Tiến hóa trầm tích pliocen đệ tứ vùng biển nông

1 Tiến hóa trầm tích pliocen - đệ tứ vùng biển nông ven bờ khu vực trung trung bộ : Luận văn ThS. Địa chất: 60 44 55 \ Nguyễn Đức Minh Ngọc ; Nghd. : GS.TS. Trần Nghi MỞ ĐẦU 2 CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 3 1.1. Vị trí địa lý 3 1.2. Địa hình, địa mạo 3 1.3. Địa tầng 4 1.4. Hoạt động núi lửa 6 1.5. Hoạt động kiến tạo 6 CHƯƠNG 2: LỊCH SỬ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8 2.1. Lịch sử nghiên cứu: 8 2.2. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu 9 2.2.1. Phương pháp luận 9 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu 10 CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG TRẦM TÍCH PLIOCEN - ĐỆ TỨ 13 3.1. Kết quả minh giải các mặt cắt địa chấn tiêu biểu 13 3.1.1. Địa chấn dầu khí 13 3.1.2. Địa chấn nông phân giải cao 14 3.2. Đặc điểm tướng đá 16 3.2.1. Các tướng aluvi 17 3.2.2. Các tướng châu thổ 21 3.2.3. Tướng biển 25 CHƯƠNG 4: ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VÀ TIẾN HÓA TRẦM TÍCH 27 4.1. Lựa chọn mô hình địa tầng phân tập 27 4.2. Phân tích địa tầng phân tập 27 4.3. Đặc điểm tiến hóa trầm tích Pliocen - Đệ tứ: 35 4.3.1. Cơ sở nghiên cứu tiến hóa trầm tích: 35 4.3.2. Tiến hóa trầm tích Pliocen - Đệ tứ 36 KẾT LUẬN 42 2 MỞ ĐẦU Khu vực thềm lục địa Trung Trung Bộ là khu vực có cấu trúc địa chất khá phức tạp với địa hình phân cắt mạnh, độ sâu biến đổi nhanh, độ dốc lớn. Các công trình nghiên cứu còn thiếu tính hệ thống nhất là các nghiên cứu về địa tầng phân tập. Trong khi đó, đây lại là khu vực chịu ảnh hưởng rất nhiều bởi các yếu tố kiến tạo và sự dâng hạ mực nước biển trong giai đoạn Pliocen - Đệ tứ. Đây chính là các điều kiện rất thuận lợi cho việc nghiên cứu trầm tích trong thời kì này trên cơ sở trầm tích luận. Xuất phát từ những vấn đề đó, luận văn đã lựa chọn, sử dụng phương pháp địa tầng phân tập để nghiên cứu lịch sử tiến hóa trầm tích khu vực. Trên cơ sở đó, khóa luận sẽ có các mục tiêu và nhiệm vụ sau: Mục tiêu: - Làm rõ được đặc điểm trầm tích Pliocen - Đệ Tứ và tiếp cận vấn đề địa tầng phân tập khu vực nghiên cứu. - Làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa các thành tạo trầm tích Pliocen - Đệ tứ trong mối quan hệ với sự dao động mực nước biển và hoạt động kiến tạo. Nhiệm vụ: - Tổng hợp và minh giải các tài liệu địa chấn, xây dựng các bản đồ tướng đá - cổ địa lý phục vụ cho việc nghiên cứu tiến hóa trầm tích. - Phân tích các hoạt động địa chất, các thiết đồ lỗ khoan phục vụ cho việc nghiên cứu địa tầng phân tập. Báo cáo có 4 chương ( không kể mở đầu và kết luận) bao gồm: Chương I: Đặc điểm địa chất khu vực Chương II: Lịch sử nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu Chương III: Đặc điểm tướng trầm tích Chương IV: Địa tầng phân tập và tiến hóa trầm tích Pliocen - Đệ tứ 3 CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1. Vị trí địa lý Khu vực nghiên cứu (hình 1.1) gồm phần diện tích thềm lục địa từ 0 - 200m nước thuộc vùng biển ba tỉnh: Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa được giới hạn bởi các điểm có tọa độ như sau: STT Vĩ độ Bắc Kinh độ Đông I 14° 34' 41.43" 109° 04' 52.53" II 14° 34' 47.00" 109° 33' 28.40" III 11° 48' 43.10" 109° 43' 55.26" IV 11° 48' 39.44" 109° 11' 46.90" Bảng 1.1. Tọa độ giới hạn vùng biển nghiên cứu Trong đó giới hạn phía tây là đường bờ của các tỉnh Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa; phía đông là đường đẳng sâu 200m chạy dọc theo vùng nghiên cứu. 1.2. Địa hình, địa mạo 1.2.1. Đặc điểm địa hình: Đây là vùng có độ dốc lớn nhất trong toàn dải biển miền Trung Việt Nam. Đường bờ theo hướng Bắc Nam, có thể chia thành ba bậc: - Bậc 0 - 50m phân bố theo hướng Tây Bắc - Đông Nam hoặc Đông Bắc - Tây Nam. - Bậc 50 - 100m hầu hết có hướng kinh tuyến. - Bậc > 100m kéo dài theo hướng kinh tuyến. 1.2.2. Đặc điểm địa mạo: Đáy biển khu vực hẹp và dốc, có thể được chia thành các đơn vị địa mạo sau: 1) Đồng bằng xâm thực - tích tụ hơi trũng hiện đại do dòng chảy chiếm ưu thế: Đơn vị địa mạo này được phân bố ở ngoài khơi mũi Đại Lãnh (Tuy Hòa) trong phạm vi độ sâu từ 140 đến 170m. 4 2) Đồng bằng tích tụ - xâm thực nổi cao hiện đại do dòng chảy gần đáy chiếm ưu thế Thành tạo địa hình này có sự phân bố rất hạn chế, chỉ tạo thành một dải hẹp theo phương kinh tuyến ở phía ngoài mũi Đại Lãnh. 3) Đồng bằng tích tụ - xâm thực nghiêng dốc hiện đại do tác động của dòng chảy đáy chiếm ưu thế Đơn vị địa mạo này được phân bố từ phía ngoài cửa Đề Di (huyện Phù Cát, tỉnh Bình Định) và kéo dài về phía nam cho đến gần hết phạm vi nghiên cứu. Hình 1.1. Vị trí vùng biển nghiên cứu từ Bình Định đến Khánh Hòa 1.3. Địa tầng Trong giới hạn nghiên cứu của đề tài từ Pliocen đến Đệ tứ, có thể gặp được các thành tạo địa tầng sau: 5 I.3.1. Địa tầng trước Đệ tứ Thống Pliocen Ở phần ven bờ gặp hệ tầng Kon Tum (N 2 kt) Hệ tầng Kon Tum lộ ra với diện tích không lớn ở rìa các cao nguyên bazan, ven biển Tuy An, Sông Cầu, gồm cuội kết, cát kết, sét kết xen ít lớp bazan và tuf của chúng, dày 10-100 m. Ở Tuy Hòa, các trầm tích đầm hồ xen phun trào bazan phân bố rải rác quanh khu vực cao nguyên Vân Hòa. 1.3.2. Địa tầng Đệ tứ Thống Pleistocen Các trầm tích Pleistocen sớm (Q 1 1 ) 1) Trầm tích sông (aQ 1 1 ) 2) Trầm tích sông biển (amQ 1 1 ) 3) Trầm tích biển (mQ 1 1 ) Các trầm tích Pleistocen giữa, phần sớm (Q 1 2a ) 4) Trầm tích sông (aQ 1 2a ) 5) Trầm tích sông biển (amQ 1 2a ) 6) Trầm tích biển (mQ 1 2a ) Các trầm tích Pleistocen giữa, phần muộn (Q 1 2b ) 7) Trầm tích sông (aQ 1 2b ) 8) Trầm tích sông biển (amQ 1 2b ) 9) Trầm tích biển (mQ 1 2b ) Các trầm tích Pleistocen muộn, phần sớm (Q 1 3a ) 10) Trầm tích sông (aQ 1 3a ) 11) Trầm tích sông biển (amQ 1 3a ) 12) Trầm tích biển (mQ 1 3a ) Các trầm tích Pleistocen muộn, phần muộn - Holocen sớm - giữa (Q 1 3b -Q 2 1-2 ) 13) Trầm tích sông (aQ 1 3b -Q 2 1-2 ) 14) Tướng cát bùn, bùn cát sông biển am(Q 1 3b -Q 2 1-2 ) 15) Trầm tích biển (mQ 1 3b -Q 2 1-2 ) 6 Thống Holocen (Q 2 ) Các trầm tích Holocen muộn (Q 2 3 ) 16) Trầm tích sông biển (amQ 2 3 ) 17) Trầm tích biển (mQ 2 3 ) 18) Trầm tích biển vũng vịnh (mbQ 2 3 ) 1.4. Hoạt động magma Trong khu vực có các phức hệ magma chính sau: Phức hệ Vân Canh (GT 2 vc) Phân bố tập trung ở dải ven biển, đáy biển vùng Sông Cầu, Tuy An và đảo Ma Nha (Phú Yên). Phức hệ Định Quán, pha 2 (GDi/J 3 đq 2 ) Phân bố tập trung ở hai vùng biển ven bờ Ninh Hoà (hòn đảo Chà Là) và phía nam vịnh Cam Ranh. Phức hệ Đèo Cả (G-GSy/Kđc) Phân bố thành từng khối rải rác dọc ven biển và đáy biển từ Phù Cát (Bình Định) đến Cà Ná (Ninh Thuận). Phức hệ Cà Ná (GK 2 cn) Phân bố ở đáy đầm Ninh Hoà, ven biển nam Nha Trang, vịnh Cam Ranh và ven biển mũi Đá Vách. 1.5. Hoạt động kiến tạo Vùng biển 0 - 200m nước từ Bình Định đến Khánh Hòa nằm kề đới cấu trúc bể Phú Khánh, bao gồm các kiểu kiến trúc sau: I.4.1. Thềm Đà Nẵng: Thềm Đà Nẵng là phần thềm nghiêng từ góc phía Nam lô 111 (theo tài liệu dầu khí) chạy dọc theo đường bờ về phía Nam tới thềm Phan Rang ở phía Tây bể Phú Khánh với độ sâu <1000m nước. I.4.2. Thềm Phan Rang: Nằm ở phía Tây Nam bể Phú Khánh. I.4.3. Đới cắt trượt Tuy Hòa: 7 Đới này nằm ở phía nam của bể trũng Phú Khánh, được khống chế bởi hai đứt gãy kiểu thuận trái được sinh từ Oligocen, có thế nằm nghiêng về hướng đông bắc. I.4.4. Bể trũng Phú Khánh: Bể trũng này có quy mô lớn từ thềm lục địa đến sườn và xa hơn về phía đông trong đới bờ của trũng nước sâu đại dương biển Đông, được chia thành các phụ bể phía Tây và phụ bể phía Đông, có ranh giới trải trong đới động lực của đứt gãy Hải Nam - eo biển Sunda, trùng với phần dưới của sườn lục địa miền Trung. Vùng nghiên cứu tuy không thuộc diện tích của bồn trũng Phú Khánh nhưng việc tìm hiểu thêm về cấu trúc kiến tạo của bể sẽ giúp cho việc đối sánh và liên kết các đặc điểm địa chất từ trong đất liền ra vùng biển nông cho đến vùng biển sâu. Phạm vi nghiên cứu nằm về hướng phụ bể phía Tây của bồn trũng Phú Khánh. Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc - kiến tạo khu vực nghiên cứu và lân cận 8 CHƯƠNG 2: LỊCH SỬ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Lịch sử nghiên cứu: Theo các mốc lịch sử, có thể chia chia lịch sử nghiên cứu ở vùng biển miền Trung thành 2 giai đoạn chính: Giai đoạn trước năm 1975 Các công trình nghiên cứu tiêu biểu: - Năm 1923, công trình nghiên cứu của nhà địa chất người Pháp E. Patte; - Năm 1949, công trình nghiên cứu về trầm tích tầng mặt của Shepard; - Năm 1959, cuộc điều tra biển Việt Nam NAGA trong khuôn khổ hợp tác giữa Hoa Kỳ và chính quyền Sài Gòn; Nhìn chung trong giai đoạn 1954 - 1975, địa chất ở vùng biển ven bờ miền Trung được nghiên cứu rất ít và rời rạc, các kết quả nghiên cứu quá sơ lược và chưa hệ thống. Giai đoạn từ năm 1975 đến nay Đây là giai đoạn phát triển không ngừng của địa chất biển với hàng loạt các chương trình nghiên cứu, các dự án, đề án nghiên cứu lớn ra đời. Tiêu biểu có các công trình sau: - Từ năm 1975, các chương trình nghiên cứu biển như "Chương trình Điều tra tổng hợp vùng biển Thuận Hải - Minh Hải" năm 1977 - 1981. Tiếp theo là các chương trình "Dải ven bờ" (1981 - 1985), "Chương trình 52-E" (1985-1990), "KT-01" (1991-1995), "KHCN-06" (1996-2000), KC-09 (2000 - 2005), KC-09/06-10 (2006- 2010) và nhiều đề tài nghiên cứu độc lập khác; - Năm 1989 - 1990: Cục Đo đạc Bản đồ Nhà nước đã thành lập bản đồ địa hình Việt Nam tỷ lệ 1:1.000.000; - Năm 1990, dự án nghiên cứu ENRECA-1 hợp tác giữa Đan Mạch và Việt Nam; - Các hoạt động liên kết khảo sát của các tàu Vulcanolog, Nexmeianov, Vinogrodop, Gagarinski; 9 - Năm 1993, chuyến khảo sát “Ponaga” trong dự án hợp tác với Pháp; - Các dự án, đề án khảo sát do Trung tâm Địa chất và Khoáng sản Biển thực hiện từ năm 1991 - 2011. Hình 2.1. Sơ đồ tài liệu thực tế vùng thềm lục địa từ Bình Định đến Khánh Hòa Tóm lại, trong khu vực nghiên cứu đã có nhiều công trình nghiên cứu khác nhau được thực hiện nhưng chưa tập trung chú trọng đến việc phân tích thành tạo Pliocen – Đệ tứ trên quan điểm phân tích tướng. Ngoài ra, các công trình nghiên cứu về địa tầng phân tập còn nhiều quan điểm chưa thống nhất giữa các nhà khoa học về chu kỳ trầm tích, ranh giới tập và đôi khi thiếu liên kết đối sánh với các tài liệu lỗ khoan bãi triều. 2.2. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp luận Để nhận biết về lịch sử tiến hóa trầm tích Pliocen - Đệ tứ thềm lục địa Trung Trung Bộ bắt buộc phải xem xét bản chất các thực thể trầm tích gắn liền 10 với cơ chế và quá trình thành tạo ra chúng dưới tác động đan xen của các yếu tố động lực nội, ngoại sinh quan trọng sau đây (hình 2.2): - Chuyển động kiến tạo - Địa hình đáy bể - Thay đổi mực nước biển - Cổ khí hậu - Môi trường trầm tích (chế độ thuỷ động lực và địa hoá môi trường) Hình 2.2. Các yếu tố động lực nôi, ngoại sinh tác động đến các thành tạo trầm tích Pliocen - Đệ tứ thềm lục địa Việt Nam (theo Trần Nghi, 1999) 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.2.1. Nhóm phương pháp địa chất trầm tích a. Phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất - Phân tích độ hạt bằng rây và pipet (đối với trầm tích bở rời), bằng lát mỏng thạch học dưới kính hiển vi phân cực; - Phân tích hình thái hạt vụn: độ mài tròn (Ro), độ cầu (Sf); - Phân tích khoáng vật; - Phân tích hoá cơ bản: SiO 2 , Al 2 O 3 , FeO, Fe 2 O 3 , CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO; - Phân tích hoá môi trường: độ pH, Eh (thế năng oxi hoá khử) Fe +2 S/Corg, Fe +2 HCl, Fe +3 , Kt ÷ ÷ ø ö ç ç è æ + + ++ ++ 22 MgCa NaK . [...]... phõn tp 12 CHNG 3: C IM TNG TRM TCH PLIOCEN - T 3.1 Kt qu minh gii cỏc mt ct a chn tiờu biu 3.1.1 a chn du khớ Trong mt ct a chn du khớ thy rừ ranh gii ca tp Pliocen - t v Miocen thng Liờn kt vi cỏc ct a tng ging khoan thuc b Phỳ Khỏnh cú th xỏc nh c ranh gii Pliocen - t õy l ranh gii bt chnh hp gúc Trm tớch Miocen thng b un np, bin dng, bo mũn v ct xộn Trm tớch Pliocen ph bin cú cu to nờm tng trng... Vng Rụ, Khỏnh Hũa ( sõu 180m nc) Ngoi khi Vng Rụ, Khỏnh Hũa ( sõu 177,5m nc) 69,3m 65m 19,8m Thnh to lút ỏy t Granit phc h ốo C Cỏt bt kt Pliocen Granit phc h inh Quỏn 330m Trm tớch Pliocen 319,5m Trm tớch Pliocen 3.2 c im tng ỏ lm c s cho vic phõn chia a tng Pliocen - t vựng nghiờn cu, khúa lun s dng ranh gii tui tuyt i theo thang a tng quc t 2008 (trc Holocen sm); theo Nguyn ch D, 2010 (ranh gii... S1 (N21) Tp Pliocen di c gii hn bi bt chnh hp khu vc Miocen - Pliocen phớa di (SB1) v b mt ngp lt cc i phớa trờn (SB2) - Gp ti lụ 120 - 121, ngoi khi Qung Ngói - Bỡnh nh Tp Pliocen di c trng l trng súng cú liờn tc khỏ, biờn phn x mnh, tn s cao c trng cho min h thng bin tin (TST) (hỡnh 4.1) Hỡnh 4.1 Mt ct a tng phõn tp tuyn BH91-120 - Gp ti lụ 122 - 125, vựng thm lc a Phỳ Yờn - Khỏnh Tp Pliocen di... triu nm ng vi pha tỏch gión cui cựng ca Neogen 13 Ngoi khi Bỡnh nh, bt chnh hp Miocen trờn v Pliocen c xỏc nh bi kiu kt thỳc phn x dng chng núc v gỏ ỏy trờn mt ct a chn tuyn BH91-120 Ti v trớ l khoan 121-CM-1X, sõu ỏy Pliocen l 1170m (hỡnh 3.2) Hỡnh 3.2 Mt ct a chn tuyn BH91-120 liờn kt vi ging khoan 121-CM-1X ỏy Pliocen ti ti vựng bin Phỳ Yờn - Khỏnh Hũa l bt chnh hp dng kt thỳc phn x kiu chng núc phn... xỏc nh c ranh gii Pliocen - t Ranh gii ny cng l mt b mt bt chnh hp khu vc 14 c trng ca trm tớch Pliocen l phn x mnh, dc cỏc mt phn x ln hn so vi trm tớch t Mt khỏc cỏc tp a chn t cú th phõn bit c rừ rng hn, b dy ln hn (hỡnh 3.4 - 3.5) Trong cỏc l khoan bói triu v ng bng ven bin, ỏy t c xỏc nh l bt chnh hp vi cỏc thnh to c hn Trm tớch t thng dng b ri hoc gn kt yu cũn trm tớch Pliocen ó gn kt tt... mộp thm, trờn 500m 4.2.3 Tp S3(N23) Giai on Pliocen mun, trm tớch vn phỏt trin k tha cỏc giai on trc theo 2 khu vc c trng: Lụ 119 - 121, tp c trng kiu n nghiờng do st lỳn kin to ng trm tớch mộp thm Tuy nhiờn, vo cui Pliocen mun ti v trớ ny li cú xu hng nõng nờn phn trờn ca tp b bo mũn ct ct 28 T lụ 122 n 125 tp gm nhiu phõn tp kiu ph chng tin ging nh trong Pliocen gia do mộp thm vn st lỳn tip tc to... cỏc giai on bng h v gian bng trờn th gii 4.3.2 Tin húa trm tớch Pliocen - t 4.3.2.1 Giai on Pliocen sm - N21 u giai on ny l thi k mc nc bin h Quỏ trỡnh bin thoỏi cng bc din ra nhanh dn n vt liu c vn chuyn ra xa v trong l khoan vựng ng bng khụng bt gp trm tớch tng lc a FSST Hỡnh 4.8 Bn tng ỏ - c a lý giai on mc nc bin h thp cc tiu trong Pliocen sm Cui giai on ng vi thi k mc nc bin dõng tuy nhiờn vn... min h thng trong tp khụng rừ (hỡnh 4.2) 27 - Trờn vựng ng bng ven bin Phỳ Yờn, tp Pliocen di phõn b sõu t 34,4 - 76,6m (LK1-PY: hỡnh 4.3) vi bazan l hng b phong húa loang l b lp sột mu xỏm v lp diatomit phong húa ph lờn trờn Hỡnh 4.2 Mt ct a tng phõn tp tuyn VOR-110 4.2.2 Tp S2(N22) Cú th lun gii cỏc phõn tp trong tp Pliocen gia l cỏc phõn tp ph chng tin c trng cho min h thng bin thp (LST) B dy cỏc... trờn nhng cn c khoa hc v nhng du hiu trc tip nh nhng nhõn chng lch s c thu thp qua nhiu ln kho sỏt trờn ỏy bin thm lc a Vit Nam v cỏc vựng k cn 16 Hỡnh 3.6 Thang a tng Pliocen - t vựng nghiờn cu 3.2.1 Cỏc tng aluvi 3.2.1.1 Giai on Pliocen (N2) Tng cỏt sn lũng sụng (aN21) Tng trm tớch ny bt gp trong mt s mt ct a chn du khớ BH91-120 (hỡnh 3.2), BP89 (hỡnh 3.7) Hỡnh 3.7 Mt ct tuyn BP09 th hin trng súng... hoc b ph bi mt lp trm tớch cỏt ln sn laterit mi trũn chn lc tt 4.3 c im tin húa trm tớch Pliocen - t: 4.3.1 C s nghiờn cu tin húa trm tớch: - ng cong dao ng mc nc chõn tnh ton cu t Trias n t ca cỏc nh khoa hc thuc cụng ty du l Exxon - Cỏc giai on bng h (B, C, Donau) tng ng gian bng (B-C, C-Donau, Donau-Gunz) trong Pliocen v 5 giai on bng h tng ng gian bng trong t ca Richard Little 35 - Trờn c s k tha . 10) Trầm tích sông (aQ 1 3a ) 11) Trầm tích sông biển (amQ 1 3a ) 12) Trầm tích biển (mQ 1 3a ) Các trầm tích Pleistocen muộn, phần muộn - Holocen sớm - giữa (Q 1 3b -Q 2 1-2 ) 13) Trầm tích. 6) Trầm tích biển (mQ 1 2a ) Các trầm tích Pleistocen giữa, phần muộn (Q 1 2b ) 7) Trầm tích sông (aQ 1 2b ) 8) Trầm tích sông biển (amQ 1 2b ) 9) Trầm tích biển (mQ 1 2b ) Các trầm tích. 1) Trầm tích sông (aQ 1 1 ) 2) Trầm tích sông biển (amQ 1 1 ) 3) Trầm tích biển (mQ 1 1 ) Các trầm tích Pleistocen giữa, phần sớm (Q 1 2a ) 4) Trầm tích sông (aQ 1 2a ) 5) Trầm tích sông biển