BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT DƯƠNG QUỐC HƯNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN NÔNG PHÂN GIẢI CAO ĐỂ KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÁC TẦNG NÔNG VÀ CÁC HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO, MAGMA TRẺ Ở VÙNG BIỂN MIỀN TRUNG VIỆT NAM Chuyên ngành: Địa vật lý Mã số: 62.44.61.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤ T HÀ NỘI - 2012 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: GS. TSKH Mai Thanh Tân Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phản biện 1: PGS. TS. Đỗ Đức Thanh Trường Đại học Khoa học tự nhiên Đại học Quốc gia Hà nội Phản biện 2: TS. Đỗ Tử Chung Trung tâm Địa chất - Khoáng sả n biển Bộ Tài nguyên - Môi trường Phản biện 3: TS. Nguyễn Thế Hùng Viện Dầu khí Việt nam Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường, họp tại Trường ĐH Mỏ - Địa chất, Đông Ngạc, Từ Liêm, Hà Nội Vào hồi………ngày……tháng…… năm 2012 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Hà N ội hoặc Thư viện trường Đại học Mỏ - Địa chất 1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Ngoài các đặc điểm chung của đới thềm lục địa Việt Nam khu vực biển miền Trung có những đặc trưng riêng biệt. Trong những năm gần đây, các nghiên cứu địa chất Pliocen - Đệ tứ khu vực này đã được quan tâm và đã có nhiều kết quả đáng kể. Tuy nhiên, còn nhiều vấn đề cần nghiên cứu một cách đầy đủ hơn như xác định chính xác bề dày và phân chia chi tiết các phân vị địa tầng trầm tích Đệ tứ, phân vùng môi trường trầm tích, xác định đặc điểm hoạt động magma, kiến tạo trẻ Để giải quyết các nhiệm vụ này, việc nghiên cứu áp dụng phương pháp địa chấn nông phân giải cao (ĐCNPGC) là rất cần thiết. Các kết quả nghiên cứu đạt được cho phép đáp ứng các yêu cầu về khoa h ọc và thực tiễn trong nghiên cứu địa chất biển, thăm dò khoáng sản và khảo sát địa chất công trình. Trong luận án này, đối tượng nghiên cứu các tầng nông bao gồm các thành tạo trầm tích Đệ tứ vùng biển Miền Trung. Phạm vi nghiên cứu được giới hạn từ bờ tới độ sâu 200m nước và từ cửa Thuận An đến vùng biển Bình Thuận. Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu áp dụng có hiệu quả phương pháp Đ CNPGC và minh giải địa chấn địa tầng trên cơ sở địa tầng phân tập nhằm xác định đặc điểm địa tầng và các đặc điểm hoạt động kiến tạo, magma trẻ của trầm tích Đệ tứ. Đối tượng nghiên cứu: Môi trường trầm tích và các hoạt động kiến tạo trẻ trong trầm tích Đệ tứ thềm lục địa miền Trung. Nội dung và phạm vi nghiên c ứu: - Nghiên cứu áp dụng có hiệu quả phương pháp ĐCNPGC đến độ 2 sâu 200m nước. - Nghiên cứu phương pháp minh giải địa chấn địa tầng trên cơ sở địa tầng phân tập phân giải cao tương ứng với các trầm tích Đệ tứ. - Xác định các phân vị địa tầng và đặc điểm của chúng trong trầm tích Đệ tứ. - Xác định đặc điểm các hoạt động kiến tạo, magma trẻ. Cơ sở tài liệu: Các tài liệu ĐCNPGC trong các chuyến khảo sát thềm lục địa miền Trung Việt nam từ 1999 đến nay, bao gồm gần 10.000 km tuyến khảo sát, kết hợp với kết quả phân tích tuổi tuyệt đối mẫu địa chất tầng mặt trong khu vực nghiên cứu. Tham khảo các tài liệu địa chấn dầu khí, địa chất giếng khoan và các kết quả nghiên cứu địa chất khác có liên quan. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: - Ý nghĩa khoa h ọc: Góp phần áp dụng có hiệu quả phương pháp ĐCNPGC ở vùng thềm lục địa có địa hình phức tạp tới độ sâu 200m nước. Minh giải địa chấn địa tầng trên cơ sở địa tầng phân tập phân giải cao để nghiên cứu chi tiết môi trường trầm tích và hoạt động kiến tạo, magma trẻ trong điều kiện địa chất phức tạp thềm lục địa mi ền Trung. - Ý nghĩa thực tiễn: Làm sáng tỏ môi trường trầm tích Đệ tứ và đặc điểm hoạt động kiến tạo, magma trẻ phục vụ nhiệm vụ điều tra, nghiên cứu biển, đo vẽ địa chất và phát triển kinh tế, xã hội trên khu vực thềm lục địa miền Trung. Những điểm mới của Luận án: - Xác định định lượng ranh giới các thành tạ o trầm tích Pleistocen và Holocen trên thềm lục địa miền Trung theo tài liệu ĐCNPGC kết hợp với các tài liệu địa chất, tài liệu giếng khoan và địa chấn dầu khí. 3 - Phân chia chi tiết các phân vị địa tầng trong trầm tích Đệ tứ theo mô hình tập tích tụ có đối sánh với các kết quả nghiên cứu khác. - Phân vùng trầm tích Đệ tứ trên cơ sở đặc điểm nguồn vật liệu trầm tích, sự nâng hạ của mực nước biển và hoạt động kiến tạo. - Xác định sự tồn tại và mức độ hoạt động của hệ thống đứt g ẫy trẻ và phân vùng các khối cấu trúc kiến tạo trong trầm tích Đệ tứ Luận điểm bảo vệ: 1. Kết quả áp dụng phương pháp địa chấn nông phân giải cao khu vực thềm lục địa miền Trung cho phép xác định các tập địa chấn tương ứng các tập trầm tích Đệ tứ có tuổi tương ứng là Q 1 1 , Q 1 2a , Q 1 2b , Q 1 3a , Q 1 3b , Q 2 1-2 và Q 2 3 . Theo các đặc điểm về nguồn cung cấp vật liệu, không gian tích tụ và mức độ nâng hạ kiến tạo đã phân chia được các vùng trầm tích bao gồm vùng biển Cù lao Chàm, đảo Lý Sơn, Quảng Ngãi, Bình Định - Phú Yên, Khánh Hòa và Phan Rang. 2. Các hoạt động kiến tạo, magma trong kỷ Đệ tứ trên thềm lục địa miền Trung có các biểu hiện đa dạng, phong phú. Các hệ thống đứt gãy trẻ có phương á kinh tuyến, ĐB-TN và TB-ĐN. Các khối cấu trúc ki ến tạo nâng-sụt tương đối xen kẽ gồm khối sụt rìa Tây Nam bể Sông Hồng, đới nâng Lý Sơn, địa hào Lý Sơn, đới nâng Quy Nhơn, đới sụt rìa Tây bể Phú Khánh và đới nâng Phan Rang. Hoạt động núi lửa tập trung ở ba khu vực là Ba Làng An-Cù Lao Ré, Quy Nhơn- Sông Cầu-Tuy Hòa và Ninh Thuận-Bình Thuận Bố cục luận án Ngoài phần Mở đầu và Kết luận, nội dung luận án được trình bày trong 4 chương, bao gồm 77 hình vẽ như sau: Chương I khái quát v ề hiện trạng khảo sát, nghiên cứu địa chất biển khu vực thềm lục địa miền Trung, nội dung các kết quả nghiên cứu, các vấn đề còn tồn tại cần giải quyết. 4 Chương II giới thiệu phương pháp địa chấn nông phân giải cao và thực tế áp dụng tại Việt nam, phân tích khả năng áp dụng nghiên cứu địa chất tầng nông theo quan điểm địa tầng phân tập. Chương III trình bày các kết quả nghiên cứu đặc điểm địa chất Pliocen - Đệ tứ trên thềm lục địa miền Trung. Chương IV trình bày các kết quả nghiên cứu đặc điểm hoạt động kiến tạo, magma trẻ trên thềm lục địa miền Trung. Lời cảm ơn Luận án được hoàn thành dưới sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, chu đáo của GS.TSKH Mai Thanh Tân, Bộ môn Địa vật lý - Khoa Dầu khí - Trường Đại học Mỏ - Địa chất, sự quan tâm động viên, tạo điều kiện thuận lợi từ các cấp Lãnh đạo cũng như từ bạn bè, đồng nghiệp tạ i Viện Địa chất và Địa vật lý biển, Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển, Liên đoàn Vật lý địa chất và các cơ quan khác. Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với các giúp đỡ quí báu và thiết thực này. CHƯƠNG I: LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỀM LỤC ĐỊA MIỀN TRUNG VIỆT NAM Khu vực nghiên cứu thềm lục địa Miền Trung được giới h ạn từ bờ tới độ sâu 200m nước và từ cửa Thuận An đến vùng biển Bình Thuận (Hình 1.1). 1.1. Lịch sử nghiên cứu địa chất Đệ tứ thềm lục địa miền Trung 1.1.1. Công tác điều tra, khảo sát địa chất - địa vật lý - Các khảo sát địa chấn dầu khí ở khu vực thềm lục địa Miền Trung được Tập đoàn Dầu khí Việt Nam và các công ty TOTAL, BP, SHELL-FINA, NOPEC tiến hành trong nhiều nă m, tài liệu thu được được sử dụng trong việc liên kết phần trên lát cắt liên quan đến trầm tích Pliocen - Đệ tứ với các tuyến địa chấn phân giải cao. 5 - Các khảo sát địa chất - địa vật lý biển liên quan đến trầm tích Đệ tứ thực hiện bởi Trung tâm Địa chất - Khoáng sản Biển, Viện Địa chất và Địa vật lý biển và các chuyến khảo sát đa ngành có sự hợp tác quốc tế. Các tài liệu thu thập được khá phong phú và được sử dụng có hiệu quả trong công trình này. 1.1.2. Các chương trình nghiên cứu tổng hợp và kết quả đạt đượ c - Trong các chương trình nghiên cứu biển 48.06 (1981-1985), 48-B (1986-1990) và KT-03 (1991- 1995), ngoài nội dung nghiên cứu cấu trúc sâu và trầm tích Kainozoi, các vấn đề về trầm tích Đệ tứ đã được đề cập, chủ yếu là liên kết tài liệu trên đất liền và vùng gần bờ. - Chương trình nghiên cứu biển KHCN.06 (1995-2000), KC-09 (2001-2005) và KC-09/06-10 (2006-2010) đã có một số đề tài liên quan đến trầm tích Đệ tứ. Đề tài KC 06-11, KC09.01/06-10 đã áp dụng phương pháp địa tầng phân tập để phân chia các phân vị đị a tầng, xác định hoạt động đứt gãy, basalt trẻ. 1.2. Đặc điểm địa chất thềm lục địa miền Trung 1.2.1. Đặc điểm địa tầng a. Móng trước Kainozoi Bao gồm đá cổ nhất có tuổi Arkei (NA), tiếp đến là Proterozoi hạ- trung (PP - MP), Cambri sớm (NP - ε 1 ), Cambri - Ordovic hạ (ε - O 1 ), Devon hạ - trung (D 1-2 ), Trias trung (T 2 ), Trias thượng Nori-Ret (T 3n- r ), trầm tích lục nguyên Jura trung (J 2 ), trầm tích lục địa vụn thô từ Kreta sớm (K 1 ) đến Kreta muộn (K 2 ). H.1.1: Khu vực nghiên cứu 6 b. Trầm tích Kainozoi Bao gồm các hệ tầng Kim Long (E 3 kl), Sông Hương (N 1 1 sh), Tri Tôn (N 1 2 tt), Quảng Ngãi (N 1 3 qn). Trầm tích Pliocen - Đệ tứ không phân chia được xếp vào hệ tầng Biển Đông (N 2 -Q bđ) nằm bất chỉnh hợp trên trầm tích Miocen. 1.2.2. Đặc điểm magma Hoạt động magma trong Đệ tứ chủ yếu là các khối basalt khu vực Ba Làng An - Cù lao Ré, Phú Quý và một vài nơi khác song chưa được nghiên cứu chi tiết về diện phân bố, thành phần và nguồn gốc. 1.2.3. Đặc điểm kiến tạo Khu vực nghiên cứu có mật độ tập trung đứt gãy cao, đặc biệt là các đứt gãy theo phương kinh tuyến hình thành từ cu ối Mezozoi, hoạt động mạnh trong Kainozoi và cả trong Pliocen - Đệ tứ. 1.2.4. Đặc điểm trầm tích tầng mặt Trường trầm tích tầng mặt đáy biển miền Trung bao gồm các loại hạt vụn với tướng trầm tích đa dạng, phát triển nhất là tướng bãi biển, biển nông ven bờ, chủ yếu có nguồn gốc lục nguyên, bao gồm trường trầm tích đầm phá, vũng vịnh hiện đại ven b ờ, trường trầm tích cát ven bờ, trường bùn sét ven bờ biển nông và trường cát bùn và bùn sét cát thềm lục địa và sườn lục địa. CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT CÁC TẦNG NÔNG THỀM LỤC ĐỊA MIỀN TRUNG VIỆT NAM 2.1. Phương pháp địa chấn nông phân giải cao Phương pháp địa chấn phản xạ nông phân giải cao một mạch, gọi tắt là địa chấn nông phân giải cao (ĐCNPGC) được sử dụng có hiệ u quả trong công tác nghiên cứu địa chất các tầng nông ở Việt Nam, với ưu điểm là độ phân giải cao, cho phép xác định chi tiết lát cắt địa chất. Tuy nhiên, do thu sóng một mạch (đơn kênh) nên phương pháp 7 này có hạn chế trong quá trình xử lý về khả năng chống nhiễu, nhất là tại các khu vực có cấu trúc địa chất phức tạp. Vì vậy việc nghiên cứu nâng cao hiệu quả áp dụng chúng là rất cần thiết. 2.1.1. Đặc điểm trường sóng địa chấn 2.1.1.1. Tốc độ truyền sóng và tần số Tốc độ truyền sóng phụ thuộc bản chất môi trường. Trong nước biển tốc độ khoảng 1.46-1.56km/s. Các loại bùn, cát bùn sát đáy biển có tốc độ 1.46-1.6km/s. Các thành tạo trầm tích trẻ trong trầm tích Đệ tứ có tốc độ khoảng 1.7 - 1.8 km/s. Tần số ưu thế được sử dụng từ vài trăm Hz tới khoảng 3.5 kHz. Việc tăng tần số cho phép nâng cao độ phân giải nhưng lại làm giảm chiều sâu khảo sát, vì vậy tùy thuộc vào nhiệm vụ cụ thể cần nghiên cứu lựa chọ n giải tần số thích hợp. 2.1.1.2. Các loại sóng nhiễu ảnh hưởng đến chất lượng tài liệu Sóng phản xạ một lần từ các đối tượng cần nghiên cứu là sóng có ích. Tất cả các loại sóng còn lại là nhiễu. Nhiễu phổ biến trong phương pháp ĐCNPGC là sóng lặp và sóng tán xạ: - Sóng lặp: sóng phản xạ nhiều lần (PXNL) từ các mặt phản xạ trong trầm tích dưới mặt đáy bi ển, gồm có sóng lặp chu kỳ ngắn (sóng kèm, sóng PXNL trong các lớp mỏng ) và sóng lặp chu kỳ dài (sóng vang từ đáy biển, sóng PXNL từ các ranh giới khác nhau…). - Sóng tán xạ hình thành từ các vật thể có kích thước nhỏ hơn bước sóng, như các đới phá hủy, đứt gẫy, lồi lõm trên mặt ranh giới Để hạn chế nhiễu, trong phương pháp ĐCNPGC một mạch cần sử dụng có hiệu quả các bộ lọc tần số vớ i các tham số thích hợp. 2.1.1.3. Độ phân giải của phương pháp Độ phân giải thẳng đứng cho phép phân biệt các lớp theo chiều thẳng đứng, tùy thuộc nguồn phát có thể thay đổi từ 4-5m đến 0.5m. 8 Độ phân giải ngang cho phép phân biệt các bất đồng nhất theo chiều ngang, tùy thuộc vào tốc độ truyền sóng, tần số phát. Bước mẫu hóa tín hiệu phải đủ dày để tránh méo dạng tín hiệu. 2.1.2. Hệ thống phát và thu sóng địa chấn 2.1.2.1. Các loại nguồn phát: Trong thăm dò ĐCNPGC có 2 loại nguồn phát thường được sử dụng là Boomer và Sparker. Boomer là loại nguồn cơ điện hoặc điện động, có độ phân giả i 0.5 - 1m và độ sâu khảo sát 30 - 50 m. Sparker là loại nguồn phóng điện áp cao qua các điện cực vào môi trường nước biển. Với công suất nguồn phát 500J, sử dụng 50 - 100 điện cực có thể xuyên sâu vài trăm mét với độ phân giải 2 - 5 m. 2.1.2.2. Hệ thống ghi dao động Máy thu được đặt trong ống chất dẻo chứa dầu kéo theo sau tàu. Số lượng máy thu và khoảng cách giữa các máy thu cần tính toán lựa chọn thích hợp theo các mục tiêu và đối tượ ng nghiên cứu cụ thể. 2.1.3. Nâng cao hiệu quả công tác thực địa, thu thập số liệu Để nâng cao hiệu quả áp dụng ĐCNPGC trên thềm lục địa miền Trung có chiều sâu tới 200m nước, tác giả đã có các nghiên cứu: + Lựa chọn nguồn phát thích hợp: - Sử dụng nguồn Boomer cho các đối tượng nước nông gần bờ, cửa sông, vũng vịnh. Năng lượng nguồn âm học 250 - 500J, đảm bảo độ xuyên sâu đến 50m với độ phân giải đứng vài chục cm. - Nguồn Sparker sử dụng trong đới thềm lục địa 30 - 200m nước, được thiết kế thích hợp cho phép tín hiệu có thể xuyên sâu tới vài trăm m với độ phân giải đứng đạt tới 2 - 5m. + Đầu thu được ghép bởi 4 - 6 máy cách đều 0.5 - 0.6m (Boomer) và 8 - 10 máy cách đều 1m (Sparker) nhằm tăng hiệu ứng thống kê và hạn chế tối đa nhiễu ngẫu nhiên. 9 + Tốc độ tầu khống chế trong khoảng 5 - 6km/h (Boomer) tới 8 - 10km/h (Spacker) nhằm đảm bảo chất lượng tài liệu. 2.1.4. Nâng cao hiệu quả xử lý số liệu Quá trình xử lý số liệu được thực hiện với phần mềm REFLEXW (CHLB Đức). Các nghiên cứu tập trung vào các nội dung sau: - Lựa chọn tham số của bộ lọc tần số (dải tần số, độ dốc đường đặ c trưng) phù hợp với điều kiện thềm lục địa miền Trung. Hiệu quả lọc tần số được minh họa trên hình 2.7. - Điều chỉnh biên độ tín hiệu theo thời gian - Cộng tín hiệu các mạch liền kề để tăng hệ số liên kết - Xác định tỷ lệ biểu diễn tối ưu 2.2. Minh giải địa chấn - địa t ầng phân tập phân giải cao 2.2.1. Địa chấn địa tầng và địa tầng phân tập Phương pháp địa chấn địa tầng cho phép xác định các đặc điểm địa tầng từ quá trình minh giải các trường sóng địa chấn, được phát triển dựa trên quan điểm về địa tầng phân tập và đã được áp dụng có hiệu quả trong tìm kiếm, thăm dò dầu khí. Đây là hướng phát triển hiện đạ i, nghiên cứu địa tầng trong mối quan hệ giữa các yếu tố cơ bản là nguồn vật liệu trầm tích, dao động mực nước biển và hoạt động kiến tạo nhằm tái thiết lập quá trình lắng đọng trầm tích và dự báo các kiến trúc tướng trầm tích. Tuy nhiên khi áp dụng các thành tựu này với địa chấn phân giải cao có những đặc điểm riêng như cần phân chia tỷ mỷ các phân vị địa t ầng trong trầm tích Đệ tứ có bề dày Hình 2.7: Trích đoạn mặt cắt MĐC-58 trước (a) và sau khi lọc tần số (b) 10 rất mỏng và chu kỳ ngắn (bậc 4, bậc 5)… Điều này đầy đủ hơn như cần lựa chọn mô hình tập trầm tích thích hợp, xác định đặc điểm hệ thống trầm tích phù hợp với khu vực nghiên cứu… 2.2.2. Một số vấn đề của địa tầng phân tập liên quan đến minh giải địa chấn địa tầng + Quá trình biển tiến và biển lùi Mực nướ c biển tương đối xác định từ một mặt chuẩn nhất định, có thể thay đổi ở các khu vực khác nhau được xem như bề mặt cơ sở biểu diễn thời điểm cân bằng giữa hai quá trình bào mòn và tích tụ. Biển tiến và biển lùi là các quá trình dịch chuyển đường bờ về phía đất liền và ngược lại. Biển tiến xảy ra khi mực nước biển nâng lên. Biển lùi xẩ y ra khi mực nước biển hạ xuống (lùi cưỡng bức) và kể cả khi mực nước biển nâng lên (lùi bình thường), dẫn đến sự lệch pha giữa dao động mực nước biển và quỹ đạo đường bờ. Sự thay đổi mực cơ sở mang tính chu kỳ và liên quan đến các chu kỳ trầm tích, được xác định bởi các ranh giới địa tầng khác nhau (mặt ngập lụt cực đại, mặt biể n lùi cực đại hoặc bất chỉnh hợp phong hóa) gồm đầy đủ cả quá trình biển tiến và biển lùi. Chu kỳ trầm tích có thể phân chia nhiều bậc khác nhau, một chu kỳ lớn (bậc thấp) có thể gồm nhiều chu kỳ nhỏ (bậc cao hơn). Trong kỷ Đệ tứ, các chu kỳ trầm tích được xếp vào bậc 4 đến bậc 5 (từ vài trăm đến vài chục ngàn năm). + Các phân vị địa tầng trong địa tầng phân tập Nhiệm vụ của địa chấn địa tầng là xác định các phân vị địa tầng và đặc điểm của chúng. Tập trầm tích (sequence) là đơn vị cơ bản của địa tầng phân tập, bao gồm các hệ thống trầm tích (system tract), các phân tập (parasequence) hoặc các nhóm phân tập (parasequence set). Trong trầm tích Đệ tứ các tập có bề dày rất mỏng do đó việc xác định chúng thường rất phức t ạp. 11 - Hệ thống trầm tích (System tract) hình thành trong một khoảng thời gian nhất định trong chu kỳ trầm tích và được giới hạn bởi các ranh giới địa tầng. Các hệ thống trầm tích đang sử dụng bao gồm: Hệ thống trầm tích mức cao (Highstand system tract/HST) có đáy là mặt ngập lụt cực đại và nóc là tổ hợp của bất chỉnh hợp phong hóa, mặt biển lùi bào mòn biển và mặt cơ sở bi ển lùi cưỡng bức, tương ứng giai đoạn tốc độ nâng mực cơ sở trở nên nhỏ hơn tốc độ lắng đọng trầm tích, bắt đầu biển lùi bình thường. Hệ thống trầm tích biển lùi cưỡng bức (Forced regressive system tract/FRST) hay còn gọi là Hệ thống trầm tích giai đoạn hạ mực cơ sở (Falling stage system tract/FSST) gồm các địa tầng tích tụ trong giai đoạn mực cơ sở hạ xuống (biển lùi cưỡng bức) đồng thời với sự thành tạo bất chỉnh hợp phong hóa trên đất liền. Hệ thống trầm tích mức thấp (Lowstand system tract/LST) có nóc là mặt biển lùi cực đại, liên quan đến cả quá trình biển lùi bình thường khi mực nước biển ở mức thấp. Tập hợp các hệ thống trầm tích trên gộp thành hệ thống trầm tích biển lùi (Regressive system tract/RST) Hệ thống trầ m tích biển tiến (Transgressive system tract/TST) hình thành khi tốc độ nâng mực cơ sở lớn hơn tốc độ lắng đọng trầm tích, có đáy là mặt biển lùi cực đại và nóc là mặt ngập lụt cực đại. - Tập trầm tích (sequence) là đơn vị cơ bản của địa tầng phân tập, bao gồm các hệ thống trầm tích của quá trình biển tiến và biển lùi. Tùy thuộc vào việc chọn mặ t ranh giới là mặt bất chỉnh hợp bào mòn (SU), mặt ngập lụt cực đại (MFS) hoặc mặt biển lùi cực đại (MRS) làm ranh giới tập mà có thể phân chia các loại tập tích tụ (DS), tập địa tầng cùng nguồn gốc (GS) hoặc tập biển tiến - biển lùi (T-RS). Trong điều kiện trầm tích Đệ tứ thềm lục địa miền Trung, tác giả đã 12 nghiên cứu lựa chọn mô hình tập tích tụ với ranh giới tập là các bề mặt bất chỉnh hợp bào mòn và chỉnh hợp liên kết vì các ranh giới này được xác định rõ trên tài liệu ĐCNPGC. 2.2.3. Cơ sở xác định tập và ranh giới tập trên lát cắt địa chấn Trong trầm tích Đệ tứ thềm lục địa miền Trung, các tập trầm tích bậc 4, bậc 5 có bề dày ứng với thời gian thành tạo chỉ vài trăm đến vài chục ngàn năm, do đó việc phát hiện các ranh giới tập trầm tích và hệ thống trầm tích trên mặt cắt địa chấn có ý nghĩa rất quan trọng. Ranh giới các đơn vị trầm tích được đặc trưng bởi các mặt phản xạ có hệ số phản xạ lớn, có các biểu hiện về cấu trúc (mặt phản xạ nghiêng, đứt gãy, uốn nếp), có sóng tán xạ hoặc mất sóng, được xác định theo quan hệ chồng lớp và đặc điểm giới hạn như bào mòn cắt cụt, chống nóc, gá đáy, phủ đáy, trượt nóc (Hình 2.20). Trường sóng phản xạ bên trong các tập trầm tích cho phép suy luận mức độ đồng nhất về vật liệu trầm tích, môi trường trầm tích và tốc độ trầm tích, gồm các đới không phản xạ, phản xạ yếu, dạng sóng rối hoặc phản xạ phân lớp khác nhau. 2.2.4. Cơ sở xác định các đứt gãy, các dấu hiệu hoạt động kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại. Dọc theo đới phá hủy, các trục đồng pha bị đứt đoạn và dịch chuyển có hệ thống theo một hướng xác định. Các phá huỷ kiến tạo có hình dạng, thế nằm, giới hạn trên và dưới trong tập t ương tự nhau Hình 2.20: Mô hình lát cắt có các kiểu ranh giới địa chấn địa tầng 13 xuất hiện trên các tuyến gần nhau được liên kết để xác định, dự báo sự phát triển của chúng trong không gian và thời gian. Hình ảnh các đứt gãy trên mặt cắt ĐCNPGC khu vực biển miền Trung được thể hiện trên hình 4.3. Các khối xâm nhập được xác định trên cơ sở các khối dị thường địa chấn với nóc là bề mặt phản xạ mạnh, bên trong là trường sóng tự do, thể hiện m ật độ đồng nhất, không phân lớp, có thể xuyên cắt qua các thành tạo trầm tích phân lớp rõ rệt, có thể lộ hẳn ra trên bề mặt đáy biển hoặc bị phủ bởi các lớp trầm tích trẻ hơn bên trên. CHƯƠNG III: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT PLIOCEN - ĐỆ TỨ THỀM LỤC ĐỊA MIỀN TRUNG VIỆT NAM Kết quả xử lý, phân tích gần 10.000 km tuyến khảo sát ĐCNPGC (Hình 3.1) và các kết quả địa chất khác đã cho phép làm sáng tỏ các đặc điểm địa chất trầm tích Đệ tứ trong khu vực nghiên cứu. 3.1. Phân chia các phân vị địa tầng trong trầm tích Đệ tứ 3.1.1. Xác định các bề mặt ranh giới Theo tiêu chí địa tầng phân tập, trên các mặt cắt ĐCNPGC khu vực nghiên cứu đã xác định được các bề mặt giới hạn địa tầng. Ranh giới các tập và hệ thống trầm tích được chính xác hóa thông qua liên k ết trục đồng pha và so sánh, đối chiếu trên các tuyến giao cắt nhau với các ranh giới tương ứng nhau tại vị trí giao cắt. Trường sóng phản xạ tương ứng có các thuộc tính tương tự như nhau. Các ranh giới bào mòn phong hoá được bảo tồn ở nhiều nơi có ý nghĩa rất quan Hình 4.3: Đứt gãy trên mặt cắt địa chấn phân giải cao khu vực biển Miền Trung 14 trọng trong liên kết, phân chia và so sánh địa tầng Đệ tứ. Các kiểu mặt ranh giới xác định trên tuyến MĐC - 90 được thể hiện trên hình 3.6. Trên các mặt cắt ĐCNPGC, các thành tạo trầm tích biển lùi thể hiện khá rõ, các ranh giới địa tầng phổ biến là bất chỉnh hợp phong hóa, bề mặt ngập lụt cực đại và bề mặt xâm thực biển tiến. Bề dày mỗi thành tạo tr ầm tích khoảng một vài chục mét đến trên dưới 100 mét, tương ứng với các chu kì dâng hạ mực nước biển thuộc chu kì bậc bốn (0.08 - 0.5 tr. năm). Các đặc điểm nói trên cho phép xây dựng các mặt cắt địa chấn - địa tầng trong khu vực nghiên cứu theo mô hình tập tích tụ. Các đới bờ cổ trong Đệ tứ trên thềm lục địa miền Trung có các biểu hiện đặc trưng, có thể phát hiện đượ c trên các mặt cắt ĐCNPGC theo các tiêu chí địa tầng phân tập kết hợp với kết quả phân tích tuổi tuyệt đối mẫu trầm tích bằng phương pháp AMS 14 C. 3.1.2. Xác định các tập và hệ thống trầm tích trong Đệ tứ Trên mặt cắt MĐC57-58 thuộc vùng biển giữa Bình Định và Phú Yên, các kết quả phân tích đã cho phép xác định được các tập trầm tích, theo thứ tự từ dưới lên với đặc điểm thành tạo và phát triển các tập như trên hình 3.12. Hình 3.1: Sơ đ ồ vị trí các mặt cắt ĐCNPGC sử dụng trong luận án 15 Hình 3.6: Một số kiểu mặt ranh giới xác định trên tuyến MĐC 90 - Tập S 1 dày tới 100 m gồm hệ thống trầm tích biển tiến và biển cao, thành tạo trong một thời gian tương đối dài với nguồn cung cấp vật liệu dồi dào. Nóc tập là một bề mặt biển lùi và kết thúc giai đoạn biển lùi cưỡng bức được đánh dấu bởi đới bờ cổ ở độ sâu gần 300 m. Hình 3.12: Các tập trầm tích Đệ tứ trên mặt cắt MĐC 57 - 58 16 - Tập S 2 dày khoảng 30m đến 70m, mỏng dần về phía bờ, có chỉnh hợp liên kết đáy là mặt biển lùi của tập S 1 . Mặt ngập lụt cực đại giữa tập phân chia trầm tích biển tiến và biển lùi. Phần cuối nóc tập bị xâm thực, đào khoét với dấu vết một đới bờ cổ ở độ sâu trên 200 m. - Tập S 3 dày khoảng 30 - 50m, chủ yếu là các trầm tích biển tiến, biển cao, nóc tập bị đào khoét mạnh mẽ đến tận nóc của tập S 2 tạo nên một đới bờ cổ thứ ba ở độ sâu 165 m. Bề dày trầm tích biển tiến lớn và quá trình phong hóa, đào khoét mạnh mẽ trên nóc tập cho thấy trong chu kỳ này biển đã tiến sâu vào lục địa trước khi lùi ra rất xa. - Tập S 4 phát triển trong giai đoạn biển tiến chậm, đới bờ bị gặm mòn liên tục và được phủ kề áp bởi bề mặt ngập lụt cực đại. Các giai đoạn biển lùi bình thường và cưỡng bức tiếp theo đã lấp đầy các đới đào khoét trước đó. Mực nước biển hạ thấp cũng để lại dấu vết của một đới bờ c ổ ở độ sâu khoảng gần 150 m nước, là giới hạn của hệ thống đầm phá, vũng vịnh cổ phía trong thềm. - Tập S 5 nằm trên một bề mặt tương đối nằm ngang bị bào mòn tái lắng đọng mạnh mẽ, các dấu tích của hệ thống đầm phá, vũng vịnh biểu hiện sự thiếu hụt trầm tích khi mực nước biển dao động với biên độ nhỏ trong một thời gian dài. Kết quả phân tích tuổi tuyệt đối AMS 14 C mẫu ống phóng trọng lực cũng cho thấy có xáo trộn trật tự địa tầng giữa các trầm tích Pleistocen muộn và Holocen. - Tập S 6 phân cách với tập S 5 bởi một bề mặt phong hóa nhẹ, thể hiện mực nước biển hạ thấp trong một thời gian ngắn. Trầm tích chủ yếu tập trung ở đới bờ hiện đại, dày khoảng 15 đến 20 m. Phần trên của tập là các trầm tích biển cao có nóc là một bề mặt bào mòn rõ nét, được quan sát thấy trên hầu hết các mặt cắt ĐCNPGC gần bờ ở khoảng độ sâu tương đươ ng nhau, thể hiện một giai đoạn hạ thấp mực nước biển trên phạm vi rộng, kết thúc một chu kỳ trầm tích. 17 - Tập S 7 gồm các trầm tích hiện đại được vận chuyển đến từ lục địa tạo thành các nêm lấn, thành phần trầm tích tương đối mịn và bề dày đạt tới trên 30m ở phần sát bờ, nhất là ở các khu vực chịu ảnh hưởng của các cửa sông lớn. Theo kết quả phân tích tuổi tuyệt đối AMS 14 C, các trầm tích này có tuổi khoảng 6000 năm BP, tức là trong giai đoạn Holocen muộn và hiện đại. 3. 2. Đặc điểm tướng môi trường trầm tích 3.2.1. Đặc điểm tướng địa chấn Tướng địa chấn trong trầm tích Đệ Tứ gồm các dạng: - Trường sóng không phân lớp hoặc phân lớp yếu - Trường sóng hỗn độn, sóng phản xạ không liên tục - Trường sóng phản xạ song song. - Trường sóng phân lớp phân k ỳ trên bề mặt trầm tích nghiêng. - Trường sóng phân lớp phức tạp: phân lớp xiên, xiên phân kỳ, lượn sóng hoặc lấp đầy trong các khu vực đới bờ hoặc lòng sông cổ. 3.2.2. Liên hệ tướng địa chấn với đặc điểm cổ địa lý tướng đá Giai đoạn Pleistocen sớm (Q 1 1 ) tương ứng với băng hà Gunz và gian băng Gunz - Mindel. Giai đoạn Pleistocen giữa phần sớm (Q 1 2a ) tương ứng giai đoạn biển lùi thời kỳ băng hà Mindel và gian băng Mindel - Riss. Giai đoạn Pleistocen giữa phần muộn (Q 1 2b ) thuộc giai đoạn băng hà Riss và gian băng Riss - Wurm1. Giai đoạn Pleistocen muộn phần sớm (Q 1 3a ) ứng với thời kỳ băng hà Wurm1 và gian băng Wurm1 - Wurm2. Giai đoạn Pleistocen muộn phần muộn - Holocen sớm - giữa (Q 1 3b - Q 2 1-2 ) xảy ra giữa biển tiến Vĩnh Phúc và biển tiến Flandrian. Giai đoạn Holocen muộn (Q 2 3 ) là giai đoạn biển lùi sau biển tiến Flandrian và biển tiến hiện đại trong Holocen muộn. 18 Liên kết các tập và ranh giới tập trong khu vực nghiên cứu, có sự đối sánh, kết hợp với các kết quả nghiên cứu khác cho phép xây dựng bản đồ trầm tích Đệ tứ thềm lục địa miền Trung tỉ lệ 1:500.000 gồm 6 phụ vùng khác nhau về đặc điểm địa hình, nguồn cung cấp vật liệu và chế độ hoạt động kiến tạo (Hình 3.24). CHƯƠNG IV: ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO, MAGMA TRẺ TRONG ĐỆ TỨ THỀM LỤC ĐỊA MIỀN TRUNG VIỆT NAM 4.1. Đặc điểm hoạt động kiến tạo trẻ Đứt gãy trong Pleistocen muộn phân bố trong phạm vi đới đứt gãy Kinh tuyến 109, độ sâu trên dưới 200m nước thường lộ trên mặt đáy biển. Trong phần sát bờ, đứt gãy phát triển thành từng đới song song trên các đứt gãy cổ, các đới nâng, sụt tương đối, chủ yếu theo phương ĐB-TN và TB-ĐN, bị chôn vùi hoặc lộ ra trên mặt đáy biển với biên độ dị ch chuyển từ một vài m đến vài chục m. Sụt lún kiến tạo trong trầm tích Đệ tứ cũng được quan sát thấy ở các đới nâng-sụt tương đối xen kẽ nhau và sự chênh lệch đáng kể độ sâu của bề mặt bào mòn Pleistocen muộn ở các vùng biển khác nhau (Hình 4.9a, b, c). 4.2. Đặc điểm hoạt động magma trẻ Các thành tạo magma thuộc chế độ địa động lực trong Đệ tứ là các phứ c hệ basalt phân bố chủ yếu trong khu vực Ba Làng An- Cù Lao Ré; Quy Nhơn-Sông Cầu-Tuy Hòa và Ninh Thuận-Bình Thuận. Basalt Ba Làng An – Cù Lao Ré được phát hiện khá tin cậy trên các mặt cắt ĐCNPGC với đặc điểm trường sóng phản xạ mạnh không phân lớp, đặc trưng cho các khối basalt đặc sít dạng cột, lộ lên trên đáy biển ở độ sâu 30 – 35 m, xung quanh là các trầm tích Holocen hiện đại và trầm tích núi lửa có trường sóng hỗn độn và tán xạ mạnh. (H.4.10). [...]... 2008, “Một số biểu hiện hoạt động kiến tạo trẻ khu vực ven biển và thềm lục địa Đông nam Việt Nam theo tài liệu địa chấn nông phân giải cao , TTBC Hội nghị KH Địa chất biển Việt Nam lần I, Hạ Long, tr 181-187 5 Dương Quốc Hưng, 2009, Nghiên cứu địa chất biển trên thềm lục địa Việt Nam bằng phương pháp địa chấn nông phân giải cao , Các công trình nghiên cứu địa chất & địa vật lý biển, X, Nxb KHTN & CN,... Tạp chí Các KH về TĐ, 1(T.29), tr.46- - Nghiên cứu sử dụng phương pháp địa chấn phản xạ phân giải cao nhiều mạch cho phép tăng hiệu quả xử lý số liệu, hạn chế nhiễu nhằm tăng chất lượng tài liệu - Tiếp tục nghiên cứu áp dụng có hiệu quả địa chấn địa tầng và địa tầng phân tập trong điều kiện cần xác định tỷ mỷ các phân vị địa tầng trong trầm tích Đệ tứ đặc biệt ở các vùng biển có cấu trúc địa chất phức... theo các phương kinh tuyến, ĐB-TN và TB-ĐN 21 22 KẾT LUẬN 1 Phương pháp ĐCNPGC với các tham số và qui trình đo đạc, xử lý số liệu thích hợp cho phép nghiên cứu các lát cắt địa chất Đệ tứ trên thềm lục địa miền Trung Việt nam một cách có hiệu quả với độ tin cậy cao 2 Mô hình tập tích tụ được sử dụng phù hợp với điều kiện địa chất tầng nông trên thềm lục địa Miền Trung nhằm minh giải thỏa đáng các mặt... tiến - biển lùi được xác định định lượng trên các mặt cắt ĐCNPGC theo các tiêu chí địa chấn địa tầng và địa tầng phân tập 4 Các hoạt động kiến tạo, magma có các biểu hiện đa dạng, phong phú trong kỷ Đệ tứ là những bằng chứng xác thực cho đặc điểm của chế độ hoạt động kiến tạo và bình đồ cấu trúc kiến tạo hiện H 3.24: Bản đồ địa chất Đệ tứ H 4.15: Sơ đồ cấu trúc kiến tạo thềm lục địa miền Trung Việt Đệ... 190 nam khu vực nghiên cứu 2 Dương Quốc Hưng, Nguyễn Văn Lương, Bùi Nhị Thanh, Nguyễn KIẾN NGHỊ Kim Thanh, Bùi Thị Xuân, 2006, “Một số đặc điểm của trầm tích Nghiên cứu đặc điểm địa tầng và các đặc điểm hoạt động kiến tạo, Holocene khu vực Vịnh Bắc Bộ trên cơ sở phân tích tài liệu địa magma trẻ của trầm tích Đệ tứ thềm lục địa Miền Trung nói riêng và chấn nông phân giải cao , Tạp chí Khoa học & CN Biển; ... 2005, Áp dụng phương pháp địa chấn nông phân giải cao dọc theo đường bờ và trên các mặt cắt vuông góc đường bờ thể hiện trong nghiên cứu cấu trúc địa chất tầng nông khu vực quần đảo quá trình sụt lún kiến tạo trong Đệ Tứ có tính cục bộ, xảy ra không Trường sa”, TTBC Hội nghị khoa học kỷ niệm 30 năm Viện Khoa đồng đều, nâng lên ở phía bắc và hạ thấp dần về phía nam và đông học và Công nghệ Việt nam, ... Bùi Thị Xuân, 2010, Sơ đồ các vùng nguồn núi lửa và trượt lở đất trên thềm lục địa Nam Trung Bộ Việt Nam, Các công trình nghiên cứu địa chất & địa vật lý biển, XI, Nxb KHTN 25 & CN, tr.52-64 7 Mai Thanh Tân, Nguyễn Biểu, Lê Văn Dung, Dương Quốc Hưng, 2011, Phân tích địa chấn địa tầng trầm tích Pliocen - Đệ tứ thềm lục địa miền Trung , TTBC Hội nghị Khoa học và Công nghệ biển toàn quốc lần thứ V, Hà... địa miền Trung, đại khu vực thềm lục địa miền Trung Sơ đồ phân bố đứt gãy, basalt Nam, thu nhỏ từ tỉ lệ 1:500.000 thu nhỏ từ tỉ lệ 1:500.000 cho thấy sự phát triển các hệ thống đứt gãy theo phương á kinh tuyến, 23 24 ĐB-TN và TB-ĐN với các hoạt động núi lửa, magma tập trung chủ CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN yếu trong ba vùng biển: Ba Làng An-Cù Lao Ré; Quy Nhơn-Sông Cầu-Tuy Hòa và. .. nghiên cứu được phân chia thành các vùng có kiểu lắng đọng trầm tích khác nhau là Thuận An - Cù lao Chàm, Lý Sơn, Quảng Ngãi, Quy Nhơn - Tuy Hòa, Khánh Hòa và Phan Rang 3 Ranh giới giữa các tập được xác định một cách chính xác, liên tục trong không gian trên cơ sở liên kết các tuyến và đối sánh với các kết quả nghiên cứu khác Các bề mặt bào xói, đào khoét và các đới bờ cổ trong các quá trình biển tiến. .. 57-58 vùng biển Khánh Hòa (trích) dị; Thềm Phan Rang - Vũng Tàu sụt lún yếu và Đới nâng Phan Rang nâng phân dị yếu Qua kết quả phân tích tài liệu ĐCNPGC, kết hợp với nhiều nguồn tài liệu và các kết quả nghiên cứu khác cho phép thành lập sơ đồ cấu trúc kiến tạo trên khu vực thềm lục địa miền Trung (Hình 4.15), trong đó thể hiện các yếu tố đứt gãy qui mô khu vực và địa phương ở các mức độ chính xác và dự . DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT DƯƠNG QUỐC HƯNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN NÔNG PHÂN GIẢI CAO ĐỂ KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÁC TẦNG NÔNG VÀ CÁC HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO,. tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu áp dụng có hiệu quả phương pháp Đ CNPGC và minh giải địa chấn địa tầng trên cơ sở địa tầng phân tập nhằm xác định đặc điểm địa tầng và các đặc điểm hoạt động kiến tạo,. bờ biển nông và trường cát bùn và bùn sét cát thềm lục địa và sườn lục địa. CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT CÁC TẦNG NÔNG THỀM LỤC ĐỊA MIỀN TRUNG VIỆT NAM 2.1. Phương pháp địa chấn