Bộ Khoa học và Công nghệ Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam Chơng trình KC. 09 Liên đoàn Địa chất Biển Đề tài Thành lập bản đồ địa chất Biển Đông và các vùng kế cận tỷ lệ 1/1.000.000 Chuyên đề Phân tích xử lý tổng hợp, minh giải các tài liệu của tàu attalante tác giả: GS. TS. Phan Trờng Thị 6439-4 30/7/2007 Hà Nội, 2006 1 1. TàI LIệU Trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu của Đề tài, một khối lợng lớn các tài liệu địa chất, địa vật lý, tài liệu giếng khoan cũng nh các báo cáo có liên quan đến vùng nghiên cứu đã đợc sử dụng, phân tích tổng hợp, đặc biệt là các tài liệu khảo sát địa chấn và địa vật lý khí hiện có ở thềm lục địa Việt Nam do các công ty trong và ngoài nớc thu nổ từ trớc tới nay và tài liệu địa chấn của tàu Atlan (Pháp) thu nổ năm 1993. Hình 1. Mạng lới các khảo sát địa chấn thềm lục địa Việt Nam Trong hơn 40 năm tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí ở các bể trầm tích của thềm lục địa Việt nam, trên toàn thềm đã thu nổ trên 200.000 km địa chấn 2D, 15.000 km 2 địa chấn 3D và khoan trên 410 giếng khoan thăm dò và khai thác. Đây là một khối lợng tài liệu khổng lồ hiện có trong ngành công nghiệp Dầu khí Việt Nam (Hình 1). Nhìn chung chất lợng tài liệu địa chấn và khoan tơng đối tốt đáp ứng đợc yêu cầu nghiên cứu của đề tài. Tuy nhiên xét về tổng thể cũng còn có một số hạn chế: các khảo sát địa chấn phân bố không đều, tập trung chủ yếu ở các bể trầm tích và các lô có triển vọng dầu khí nh là các bể Cửu Long, Nam Côn 2 Sơn, Sông Hồng, Phú khánh, còn các bể Hoàng Sa, Trờng Sa hầu nh cha có gì. Tài liệu phía trung Quốc có rất ích hoặc cha có. Tài liệu địa vật lý giếng khoan (carota, trầm tích, cổ sinh) chỉ tập trung ở một vài bể trầm tích chính nên cha đại diện cho toàn khu vực v.v. Chính những mặt hạn chế này đã gây khó khăn nhất định cho việc đánh giá một cách đầy đủ về điều kiện địa chất cấu kiến tạo và môi trờng thành tạo một cách chi tiết theo cả phơng thẳng đứng cũng nh theo phơng nằm ngang. Để khai thác một cách triệt để các tài liệu hiện có và khắc phục những hạn chế trên, công tác minh giải tổng hợp luôn đợc kết hợp chặc chẽ giữa các tài liệu địa chất - địa vật lý trong các giai đoạn thực hiện đề tài và hầu hết các kết quả minh giải tài liệu trớc đây đều đã đợc lựa chọn tham khảo và đối sánh sử dụng trong báo cáo. Để giải quyết các nhiệm vụ đợc đặt ra cho giải đoán tài liệu địa vật lý nói chung và tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan nói riêng nhằm chính xác hoá các ranh giới địa tầng và tuổi, xây dựng các mặt cắt địa chất địa vật lý, kết nối xây dựng và kiểm tra các bản đồ cấu trúc cho toàn khu vực, các hệ thống đứt gãy, phun trào, macma, đứt gãy trẻ v.v. 15 tuyến địa chấn của các khảo sát khu vực (màu đỏ), 12 tuyến địa chấn liên kết (màu tím) và 40 giếng khoan đã đợc lựa chọn cho minh giải và phân tích chi tiết (Hình 2). Các tuyến lựa chọn dựa vào các tiêu chuẩn sau: Đại diện cho mặt cắt của bể, cắt ngang các cấu trúc, đi qua các giếng khoan, có thể liên kết với các bể và các vùng bên cạnh. Đây cũng là các tuyến vẽ các mặt cắt Hình 2. Sơ đồ các tuyến lựa chọn minh họa trong báo cáo của Đề tài 3 địa chất địa vật lý minh họa trong bản đồ địa chất của khu vực nghiên cứu. Danh sách các tuyến minh họa trong báo cáo đợc chỉ ra trong bảng dới đây. Số TT Tên tuyến Qua giếng khoan hoặc cấu tạo 1 GPGT93-201 103-TH-1X, 103-TG-1X 2. GPGT93-207 Trung tâm bể Sông Hồng 3. GPGT93-213 Cấu tạo Dong Fang 4. 89-0850 Kinh Oanh, 112-BT-1X 5. 89-0500 114-KT-1X 6. 89-2290B 119-CH-1X 7. VOR-93-105 Qua bể Phú Khánh 8. VOR-93-112 Qua bể Phú Khánh 9. PR-15 15-G-1X, 04-3-DB-1X 10. PR-05 12-2-RD-1X; 12-D-2X; 12-A-1X; 12-D-1X 11. PR-17 Qua bể Cửu Long - Nam Côn Sơn 12. SEAS-TC-17A Qua bể T Chính 13. VF90-26 46-NC-1X 14. VF-90-113 Vuông góc với cấu trúc bể Malay-Thổ Chu 15. VF90-33 B-KL-1X Có thể coi đây là những tuyến chuẩn để phân tích minh giải, liên kết, kiểm tra và chính xác hoá các bản đồ cấu trúc hiện có của toàn thềm lục địa Việt nam, làm cơ sở để liên kết đối sánh với các khu vực lân cận. Ngoài ra, hàng loạt các kết quả phân tích, các báo cáo về thạch học - trầm tích, cổ sinh, carota và địa chấn địa tầng liên quan đến nghiên cứu tớng đá cổ môi trờng trầm tích của các công ty trong và ngoài nớc cũng đã đợc thu thập, xử lý tạo nguồn tài liệu phong phú cho cơ sở dữ liệu của đề tài. 2. PHƯƠNG PHáP ĐịA CHấN Trong nghiên cứu địa chất biển nói chung và thành lập bản đồ địa chất biển nói riêng, minh giải địa chấn đóng một vai trò hết sức quan trọng. Trong đề tài này, phơng pháp địa chấn địa tầng (ĐCĐT) đã đợc áp dụng để giải quyết các nhiệm vụ đặt ra. Hiện nay, trong nghiên cứu địa chất biển nói chung và địa chất dầu khí nói riêng, phơng pháp địa chấn địa tầng đợc coi là phơng pháp thông dụng và chủ lực. u điểm chính của 4 phơng pháp là ở chỗ ĐCĐT cho rằng quá trình hình thành các tập trầm tích nh thế nào thì quá trình hình thành các tập địa chấn cũng nh vậy; các pha sóng phản xạ là các mặt đẳng thời, vì thế phân tích địa chấn địa tầng có ý nghĩa thời địa tầng và môi trờng trầm tích. Quá trình minh giải đợc thể hiện trong các bớc sau: 1. Phân tích các tập địa chấn - xây dựng các bản đồ cấu tạo 2. Phân tích tớng địa chấn 3. Dự báo môi trờng và thạch học trầm tích 1. Phân tích các tập địa chấn- xây dựng các bản đồ địa chất Tập địa chấn là một đơn vị địa tầng tơng ứng với một tập hợp liên tục các đất đá có cùng nguồn gốc và đợc bao bởi các mặt bất chỉnh hợp (BCH) hoặc các mặt chỉnh hợp tơng ứng ở nóc và đáy. Đây là một bề mặt bị bào mòn hoặc không lắng đọng trầm tích, phân chia các lớp trầm tích trẻ với các lớp trầm tích có tuổi cổ hơn, thể hiện sự gián đoạn về mặt địa tầng. Nói chung, các mặt BCH phản ánh những biến cố kiến tạo lớn hoặc quá trình tụt xuống mạnh nhất của mực nớc biển. Trong ĐCĐT, ranh giới các tập đợc xác định chính xác hơn do có sự kết hợp chặc chẽ giữa minh giải địa chấn truyền thống - liên kết địa tầng theo tài liệu giếng khoan với phân tích nhịp địa chấn - dựa trên các dấu hiệu của sự kết thúc của các pha sóng phản xạ nh onlap, downlap, toplap, bào mòn cắt cụt xác định đuợc trên các mặt cắt địa chấn (hình 3 a, b, c). a) b) 5 (c) Hình 3. Minh họa các phơng pháp xác định ranh giới tập: a) Theo ĐVL giếng khoan; b) Theo các dấu hiệu kết thúc của các pha sóng phản xạ; c) kết hợp địa chấn và giếng khoan. Trên cơ sở liên kết giữa các tài liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan với địa chấn, các mặt cắt địa chấn đợc lựa chọn đã đợc tiến hành phân tích minh giải chi tiết, chính xác hoá các ranh giới của các tập địa chấn, xây dựng và kiểm tra các bản đồ đẳng thời, đẳng sâu và đẳng dày cho các tập trầm tích chính ở thềm lục địa Việt nam. Cụ thể các công việc minh giải địa chấn và các kết quả thu đợc sau đây đã đợc thực hiện trong quá trình thực hiện Đề tài: Xây dựng các băng địa chấn tổng hợp cho các giếng khoan. Trên cơ sở các đờng cong đo địa vật lý giếng khoan (đặc biệt là đờng cong mật độ và tốc độ âm học), dựa vào phần mền Syntool của Landmark, nhằm liên kết địa chấn (theo thời gian) và tài liệu địa vật lý giếng khoan (theo chiều sâu), cho phép xác định đợc các mặt phản xạ địa chấn theo tài liệu khoan, ví dụ hình 4 cho giếng khoan 15-1-SD-1X. 6 Hình 4. Băng địa chấn tổng hợp giếng khoan 15-1-SD-1X bể Cửu Long Kết hợp với các tài liệu phân tích thạch học trầm tích, cổ sinh địa tầng, địa hoá và carota, phân chia địa tầng trầm tích Đệ tam trong khu vực nghiên cứu thành các tập địa chấn lớn - megasequence (tơng ứng với thành hệ địa chất) đó là các tập Eoxen, Oligoxen, Mioxen và Plioxen - Đệ tứ. Ranh giới giữa các tập này là các mặt: bề mặt móng âm học, nóc Oligoxen, nóc Mioxen. Đây là các mặt BCH mang tính khu vực. Khi phân tích chi tiết thì trong mỗi thành hệ này lại có thể chia ra thành các đơn vị địa tầng nhỏ hơn, các tập địa chấn sequence (tơng ứng với các giai đoạn phát triển khác nhau của bể) nh trong hình 4 a, b. Về cơ bản mỗi tập có một đặc trng tớng địa chấn riêng, rất điển hình mà có thể dễ dàng xác định đợc trên các mặt cắt địa chấn ở thềm lục địa Việt nam: Móng có trờng sóng địa chấn khá đồng nhất, bề mặt có sự nâng lên hạ xuống khá rõ ràng và bị chia cắt bởi các đứt gãy lớn. Phủ trên móng là các trầm tích đầm hồ Eocen và Oligocen có biên độ mạnh, không liên tục và cũng chia cắt mạnh bới các thống đứt gãy với các phơng khác nhau hình thành chủ yếu trong pha tách dãn của các bể. Nóc Oligocen là mặt bất chỉnh hợp kiểu downlap. Các trầm tích Miocen chủ yếu là các trầm tích biển phủ bất chỉnh hợp lên Oligocen có dạng sóng địa chấn phân lớp song song, tần số thấp đến trung bình, biên độ trung bình. Nóc của tập trầm tích Miocen là mặt bất chỉnh hợp bào mòn là phổ biến. Trên cùng là trầm tích Pliocen - Đệ tứ đợc hình thành trong pha biển tiến tạo thềm trên toàn khu vực. Tập này có đặc 7 trng địa chấn phân lớp song song, tần số cao, một số nới có xuất hiện các đứt gãy trẻ nh bể Sông Hồng, phun trào va hoạt động của núi lửa nh bể T Chính - Vũng Mây. a) b) Hình 4. Mặt cắt đi qua tuyến GPGT93-217 đã minh giải ở bể Sông Hồng Để thuận tiện cho việc theo dõi tính tơng ứng của các phân vị chia địa tầng đã có trong khu vực, chúng tôi cũng đã xây dựng bảng đối sánh các ranh giới địa tầng mà đã đợc xác định trong đề tài này với các kết quả nghiên cứu trớc đây cho các bể, dới đây là một ví dụ cho bể Sông Hồng ở bảng 1. 8 Bảng 1. Đối sánh các ranh giới địa tầng ở bể Sông Hồng Xây dựng các đờng cong chuyển đổi thời gian - chiều sâu theo các tài liệu tuyến địa chấn thẳng đứng (VSP) đo đợc ở các giếng khoan và đờng cong tổng hợp chung cho các bể và toàn vùng thềm lục địa (ví dụ bể Sông Hồng nh ở Hình 5). Việc lựa chọn và xây dựng đờng cong chuyển đổi giữa thời gian và độ sâu cho phù hợp là một vấn đề rất quan trọng trong địa chấn. Vì thế trong đề tài này chúng tôi đã cố gắng thu thập hầu hết các tài liệu VSP và checkshot hiện có trong các khảo sát để xây dựng đờng các đờng cong này. Hình 5. Tốc đồ chuyển đổi chiều sâu - thời gian bể Sông Hồng 9 Tuy nhiên vấn đề cần phải nói ở đây là ở vùng trung tâm của các bể trầm tích nh Sông Hồng, Phú Khánh, Mã lai - Thổ chu v.v. theo tài liệu địa chấn hiện có chiều sâu móng cũng nh nóc của tập trầm tích Eocen, Oligoxen nằm ở độ sâu quá lớn đến gần 6 giây, do vậy việc sử dụng tốc đồ trên có thể gặp phải sai số. Khoảng đáng tin cậy của các tốc độ là từ 3.5 giây trở lên nơi mà có các số liệu đo địa chấn trong giếng khoan. (Hình 6). Hình 6. Mặt cắt địa chấn minh giải qua bể Sông Hồng tuyến 93-207 minh họa trầm tích Oligocen và móng nằm ở độ sâu lớn (hơn 6 giây. Minh giải chi tiết các mặt cắt địa chấn đã đợc lựa chọn. Các mặt cắt địa chấn đã đợc phân chia thành các tập tơng ứng với các thành hệ địa chấn khác nhau nh đã nói ở trên bao gồm các thành hệ đá móng âm học, Eoxen, Oligoxen, Mioxen sớm giữa muộn và Plioxen - Đệ tứ. Ranh giới giữa các thành hệ và các thành hệ đợc ký hiệu nh ở bảng dới đây. Ký hiệu các thành hệ địa chân ở các bể Thành hệ Ranh giới thành hệ Sông Hồng Huế - Quảng Ngãi Phú Khánh T Chính Cửu Long Nam Côn Sơn Malay- Thổ Chu Plioxen - Đệ tứ SB1 SH1 H-QN1 PH1 TC1 CL1 NCS1 ML-TC1 Mioxen muộn SB2 SH2 H-QN2 PK2 TC2 CL2 NSC2 ML-TC2 Mioxen giữa SB3 SH3 H-QN3 PK3 TC3 CL3 NCS3 ML-TC3 Mioxen sớm SB4 SH4 H-QN4 PK4 TC4 CL4 NCS4 ML-TC4 Oligoxxen SB5 SH5 H-QN5 PK5 TC5 CL5 NSC5 ML-TC5 Eoxen SB-M SH6 H-QN-M PK6 TC6 CL5 NCS6 ML-TC6 Móng [...]... cổ địa lý là một kết quả tổng hợp, dựa trên sự kết hợp các nguồn tài liệu liệu địa chất - địa vật lý khác nhau, đặc biệt là các liên kết theo tài liệu địa chấn ở các vùng 17 cha có giếng khoan và các mặt cắt phục hồi lịch sử phát triển địa chất Để lựa chọn đợc một phơng pháp tổng hợp tài liệu có độ tin cậy cao, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu, xử lý thông tin theo trình tự sau: 1 Thống nhất sơ đồ phân. ..Bảng 2 Ký hiệu ranh giới các tập và các thành hệ ở các bể trầm tích TLĐVN Dới đây là một số mặt cắt địa chấn minh họa đã đợc minh giải qua các giếng khoan ở các bể trầm tích khác nhau ở thềm lục địa Việt nam 1) Bể Sông Hồng a) GK 112-BT-1X b) GK 118-CVX-1X c) GK 120-CS-1X 2 Bể Phú Khánh GK PV-9 4-1 X Mặt cắt tuyến VOR -9 3-1 02 10 3 Bể Cửu Long - Nam Côn Sơn a) GK 1 1-2 -RD-1X b) GK TD-1X 4 Bể Mã Lay -. .. với việc minh giải mà chỉ khi sử dụng các cắt mặt cắt địa chấn thông thờng 3 Dự báo môi trờng và thạch học trầm tích Qua phân tích các đặc trng tớng địa chấn có thể dự báo môi trờng thành tạo và đặc điểm thạch học trầm tích, hớng vận chuyển và quá trình phát triển địa chất của các tập địa chấn Trên cơ sở tổng hợp các kết quả phân tích tài liệu địa chất ở tại các giếng khoan kết hợp với địa chấn, có... GK 51-MH-1X 5 Bể T Chính - Vũng Mây 11 Xây dựng các mặt cắt địa chất - địa vật lý (bản vẽ số ) Xây dựng các bản đồ cấu tạo (theo thời gian và chiều sâu) Do tình trạng số liệu không đông nhất của khu vực nghiên cứu, cũng nh yêu đặt ra của đề tài, các bản đồ cấu tạo đã đợc xây dựng và kiển tra lại cho các tầng móng âm học, nóc Oligoxen, nóc Mioxen (các tầng SH-M, SB5 và SB1) ở tỷ lệ 1:1000.000 (bản. .. không gian và có thể vẽ ra đợc Phân tích tớng địa chấn là quá trình minh giải chi tiết các đặc điểm đặc trng của sóng trong các tập nhằm xác định sự khác biệt của chúng, khoanh vùng và thể hiện trên các bản đồ, từ đó có thể dự báo đợc môi trờng thành tạo và thành phần thạch học của đất đá mà đã hình thành nên trờng sóng địa chấn ghi đợc Các tham số địa chấn thờng đợc sử dụng trong phân tích tớng địa chấn... thông tin bằng phơng pháp phân tích cổ địa lý và cổ kiến tạo trên cơ sở tổng hợp nhiều yếu tố theo điểm, theo tuyến và theo diện về môi trờng, hớng cung cấp vật liệu, dòng chảy, vùng xâm thực, vùng tích tụ v.v xác định đợc từ các giếng khoan, các bản đồ đẳng sâu và đẳng dày v.v 4 Xây dựng các bản đồ tớng đá cổ địa lý, khoanh vùng các đới có triển vọng, từ đó đi sâu nghiêu cứu phân vùng tợng dầu khí (bẫy)... Xây dựng và kiểm tra lại các bản đồ đẳng dày cho các tập trầm tích Eoxen - Oligoxen, Mioxen và Plioxen - Đệ tứ tỷ lệ 1:1000.000 (bản vẽ số ) 2 Phân tích tớng địa chấn Trớc hết nói về tớng địa chấn, theo định nghĩa của Mitchum R., Sangree J B., Vail P V., Wornardt N W., 1993 tớng địa chấn là một biểu hiện về sự khác biệt của các đặc trng sóng phản xạ trên các mặt cắt địa chấn với các đặc trng của sóng... nghiên cứu (Hình 9) Trong sơ đồ này thể hiện 2 loại trầm tích chính: Các trầm tích đợc hình thành chủ yếu do ảnh hớng bởi các yếu tố sông ngòi ở vùng đồng bằng châu thổ Sông Hồng bao gồm trầm tích đồng bằng châu thổ, delta front, prodelta và các trầm tích hình thành do ảnh hởng chủ yếu của các yếu tố biển gồm các trầm tích thềm (trong, giữa và ngoài), sờn và biển sâu Với sơ đồ phân loại môi trờng trên,... khái niệm về địa lý và cổ địa lý, còn L B Rukhin thì đã đi đến kết định nghĩa: tớng là biểu hiện tổng hợp của những quy luật đặc trng về thạch học và cổ sinh, của các điều kiện trầm tích Dẫn ra một vài định nghĩa của các nhà bác học địa chất chuyên về tớng và qua các nghiên cứu về tớng trầm tích có thể đi đến các nhận định nh sau: 1 Một phân vị địa tầng có thể bao gồm nhiều loại tớng và ngợc lại 2... quạt; Đồng bằng ngập nớc chủ yếu là cát, phân lớp song song đôi khi xiên chéo; Sờn đồng bằng: bột chiếm u thế, đôi khi sét, sóng có dạng sigmoid và oblique; Prodelta chủ yếu là sét, phân lớp song song Để thể hiện các kết quả phân tích tớng địa chấn một cách chi tiết trên các bản đồ, việc xác định, phân chia tớng và môi trờng trầm tích của các tập một cách tổng hợp, mối quan hệ sau đã đợc sử dụng: AB . học và Công nghệ Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam Chơng trình KC. 09 Liên đoàn Địa chất Biển Đề tài Thành lập bản đồ địa chất Biển Đông và các vùng kế cận tỷ lệ 1/1 .000. 000. một kết quả tổng hợp, dựa trên sự kết hợp các nguồn tài liệu liệu địa chất - địa vật lý khác nhau, đặc biệt là các liên kết theo tài liệu địa chấn ở các vùng 18 cha có giếng khoan và các mặt. 15-G-1X, 0 4-3 -DB-1X 10. PR-05 1 2-2 -RD-1X; 12-D-2X; 12-A-1X; 12-D-1X 11. PR-17 Qua bể Cửu Long - Nam Côn Sơn 12. SEAS-TC-17A Qua bể T Chính 13. VF9 0-2 6 46-NC-1X 14. VF-9 0-1 13 Vuông góc với