Đặc điểm cấu trúc, kiến tạo đông bắc bể sông Hồng

Tuy nhiên khối lượng công việc còn hạn chế và kết quả khoan TKTD dầu hí chưa cao, các yếu tố cấu trúc kiến tạo cũng như lịch sử phát triển địa chất, định hướng cho công tác tìm kiếm thăm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Tú Anh

ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC, KIẾN TẠO ĐÔNG BẮC BỂ SÔNG HỒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS.NGUYỄN VĂN VƯỢNG

Hà Nội - 2012

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC ĐÔNG BẮC BỂ SÔNG HỒNG, LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

1.1 Giới thiệu chung về bể trầm tích Sông Hồng và khu vực nghiên cứu 3

1.2 Vị trí bể Sông Hồng và khu vực nghiên cứu trong phông chung kiến tạo Đông Nam Á 7

1.3 Lịch sử nghiên cứu thăm dò địa chất- địa vật lý 11

1.3.1 Giai đoạn trước 1987: 12

1.3.2 Giai đoạn từ 1987 đến nay: 14

1.3.3 Một số kết quả đã đạt được 19

1.4 Các phương pháp nghiên cứu 21

1.4.1 Phương pháp phân tích bể trầm tích 21

1.4.2 Phương pháp minh giải và phân tích địa chấn – địa tầng 23

1.4.3 Hệ phương pháp nghiên cứu cấu trúc kiến tạo và lịch sử tiến hoá địa chất 30

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 35

2.1 Đặc điểm địa tầng 35

2.1.1 Địa tầng trước Cenozoi (PRE – KZ) 36

2.1.2 Địa tầng Cenozoi 36

2.2 Hoạt động magma ở khu vực nghiên cứu 42

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM KIẾN TẠO PHẦN ĐÔNG BẮC BỂ SÔNG HỒNG 45

3.1 Phân tầng cấu trúc tại khu vực nghiên cứu 45

3.1.1 Tầng cấu trúc trước Cenozoi 46

3.1.2 Tầng cấu trúc Cenozoi 47

3.2 Đặc điểm kiến tạo đứt gãy 50

3.2.1 Phân chia đứt gãy theo phương phát triển 51

3.2.2 Phân chia đứt gãy theo cơ chế hình thành 56

3.3 Các đơn vị kiến tạo ở phần Đông Bắc bể Sông Hồng 59

3.4 Lịch sử phát triển địa chất ở khu vực nghiên cứu 64

3.4.1 Cơ chế động học, hiệu ứng trượt bằng của bồn Sông Hồng 64

3.4.2 Các giai đoạn tiến hóa của bể 67

3.4.3 Các giai đoạn kiến tạo chính ở khu vực nghiên cứu 70

3.5 Đặc điểm kiến tạo – địa động lực nội khu vực nghiên cứu 75

CHƯƠNG 4 MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC KIẾN TẠO VỚI TIỀM NẰNG DẦU KHÍ ĐÔNG BẮC BỂ SÔNG HỒNG 78

4.1 Đặc điểm hệ thống dầu khí 78

4.2 Một số cấu tạo triển vọng và phân vùng triển vọng ở khu vực nghiên cứu 84

KẾT LUẬN 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 92

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Sơ đồ vị trí các bể Cenozoi ở thềm lục địa Việt Nam và kế cận 3

Hình 1.2. Vị trí của các mảng thạch quyển 8

Hình 1.3. Hệ thống bồn trầm tích Cenozoi Việt Nam phân bố dọc theo khối trôi trượt Đông Dương (theo Phan Văn Quýnh) 9

Hình 1.4. Sơ đồ các phát hiện và biểu hiện dầu khí ở bể Sông Hồng 11

Hình 1.5. Sơ đồ mức độ khảo sát khu vực bồn trầm tích Sông Hồng 13

Hình 1.6. Bản đồ cấu trúc miền võng Hà Nội (theo Anzoil, 1996 & PIDC, 2004) 16

Hình 1.7. Các yếu tố của mảng thạch quyển 22

Hình 1.8. Sơ đồ các kiểu cấu trúc phân lớp phản xạ 25

Hình 1.9. Bất chỉnh hợp chống đáy (downlap) 28

Hình 1.10. Bất chỉnh hợp phủ đáy (onlap) 28

Hình 1.11. Bất chỉnh hợp chống nóc 29

Hình 1.12. Đứt gãy thuận và đứt gãy nghịch 33

Hình 1.13. Uốn nếp do nén ép bể 34

Hình 2.1. Cột địa tầng tổng hợp phía Bắc bể trầm tích Sông Hồng 35

Hình 2.2. Ảnh lát mỏng LK102 (3703,00; N+ x 90) 38

Hình 2.3. Ảnh lát mỏng LK102 (3377,60;N+ x 90) 38

Hình 2.4. Ảnh lát mỏng LK 102 3 (3130 - 3135; N+ x90) 39

Hình 2.5. Ảnh lát mỏng LK 102 9 (3283-3290; N+ x90) 39

Hình 2.6. Ảnh lát mỏng LK 102 12 (3365_3370; N+ x90) 40

Hình 2.7. Ảnh lát mỏng LK 102 11 (3350_3355; N+ x90) 40

Hình 3.1. Hệ thống đứt gãy khu vực Đông Bắc bể Sông Hồng 50

Hình 3.2. Hệ thống đứt gãy trên đảo Bạch Long Vĩ 55

Hình 3.3. Mặt cắt địa chấn đã minh giải, tuyến SGPG T93-203 thể hiện rõ hệ thống đứt gãy thuận 57

Hình 3.4. Mặt cắt địa chấn đã minh giải, tuyến SGPG T93- 201 thể hiện cấu tạo dạng hình hoa 59

Hình 3.5. Các đới cấu tạo chính tại khu vực nghiên cứu (theo VPI, 2004) 59

Hình 3.6. Các đơn vị cấu trúc kiến tạo khu vực Đông Bắc bể Sông Hồng 60

Hình 3.7. Mỏ khí Tiền Hải-C trong đới nghịch đảo kiến tạo Miocen (A) và mỏ khí D14 ở đới trũng Đông Quan với khối – đứt gãy – xoay xéo trong Oligocen (B) (theo Anzoil, 1996) 62

Hình 3.8. Mặt cắt tuyến 98-1- 3 và mặt cắt địa chất tương ứng của tuyến ngang địa hào Paleogen lộ ra trên đảo Bạch Long Vĩ cách đảo vài m 63

Hình 3.9. Mô hình thúc trồi (theo Tapponier, 1986) 64

Hình 3.10. Nghịch đảo kiến tạo trong Miocen (theo VPI) 71

Hình 3.11. Mặt cắt phục hồi tuyến SGPGT93-203 72

Hình 3.12. Mặt cắt phục hồi tuyến SGPGT93 – 201 bể Sông Hồng 73

Hình 3.13. Mặt cắt phục hồi theo tuyến SGPG T93-200 74

Hình 3.14. Bản đồ kiến tạo địa động lực Đông Bắc bể Sông Hồng 75

Hình 3.15. Tuyến GPGTR 83 -07 Lát cắt thể hiện nghịch đảo kiến tạo khu vực đảo Bạch Long Vĩ (lô 1 7 (theo VPI) 77

Hình 4.1. Tầng chắn khu vực tuổi Miocen hạ và (b) tập chắn phủ trên móng (theo VPI) 79

Hình 4.2. Bản đồ trưởng thành đá mẹ nóc móng khu vực lô 102 – 106 80

Hình 4.3. Sơ đồ thể hiện sự dịch chuyển dầu khí từ các tầng đá mẹ: từ trũng sâu trung tâm (mũi tên tím) và từ các trũng địa phương (trắng) (theo VPI) 81

Hình 4.4. Mặt cắt địa chấn minh họa bẫy dạng hình hoa 82

Hình 4.5. Mặt cắt địa chấn minh họa bẫy dạng khối móng nứt nẻ 83

Hình 4.6. Lát cắt qua cấu tạo PA trong đới nghịch đảo Oligocen Bạch Long Vĩ 83

Hình 4.7. Một số cấu tạo được phát hiện tại KVNC và kế cận (theo VPI) 84

Hình 4.8. Một số cấu tạo được phát hiện ở tầng móng 85

Hình 4.9. Bản đồ phân vùng triển vọng dầu hí Đông Bắc bể Sông Hồng 86

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Bảng tổng hợp đặc điểm cấu trúc bể Sông Hồng 46

Bảng4.1 Bảng tổng hợp các đặc điểm của cấu tạo tầng móng 88

MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT

- VCHC: vật chất hữu cơ

- HC: hydrocacbon

- MVHN: miền võng Hà Nội

- TKTD: tìm kiếm thăm dò

- KVNC: khu vực nghiên cứu

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế Việt Nam nói riêng và trên toàn thế giới nói chung, ngành công nghiệp dầu hí luôn được coi là một ngành mũi nhọn và quan trọng nhất hiện nay

Ở Việt Nam, ngành công nghiệp dầu khí tuy mới phát triển nhưng nó đang là nguồn đóng góp inh phí đáng ể vào nền kinh tế nước nhà Do đó việc nghiên cứu cấu trúc kiến tạo và đánh giá tiềm năng dầu hí đã góp phần rất quan trọng vào công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí

Tính cấp thiết của đề tài: bể Sông Hồng với tổng diện tích cả bể khoảng 220.000

km2, và diện tích về phía Việt Nam khoảng 126.000 km2, trong đó phần đất liền miền võng Hà Nội và vùng biển nông ven bờ chiếm khoảng hơn 4 m2, còn lại là diện tích ngoài hơi vịnh Bắc Bộ và một phần ở biển miền Trung Việt Nam Bể Sông Hồng được coi là bể trầm tích quan trọng nhất và rất có tiềm năng ở Việt Nam Tại đây, một khối luợng lớn các tài liệu địa vật lý- địa chất đã được nhiều công ty trong và ngoài nước thực hiện Vùng Đông Bắc của bể trầm tích Sông Hồng là một khu vực có hoạt động địa chất hết sức phức tạp Hoạt động tìm kiếm thăm dò dầu hí đã được tiến hành trước đây chủ yếu đánh giá tiềm năng dầu khí của các tầng chứa lục nguyên có tuổi Miocen, Oligocen- Eocen và gần đây đối tượng móng trước Kanozoi cũng được chú ý

và đã có các hoạt động khoan TKTD Tuy nhiên khối lượng công việc còn hạn chế và kết quả khoan TKTD dầu hí chưa cao, các yếu tố cấu trúc kiến tạo cũng như lịch sử phát triển địa chất, định hướng cho công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí ở khu vực này cũng còn nhiều vấn đề chưa được làm sáng tỏ

Xuất phát từ thực tiễn trên, học viên đã lựa chọn đề tài luận văn thạc sỹ của mình

là: “Đặc điểm cấu trúc, kiến tạo khu vực Đông Bắc bể Sông Hồng” nhằm làm sáng

tỏ các yếu tố về cấu trúc, kiến tạo, lịch sử tiến hóa địa chất gắn liền với tiềm năng dầu khí của khu vực

Mục tiêu nghiên cứu: mục tiêu của đề tài luận văn là nhằm làm sáng tỏ các đặc

điểm cấu trúc địa chất cũng như đặc điểm kiến tạo, định hướng cho công tác tìm kiếm dầu khí của khu vực Đông Bắc bể Sông Hồng

Nhiệm vụ của đề tài: để làm sáng tỏ mục tiêu nêu trên, luận văn thực hiện những

nhiệm vụ sau:

 Thu thập tài liệu địa chất, địa vật lý liên quan đến đối tượng nghiên cứu

 Phân tích một số mặt cắt địa chấn tiêu biểu

 Xác định đặc điểm hình học cấu trúc địa chất và đặc điểm các chuyển động kiến tạo ghi nhận được ở Đông Bắc bể Sông Hồng

 Bước đầu tái lập lại lịch sử phát triển của khu vực nghiên cứu

Bố cục của luận văn: ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chương

chính sau:

Chương 1 Giới thiệu chung về khu vực Đông Bắc bể Sông Hồng và các phương

pháp nghiên cứu

Chương 2 Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu

Chương 3 Đặc điểm cấu trúc, kiến tạo khu vực nghiên cứu

Chương 4 Mối liên quan giữa đặc điểm cấu trúc, kiến tạo với tiềm năng dầu khí

Đông Bắc bể Sông Hồng

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC ĐÔNG BẮC BỂ SÔNG HỒNG, LỊCH

SỬ NGHIÊN CỨU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1 Giới thiệu chung về bể trầm tích Sông Hồng và khu vực nghiên cứu

Bể trầm tích Cenozoi Sông Hồng là một trong những bể trầm tích có tiềm năng dầu khí lớn nhất trên thềm lục địa Việt Nam Quá trình hình thành và phát triển của bể Sông Hồng liên quan chặt chẽ với hoạt động của đới xiết trượt Sông Hồng và quá trình tách giãn Biển Đông

Hình 1.1 Sơ đồ vị trí các bể Cenozoi ở thềm lục địa Việt Nam và kế cận

Về vị trí địa lý: Bể Sông Hồng nằm trong khoảng 10503 ’- 11003 ’ inh độ Đông,

1403 ’- 210 ’ vĩ độ Bắc (hình 1) Điểm khởi đầu của bể Sông Hồng là phía Nam thành phố Việt Trì, mở rộng dần theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, đạt chiều rộng lớn nhất khoảng 210km tại khu vực vĩ tuyến 180N sau đó thu hẹp dần cho tới khu vực ngoài hơi Quãng Ngãi thì biến thành một địa hào tiếp tục kéo dài về phía nam giữa đới nâng Tri Tôn ở phía Đông và vùng thềm Đà Nẵng thuộc các tỉnh phía Nam Trung

Bộ Phần phát triển trên đất liền là miền võng Hà Nội, phía đông bắc giáp với bể Tây Lôi Châu và phía Đông giáp với bể Nam Hải Nam và phía Nam giáp với bể Phú Khánh 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

Về mặt hình thái: bể Sông Hồng là một trũng có hình “Oval” đối xứng và kéo dài

theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, được khống chế ở hai cánh bởi các đứt gãy lớn là Sông Lô ở phía Đông Bắc và Sông Chảy ở phía Tây Nam

Về mặt khí hậu: đây là vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa bao gồm:

- Nhiệt độ:

Về mùa hè nhiệt độ thay đổi trong khoảng 26 – 360C Độ ẩm tương đối là 7 % đến 80% Về mùa đông nhiệt độ thay đổi từ 10 – 230C thấp nhất là 6 - 80C

- Gió: trong vùng có 2 mùa gió chính:

+ Gió mùa đông: chủ yếu theo hướng Bắc – Đông Bắc tốc độ trung bình là 4 - 5m/s

+ Gió mùa hè: theo hướng Nam – Đông Nam tốc độ trung bình là 2 - 3m/s

Ngoài ra mỗi năm đều có khoảng 6 - 7 cơn bão gây ra thiệt hại về vật chất cho nhân dân Hầu hết các cơn bão đều xảy ra vào tháng 7, 8, 9

Mưa: kéo dài từ tháng 4 9 Tổng lượng mưa trung bình hàng năm là 2

-25 mm, mưa lớn nhầt vào tháng 7 và tháng 10

- Sương mù: thường xuất hiện vào mùa đông từ 3 - 5 ngày trong 1 tháng, nhiều

nhất vào tháng 3

Về đặc điểm kinh tế nhân văn: Khu vực dân cư tập trung là đồng bằng Sông

Hồng Việc dân cư quá tập trung ở đồng bằng làm cho mật độ dân số trung bình đã lên tới 118 người/ km2 (1999) Mật độ này cao gấp 5 lần mật độ trung bình của toàn quốc; gấp gần 3 lần so với đồng bằng sông Cửu Long; gấp 10 lần so với khu vực miền núi và trung du Bắc Bộ; gấp 17,6 lần so với Tây Nguyên Những nơi dân cư tập trung đông nhất là Hà Nội (2833 người /km2), Thái Bình (1183 người/km2

), Hải Phòng (1113 người/km2), Hưng Yên (12 4 người/km2 – 1999) Sư phân bố dân cư quá đông ở đồng bằng Sông Hồng liên quan tới nhiều nhân tố Nền nông nghiệp thâm canh cao với nghề trồng lúa nước là chủ yếu đòi hỏi phải có nhiều lao động Trong vùng còn có nhiều trung tâm công nghiệp quan trọng và một mạng lưới các đô thị há dày đặc Ngoài ra, đồng bằng Sông Hồng đã được khai thác từ lâu đời và có các điều kiện tự nhiên khá thuận lợi cho hoạt động sản xuất và cư trú của con người Ở đồng bằng sông Hồng, dân

số gia tăng vẫn còn nhanh Vì vậy, tốc độ tăng dân số chưa phù hợp với nhịp độ phát triển kinh tế - xã hội Điều này gây hó hăn cho việc phát triển kinh tế xã hội của đồng bằng Nền kinh tế ở đồng bằng Sông Hồng tuy tương đối phát triển, nhưng đang phải chịu áp lực rất lớn của dân số Vào thời kỳ 1979 – 1989, nhịp độ tăng trưởng trung bình năm của sản xuất công nghiệp, nông nghiệp đạt khoảng 4 – 5%, trong hi đó tỉ lệ tăng dân số hằng năm vẫn dao động ở mức trên 2% Việt Nam hiện nay đang là thị trường rất hấp dẫn cho các nước phát triển vào đầu tư đặc biệt trong lĩnh vực dầu khí, bên cạnh đó nền kinh tế các nước ASEAN trong những năm gần đây tăng trưởng khá nhanh Tiếp giáp vùng nghiên cứu là Trung Quốc có nền kinh tế phát triển, công

nghiệp dầu khí tiên tiến và có nhu cầu lớn về tiêu thụ dầu khí Đó là các nhân tố quan trọng thúc đẩy các hoạt động thăm dò và hai thác dầu khí trong vùng

Bể Sông Hồng là bể có lớp phủ trầm tích Cenozoi dày trên 15 km (ở vùng trung tâm), bao gồm các thành tạo từ Eocen(?), Oligocen, Miocen và Pliocen – Đệ Tứ, chúng phủ bất chỉnh hợp lên các thành tạo trước Cenozoi Trừ phần đất liền (miền võng Hà Nội) thì phần còn lại đều nằm ở vùng biển có độ sâu nước hông vượt quá 100m, một điều kiện rất thuận lợi cho công tác tìm kiếm, thăm dò và hai thác dầu khí

Dọc rìa phía Tây bể trồi lộ các đá móng Paleozoi- Mesozoi Phía Đông Bắc tiếp giáp với bể Tây Lôi Châu, thường được gọi là bể Beibuwan, còn phía Đông lộ móng Paleozoi- Mesozoi ở đảo Hải Nam – Trung Quốc, Đông Nam là bể Nam Hải Nam và nhóm bể Hoàng Sa của Việt Nam, ranh giới phía Nam tiếp giáp với bể trầm tích nước sâu Phú Khánh

Trong tổng số diện tích cả bể khoảng 220.000 km2, bể Sông Hồng về phía Việt Nam chiếm khoảng 126.000 km2, trong đó phần đất liền miền võng Hà Nội (MVHN)

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

Phần Đông Bắc bể Sông Hồng là khu vực có hoạt động địa chất hết sức phức tạp Hoạt động tìm kiếm thăm dò dầu hí đã được tiến hành trước đây chủ yếu đánh giá tiềm năng dầu khí của các tầng chứa lục nguyên có tuổi Miocen, Oligocen – Eocen và gần đây đối tượng móng trước Cenozoi cũng được chú ý và đã có các hoạt động khoan tìm kiếm thăm dò Tuy nhiên, hối lượng công việc còn hạn chế và kết quả khoan tìm kiếm thăm dò dầu hí chưa cao

Năm 2 8, nhà thầu PCVL điều hành lô hợp đồng 102 – 1 6, đã hoan giếng khoan Hàm Rồng - 1X, kết quả thử vỉa trong đối tượng móng đá vôi nứt nẻ - cactơ cho dòng công nghiệp có lưu lượng lớn (72 9 thùng/ ngày đêm) tại cấu tạo Hàm Rồng Phát hiện này đã làm thay đổi các quan niệm tìm kiếm thăm dò dầu khí khu vực phía

Bắc bể Sông Hồng và Phụ bể Bạch Long Vĩ Kết quả nghiên cứu khu vực Hàm Rồng

và phụ bể Bạch Long Vĩ cho thấy có nhiều yếu tố mới và hệ thống dầu khí khu vực này

 Sự hình thành và giãn đáy Biển Đông

Dọc theo vòng cung đảo Indonesia, sự hình thành các bể trầm tích chủ yếu theo

cơ chế sau cung (back- arc), đó là do tốc độ hút chìm thay đổi lúc mạnh, lúc yếu theo thời gian (roll- back velocity), so với các bể khác ở Đông Nam Á, các bể sau cung này hình thành tương đối sớm, chủ yếu trong Eocen, trước khi sự húc chồi do va chạm giữa mảng Ấn Độ và mang Âu- Á có tác dụng mạnh, gây xô dịch các vi mảng

Sự va chạm của mảng Ấn Độ vào mảng Âu- Á xảy ra đồng thời với sự xoay và dịch chuyển lên phía Bắc của vòng cung Philipin tạo không gian cho các chuyển động thúc trồi của các địa khối dọc theo các đứt gãy lớn trong khu vực do sự chèn ép của mảng Ấn Độ Do đó các địa khối có xu thể trượt từ phía Ấn Độ về phía Nam và Đông Nam Nằm trong khung cảnh đó, địa khối Đông Dương cũng được cho là đã bị thúc trồi mạnh từ phía Tây Bắc xuống Đông Nam, dọc theo hệ thống đứt gãy Sông Hồng và Three Pagodas và Maeping

Do mảng Ấn Độ húc vào mảng Âu- Á từ Eocen đến ngày nay và ngày càng chuyển động về hướng Bắc, nên các chuyển động thúc trồi của các địa khối này cũng

có sự thay đổi hướng theo thời gian Các địa khối nằm ở phía Nam đứt gãy Three Pagodas bị thúc trồi sớm hơn (Eocen, đầu Oligocen) và bị đẩy ngược về phía Nam, tạo

ra các bể trầm tích có phương đứt gãy Bắc - Nam Tiếp theo là các địa khối nằm giữa

hệ thống đứt gãy Three Pagodas và Sông Hồng bị thúc trồi trong Oligocen đến Miocen sớm Phân phía Nam bị đẩy sớm hơn vào đầu hoặc giữa Oligocen, phần phía Bắc bị đẩy muộn hơn và ết thúc vào cuối Miocen sớm Cường độ va chạm và khoảng cách bị đẩy thúc trồi của phần phía Nam có lẽ mạnh hơn, xa hơn so với phần phía Bắc, tạo ra hình chữ S của bờ biển Việt Nam hiện nay (hình 3.1) Điều này cũng lý giải giai đoạn syn- rift ở phía Nam bể Sông Hồng chỉ kết thúc vào cuối Miocen sớm

Hình 1.2 Vị trí của các mảng thạch quyển

(theo Tạ Trọng Thắng)

Sự hình thành và giãn đáy Biển Đông là yếu tố kiến tạo sau cùng (bắt đầu vào giữa Oligocen và kết thúc vào cuối Miocen giữa), tác động tương hỗ với các yếu tố kiến tạo trước đó, làm phức tạp hóa bức tranh kiến tạo trong vùng ảnh hưởng, đặc biệt đối với bể Nam Côn Sơn, gây ra một pha tạo rift mới vào Miocen giữa

Như vậy, bể Sông Hồng là một bể trầm tích Đệ Tam được hình thành từ một địa hào dạng éo toác có hướng Tây Bắc – Đông Nam, được khống chế ở hai cánh bằng các đứt gãy thuận trượt bằng ngang Sự khởi đầu của các đứt gãy này là do va chạm của mảng Ấn Độ vào mảng Âu-Á vời thời kỳ Eocen - Oligocen sớm Hoạt động trượt bằng trái và kéo toác chính là yếu tố địa động lực chủ yếu tạo bể Sông Hồng Sau quá trình nghịch đảo kiến tạo trong Miocen giữa-muộn, bể trầm tích tiếp tục trải qua quá trình sụt lún nhiệt cho đến ngày nay

Hình 1.3 Hệ thống bồn trầm tích Cenozoi Việt Nam phân bố dọc theo

khối trôi trượt Đông Dương (theo Phan Văn Quýnh)

Bể Sông Hồng được thành tạo trên một miền vỏ lục địa có sự giảm rõ rệt về chiều dày, dày ở phần rìa (20 - 24km) và mỏng dần về phía trung tâm bể (14 - 16km) Phần bắc bể Sông Hồng có dạng sụt bậc vào trung tâm bởi hệ thống đứt gãy thuận ở hai cánh

và rìa của nó éo dài theo phương Tây Bắc – Đông Nam, các cấu trúc bị chia cắt bởi các hệ thống đứt gãy có phương hác nhau, mà các hệ thống đứt gãy đó đã phân chia cấu trúc của bể thành các kiến trúc bậc cao hơn …

Trong diện tích bể Sông Hồng đã phát hiện các dạng dị thường từ dạng dải mạnh, thay đổi theo phương Tây Bắc – Đông Nam, sự thành tạo núi lửa bazan ở rìa là những đặc trưng iểu kiến trúc được hình thành và phát triển trong bối cảnh địa động lực tách giãn, nguồn rift phát triển trên một đới khâu lớn có hoạt động lâu dài và có thể đạt đến giai đoạn đầu của thời kỳ phát triển rift kiểu Biển Đỏ ở Đông Phi Mặt khác hệ thống đứt gãy sâu Sông Hồng là đới trượt bằng trái có biên độ lớn trong mô hình kiểu kiến trúc kiểu hoa âm với hệ thống đứt gãy tỏa tia ở đới nghịch đảo kiến tạo vùng Tây Nam đứt gãy Vĩnh Ninh

Sự hình thành và phát triển của bể Sông Hồng xảy ra trong điều kiện địa động lực thay đổi theo không gian và thời gian nên bể Sông Hồng có cấu trúc địa chất hết sức phức tạp và thay đổi từ đất liền ra biển theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và Nam

1.3 Lịch sử nghiên cứu thăm dò địa chất- địa vật lý

Hình 1.4 Sơ đồ các phát hiện và biểu hiện dầu khí ở bể Sông Hồng

(theo VPI)

Trên lãnh thổ Việt Nam của bể Sông Hồng đã hảo sát tổng cộng hơn 8 m tuyến địa chấn 2D và 12.000 km2 địa chấn 3D, nhưng phân bố hông đều, tập trung chủ yếu ở các lô đất liền, ven cửa sông Hồng và biển miền Trung Có trên 50 giếng

khoan tìm kiếm thăm dò đã được hoan (trên đất liền: 27 giếng, ngoài hơi: 24 giếng)

Có một phát hiện khí ở đất liền và đang khai thác Ở ngoài hơi tuy đã phát hiện khí nhưng chưa có phát hiện thương mại quan trọng để thẩm lượng và phát triển mỏ Trong

hi đó, phần diện tích thuộc lãnh hải Trung Quốc đã có nhiều phát hiện quan trọng đã

đi vào phát triển và khai thác [8]

Về tình hình tìm kiếm thăm dò và hai thác của khu vực nghiên cứu có thể chia làm 2 giai đoạn:

1.3.1 Giai đoạn trước 1987:

Vùng nghiên cứu đã được quan tâm tìm kiếm thăm dò từ rất sớm Những năm trước 1987 tập trung khảo sát ở miền võng Hà Nội (MVHN) với nhiều phương pháp hác nhau Năm 1961 – 1963 đã áp dụng 2 phương pháp đầu tiên là khảo sát hàng không và trọng lực đạt tỷ lệ 1/2 , sau đó trong các năm 1964, 1967, 197 – 1973,

1976, 1980 – 1982 và 1983 – 1985, đã tiến hành nghiên cứu trọng lực chi tiết hơn tại một số vùng (Đông Nam dải Khoái Châu – Tiền Hải, Kiến Xương) đạt tỷ lệ 1/50.000 – 1/25.000

Tiếp theo là công tác thăm dò điện cấu tạo được thực hiện trong các năm 1964 –

1969 trên diện tích 26.000 km2 với tỷ lệ 1/200.000 Còn các vùng Tiền Hải, Kiến Xương đã được thực hiện các phương pháp thăm dò điện hác như đo sâu điện, đo sâu

từ - tule, dòng tule với tỷ lệ 1/100.000 và 1/25.000

Với mục đích nghiên cứu cấu trúc khu vực và tìm kiếm các cấu tạo có triển vọng dầu hí, các phương pháp nghiên cứu địa vật lý đã được tiến hành là thăm dò địa chấn khúc xạ (1962 – 1973), phản xạ (1973 – 1975) và phản xạ điểm sâu chung (1975 đến nay) với các tỷ lệ khác nhau từ 1/2 đến 1/25.000 Khoảng trên 9000 kmtuyến địa chấn được thu nổ bằng các máy ghi để nghiên cứu cấu trúc sâu với tỷ lệ 1/50.000 – 1/25.000 Phần lớn các nghiên cứu này đều tập trung ở phần trung tâm Miền Võng Hà Nội, trên các đơn vị cấu trúc như trũng Đông Quan, trũng Phượng Ngãi, dải nâng Tiền

Hải, Kiến Xương Ngoài hơi phía bắc bể Sông Hồng những năm trước 1975 hầu như không có hoạt động nghiên cứu địa vật lý nào

Hình 1.5 Sơ đồ mức độ khảo sát khu vực bồn trầm tích Sông Hồng

Về công tác khoan, từ năm 1967 – 1968 đã tiến hành khoan 21 lỗ khoan nông, vẽ bản đồ có chiều sâu từ 30 – 150m Từ năm 1962 – 1964 đã tiến hành khoan 25 giếng

khoan cấu tạo có chiều sâu từ 165 – 1.200 m với tổng khối lượng trên 22.000 m khoan Kết quả các giếng khoan và tài liệu địa chất thu được đã bước đầu cho thấy bức tranh cấu trúc và triển vọng dầu khí của miền võng Hà Nội Từ năm 1970 – 1985, tại miền võng Hà Nội đã được khoan 42 giếng hoan thăm dò và hoan hai thác hí có chiều sâu từ khoảng 600 – 4.250 m với tổng khối lượng khoan trên 100.000 m khoan Trong

số 11 diện tích gồm cấu tạo và bán cấu tạo ép và đứt gãy, cấu tạo dạng mũi, đới vát nhọn địa tầng đã hoan tìm iếm chỉ phát hiện dược một mỏ khí Tiền Hải-C vào năm

1975

Tuy nhiên, do các phương pháp xử lý trước đây chủ yếu là thủ công nên độ chính xác không cao, các kết quả minh giải chủ yếu mang tính chất khu vực, chưa xây dựng được các sơ đồ cấu trúc ở tỷ lệ tương xứng với mức độ tài liệu thu được Hạn chế chung của các nghiên cứu này là tập trung chủ yếu ở phần trung tâm miền võng Hà Nội với mức độ khảo sát mang tính chất khu vực Đa số tài liệu có chất lượng thấp kém, mặt khác do thiếu số liệu về chiều sâu móng kết tin nên việc giải thích tài liệu gặp khó hăn và sơ đồ được dựng lên có mức độ tin cậy không cao

Do vấn đề về khoa học công nghệ còn yếu ém, đội ngũ cán bộ chưa đủ trình độ nên trong giai đoạn kể trên, phần ngoài hơi phía bắc bể Sông Hồng bao gồm cả lô 106 hầu như chưa có công tác tìm iếm thăm dò, nên chưa xây dựng được các bản đồ và tài liệu về cấu tạo nhằm giải đoán về cấu trúc địa chất và triển vọng dầu hí ngoài hơi phía bắc bể Sông Hồng

1.3.2 Giai đoạn từ 1987 đến nay:

Từ khi luật đầu tư nước ngoài được ban hành, công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí ở thềm lục địa Việt Nam bước vào giai đoạn hoạt động mở rộng và sôi động trên toàn thềm, trong đó có bể Sông Hồng

Từ năm 1988 đến nay đã có 12 hợp đồng dầu hí được ký kết để tìm kiếm thăm dò

ở Sông Hồng, trong đó có 9 hợp đồng đã ết thúc do không có phát hiện thương mại

(Total, Idemitsu, Shell, OMV, Sceptre, IPC, BP và BHP), hiện còn 3 nhà thầu đang hoạt động là Petronas (PSC lô 102 – 106), Vietgasprom (JOC lô 112) và Maurel&Prom (MVHN)

Sau khi ký hợp đồng, các nhà thầu đã tích cực triển khai công tác khảo sát địa chấn

và hoan thăm dò Ở miền võng Hà Nội, năm 1994 – 1997, công ty Anzoil đã thực hiện 3 đợt thu nổ địa chấn 2D với khối lượng 2.214 m, trong đó có 813 km tuyến ở vùng nước nông ven bờ Điều đáng nhấn mạnh ở đây là mặc dù tài liệu mới có chất lượng tốt hơn hẳn nhưng phần dưới mặt cắt nơi có đối tượng chứa khí Oligocen vẫn chưa được rõ ràng Kết quả của các đợt khảo sát sau cùng đã chính xác hóa được cấu trúc, phát hiện thêm được các cấu tạo mới như B1 , D14, K2

Trên cơ sở nghiên cứu các vấn đề kiến tạo, địa tầng, trầm tích, môi trường và phân tích hệ thống dầu khí ở miền võng Hà Nội, Anzoil đã phân ra ba đới triển vọng gắn liền với ba loại bẫy dầu khí cần tìm kiếm thăm dò như : (1) Đới cấu tạo vòm èm đứt gẫy xoay xéo Oligocen (Oligocen Tilted Fault Blocks).(2) Đới các cấu tạo chôn vùi với đá cacbonat hang hốc và nứt nẻ (Burried Hills Trend) phân bố ở rìa đông bắc MVHN.(3) Đới cấu tạo nghịch đảo Miocen (Miocen Inverted Miocen Zone) phân bố ở trung tâm

và đông nam MVHN (Hình 2.2) Quan điểm thăm dò của Anzoil là: tìm khí và condensat ở đới 1&3, tìm dầu ở đới thứ 2, nhưng tập trung ưu tiên TKTD ở đới 1 & 2 Các giếng hoan đã được Anzoil tiến hành khoan từ 1996-1999 theo quan điểm đó và ở mức độ nào đó đã thành công: 7 trong số 8 giếng đã có dấu hiệu tốt đến rất tốt, có một phát hiện khí (D14-1X) và một phát hiện dầu (B10-1X)

Hình 1.6 Bản đồ cấu trúc miền võng Hà Nội

(theo Anzoil, 1996 & PIDC, 2004)

Từ năm 2 2 công ty dầu hí Maurel và Prom đã hoan thêm 2 giếng B26-1X và

B10- 2X ở miền võng Hà Nội nhằm thăm dò và thẩm lượng đối tượng cacbonat chứa

dầu Cũng trong năm 2 1- 2 2, PIDC đã hoan tiếp 2 giếng khoan: (1) giếng khoan

trên cấu tạo Phù Cừ (PVPC- 1X) là một cấu tạo nghịch đảo ở dải nâng Khoái

Châu-Tiền Hải, đạt chiều sâu 2000m, kết quả hông như mong đợi; (2) giếng khoan trên cấu

tạo Xuân Trường (PV-XT-1X) đạt chiều sâu 1877 m, giếng khoan không gặp móng

như dự kiến nhưng giếng có biểu hiện tốt về khí và condensat, mặt cắt cho thấy tại đây

có đá mẹ Oligocen tốt với tổng hàm lượng carbon hữu cơ rất cao, có tiềm năng sinh dầu

Công tác hoan thăm dò ở ngoài hơi bể sông Hồng chủ yếu cũng do các nhà thầu Dầu khí thực hiện Từ năm 199 đến nay đã hoan hoảng 25 giếng Hiện nay đã phát hiện mỏ khí Tiền Hải có giá trị thương mại và các phát hiện dầu khí trong Miocen, Oligocen, trong móng đá vôi tuổi Cacbon – Pecmi điều này mở ra một hướng nghiên cứu mới về tiềm năng sinh dầu khí ở khu vực này

Năm 199 , công ty dầu hí TOTAL đã ý hợp đồng phân chia sản phẩm (PSC) với PetroVietnam, tìm kiếm thăm dò và hai thác dầu khí trên diện tích lô 106 và một phần diện tích các lô 102, 103 và 107 thuộc bể trầm tích Sông Hồng Trong giai đoạn thăm

dò, TOTAL đã hảo sát 9200 km tuyến địa chấn 2D

Tháng 2 năm 2 3, PCOSB đã trúng thầu (farmed-in into) các lô 102 và 106, sau

đó họ đã hảo sát khoảng 450km2 tuyến địa chấn 2D Trên cơ sở những tài liệu mới này họ đã hoan GK YenTu – 1X trên cấu tạo Yên Tử vào tháng 9/2004 Mục đích của

GK là kiểm tra/đánh giá các đối tượng cacbonat trước Cenozoi bị nứt nẻ và karster hóa

và bẫy địa tầng Oligocen – Miocen Kết quả của GK này rất khả quan, gặp tầng cát chứa dầu dày 2,9m trong Miocen trung với độ rỗng trung bình 18% và độ bão hòa nước trung bình (Sw) là 57% Phát hiện YenTu – 1X là phát hiện dầu hí đầu tiên ở ngoài hơi miền Bắc Việt Nam, điều này đã chứng tỏ tiềm năng dầu khí của của khu vực lô

102 và 106 Kết quả thử (DST#1) được tiến hành trong đối tượng móng cacbonat và gặp hí nhưng ết quả không khả quan

Trong năm 2 5, PCOSB đã tiến hành khảo sát bổ sung địa chấn 3D trên diện tích 320km2 ở lô 102 và 284km2 ở lô 1 6 Trên cơ sở các kết quả của khảo sát mới, tháng 6/2005 họ đã tiến hành hoan GK thăm dò thứ hai HaLong – 1X, GK đạt chiều sâu 1930m Mục đích của GK là tìm kiếm, đánh giá đối tượng cacbonat trước Cenozoi bị

nứt nẻ, kaster hóa và các bẫy địa tầng Oligocen – Miocen Giếng khoan chỉ gặp biểu hiện dầu khí và nhà thầu đã hủy giếng Kết quả thử DST (DST#1) trong đá móng cacbonat trước Cenozoi gặp nước với lưu lượng 516,5 thùng/ngày, ngoài ra trong khoảng Miocen trung theo kết quả minh giải tài liệu địa vật lý là các tập cát, tuy nhiên trong thực tế lại là tầng sét

Tháng 9/2006, PCOSB khoan giếng ThaiBinh – 1X, GK đã gặp đới chứa dầu dày 70m trong 7 tầng/lớp cát Miocen hạ - trung Tiến hành thử vỉa hai lần với kết quả thu được 23 MMscf/d và 24 MMscf/d

Năm 2 8, PCOSB đã hoan GK Hamrong-1X kết quả thử vỉa cho dòng công nghiệp có lưu lượng lớn (72 9 thùng/ ngày đêm với choke 128/64) tại cấu tạo Hàm Rồng thuộc lô hợp đồng 102-106 do Nhà thầu PCVL điều hành Đây là tin vui đồng thời đã làm thay đổi các quan niệm TKTD dầu khí khu vực phía Bắc bể Sông Hồng và phụ bể Bạch Long Vĩ

Tình hình đầu tư và ết quả hoạt động tìm kiếm thăm dò nêu trên cho thấy mức độ tài liệu và hoạt động TKTD (địa chấn, hoan) hông đồng đều giữa các lô Vùng Đông

lô 106 và lô 101 còn chưa được nghiên cứu, lô 107 chủ yếu mới có tài liệu khảo sát địa chấn khu vực, còn vùng nước nông dưới 1 m nước và vùng cửa vịnh, nơi có nhiều cấu tạo triển vọng nhưng vẫn chưa được hoan thăm dò

Mặc dù diện tích ngoài hơi bể sông Hồng là khu vực rất rộng lớn còn nhiều bí ẩn

về tiềm năng dầu khí, xong công tác tìm kiếm thăm dò nói chung chỉ được đẩy mạnh từ những năm 9 Để đẩy mạnh và nâng cao hiệu quả thăm dò ở bể sông Hồng cần thiết phải đầu tư nghiên cứu chính xác cấu trúc địa chất và hệ thống dầu hí, đồng thời phải nghiên cứu áp dụng các công nghệ mới phù hợp với điều kiện địa chất phức tạp của bể sông Hồng

Đến nay tại bể Sông Hồng mới chỉ có 9 phát hiện khí và dầu với tổng trữ lượng và tiềm năng hoảng 225 triệu m3 quy dầu, trong đó đã hai thác 0,55 tỷ m3 khí Các phát

hiện có trữ lượng lớn đều nằm tại khu vực vịnh Bắc Bộ và phía Nam bể Sông Hồng, như vậy tiềm năng hí ở ngoài biển hơn hẳn trong đất liền, tuy nhiên do hàm lượng

CO2 cao nên hiện tại chưa thể hai thác thương mại được Tiềm năng chưa phát hiện

dự báo vào khoảng 845 triệu m3 quy dầu, chủ yếu là khí và tập trung ở ngoài biển

- Các mỏ đã đưa vào hai thác: Tiền Hải C, Đông Quan D, D14

- Các cấu tạo đã phát hiện: Thái Bình, Yên Tử, Hàm Rồng, Báo Vàng, Báo Đen, Bạch Long, Hồng Long, Hoàng Long, Hắc Long, Địa Long

Được sự cho phép của Thủ tướng Chính phủ tại công văn số 2191/TTg-QHQT ngày 23/11/2011 về việc phê duyệt danh mục Dự án do Chính phủ Đan Mạch tài trợ,

Dự án “Nghiên cứu khoa học và đào tạo về mô hình hóa các bể trầm tích ở Việt Nam

Pha III: Phần phía Bắc bể Sông Hồng và Miền võng Hà Nội” (Dự án ENRECA pha

III) đã bước vào giai đoạn triển khai thực hiện Một trong các hoạt động chính của Dự

án là khoan giếng khoan ENRECA-3 trên đảo Bạch Long Vĩ với chiều sâu 500m nhằm thu được các tài liệu có giá trị nhất về địa tầng trầm tích Paleogen phục vụ cho công tác tìm iếm thăm dò dầu hí hông chỉ ở bể Sông Hồng, mà còn ở các bể trầm tích Paleogen hác ở thềm lục địa Việt Nam

1.3.3 Một số kết quả đã đạt được

a Những phát hiện trên đất liền

Phát hiện khí TH–C: mỏ hí này được phát hiện vào năm 1975, theo tính toán trữ lượng tại chỗ khoảng hơn 1 tỷ m3 và có trữ lượng khoảng 600 triệu m3, mỏ đã được đưa vào hai thác từ năm 1986 và là nguồn cung cấp năng lượng chính cho miền Bắc Hiện nay mỏ vẫn đang được hai thác nhưng sản lượng đang suy giảm và có thể phải ngừng hai thác trong vài năm tới

Ngoài mỏ TH–C còn một phát hiện khí khác tại giếng hoan 2 4 Đông Hoàng, nhưng đến nay chưa được xử lý tiếp

Phát hiện khí D14 của Anzoil và M&P, theo tính toán trữ lượng khí của D14 dao động từ 0,7-48,5 tỷ m3

khí, mức trung bình là 3,7 tỷ m3 hí Nhưng do tính chất chứa vỉa kém nên M&P dự kiến một hệ số thu hồi khiêm tốn là 37% lượng khí tại chỗ

Phát hiện dầu của cấu tạo B10 cấu tạo này thuộc nhóm đối tượng móng bị chôn vùi, phân bố trong vùng rìa đông bắc Đối tượng chứa là đá vôi và cát bột kết tuổi Paleozoi muộn, tuy nhiên theo kết quả tính toán của nhà thầu thì trữ lượng của phát hiện này là hông thương mại

b Những phát hiện ngoài khơi

Phát hiện khí – condensat tại giếng khoan 103-T-H-1X là một phát hiện đầu tiên về khí ở ngoài hơi Đối tượng chứa là cát kết Miocen, ngoài ra còn hai phát hiện không thương mại khác là khí tại giếng khoan PV-HL-1X và dầu trong Miocen tại giếng khoan 106-YT-1X

Phát hiện khí DongFang (DF1-1): cấu tạo này là một khép kín 4 chiều, biên độ nhỏ, được hoàn thành trong quá trình tạo mud-diapir Cấu tạo này có diện tích khép kín

4 chiều khoảng 350km2, đối tượng là cát kết Pliocen nằm ở độ sâu 1200-1450m Sau khi thẩm lượng, trữ lượng của phát hiện này được công bố là 99,7 tỷ m3 (tương đương 3,52TCF), hiện nay mỏ này đã bắt đầu được hai thác và hí được dẫn theo đường ống vào đảo Hải Nam Ngoài cấu tạo chính là DF1-1 còn có hai cấu tạo vệ tinh khác là DF4-1 (khoảng 10km về phía Tây Bắc) và DF29-1 (khoảng 10km về phía Tây Nam) Phát hiện khí/ condensate LeDong8-1: cấu tạo LD8-1 cũng là hép ín 4 chiều có liên quan mật thiết đến cấu trúc mud-diapir Diện tích cấu tạo vào khoảng 170 km2 trên cấu tạo này đã có 4 giếng hoan thăm dò và thẩm lượng, trong đó chỉ có 1 giếng khoan vào đỉnh của cấu tạo có hàm lượng CO2 cao còn các giếng hoan hác đều thu được khí HC với tỷ lệ CO2 chấp nhận được Đối tượng nằm trong cấu tạo LD8-1 là cát kết

Đệ Tứ và cát kết Pliocen nằm trong khoảng độ sâu từ 1000 - 1400m

Phát hiện khí Ledong 15-1: cấu tạo LD15-1 nằm cách cấu tạo LD8-1 không xa về phía Đông Nam, cấu tạo LD15-1 cũng là một khép kín 4 chiều có liên quan đến mud-diapir tương tự như cấu tạo LD8-1 Trên cấu tạo này đã có 3 giếng hoan thăm dò, trong đó 1 giếng gặp khí CO2 và 2 giếng còn lại đều gặp khí HC với tỷ lệ CO2 thấp Cấu tạo có diện tích khoảng 150km2, trữ lượng được công bố là từ 18-20 tỷ m3 khí (khoảng 7 BCF) Đối tượng chứa khí của cấu tạo gồm cát kết Đệ Tứ và cát kết Miocen nằm ở độ sâu 1400 - 1600m

Phát hiện khí/ condensat Ledong 22-1: cấu tạo LD22-1 nằm ở phía Tây Nam cấu tạo LD15-1 Trên cấu tạo này đã có tổng cộng 6 giếng hoan thăm dò và thẩm lượng, trong đó chỉ có 1 giếng khoan ngay trên đỉnh của cấu tạo mud-diapir là có tỷ lệ CO2cao còn các giếng hác đều gặp khí HC với tỷ lệ CO2 chấp nhận được Diện tích khép kín 4 chiều của cấu tạo vào khoảng 200km2, trữ lượng được công bố là 20 tỷ m3 khí thương mại Các đối tượng chứa là cát kết Đệ Tam nằm ở độ sâu < 1000m và cát kết Pliocen nằm ở độ sâu < 1600m

1.4 Các phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Phương pháp phân tích bể trầm tích

Khi nghiên cứu bất kỳ một bể trầm tích nào đó thì phần không thể thiếu được là làm sáng tỏ ranh giới bồn trầm tích, phân loại kiểu bồn trầm tích, các thành phần trầm tích lấp đầy trong bể và sự phát triển của bể trong từng thời kỳ Để làm sáng tỏ các yếu

tố trên của một bể trầm tích thì phương pháp “Phân tích bể trầm tích” là một công cụ hữu hiệu để nghiên cứu vì bằng phương pháp này các quá trình tiến hóa địa chất của một bồn trầm tích được nghiên cứu dựa trên chính đặc điểm của các trầm tích lấp đầy trong bể Các khía cạnh nghiên cứu về trầm tích cụ thể là thành phần thạch học, các cấu trúc ban đầu và kiến trúc bên trong được tổng hợp và hình thành nên lịch sử chôn vùi của bồn trầm tích Sự tổng hợp này có thể cho thấy bồn trầm tích được hình thành trong từng giai đoạn khác nhau cùng với quá trình lấp đầy trầm tích bao gồm từ vận

chuyển lắng đọng như thế nào và nguồn trầm tích lấp đầy bể Cũng như các mô hình người ta có thể phát triển và giải thích các cơ chế thành tạo bể trầm tích

Các ranh giới mảng: thạch quyển được chia thành một số mảng có đường ranh giới

xuống tận quyển mềm Các mảng này tách ra khỏi đới có độ nhớt thấp tại nóc của quyển mềm Các mảng đều chuyển động tương đối so với nhau Các mảng tồn tại ở trạng thái rắn, các biến dạng thường xảy ra dọc theo các ranh giới mảng Có 3 loại ranh giới mảng/ rìa tích cực tồn tại gồm: phân kỳ, hội tụ và chuyển dạng

Hình 1.7 Các yếu tố của mảng thạch quyển

1- Quyển mềm; 2- Thạch quyển; 3- Điểm nóng; 4- Vỏ đại dương; 5- Mảng hút chìm; 6- Vỏ lục địa; 7- Đới tách giãn trên lục địa; 8- Ranh giới hội tụ; 9- Ranh giới phân kỳ; 10- Ranh giới chuyển dạng; 11- Núi lửa dạng khiên; 12- Sống núi giữa đại dương; 13- Ranh giới mảng hội tụ; 14- Núi lửa dạng tầng; 15- Cung đảo núi lửa; 16- Mảng; 17- Quyển mềm; 18- Rãnh đại dương

a Phân kỳ

Các ranh giới phân kỳ xuất hiện ở nơi các mảng chuyển động tách rời nhau và

thường điển hình bởi các trung tâm giãn sống núi giữa đại dương Các sống núi giữa đại dương mới được thành tạo ở nơi vỏ lục địa bị tách rời nhau và mang vật liệu từ manti lên bề mặt Khi sự phân kỳ tiếp tục xảy ra, các rìa lục địa bị tách giãn và không hoạt động về mặt kiến tạo, tạo thành các rìa thụ động hoặc sườn của các đại dương bị tách giãn

Các ranh giới va mảng xuất hiện ở nơi mảng lục địa cấu thành nên các mảng chờm nghịch hoặc chui xuống Đặc biệt là các mảng lục địa có tính nổi dẫn đến kết quả là không bị chui xuống, tạo ra sự phá hủy trên diện rộng, cường độ lớn cùng với quá trình sinh ra các đai tạo núi, ví dụ như Himalaya Cũng với bản chất nổi, thạch quyển lục địa trở nên dày hơn do có sự chồng gối nhau và quá trình va mảng nhanh chóng bị kết thúc

c Chuyển dạng

Ranh giới chuyển dạng thường xảy ra ở những mảng tiếp giáp nhau dịch chuyển song song và ngược chiều với nhau do đó bị chi phối bởi các đứt gãy chuyển dạng

1.4.2 Phương pháp minh giải và phân tích địa chấn – địa tầng

Địa chấn địa tầng là phương pháp phân tích tài liệu địa chấn phản xạ dựa trên cơ sở nghiên cứu mối quan hệ giữa đặc điểm trường sóng địa chấn với đặc điểm địa chất nhằm giải quyết các nhiệm vụ như liên ết địa tầng, nghiên cứu sự biến đổi tướng, điều kiện môi trường trầm tích, dự báo thành phần thạch học…

Phân tích mặt cắt địa chấn cần phải dựa vào hai nguyên tắc sau:

Xác định mối liên hệ giữa các đặc điểm của trường sóng địa chấn với lát cắt địa chất quan sát được ở các giếng khoan để từ đó xây dựng các mẫu chuẩn Tiếp theo dựa vào các mẫu chuẩn lựa chọn được tiến hành nhận dạng địa chất trường sóng địa chấn

Vì các giếng khoan thường được bố trí rải rác ở những điểm nhất định, mặt khác chúng chỉ tồn tại ở những khối nhô của móng nên để phân tích các tài liệu địa chấn, chắc chắn chủ yếu phải dựa vào các chỉ tiêu và nguyên tắc của phương pháp địa chấn địa tầng Chỉ dựa vào các nguyên tắc và chỉ tiêu của địa tầng địa chấn chúng ta mới có khả năng xác định chính xác các vị trí của các ranh giới và theo dõi chúng trong toàn

bộ không gian Theo chúng tôi ngay cả những trường hợp hi đã xác định được những tồn tại các ranh giới địa tầng theo các số liệu địa chất giếng khoan thì việc chính xác hoá chúng trên các mặt cắt địa chấn dựa vào các chỉ tiêu địa chấn địa tầng vẫn cần thiết Trong những điều kiện cấu trúc địa chất phức tạp, đặc biệt khi những điều kiện tướng và môi trường thay đổi phức tạp thì việc liên kết đơn thuần các số liệu giếng khoan chắc chắn sẽ hông đơn giản Vì vậy khai thác các mặt cắt địa sẽ được triển khai

để giải quyết các nhiệm vụ sau:

+ Chính xác hoá các ranh giới phức tập (sequence)

+ Xác định các ranh giới phân tập và nhóm phân tập, các miền hệ thống trầm tích trong tập địa chấn

+ Xác định tướng và môi trường của các tập địa chấn

Sơ đồ các kiểu cấu trúc phân lớp phản xạ

Trầm tích đồng đều trong môi trường

ổn định, đáy lún chìm đều phát triển ở các vùng thềm và bể nước sâu

Có uốn nếp và ảnh hưởng đều của kiến tậo sau trầm tích

Ảnh hưởng nhiều của kiến tạo trầm tích

Thay đổi tốc độ lắng đọng, lún chìm.Thường liên quan đến tích tụ đường bờ Tướng hạt thô.

Trầm tích sườn thềm năng lượng yếu, bồn lún chìm nhanh hoặc nước biển dâng nhanh Chủ yếu là sét và bột

Năng lượng lớn, dòng chảy lớn, vật liệu nhiều Bồn ít lún chìm, tướng hạt thô

Trầm tích châu thổ nước nông, có thể là tiền châu thổ

Trầm tích châu thổ, kênh lạch lòng sông

Địa hình phức tạp, mấp mô, năng lượng hông đều ở sườn thềm Tướng Cacbonate

Song song

Song song lượn sóng

Không quy luật

Trầm tích vùng khối trượt lở lấp đầy, phá huỷ kiến tạo, hẽm ngầm

a Chính xác hóa ranh giới các phức tập

Chính xác hóa ranh giới các phức tập có ý nghĩa quan trọng không chỉ ở chỗ phân chia lát cắt thành các tập địa chấn có tuổi hác nhau mà còn đối sánh được với khung thời địa tầng trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển và chuyển động kiến tạo

Các ranh giới phức tập được xác định bằng các phương pháp sau:

- Dựa vào các số liệu địa vật lý giếng khoan, và các băng địa chấn tổng hợp (syntetic seismo grams) các số liệu thạch học sẽ tiến hành xác định ranh giới địa tầng địa chấn trên các mặt cắt địa chấn ở tất cả các vị trí có giếng khoan cắt qua

- Đối sánh các ranh giới phức tập với thang thời địa tầng, thạch địa tầng và sinh địa tầng

Như chúng ta đã biết các ranh giới địa chấn địa tầng trên các mặt cắt địa chấn phải thỏa mãn các tiêu chuẩn sau:

 Phân chia mặt cắt theo chiều thẳng đứng ra các phần có các trường sóng khác biệt

về hình dạng, thế nằm, tính liên tục, tính quy luật, độ dày của các mặt phản xạ sóng

- Về cường độ và tần số của ranh giới phản xạ trong lát cắt

- Về sự có mặt của các thể địa chất (phun trào, xâm nhập, diapia v.v.) và các dạng trường sóng đặc trưng

- Về đặc điểm hoạt động phá huỷ kiến tạo

 Có thế nằm của các mặt phân lớp đè vào 2 phía của ranh giới đặc trưng cho các bất chỉnh hợp địa tầng địa chấn như gá đáy, chống nóc ở hai phía (bi-directional onlap, toplap) bào mòn, cắt xén (erosion, truncation), đào hoét canion v.v

 Tuân thủ tính nhịp của các chu kỳ trầm tích trong lát cắt Đối với các tập biển thì phía trên các ranh giới được bắt đầu từ các tập hạt thô thuộc tướng cát, sạn bãi triều, cát nón quạt cửa sông kiểu châu thổ biển tiến phủ trực tiếp trên mặt bào mòn biển tiến

(Ravinenment) Vì vậy, phía dưới mặt bào mòn phải là tập hạt mịn liên quan tới các tập biển tiến và tập biển cao (Trangressive systems tract hay tập highstand systems tract)

b Xác định móng âm học

Móng âm học được thể hiện ở dưới bởi các đặc điểm sau của trường sóng địa chấn:

- Trường sóng trắng, tự do với các sóng phản xạ lập từ móng và các sóng phản xạ, phản xạ từ bề mặt của các đứt gãy cắt qua các thành tạo trước Cenozoi

- Bề mặt phản xạ kém liên tục, chứng tỏ bề mặt móng bị các hoạt động đứt gãy và

bị quá trình phong hoá phá huỷ rất mạnh

Địa hình mặt móng bị phân cắt bởi các khối nâng nằm xen kẽ giữa các địa hào, bán địa hào

Đè lên trên móng âm học là các thành tạo trầm tích có các đặc điểm sau:

- Thể hiện tính phân lớp liên quan tới quá trình trầm tích

- Tồn tại các mặt phân lớp dạng onlap, nằm đè ề áp vào các sườn các khối nhô; ngoài

ra tồn tại các trục đồng pha dạng chống và gá đáy hai phía liên quan đến các quạt aluvi

c Xác định ranh giới các nhóm phân tập và phân tập

Mỗi phức tập được giới hạn bởi hai ranh giới đáy và nóc Hai ranh giới đó chính là hai bề mặt gián đoạn trầm tích hoặc bề mặt chuyển tiếp hai môi trường đột ngột tạo nên mặt phản xạ sóng địa chấn mạnh Phân chia các phức hệ địa chấn phụ thuộc vào việc xác định các ranh giới bất chỉnh hợp Dấu hiệu nhận biết các ranh giới bất chỉnh hợp liên quan đến đặc điểm tiếp xúc của các pha phản xạ như bất chỉnh hợp đáy (gá đáy, phủ đáy và bao bọc), bất chỉnh hợp nóc (bào mòn, chống nóc và đào hoét), bất chỉnh hợp ngang (bờ dốc, hẽm ngầm)

 Bất chỉnh hợp đáy

+ Chống đáy (downlap): độ nghiêng các yếu tố phản xạ lớn hơn so với mặt ranh

giới bất chỉnh hợp Loại này thường xảy ra ở cuối nguồn vật liệu, trầm tích chủ yếu

trong môi trường biển Khi nguồn vật liệu có năng lượng thấp hoặc đáy lún chìm nhanh thì độ dày trầm tích giảm dần và ngược lại khi nguồn vật liệu có năng lượng lớn, đáy bùn chìm từ từ thì bề dày trầm tích lớn dần về phía cuối nguồn vật liệu

Hình 1.9 Bất chỉnh hợp chống đáy (downlap)

+ Phủ đáy (onlap): các yếu tố phản xạ phía trên ít nghiêng hơn so với ranh giới bất

chỉnh hợp phía dưới Các bất chỉnh hợp này thường xảy ra ở đầu nguồn vật liệu, thường có ở trầm tích gần bờ

Hình 1.10 Bất chỉnh hợp phủ đáy (onlap)

+ Bao bọc: Pha phản xạ phía trên uốn lượn theo hình dạng của ranh giới bất chỉnh

hợp Hướng vận chuyển vật liệu thường vuông góc, thường có trong trầm tích lục địa

lót đáy hoặc trầm tích biển nhưng với điều kiện mức độ thủy động lực không lớn và liên quan đến các ám tiêu san hô

 Bất chỉnh hợp nóc

+ Bào mòn cắt xén: xảy ra ở ranh giới trên của một tập trầm tích do bào mòn hoặc

do hoạt động kiến tạo sau trầm tích

+ Chống nóc (toplap): thường xảy ra ở đầu nguồn vật liệu Trầm tích thô, tích tụ

gần bờ, tướng châu thổ, thềm lục địa

Hình 1.11 Bất chỉnh hợp chống nóc

+ Đào khoét kiểu kênh lạch: xảy ra ở thềm lục địa khi mực nước biển lùi làm cho

các dòng chảy bề mặt hoạt động mạnh hơn và hi biển tiến các trầm tích lấp đầy các đào hoét đó

 Bất chỉnh hợp ngang

+ Kiểu bờ dốc: kiểu trầm tích đặc trưng cho bồn trũng dốc đứng nằm xa nguồn vật

liệu, không bị khống chế bởi các yếu tố thủy động lực

+ Hẽm ngầm: là loại bất chỉnh hợp sau trầm tích, vị trí đào hoét ngay trong tập

trầm tích

d Xác định tướng

Tướng được xác định chủ yếu dựa trên cơ sở phân tích cổ địa hình và mực nước biển cổ Các điều kiện đó chi phối điều kiện thành tạo các trầm tích có tướng khác nhau Chính vì vậy việc xác định tướng phải dựa vào 2 tiêu chí:

Phân tích các đặc điểm của trường sóng như:

- Hình dạng thế nằm của các trục đồng pha

- Tính liên tục, đứt đoạn của các trục đồng pha

- Tính quy luật, hỗn độn của các trục đồng pha

- Biên độ tần số của các sóng

Dựa vào các quy luật phân bố hông gian và các đặc trưng của trường sóng tương ứng với môi trường thủy động lực vận chuyển và lắng đọng trầm tích: lục địa, châu thổ hay biển Ví dụ, tướng cát – sạn lòng sông sẽ biểu hiện các trường sóng phân bố xiên thô đồng hướng Tướng cát bột sét tiền châu thổ và tướng sét sườn châu thổ xen kẽ sẽ biểu hiện các trường sóng đồng pha liên tục cấu tạo nêm tăng trưởng định hướng về phía biển

Ngoài ra, còn lưu ý là xem xét các đặc điểm kiến tạo, chiều dày và các số liệu karota ở các giếng hoan Nghĩa là để phân tích tướng phải sử dụng tổ hợp: địa chấn, carota, trầm tích, cổ sinh

1.4.3 Hệ phương pháp nghiên cứu cấu trúc kiến tạo và lịch sử tiến hoá địa chất

Đây là phương pháp luận bao trùm lên các khâu chính là xử lý, phân tích, tổng hợp

và giải thích các số liệu hiện có, để đi đến nhận biết một cách có hệ thống và logic về các đặc điểm cấu trúc kiến tạo và lịch sử tiến hoá địa chất của từng vùng để cung cấp một cách nhìn tổng quan và đưa ra những quan điểm, những kết luận đánh giá hách quan và chính xác về tiềm năng của các khu vực nghiên cứu trên cơ sở tài liệu tổng hợp qua các chỉ tiêu về cấu trúc, kiến tạo và lịch sử tiến hoá địa chất của chúng

a Phương pháp nghiên cứu đứt gãy

Nghiên cứu các đặc điểm đứt gãy như ích 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 động kiến tạo nội sinh và làm sáng tỏ vai trò của chúng trong trong sự hình thành và phá huỷ các tích tụ dầu khí

b Phương pháp phân tích các gián đoạn và bất chỉnh hợp

Đây là một trong những phương pháp về nghiên cứu cấu trúc kiến tạo của một vùng hay của một bể trầm tích, nó nhằm để xác định các kiểu bất chỉnh hợp và xem chúng là một trong những dấu hiệu quan trọng trong quá trình trầm tích, phát triển địa chất, vì đây là mặt ranh giới giữa các phức hệ trầm tích có lịch sử thành tạo khác nhau,

Phương pháp phân tích động lực học xác định mối quan hệ giữa các cấu tạo vói các trường lực dẫn tới sự hình thành cấu tạo trên cơ sở xác định các trường ứng suất hoặc biến dạng khu vực liên quan tới cấu tạo

d Phương pháp phân vùng cấu tạo

Cơ sở để phân vùng cấu tạo là dựa vào hình thái cấu trúc, lịch sử tiến hoá địa chất

và các đặc điểm bổ sung về môi trường thành tạo cũng như các đặc trưng địa chất khác

có liên quan

Phương pháp phân vùng cấu tạo khu vực nghiên cứu được tiến hành dựa vào các tài liệu về hình thái cấu trúc của từng đới và kết hợp sử dụng các thông tin địa chất quan trọng hác như bản đồ, mặt cắt cổ cấu tạo, cổ môi trường, cổ tướng đá nhằm phân vùng ranh giới cấu trúc bên trong của từng đới

Trong công tác nghiên cứu dầu khí thì bản đồ phân vùng cấu tạo hết sức quan trọng vì nó là cơ sở phân vùng triển vọng và đánh giá tiềm năng dầu khí của một khu vực hoặc một bể trầm tích

e Phương pháp phục hồi mặt cắt

Mặt cắt phục hồi là mặt cắt được thành lập từ các mặt cắt hiện tại chuyển dần từng giai đoạn về quá khứ cho đến hi thu được mặt cắt địa chất đầu tiên của bồn trước khi lắng đọng trầm tích Trên cơ sở xác định ranh giới các bồn thứ cấp, mỗi thời kỳ, mỗi giai đoạn, bóc tách dần các trầm tích đã tạo ra, trả về vị trí cổ địa lý cho từng giai đoạn

để có được các bồn thứ cấp Từ kết quả của các mặt cắt phục hồi, chúng ta có thể trình bày lịch sử tiến hóa địa chất của phần Đông Bắc bể Sông Hồng từ hi nó được hình thành cho đến ngày nay một cách định lượng

 Xử lý đứt gãy thuận

Gọi A1 là ích thước của mặt cắt chưa biến dạng

A2 là ích thước của mặt cắt hiện tại

A là khoảng cách dịch chuyển của 1 đứt gãy thuận

1 1

Hình 1.12 Đứt gãy thuận và đứt gãy nghịch

 Xử lý đứt gãy nghịch

Gọi B1 là ích thước mặt cắt chưa biến dạng

B2 là ích thước mặt cắt hiện tại

B là khoảng cách dịch chuyển của 1 đứt gãy nghịch

Gọi C1 là chiều dài mặt cắt chưa biến dạng

C2 là chiều dài mặt cắt hiện tại

C là chiều dài bị co lại của 1 nếp uốn

1 2