Địa tầng phân tập trầm tích oligocene-miocene khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn Nguyễn Văn Kiểu Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS. ngành: Thạch học, Khoáng vật học và Địa hóa học Mã số: 60 44 57 Ngƣời hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Tùng Năm bảo vệ: 2012 Abstract. Phân chia địa tầng phân tập và liên kết các tập (sequence) và các hệ thống trầm tích của khu vực Trung tâm bể Nam Côn Sơn. Phân tích đặc điểm trầm tích và môi trƣờng thành tạo trầm tích (tƣớng trầm tích) của từng tập trầm tích thuộc khu vực Trung tâm bể Nam Côn Sơn đặt trong mối quan hệ với chu kỳ giao động mực nƣớc biển. Luận giải sự biến đổi môi trƣờng trầm tích theo không gian và thời gian. Keywords. Thạch học; Trầm tích; Địa tầng phân tập; Địa chất; Bể Nam Côn Sơn Content MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Phân chia địa tầng trầm tích bể Nam Côn Sơn từ trƣớc đến nay đã đƣợc nghiên cứu rất chi tiết thông qua nhiều đề tài, dự án của các nhà thầu trong và ngoài nƣớc. Các kết quả phân chia đã phần nào làm sáng tỏ đặc điểm địa tầng trầm tích tại đây dựa trên các phƣơng pháp phân chia thạch địa tầng, sinh địa tầng và địa chấn địa tầng. Nhƣng rất ít các công trình nghiên cứu và phân chia chi tiết địa tầng trầm tích bể Nam Côn Sơn gắn với các chu kỳ dao động mực nƣớc biển (quá trình biển tiến - biển thoái). Điều này ảnh hƣởng không nhỏ tới việc luận giải môi trƣờng và quy luật biến đổi của các đơn vị trầm tích theo không gian và thời gian. Trong thời gian tham gia nghiên cứu và học tập tại trƣờng, học viên đã đƣợc giới thiệu và biết đến phƣơng pháp địa tầng phân tập (stratigraphy sequence). Đây là phƣơng pháp không mới, nó đƣợc phát triển trên cơ sở các quan điểm về địa chấn địa tầng và mối quan hệ với sự thay đổi mực nƣớc biển toàn cầu ngay từ những thập kỷ 50 và 60. Ngƣời khởi xƣớng đầu tiên là Sloss và nnk (1949) xuất phát từ khái niệm tập (sequence) và định nghĩa “Tập là đơn vị trầm tích được giới hạn bởi hai bất chỉnh hợp”. Nhƣng đến mãi thập kỷ 80 (từ 1980), phƣơng pháp địa chấn địa tầng đã đƣợc mở rộng nhờ các mô hình không gian tích tụ của Jervey, Posamentier và Vail (1988), Vail và Baum (1988) Qua tìm hiểu tác giả đƣợc biết, trong những năm gần đây phƣơng pháp này đã đƣợc nhiều Công ty nƣớc ngoài, các Viện nghiên cứu và các Công ty thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam áp dụng vào việc nghiên cứu địa tầng các bể trầm tích trên thềm lục địa Việt Nam nhƣ: bể Sông Hồng, bể Cửu Long và bể Nam Côn Sơn Nhƣng phần lớn, phƣơng pháp địa tầng phân tập mới chỉ áp dụng nghiên cứu cho toàn bể hoặc một phần rộng lớn thuộc bể. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn và muốn tìm hiểu sâu hơn về lịch sử phát triển địa chất của trũng trung tâm bể Nam Côn Sơn, học viên đã lựa chọn đề tài luận văn Thạc sĩ tiêu đề: “Địa tầng phân tập trầm tích Oligocene - Miocene khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn” với mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu nhƣ sau: MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN Phân chia các đơn vị trong địa tầng phân tập và các hệ thống trầm tích đặt trong mối quan hệ với sự dao động mực nƣớc biển nhằm làm rõ đặc điểm trầm tích và môi trƣờng thành tạo trong từng tập tƣơng ứng. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Phân chia địa tầng phân tập và liên kết các tập (sequence) và các hệ thống trầm tích của khu vực nghiên cứu. - Phân tích đặc điểm trầm tích và môi trƣờng thành tạo trầm tích (tƣớng trầm tích) của từng tập trầm tích thuộc khu vực nghiên cứu đặt trong mối quan hệ với chu kỳ giao động mực nƣớc biển. - Luận giải sự biến đổi môi trƣờng trầm tích theo không gian và thời gian. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Các thành tạo trầm tích Oligocene -Miocene trũng phía Tây khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn (Hình 1.1) BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN Luận văn bao gồm 83 trang đánh máy, 9 ảnh minh họa, 1 biểu đồ và 21 hình minh họa, 45 tài liệu tham khảo với bố cục nhƣ sau: Mở đầu Chƣơng 1: Đặc điểm địa chất khu vực Chƣơng 2: Lịch sử nghiên cứu, cơ sở tài liệu và phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 3: Địa tầng phân tập trầm tích Oligocene-Miocene khu vực nghiên cứu Kết luận CHƢƠNG 1 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. VỊ TRÍ KHU VỰC NGHIÊN CỨU Khu vực nghiên cứu của luận văn là nơi tiếp giáp của phần sƣờn đới nâng Côn Sơn và phần phía Tây Nam thuộc địa phận trung tâm bể. Nếu phân theo đới cấu trúc, khu vực nghiên cứu thuộc đới chuyển tiếp và nằm giữa hai phụ đới B1 và B2 theo hƣớng Bắc – Nam. Phạm vi nghiên cứu đƣợc giới hạn trong khoảng 7.324 o đến 8.125 o vĩ độ Bắc và 107.841 o đến 108.500 o kinh độ Đông với diện tích vào khoảng 3060.5 km 2 . 1.2. ĐỊA TẦNG VÀ HOẠT ĐỘNG MAGMA 1.2.1. Địa tầng 1. Thành tạo magma, biến chất trước Cenozoi Tính đến thời điểm này, kết quả nghiên cứu các thành tạo trƣớc Kainozoi về cơ bản phần nào đã đƣợc làm sáng tỏ thông qua các tài liệu địa chấn, trọng lực và các giếng khoan tại bể Nam Côn Sơn từ trƣớc đến nay: ĐH-1X, 04-A-1X, 04-2-BC-1X, 10-PM-1X, 29-A-1X…. Thành phần của các thành tạo đá móng gồm: granit, granodiorit, diorite và đá biến chất tuổi có thể là Jura muộn – Creta. Hình 1.1: Sơ đồ mạng lƣới các tuyến địa chấn đã thu nổ tại bể Nam Côn Sơn và vị trí khu vực nghiên cứu 2. Thành tạo trầm tích Cenozoi. Theo kết quả nghiên cứu từ trƣớc đến nay, trên toàn thềm lục địa Việt Nam nói chung và khu vực nghiên cứu thuộc bể Nam Côn Sơn nói riêng cho thấy các thành tạo trầm tích có tuổi từ Oligocene cho đến Pliocene-Đệ tứ với thành phần chủ yếu là trầm tích vụn lục nguyên và các tầng cacbonat dày. Bên cạnh đó, trong trầm tích Cenozoi tại một số nơi (12W-HA-1X) còn bắt gặp các trầm tích phun trào andezit thuộc hệ tầng Cau. HỆ PALEOGEN Thống Oligocene Hệ tầng Cau (E 3 c) Hệ tầng Cau lần đầu tiên đƣợc mô tả chi tiết tại giếng khoan Dua-1X thuộc lô 12 E nằm trong khoảng độ sâu 3.680 – 4.038m. Trầm tích của hệ tầng Cau bao gồm chủ yếu là các lớp cát kết có màu xám xen các lớp sét bột kết màu nâu. Cát kết thạch anh hạt thô đến mịn, độ chọn lọc kém, xi măng sét, cacbonat với bề dày trung bình khoảng 358m. HỆ NEOGEN Thống Miocene a) Hệ tầng Dừa (N 1 1 d) Hệ tầng đƣợc xác định và đặt tên dựa trên kết quả phân tích giếng khoan Dừa -1X ở độ sâu từ 2.852m đến 3.680m, phân bố rộng khắp bể với chiều dày của hệ tầng thay đổi từ 200- 800m. Tuổi của hệ tầng Dừa đƣợc xác định dựa vào đới Foram N6-N8 (theo Martini, 1971). Trầm tích của hệ tầng bao gồm chủ yếu là cát kết, bột kết màu xám sáng, xám lục xen kẽ với sét kết màu xám, xám đỏ, xám xanh. b) Hệ tầng Thông – Mãng Cầu (N 1 2 tmc) Trầm tích của hệ tầng Thông – Mãng Cầu phân bố rộng khắp bể Nam Côn Sơn. Đặc biệt, trầm tích của hệ tầng này phát triển mạnh về phía Bắc và phía Tây Nam của bể trong khoảng độ sâu từ 2.170 đến 2.850m. Trầm tích chủ yếu là trầm tích lục nguyên chứa glauconit, vôi, sét vôi và nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Dừa với bề dày thay đổi từ 400 đến 800m. c) Hệ tầng Nam Côn Sơn (N 1 3 ncs) Phân bố rộng rãi với tƣớng đá thay đổi mạnh ở các khu vực khác nhau với bề dày trầm tích vào khoảng 200-600m, khoảng 302m tại giếng khoan Dừa -1X và nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng Thông – Mãng Cầu. Ở rìa phía Bắc (lô 10, 11) và phía Tây – Tây Nam (lô 20, 21, 22, 28) đá của hệ tầng chủ yếu là trầm tích lục nguyên gồm: sét kết, sét vôi chứa nhiều hóa thạch foraminifera màu lục đến xám xanh, gắn kết yếu cùng các lớp cát bột kết chứa vôi. Thống Pliocene - Đệ Tứ Hệ tầng Biển Đông (N 2 -Q bđ) Hệ tầng Biển Đông đƣợc Lê Văn Cự xác lập vào năm 1986. Hệ tầng này không những phân bố ở khu vực bể Nam Côn Sơn mà còn phân bố toàn thềm lục địa Việt Nam với bề dày khác nhau. Hệ tầng Biển Đông phát triển rất mạnh tại các lô phía Đông của bể với chiều dày lớn từ vài trăm mét đến vài nghìn mét (>1.500m) (1768m tại giếng khoan Dừa -1X thuộc lô 12E). 1.2.2. Hoạt động magma Tại khu vực bể Nam Côn Sơn, các thành tạo núi lửa hợp thành một dải dọc theo hƣớng Đông Bắc – Tây Nam: từ lô 12 đến các lô 133. Phun trào ở đây bao gồm: đaxit, ryolit gặp ở giếng khoan 12C-1X tại độ sâu 4210m và phun trào andezit gặp tại giếng khoan 12W – HA – 1X ở độ sâu khoảng 4313.5m. Hoạt động magma xảy ra mãnh liệt trong các lô 11, 03 và 04 khuôn theo các đứt gãy sâu có hƣớng từ Bắc xuống Nam. Trên mặt cắt địa chấn chúng thể hiện những nhóm dị thƣờng tần số cao. Đôi chỗ các hoạt động núi lửa xuyên cắt lên tới Pliocene phá vỡ cấu trúc trầm tích của hệ tầng này. 1.3. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC KIẾN TẠO VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT 1.3.1. Đặc điểm cấu trúc kiến tạo Trên bình đồ cấu trúc nhận thấy bể Nam Côn Sơn đƣợc ngăn cách với bể Vũng Mây bởi đới nâng Tƣ Chính và phần phía Đông Bắc nơi chịu ảnh hƣởng của tách giãn Biển Đông với sự phát triển mạnh mẽ của các thành tạo đá vôi tại đây. 1. Hệ thống đứt gãy Trên bình đồ kiến tạo, bể Nam Côn Sơn phát triển ba hệ thống đứt gãy chính với các phƣơng: phƣơng Bắc – Nam, Đông Bắc – Tây Nam và phƣơng Đông –Tây. Hệ thống đứt gãy phương Bắc – Nam chủ yếu phát triển trên cấu trúc móng thuộc đới phân dị phía Tây và đới phân dị chuyển tiếp thuộc phần phụ đới cận Natuna có chiều dài lớn, biên độ từ vài trăm đến hàng nghìn mét: đứt gẫy Sông Hậu, đứt gãy Sông Đồng Nai và đứt gãy Hồng- Tây Mãng Cầu. Gắn liền với các đứt gãy theo phƣơng này là sự phát triển các trũng địa hào. Hệ thống đứt gãy theo phương Đông Bắc –Tây Nam phân bố hạn hẹp tại đới phân dị phía Tây và chủ yếu phân bố ở đới trũng trung tâm. Điển hình nhất là hệ thống đứt gãy nằm ở phía Đông - Bắc của bể và khuôn theo đới nâng Côn Sơn. Phần lớn các đứt gãy này có mặt trƣợt đổ về phía Đông Nam hƣớng về phần trũng Trung tâm bể. Hệ thống đứt gãy Đông –Tây kém phát triển hơn so với các đứt gãy theo các phƣơng trên, phân bố không tập trung, chiều dài của đứt gãy không lớn và bắt gặp ở phần phía Tây thuộc phần trũng Trung tâm bể. Đứt gãy điển hình nhất theo phƣơng này bắt gặp ở lô 11.2. Dọc theo hệ thống đứt gãy này, phát triển một trũng hẹp nằm giữa ranh giới của phụ đới B1 và B2. 2. Phân vùng cấu trúc Trên cơ sở phân loại đứt gãy, cơ chế hình thành và đặc điểm cấu trúc móng, có thể phân chia các đơn vị cấu trúc trong bể Nam Côn Sơn thành ba đơn vị cấu trúc chính: Đới phân dị phía Tây (C), đới phân dị chuyển tiếp (B) và phía Đông bể (A): a) Đới phân dị phía Tây (C) Đây là đới nằm ở phần phía Tây của bể và chiếm một nửa phía Tây các lô 18, 19, 20, 21, 22 và toàn bộ các lô 27, 28, 29. Cơ sở phân chia đới này là hệ đứt gãy Sông Đồng Nai chạy dọc theo hƣớng Bắc Nam. b) Phụ đới chuyển tiếp (B) Đới này có ranh giới là hệ thống đứt gãy Sông Đồng Nai, ở phía Đông đƣợc giới hạn bởi hệ đứt gãy Hồng - Tây Mãng Cầu và hệ thống đứt gãy khuôn theo đƣờng đẳng sâu móng 1.000m của đới nâng Côn Sơn với độ sâu 1.000 – 1.500m. c) Đới trũng phía Đông (A) Trũng phía Đông bao gồm phần diện tích rộng lớn ở Trung tâm và phần phía Đông bể Nam Côn Sơn, với đặc tính kiến tạo sụt lún. Đứt gãy hoạt động theo nhiều pha khác nhau. Địa hình móng phân dị mạnh với chiều sâu thay đổi từ 1.400m trên phụ đới nâng Mãng Cầu đến hơn 10.000m ở trung tâm. Đới trũng phía Đông đƣợc phân chia làm 5 phụ đới. 1.3.2. Lịch sử phát triển địa chất. 1. Giai đoạn trước tách giãn (Pre- rift) Paleocene -Eocene. Đây là giai đoạn san bằng kiến tạo không chỉ xảy ra riêng đối với bể Nam Côn Sơn mà còn xảy ra trên toàn khu vực thềm lục địa Việt Nam. Trƣớc đó, các chuyển động kiến tạo mang tính khu vực đã tạo ra trong diện tích bể Nam Côn Sơn với ba hệ thống đứt gãy có phƣơng khác nhau: hệ thống đứt gãy phát triển theo phƣơng Đông Bắc – Tây Nam. Chính các hệ thống đứt gãy này đã góp phần làm cho mặt móng càng phức tạp hơn. 2. Giai đoạn đồng tách giãn (Syn-rift) Oligocene- Miocene sớm. Giai đoạn Syn-rift tƣơng đối phức tạp về kiến tạo đƣợc khởi xƣớng vào đầu Oligocene và kết thúc vào cuối Miocene sớm. Có thể, tách giãn Biển Đông đã ảnh hƣởng phần nào tới việc hình thành các hệ thống đứt gãy lớn phƣơng Bắc – Nam và những đứt gãy theo phƣơng Đông Bắc – Tây Nam tạo các cấu trúc sụt bậc điển hình thuộc bể Nam Côn Sơn và làm xuất hiện các địa hào, bán địa hào và vùng trũng Trung tâm rộng lớn. Pha kiến tạo trong giai đoạn này đã làm thay đổi bình đồ cấu trúc bể và đã để lại những dấu ấn trên các mặt cắt địa chấn là những biến dạng tƣơng đối phức tạp so với các giai đoạn trƣớc và sau đó. 3. Giai đoạn sau tách giãn (Post- rift) Miocene giữa - Đệ tứ. Nhìn chung giai đoạn này kiến tạo khá bình ổn so với giai đoạn trƣớc. Song một số khu vực của bể vẫn còn quan sát thấy sự nâng lên, bào mòn cắt cụt một số cấu trúc dƣơng đã có ở lô 04, 05 và lô 12. Hầu hết các đứt gãy đều kết thúc hoạt động vào cuối Miocene. Bình đồ cấu trúc không còn mang tính kế thừa các giai đoạn trƣớc, ranh giới giữa các trũng gần nhƣ đƣợc đồng nhất trên toàn khu vực ngoại trừ một số trũng thuộc phần trung tâm bể. CHƢƠNG 2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, TÌM KIẾM VÀ THĂM DÒ DẦU KHÍ Theo lịch sử, công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí tại bể Nam Côn sơn có thể chia ra các thời kỳ nhƣ sau: 2.1.1. Thời kỳ trƣớc năm 1975 Đây là thời kỳ khởi đầu công cuộc thăm dò dầu khí trên toàn thềm lục địa Việt Nam nói chung và bể Nam Côn Sơn nói riêng. Những khảo sát thăm dò bƣớc đầu là do các công ty thăm dò của Mỹ và Anh thực hiện nhƣ: Nanderell, Mobil Kaiyo, Esso, Union Texas, Sunning Dale. Các nhà thầu đã thu nổ hàng nghìn km địa chấn 2D. 2.1.2. Thời kỳ từ năm 1975 đến nay. Sau khi hai miền Nam Bắc đƣợc thống nhất, cả nƣớc bắt tay vào công cuộc củng cố và xây dựng nền kinh tế nƣớc nhà. Hòa cùng không khí sôi động đó, tháng 11 năm 1975 Tổng cục Dầu khí đã quyết định thành lập Công ty Dầu khí Việt Nam nhằm đẩy mạnh quan hệ hợp tác tìm kiếm thăm dò dầu khí trên toàn thềm lục địa Việt Nam với các nƣớc. Điển hình là những năm 1975-1980 công ty Agip và Bow Valley đã ký hợp đồng khảo sát tỉ mỉ vào khoảng 14.859 km địa chấn 2D với mạng lƣới 2x2 km và tiến hành khoan 8 giếng: 04A-1X, 04B-1X, 12A-1X, 12B-1X, 12C-1X, 28A-1X và 29A-1X. Những năm 1981- 1987 đánh dấu bằng sự ra đời của Xí nghiệp liên doanh Vietsopetro. Kết quả của hiệp định thăm dò dầu khí trên đã mở ra một thời kỳ phát triển mới cho ngành công nghiệp Dầu khí Việt Nam. Từ năm 1995 đến nay một loạt các Công ty và các nhà thầu trong và ngoài nƣớc đã thu nổ tổng cộng trên 35.000km địa chấn 2D và trên 5.500km 2 địa chấn 3D và khoan hàng chục giếng khoan, đồng thời đã phát hiện ra các mỏ khí có giá trị công nghiệp lớn: nhƣ mỏ Rồng Đôi, Rồng Đôi Tây thuộc lô 11.2, Thiên Nga (lô 12), Lan Tây, Lan đỏ (lô 06-1), Mộc Tinh (lô 05-3), Hải Thạch (lô 05-2). 2.2. CƠ SỞ TÀI LIỆU 2.2.1. Tài liệu địa chất Khu vực nghiên cứu theo tác giả thống kê có khoảng 43 giếng khoan đƣợc thực hiện từ năm 1993 cho đến nay bao gồm cả giếng thăm dò, thẩm định và giếng khoan khai thác. Qua đó, tác giả đã lựa chọn ra 4 giếng khoan để phân chia và liên kết địa tầng phân tập của các thành tạo trầm tích Oligocene-Miocene thuộc hai cấu tạo nằm phía Bắc và Đông Nam thuộc khu vực nghiên cứu của luận văn. Trên cơ sở phân tích tài liệu cũng nhƣ kế thừa các kết quả phân tích cổ sinh và thạch học trầm tích của Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) và Xí nghiệp liên doanh Vietsopetro (VSP) tác giả muốn làm rõ hơn đặc điểm địa chất và môi trƣờng thành tạo thông qua việc áp dụng mô hình địa tầng phân tập. 2.2.2. Tài liệu địa vật lý. Tổng số 43 giếng khoan đã khoan tại khu vực nghiên cứu là con số đáng kể trên một diện tích khoảng hơn 3.000km 2 . Qua tìm hiểu, hầu hết các giếng khoan đều thực hiện công tác đo địa vật lý giếng khoan và đƣợc các cơ quan, nhà thầu trong và ngoài nƣớc tiến hành phân tích. Riêng đối với 4 giếng khoan (A-1X, A-2X, A-3X và A-4X) lựa chọn trình bày trong luận văn đƣợc tác giả phân tích và kế thừa trên cả phƣơng diện địa vật lý giếng khoan, thạch học kết hợp với tài liệu cổ sinh nhằm phân chia, liên kết đƣợc các vĩ tập (megasequence), tập (sequence) và các hệ thống trầm tích. Bên cạnh số lƣợng lớn các giếng khoan phải kể đến mức độ khảo sát địa chấn nên tới hàng vạn kilomet tuyến đƣợc các Công ty, Xí nghiệp liên doanh thực hiện từ năm 1978 đến nay. Qua các đề tài hợp tác của Viện Dầu khí Việt Nam với các Công ty trong thời gian thực tập tại Viện, tác giả đã đƣợc tiếp xúc phần nào với dữ liệu này và đƣợc trực tiếp phân tích, xử lý trên các phần mềm chuyên dụng. 2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1. Phƣơng pháp địa tầng phân tập ĐTPT là phƣơng pháp phân tích địa tầng mới cả về khoa học lẫn thực tiễn, phân chia đối sánh và liên kết địa tầng dựa trên mối quan hệ giữa tốc độ DĐMNB, CĐKT và cung cấp trầm tích. 2.3.2. Phƣơng pháp thạch học trầm tích Phân tích thành phần khoáng vật với mục đích xác định nguồn gốc, luận giải môi trƣờng và tƣớng trầm tích. Đồng thời phân tích đánh giá các tham số: hàm lƣợng thạch anh (Q), hàm lƣợng feldspat (F), hàm lƣợng mảnh đá (R) … làm cơ sở cho việc phân loại, gọi tên đá và xác định nguồn gốc trầm tích. Đặc biệt đối với nhóm đã trầm tích vụn cơ học, các đá trầm tích cát kết lại đƣợc phân chia chi tiết theo phƣơng pháp phân loại của tác giả R.L. Folk (1974) . 2.3.3. Phƣơng pháp địa chấn địa tầng Phƣơng pháp địa chấn địa tầng là phƣơng pháp minh giải tài liệu địa chấn phản xạ dựa trên cơ sở nghiên cứu các mối tƣơng quan giữa các đặc điểm trƣờng sóng địa chấn với các đặc điểm địa chất nhƣ tính phân lớp, sự thay đổi thành phần thạch học, điều kiện lắng đọng trầm tích 2.3.4. Phƣơng pháp địa vật lý giếng khoan Địa vật lý giếng khoan (ĐVLGK) gồm tổ hợp những phƣơng pháp nghiên cứu tính chất vật lý của đất đá cắt ngang qua giếng khoan bằng cách ghi sự biến đổi các thông số vật lý của chúng ở những độ sâu khác nhau dọc theo chiều sâu giếng khoan. Đây là phƣơng pháp đƣợc ứng dụng nhằm cung cấp các tài liệu một cách gián tiếp giúp phân chia các thể địa chất khác nhau theo chiều sâu giếng khoan và xác định môi trƣờng thành tạo của các thể địa chất. CHƢƠNG 3 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH OLIGOCENE - MIOCENE KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1. CƠ SỞ PHÂN CHIA VÀ LIÊN KẾT ĐỊA TẦNG 3.1.1. Phân chia địa tầng phân tập Việc phân chia địa tầng phân tập đƣợc áp dụng theo mô hình của Embry và Johannessen (1992) trên cơ sở phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan, tài liệu sinh địa tầng và tài liệu thạch học:  Tài liệu địa vật lý giếng khoan bao gồm: đƣờng cong đo độ phóng xạ tự nhiên (GR), các đƣờng cong đo điện trở suất (SP, LLS, LLD), đƣờng cong mật độ (RHOB), đƣờng kính giếng khoan và đƣờng cong siêu âm (DT)  Tài liệu cổ sinh bao gồm kết quả phân chia chi tiết các đới Foram, đới bào tử phấn và tảo nhằm xác định tuổi tƣơng đối của các ranh giới tập trầm tích và ranh giới bề mặt ngập lụt của mỗi tập. Đồng thời qua đây cũng xác định đƣợc môi trƣờng thành tạo trầm tích chứa các hóa thạch trên.  Tài liệu thạch học giếng khoan với khoảng lấy mẫu cách nhau từ 4,5-7m đƣợc phân tích nhằm làm rõ đặc điểm thạch học cũng nhƣ môi trƣờng. 3.1.2. Liên kết các đơn vị của địa tầng phân tập Việc liên kết địa tầng giếng khoan hay liên kết các tập trầm tích, các hệ thống trầm tích trong tập của các giếng khoan có ý nghĩa rất quan trọng trong việc luận giải điều kiện thành tạo, lịch sử phát triển và thoái hóa của chúng tƣơng ứng với từng giai đoạn cụ thể. Để giải quyết vấn đề đặt ra, các tập, các hệ thống trầm tích trong luân văn đã đƣợc liên kết dựa trên các tiêu chí sau:  Tiêu chí thứ 1: thời gian thành tạo  Tiêu chí thứ 2: đặc trưng đường cong địa vật lý giếng khoan  Tiêu chí thứ 3: địa chấn địa tầng 3.2. ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH OLIGOCENE-MIOCENE KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.2.1. Vĩ tập Ms I Trên cơ sở tài liệu địa vật lý giếng khoan (ĐVLGK) của giếng khoan A-3X xác định đƣợc ranh giới phân chia vĩ tập thành hai tập (sequence) là S 1 (Oligocene sớm), S 2 (Oligocene muộn). 1. Tập S 1 Tập S 1 nằm phủ trên bề mặt móng của các thành tạo granodiorit thuộc các trũng địa hào và bán địa hào. Thành phần trầm tích phía dƣới của tập gồm các trầm tích cát kết, cát sạn aluvi và bột kết nguồn gốc lục địa. Còn phần phía trên thành phần chủ yếu là các tập sét, sét than xen kẽ các tập cát. 2. Tập S2 Tập S 2 đƣợc phân chia thành hai hệ thống trầm tích khá rõ bởi nóc của lớp đá phiến sét tƣơng ứng với bề mặt ngập lụt cực đại nằm ở độ sâu 3.449m (GK: A-3X). Thành phần trầm tích có xu hƣớng thô dần lên phía trên và đặc trƣng bởi các vỉa cát và sét tƣơng đối dày. Hệ thống trầm tích biển tiến (TST): thành phần trầm tích chủ yếu là cát kết subarkose hạt trung (0,25-0,5mm) và cát kết sublitharenite hạt nhỏ đôi chỗ xen kẹp bột sét, sét vôi màu xám đặc trƣng cho thời kỳ biển tiến bao phủ hầu hết các địa hào với bề dày trầm tích khoảng 398m (GK: A-3X). Hệ thống trầm tích biển thoái (RST) thành phần đặc trƣng là cát kết hạt nhỏ, bột kết, bột sét chứa các vẩy mica và phiến sét. Trong hệ thống trầm tích này bề dày các lớp cát đạt đến hơn 30m. GK: A-1X GK: A-4X GK: A-1X và A-2X Hình 3.1: Liên kết tài liệu giếng khoan và tài liệu địa chấn cắt qua các giếng khoan 3.2.2. Vĩ tập Ms II 1. Tập S 3 GHI CHÚ Bề dày hệ thống trầm tích biển thoái Bề dày hệ thống trầm tích biển tiến Bề dày hệ thống trầm tích canyon Biểu đồ 3.1: Biểu đồ so sánh bề dày hệ thống trầm tích trong một tập ứng của các giếng khoan khu vực nghiên cứu Tập trầm tích S 3 đƣợc giới hạn bởi ranh giới dƣới là bề mặt bất chỉnh hợp T20 (nóc của tập S 2 ) có tuổi khoảng 23,3 triệu năm (Ma). Ranh giới trên và ranh giới bề mặt ngập lụt của tập : Ranh giới nóc tập S 3 là ranh giới bề mặt bất chỉnh hợp nằm ở độ sâu 4432m (A-1X) và 2965m (A-3X) kết quả phân tích tài liệu sinh địa tầng cho thấy ranh giới này ứng với tuổi 21,8 triệu năm. Ranh giới bề mặt ngập lụt cực đại (MFS 3 ) trong tập trầm tích S 3 với đặc trƣng giá trị GR cao (132.22 API) và giá trị điện trở đạt giá trị thấp (3,48 Ohmm) thuộc phần nóc lớp đá phiến sét chứa than với bề dày thay đổi 7 – 22m đặc trƣng môi trƣờng đầm lầy-hồ. Đƣờng cong ĐVLGK phía dƣới bề mặt ngập lụt cực đại thể hiện đặc điểm thạch học có xu thế mịn dần nên tƣơng ứng với một chu kỳ biển tiến (GR tăng dần, LLD giảm dần) để tạo nên hệ thống trầm tích biển tiến (TST) với thành phần trầm tích bao gồm nhiều lớp cát sét xen kẽ các lớp đá vôi mỏng. Phía trên bề mặt ngập lụt (MFS) của tập này có đặc trƣng đƣờng log lại có xu hƣớng trái ngƣợc thể hiện thành phần trầm tích thô dần lên phía trên, bề dày vỉa cát lớn hơn nhiều, đặc trƣng cho hệ thống trầm tích biển thoái (RST) với bề dày hệ thống trầm tích đạt khoảng 20m (GK: A-1X). Thành phần trầm tích đôi chỗ bắt gặp đá vôi và các vỉa mỏng sét than ở độ sâu khoảng 3.093m (GK: A-3X). 2. Tập S 4 Tập trầm tích S 4 nằm phủ trên tập trầm tích trƣớc đó (S 3 ) và đƣợc giới hạn bởi nóc tập là bề mặt bất chỉnh hợp nằm phía trên lớp cát dày. Trên mặt cắt địa chấn đôi chỗ phát hiện cấu tạo onlap trên mặt ranh giới này. Ranh giới này nằm giữa ranh giới thay đổi đột ngột giá trị GR (từ 58,5-130,0 API). Kết quả đối sánh với tài liệu sinh địa tầng cho thấy nóc của tập cát đƣợc hình thành muộn nhất cách đây khoảng 17,7 Ma. Ngoài ra, từ đặc trƣng đƣờng cong địa vật lý giếng khoan ta cũng có thể rất dễ phân chia tập S 4 thành hai hệ thống trầm tích TST và RST. Hệ thống trầm tích biển tiến (TST) đƣợc thành tạo bởi hai nhịp trầm tích. Nhịp thứ nhất lớp trầm tích với bề dày khoảng 18m (GK: A-1X) thành phần chủ yếu là sét kết. Nhịp trầm tích thứ 2 có bề dày lớn gấp đôi bề dày trầm tích của nhịp trầm tích trƣớc đó với thành phần chủ yếu là đá cát kết đôi chỗ xen kẹp các lớp bột sét và sét vôi mỏng. Trên đƣờng cong ĐVLGK hệ thống trầm tích biển tiến đặc trƣng cấu tạo phủ chồng tiến (progradation). Phía trên hệ thống trầm tích biển tiến là các thành tạo trầm tích biển thoái (RST) với cấu tạo phủ chồng và phủ chồng lùi ở phía trên. 3. Tập S 5 Tập trầm tích S 5 với khoảng thời gian thành tạo tƣơng đối ngắn chỉ vào khoảng 1Ma. Nóc của miền hệ thống trầm tích biển tiến đƣợc xác định bởi các trầm tích đặc trƣng môi trƣờng đồng bằng triều, biển ven bờ đƣợc hình thành trong pha cuối cùng của biển tiến đánh dấu sự kết thúc một thời kỳ biển tiến để chuyển sang một thời kỳ biển thoái tiếp theo. Thời kỳ biển thoái của tập S 5 phát triển các lớp than đặc trƣng cho môi trƣờng đầm lầy ven biển (Ảnh 3.1; 3.2). Cát kết thuộc loại arkose lithic và feldspathic litharenite hạt từ mịn đến trung (0,1- 0,3mm), mài tròn tốt đến rất tốt, thạch anh 44,7-48,6%, feldspat 10-14,5%, mảnh đá bao gồm: mảnh đá quaczit, mảnh đá sét. Xi măng chứa vôi và silic, gắn kết trung bình. Sét trong tập này có màu xám, chứa vôi và bột (GK:A-2X, GK:B -1X). 4. Tập S 6 Tập trầm tích S 6 là tập cuối cùng của các thành tạo trầm tích Miocene sớm. Tầng dƣới của tập ứng với hệ thống trầm tích biển tiến (TST) và đƣợc chia làm hai nhịp rõ rệt với thành phần là cát kết, bột kết và sét, ngoài ra còn bắt gặp các thành tạo cát kết, bột kết chứa dolomite xen kẹp các lớp đá vôi chứa Foram: Miogypsinoides, Praeorbulina. Nhịp biển tiến ở thời kỳ đầu có thời gian ngắn hơn với tốc độ dâng cao mực nƣớc biển chậm hơn so với thời kỳ sau và đặc trƣng cho môi trƣờng biển, biển nông ven bờ. Cuối tập S 6 biển bắt đầu rút nhanh tạo nên quá trình bào mòn các thành tạo trầm tích tƣớng ven bờ trƣớc đó để chuyển sang các thành tạo đặc trƣng cho tƣớng đồng bằng châu thổ (GK:A-4X, GK:A-2X). Ảnh 3.1: Mẫu lõi giếng khoan GK: A-4X, độ sâu 3731.50m. Trầm tích của châu thổ, hồ (tập S 5 ). Ảnh 3.2: Mẫu lõi giếng khoan GK: A-4X, độ sâu 3739.8m. Trầm tích cát kết lấp đầy sông (tập S 5 ). 3.2.3. Vĩ tập Ms III 1. Tập S 7 Tập trầm tích S 7 đƣợc thành tạo trong khoảng thời gian 15,5-13,1Ma. Trong thời gian này, quá trình biển tiến diễn ra nhanh hơn so với biển thoái. Điểm đặc trƣng dễ thấy nhất trong giai đoạn biển tiến là xuất hiện các lớp đá vôi màu xám, bắt gặp ở nhiều giếng khoan thuộc các giếng Rồng Đôi, Rồng Đôi Tây và giếng khoan GK: A-3X (GR-45,3-49,56 API) với bề dày 3-10m. Kết thúc hệ thống trầm tích biển tiến là tập sét đƣợc thành tạo cách đây khoảng 15 Ma. Sau thời kỳ biển tiến xuất hiện một giai đoạn biển thoái rất dài trong khoảng 1,9 triệu năm (15-13,1 Ma) thành tạo nên hệ thống trầm tích biển thoái (RST) nằm phủ trên các tập trầm tích biển tiến. Với khoảng thời gian biển thoái đó đã tạo đƣợc bề dày các lớp trầm tích RST lớn gấp đôi đến gấp ba lần bề dày trầm tích TST (Biểu đồ 3.1). Các trầm tích đƣợc tạo ra trong thời gian này, bao gồm các lớp sét kết và cát kết xen kẽ một cách nhịp nhàng đặc trƣng cho cấu tạo phủ chồng (aggradation). Phần dƣới của hệ thống trầm tích biển tiến (TST) trầm tích có chứa các lớp than mỏng màu đen, độ cứng vừa phải (GK: A-4X, GK: A-1X) làm cho các giá trị đo địa vật lý có sự thay đổi đột ngột về mật độ, độ phóng xạ tự nhiên và điện trở suất khi các thiết bị đo địa vật lý giếng khoan đi qua lớp than này (DT=83.31, GR = 113.39API và LLD = 7.91 Ohmm). 2. Tập S 8 Tập trầm tích S 8 biển tiến với tốc độ nhanh hơn giai đoạn trƣớc để tạo nên đƣợc hệ thống trầm tích biển tiến (TST) với bề dày khá lớn trong khoảng thời gian tƣơng đối ngắn chƣa đầy 0,5Ma (Biểu đồ 3.1). Sau hệ thống trầm tích biển tiến trong giếng khoan A-4X xác định đƣợc hệ thống trầm tích biển thoái (RST) dày khoảng 55m với đặc trƣng nóc của RST là bề mặt bào mòn của biển thoái (Hình 3.1). Nhƣng điều đáng lƣu ý ở đây, khi liên kết ranh giới bào mòn sang các giếng khoan khác thì không bắt gặp bất kỳ một hệ thống trầm tích biển thoái nào ở 3 giếng còn lại mà ranh giới bất chỉnh hợp đó lại nằm giữa tập biển tiến ở 3 giếng khoan đó. Đồng thời phía trên ranh giới bất chỉnh hợp có tuổi 12,1Ma ở giếng khoan A-4X cũng là một tập biển tiến ứng với tuổi 12,1-10,4 Ma (Hình 3.8). Từ kết quả liên kết trên có thể nhận định rằng: trong thời kỳ từ 13,1-10,4Ma mà tác giả gọi là thời kỳ thành tạo tập S 8 đã xảy ra quá trình bào mòn các hệ thống trầm tích biển thoái ứng với tuổi từ 12,8-12,1Ma ở 3 giếng A-1X, A-2X và A-3X và thậm chí là bào mòn một phần hệ thống trầm tích trầm tích biển tiến (TST 1 ). Sau giai đoạn bào mòn lại xuất hiện một tập biển tiến nằm chỉnh hợp trên bề mặt bào mòn với tốc độ khá nhanh để tạo lên hệ [...]... các trầm tích đặc trƣng cho môi trƣờng biển từ biển nông cho đến môi trƣờng biển sâu dần về phía Đông Nam khu vực nghiên cứu KẾT LUẬN Trầm tích Oligocene – Miocene khu vực nghiên cứu thuộc bể Nam Côn Sơn phân chia đƣợc 11 tập (sequence) thuộc 4 vĩ tập (Megasequence) với 3 vĩ tập trong Miocene và 1 vĩ tập ứng với trầm tích Oligocene thuộc giai đoạn syn-rift: vĩ tập MsI (trầm tích Oligocene) , vĩ tập. .. chứa dầu khí tuổi Miocene bể Nam Côn Sơn, Luận án Tiến sĩ Địa chất học, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 14 Nguyễn Văn Hội (1998), Tổng hợp các kết quả phân tích để xác định các đới cổ sinh trầm tích Đệ Tam bể Nam Côn Sơn phục vụ cho phân chia địa tầng và xác định tuổi trầm tích, TLLT, TP Hồ Chí Minh 15 Trịnh Văn Long (2000) Địa tầng phân tập trầm tích Kainozoi bể Cửu Long, Luận án Tiến sĩ Địa chất dầu khí,... Oligocene) , vĩ tập MsII (trầm tích Miocene sớm), vĩ tập MsIII (trầm tích Miocene giữa) và vĩ tập MsIV (trầm tích Miocene muộn) Ranh giới giữa các vĩ tập, tập và các bề mặt ngập lụt cực đại đƣợc xác định dựa trên cơ sở các tài liệu: ĐVLGK, địa chấn và các tài liệu cổ sinh, thạch học của các giếng khoan Các tập trầm tích thuộc vĩ tập MsII và MsIV, bề dày trầm tích của các hệ thống trầm tích biển tiến khá dày... Pllueniatina obliqueloculata (GK: A-3X) Hệ thống trầm tích này thành phần chủ yếu là cát kết cá biệt nóc của hệ thống trầm tích là tập sét Phần đáy hệ thống trầm tích, các tập cát xen kẹp các lớp đá vôi mỏng ở độ sâu 1.625m 3.3 ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƢỜNG TRẦM TÍCH OLIGOCENE- MIOCENE KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.3.1 Môi trƣờng trầm tích Oligocene 1 Vĩ tập MsI Môi trƣờng trầm tích của hệ tầng Cau đặc trƣng cho môi trƣờng đầm hồ,... thống trầm tích biển hạ (RST) trong các vĩ tập MsI, MsII dày gấp đôi bề dày của các hệ thống trầm tích biển tiến (TST) trong cùng một tập Điều này phần nào đã minh chứng cho sự mở rộng trũng địa hào (trũng trung tâm khu vực nghiên cứu) tạo không gian tích tụ trầm tích và nguồn cung cấp vật liệu khá dồi dào trong giai đoạn biển thoái thuộc thời kỳ Oligocene và Miocene sớm Nhƣng sang đến cuối vĩ tập MsIII... trong một thời gian dài đã tạo nên đƣợc bề dày trầm tích các tập lớn hơn so với các tập trầm tích biển thoái trong cùng một tập Cuối giai đoạn Miocene giữa, mực nƣớc biển có xu hƣớng giảm xuống và đƣờng bờ dịch chuyển dần về phía Đông Nam khu vực nghiên cứu để lộ ra các thành tạo trầm tích đồng bằng châu thổ phân bố rộng khắp khu vực nghiên cứu làm thu hẹp diện tích biển ven bờ, biển nông trong phạm vi... năng dầu khí bể Nam Côn Sơn, Đề tài cấp ngành, Viện Dầu Khí 22 Nguyễn Trọng Tín và nnk (2005) Đánh giá tiềm năng và trữ lượng dầu khí bể trầm tích Nam Côn Sơn trên cơ sở tài liệu đến 12/2003, Lƣu trữ VDK, Hà Nội 23 Tập Đoàn Dầu Khí Việt Nam (2005), Địa chất và tài tài nguyên Dầu khí Việt Nam, tr.313-355, Hà Nội 24 Tập Đoàn Dầu Khí Việt Nam XN Liên Doanh Vietsopetro (2011), Báo cáo tổng kết công tác tìm... tƣớng trầm tích bắt gặp trong khu vực nghiên cứu bao gồm chủ yếu thuộc tƣớng chuyển tiếp (châu thổ, biển ven bờ) Riêng các tập trầm tích thuộc vĩ tập MsIV khá phổ biển các tƣớng trầm tích biển nông và biển sâu vì thời kỳ này biển đã bao phủ hầu hết khu vực nghiên cứu Vĩ tập MsI phát triển các thành tạo sét, sét than môi trƣờng hồ, đầm lầy giàu thực vật thƣợng đẳng và tảo nƣớc ngọt Thành tạo trầm tích Oligocene. .. vĩ tập MsIII và trong các tập thuộc vĩ tập MsIV bề dày các hệ thống trầm tích biển thoái giảm đi đáng kể, nhiều giếng khoan (A1X, A-2X và A-3X) không còn bắt gặp các trầm tích biển thoái trong tập S8 Việc vắng mặt các trầm tích biển thoái ở các giếng khoan trên bƣớc đầu nhận định rằng rằng: trong thời kỳ đó biển thoái xuống rất nhanh làm cho tốc độ tích tụ trầm tích tại khu vực nghiên cứu rất chậm tạo... bằng châu thổ (GK:A-1X) Trong trũng Trung tâm thuộc khu vực nghiên cứu bắt gặp các trầm tích có dạng sóng phản xạ á song song, biên độ trung bình Đƣờng cong ĐVLGK đặc biệt là đƣờng GR có dạng hình trụ, hình chuông với giá trị GR giao động từ 34,5 -121,5 API đặc trƣng cho môi trƣờng trầm tích dạng bồi tích hoặc đồng bằng châu thổ Tập S1 Trong quá trình thành tạo tập trầm tích S1 phát triển khá mạnh các . trầm tích của khu vực Trung tâm bể Nam Côn Sơn. Phân tích đặc điểm trầm tích và môi trƣờng thành tạo trầm tích (tƣớng trầm tích) của từng tập trầm tích. học; Trầm tích; Địa tầng phân tập; Địa chất; Bể Nam Côn Sơn Content MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Phân chia địa tầng trầm tích bể Nam Côn Sơn