Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích Miocene ở khu vực Bạch Long Vĩ

Chia sẻ: Trần Văn Gan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung chính của luận án nhằm Tổng hợp các đặc điểm về địa chất khu vực, kiến tạo, địa tầng trầm tích, lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí và các thành phần chính của hệ thống dầu khí liên quan ở khu vực nghiên cứu; Nghiên cứu, lựa chọn mô hình tập tích tụ trong địa tầng phân tập hiện đại áp dụng cho đề tài nghiên cứu;

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích Miocene ở khu vực Bạch Long Vĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHAN GIANG LONG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH MIOCEN KHU VỰC BẠCH LONG VĨ Ngành: Kỹ thuật Địa vật lý Mã số: 9520502 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội- 2018
Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Địa vật lý, Khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Người hướng dẫn khoa học: 1.GS. TSKH Mai Thanh Tân Trường Đại học Mỏ - Địa chất 2.TS Hoàng Ngọc Đang Tập đoàn Dầu khí Việt Nam Phản biện 1: GS.TS Trần Văn Trị Tổng hội Địa chất Việt Nam Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Trọng Tín Hội Dầu khí Việt Nam Phản biện 3: TS Phạm Văn Tuấn Trường Đại học Mỏ - Địa chất Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường tại Trường đại học Mỏ - Địa chất vào hồi …..giờ … ngày … tháng … năm 2018 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc Thư viện Trường đại học Mỏ - Địa chất.
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Khu vực Bạch Long Vĩ nằm ở phía Đông Bắc bể trầm tích Sông Hồng, là khu vực có móng trước Kainozoi nâng cao, phân bố rộng, xen kẽ các địa hào, bán địa hào nhỏ hẹp, môi trường trầm tích có đặc điểm biến đổi phức tạp, cùng với đó các đối tượng TKTD dầu khí tương đối đa dạng và phân bố phức tạp trong khu vực nghiên cứu. Kết quả công tác TKTD dầu khí trong thời gian qua tại khu vực Bạch Long Vĩ đã có 01 mỏ dầu và 04 phát hiện dầu khí. Điều đó khẳng định khu vực Bạch Long Vĩ là khu vực có tiềm năng, triển vọng dầu khí khả quan. Trong đó, trầm tích Miocene được xác định là đối tượng TKTD dầu khí quan trọng. Mặc dù vậy, cho đến nay các kết quả nghiên cứu về địa tầng phân tập trầm tích vụn ở khu vực Bạch Long Vĩ vẫn còn rất hạn chế. Các vấn đề về lịch sử phát triển địa chất, đặc điểm hình thành các tập trầm tích và hệ thống trầm tích trong phân chia địa tầng, đặc điểm phân bố môi trường và tướng trầm tích liên quan đến tiềm năng dầu khí cần phải tiếp tục làm sáng tỏ nhằm phục vụ công tác đánh giá triển vọng dầu khí, hoạch định chiến lược TKTD dầu khí là yêu cầu khách quan và hết sức cần thiết. Xuất phát từ yêu cầu nêu trên, Nghiên cứu sinh đã chọn đề tài “Đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ” cho Luận án nghiên cứu của mình. 2. Mục đích nghiên cứu của luận án Mục đích của luận án nghiên cứu nhằm làm rõ đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng, các tập trầm tích và các hệ thống trầm tích của lát cắt trầm tích Miocene và nghiên cứu đặc điểm, phân bố môi trường, tướng trầm tích của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ. 3. Nhiệm vụ của luận án Thu thập, tổng hợp các tài liệu địa chất, địa vật lý. Đánh giá, minh giải địa chấn địa tầng, phân tích tổ hợp ĐVLGK, đặc biệt phân tích dạng đường cong GR, tỉ lệ cát/sét. Tích hợp các kết quả phân tích ĐVLGK, địa chấn địa tầng với các kết quả phân tích mẫu cổ sinh, thạch học để xác định và liên kết các mặt ranh giới, các tập và hệ thống trầm tích. Nghiên cứu thành phần thạch học, khoáng vật và các hoá thạch điển hình về môi trường, tướng trầm tích để làm rõ đặc điểm, quy luật phân bố môi trường, tướng trầm tích của các tập trầm tích trong Miocene.
2 4. Nội dung chính của luận án Nghiên cứu đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng, các tập trầm tích và các hệ thống trầm tích của lát cắt trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ theo quan điểm mô hình tập tích tụ trong địa tầng phân tập hiện đại. Làm sáng tỏ lịch sử phát triển trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ dựa vào đối sánh đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích Miocene với quy luật trầm tích toàn cầu. Nghiên cứu đặc điểm, phân bố môi trường đặc trưng (Gross paleoenvironment), tướng trầm tích chủ yếu (Predominant sedimentary facies) của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ, trong đó minh hoạ qua tập điển hình là Tập-4 (tập trên Miocene giữa). 5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp địa tầng phân tập; Phương pháp địa chấn địa tầng; Phương pháp phân tích Địa vật lý giếng khoan; Phương pháp tích hợp các kết quả nghiên cứu địa chấn địa tầng, ĐVLGK với các kết quả phân tích mẫu cổ sinh, mẫu thạch học từ các giếng khoan. 6. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu và cơ sở tài liệu Phạm vi: Khu vực Bạch Long Vĩ khoảng 12.400 km2, nằm ở phía Đông Bắc hệ thống đứt gãy Sông Lô thuộc phần Đông Bắc bể trầm tích Sông Hồng, bao gồm các lô 106, 106/10, 107/04 và phần Đông Bắc lô 102/10. Đối tượng: Trầm tích Miocene, đối tượng TKTD dầu khí quan trọng trong khu vực nghiên cứu. Cơ sở tài liệu: Khoảng 11.000 km tuyến địa chấn 2D, 4.500 km2 địa chấn 3D thu nổ từ năm 2005 đến năm 2014 và 10 giếng khoan có chất lượng tài liệu tốt để phân tích, minh giải chi tiết; Kết quả nghiên cứu được minh hoạ chi tiết ở 04 giếng khoan nằm trên 01 tuyến địa chấn 2D3D dọc, 01 tuyến địa chấn 3D ngang khu vực nghiên cứu. 7. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Kết quả nghiên cứu địa tầng phân tập đã xác định và liên kết tin cậy 07 tập trong Miocene theo mô hình tập tích tụ. Trong đó, các phân tập (lớp) cát kết thuộc hệ thống trầm tích biển thấp được xác định trong các tập trên Miocene giữa (Tập-4), tập dưới Miocene trên (Tập-5) và tập giữa Miocene trên (Tập-6) có khả năng chứa dầu khí tốt là đối tượng TKTD dầu khí tiềm năng trong thời gian tới. Luận điểm 2: Đặc điểm môi trường, tướng trầm tích của các tập trầm tích trong Miocene thay đổi theo không gian, thời gian và có tính lặp lại theo chu
3 kỳ nâng hạ của mực nước biển, phát triển mở rộng dần về hướng Đông, Đông Bắc khu vực nghiên cứu. Quy luật phân bố môi trường, tướng trầm tích của các tập trầm tích Miocene chuyển đổi dần từ Bắc xuống Nam: từ đồng bằng châu thổ, đồng bằng ven biển; châu thổ, ven biển; biển trong (inner neritic) tới biển ngoài (outer neritic). 8. Những điểm mới của luận án - Phân chia chi tiết các mặt ranh giới địa tầng, các tập trầm tích và các hệ thống trầm tích trong Miocene theo quan điểm tập tích tụ. - Góp phần làm rõ đặc điểm phân tập trầm tích và lịch sử phát triển trầm tích Miocene trong mối liên quan chặt chẽ với các đối tượng TKTD dầu khí quan trọng ở khu vực Bạch Long Vĩ. - Xây dựng địa tầng phân tập tổng hợp trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ phục vụ công tác nghiên cứu địa tầng, đánh giá hệ thống dầu khí và tiềm năng dầu khí trong khu vực nghiên cứu và vùng lân cận. - Góp phần làm rõ hơn quy luật phân bố môi trường, tướng trầm tích của lát cắt trầm tích Miocene ở khu vực Bạch Long Vĩ. - Làm sáng tỏ hơn quy luật phân bố các đối tượng chứa và chắn dầu khí trong trầm tích Miocene ở khu vực Bạch long Vĩ, góp phần định hướng cho công tác TKTD dầu khí trong thời gian tới. 9. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ý nghĩa khoa học: Áp dụng hoàn chỉnh quy trình nghiên cứu, phân tích, xác định đặc điểm địa tầng phân tập, đặc điểm môi trường, tướng trầm tích theo quan điểm địa tầng phân tập hiện đại trên thế giới vào trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ. Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần làm rõ đặc điểm, quy luật phân bố của các ranh giới địa tầng, các tập và hệ thống trầm tích trong Miocene qua đó làm sáng tỏ thêm hệ thống dầu khí và tiềm năng dầu khí trong trầm tích Miocene, phục vụ công tác thăm dò dầu khí ở khu vực Bạch Long Vĩ; Làm rõ hơn lịch sử phát triển trầm tích Miocene, mối quan hệ giữa không gian tích tụ trầm tích, sự thay đổi mực nước biển và nguồn cung cấp vật liệu trầm tích vụn ở khu vực Bạch Long Vĩ. 10. Bố cục của luận án Luận án được bố cục thành 04 chương chính, không kể phần mở đầu và kết luận, tài liệu tham khảo và danh mục các công trình khoa học. Toàn bộ nội dung của luận án được trình bày trong 121 trang A4 (gồm 77 hình vẽ, 06 biểu bảng), 02 trang danh mục các công trình khoa học của Nghiên cứu sinh đã công bố và 06 trang đầu mục tài liệu tham khảo
4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC BẠCH LONG VĨ 1.1. Vị trí địa lý, lịch sử TKTD dầu khí và cơ sở tài liệu 1.1.1. Vị trí địa lý Khu vực Bạch Long Vĩ có diện tích khoảng 12.400 km2, nằm về phía Đông Bắc hệ thống đứt gãy Sông Lô, bao gồm diện tích các lô 106, 106/10, 107/04, phần Đông Bắc lô 102/10 thuộc phần Đông Bắc bể trầm tích Sông Hồng (Hình 1). Hình 1. Vị trí khu vực Bạch Long Vĩ 1.1.2. Lịch sử TKTD dầu khí Trước năm 1989: Công tác TKTD được bắt đầu vào năm 1981, chủ yếu thực hiện khảo sát địa chấn 2D khu vực trên phạm vi toàn bể Sông Hồng, trong đó có khu vực nghiên cứu. Từ năm 1989 đến nay: Công tác TKTD được triển khai mạnh mẽ và liên tục theo các hợp đồng dầu khí. Khối lượng lớn tài liệu địa chấn 2D và 3D đã được thu nổ, cùng với khối lượng đáng kể các giếng khoan thăm dò, thẩm lượng đã được thi công. Đan xen thời gian không có hợp đồng dầu khí, Tập đoàn Dầu khí đã triển khai thu nổ địa chấn 2D, 3D và khoan các giếng khoan thăm dò, mời gọi các nhà thầu khảo sát địa chấn và nghiên cứu chung. Kết quả công tác TKTD dầu khí, đã có 01 mỏ dầu và 04 phát hiện dầu khí ở khu vực Bạch Long Vĩ, cho thấy đây là khu vực có tiềm năng và triển vọng gia tăng trữ lượng dầu khí, trong đó trầm tích Miocene là đối tượng TKTD dầu khí quan trọng. 1.1.3. Cơ sở tài liệu Khoảng trên 11.000 km tuyến địa chấn 2D, trên 4.500 km2 địa chấn 3D thu nổ từ năm 2005 đến năm 2014, có chất lượng từ trung bình tới tốt để
5 minh giải bằng phần mềm hiện đại Kingdom Suite và 10 giếng khoan được mã hoá có các tài liệu ĐVLGK, cổ sinh, thạch học đạt chất lượng tốt, phân bố đều trong khu vực nghiên cứu và vùng lân cận để phân tích bằng phần mềm Interative Petrophysics và tổng hợp. Các kết quả nghiên cứu được minh họa chi tiết qua 04 giếng khoan mã hóa A-1X, B-1X, C-1X, D-1X nằm trên tuyến địa chấn 2D3D dọc và tuyến địa chấn 3D ngang khu vực nghiên cứu. 1.2. Khung cảnh địa chất khu vực Nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước đã chỉ ra rằng cấu trúc bể Sông Hồng có dạng địa hào kéo toác (pull-apart) lớn được tạo ra bởi sự kết hợp của hoạt động tách giãn phương á vĩ tuyến và hoạt động trượt bằng ngang theo hướng TB –ĐN của hệ thống đứt gãy Sông Hồng. Hệ thống đứt gãy Sông Hồng bao gồm hệ thống đứt gãy Sông Chảy ở phía ở phía TN và hệ thống đứt gãy Sông Lô ở phía ĐB, các hệ thống đứt gãy này có lịch sử phát triển lâu dài theo các giai đoạn khác nhau, tái hoạt động trong nhiều thời kỳ, khống chế nguồn trầm tích Kainozoi và quá trình biến dạng của bể Sông Hồng. Kết quả nghiên cứu các công trình nghiên cứu cho thấy các yếu tố kiến tạo khu vực ảnh hưởng và tác động mạnh mẽ đến bình đồ kiến tạo khu vực Bạch Long Vĩ gồm có hoạt động đâm húc của mạng Ấn Độ vào mảng Á- Âu, dẫn tới trượt bằng trái của hệ thống đứt gãy Sông Hồng xảy ra khoảng 35-30 Ma và sau đó chuyển sang trượt bằng phải xảy ra khoảng 15,5-5,2 Ma và sự hình thành, phát triển của tách giãn Biển Đông, gây ra pha nghịch đảo khu vực vào cuối Oligocene. 1.3. Lịch sử phát triển địa chất khu vực Bạch Long Vĩ Lịch sử phát triển địa chất khu vực nghiên cứu gắn liền với sự hình thành, phát triển và chịu ảnh hưởng phông kiến tạo khu vực Bắc bể Sông Hồng. Tuy vậy, khu vực Bạch Long Vĩ có các đặc điểm khác biệt theo giai đoạn kiến tạo sau: Giai đoạn trước tách giãn (pre-rifting phase): Toàn vùng nghiên cứu bị xâm thực bào mòn, vắng mặt trầm tích. Trong đó các khối móng trước Kz nâng cao phân bố rộng trong khu vực Bạch Long Vĩ bị bào mòn mạnh mẽ. Giai đoạn tách giãn (Rifting phase): Kiến tạo khu vực đã tạo ra các tách giãn phương á vỹ tuyến, thành tạo các địa hào, bán địa hào nhỏ hẹp phân bố xen kẹp với các đới móng trước Kz nâng cao trong khu vực Bạch Long Vĩ. Chuyến động trượt bằng trái của hệ thống đứt gãy Sông Lô đã phân tách khu vực nghiên cứu thành khu vực có trầm tích Kz mỏng và đơn nghiêng,
6 phủ chồng lên nhau, kề áp vào các khối nâng móng phân bố rộng rãi ở phía Bắc, Đông Bắc và Đông khu vực nghiên cứu (Hình 2). Hình 2. Tuyến địa chấn 2D cắt ngang khu vực BLV (ITC, 2016) Sự hình thành và phát triển của tách giãn Biển Đông đã gây ra pha nghịch đảo khu vực vào cuối Oligocene ở khu vực nghiên cứu. Giai đoạn tách giãn kết thúc vào cuối Oligocene. Giai đoạn sau tách giãn (Post rifting phase): Hoạt động lún chìm, san bằng kiến tạo diễn ra trên toàn khu vực Bạch Long Vĩ và bể Sông Hồng liên quan sự nguội lạnh của dòng nhiệt. Vào Miocene trung (khoảng 15.5 Ma) tới Miocene muộn (khoảng 5.2 Ma) xảy ra sự chuyển pha, hoạt động trượt bằng phải của hệ thống đứt gãy Sông Hồng đã tạo ra hoạt động nén ép, hình thành các cấu trúc nghịch đảo phân bố ở khu vực lô 103, 102 lân cận vùng nghiên cứu. 1.4. Đặc điểm địa tầng trầm tích và Hệ thống dầu khí Đặc điểm địa tầng trầm tích và Hệ thống dầu khí ở khu vực nghiên cứu được trình bày tại Hình 3. Đặc điểm đá móng trước Kainozoi Đá móng trước Kz đã được phát hiện tại nhiều giếng khoan trong khu vực nghiên cứu. Thành phần đá móng biến đổi phức tạp, chủ yếu là đá carbonate, dolomit. Trong đó các đá dolomit và đá carbonat hang hốc, nứt nẻ thường có độ rỗng, độ thấm tốt là đối tượng chứa dầu khí tốt.
7 Hình 3. Địa tầng tổng hợp và Hệ thống dầu khí khu vực Bạch Long Vĩ (PVEP POC, 2011) Đặc điểm trầm tích mảnh vụn Kainozoi Trầm tích Eocene – Hệ tầng Phù Tiên (E2 pt): Bao gồm cuội kết, cát kết, sét kết màu xám, nâu bị phân phiến và biến đổi thứ sinh mạnh. Trầm tích của hệ tầng Phù tiên được thành tạo trong môi trường sườn tích, sông, hồ, vào thời kỳ đầu của giai đoạn tách giãn. Trầm tích Oligocene - Hệ tầng Đình Cao (E3 đc): Thành phần chủ yếu cát kết màu xám sáng, sáng xẫm, hạt vừa tới nhỏ, độ lựa chọn trung bình đến tốt. Sét kết màu xám sáng, xám sẫm có các mặt trượt láng bóng.Trầm tích của hệ tầng Đình Cao được thành tạo trong môi trường sườn tích, lũ tích năng lượng lớn và đầm hồ nơi các trũng thấp. Kết quả nghiên cứu địa hóa chỉ ra các tầng sét kết Oligocene có TOC thay đổi từ nghèo đến rất tốt, thành phần VCHC chủ yếu thuộc loại II và III có khả năng sinh dầu là chính. Các lớp cát kết Oligocene có độ rỗng, độ thấm tốt phân bố ở các địa hào, bán địa hào trong khu vực nghiên cứu là đối tượng chứa có chất lượng từ trung bình tới tốt. Trầm tích Miocene dưới – Hệ tầng Phong Châu (N11 pch): Bao gồm các lớp cát kết xen kẽ với cát bột kết và sét kết chứa dấu vết than hoặc các lớp
8 kẹp carbonat mỏng. Trầm tích hệ tầng Phong Châu thành tạo trong môi trường đồng bằng châu thổ, châu thổ, ven biển tới biển nông. Kết quả nghiên cứa địa hóa cho thấy các tầng sét kết Miocene dưới có TOC từ trung bình đến tốt, các tập than và sét than rất giàu VCHC có TOC từ cao đến cực kỳ cao có khả năng sinh dầu và hỗn hợp dầu khí. Các lớp cát kết Miocene dưới thành tạo trong môi trường châu thổ, ven biển, biển nông, có độ rỗng, độ thấm tốt là đối tượng chứa dầu khí có chất lượng từ khá tới tốt. Miocene giữa – Hệ tầng Phủ Cừ (N12 pc): Bao gồm các lớp cát kết hạt vừa, cát bột kết phân lớp mỏng, bột kết, sét kết chứa nhiều hóa thạch thực vật, trùng lỗ, than và sét than. Thành tạo trong môi trường đồng bằng châu thổ, đồng bằng ven biển, ven biển tới biển nông. Trong đó, các lớp cát kết Miocene giữa thành tạo trong môi trường châu thổ, ven biển, biển nông, phân bố rộng, có độ rỗng, độ thấm tốt là đối tượng chứa dầu khí có chất lượng từ khá tới tốt. Miocene trên – Hệ tầng Tiên Hưng (N13 th): Bao gồm cát kết hạt thô, sạn sỏi kết, bột kết và sét kết ở phần trên đôi khi xen các vỉa than nâu, các lớp cát kết phân lớp dày dạng khối xen kẹp các lớp bột kết, sét kết mỏng ở phần dưới. Các trầm tích có tính phân nhịp rõ ràng. Thành tạo trong môi trường ven biển, châu thổ tới biển nông. Các lớp cát kết Miocene trên thành tạo trong môi trường châu thổ, ven biển, biển nông, phân bố rộng, có độ rỗng, độ thấm tốt là đối tượng chứa dầu khí có chất lượng từ khá tới tốt. Các pha di cư dầu khí Trên cơ sở nghiên cứu các tầng đá mẹ, khôi phục lịch sử chôn vùi và xây dựng mô hình địa hóa, tầng đá mẹ Oligocene ở trũng sâu đã bắt đầu sinh dầu khí, di thoát từ 29 Ma trước và di thoát chủ yếu từ 20-16 Ma. Tầng đá mẹ Miocene dưới bắt đầu sinh dầu khí, di thoát từ 16 Ma và di thoát chủ yếu từ 10 Ma trở lại đây. CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Phương pháp địa tầng phân tập và lựa chọn mô hình tập trầm tích - Phương pháp kết hợp địa chấn địa tầng, ĐVLGK, cổ sinh, thạch học để nghiên cứu mối quan hệ của các tập trầm tích có quan hệ về nguồn gốc theo chu kỳ lặp đi lặp lại, ranh giới nóc và đáy là các mặt bất chỉnh hợp bào mòn, gián đoạn trầm tích hoặc các mặt chỉnh hợp liên kết.
9 - Quá trình hình thành tập trầm tích có tính chu kỳ bao gồm đầy đủ một quá trình biển tiến và biển lùi. Phụ thuộc vào việc xác định mốc bắt đầu một chu kỳ trầm tích, trên thế giới có các mô hình tập trầm tích (Hình 4).  Mô hình Tập tích tụ (Depositional Sequence) có ranh giới tập là mặt bất chỉnh hợp, bào mòn trong quá trình biển lùi và mặt chỉnh hợp liên kết từ mặt bất chỉnh hợp này.  Mô hình Tập cùng nguồn gốc (Genetic Sequence) có ranh giới tập là mặt ngập lụt cực đại.  Mô hình Tập biển tiến - biển lùi (Trangressive-Regressive Sequence) có ranh giới tập là “mặt biển lùi cực đại trùng với mặt biển tiến”. Hình 4. So sánh các mô hình tập trầm tích (Mai Thanh Tân, 2006) Đặc điểm khu vực Bạch Long Vĩ nằm ở vùng ven bờ, gần nguồn cung cấp vật liệu trầm tích. Khu vực nghiên cứu thuộc bể Sông Hồng là bể tách giãn nên các mặt bào mòn và gián đoạn trầm tích trong quá trình biển lùi tạo nên các ranh giới bất chỉnh hợp thể hiện rõ trên tài liệu địa chấn và tài liệu ĐVLGK so với mặt biển tiến hoặc mặt ngập lụt cực đại. Hơn nữa, các nghiên cứu về địa tầng phân tập của các công ty thăm dò dầu khí ở Việt Nam thường sử dụng mô hình Tập tích tụ (Mô hình Vail). Do vậy, mô hình Tập tích tụ được lựa chọn để thực hiện đề tài nghiên cứu “đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ”. 2.2. Phương pháp địa chấn địa tầng Phương pháp xác định các mặt ranh giới địa tầng trên lát cắt địa chấn, thường là các mặt ranh giới bất chỉnh hợp bị bào mòn, gián đoạn trầm tích hoặc các mặt chỉnh hợp có thể liên kết. Dấu hiệu nhận biết các mặt ranh giới địa tầng liên quan đến đặc điểm tiếp xúc của các pha phản xạ (reflection termination) ở nóc và đáy. Ranh giới đáy bao gồm các dạng gá đáy (onlap), phủ đáy (downlap), bao bọc dưới (base concodance). Ranh giới nóc bao gồm các dạng như bào mòn cắt xén (erosional truncation), chống nóc (toplap), đào khoét (Hình 5).
10 Hình 5. Mô hình tổng hợp mô tả đặc điểm tiếp xúc của pha phản xạ xác định mặt ranh giới địa chấn địa tầng (Vail, 1987) 2.3. Phương pháp phân tích ĐVLGK Sự thay đổi của dạng đường cong ĐVLGK đi cùng với sự thay đổi về độ hạt trầm tích cho chúng ta các thông tin về các mặt ranh giới địa tầng, đặc điểm tướng, môi trường trầm tích (Hình 6). Liên kết tài liệu ĐVLGK với tài liệu địa chấn địa tầng cho phép xác định chi tiết đặc điểm, phân bố các tập, hệ thống trầm tích, tướng, môi trường trầm tích của các tập, nhóm phân tập trầm tích và liên kết chính xác địa tầng trong cả khu vực. Hình 6. Đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng, hệ thống trầm tích của trầm tích ven bờ theo độ hạt trầm tích (Catuneanu, 2006)
11 2.4. Tích hợp các kết quả: Toàn bộ các bước nghiên cứu đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích Miocene và đặc điểm tướng, môi trường trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ được trình bày tại Hình 7. Hình 7. Sơ đồ khối thực hiện đề tài nghiên cứu CHƯƠNG III. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH MIOXEN KHU VỰC BẠCH LONG VĨ Các kết quả nghiên cứu cho phép phân chia, liên kết trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ thành 07 tập trầm tích, từ dưới lên gồm Tập-1 đến Tập-7. Trong đó Tập-1 tương ứng với Miocene dưới, Tập-2, Tập-3, Tập-4 tướng ứng với Miocene giữa, Tập-5, Tập-6, Tập-7 tương ứng với Miocene trên. Các tập được phân tách bởi các mặt ranh giới là các mặt bất chỉnh hợp bào mòn và chỉnh hợp liên kết, từ dưới lên RG-1 đến RG-8. 3.1. Đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng trong trầm tích Miocene Kết quả phân tích địa chấn địa tầng, kết hợp phân tích dạng đường cong ĐVLGK, phân bố đới cổ sinh, tỉ lệ cát/sét từ các giếng khoan cho phép xác định đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng của toàn bộ lát cắt trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ. Trên Hình 8 trình bày ví dụ về đặc điểm của các mặt ranh giới RG-4, RG-5 tương ứng với đáy, nóc của Tập-4 và các mặt NLCĐ-3 và BT-1 bên trong Tập-4 tại khu vực giếng C-1X.
12 Hình 8. Đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng của Tập-4 tại giếng C-1X Mặt ranh giới RG-5 tương ứng nóc của Tập-4 là đáy tập cát thô hướng lên và ranh giới phân chia nhóm phân tập có đường GR thô dần hướng lên, tỉ lệ cát/sét thấp ở bên dưới so với nhóm phân tập có đường GR thô dần hướng lên, tỉ lệ cát/sét cao ở bên trên; nghèo đới foram tại giếng C-1X. Trên mặt cắt địa chấn xung quanh giếng C-1X, các dấu hiệu gá đáy (onlap) xuất hiện bên trên các mặt ranh giới RG-4, RG-5 tương ứng đáy, nóc Tập-4. Mặt ngập lụt cực đại (NLCĐ-3) trong Tập-4 là mặt phân chia nhóm phân tập mịn dần hướng lên ở bên dưới với nhóm phân tập thô dần hướng lên ở bên trên, tâm của tập sét dày tập trung đới foram, palyno tại giếng C-1X, là mặt phủ đáy (downlap) ở khu vực sườn dốc trên tuyến địa chấn dọc. Mặt biển tiến (BT-1) trong Tập-4 là mặt phân chia nhóm phân tập thô dần hướng lên, tỉ lệ cát/sét cao, các lớp cát dày chất lượng tốt ở bên dưới với nhóm phân tập mịn dần hướng lên, tỉ lệ cát/sét thấp ở bên trên, nghèo đới foram, palyno tại giếng C-1X. Trên mặt cắt địa chấn xung quanh giếng C-1X cho thấy xuất hiện dấu hiệu chống nóc cắt xén (erosional truncation) bên dưới và gá đáy (onlap) bên trên mặt BT-1 (Hình 8), dấu hiệu này nhiều khả năng liên quan các hoạt động xâm thực, bóc mòn của sóng biển ở khu vực ven bờ liên quan tới giai đoạn đầu của quá trình biển tiến. Dựa trên kết quả xác định các mặt ranh giới địa tầng trong trầm tích Miocene khu vực nghiên cứu, việc kết hợp địa chấn địa tầng với ĐVLGK, cổ sinh và thạch học để liên kết địa tầng các mặt ranh giới tập, mặt ngập lụt cực đại, mặt biển tiến nhằm chính xác hóa phân bố các mặt ranh giới tập trầm tích và các ranh giới hệ thống trầm tích của toàn bộ lát cắt trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ. Hình 9 và Hình 10 trình bày kết quả liên kết các ranh giới địa tầng của trầm tích Miocene theo các giếng khoan và theo tuyến địa chấn dọc.
13 Hình 9. Liên kết các mặt ranh giới địa tầng của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ theo các giếng A-1X, B-1X, C-1X Hình 10. Liên kết các mặt ranh giới địa tầng của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ theo tuyến địa chấn dọc 3.2. Đặc điểm các tập trầm tích và các hệ thống trầm tích trong trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ Các mặt ranh giới tập trầm tích là các mặt bất chỉnh hợp bào mòn và chỉnh hợp liên kết theo thứ tự từ dưới lên RG-1 đến RG-8 phân chia lát cắt trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ ra thành 07 tập trầm tích. Các mặt
14 ngập lụt cực đại bên trong từng tập trầm tích riêng biệt từ Tập-2 đến Tập-7 theo thứ tự tương ứng từ NLCĐ-1 đến NLCĐ-6 phân chia các tập này ra các hệ thống trầm tích biển cao nằm bên trên và hệ thống trầm tích biển tiến nằm bên dưới. Các mặt biển tiến BT-1, BT-2, BT-3 bên trong Tập-4, Tập- 5, Tập-6 phân tách các hệ thống trầm tích biển thấp nằm bên dưới các mặt biển tiến này. Hình 11 và Hình 12 trình bày đặc điểm các tập, hệ thống trầm tích của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ theo các giếng khoan và theo tuyến địa chấn dọc. Hệ thống trầm tích biển cao được bao bởi ranh giới trên là nóc các tập trầm tích và ranh giới dưới là các mặt ngập lụt cực đại, bao gồm các nhóm phân tập thô dần hướng lên, tỉ lệ cát/sét cao hơn so với nhóm phân tập biển tiến bên dưới ở vùng biển ven bờ như tại giếng A-1X, B-1X và tỉ lệ này thấp hơn ở vùng thềm, biển ngoài như tại giếng C-1X (Hình 11). Trên tài liệu địa chấn cho thấy hệ thống trầm tích biển cao đặc trưng bởi các phản xạ có biên độ thay đổi từ trung bình tới cao, độ liên tục khá tốt, phân lớp song song và tần số thấp khu vực thềm, biển ngoài, chuyển sang á song song, tần cao khu vực biển ven bờ, sườn dốc (Hình 12). Hệ thống trầm tích biển tiến được bao bởi ranh giới trên là các mặt ngập lụt cực đại và ranh giới dưới là các mặt biển tiến hoặc đáy của các tập trầm tích, bao gồm các nhóm phân tập mịn dần hướng lên, tỉ lệ cát/sét thấp hơn so với nhóm phân tập biển cao bên trên tại giếng A-1X, B-1X và nhóm phân tập biển thấp bên dưới ở giếng C-1X (Hình 11). Trên tài liệu địa chấn cho thấy hệ thống trầm tích biển tiến đặc trưng bởi các phản xạ có biên độ, tần số thay đổi khá cao, độ liên tục tốt, phân lớp chủ yếu song song. So với hệ thống trầm tích biển cao, hệ thống trầm tích biển tiến phân bố hẹp hơn và chủ yếu ở khu vực ven bờ, sườn dốc (Hình 12). Hệ thống trầm tích biển thấp được bao bởi ranh giới trên là các mặt biển tiến hoặc các mặt ngập lụt cực đại và ranh giới dưới là đáy của các tập trầm tích, bao gồm các nhóm phân tập thô dần hướng lên, tỉ lệ cát/sét cao hơn hẳn so với nhóm phân tập biển tiến và biển cao bên trên (Hình 11). Trên tài liệu địa chấn cho thấy hệ thống trầm tích biển thấp đặc trưng bởi các phản xạ có biên độ thấp, tần số thấp, độ liên tục khá tốt, chủ yếu phân lớp song song, đôi khi dạng gò đồi tại cấu trúc C và phân bố hạn chế ở khu vực thềm đới thấp thuộc lô 107 và chỉ xác định được trong Tập-4, Tập-5, Tập-6 (Hình 12). Dựa vào đặc trưng địa chấn phản xạ, hình thái phân bố, các hệ thống trầm tích biển thấp nhiều khả năng thuộc hệ thống phức hệ nêm lấn biển thấp.
15 Hình 11. Đặc điểm các tập và hệ thống trầm tích của trầm tích Miocene theo các giếng khoan A-1X, B-1X và C-1X Hình 12. Đặc điểm các tập và hệ thống trầm tích của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ theo tuyến địa chấn dọc
16 3.3. Địa tầng phân tập tổng hợp trong trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ Lịch sử phát triển địa chất Miocene khu vực Bạch Long Vĩ bao gồm các chu kỳ địa chất kế tiếp nhau. Các nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước cho thấy lát cắt trầm tích Miocene được chia ra thành 03 hệ tầng địa chất, theo thứ tự từ cổ đến trẻ gồm: hệ tầng Phong Châu tương ứng Miocene dưới có đáy và nóc được định tuổi theo tài liệu cổ sinh lần lượt là 23,3 Ma và 16,3 Ma, hệ tầng Phủ Cừ tương ứng Miocene giữa có nóc được định tuổi theo tài liệu cổ sinh là 10,4 Ma, hệ tầng Tiên Hưng tương ứng Miocene trên có nóc được định tuổi theo tài liệu cổ sinh là 5,2 Ma. Dựa vào các dấu hiệu nhận dạng, so sánh các mặt ranh giới địa tầng với các nghiên cứu trong và ngoài nước ở khu vực nghiên cứu và vùng lân cận. Đối sánh các mặt ranh giới địa tầng, các tập trầm tích, hệ thống trầm tích với các chu kỳ trầm tích toàn cầu cho thấy vào thời kỳ Miocene sớm tương ứng với thời gian thành tạo Tập-1 và giai đoạn đầu của thời kỳ Miocene trung tương ứng với thời gian thành tạo Tập-2, khu vực Bạch Long Vĩ bị thiếu hụt trầm tích nghiêm trọng (Hình 13), do nguồn trầm tích tập trung lấp đầy vào khu vực địa hào lớn tạo ra giữa 2 hệ thống đứt gãy Sông Lô và Sông Chảy, điều này được chứng minh qua chiều dày trầm tích ở khu vực lô 103 lớn hơn rất nhiều ở khu vực Bạch Long Vĩ trên các mặt cắt địa chấn. Hình 13. Địa tầng phân tập tổng hợp trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ Nếu giả định rằng toàn bộ thời kỳ Miocene là một chu kỳ trầm tích lớn, từ giữa Miocene trung mực nước biển hạ dần và đến giai đoạn đầu của
17 Miocene muộn đạt mức thấp nhất, sau đó bắt đầu nâng dần đến giai đoạn đầu của Pliocene đạt mức cao. Như vậy, tương ứng với sự nâng, hạ ở chu kỳ lớn, trong thời kỳ Miocene các thành tạo trầm tích hình thành ở giai đoạn giữa Miocene trung đến giữa Miocene muộn các hệ thống trầm tích biển thấp mang tính khu vực. Kết quả nghiên cứu xác định các hệ thống trầm tích biển thấp của Tập-4, Tập-5, Tập-6, tỉ lệ cát/sét cao, độ rỗng, độ thấm tốt trong khu vực nghiên cứu sẽ phân bố rộng ở bể Sông Hồng và là các đối tượng chứa dầu khí tiềm năng cần được quan tâm tiếp tục nghiên cứu. CHƯƠNG IV: ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG, TƯỚNG TRẦM TÍCH CỦA TRẦM TÍCH MIOCENE KHU VỰC BẠCH LONG VĨ Vị trí địa lý và đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu cho thấy mô hình môi trường trầm tích khống chế có môi trường trầm tích thay đổi từ đồng bằng châu thổ, tới biển nông, thềm đới cao có sườn dốc thoải và hệ thống sông ngòi chiếm ưu thế. Trong đó, theo hóa thạch đới vi sinh vật bám đáy môi trường biển nông, thềm có thể chia ra các môi trường: biển trong (inner neritic) từ ven bờ chân thủy triều đến độ sâu 20m; biển giữa (middle neritic) từ độ sâu 20m đến 100m; biển ngoài (outer neritic) từ độ sâu 100m đến 200m; biển thẳm (bathyal) độ sâu trên 200m. 4.1. Cơ sở lựa chọn tập trầm tích điển hình phục vụ minh họa chi tiết về môi trường, tướng trầm tích Kết quả nghiên cứu đặc điểm phân tập trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ cho thấy các tập trầm tích trẻ nằm đơn nghiêng, phủ chồng bất chỉnh hợp lên các tập trầm tích cổ hơn và phát triển lấn dần về phía Đông, Đông Bắc khu vực nghiên cứu. Đặc điểm môi trường, tướng trầm tích của các tập trầm tích trong Miocene được nghiên cứu dựa trên đặc điểm nhóm hóa thạch, thành phần thạch học, khoáng vật từ các kết quả phân tích mẫu của các giếng khoan kết hợp với các phân tích tỉ lệ cát/sét, dạng đường cong ĐVLGK, phân tích tướng địa chấn của từng tập, hệ thống trầm tích trong Miocene. Phục vụ mục tiêu cho việc minh họa chi tiết, Tập điển hình được lựa chọn dựa trên tiêu chuẩn gồm: i) là tập trầm tích có đầy đủ các hệ thống trầm tích (biển thấp, biển tiến, biển cao); ii) là tập trầm tích có biểu hiện hoặc phát hiện dầu khí là đối tượng TKTD dầu khí; iii) có đủ tài liệu để phân tích bao gồm tài liệu địa chấn, ĐVLGK, tài liệu cổ sinh, thạch học. Trên cơ sở đó, Tập-4 tương ứng tập trên Miocene giữa là tập trầm tích điển hình để minh họa chi tiết vì Tập-4 là tập có đầy đủ các hệ thống trầm tích biển thấp, biến tiến, biển cao; có các phân tập (lớp) cát kết có phát hiện khí tại giếng khoan C-1X; có đủ tất cả các loại tài liệu.
18 4.2. Đặc điểm môi trường của Tập-4 (tập trên Miocene giữa) Đặc điểm môi trường đặc trưng (Gross depositional paleoevironment) lắng đọng trầm tích của Tập-4 được nghiên cứu và xác định dựa theo việc tích hợp kết quả các phân tích về đặc trưng tướng địa chấn, sự thay đổi dạng đường cong GR, tỉ lệ cát/sét, nhóm hoá thạch đặc trưng và đặc điểm khoáng vật, thạch học mẫu vụn. Hình 14 và Hình 15 ví dụ minh họa về sự thay đổi môi trường trầm tích của Tập-4 theo các giếng A-1X, B-1X, C-1X và tuyến địa chấn dọc, bao gồm các môi trường đặc trưng sau: Môi trường ven biển: tỉ lệ cát/sét cao, các tập cát thường có dạng mịn dần hướng lên, phân lớp trung bình (Hình 14), chứa các hoá thạch thuộc họ bám đáy như Nonion spp. ở chiều sâu 1670-1700m, Trochammina spp. ở chiều sâu 1670-1680m tại giếng B-1X . Môi trường ven biển phân bố dưới cùng của Tập-4 ở khu vực các giếng A-1X, B-1X, kéo về sườn dốc (Hình 15). Môi trường vũng vịnh, thuỷ chiều: tỉ lệ cát/sét thấp, các lớp cát mỏng xen kẹp các lớp sét dày (Hình 14). Chứa đa dạng các hoá thạch gồm cả vi sinh vật trôi nổi và bám đáy, trong đó các họ trùng lỗ bám đáy chiếm ưu thế. Tại giếng khoan B-1X phát hiện các loài Ammonia spp. ở chiều sâu 1550- 1660m, Eponides praecinctus, Eponides spp. ở chiều sâu 1630-1640m thuộc họ vi sinh vật bám đáy và đới bào tử, phấn hoa Acrostichum – Florshue. Môi trường vũng vịnh nằm bên trên môi trường ven biển và phân bố trên và dưới mặt ngập lụt cực đại (NLCĐ-3) của Tập-4 ở khu vực các giếng A-1X, B-1X và kéo về khu vực sườn dốc (Hình 15). Hình 14. Phân bố môi trường của Tập-4 theo các giếng A-1X, B-1X, C-1X