ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HOÀNG HÙNG CƯỜNG ĐẶC ĐIỂM VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN BỒN TRẦM TÍCH CENOZOI NAM CÔN SƠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội, 2014 Khoa Địa chất ii ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HOÀNG HÙNG CƯỜNG ĐẶC ĐIỂM VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN BỒN TRẦM TÍCH CENOZOI NAM CÔN SƠN Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 60 44 55 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN VĂN VƯỢNG Hà Nội, 2014 Khoa Địa chất iii LỜI CẢM ƠN Luận văn đã được thực hiện tại Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Văn Vượng. Nhận dịp này học viên xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Văn Vượng, người trực tiếp hướng dẫn khoa học cho học viên trong quá trình học tập nghiên cứu và viết luận văn. Học viên xin chân thành cảm ơn TS. Lê Chi Mai, TS. Nguyễn Văn Hướng, đã giúp học viên trong quá trình thu thập tài liệu đóng góp ý kiến giúp học viên hoàn thiện luận văn này. Học viên cũng xin chân thành cảm ơn Ban Chủ nhiệm khoa Địa chất, Phòng Sau Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) đã tạo điều kiện và giúp đỡ học viên trong quá trình học tập và hoàn thiện luận văn. Học viên Hoàng Hùng Cường Khoa Địa chất 1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 5 1.1. VỊ TRÍ VÙNG NGHIÊN CỨU 5 1.2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT 6 1.2.1. Giai đoạn trước năm 1975 7 1.2.2. Giai đoạn sau giải phóng đến năm 1986 10 1.2.3. Giai đoạn 1987 đến nay 11 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1. CƠ SỞ TÀI LIỆU 14 2.1.1. Tài liệu địa vật lý 14 2.1.2. Tài liệu địa chất 15 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.2.1. Phương pháp minh giải mặt cắt địa chấn 16 2.2.2. Phương pháp địa vật lý giếng khoan 19 2.2.3. Phương pháp nghiên cứu đứt gãy 20 2.2.4. Phương pháp đánh giá triển vọng dầu khí trên cơ sở nghiên cứu kiến tạo – địa động lực 23 Chương 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT BỂ TRẦM TÍCH NAM CÔN SƠN 24 3.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG 24 3.1.1. Các thành tạo trước Cenozoi 24 3.1.2. Các thành tạo tuổi Đệ Tam 24 3.2. ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG MAGMA 39 3.2.1. Đặc điểm các đá xâm nhập 39 3.2.2. Đặc điểm các đá phun trào 40 3.3. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TẠO 44 3.3.1. Vị trí của bể Nam Côn Sơn trong phông kiến tạo khu vực 44 3.3.2. Đặc điểm kiến tạo đứt gãy 46 3.3.3. Phân tầng cấu trúc theo phương thẳng đứng 53 3.3.4. Phân vùng cấu trúc theo phương nằm ngang 55 Khoa Địa chất 2 Chương 4: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT BỂ TRẦM TÍCH NAM CÔN SƠN 62 4.1. GIAI ĐOẠN TRƯỚC TÁCH GIÃN: PALEOCEN - EOCEN 62 4.2. GIAI ĐOẠN TÁCH GIÃN : OLIGOCEN - MIOCEN SỚM 62 4.3. GIAI ĐOẠN SAU TÁCH GIÃN: MIOCEN GIỮA - ĐỆ TỨ 64 4.4. TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ BỂ NAM CÔN SƠN 70 4.4.1. Tiềm năng đá sinh 71 4.4.2. Đá chứa 71 4.4.3. Tiềm năng đá chắn 73 4.4.4. Bẫy chứa 74 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 Khoa Địa chất 3 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Dầu khí là một trong những nguồn tài nguyên quan trọng nhất của Việt Nam. Dầu mỏ và khí đốt có tiềm năng to lớn để thúc đẩy sự tăng trưởng kinh tế của quốc gia chủ yếu được khai thác từ vùng biển đông nam thềm lục địa Việt Nam. Do tầm quan trọng của nguồn tài nguyên này nên việc nghiên cứu tiềm năng và phân vùng triển vọng dầu khí của các bồn trầm tích chứa dầu luôn nhận được sự quan tâm đặc biệt của các ngành khoa học liên quan. Để giải quyết các nội dung này, việc nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc kiến tạo, quá trình trầm tích và lịch sử phát triển địa chất đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc định hướng công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí trong các bể trầm tích trên cả đất liền và thềm lục địa Việt Nam. Bồn trũng Nam Côn Sơn được hình thành và phát triển trong Cenozoi, nằm ở phía đông nam thềm lục địa Việt Nam là một trong những bồn trầm tích chứa dầu khí, trong đó tiềm năng khí là chủ yếu. Sự có mặt của dầu và khí đã được khẳng định thông qua quá trình tìm kiếm, thăm dò và khai thác của ngành dầu khí trong vài chục năm trở lại đây. Tuy vậy bồn trầm tích này vẫn được nhiều nhà nghiên cứu, nhà thầu trong và ngoài nước quan tâm liên quan tiềm năng dầu khí thực sự của nó. Các nghiên cứu mới chỉ được thực hiện riêng lẻ ở các lô, được tiến hành bởi các nhà thầu khác nhau. Vì vậy việc nghiên cứu toàn diện và khái quát hóa đặc điểm và lịch sử phát triển địa chất của toàn bộ bồn trầm tích này trong Cenozoi là vô cùng cần thiết, giúp định hướng chính xác hơn nữa công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí trong thời gian tới ở khu vực này. Chính vì những lý do trên, học viên đã chọn đề tài luận văn của mình với tiêu đề: “Đặc điểm và lịch sử phát triển bồn trầm tích Cenozoi Nam Côn Sơn”. Mục tiêu của đề tài Đề tài luận văn được thực hiện với mục tiêu làm sáng tỏ bức tranh về đặc điểm địa chất cũng như lịch sử phát triển trầm tích Cenozoi ở vùng nghiên cứu. Khoa Địa chất 4 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: là các thành tạo địa chất Cenozoi thuộc bồn trũng Nam Côn Sơn - Phạm vi nghiên cứu: bể trầm tích Nam Côn Sơn Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu đặc điểm địa chất Cenozoi bồn trũng Nam Côn Sơn - Xác lập lại lịch sử hình thành và phát triển bồn trũng Nam Côn Sơn Bố cục luận văn Mở đầu Chương 1: Tổng quan về vùng nghiên cứu Chương 2: Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu Chương 3: Đặc điểm địa chất bể trầm tích Nam Côn Sơn Chương 4: Lịch sử phát triển địa chất bể trầm tích Nam Côn Sơn Kết luận Tài liệu tham khảo Khoa Địa chất 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1. VỊ TRÍ VÙNG NGHIÊN CỨU Bồn trũng Nam Côn Sơn (bể Nam Côn Sơn) nằm trong khoảng 6 0 00’ đến 9 0 45’ vĩ độ Bắc và 106 0 00’ đến 109 0 00’ kinh độ Đông. Bể có diện tích khoảng 100.000km 2 . Ranh giới của bể được ngăn cách ở phía Bắc là đới nâng Côn Sơn, phía Tây và Nam là đới nâng Khorat - Natuna, phía Đông Bắc là bể Phú Khánh, còn phía Đông được giới hạn bởi đới nâng Tư Chính – Phúc Nguyên, đây là dải nâng rìa Đông để làm ranh giới ngoài của bể Nam Côn Sơn (hình 1.1). Bể Nam Côn Sơn nằm ở Đông Nam bể Cửu Long, được ngăn cách bởi khối nâng Côn Sơn và phần nổi cao nhất là đảo Côn Sơn. Bể kéo dài và trải rộng từ độ sâu 50m nước ở phía Tây cho đến trên 1.500 m nước ở phía Đông, phần kéo dài của giãn đáy Biển Đông. Bể nằm trên vỏ lục địa có thành phần và tuổi khác nhau được hình thành trong Paleozoi và Mesozoi. Phần lớn diện tích của bể Nam Côn Sơn nằm trong thềm lục địa Việt Nam có độ sâu nước biển dưới 200m nước, một điều kiện rất thuận lợi cho công tác tìm kiếm và thăm dò dầu khí, cho đến hiện nay đã phát hiện được các mỏ dầu và khí công nghiệp như: Đại Hùng, Lan Tây, Lan Đỏ v.v… Còn phần phía Bắc Đông Bắc và Đông tuy có chiều sâu nước biển khá lớn, có nơi trên 1.500m, nhưng là vùng đã được phát hiện nhiều cấu tạo có tiềm năng dầu khí cần phải quan tâm. Khoa Địa chất 6 Hình 1.1. Sơ đồ vị trí bể Nam Côn Sơn trong khu vực Biển Đông và kế cận 1.2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT Hoạt động tìm kiếm thăm dò dầu khí ở bể Nam Cơn Sơn bắt đầu từ những năm 1970 của thế kỷ trước. Đã có 26 nhà thầu dầu khí nước ngoài tiến hành khảo sát gần 60.000km địa chấn 2D và 5.400km 2 địa chấn 3D, khoan 78 giếng khoan thăm dò, thẩm lượng và khai thác, xác lập được 5 mỏ và 17 phát hiện dầu khí. Hiện tại còn 7 nhà thầu đang hoạt động. Công tác nghiên cứu tổng hợp nhằm đánh giá địa chất và tài nguyên dầu khí của bể Nam Côn Sơn đã có hàng chục công trình khác nhau, đặc biệt các đề tài và Khoa Địa chất 7 nhiệm vụ cấp Ngành đã góp phần kịp thời, hiệu quả cho hoạt động thăm dò và khai thác. Tuy nhiên do điều kiện địa chất hết sức phức tạp đòi hỏi phải tiếp tục nghiên cứu bằng các phương pháp, công nghệ mới để xác lập cơ sở khoa học cho việc hoạch định công tác thăm dò và khai thác tiếp theo ở bể trầm tích này. Dựa vào tính chất, đặc điểm và kết quả công tác của từng thời kỳ, lịch sử thăm dò và nghiên cứu địa chất - địa vật lý ở đây được chia làm 3 giai đoạn như sau: 1.2.1. Giai đoạn trước năm 1975 Trước năm 1975, miềm nam Việt Nam chưa được giải phóng. Trong khi hoạt động địa chất ở miền bắc được đẩy mạnh thì ở miền nam chính quyền Sài Gòn ít quan tâm đến khu vực này. Tuy nhiên, một số nghiên cứu khu vực cũng được triển khai. Theo tổng kết của Nguyễn Hiệp, Trần Văn Trị, Vũ Văn Minh năm 1967, sở Hải dương Hoa Kỳ đo từ hàng không trên toàn miền nam Việt Nam tỉ lệ 1:250.000. Dựa trên tài liệu này, năm 1969, Hồ Mạnh Trung công bố “Khảo lược cấu trúc đồng bằng Sông Cửu Long và thảo luận về vấn đề dầu mỏ”. Sau đó, năm 1971, tác giả dự đoán trầm tích trong các bồn Cần Thơ, Cà Mau có chiều dày từ 3km – 5km có thể tìm thấy dầu khí trong các trầm tích Trias, hoặc trầm tích trẻ hơn và trong đá vôi Permi [10]. Năm 1968, Bộ Phát triển hải ngoại Anh khảo sát khoảng 290km tuyến địa chấn khúc xạ và 370km tuyến địac hấn phản xạ ngoài khơi khu vực đảo Thổ Chu. Kết quả cho biết trầm tích Mesozoi ở đây có chiều dày từ 3km – 4km. Năm 1969-1970 công ty Ray Geophysical Mandrel khảo sát 12.121km tuyến địa chấn từ và trọng lực trên thềm lục địa nam Việt Nam [15, 16]. Năm 1971, chính quyền Sài Gòn thành lập Ủy ban Quốc gia dầu mỏ và Tổng cục Dầu hỏa và Khoáng sản, phân chia lô trên thềm lục địa và cho phép các công ty nước ngoài đấu thầu. Lúc này, toàn thềm lục địa Việt Nam trong đó có bể Nam Côn Sơn đã được các công ty dầu khí nước ngoài khảo sát, tìm kiếm, tiêu biểu như công ty MobilOil, Mandrel, Pecten, ESSO, Mobil-Keiyo, Marathon Các nhà thầu đã thu nổ khoảng 126.000km tuyến địa chấn 2D với [...]... Khí) và D.Willmor và nnk (Robertson) 1991, báo cáo “Đánh giá tiềm năng dầu khí bể Nam Côn Sơn của Nguyễn Trọng Tín và nnk 1993, báo cáo “Chính xác hoá cấu trúc địa chất và trữ lượng dầu khí phần phía Đông bể NamCôn Sơn của Nguyễn Trọng Tín và nnk 1995, báo cáo “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng dầu khí phần phía Tây bể Nam Côn Sơn của Nguyễn Trọng Tín và nnk 1996, báo cáo “Mô hình hoá bể Nam Côn Sơn ... Chương 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT BỂ TRẦM TÍCH NAM CÔN SƠN 3.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG 3.1.1 Các thành tạo trước Cenozoi Bể Nam Côn Sơn đã có hàng trăm giếng khoan TKTD và KT dầu khí và một số giếng khoan đã khoan gặp móng trước Cenozoi: ĐH-1X, 04-A-1X, 04-2-BC-1X, 04-3-ĐB-1X, 10-PM-1X, HONG-1X, 12-DỪA-1X, 12-C-1X, 20-PH-1X, 28-A-1X, 29-A-1X… nhưng các giếng khoan này chủ yếu khoan trên các khối nâng móng và đã phát. .. Thị Dậu và nnk 2000 11 Khoa Địa chất Trên cơ sở tổng hợp các kết quả nghiên cứu thăm dò tìm kiếm dầu khí của các bể trầm tích trên toàn thềm lục địa Việt Nam, nhiều công trình nghiên cứu đã đánh giá tổng thể về cơ chế thành tạo bể, đặc điểm cấu trúc bể, địa tầng trầm tích, lịch sử phát triển địa chất và đánh giá tiềm năng dầu khí trên toàn thềm lục địa Việt Nam Trong số đó phải kể đến một số công trình... trong bể Nam Côn Sơn trong giai đoạn trước năm 1975 Công ty Mandrel đã đưa ra bản đồ dị thường từ và trọng lực tỉ lệ 1;500.000 cho toàn thềm lục địa Việt Nam Bản đồ này thể hiện được phần nào hình thái của các đơn vị kiến tạo và lớp phủ Cenozoi trên thềm Như vậy trong giai đoạn này, các công trình nghiên cứu vẫn còn lẻ tẻ, chưa có một báo cáo tổng hợp nào về đặc điểm cấu trúc và lịch sử phát triển địa... 1991-1995, trong đó có bản đồ trầm tích Đệ tứ vùng biển Việt Nam tỷ lệ 1/1.000.000 do Trần Nghi và nnk chủ biên Đề tài Đặc điểm địa chất, địa mạo khu vực biển Philipins - Trường Sa” do Trịnh Thế Hiếu chủ nhiệm năm 1997 Đề tài KC-09-09 "Nghiên cứu đặc điểm địa chất - địa chất công trình vùng Đông Nam thềm lục địa Việt Nam, phục vụ chiến lược phát triển kinh tế và xây dựng công trình biển" do Mai Thanh... nhịp và chu kỳ Thêm vào đó, đặc điểm cấu tạo và thành phần trầm tích được thành tạo liên quan đến quá trình địa động lực và quy định hình thái (tướng đá) môi trường trầm tích 19 Khoa Địa chất Dựa vào các đặc thù trên, chúng ta có thể phân chia các ranh giới địa tầng giữa các tập đá trầm tích (có tham khảo và kết hợp với phương pháp địa chấn để theo dõi các ranh giới trong không gian), và nghiên cứu tướng... phân tập, phân tích tướng và môi trường trầm tích 2.2.3 Phương pháp nghiên cứu đứt gãy Nghiên cứu các đặc điểm đứt gãy như kích thước, biên độ dịch chuyển, thế nằm, kiểu đứt gãy, thời gian hình thành và phát triển, thời gian hoạt động của chúng, mối tương quan giữa thời gian sinh thành và hoạt động của các đứt gãy với quá trình trầm tích (tức là đồng trầm tích hay sau trầm tích) để giải thích các hoạt... tác tìm kiếm - thăm dò dầu khí ở thềm lục địa Nam Việt Namgiữa Liên Xô (cũ) và Việt Nam vào năm 1981 đã mở ra một giai đoạn phát triển mới trong công nghiệp dầu khí Việt Nam Song cũng cần phải nói rằng vì những lý do khác nhau, công tác địa chất - địa vật lý chủ yếu được đầu tư vào bể 10 Khoa Địa chất Cửu Long, còn đối với bể Nam Côn Sơn chỉ có một số diện tích nhất định được quan tâm, trong đó có khu... pháp công tác tìm kiếm thăm dò thềm lục địa Việt Nam" của Hồ Đắc Hoài, Trần Lê Đông, 1986 "Địa tầng và quá trình phát triển trầm tích Đệ tam thềm lục địa Việt Nam" của Đỗ Bạt, 2000."Điều kiện và cơ chế sinh dầu khí ở các bể trầm tích Đệ tam thềm lục địa Việt Nam" của Hoàng Đình Tiến, Nguyễn Thúy Quỳnh, 2000 "Báo cáo tổng hợp đánh giá kết quả tìm kiếm - thăm dò dầu khí ở Việt Nam giai đoạn 1988 - 2000 và. .. Cầu, Nam Côn Sơn và Biển Đông) 3.1.2.1 Trầm tích Oligocen dưới Hệ tầng Cọ (E31 co) Trầm tích thuộc hệ tầng Cọ lần đầu tiên được xác lập (Trần Nghi, Ngô Quang Toàn, 2010) trên cơ sở nghiên cứu trật tự địa tầng của một số lỗ khoan (LK12WHAIX và LK06AIX) cùng các băng địa chấn thuộc bể Nam Côn Sơn (Hình 3.1) 24 Khoa Địa chất Hình 3.1 Mặt cắt địa chấn tuyến S20 (Nguồn KC09-20/06-10) Chiều dày của trầm tích . trũng Nam Côn Sơn - Phạm vi nghiên cứu: bể trầm tích Nam Côn Sơn Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu đặc điểm địa chất Cenozoi bồn trũng Nam Côn Sơn - Xác lập lại lịch sử hình thành và phát triển. đề: Đặc điểm và lịch sử phát triển bồn trầm tích Cenozoi Nam Côn Sơn . Mục tiêu của đề tài Đề tài luận văn được thực hiện với mục tiêu làm sáng tỏ bức tranh về đặc điểm địa chất cũng như lịch. trên cả đất liền và thềm lục địa Việt Nam. Bồn trũng Nam Côn Sơn được hình thành và phát triển trong Cenozoi, nằm ở phía đông nam thềm lục địa Việt Nam là một trong những bồn trầm tích chứa dầu