Nghiên cứu địa tầng phân lập (sequence stratigraphy) các bể trầm tích sông hồng, cửu long, nam côn sơn nhằm đánh giá tiềm năng khoáng sản

Qua những đề tài nghiên cứu địa tầng địa chấn, tướng đá cổ địa lý, chu kỳ trầm tích và tiến hóa trầm tích trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển MNB và chuyển động kiến tạo của

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KHOÁNG SẢN

MÃ SỐ: KC.09.20/06-10

Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Chủ nhiệm đề tài: GS.TS Trần Nghi

8648

Hà Nội, 2010

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

GIÁ TIỀM NĂNG KHOÁNG SẢN

MÃ SỐ: KC.09.20/06-10 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

GS.TS Trần Nghi

CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI

BAN CHỦ NHIỆM CHƯƠNG TRÌNH BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Hà Nội, 2010

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 22

PHẦN I NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC 31

CHƯƠNG 1 PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

1.1 HƯỚNG TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU 32

1.1.1 Hướng tiếp cận 32

1.1.1.1 Tiếp cận hệ thống 32

1.1.1.2 Tiếp cận tiến hóa 33

1.1.2 Nguyên lý và áp dụng phân tích địa tầng phân tập các bể Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn 34

1.1.2.1 Định nghĩa địa tầng phân tập 34

1.1.2.2 Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi mực nước biển chân tĩnh 36

1.1.2.3 Phân loại địa tầng phân tập 39

1.1.2.4 Áp dụng địa tầng phân tập phân tích các môi trường trầm tích Đệ tứ khác nhau 40

1.1.2.5 Áp dụng địa tầng phân tập trong các bể Đệ tam 44

1.1.2.6 Quy trình phân tích địa tầng phân tập cho bể trầm tích Đệ tam và Đệ tứ 46

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48

1.2.1 Phương pháp khai thác mặt cắt địa chấn 48

1.2.1.1 Chính xác hóa ranh giới các phức tập 49

1.2.1.2 Xác định móng âm học 50

1.2.1.3 Xác định ranh giới các nhóm phân tập (parasequence set) và phân tập (parasequence) 50

1.2.1.4 Xác định tướng 51

1.2.2 Phương pháp địa vật lý giếng khoan (GK) 52

1.2.2.1 Xác định các tham số vật lý 53

1.2.2.2 Nhận biết các loại đá theo tài liệu địa vật lý giếng khoan 56

1.2.2.3 Sử dụng các đường cong địa vật lý giếng khoan để xác định môi trường 58

1.2.3 Phương pháp phân tích thạch học trầm tích 60

1.2.3.1 Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học 60

1.2.3.2 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái hạt vụn 61

1.2.3.3 Phương pháp phân tích độ hạt bằng lát mỏng thạch học 62

1.2.3.4 Phương pháp xác định mức độ biến đổi thứ sinh của cát kết 63

1.2.3.5 Phương pháp xác định độ chặt xít của đá cát kết 64

1.2.4 Các phương pháp xác định thành phần khoáng vật và các chỉ tiêu địa hoá môi trường của xi măng 64

1.2.5 Phương pháp phân tích tướng đá – cổ địa lý 65

1.2.5.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất 65

1.2.5.2 Nhóm phương pháp vẽ bản đồ tướng đá - cổ địa lý 66

1.2.5.3 Phương pháp phân tích tướng đá - chu kỳ 67

1.2.6 Phương pháp phân tích địa tầng trên cơ sở cổ sinh 71

1.2.7 Phương pháp phân chia và liên kết địa tầng phân tập theo tài liệu địa chất - địa vật lý giếng khoan 72

1.2.7.1 Xác định các phân tập 72

1.2.7.2 Xác định các nhóm phân tập 74

1.2.7.3 Các quan điểm liên kết phân tập và nhóm phân tập 74

1.2.7.4 Xác định và liên kết các bề mặt ranh giới chính, nổi trội như mặt ngập lụt cực đại (MFS), ranh giới tập (SB) trong từng giếng khoan 76

1.2.7.5 Liên kết chi tiết các phân vị địa tầng phân tập (các nhóm phân tập) trong phạm vi từng tập 76

1.2.7.6 Xác định và phân tích các vùng hệ thống trầm tích 76

1.2.8 Phương pháp đánh giá chất lượng colectơ trên cơ sở phân tích tương quan 77

1.2.9 Phương pháp đánh giá triển vọng dầu khí và sa khoáng chôn vùi trên cơ sở phân tích địa tầng phân tập 78

1.2.9.1 Đánh giá triển vọng dầu khí trên cơ sở địa tầng phân tập 78

1.2.9.2 Đánh giá triển vọng sa khoáng trên cơ sở địa tầng phân tập 79

1.2.10 Phương pháp thành lập bản đồ phân vùng triển vọng dầu khí 79

CHƯƠNG 2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ TÀI LIỆU 80

2.1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 80

2.1.1 Lịch sử nghiên cứu bể Sông Hồng 80

2.1.1.1 Giai đoạn trước 1987 80

2.1.1.2 Giai đoạn từ 1988 đến nay 83

2.1.2 Lịch sử nghiên cứu bể Cửu Long 85

2.1.2.1 Giai đoạn trước năm 1975 86

2.1.2.2 Giai đoạn sau năm 1975 86

2.1.3 Lịch sử nghiên cứu bể Nam Côn Sơn 91

2.1.3.1 Giai đoạn trước năm 1975 92

2.1.3.2 Giai đoạn 1976 - 1980 93

2.1.3.3 Giai đoạn từ 1981 - 1987 93

2.1.3.4 Giai đoạn từ năm 1988 đến nay 94

2.2 CƠ SỞ TÀI LIỆU 96

2.2.1 Địa vật lý 96

2.2.2 Các tài liệu địa chất 105

CHƯƠNG 3 CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÀ KIẾN TẠO CÁC BỂ TRẦM TÍCH SÔNG HỒNG, CỬU LONG VÀ NAM CÔN SƠN 115

3.1 KHÁI QUÁT 115

3.2 BỂ SÔNG HỒNG 124

3.2.1 Vị trí kiến tạo bể trầm tích Sông Hồng trong phông chung của thềm lục địa Việt Nam 124

3.2.2 Phân tầng cấu trúc bể Sông Hồng 127

3.2.3 Phân vùng cấu trúc bể Sông Hồng 129

3.2.4 Đặc điểm kiến tạo đứt gãy 134

3.2.5 Lịch sử tiến hóa địa chất bể Sông Hồng trong Kainozoi 138

3.3 BỂ CỬU LONG 145

3.3.1 Vị trí kiến tạo bể trầm tích Cửu Long 145

3.3.2 Phân tầng cấu trúc bể Cửu Long 146

3.3.3 Phân vùng cấu trúc bể Cửu Long 150

3.3.4 Đặc điểm kiến tạo đứt gãy 156

3.3.5 Lịch sử phát triển địa chất của bể Cửu Long 160

3.4 BỂ NAM CÔN SƠN 164

3.4.1 Vị trí kiên tạo bể trầm tích Nam Côn Sơn 164

3.4.2 Phân tầng cấu trúc 165

3.4.3 Phân vùng cấu trúc bể Nam Côn Sơn 168

3.4.4 Đặc điểm kiến tạo đứt gãy của bể trầm tích Nam Côn Sơn 175

3.4.5 Lịch sử tiến hóa địa chất bể Nam Côn Sơn 179

3.4.6 Đối sánh cấu trúc và lịch sử tiến hóa địa chất của 3 bể Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn 186

3.5 MỘT SỐ KẾT LUẬN VỀ CẤU TRÚC KIẾN TẠO - ĐỊA ĐỘNG LỰC 195

CHƯƠNG 4 ĐỊA TẦNG TRẦM TÍCH KAINOZOI BỂ SÔNG HỒNG, CỬU LONG VÀ NAM CÔN SƠN 197

4.1 ĐỊA TẦNG BỂ SÔNG HỒNG 198

4.1.1 Địa tầng Đệ tam 198

4.1.1.1 Trầm tích Eocen (Hệ tầng Phù Tiên - E 2 pt) 198

4.1.1.2 Trầm tích Oligocen sớm (Hệ tầng Hòn Ngư - E 3 hng) 200

4.1.1.3 Trầm tích Oligocen muộn (Hệ tầng Đình Cao - E 3 đc) 200

4.1.1.4 Trầm tích Miocen sớm (Hệ tầng Phong Châu - N 1 pch) 201

4.1.1.5 Trầm tích Miocen giữa (Hệ tầng Phủ Cừ - N 1 pc) 203

4.1.1.6 Trầm tích Miocen muộn (Hệ tầng Tiên Hưng - N 1 th) 204

4.1.1.7 Trầm tích Pliocen (Hệ tầng Vĩnh Bảo - N 2 vb) 205

4.1.1.8 Trầm tích Oligocen sớm - Hệ tầng Thuận An (E 3 1 ta) 206

4.1.1.9 Trầm tích Oligocen muộn - Hệ tầng Bạch Trĩ (E 3 2 bt) 207

4.1.1.10 Trầm tích Miocen dưới - Hệ tầng Sông Hương (N 1 1 sh) 208

4.1.1.11 Trầm tích Miocen giữa - Hệ tầng Tri Tôn (N 1 2 tt) 209

4.1.1.12 Trầm tích Miocen muộn - Hệ tầng Quảng Ngãi (N 1 3 qn) 210

4.1.1.13 Trầm tích Pliocen - Hệ tầng Biển Đông (N 2 bđ) 210

4.1.2 Địa tầng Đệ tứ 211

4.1.2.1 Trầm tích Pleistocen sớm 211

4.1.2.2 Trầm tích Pleistocen giữa - phần dưới 214

4.1.2.3 Trầm tích Pleistocen giữa - phần muộn 215

4.1.2.4 Trầm tích Pleistocen muộn, phần sớm (Q 1 3a ) 217

4.1.2.5 Trầm tích Pleistocen muộn, phần muộn - Holocen sớm – giữa (Q 1 3b - Q 2 1-2 )218 4.1.3 Trầm tích Holocen muộn 222

4.2 ĐỊA TẦNG BỂ CỬU LONG 224

4.2.1 Địa tầng Đệ tam 224

4.2.1.1 Trầm tích Oligocen sớm - Hệ tầng Trà Cú (E 3 tc) 225

4.2.1.2 Trầm tích Oligocen muộn - Hệ tầng Trà Tân (E 3 tt) 227

4.2.1.3 Trầm tích Miocen sớm - Hệ tầng Bạch Hổ (N 1 bh) 229

4.2.1.4 Trầm tích Miocen giữa - Hệ tầng Côn Sơn (N 1 2 cs) 230

4.2.1.5 Trầm tích Miocen muộn - Hệ tầng Đồng Nai (N 1 đn) 231

4.2.1.6 Trầm tích Miocen muộn - Hệ tầng Biển Đông (N 2 bđ) 232

4.2.2 Địa tầng Đệ tứ 233

4.2.2.1 Trầm tích Pleistocen sớm 233

4.2.2.2 Trầm tích Pleistocen giữa, phần sớm 236

4.2.2.3 Trầm tích Pleistocen giữa, phần muộn 237

4.2.2.4 Trầm tích Pleistocen muộn, phần sớm 238

4.2.2.5 Trầm tích Pleistocen muộn, phần muộn – Holocen sớm – giữa 240

4.2.2.6 Trầm tích Holocen muộn 243

4.3 ĐỊA TẦNG BỂ NAM CÔN SƠN 244

4.3.1 Địa tầng Đệ tam 244

4.3.1.1 Trầm tích Oligocen sớm - Hệ tầng Cọ (E 3 1 co) 244

4.3.1.2 Trầm tích Oligocen muộn - Hệ tầng Cau (E 3 c) 245

4.3.1.3 Trầm tích Miocen sớm - Hệ tầng Dừa (N 1 d) 246

4.3.1.4 Trầm tích Miocen giữa - Hệ tầng Thông - Mãng Cầu (N 1 2 t-mc) 247

4.3.1.5 Trầm tích Miocen muộn - Hệ tầng Nam Côn Sơn (N 1 2 t-mc) 249

4.3.1.6 Trầm tích Pliocen - Hệ tầng Biển Đông (phần thấp) (N 2 bđ) 250

4.3.2 Địa tầng Đệ tứ 251

4.3.2.1 Trầm tích Pleistocen sớm 252

4.3.2.2 Trầm tích Pleistocen giữa, phần sớm 257

4.3.2.3 Trầm tích Pleistocen giữa, phần muộn 258

4.3.2.4 Trầm tích Pleistocen muộn, phần sớm 258

4.3.2.5 Trầm tích Pleistocen muộn, phần muộn – Holocen sớm – giữa 259

4.3.2.6 Trầm tích Holocen muộn 260

4.4 ĐỐI SÁNH ĐỊA TẦNG KAINOZOI CÁC BỂ SÔNG HỒNG, CỬU LONG VÀ

NAM CÔN SƠN 260

4.4.1 Đối sánh địa tầng Đệ tam 260

4.4.2 Đối sánh địa tầng Đệ tứ 263

PHẦN II ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VÀ TIỀM NĂNG KHOÁNG SẢN LIÊN QUAN 270

CHƯƠNG 5 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VÀ TIỀM NĂNG KHOÁNG SẢN BỂ SÔNG HỒNG 266

5.1 KHÁI QUÁT 266

5.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH KAINOZOI TỔNG HỢP BỂ SÔNG HỒNG 268

5.2.1 Phức tập 1 (S 1sh): Eocen – Oligocen dưới (E2 - E 3 ) – Hệ tầng Hòn Ngư 268

5.2.2 Phức tập 2 (S2sh): Oliogocen trên (E32 ) 269

5.2.3 Phức tập 3 (S 3sh): Miocen sớm (N1 ) 270

5.2.4 Phức tập 4 (S 4sh): Miocen giữa (N1 ) 271

5.2.5 Phức tập 5 (S 5sh): Miocen muộn (N1 ) 272

5.2.6 Phức tập 6 (S 6sh): Pliocen – Đệ tứ 280

5.3 TỔNG LUẬN MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP, TƯỚNG VÀ CHU KỲ TRẦM TÍCH KAINOZOI bểSÔNG HỒNG 287

5.3.1 Khái quát 287

5.3.2 Khôi phục lại các bể thứ cấp 288

5.3.3 Phân tích mối quan hệ giữa địa tầng phân tập và cộng sinh tướng 294

5.4 TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ NHÌN TỪ ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP 300

5.4.1 Tầng Sinh 300

5.4.2 Tầng chứa 300

5.4.3 Tầng chắn 301

CHƯƠNG 6 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VÀ TIỀM NĂNG KHOÁNG SẢN BỂ CỬU LONG 302

6.1 KHÁI QUÁT 302

6.2 SỰ TƯƠNG ĐỒNG CÁC MẶT RANH GIỚI ĐỊA CHẤN VÀ CÁC PHỨC TẬP (SEQUENCE) 303

6.3 KHÁI NIỆM VỀ TƯỚNG ĐÁ – CỔ ĐỊA LÝ 306

6.3.1 Khái niệm về tướng trầm tích (lithofacies) 306

6.3.2 Khái niệm về cổ địa lý 307

6.4 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TƯỚNG 308

6.5 TIẾN HOÁ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI KIẾN TẠO 359

6.5.1 Giai đoạn đầu tiên phát triển bể (Eocen - Oligocen) 359

6.5.2 Giai đoạn hình thành các bể thứ cấp với bối cảnh kiến tạo là khối tảng lục địa và móng nâng trong Oligocen sớm (Móng - SH11 và SH11 - SH10) 359

6.5.3 Giai đoạn cuối tạo rift (SH10 - SH8) tương ứng với hai quá trình tương phản

xuất hiện 361

6.5.4 Giai đoạn sau tạo rift (SH8-5), tương ứng với phần đầu chu kỳ trầm tích bậc cao thứ hai 361

6.6 ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ TRÊN CƠ SỞ NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH 365

6.6.1 Đặt vấn đề 365

6.6.2 Đánh giá điều kiện môi trường trầm tích của tầng sinh 366

6.6.3 Đánh giá chất lượng đá chứa dầu thuộc miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST), biển tiến (TST) và biển cao (HST) 375

6.7.4 Đặc điểm tầng chắn 379

6.7 MỘT SỐ NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 380

CHƯƠNG 7 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP BỂ TRẦM TÍCH NAM CÔN SƠN VÀ TIỀM NĂNG DẦU KHÍ LIÊN QUAN 383

7.1 PHÂN VÙNG CÁC NHÓM PHỤ BỂ TRONG BỂ NAM CÔN SƠN 383

7.2 CÁC ĐƠN VỊ CẤU TRÚC TẠO CÁC NHÓM PHỤ BỂ 383

7.2.1 Nhóm phụ bể phân dị phía Tây (C) 383

7.2.2 Nhóm phụ bể đới phân dị chuyển tiếp (B) 384

7.2.3 Đới sụt phía Đông (A) 385

7.3 ĐỊA TẦNG, TRẦM TÍCH VÀ MÔI TRƯỜNG 385

7.3.1 Phức tập thứ nhất (S 1 NCS) 385

7.3.2 Phức tập thứ hai (S2NCS) 386

7.3.3 Phức tập thứ 3 (S 3 NCS) 388

7.3.4 Phức tập thứ 4 (Phức tập S 4 NCS) 389

7.3.5 Phức tập thứ 5 (S5NCS) 390

7.3.6 Phức tập thứ 6 (S 5 NCS) 390

7.3.7 Tiềm năng dầu khí nhìn từ địa tầng phân tập 397

7.4 MỘT SỐ NHẬN XÉT 406

CHƯƠNG 8 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP PLIOCEN – ĐỆ TỨ BỂ SÔNG HỒNG, CỬU LONG VÀ NAM CÔN SƠN TRÊN THỀM LỤC ĐỊA 408

8.1 CÁC SỰ KIỆN ĐỊA CHẤT QUAN TRONG TRONG PLIOCEN - ĐỆ TỨ 408

8.1.1 Thay đổi mực nước biển đại dương trên thế giới và khu vực Đông Nam Á 408

8.1.2 Chu kỳ trầm tích trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển 412

8.1.3 Hệ thống đới đường bờ cổ 413

8.1.4 Cộng sinh tướng và địa tầng phân tập 413

8.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TƯỚNG TRẦM TÍCH TRONG PLIOCEN - ĐỆ TỨ BỂ SÔNG HỒNG, CỬU LONG VÀ NAM CÔN SƠN 415

8.2.1 Khái quát 415

8.2.2 Phụ phức tập Pliocen (S 1 - N 2 ) 415

8.2.3 Phụ phức tập Pleistocen sớm (S 2 - Q 1 ) 417

8.2.4 Phụ phức tập Pleistocen giữa phần sớm (S 3 - Q 12a) 421

8.2.5 Phụ phức tập Pleistocen giữa phần muộn (S 4 - Q 12b) 427

8.2.6 Phụ phức tập Pleistocen muộn phần sớm (S 5 - Q 13a) 429

8.2.7 Phụ phức tập Pleistocen muộn phần muộn - Holocen sớm giữa (Q 13b - Q 21-2) 434

8.2.8 Phụ phức tập Holocen muộn (S 7 - Q 2 ) 440

8.3 ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG KHOÁNG SẢN RẮN TRÊN CƠ SỞ ĐTPT 442

8.3.1 Sa khoáng và vật liệu xây dựng 442

8.3.2 Đánh giá tiềm năng Hydrat khí (Băng cháy) trong 3 bể trầm tích Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn 443

8.3.2.1 Vài nét sơ lược về tầm quan trọng của “Khoáng sản” hydrat khí 443

8.3.2.2 Đặc điểm và tính chất vật lý của hydrat trong tự nhiên 445

8.3.2.3 Những điều kiện tự nhiên và điều kiện địa chất cần thiết cho sự hình thành, phát triển và tích tụ của hydrat của một vùng biển 446

8.3.2.4 Đặc điểm địa mạo và chiều sâu đáy biển của 3 bể trầm tích Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn 446

8.3.2.5 Khoanh vùng tiềm năng hydrat khí của các bể trầm tích Sông Hồng và Nam Côn Sơn 448

8.4 MỘT SỐ KẾT LUẬN 451

KẾT LUẬN 454

TÀI LIỆU THAM KHẢO 463

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ tiếp cận hệ thống nghiên cứu địa tầng phân tập - 33

Hình 1.2 Sơ đồ tiến hóa các bể trầm tích Kainozoi - 34

Hình 1.3 Quan hệ giữa đẳng tĩnh, mực nước biển tương đối và chiều sâu nước - 37

Hình 1.4 Bốn vị trí biểu diễn mối quan hệ giữa chuyển động kiến tạo - độ sâu đáy biển và bề dày trầm tích - 38

Hình 1.5 Sơ đồ khối biểu diễn dịch chuyển lòng sông đồng bằng thể hiện hệ thống trầm tích biển thấp (LST) với 4 phức hệ aluvi - 40

Hình 1.6 3 phân tập (parasequence) (I, II, III) bao gồm 4 tướng tạo nên một nhóm phân tập (parasequence set) châu thổ (HST) - 42

Hình 1.7 Trầm tích Đệ tứ của Đồng bằng Sông Hồng có 5 chu kỳ trầm tích (5 hệ tầng) tương ứng với 5 phức tập (5 sequences) (Theo Trần Nghi, 2008) - 42

Hình 1.8 Địa tầng phân tập vùng chuyển tiếp tướng từ aluvi sang châu thổ của ĐBSH giai đoạn Pleistocen muộn – Holocen cửa sông (Theo Trần Nghi, 2008) - 43

Hình 1.9 Địa tầng phân tập và chu kỳ trầm tích ở vị trí rìa bể Kainozoi (Mô phỏng hai chu kỳ ở ven rìa bể) (Trần Nghi, 2005) - 46

Hình 1.10 Cấu trúc địa tầng phân tập ở bể trũng Nam Côn Sơn có địa hình móng phân dị mạnh - 46

Hình 1.11 Phân loại cát kết theo Pettijohn, 1973 (có bổ sung sửa chữa) - 61

Hình 1.12 Mô hình cộng sinh tướng mặt cắt biển lùi châu thổ Sông Hồng trong giai đoạn Q 2 trong khung cảnh biển đang thoái và dư thừa trầm tích (Trần Nghi, 2004) 69

Hình 1.13 Mô hình cộng sinh tướng mặt cắt biển lùi châu thổ Sông Hồng hiện đại trong khung cảnh biển đang tiến song dư thừa trầm tích (Trần Nghi, 2004) - 70

Hình 1.14 Chu kỳ trầm tích và cộng sinh tướng trong mỗi chu kỳ trầm tích Đệ tứ trên thềm lục địa Việt Nam - 70

Hình 1.15 Các đặc trưng của phân tập thô dần lên Môi trường bãi biển, vùng bờ giàu cát với động lực sóng và sông ưu thế - 73

Hình 1.16 Các đặc trưng của phân tập thô dần lên Môi trường delta, vùng bờ giàu cát với động lực của sông và sóng ưu thế - 73

Hình 1.17 Các đặc trưng của phân tập thô dần lên Môi trường bãi biển, vùng bờ giàu cát với động lực sông và sóng ưu thế, nơi có D=A - 73

Hình 1.18 Các đặc trưng của phân tập mịn dần lên Môi trường bãi triều-dưới triều, vùng bờ giàu sét, động lực triều ưu thế - 73

Hình 1.19 So sánh liên kết thạch địa tầng và thời địa tầng - 75

Hình 2.1 Các bể trầm tích Đệ tam ở Việt Nam - 82

Hình 2.2 Mạng lưới các tuyến khảo sát địa chấn thềm lục địa Việt Nam - 97

Hình 2.3 Sơ đồ các tuyến mặt cắt địa chấn được lựa chọn làm mặt cắt chuẩn sử dụng trong bể Sông Hồng - 98

Hình 2.4 Sơ đồ các tuyến mặt cắt địa chấn được lựa chọn làm mặt cắt chuẩn sử dụng trong bể Cửu Long và Nam Côn Sơn - 99

Hình 2.5 Tuyến địa chấn dầu khí SGPGT93-201 cắt qua bể Sông Hồng -100

Hình 2.6 Tuyến địa chấn dầu khí S5 đoạn cắt qua bể Cửu Long -100

Hình 2.7 Tuyến địa chấn dầu khí S13 cắt qua bể Nam Côn Sơn -100

Hình 2.8 Tuyến địa chấn nông phân giải cao SH-13 cắt qua bể Sông Hồng -101

Hình 2.9 Tuyến địa chấn nông phân giải cao CN03-01 cắt qua bể Cửu Long -101

Hình 2.10 Tuyến địa chấn nông phân giải cao CN03-04 cắt qua bể Nam Côn Sơn -101

Hình 2.11 Cột địa tầng tổng hợp giếng khoan 103-TH-1X thuộc bể Sông Hồng -106

Hình 2.12 Cột địa tầng tổng hợp giếng khoan BH-9 thuộc bể Cửu Long -107

Hình 2.13 Cột địa tầng tổng hợp giếng khoan 21-S-1X thuộc bể Nam Côn Sơn -108

Hình 2.14 Sơ đồ vị trí các lỗ khoan bãi triều, biển nông do TT Địa chất và Khoáng sản Biển thực hiện từ 1991 – 2005 -109

Hình 2.15 Cột địa tầng lỗ khoan LK-96-1 ở bãi triều huyện Nghĩa Hưng, Nam Định -110

Hình 2.16 Cột địa tầng lỗ khoan 2000 ở bãi triều huyện Gò Công Đông, Tiền Giang -111

Hình 2.17 Mẫu lát mỏng thạch học lỗ khoan 103-HAL-1X, bể Sông Hồng -113

Hình 2.18 Ảnh lát mỏng thạch học lỗ khoan BH9, bể Cửu Long -114

Hình 2.19 Ảnh lát mỏng thạch học lỗ khoan 12W-HA-1X, bể Nam Côn Sơn -114

Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc Biển Đông -116

Hình 3.2 Sơ đồ vị trí bể trầm tích Sông Hồng -125

Hình 3.3 Sơ đồ các vùng cấu trúc chính bể Sông Hồng -126

Hình 3.4 Bảng tổng hợp đặc điểm cấu trúc bể Sông Hồng -127

Hình 3.5 Sơ đồ các đơn vị cấu trúc trong bể Sông Hồng -130

Hình 3.6 Mặt cắt thể hiện nghịch đảo kiến tạo trong Miocen trong trũng Đông Quan -130

Hình 3.7 Bản đồ phân vùng cấu trúc bể Sông Hồng -132

Hình 3.8 Các hệ thống đứt gãy bể trầm tích Sông Hồng -135

Hình 3.9 Mặt cắt địa chấn đã minh giải, tuyến SGPG T93-203 thể hiện rõ hệ thống đứt gãy thuận -136

Hình 3.10 Mặt cắt địa chấn đã minh giải, tuyến SGPG T93- 201 thể hiện cấu tạo dạng hình hoa -137

Hình 3.11 Mặt cắt phục hồi tiến hóa địa chất (tuyến SGPGT93- 217) thuộc bể Sông Hồng -140

Hình 3.12 Mặt cắt phục hồi lịch sử tiến hóa địa chất (tuyếnAA’) thuộc bể Sông Hồng -142

`Hình 3.13 Mặt cắt phục hồi lịch sử tiến hóa địa chất tuyến SGPG T93- 201 thuộc bể Sông Hồng -143

Hình 3.14 Mặt cắt phục hồi tiến hóa địa chất tuyến SGPG T93- 200 thuộc bể Sông Hồng -144

Hình 3.15 Bản đồ vị trí bể Cửu Long -146

Hình 3.16 Bảng tổng hợp đặc điểm địa chất bể Cửu Long -147

Hình 3.17 Mặt cắt địa chấn tuyến S18 cắt qua bể Cửu Long -149

Hình 3.18 Bản đồ phân vùng cấu trúc bể Cửu Long -152

Hình 3.19 Mặt cắt địa chấn đi qua mỏ Bạch Hổ (đới Trung tâm) -155

Hình 3.20 Bản đồ các hệ thống đứt gãy chính bể Cửu Long -157

Hình 3.21 Mặt cắt địa chấn tuyến S18 bể Cửu Long thể hiện hệ thống đứt gãy thuận 158

Hình 3.22 Mặt cắt phục hồi tiến hóa địa chất (tuyến S18 bể Cửu Long) -161

Hình 3.23 Mặt cắt phục hồi tiến hóa địa chất tuyến S5 bể Cửu Long -163

Hình 3.24 Sơ đồ vị trí bể trầm tich Nam Côn Sơn -164

Hình 3.25 Bảng tổng hợp đặc điểm địa chất bể Nam Côn Sơn -167

Hình 3.26 Sơ đồ phân vùng cấu trúc bể Nam Côn Sơn -168

Hình 3.27 Mặt cắt địa chấn tuyến S14 bể Nam Côn Sơn -169

Hình 3.28 Bản đồ phân vùng cấu trúc bể Nam Côn Sơn -170

Hình 3.29 Mặt cắt địa chấn tuyến S21 bể Nam Côn Sơn -171

Hình 3.30 Mặt cắt địa chấn tuyến S15 bể Nam Côn Sơn -172

Hình 3.31 Mặt cắt địa chấn tuyến S13 bể Nam Côn Sơn -173

Hình 3.32 Mặt cắt địa chấn tuyến S21 bể Nam Côn Sơn -174

Hình 3.33 Bản đồ các hệ thống đứt gãy bể Nam Côn Sơn -176

Hình 3.34 Mặt cắt phục hồi tiến hóa địa chất theo tuyến S12 bể Nam Côn Sơn -181

Hình 3.35 Mặt cắt phục hồi tiến hóa địa chất tuyến S20 bể Nam Côn Sơn -184

Hình 3.36 Mặt cắt phục hồi tiến hóa địa chất theo tuyến S19 bể Nam Côn Sơn -185

Hình 3.37 Sơ đồ phân bố các miền vỏ -187

Hình 3.38 Sơ đồ phân vùng kiến tạo và bối cảnh địa động lực biển Đông -188

Hình 3.39 Sơ đồ chiều sâu đáy biển Đông -189

Hình 4.1 Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Đệ tam phần Bắc và TT bể Sông Hồng -199

Hình 4.2 Tuyến 93-24 minh họa đặc trưng địa chấn của tập SH 4 (N 1 ) hệ tầng Phong Châu, bể Sông Hông (Theo Đỗ Bạt) -202

Hình 4.3 Mặt cắt địa chất thể hiện các thành tạo trầm tích Đệ tam phần Bắc và Trung tâm bể Sông Hồng -204

Hình 4.4 Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Đệ tam (phần Nam bể Sông Hồng) -207

Hình 4.5 Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Đệ tứ bể Sông Hồng -213

Hình 4.6 Sự tăng bề dày của các chu kỳ trầm tích Đệ tứ ven rìa ra trung tâm bể Sông Hồng (Tuyến 7, 8, 9) -214

Hình 4.7 Mặt cắt địa chấn GPGT 83 - 07 cắt qua phía Bắc vịnh Bắc Bộ lô 107, Đệ tứ có xu thế tăng dày và đối xứng qua trục của bể Sông Hồng -216

Hình 4.8 a Trầm tích tiền châu thổ hiện đại (amQ 2 ) - VBB03-7 -220

Hình 4.9 Mặt cắt ngang thể hiện các trầm tích Đệ tam bể Cửu Long -226

Hình 4.10 Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Đệ tam bể Cửu Long -228

Hình 4.11 Tuyến 5 minh họa đặc trưng địa chấn của tập CL-4 (N 1 ) hệ tầng Bạch Hổ, bể Cửu Long (theo Đỗ Bạt) -230

Hình 4.12 Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Đệ tứ bể Cửu Long -234

Hình 4.13 Mặt cắt địa chất qua khu vực đảo Phú Quý, bể Cửu Long và Nam Côn Sơn -234

Hình 4.14 Sét biển (mQ 13a) phong hóa loang lổ chứa vụn laterit -239

Hình 4.15 Kết quả phân tích tuổi tuyệt đối 14 C trong cột ống phóng SO-140-21 ở bể Cửu Long -242

Hình 4.16 Mặt cắt địa chất thể hiện các thành tạo trầm tích Đệ tam bể Nam Côn Sơn 248

Hình 4.17 Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Đệ tam bể Nam Côn Sơn -251

Hình 4.18 Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Đệ tứ bể Nam Côn Sơn -253

Hình 4.20 Các chu kỳ trầm tích Pleistocen vùng biển nông Đông Nam Cà Mau tuyến S12 (N27) bể Nam Côn Sơn -254

Hình 4.21 Mặt cắt địa chất theo phương vuông góc với đường bờ vùng biển Đông Nam Bộ (bể Cửu Long) -255

Hình 4.23 Mặt cắt địa chất (tuyến N16) qua bể Cửu Long và Nam Côn Sơn -256

Hình 4.24 Sơ đồ đối sánh địa tầng trầm tích Đệ tam các bể Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn -262

Hình 4.25 Sơ đồ đối sánh trầm tích Đệ tứ các bể Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn -264

Hình 5.1 Vị trí và phân vùng cấu trúc địa chất bể Sông Hồng -267

Hình 5.2 Bản đồ cấu trúc Miền võng Hà Nội (Theo Anzoil, 1996 &PIDC, 2004) -268

Hình 5.3 Sơ đồ tuyến đo địa vật lý bể Sông Hồng -273

Hình 5.4 Mặt cắt địa vật lý tuyến SGPG T93-201 bể Sông Hồng -274

Hình 5.5 Mặt cắt địa vật lý tuyến SGPG T93-200 và SGPG T93-202 bể Sông Hồng -275

Hình 5.6 Hệ thống trầm tích biển thấp (LST) qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S2 (E32 ) bể Sông Hồng -276

Hình 5.7 Hệ thống trầm tích biển thấp (LST) qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S3 (N1) bể Sông Hồng -277

Hình 5.8 Hệ thống trầm tích biển thấp (LST) qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S4 (N 1) bể Sông Hồng -278

Hình 5.9 Hệ thống trầm tích biển thấp (LST) qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S5 (N 1 ) bể Sông Hồng -279

Hình 5.10 Địa tầng trầm tích Kainozoi phần Bắc và Trung tâm bể Sông Hồng -282

Hình 5.11 Cột địa tầng đối sánh địa tầng phân tập, chu kỳ trầm tích, tướng trầm tích và sự thay đổi mực nước biển -283

Hình 5.12 Địa tầng phân tập của trầm tích Đệ tứ miền võng Hà Nội -284

Hình 5.13 Ngấn nước đá vôi Ninh Bình -286

Hình 5.14 Địa tầng phân tập của trầm tích Holocen miền võng Hà Nội -286

Hình 5.15 Các đứt gãy dạng hoa âm ở trung tâm bể Sông Hồng -289

Hình 5.16 Trầm tích Pliocen - Đệ tứ phủ bất chỉnh hợp lên các trầm tích Miocen muộn -290

Hình 5.17 Mặt cắt địa chấn qua khối nâng Tri Tôn -290

Hình 5.18 Các trầm tích Miocen giữa bị uốn nếp trong Miocen muộn do pha nghịch đảo kiến tạo -291

Hình 5.19 Trầm tích Pliocen - Đệ tứ dạng xích ma tăng trưởng -291

Hình 5.20 Quan hệ các tầng trầm tích với chuyển động kiến tạo -292

Hình 5.21 Các trầm tích Miocen giữa bị uốn nếp trong Miocen muộn do pha nghịch đảo kiến tạo -293

Hình 6.1 Vị trí bể Cửu Long -303

Hình 6.2 Tuyến đo địa vật lý bể Cửu Long -304

Hình 6.3 Mặt cắt địa chấn tuyến S18 bể Cửu Long -305

Hình 6.4 Hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S 1 (E 3 ) bể Cửu Long -322

Hình 6.5 Hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn - carota và thạch học phức tập S 2 (E 3 ) bể Cửu Long -323

Hình 6.6 Hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S 3 (N 1 ) bể Cửu Long -324

Hình 6.7 Hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S 4 (N 1 ) bể Cửu Long -325

Hình 6.8 Bản đồ cấu trúc đáy bể khu vực mỏ Rồng và Bạch Hổ (SH12) -327

Hình 6.9 Bản đồ cấu trúc đáy bể khu vực mỏ Bạch Hổ (SH11) -328

Hình 6.10 Bản đồ cấu trúc đáy bể khu vực mỏ Rồng (SH11) -329

Hình 6.11 Bản đồ cấu trúc đáy bể khu vực mỏ Bạch Hổ (SH10) -330

Hình 6.12 Bản đồ cấu trúc đáy bể khu vực mỏ Rồng (SH10) -331

Hình 6.13 Bản đồ cấu trúc đáy bể khu vực mỏ Bạch Hổ (SH8) -332

Hình 6.14 Bản đồ cấu trúc đáy bể khu vực mỏ Rồng (SH8) -333

Hình 6.15 Bản đồ đẳng dày (móng – SH11) khu vực mỏ Bạch Hổ -334

Hình 6.16 Bản đồ đẳng dày (móng – SH11) khu vực mỏ Rồng -335

Hình 6.17 Bản đồ đẳng dày (SH11 – SH10) khu vực mỏ Bạch Hổ -336

Hình 6.18 Bản đồ đẳng dày (SH11 – SH10) khu vực mỏ Rồng -337

Hình 6.19 Bản đồ đẳng dày (SH10 – SH8) khu vực mỏ Bạch Hổ -338

Hình 6.20 Bản đồ đẳng dày (SH10 – SH8) khu vực mỏ Rồng -339

Hình 6.21 Bản đồ đẳng dày (SH8 – SH5) khu vực mỏ Bạch Hổ -340

Hình 6.22 Bản đồ đẳng dày (SH8 – SH5) khu vực mỏ Rồng -341

Hình 6.23 Mặt cắt phục hồi tuyến BH I -342

Hình 6.24 Mặt cắt tướng đá – cổ địa lý các thời kỳ phát triển bể tuyến BH I qua mỏ Bạch Hổ (Trần Nghi, 2001) -343

Hình 6.25 Mặt cắt phục hồi tuyến BH III -344

Hình 6.26 Mặt cắt tướng đá – cổ địa lý các thời kỳ phát triển bể tuyến BH III qua mỏ Bạch Hổ (Trần Nghi, 2001) -345

Hình 6.27 Mặt cắt phục hồi tuyến BH IV -346

Hình 6.28 Mặt cắt phục hồi tuyến BR I (BH10 – BH7) khu vực mỏ Bạch Hổ -347

Hình 6.29 Mặt cắt phục hồi tuyến RI khu vực mỏ Rồng -348

Hình 6.30 Mặt cắt phục hồi tuyến RII khu vực mỏ Rồng -349

Hình 6.31 Mặt cắt phục hồi tuyến BRI (R3 – R2) khu vực mỏ Rồng -350

Hình 6.32 Mặt cắt phục hồi khu vực mỏ Rồng -351

Hình 6.33 Bản đồ tướng đá – cổ địa lý thời kỳ đầu Oligocen sớm hệ thống biển thấp (SH11) khu vực mỏ Rồng -352

Hình 6.34 Bản đồ tướng - đá cổ địa lý thời kỳ đầu Oligocen muộn hệ thống biển thấp (LST) (SH10) khu vực mỏ Bạch Hổ -353

Hình 6.35 Bản đồ tướng đá- cổ địa lý thời kỳ đầu Oligocen muộn hệ thống biển thấp (LST) khu vực mỏ Rồng -354

Hình 6.36 Bản đồ tướng - đá cổ địa lý thời kỳ cuối Oligocen hệ thống biển tiến (TST) (SH8) khu vực mỏ Bạch Hổ -355

Hình 6.37 Bản đồ tướng đá – cổ địa lý thời kỳ cuối Oligocen hệ thống biển tiến (TST) (SH8) khu vực mỏ Rồng -356

Hình 6.38 Bản đồ tướng - đá cổ địa lý thời kỳ cuối Miocen sớm hệ thống biển tiến (TST) (SH5) khu vực mỏ Bạch Hổ -357

Hình 6.39 Bản đồ tướng - đá cổ địa lý thời kỳ cuối Miocen sớm hệ thống biển tiến (TST) (SH5) khu vực mỏ Rồng -358

Hình 6.40 Thành phần thạch học và nguồn gốc trầm tích các đá cát kết ở mỏ Rồng và Bạch Hổ -362

Hình 6.41 Cột địa tầng tổng hợp đối sánh thời địa tầng và ĐTPT bể Cửu Long -363

Hình 6.42 Bảng tổng hợp đối sánh thời ĐT và ĐTPT hai mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng -364

Hình 7.1 Bản đồ các yếu tố cấu trúc bể Nam Côn Sơn. -384

Hình7.2 Cột địa tầng tổng hợp bể Nam Côn Sơn -387

Hình 7.3 Hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S 1 (E 31) bể Nam Côn Sơn -392

Hình 7.4 Hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S 2 (E 3 ) bể Nam Côn Sơn -393

Hình 7.5 Hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S 3 (N 1 ) bể Nam Côn Sơn -394

Hình 7.6 Hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S 4 (N 1 ) bể Nam Côn Sơn -395

Hình 7.7 Hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S 5 (N 1 ) bể Nam Côn Sơn -396

Hình 7.8 Đá chứa Oligocen (Cát kết grauvac hạt thô Xi măng cacbonat, xericit, hydroxit sắt dạng lấp đầy – tiếp xúc) -399

Hình 7.9 Cát kết thạch anh – vụn sinh vật hạt nhỏ chọn lọc, mài trong từ trung bình đến tốt, độ rỗng cao (Me>15%, N - , X70) -399

Hình 7.10 Đá vôi vụn sinh vật giàu vụn san hô và vụn vỏ động vật thân mềm, N -, X70, Miocen giữa -400

Hình 7.11 Sơ đồ mặt cắt các tuyến đo địa vật lý bể Nam Côn Sơn -403

Hình 7.12 Mặt cắt địa vật lý tuyến S13 và S14 bể Nam Côn Sơn -404

Hình 7.13 Mặt cắt địa vật lý tuyến S21 bể Nam Côn Sơn -405

Hình 8.1 Mặt cắt địa chất Đệ tứ tuyến T3 qua bể Sông Hồng -418

Hình 8.2 Mặt cắt địa chất Đệ tứ tuyến T5 qua bể Sông Hồng -418

Hình 8.3 Mặt cắt tướng đá – cổ địa lý tuyến CN-03-05 qua bể Nam Côn Sơn -419

Hình 8.4 Mặt cắt tướng đá – cổ địa lý tuyến CN-03-03 qua bể Nam Côn Sơn -419

Hình 8.5 Sơ đồ địa hình đáy biển Nam Trung Bộ thể hiện rõ đới đường bờ cổ Q 12a và tướng nón quạt cửa sông amQ 12a -422

Hình 8.6 Mặt cắt địa chất Đệ tứ tuyến T4 qua bể Sông Hồng -424

Hình 8.7 Mặt cắt địa chất Đệ tứ tuyến T7 qua bể Sông Hồng -424

Hình 8.8 Mặt cắt tướng đá – cổ địa lý tuyến CN-03-01qua bể Cửu Long -424

Hình 8.9 Mặt cắt địa chất Đệ tứ tuyến T8 qua bể Sông Hồng -424

Hình 8.10 Mặt cắt tướng đá – cổ địa lý tuyến CN-03-04 qua bể Cửu Long và Nam Côn Sơn -425

Hình 8.11 Mặt cắt tướng đá – cổ địa lý tuyến CN-03-02 qua bể Nam Côn Sơn -425

Hình 8.12 Cột địa tầng lỗ khoan BH 2 (Theo Trịnh Thế Hiếu, 1987 có sửa chữa) -426

Hình 8.13 Trầm tích sét loang lổ tuổi Q 13a bị trầm tích cát bột xám xanh Q 13b-Q 21-2 tại vùng biển Hải Phòng - Quảng Ninh -432

Hình 8.14a Sét laterit hóa loang lổ, phần trên thấy các khe nứt bị lấp đầy sạn, cát, vỏ sò ốc, vụn laterit vùng biển Đông Nam -432

Hình 8.15 Trầm tích biển Pleitocen muộn bị phong hoá loang lổ (a,b,c,d,e,f) -433

Hình 8.16 Trầm tích tướng sông, sông biển a,amQ13b phủ trên mặt bào mòn tướng biển mQ13a -435 Hình 8.17 Mặt cắt đo sâu thể hiện tướng đầm lầy ven biển cổ mbQ 13b-Q 1 -435

Hình 8.18 Mặt cắt đo sâu hồi âm thấy rõ trầm tích tướng tiền châu thổ bồi tụ maQ 13b 436

Hình 8.19 Mặt cắt đo sâu hồi âm vùng biển Đông Nam thấy rõ các sóng cát ở độ sâu 60m (a) và 30m (b) -436

Hình 8.20 Sạn sỏi mài tròn tốt ở độ sâu ứng với đới đường bờ cổ 50-60m nước vùng biển vịnh Bắc Bộ. -438

Hình 8.21.Tướng bùn sét chứa than bùn đầm lầy ven biển cổ (mbQ 21-2) -439

Hình 8.22 Tướng bùn sét xám xanh biển nông (mQ 21-2) -439

Hình 8.23 Đối sánh địa tầng 3 bể Sông Hồng, bể Cửu Long và bể Nam Côn Sơn -441

Hình 8.25 Sơ đồ vị trí các phát hiện hydrat trên thế giới -444

Hình 8.26 Sơ đồ cấu trúc phân tử hydrat khí -445

Hình 8.27 Sơ đồ độ sâu nước biển của thềm lục địa Việt Nam và kế cận -447

Hình 8.28 Sơ đồ địa mạo đáy biển -448

Hình 8.29 Vùng có triển vọng hydrat thuộc bể trầm tích Sông Hồng -449

Hình 8.30 Sơ đồ vùng có triển vọng băng cháy bể Nam Côn Sơn -450

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bảng Phân loại các đơn vị địa tầng phân tập và đối sánh với các đơn vị

tướng trầm tích (Theo Trần Nghi,2009) - 44

Bảng 1.2 Mật độ khung trung bình của một số loại đá - 54

Bảng 1.3 Các chỉ tiêu địa hóa đặc trưng cho các môi trường trầm tích khác nhau - 66

Bảng 1.4 Ranh giới tuổi địa tầng Đệ tứ vùng biển Việt Nam và kế cận - 67

Bảng 2.1 Danh sách các tuyến địa chấn chạy qua các bể trầm tích Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn -102

Bảng 2.2 Các giếng khoa lựa chọn phân tích thạch học và karota -104

Bảng 3.1 Bảng đối sánh tiến hóa địa chất -190

Bảng 3.2 Bảng phân chia tầng cấu trúc theo thời gian -191

Bảng 3.3 Bảng đối sánh các mặt bất chỉnh hợp trong 3 bể -191

Bảng 3.4 Bảng đối sánh phân vùng cấu trúc các bể -192

Bảng 3.5 Bảng đối sánh các pha nén ép và hậu quả của chúng -193

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp đối sánh các hệ thống đứt gãy chính trong 3 bể trầm tích -194

Bảng 5.1 Tổng hợp các tham số thạch – vật lý trầm tích KZ miền võng Hà Nội -297

Bảng 5.2 Bảng tổng hợp các đơn vị địa tầng phân tập, tướng, thạch học của bể Sông Hồng -299

Bảng 6.1 Tổng hợp các tham số của trầm tích Kainozoi khu vực mỏ Bạch Hổ -319

Bảng 6.2 Tổng hợp các tham số của trầm tích Kainozoi khu vực mỏ Rồng -320

Bảng 6.3 Biên độ và tốc độ dịch chuyển theo 2 chiều vùng mỏ Bạch Hổ - Tuyến BH III -321

Bảng 6.4 Các ngưỡng trưởng thành của vật chất hữu cơ bể Cửu Long -369

Bảng 6.5 Bảng tổng hợp hệ thống dầu khí mỏ Bạch Hổ -370

Bảng 6.6 Bảng tổng hợp hệ thống dầu khí mỏ Rồng -372

Bảng 8.1 Dao động mực nước biển dọc theo bờ biển phía Đông Trung Quốc cách ngày nay 12.000 năm (Theo Han Yousong và Meng Guanglan, 1987) -409

Bảng 8.2 Số liệu phân tích tuổi tuyệt đối theo 14 C dọc bờ biển Việt Nam -410

Bảng 8.3 Bảng so sánh sự thay đổi mực nước biển - băng hà - chu kỳ trầm tích và tuổi địa chất -412

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BĐĐC : Bản đồ địa chất

BĐKH : Biến đổi khí hậu

BP : Cách ngày nay (Before present)

ĐB-TN : Đông Bắc – Tây Nam

ĐH QGHN : Đại học Quốc gia Hà Nội

ĐH KHTN : Đại học Khoa học Tự nhiên

ĐTPT : Địa tầng phân tập

HST : Hệ thống trầm tích biển cao (Hightstand Systems tracts)

KH&CN : Khoa học và Công nghệ

RTS : Ranh giới bề mặt bào mòn biển tiến

(Ravinement transgressive surface)

S : Phức tập (Sequence)

PS : Nhóm phân tập (Parasequence set)

P : Phân tập (Parasequence)

TKTD&KT : Tìm kiếm thăm dò và khai thác

TST : Hệ thống trầm tích biển cao (Transgressive systems tract)

VCHC : Vật chất hữu cơ

MỞ ĐẦU

I Tính cấp thiết của đề tài

Bắt đầu từ những năm 1980 các nhà địa chất Việt Nam đã bắt đầu tiếp cận với hướng nghiên cứu địa tầng phân tập Qua những đề tài nghiên cứu địa tầng địa chấn, tướng đá cổ địa lý, chu kỳ trầm tích và tiến hóa trầm tích trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển (MNB) và chuyển động kiến tạo của trầm tích Kainozoi do các tác giả Việt Nam và thế giới tiến hành đã góp phần làm sáng tỏ bản chất của địa tầng phân tập Đánh dấu sự phát triển của phương pháp địa tầng phân tập ở Việt Nam

là “Hội thảo lần thứ nhất về địa tầng thềm lục địa Việt Nam” tại thành phố Hồ Chí

Minh, 1993 Các tác giả cũng đã đề nghị ứng dụng phương pháp địa tầng phân tập để xây dựng thang thời địa tầng cho bể Nam Côn Sơn và các bể trầm tích Kainozoi khác

ở Việt Nam Hy vọng từng bước sẽ có tiếng nói chung về địa tầng trong cộng đồng địa chất thế giới đồng thời sẽ góp phần dự đoán các tầng sinh, tầng chứa và tầng chắn dầu khí

Trong quá trình triển khai các đề tài nghiên cứu khoa học của trầm tích Kainozoi đã có nhiều nội dung liên quan đến tướng đá – cổ địa lý, tiến hóa trầm tích

và chu kỳ trầm tích trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển và chuyển động kiến tạo song vẫn chưa làm sáng tỏ bản chất của địa tầng phân tập Đặc biệt nối quan

hệ giữa địa tầng phân tập và các nội dung nghiên cứu kinh điển là tướng trầm tích, cộng sinh tướng và chu kỳ trầm tích vẫn tồn tại tách biệt nhau, thậm chí nhiều người còn nhận thức sai lầm là những khái niệm lý thuyết về trầm tích luận kinh điển đã bị

lỗi thời khi xuất hiện khái niệm “Địa tầng phân tập” trong “Phân tích bể” và “Địa

chất dầu khí các bể Kainozoi” Trước vấn đề thời sự về lý thuyết mới địa tầng phân

tập và khả năng ứng dụng trong nghiên cứu tiến hóa trầm tích các bể Kainozoi nhằm đánh giá triển vọng dầu khí và các khoáng sản liên quan, Bộ Khoa học và Công nghệ

đã mở đề tài mã số KC-09-20-06/10 “Nghiên cứu địa tầng phân tập (sequence

stratigraphy) các bể trầm tích Sông Hồng, Cửu Long, Nam Côn Sơn nhằm đánh giá tiềm năng khoáng sản” giao cho Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thực hiện

II Tính pháp lý của đề tài

Quyết định số 3090/QĐ-BKHCN ngày 27/02/2007 của Bộ trưởng Bộ Khoa học

và Công nghệ về việc phê duyệt tổ chức, cá nhân trúng tuyển chủ trì đề tài, thuộc

Chương trình “Khoa học và công nghệ Biển phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã

hội”, mã số KC.09/06-10;

Quyết định số 351/QĐ-BKHCN ngày10/3/2007 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ về việc phê duyệt kinh phí đề tài cấp Nhà nước bắt đầu thực hiện năm 2008

thuộc Chương trình “Khoa học và công nghệ biển phục vụ phát triển bền vững Kinh tế

- Xã hội”, mã số KC.09/06-10;

Hợp đồng Nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số ĐTCT-KC.09-20/06-10, ký giữa Chương trình KC.09/06-10, Văn phòng các chương trình KHCN trọng điểm cấp Nhà nước với Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN và Chủ nhiệm đề tài ngày 16 tháng 5 năm 2008

20/2008-HĐ-III Mục tiêu của đề tài

và Nam Côn Sơn

- Xác định lịch sử tiến hóa trầm tích Kainozoi các bể trầm tích Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn trong mối quan hệ với sự thay đổi MNB và chuyển động kiến tạo

- Xác định thang địa tầng phân tập cho từng bể trầm tích, đối sánh với thạch địa tầng và sinh địa tầng đã được xác lập trước đây cho từng bể và liên kết đối sánh địa tầng phân tập các bể Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn

- Xác định mối quan hệ giữa các phân vị địa tầng phân tập với hệ thống dầu khí

và các bẫy chôn vùi khoáng sản rắn tại các bể trầm tích Xây dựng địa tầng phân tập như là một trong các tiền đề tìm kiếm và đánh giá triển vọng khoáng sản

IV Khu vực nghiên cứu

1 Bể Sông Hồng nằm trong khoảng 105030’ ÷ 110030’ kinh độ Đông, 14030’ ÷

21000’ vĩ độ Bắc Về địa lý, bể Sông Hồng có một phần nhỏ diện tích nằm trên đất liền thuộc đồng bằng Sông Hồng, còn phần lớn diện tích thuộc vùng biển vịnh Bắc Bộ và

biển miền Trung thuộc các tỉnh từ Quảng Ninh đến Bình Định Bể có lớp phủ trầm tích

Đệ tam dày hơn 14km, có dạng hình thoi kéo dài từ miền võng Hà Nội (MVHN) ra vịnh Bắc Bộ và biển miền Trung Dọc rìa phía Tây bể trồi lộ các đá móng Paleozoi-Mesozoi Phía đông Bắc giáp với bể Tây Lôi Châu, phía Đông lộ móng Pleozoi-Mesozoi đảo Hải Nam, Đông Nam là bể Đông Nam Hải Nam và bể Hoàng Sa, phía Nam giáp bể trầm tích Phú Khánh

Trong tổng số diện tích cả bể khoảng 220.000km2, bể Sông Hồng về phía Việt Nam chiếm khoảng 126.000km2, trong đó phần đất liền MVHN là vùng biển nông ven

bờ chiếm khoảng 4.000km2, còn lại là diện tích ngoài khơi vịnh Bắc Bộ và một phần ở biển miền Trung Việt Nam

Bể Sông Hồng thường được chia thành 3 vùng địa chất:

• Vùng Tây Bắc bao gồm MVHN và một số lô phía Tây Bắc của vịnh Bắc Bộ,

• Vùng trung tâm từ lô 107-108 đến lô 114-115,

• Vùng phía Nam từ lô 115 đến lô 121

2 Bể Cửu Long nằm ở phía Đông Nam của thềm lục địa Việt Nam với hình thái cấu trúc có dạng oval lớn, sụt lún trong Kainozoi và bao quanh là các đới nhô cao Mesozoi, trầm tích bên trong của bể bao gồm chủ yếu là các thành tạo lục nguyên thô

và mịn có tuổi từ Eocen (?) - Oligocen sớm cho đến Pliocen - Đệ tứ, chiều dày Kainozoi nơi dày nhất gần 7000m

Phía Tây của bể được bao quanh bởi đường bờ từ Cà Ná - Phan Thiết, Vũng Tàu đến Bạc Liêu - Cà Mau Phía Nam và Đông Nam ngăn cách với bể trầm tích Nam Côn Sơn là một đới nâng ngầm Côn Sơn (Con Son Swell) chạy dọc theo các đảo nhô cao hiện tại như Hòn Khoai, Hòn Trứng - Côn Sơn Đây là một bể trầm tích có diện tích không lớn lắm, khoảng hơn 200.000km2 bao trùm các lô 09, 15, 16, 17 và một phần của các lô 01, 02 và 25

3 Bể Nam Côn Sơn nằm ở Đông Nam bể Cửu Long, ngăn cách giữa hai bể là khối nâng Côn Sơn và phần nổi cao nhất là đảo Côn Sơn Bể kéo trải rộng từ độ sâu 50m nước (phía Tây) đến 200m nước (phía Đông) Trầm tích Kainozoi của bể có bề dày đạt tới trên 12km Mức độ nghiên cứu bể Nam Côn Sơn đến nay còn yếu hơn so với bể Sông Hồng và bể Cửu Long Móng của bể Nam Côn Sơn chủ yếu là đá magma granonitoit tuổi Jura - Kreta

Bể Nam Côn Sơn là một trũng lớn cả về diện tích và chiều dày trầm tích Kainozoi, nó được hình thành trên thềm thụ động do tách giãn biển Đông và nằm hoàn toàn trên miền vỏ lục địa với chiều dày vỏ tương đối mỏng, khoảng 18 đến 23 km

Là một trũng có chiều dày trầm tích Kainozoi tương đối lớn, chỗ dày nhất đạt trên 14.000m, trung bình 5 – 8km, được cấu thành từ các thành tạo lục nguyên cát bột sét và carbonat Các thành tạo này bị phân cắt thành các đới bởi các hệ thống đứt gãy

có phương khác nhau như á kinh tuyến Bắc Nam, ĐB – TN và á vĩ tuyến

Theo đặc điểm về cấu trúc hình thái, lịch sử phát triển và hình thành địa chất thì

bể trầm tích này có thể được chia ra 2 phần với đặc điểm cấu trúc, kiến tạo khác nhau

là phần phía Tây và phần phía Đông, ranh giới phân chia giữa chúng là đứt gãy lớn Hồng – Dừa – Mãng Cầu

Bể Nam Côn Sơn được giới hạn về phía Tây là đới nâng Korat – Natuna Ngăn cách với bể Cửu Long là đới nâng Côn Sơn Phần cực Bắc giáp với đới trượt Tuy Hòa của bể Phú Khánh Còn phần phía Đông, ranh giới phân chia giữa bể Nam Côn Sơn và

Tư Chính – Vũng Mây – nhóm bể Trường Sa thì chưa được xác định rõ ràng do tài liệu còn thiếu Trên bình đồ của bể có thể chia ra 4 đới kiến tạo (Nguyễn Giao, 1991) [48, 49]:

- Đới phía Tây đặc trưng bởi các khối nâng xen các địa hào tuổi Paleogen,

- Đới phía Bắc chuyển tiếp từ khối nâng Côn Sơn sang vùng trũng trung tâm,

- Đới phía Nam chuyển sang khối nâng Natuna,

- Đới phía Đông bao gồm các trũng xen các khối nâng chuyển tiếp ra lòng chảo biển Đông

V Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài

1 Ý nghĩa khoa học:

- Xác định quy trình phân tích địa tầng phân tập của trầm tích Đệ tam theo các bước:

a/ Xây dựng mặt cắt phục hồi các bể thứ cấp;

b/ Phân tích tướng đá – cổ địa lý và môi trường trầm tích;

c/ Phân tích hệ thống trầm tích: biển thấp, biển tiến và biển cao;

d/ Xác định các đơn vị dưới phức tập: nhóm phân tập, phân tập;

đ/ Xác định các kiểu cấu tạo nguyên sinh (gá đáy, phủ chồng, phủ nóc) và thứ sinh (bào mòn, cắt xén);

- Xác định quy luật tiến hóa trầm tích trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển và chuyển động kiến tạo, trong đó đề tài đã làm sáng tỏ những đặc điểm tiêu biểu đặc trưng về mối quan hệ giữa tướng trầm tích và hệ thống trầm tích, giữa chu kỳ trầm tích và các phức tập (sequences) Vai trò kiến tạo được phân tích qua việc điều tiết chuyển động nâng hạ khu vực đồng pha với biển thoái bào mòn cưỡng bức (nâng lên) và biển tiến (sụt lún) Hiện tượng bào mòn cắt xén (truncation) rất phổ biến trong mặt cắt trầm tích do chuyển động nâng địa phương

9 Hệ thống biển tiến liên quan đến các tập đá sinh và đá chắn Đối với trầm tích N2-Q liên quan đến các tướng đê cát ven bờ chứa sa khoáng

9 Hệ thống biển cao liên quan đến các tập đá sinh khí có nguồn gốc từ các vỉa than tướng đầm lầy ven biển tạo than

VI Tổng quan tình hình nghiên cứu

Bước đột phá trong sự phát triển của địa tầng phân tập là vào năm 1977 Vail P.R., Mitchum R.M., Sangree J.B., và Thomsom - những nhà nghiên cứu dầu khí của công ty dầu khí Exxon (Mỹ) Nhóm nghiên cứu này có quan điểm cho rằng các “tập” trầm tích có bề mặt bất chỉnh hợp được vạch ra từ các mặt cắt địa chấn phản xạ Mặt khác, họ quan niệm “chân tĩnh” là cơ chế chủ đạo đối với sự phát triển của “tập” [183,

191, 201, 225, 228, 232] Họ đã xây dựng biểu đồ đường cong thay đổi MNB dựa trên tài liệu địa chấn phản xạ của nhiều bể khác nhau trên thế giới và cho rằng các chu kỳ thay đổi MNB có thể liên kết toàn cầu sau khi đã loại trừ các biến cố kiến tạo khu vực

biển tiến (TST) và vùng hệ thống biển cao (HST) Các vùng hệ thống thuộc lục địa, ven biển, biển nông thềm lục địa gọi là kiểu I Còn các vùng trầm tích rìa thềm (Shelf margin systems tract) biển tiến và biển cao được minh họa cho các tập kiểu II

Việc nghiên cứu địa tầng phân tập trầm tích Đệ tứ đã được CCOP tiến hành từ những năm 2000 triển khai vùng biển Đông Nam Châu Á trên cơ sở địa chấn nông phân giải cao Kết quả nghiên cứu đã cho ta những tiêu chuẩn và quy trình quan trọng hướng dẫn nhận dạng và minh giải các mặt cắt địa chấn bất kỳ

Nguyên tắc cơ bản để phân định được ranh giới các tập (sequences) là bề mặt bào mòn cưỡng bức tương ứng với các bề mặt phản xạ địa chấn, tức trùng với bề mặt bào mòn của sông trong hệ thống biển thấp (LST) Có một bề mặt bào mòn biển tiến (ravinement) nằm trên hệ thống trầm tích biển thấp được phát hiện nhờ địa chấn nông phân giải cao

Trong mỗi tập các tác giả đã phân chia ra các phân tập, nhóm phân tập đồng thời xác định các cấu tạo nêm lấn, gá đáy, chồng lấn và phủ nóc; các bào mòn cắt cụt,…

Đối với trầm tích Đệ tứ trên đất liền và trên thềm lục địa Việt Nam đã được Trần Nghi, 1991, 2000, 2010 phân chia địa tầng theo quan điểm phân tích tướng và chu kỳ trầm tích trong mối quan hệ với sự thay đổi MNB và chuyển động kiến tạo

Tuy nhiên trong các công trình công bố về địa tầng phân tập trên thế giới và trong nước kể cả các luận án tiến sỹ tuy đã có những đóng góp quan trọng song vẫn còn tồn tại nhiều vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu để giải quyết:

1/ Những mặt cắt địa chấn của trầm tích trước Đệ tứ là sao chụp nguyên trạng cấu trúc hiện tại Cấu trúc này là kết quả của một quá trình bị biến dạng lâu dài dưới tác động của đứt gãy, sụt lún, nâng trồi, uốn nếp làm thay đổi hình dáng, vị trí các lớp trầm tích nguyên thủy Vì vậy, trước khi phân tích địa tầng phân tập phải xây dựng các mặt cắt phục hồi

2/ Chưa coi trọng phân tích tướng và phân tích cộng sinh tướng và sử dụng triệt

để thạch học đá trầm tích trong việc phân định các hệ thống trầm tích Các tác giả hầu như chỉ sử dụng các dấu hiệu trường sóng địa chấn và đường cong carota, vì vậy rất dễ nhầm lẫn khi xác định môi trường trầm tích cơ sở quan trọng nhất để suy đoán sự thay đổi mực nước biển và vạch ranh giới các phức tập

VII Khối lượng và công tác thực hiện

Sản phẩm thực hiện của đề tài thể hiện ở bảng sau:

Bảng 1: Khối lượng và công tác thực hiện

1 Mặt cắt địa tầng phân tập theo thang thời địa tầng và đường

2

Hệ thống các phân vị địa tầng phân tập của 3 bể trầm tích:

- Cột địa tầng phân tập theo từng lỗ khoan đặc trưng;

- Cột địa tầng phân tập tổng hợp cho các bể trầm tích

15 cột địa tầng

03 cột địa tầng

3 Sơ đồ đối sánh các phân vị địa tầng phân tập của 3 bể trầm tích

và với các phân vị thạch địa tầng, sinh địa tầng đã công bố 03 sơ đồ

- Bản đồ phân bố các hệ thống trầm tích cho các giai đoạn

quan trọng tỷ lệ 1:500.000 và 1:200.000 cho các vùng triển

vọng

- Bản đồ triển vọng khoáng sản theo quan điểm địa tầng

phân tập

- Bản đồ tướng đá - cổ địa lý các giai đoạn quan trọng tỷ lệ

1:500.000 của ba bể: Oligocen, Miocen sớm, Miocen giữa,

Pleistocen giữa, Pleistocen muộn

06 bộ

06 bộ

03 bộ

15 bộ

7 Giáo trình chuyên khảo trầm tích luận trong nghiên cứu địa

9 Tham gia đào tạo Sau Đại học

04 TS (đang thực hiện),

05 ThS (02 đã bảo vệ)

VIII Cá nhân và cơ quan tham gia, phối hợp nghiên cứu

Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN

Chủ nhiệm đề tài: GS.TS Trần Nghi

Thư ký đề tài: ThS Đinh Xuân Thành và ThS Trần Thị Thanh Nhàn

Các tác giả chính:

1 GS.TS Trần Nghi, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

2 ThS Đinh Xuân Thành, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

3 ThS Lê Đức Công, Viện Dầu khí Việt Nam

4 PGS.TS Nguyễn Văn Vượng, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

5 TSKH Nguyễn Biểu, Tổng hội ĐCVN

6 KS Trần Hữu Thân, Trung tâm Nghiên cứu Biển và Đảo

7 TS Nguyễn Thế Hùng, Viện Dầu khí Việt Nam

8 TS Doãn Đình Lâm, Viện Địa chất, Viện KH&CN VN

9 TSKH Lê Duy Bách, Viện KH&CN VN

10 PGS.TS Chu Văn Ngợi, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

Các cơ quan tham gia:

1 Trung tâm Nghiên cứu Biển và Đảo

2 Viện Dầu khí Việt Nam

3 Viện Địa chất – Địa vật lý Biển

4 Viện Địa chất

5 Viện Tài nguyên môi trường và Phát triển bền vững

6 Hội trầm tích Việt Nam

7 Đoàn 273 - Quân Khu 3

Danh sách các cán bộ tham gia:

1 Đại học Quốc gia Hà Nội

- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên: GS.TS Trần Nghi; PGS.TS Chu Văn Ngợi; PGS.TS Nguyễn Văn Vượng; ThS Đinh Xuân Thành; PGS.TS Đặng Mai; ThS Trần Thị Thanh Nhàn; TS Vũ Văn Tích; NCS Phạm Nguyễn Hà Vũ; ThS Nguyễn Đình Thái; ThS Nguyễn Đình Nguyên; ThS Nguyễn Thị Hồng;ThS Trần Đăng Quy; ThS Nguyễn Thị Thu Cúc; ThS Nguyễn Thị Ngọc; ThS Dương Thị Toan

- Trung tâm Nghiên cứu Biển và Đảo: TS Ngô Quang Toàn; KS Trần Hữu Thân; ThS Nguyễn Đình Thái; ThS Phạm Thị Thu Hằng; CN Nguyễn Thị Huyền Trang; CN Nguyễn Duy Tuấn; CN Nguyễn Văn Mười; CN Phạm Thu Thảo; CN Giáp Thị Kim Chi; CN Nguyễn Văn Kiểu; Nguyễn Thị Phương Thảo

2 Viện Địa chất – Viện KH&CN Việt Nam: TS Doãn Đình Lâm, ThS Hoàng Văn Thà

3 Tổng hội Địa chất Việt Nam: TSKH Nguyễn Biểu

4 Viện Tài nguyên môi trường và phát triển bền vững: TS Đào Mạnh Tiến;

TS Nguyễn Thế Tưởng; ThS Nguyễn Thị Thanh Huyền

5 Viện Dầu khí Việt Nam: TS Nguyễn Thế Hùng; ThS Lê Đức Công; TS Lê Chi Mai

6 Viện ĐC&ĐVL biển: TSKH Lê Duy Bách; TS Nguyễn Thế Tiệp

7 Hội Trầm tích Việt Nam: PGS.TS Phạm Huy Tiến; KS Nguyễn Trọng Ngụ;

CN Nguyễn Văn Kiểu; Phùng Xuân Quân; Trần Thị Dung; Nguyễn Thị Phương Thảo

LỜI CẢM ƠN

Tập thể tác giả chân thành cảm ơn Bộ Khoa học và Công nghệ, Văn phòng các Chương trình, Ban chủ nhiệm chương trình KC.09-06/10, Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Trung tâm Nghiên cứu Biển và Đảo đã quan tâm chỉ đạo, động viên giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để đề tài tiến hành đúng kế hoạch Tập thể tác giả chân thành cảm ơn các đơn vị phối hợp nghiên cứu trong quá trình thực hiện đề tài Nhân dịp này, chúng tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và xin gửi đến các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp và các cơ quan nói trên lời chào trân trọng

PHẦN I

NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC

CHƯƠNG 1 PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1 HƯỚNG TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU

1.1.1 Hướng tiếp cận

Trước hết để hiểu biết địa tầng phân tập và lịch sử tiến hóa môi trường trầm tích Kainozoi bể Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn cần dựa trên nhận thức về mối quan hệ nhân quả giữa sự thay đổi mực nước biển toàn cầu, bối cảnh địa động lực như

là yếu tố nguyên nhân và trầm tích (bao gồm thành phần, cấu trúc) được coi là kết quả Mỗi một pha kiến tạo kiến lập nên một kiểu bể tương ứng Mỗi một kiểu bể lại quy định các môi trường lắng đọng trầm tích với các tổ hợp thành phần vật chất đặc trưng thích ứng với hoàn cảnh ngoại sinh và nội sinh chi phối

Vì vậy bể Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn đã trải qua 7 pha kiến tạo ấn định 7 chu kỳ trầm tích cơ bản bậc 1, ứng với 7 sequences sau đây:

1 S1 (38- 32 triệu năm): Tương ứng với Eocen – Oligocen sớm, trong đó thường có 2 nhịp: ứng với 2 nhóm phân tập (para-sequence set) Eocen và Oligocen sớm,

2 S2 (32- 26 triệu năm): tương ứng với Oligocen sớm,

3 S3 (26- 21 triệu năm): tương ứng với Oligocen muộn,

4 S4 (21- 16 triệu năm): tương ứng với Miocen sớm,

5 S5 (16- 11 triệu năm): tương ứng với Miocen muộn,

6 S6 (11- 5 triệu năm): từ SH2- SH1 tương ứng với Miocen giữa,

7 S7 (5 triệu năm đến nay) tương ứng với Plicoen – Đệ tứ

Nhiệm vụ của đề tài là nghiên cứu chi tiết mối quan hệ giữa ĐTPT, chu kỳ trầm tích và đặc điểm tướng đá - cổ địa lý nhằm chính xác hóa địa tầng và đánh giá tiềm năng khoáng sản liên quan

1.1.1.1 Tiếp cận hệ thống

Tiếp cận hệ thống là xem xét bể trầm tích Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn như một hệ thống lớn, hệ thống bậc cao được cấu thành bởi các hệ thống bậc thấp Các hệ thống trầm tích liên kết với nhau như một cây cổ thụ phát triển từ rễ đến thân, cành và lá

Hình 1.1 Sơ đồ tiếp cận hệ thống nghiên cứu địa tầng phân tập

Mối quan hệ giữa các đơn vị hệ thống trong trầm tích như địa tầng phân tập, tướng, chu kỳ trầm tích với khoáng sản và giữa trầm tích với sự thay đổi mực biển và chuyển động kiến tạo là mối quan hệ nhân quả hay mối qua hệ hàm biến và dịch chuyển liên tục theo thời gian và không gian Khi giải quyết được các mối quan hệ nhân quả cơ bản nói trên tức đã giải quyết được mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài đặt ra Khi phân tích hệ thống các mối quan hệ nói trên cần đặt chức năng cho các nhân tố chính xác, trong đó chuyển động kiến tạo là “biến số”, và nguyên nhân sâu xa của mọi nguyên nhân, sự thay đổi mực nước biển là biến số thứ cấp và nguyên nhân trực tiếp Còn quá trình trầm tích và khối lượng trầm tích đền bù trong bể thứ cấp sẽ biến thiên

cả thành phần độ hạt, khoáng vật và địa hóa theo môi trường lắng đọng và năng lượng thủy động lực Các tham số đo được coi như là “kết quả” và “hàm số” của quá trình (Hình 1.1)

1.1.1.2 Tiếp cận tiến hóa

Bể trầm tích là một “cây tiến hóa” Lịch sử phát triển của các bể Kainozoi thềm lục địa Việt Nam là lịch sử tiến hóa từ bậc thấp đến bậc cao Đây là quy luật trầm tích luận lý thú và hấp dẫn nhất Tiến hóa đúng cả nghĩa hẹp và nghĩa rộng mang tính triết học đó là tiến hóa chu kỳ Theo lịch sử tiến hóa 7 chu kỳ bậc II, chu kỳ sau lặp lại chu

kỳ trước nhưng ở trình độ cao hơn Trong mỗi chu kỳ cũng có sự phát triển trầm tích định hướng từ thấp đến cao theo không gian (theo chiều ngang) và theo thời gian (theo mặt cắt) Mỗi chu kỳ bậc II được giới hạn bởi hai mặt gián đoạn trầm tích và tương ứng với một pha kiến tạo, một tập phản xạ địa chấn Bảy chu kỳ trầm tích tiến hóa có

tính kế thừa Trong mỗi chu kỳ có sự tiến hóa về năng lượng môi trường, cường độ địa động lực và vì vậy có sự tiến hóa thành phần vật chất Sự biến thiên liên tục hệ thống địa tầng phân tập, hệ thống tướng trầm tích theo không gian và thời gian chính là bức tranh tiến hóa Nhiệm vụ của đề tài là làm rõ quy luật tiến hóa của "bức tranh" sinh động đó (Hình 1.2)

Hình 1.2 Sơ đồ tiến hóa các bể trầm tích Kainozoi 1.1.2 Nguyên lý và áp dụng phân tích địa tầng phân tập các bể Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn

1.1.2.1 Định nghĩa địa tầng phân tập

Theo D Emery và K.J Myers, 1996: “Địa tầng phân tập là các đơn vị trầm tích cộng sinh với nhau lấp đầy một bể, ranh giới giữa các đơn vị thường trùng với mặt ranh giới hai tập trầm tích hoặc bề mặt gián đoạn trầm tích”

Theo J.C Van Wagoner, H.W Posamentier, R.M Mitchum, P.R Vail, I.F Sarg, T.S Lautit và J Hardenbol [127, 128, 182, 183, 221]: “Địa tầng phân tập là mối quan hệ giữa các đơn vị trầm tích có cùng nguồn gốc trong khung địa tầng được giới hạn với nhau bởi bề mặt bào mòn hoặc gián đoạn trầm tích hoặc chỉnh hợp tương quan”

Một đơn vị cơ bản của địa tầng phân tập là một phức tập (một Sequence) Giữa chúng có ranh giới là các bề mặt bào mòn hoặc các bề mặt chỉnh hợp tương quan

Một phức tập (Sequence) bao gồm các “Miền hệ thống trầm tích” (Systems tracts) Ví dụ miền hệ thống trầm tích biển cao (Hightstand Systems tracts) và miền hệ thống trầm tích biển thấp (Lowstand Systems tracts) Miền hệ thống trầm tích là những

vị trí khác nhau trong mặt cắt của phức tập và được cấu thành bởi các phân tập (Parasequences) và nhóm phân tập (Paraseqences set) Phân tập là đơn vị cơ bản nhỏ nhất tương ứng với một đơn vị trầm tích cơ bản Còn nhóm phân tập là bao gồm hai hay nhiều phân tập tạo nên một tổ hợp cộng sinh các đơn vị trầm tích và được giới hạn với nhau bởi bề mặt trầm tích ngập lụt của biển (marine flooding) (trầm tích biển tiến)

Định nghĩa địa tầng phân tập có thể được phát biểu một cách khác như sau:

“Địa tầng phân tập là một khái niệm để chỉ những mặt cắt địa tầng của các bể

trầm tích trong đó ranh giới các phân vị địa tầng được xác định dựa vào ranh giới các chu kỳ thay đổi mực nước biển toàn cầu (chân tĩnh) và sự sắp xếp có quy luật của các đơn vị trầm tích theo không gian và theo thời gian”

Như vậy, khái niệm địa tầng phân tập muốn được hiểu một cách tường minh phải nghiên cứu địa tầng và trầm tích trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển chân tĩnh và chuyển động kiến tạo Tuy nhiên, trong thực tế thường các nhà địa vật lý lại đi tiên phong và tiếp cận chủ yếu trên cơ sở minh giải các mặt cắt địa chấn và đường cong Carota Các tài liệu đó lại là bức tranh hiện tại khác xa với bức tranh địa tầng phân tập nguyên thủy Những hoạt động địa chất làm biến dạng các thể trầm tích thứ cấp là:

1/ Hoạt động đứt gãy sau trầm tích là phá hủy các tầng trầm tích, làm dịch chuyển các đơn vị địa tầng phân tập theo phương thẳng đứng và phương nằm ngang so với vị trí ban đầu Trong mặt cắt địa chấn hiện tại, các đới phá hủy được biểu thị bởi các trường sóng hỗn độn và thô, chiều rộng có khi tới hàng trăm đến hàng nghìn mét cắt qua các lớp trầm tích Đới phá hủy này kết thúc ở tầng nào thì đứt gãy có tuổi trẻ hơn tuổi của tầng trầm tích đó

2/ Hoạt động nén ép và xiết ép ngang của chuyển động kiến tạo đã làm uốn nếp

và làm thay đổi thế nằm ban đầu của các lớp trầm tích

3/ Hoạt động núi lửa bao gồm hoạt động phun trào và các xâm nhập nông đã xuyên cắt các lớp đá trầm tích làm biến dạng và dịch chuyển thế nằm của chúng so với trạng thái ban đầu

Kết quả của ba quá trình hoạt động trên đã làm thay đổi căn bản vị trí không gian và thế nằm ban đầu của các lớp đá trầm tích trong bể thậm chí mặt cắt địa chất – trầm tích hiện tại chỉ còn lưu giữ được các “di chỉ” của bể trầm tích nguyên thủy dưới

dạng các mảnh méo mó, sắp xếp lệch lạc không có quy luật cộng sinh tướng và môi trường trầm tích Điều đó đã gây nên không ít khó khăn và phức tạp cho việc khôi phục bể thứ cấp và phân tích địa tầng phân tập Đặc biệt trầm tích có tuổi từ Đệ tam trở về trước hầu như đều bị biến đổi thế nằm, co rút thể tích và xáo trộn khuôn viên của các bể thứ cấp rõ rệt hơn là trầm tích Đệ tứ Vì vậy để minh họa cho các mô hình địa tầng phân tập ở các vị trí cơ bản: aluvi, châu thổ, ven biển, biển nông, mép thềm lục địa, sườn lục địa, rìa bể, trung tâm bể Kainozoi cần phải chọn các mặt cắt địa chấn nông phân giải cao của các trầm tích Đệ tứ để phân tích

Trầm tích Đệ tứ có thể coi là “nguyên bản” của môi trường trầm tích và mặt cắt địa chấn nông phân giải cao là bức ảnh sao chụp chân thực nhất Đó là điều kiện cần

và được coi là 2 tiêu chí quan trọng để tiếp cận với địa tầng phân tập

Để nhận thức một cách rõ ràng hơn định nghĩa “Địa tầng phân tập” cần chú ý 3 nội dung cơ bản:

1/ Đơn vị trầm tích lấp đầy bể phải cộng sinh với nhau: Một đơn vị trầm tích được hiểu là một thể trầm tích có hình dáng nhất định (chế độ thủy động lực, hóa lý môi trường, nguồn cung cấp vật liệu trầm tích và chế độ kiến tạo) Các đơn vị trầm tích không nằm đơn độc riêng biệt mà cộng sinh với nhau thành chuỗi theo không gian (theo chiều ngang)

2/ Ranh giới giữa hai đơn vị trầm tích trùng với mặt ranh giới giữa hai tập trầm tích hoặc bề mặt gián đoạn trầm tích Bề mặt gián đoạn có thể xảy ra trong một thời gian ngắn khi biển hạ thấp xuống chân mép thềm lục địa Mặt nghiêng của sườn bị phơi ra và bị bào mòn tương đối

3/ Các đơn vị trầm tích được thành tạo và sắp xếp thành từng chuỗi hoặc từng lớp dày hay mỏng phụ thuộc vào 3 yếu tố:

- Sự thay đổi mực nước biển (như một nguyên nhân trực tiếp)

- Sụt lún kiến tạo, tức các đứt gãy đồng trầm tích (như một nguyên nhân gián tiếp)

- Khối lượng trầm tích mang tới nhiều hay ít

1.1.2.2 Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi mực nước biển chân tĩnh

1/ Sự thay đổi mực nước biển tương đối

Sự thay đổi mực nước biển tương đối chính là sự thay đổi độ sâu đáy biển tại khu vực nghiên cứu Vì vậy mực nước biển thay đổi đôi khi chỉ mang tính địa phương

do chuyển động kiến tạo hoặc quá trình tích tụ trầm tích quá nhanh chứ không phải do

sự thay đổi mực nước biển toàn cầu

Tốc độ thay đổi MNBTĐ = Tốc độ thay đổi đẳng tĩnh - Tốc độ lún chìm

2/ Mực nước biển chân tĩnh

Mực nước biển chân tĩnh được tính từ mực nước biển đến tâm trái đất Mực nước biển chân tĩnh có thể thay đổi do 3 nguyên nhân: thể tích các bể đại dương thay đổi, thể tích các sống núi đại dương thay đổi và hoạt động băng hà – gian băng

Hình 1.3 Quan hệ giữa đẳng tĩnh, mực nước biển tương đối và chiều sâu nước

3/ Quan hệ giữa chuyển động kiến tạo – độ sâu đáy biển và bề dày trầm tích

Quan hệ giữa chuyển động kiến tạo, độ sâu đáy biển và bề dày trầm tích có thể biểu diễn bằng biểu thức sau:

B = K – T

Trong đó:

B – Độ sâu đáy biển

K – Biên độ hạ hoặc nâng kiến tạo

T – Bề dày trầm tích Trong quá trình lắng đọng trầm tích của các bể khác nhau trên vỏ Trái đất có thể xảy ra 4 trường hợp sau đây (Hình 1.4)

x T4 K4

T3 K3

B1 K1

T1 B2

IV - T4 = K4 - X (X lµ bÒ dµy xãi m ßn)

Hình 1.4 Bốn vị trí biểu diễn mối quan hệ giữa chuyển động kiến tạo -

độ sâu đáy biển và bề dày trầm tích

4/ Hệ thống trầm tích

a Hệ thống trầm tích biển cao (Highstand system tract) là phức hệ trầm tích được hình thành khi mực nước biển chân tĩnh từ mức cao nhất (Highstand sea level) rồi hạ thấp dần Lúc đó mặt cắt trầm tích có sự phân dị độ hạt theo chiều thẳng đứng là dưới mịn trên thô Đây chính là tập trầm tích châu thổ

b Hệ thống trầm tích biển thấp (Lowstand systems tract)

Khi biển thoái sẽ tạo ra một nhịp trầm tích aluvi hạt thô phân bố từ trên đất liền xuống thềm lục địa gọi là hệ thống trầm tích biển thấp Toàn bộ phức hệ trầm tích này thực chất là hệ thống trầm tích biển thoái bao gồm 3 đơn vị trầm tích cơ bản: aluvi, châu thổ trên thềm lục địa và quạt sườn turbidit

c Bề mặt bào mòn biển thấp (Lowstand erosion surface) là vị trí biển thoái cực đại bào mòn tầng trầm tích có trước để lại các dấu vết đào khoét của lòng sông cổ và làm phong hoá thấm đọng tầng trầm tích ngập lụt cực đại của giai đoạn trước

d Từ ranh giới bề mặt bào mòn biển thấp thứ nhất đến ranh giới bề mặt bào mòn biển thấp thứ 2 tạo nên 1 chu kỳ trầm tích tương ứng với một chu kỳ thay đổi mực nước biển chân tĩnh (Eustatic cycle) Chu kỳ trầm tích này cũng tương ứng với 1 parasequence set

e Hệ thống trầm tích biển tiến (Transgressive systems tract) là phức hệ trầm tích được tích tụ trong quá trình biển tiến Trầm tích có cấu tạo phủ chồng tiến (onlap) Thành phần độ hạt theo mặt cắt từ dưới lên thay đổi từ thô đến mịn, ngược lại với mặt cắt biển thoái là có thành phần độ hạt biến thiên từ mịn đến thô Tuy nhiên đối với

trầm tích aluvi một nhịp của trầm tích aluvi từ lòng sông đến bãi bồi tuy được thành tạo trong pha biển thoái song vẫn biến thiên độ hạt từ thô đến mịn Vì không chịu điều tiết trực tiếp của môi trường biển mà là do điều tiết của năng lượng dòng chảy một chiều

g Hệ thống trầm tích biển tiến cực đại (maximum transgression) được tích tụ trong giai đoạn biển tiến cực đại tạo nên một đồng bằng ngập lụt biển chủ yếu là sét và sét bột (marine floading plain) Ví dụ tiêu biểu cho hệ thống trầm tích này là tầng sét xám xanh tuổi Q22 rất phổ biến trên các đồng bằng ven biển và thềm lục địa khi mực nước biển tiến cực đại (highstand sea level) đạt khoảng 4,5m so với mực nước biển hiện đại Ở vị trí đó đã tạo ra một ngấn biển rất điển hình trên vách đá vôi ở Ninh Bình, Hạ Long, Thanh Hoá, Hà Tiên, Quảng Bình

1.1.2.3 Phân loại địa tầng phân tập

- Phân loại ĐTPP theo đơn vị

Sequence

Parasequence set (nhóm phân tập) Nhóm tướng

Parasequence

- Theo hệ thống trầm tích trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển

Lowstand systems tract

1.1.2.4 Áp dụng địa tầng phân tập phân tích các môi trường trầm tích Đệ tứ khác nhau

a Địa tầng phân tập các đồng bằng ven biển trong phức hệ trầm tích aluvi

1 Hệ thống trầm tích biển thấp (lowstand systems tract – LST) thuộc phức hệ

trầm tích aluvi

Trong phức hệ tướng trầm tích aluvi theo thời gian bao gồm các tướng và nhóm tướng sau đây:

- Nhóm tướng lòng sông (ac): tương ứng với một phân tập (parasequence), bao

gồm các tướng: Tướng sạn cát lòng sông (ac1); Tướng cát cồn sông (ac2); Tướng cát đê cát ven lòng sông (ac3)

- Nhóm tướng bãi bồi (af): Tương ứng với một phân tập (parasequence), chúng

phủ trên nhóm tướng lòng sông, có nhiều tướng cộng sinh với nhau: Tướng bột sét bãi bồi (af); Tướng cát bột hồ móng ngựa (al); Tướng sét hồ bãi bồi thấp (afl); Tướng cát bột sét lòng sông thoát lũ (acf); Tướng sét than đầm lầy nước ngọt (ab)

Một nhịp tướng trầm tích aluvi tương đương với một nhóm phân tập (parasequence set)

Hình 1.5 Sơ đồ khối biểu diễn dịch chuyển lòng sông đồng bằng thể hiện hệ

thống trầm tích biển thấp (LST) với 4 phức hệ aluvi

(Hệ thống trầm tích biển thấp bao gồm

4 phức hệ aluvi)

2 Hệ thống trầm tích biển tiến và hệ thống trầm tích biển cao

- Hệ thống trầm tích biển tiến (Transgressive systems tract)

Đáy của phức hệ trầm tích biển tiến chủ yếu là tướng trầm tích cát, cát bột sét châu thổ, sét đầm lầy ven biển rồi chuyển dần lên tướng sét biển nông và vũng vịnh Khi biển tiến cực đại của mỗi chu kỳ mực biển cao – hightstand sealeavel tạo nên một tầng trầm tích biển sét xám xanh gọi là đồng bằng ngập lụt biển

- Hệ thống trầm tích biển cao (Highstand systems tract)

Trên đồng bằng sông Hồng hệ thống trầm tích biển cao được thành tạo trong giai đoạn mực nước biển cao nhất hạ dần xuống Toàn bộ đồng bằng được phủ một

phức hệ trầm tích châu thổ (am) kiểu biển thoái

b Địa tầng phân tập của phức hệ trầm tích châu thổ

1 Hệ thống trầm tích biển cao (HST): Được đặc trưng bởi phức hệ tướng châu

thổ Holocen muộn (Q23)

Trong mặt cắt thấy rõ có 3 đơn vị phân tập (parasequence): I, II, III và một đơn

vị nhóm phân tập (parasequence set): I + II + III được hình thành trong môi trường biển hạ thấp dần sau biển tiến cực đại Đồng bằng châu thổ được kiến lập từ Holocen muộn (3000 – 1.500 năm)

Các đơn vị phân tập của một nhóm phân tập (parasequence set) thuộc hệ thống trầm tích biển cao như sau:

- Phân tập I (ĐBCT): Bao gồm 4 tướng: tướng sét bột, đồng bằng châu thổ,

tướng cát cồn chắn cửa sông, tướng cát bột tiền châu thổ, sườn châu thổ

- Phân tập II (tiền châu thổ): Bao gồm 3 tướng: tướng cát cồn chắn cửa sông,

tướng cát bột tiền châu thổ và tướng sét bột sườn châu thổ

- Phân tập III (sườn châu thổ): Bao gồm 2 tướng: tướng cát bột tiền châu thổ

và tướng sét bột sườn châu thổ

Hình 1.6 3 phân tập (parasequence) (I, II, III) bao gồm 4 tướng tạo nên một nhóm phân tập (parasequence set) châu thổ (HST) 2 phân tập tướng lòng sông

và bãi bồi tạo nên một nhóm phân tập aluvi (LST)

Hình 1.7 Trầm tích Đệ tứ của Đồng bằng Sông Hồng có 5 chu kỳ trầm tích (5 hệ tầng) tương ứng với 5 phức tập (5 sequences) (Theo Trần Nghi, 2008)