ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN VĂN SƠN NGHIÊN CỨU TÍNH ĐỒNG NHẤT VÀ PHÂN DỊ TƢỚNG ĐÁ CỔ ĐỊA LÝ CỦA TRẦM TÍCH OLIGOCEN, MIOCEN KHU VỰC LÔ 123 VÀ 124 BỂ PHÚ KHÁNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -TRẦN VĂN SƠN NGHIÊN CỨU TÍNH ĐỒNG NHẤT VÀ PHÂN DỊ TƢỚNG ĐÁ CỔ ĐỊA LÝ CỦA TRẦM TÍCH OLIGOCEN, MIOCEN KHU VỰC LÔ 123 VÀ 124 BỂ PHÚ KHÁNH Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 60440201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hƣớng dẫn: GS.TS TRẦN NGHI XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG Giáo viên hƣớng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận văn thạc sĩ khoa học GS.TS Trần Nghi PGS.TS Nguyễn Văn Vƣợng HÀ NỘI - 2015 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH iv DANH MỤC BẢNG Error! Bookmark not defined DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU .4 CHƢƠNG VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, LỊCH SỬ TÌM KIẾM THĂM DÒ VÀPHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .6 1.1 Vị trí địa lý 1.2 Lịch sử nghiên cứu .7 1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu CHƢƠNG CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT, KIẾN TẠO VÀ ĐỊA TẦNG TRẦM TÍCH Error! Bookmark not defined 2.1 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo Error! Bookmark not defined 2.2 Địa tầng bể Phú Khánh Error! Bookmark not defined CHƢƠNG ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP KHU VỰC LÔ 123 VÀ 124 BỂ PHÚ KHÁNH TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG VÀ CỘNG SINH TƢỚNG Error! Bookmark not defined 3.1 Khái quát Error! Bookmark not defined 3.2 Các kiểu biến dạng đặc trƣng bể Phú Khánh Error! Bookmark not defined 3.3 Các kiểu ranh giới phức tập miền hệ thống sở dãy cộng sinh tƣớng trầm tích Error! Bookmark not defined 3.4 Tiến hóa phức tập (sequence) mối quan hệ với thay đổi MNB chuyển động kiến tạo khu vực lô 123 124 bể Phú Khánh Error! Bookmark not defined CHƢƠNG ĐẶC ĐIỂM TƢỚNG ĐÁ - CỔ ĐỊA LÝ QUA CÁC THỜI KỲ VÀ TRIỂN VỌNG HỆ THỐNG SINH - CHỨA - CHẮN KHU VỰC LÔ 123 VÀ 124 BỂ PHÚ KHÁNH Error! Bookmark not defined 4.1 Đặc điểm tƣớng môi trƣờng trầm tích Error! Bookmark not defined 4.2 Tính đồng phân dị tƣớng trầm tích Error! Bookmark not defined 4.3 Đánh giá triển vọng hệ thống sinh - chứa - chắnError! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 MỞ ĐẦU Khu vực bể Phú Khánh khu vực quan trọng tiềm dầu khí vùng biển thềm lục địa Việt Nam, nhiên nghiên cứu hạn chế có số giếng khoan khảo sát khu vực bể nhƣng số liệu chƣa đƣợc công bố Do kết nghiên cứu chủ yếu dựa sở phân tích chi tiết lát cắt địa chấn để nghiên cứu tính đồng phân dị tƣớng đá cổ địa lý trầm tích Oligocen, Miocen khu vực lô 123 124 bể Kết nghiên cứu luận văn góp phần làm sáng tỏ yếu tố cấu trúc khu vực lô 123 124 bể Phú Khánh nhƣ: tƣợng biến dạng bể trầm tích thứ cấp để xây dựng mặt cắt phục hồi, loại bẫy chứa dầu khí tiềm mặt cắt địa chấn bể Phân tích mặt cắt địa chấn sở địa tầng phân tập để làm sáng tỏ tƣớng trầm tích, tìm quy luật cộng sinh tƣớng theo không gian thời gian… Với ý nghĩa nên học viên chọn đề tài luận văn thạc sĩ với tiêu đề: “Nghiên cứu tính đồng phân dị tướng đá cổ địa lý trầm tích Oligocen, Miocen khu vực lô 123 124 bể Phú Khánh” Mục tiêu - Nghiên cứu mối quan hệ địa tầng phân tập cộng sinh tƣớng khu vực lô 123 124 bể Phú Khánh - Đánh giá triển vọng hệ thống sinh - chứa - chắn Nhiệm vụ - Phân tích địa chấn - địa tầng nhằm phân chia địa tầng trầm tích Oligocen Miocen khu vực lô 123 124 bể Phú Khánh - Phân tích tƣớng sở tƣớng địa chấn trầm tích luận - Phân tích địa tầng phân tập sở địa chấn - địa tầng, thạch học cộng sinh tƣớng - Nghiên cứu lịch sử tiến hóa trầm tích (tƣớng chu kỳ trầm tích) mối quan hệ với thay đổi mực nƣớc biển hoạt động địa động lực sở tài liệu địa chấn để đánh giá tính đồng hay phân dị trầm tích khu vực lô 123 124 bể Phú Khánh Cơ sở tài liệu - mặt cắt địa chấn qua khu vực lô 123 124 toàn khu vực bể Phú Khánh bao gồm mặt cắt: SVOR 93-101, SVOR 93-104, SVOR 93-106, SVOR 93-108, SVOR 93-116, SVOR 93-301, AW-8, S74-A-2-1, CLS-10 lấy từ nguồn VPI - Tài liệu thuộc đề tài, dự án công trình liên quan đến nội dung luận văn nhƣ tài liệu số 2, 5, 7, 10 mục tài liệu tham khảo Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: Kết nghiên cứu luận văn góp phần làm sáng tỏ tính đồng phân dị tƣớng đá cổ địa lý trầm tích Oligocen, Miocen khu vực lô 123 124 bể Phú Khánh - Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ yếu tố cấu trúc khu vực lô 123 124 bể Phú Khánh nhƣ: tƣợng biến dạng bể trầm tích thứ cấp để xây dựng mặt cắt phục hồi, loại bẫy chứa dầu khí tiềm mặt cắt địa chấn bể Phân tích mặt cắt địa chấn sở địa tầng phân tập để làm sáng tỏ tƣớng trầm tích, tìm quy luật cộng sinh tƣớng… trầm tích Oligocen Miocen phục vụ cho công tác thăm dò tìm kiếm dầu khí sau Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, luận văn gồm 78 trang, 36 hình, bảng đƣợc bố cục gồm chƣơng sau: Chƣơng Vị trí địa lý, lịch sử tìm kiếm thăm dò phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng Cấu trúc địa chất, kiến tạo địa tầng trầm tích Chƣơng Địa tầng phân tập khu vực lô 123 124 bể Phú Khánh sở phân tích biến dạng cộng sinh tƣớng Chƣơng Đặc điểm tƣớng đá cổ địa lý qua thời kỳ triển vọng hệ thống sinh - chứa - chắn khu vực lô 123 124 bể Phú Khánh CHƢƠNG VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, LỊCH SỬ TÌM KIẾM THĂM DÒ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Vị trí địa lý Bể Phú Khánh nằm dọc theo bờ biển miền Trung Việt Nam, giới hạn vĩ tuyến 140 - 110 Bắc kinh tuyến 109020' - 1110 Đông phát triển phía Đông Về phƣơng diện địa chất, bể Phú Khánh giáp giới với bể Cửu Long phía Nam, bể Nam Côn Sơn phía Đông Nam, bể Sông Hồng phía Bắc, bể Hoàng Sa phía Đông Bắc, thềm Đà Nẵng, thềm Phan Rang phía Tây phía Đông, nơi chƣa đƣợc nghiên cứu, tồn bể khác nằm bể Phú Khánh phần sâu Biển Đông Địa hình đáy biển vùng phức tạp với mực nƣớc biển sâu từ 0-3000m[7] Khu vực nghiên cứu luận văn thuộc vùng biển Phú Yên Khánh Hòa, nằm khu vực lô 123 124 phần phía tây bắc bể Phú Khánh Hình 1.1 Vị trí khu vực nghiên cứu 1.2 Lịch sử nghiên cứu Mặc dù bể Phú Khánh đƣợc nghiên cứu, song công tác nghiên cứu địa chất phần đất liền sát phía Tây bể Phú Khánh đƣợc nhà địa chất Pháp nghiên cứu từ sớm công tác khảo sát lập đồ tỷ lệ 1:500.000 vùng Đà Nẵng (1935), Nha Trang (1937) Qui Nhơn (1942) [7] Điểm lộ dầu lần đƣợc phát vào 1920-1923 Đầm Thị Nại (Qui Nhơn), phần đất liền kề với bể Phú Khánh.Năm 1944 nhà địa chất Pháp khoan tìm kiếm nhƣng không tài liệu để lại Từ 1944-1964, Saurin nghiên cứu điểm lộ dầu Đầm Thị Nại kết luận nguồn dầu từ Neogen mà có lẽ từ lớp Sapropel giàu tảo (algae) vịnh Qui Nhơn cung cấp Từ sau năm 1960 nhiều khảo sát nhà địa chất - địa vật lý Pháp, Mỹ, Đức, Nhật, Trung Quốc đƣợc tiến hành chƣơng trình nghiên cứu biển Đông Từ sau năm 1970, công ty dầu khí nƣớc tiến hành nghiên cứu địa chất- địa vật lý với mục đích tìm kiếm dầu khí sơ dƣới quản lý quyền Sài Gòn cũ từ 1979 đến hoạt động nghiên cứu đƣợc tăng cƣờng dƣới quản lý Tổng cục Dầu mỏ Khí đốt Việt Nam sau Tổng công ty Dầu khí Việt Nam Cho đến nay, vùng biển miền Trung thuộc khu vực bể Phú Khánh có nhiều khảo sát địa vật lý nhƣ GSI (Mỹ,1974), Malƣgin (Liên Xô, 1984), GECO-PRAKLA (1993), NOPEC (1993) với khối lƣợng khảo sát khoảng 17.000 Km tuyến địa vật lý Các nghiên cứu phần đất liền đƣợc nhiều nhà địa chất tiến hành từ 1977 đến Lê Nhƣ Lai, Nguyễn Quang Hinh (1977); Phan Huy Quynh (1980); Sladen, Nguyễn Quang Bô (1991); Trần Tĩnh (1988- 1997); Lê Thành (1998) phân tích mẫu vùng Đầm Thị Nại cho thấy loại dầu vết lộ tƣơng tự với dầu carbonat Miocen giếng khoan 119-CH-1X cho dầu lộ có nguồn gốc từ phần sâu bề Phú Khánh dịch chuyển lên qua đứt gãy vùng Năm 2000 Viện Dầu khí hợp tác với Viện Địa chất Nhật Bản (JGI) nghiên cứu vết lộ từ Nông Sơn đến Kon Tum, Sông Ba, Đầm Thị Nại Năm 2002-2003 Phạm Quang Trung cộng Viện Dầu khí tiếp tục nghiên cứu mẫu lộ dầu Đầm Thị Nại Các kết luận tác giả trái ngƣợc nên vấn đề nguồn gốc dầu lộ, chất lƣợng nguồn đá mẹ chƣa đƣợc giải cần phải nghiên cứu tiếp[7] Trong năm 2001-2004, Viện Dầu khí chủ trì đề tài cấp nhà nƣớc KC-09-06 nghiên cứu địa động lực tiềm dầu khí vùng nƣớc sâu, xa bờ, có khu vực bể Phú Khánh Cũng thời gian này, dự án ENRECA Viện Dầu khí hợp tác với Cục Địa chất Đan Mạch Greenland (GEUS) tiến hành nghiên cứu tổng thể địa chất tiềm dầu khí bể Phú Khánh, có tập trung nghiên cứu sâu địa hoá trầm tích khu vực Đầm Thị Nại trũng Sông Ba, phần đất liền kề với bể Phú Khánh Điểm bật cần lƣu ý tất điều trình bày dựa kết giải thích địa chất tài liệu địa vật lý chủ yếu khu vực chƣa có tài liệu công trình khoan Các giếng khoan dùng để liên kết với tài liệu địa vật lý nằm bể trầm tích kế cận (Sông Hồng, Cửu Long, Nam Côn Sơn), vừa xa, vừa có cấu trúc địa chất khác biệt, lại bị phân cắt hệ thống đứt gãy, đới nâng phức tạp nên độ xác chứa nhiều hạn chế 1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.3.1 Phương pháp luận 1.3.1.1.Những nguyên lý địa tầng phân tập Nguyên lý vận chuyển, phân dị lắng đọng trầm tích mối quan hệ với lƣợng môi trƣờng chuyển động kiến tạo đƣợc thể qua thành phần độ hạt, thành phần khoáng vật, thành phần hóa học vật liệu trầm tích, độ mài tròn hạt vụn, độ chọn lọc đá, bề dày cấu tạo bên thể trầm tích Trong giáo trình Trầm tích học, 2003 tác giả trình bày nguyên lý vận chuyển phân dị vật liệu vụn học sét môi trƣờng dòng chảy chiều sông, môi trƣờng ven bờ môi trƣờng yên tĩnh (hồ, biển sâu) Các dạng cấu tạo đá trầm tích đƣợc mô tả tỉ mỉ Tuy nhiên để nhận thức đƣợc cách tƣờng minh đơn giản từ khái niệm phức tạp mô tả tản mạn nhiều tác giả khác địa tầng phân tập tác giả áp dụng nguyên lý trầm tích luận kinh điển nói vào mối quan hệ nhân với thay đổi mực nƣớc biển chuyển động kiến tạo Hai yếu tố đóng vai trò nguyên nhân thành phần thạch học, tƣớng trầm tích quy luật xếp đơn vị trầm tích theo thời gian không gian kết Các mối quan hệ nhân đƣợc thể đa dạng điều kiện biên khác Tuy nhiên khái quát thành số điều kiện cụ thể điển hình từ điều kiện cho phép suy luận toàn tranh tiến hoá bể trầm tích Các điều kiện trầm tích tiêu biểu đại diện cho mối quan hệ nói là: a Năng lƣợng thuỷ động lực môi trƣờng vận chuyển lắng đọng trầm tích b Độ lớn bề dày trầm tích, biến thiên bề dày trầm tích c Cấu tạo bên phƣơng thức xếp đơn vị trầm tích theo chiều nằm ngang theo chiều thẳng đứng d Biến đổi thành phần độ hạt (phân dị học) thành phần thạch học thể trầm tích theo chiều nằm ngang chiều thẳng đứng e Ranh giới liên tục hay gián đoạn thể trầm tích g Mức độ biến dạng nằm cấu tạo thể trầm tích Có thể coi yếu tố trầm tích nói hàm số biến số nhƣ thay đổi mực nƣớc biển, lƣợng môi trƣờng, khối lƣợng trầm tích mang tới, chuyển động kiến tạo [5] a Năng lượng thuỷ động lực môi trường vận chuyển lắng đọng trầm tích định thành phần độ hạt trầm tích vụn học Môi trƣờng có lƣợng lớn độ hạt thô Ví dụ, dòng chảy sông miền núi sông miền trung du đặc trƣng chảy rối vật liệu lắng đọng tƣơng ứng cuội tảng sạn lẫn cát hạt thô Dòng chảy sông đồng đặc trƣng chảy tầng xa nguồn Vật liệu lắng đọng chủ yếu cát Dòng chảy môi trƣờng cửa sông châu thổ dạng xen dòng sông đổ biển dòng triều từ biển chảy vào sông Vì vậy, trầm tích có xen kẽ cát bột sét Ở bờ biển đại nhƣ đới đƣờng bờ cổ nằm độ sâu lớn 30m, 60m, 120m thƣờng gặp dải trầm tích hạt thô nhƣ cuội, sạn cát Điều chứng tỏ lƣợng sóng vỗ ven bờ định kích thƣớc hạt thô trầm tích bãi triều Tuy nhiên dù lƣợng mạnh hay yếu lắng đọng trầm tích luôn tuân theo nguyên lý phân dị độ hạt: gần nguồn xâm thực độ hạt thô, xa nguồn độ hạt giảm Vì vậy, dù điều kiện mực nƣớc biển dâng cao hay hạ thấp xảy lắng đọng trầm tích đồng thời phân dị độ hạt giảm theo hƣớng nằm ngang từ nguồn cung cấp vật liệu hƣớng trung tâm bể trầm tích Nhƣ thành phần độ hạt bề dày trầm tích giống lớp hay thể trầm tích lắng đọng địa hình dốc ven bờ Trầm tích chân dốc nghèo mịn nên gá đáy (down lap) cách thoai thoải mềm mại theo phƣơng thức ‘tiếp tuyến’ với bề mặt đáy không tạo thành đƣờng thẳng cắt bề mặt đáy nhƣ số tác giả quan niệm gọi "chống đáy" (hình 1.2) [5] Hình 1.2 Các nhịp độ hạt phân dị theo chiều ngang chiều thẳng đứng (Theo Trần Nghi, 2010) b Sự biến thiên bề dày trầm tích: Bề dày trầm tích hàm số chuyển động kiến tạo, khối lƣợng vật liệu cung cấp, thành phần độ hạt trầm tích độ sâu đáy biển Khi phát thấy bề dày trầm tích lớn khẳng định sụt lún kiến tạo mạnh Ngƣợc lại bề dày trầm tích mỏng dấu hiệu trình chuyển động nâng cao thiếu hụt vật liệu trầm tích mang tới Khi bề dày không đáy bể trầm tích nâng lên khỏi mực nƣớc bể không tích tụ trầm tích trở thành vùng xâm thực Vì vậy, muốn xác định mối quan hệ bề dày trầm tích chuyển động kiến tạo phải thành lập đồ đẳng dày trầm tích cho bể thứ cấp Lúc thấy rõ tranh sinh động cấu trúc bể phân dị biên độ nâng hạ kiến tạo Đó sở để phân tích ranh giới gián đoạn khu vực đơn vị địa tầng phân tập [5] Trong trƣờng hợp chuyển động sụt lún kiến tạo mạnh nhƣng thiếu hụt trầm tích đền bù đáy bể sâu dần môi trƣờng thay đổi từ biển ven bờ thành biển nông, từ thềm thành sƣờn lục địa Tuy nhiên, vật liệu đƣợc sông TÀI LIỆU THAM KHẢO Mai Thanh Tân, 2007 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí Nguyễn Xuân Huy, 2005 Tiềm dầu khí bể trầm tích Phú Khánh Hội nghị khoa học công nghệ lần thứ 9, Trƣờng Đại học Bách khoa Tp HCM 3 Trần Nghi, 2003 Trầm tích học Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 2003 Trần Nghi,2005 Địa chất biển Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 2005 Trần Nghi, 2010 Trầm tích luận địa chất biển dầu khí NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Nghi (chủ nhiệm), 2010 Nghiên cứu địa tầng phân tập bể Sông Hồng, Cửu Long, Nam Côn Sơn khoáng sản liên quan KC-09-20/06-10 Trần Ngọc Toản, Nguyễn Hồng Minh, 2007 Bể trầm tích Phú Khánh tài nguyên dầu khí Địa chất tài nguyên dầu khí Việt Nam NXHKHKT, 2007 Hồ Đắc Hoài Lê Duy Bách, 1990 Địa chất thềm lục địa Việt Nam vùng kế cận Báo cáo khoa học đề tài 48B.03.01 Lƣu trữ Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam Nguyễn Huy Quý, Lê Văn Dung, Nguyễn Trọng Tín nnk (2002-2004) Nghiên cứu địa động lực bể Phú khánh, Tư Chính, Vũng Mây thềm Tây Nam Việt Nam Đề tài cấp nhà nƣớc - Viện Dầu khí 10 Nguyễn Trọng Tín nnk (2003) Cấu trúc địa chất tiềm dầu khí bể Phú Khánh Đề tài hợp tác với Xí nghiệp Liên doanh Vietso Petro 11 Lê Trọng Cán nnk, 1985 Phân vùng triển kiến tạo bể Kainozoi thềm lục địa Việt Nam 12 Trịnh Phùng n.n.k, 1994 Địa chất thềm lục địa Việt Nam vùng lân cận Tuyển tập nghiên cứu biển, tập VI Hà Nội.30 13 Hoàng Đình Tiến, Nguyễn Thúy Quỳnh, 2000 Điều kiện chế sinh dầu khí bể trầm tích Đệ tam thềm lục địa Việt Nam 14 Gwang H Lee and Joel S.Watkins, 1998 Seismic Sequence Stratigraphy and Hydrocarbon Potential of the Phu Khanh Basin, Offshore Central VietNam, South China Sea AAPG Bull.v 82,pp.1711-1735 15 Lee G H and Watkins J S., 1998 Seismic Stratigraphy and Hydrocarbon Potential of the Phu Khanh Basin, offshore Central VietNam, South China Sea AAPG Bulletin V 82, N0 9, pp 1711-1735 16 Di Zhou, Ke Ru, Han Zong Chen, 1995 Kinematics of Cenozoic extension on the South China Sea continental margin and its implications for the tectonic evolution of the region Tectonophysics 251 (1995) 161 - 177