Đặc điểm thạch học, tướng đá trầm tích và quá trình biến đổi thứ sinh các đá trầm tích trên đảo Phú Quốc và triển vọng dầu khí liên quan

Đặc biệt những số liệu trong luận án là những số liệu tác giả trực tiếp tham gia nghiên cứu, lấy mẫu, phân tích từ năm 2005 theo dự án hợp tác ODA giữa Tập đoàn Dầu khí Việt Nam và chính

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

TRẦN THỊ THANH NHÀN

ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC, TƯỚNG ĐÁ TRẦM TÍCH

VÀ QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI THỨ SINH

CÁC ĐÁ TRẦM TÍCH TRÊN ĐẢO PHÚ QUỐC

VÀ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ LIÊN QUAN

Chuyên ngành: Thạch học

Mã số: 62 44 57 01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Công trình được hoàn thành tại:

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học: 1 GS.TS Trần Nghi

Phản biện 1: GS.TSKH Đặng Văn Bát

Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Địch Dỹ

Phản biện 3: GS.TSKH Phan Trường Thị

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc Gia chấm luận án tiến sĩ họp tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Vào hồi: 14 giờ 00 ngày 12 tháng 06 năm 2012

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia Việt Nam,

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT ĐẢO PHÚ QUỐC 5

1.1 VỊ TRÍ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 5

1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT 5

1.2.1 Địa tầng 7

1.2.2 Kiến tạo 10

1.3 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 12

1.3.1 Giai đoạn trước năm 1975 12

1.3.2 Giai đoạn sau năm 1975 12

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1 PHƯƠNG PHÁP LUẬN 17

2.1.1 Tiếp cận hệ thống 17

2.1.2 Tiếp cận tiến hóa 18

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.2.1 Phương pháp khảo sát thực địa 20

2.2.2 Xử lý mẫu sau thực địa 21

CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ CÁC ĐÁ TUỔI KRETA TRÊN ĐẢO PHÚ QUỐC 31

3.1 KHÁI QUÁT 31

3.2 PHÂN LOẠI 31

3.2.1 Nhóm cuội kết và sạn kết 31

3.2.2 Nhóm cát kết 34

3.2.3 Nhóm đá bột kết 49

3.2.4 Nhóm đá sét kết 51

3.3 NGUỒN GỐC VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ CÁC ĐÁ TRẦM TÍCH LỤC NGUYÊN TUỔI KRETA TRÊN ĐẢO PHÚ QUỐC 53

3.3.1 Nguồn gốc 53

3.3.2 Quy luật phân bố 53

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH TƯỚNG ĐÁ, ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VÀ CHU KỲ TRẦM TÍCH KRETA TRÊN ĐẢO PHÚ QUỐC 55

4.1 KHÁI NIỆM VỀ PHÂN TÍCH TƯỚNG 55

4.1.1 Định nghĩa tướng trầm tích (lithofacies) 55

4.1.2 Phân tích tướng trầm tích 56

4.1.3 Phân tích tướng trên cơ sở các chỉ tiêu định lượng 64

4.2 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VÀ CHU KỲ TRẦM TÍCH 68

4.2.1 Địa tầng phân tập (sequence stratigraphy) 68

4.2.2 Chu kì trầm tích 72

4.3 PHÂN LOẠI TƯỚNG TRẦM TÍCH TUỔI KRETA TRÊN ĐẢO PHÚ QUỐC 74

4.3.1 Đặc điểm cộng sinh tướng theo không gian và theo thời gian 74

4.3.2 Phân loại tướng trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc 74

4.3.3 Đặc điểm và quy luật phân bố các tướng trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc 79

4.4 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP CỦA TRẦM TÍCH KRETA TRÊN ĐẢO PHÚ QUỐC 92

4.4.1 Những ưu điểm và hạn chế của nguyên lý địa tầng phân tập 92

4.4.2 Những tồn tại về nghiên cứu địa tầng phân tập 94

4.4.3 Phân tích địa tầng phân tập Kreta trên đảo Phú Quốc 95

CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ CỦA TRẦM TÍCH TUỔI KRETA TRÊN ĐẢO PHÚ QUỐC 122

5.1 ĐẶC ĐIỂM ĐÁ SINH 122

5.1.1 Đặc trưng địa hoá của các đá trầm tích tuổi K 1 128

5.1.2 Đặc trưng địa hoá của các đá trầm tích tuổi K 2 129

5.2 ĐẶC ĐIỂM ĐÁ CHỨA 130

5.2.1 Khái niệm chung 130

5.2.2 Đặc tính chứa và quá trình biến đổi thứ sinh của đá trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc 130

5.3 ĐẶC ĐIỂM ĐÁ CHẮN 161

KẾT LUẬN 165

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 167

Tài liệu tham khảo 168

DANH MỤC BIỂU BẢNG

Bảng 2.1 Công thức hiệu chỉnh hàm lượng phần trăm các cấp hạt trên lát mỏng thạch học

23

Bảng 3.1 Phân cấp độ hạt theo Baturin 31

Bảng 3.2 Tổng hợp các tham số trầm tích của đá cuội kết, sạn kết tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc 32

Bảng 3.3 Kết quả phân tích Rơnghen đá trầm tích tại LK E2 37

Bảng 3.4 Tổng hợp các tham số trầm tích của đá cát kết tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc 42

Bảng 3.5 Tổng hợp các tham số trầm tích của bột kết và sét kết tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc 52

Bảng 4.1 Phân chia các trường trầm tích theo quan điểm của Trần Nghi 65

Bảng 4.2 Xác định môi trường trầm tích dựa vào các chỉ tiêu địa hoá môi trường [42] 66

Bảng 4.3 Xác định môi trường trầm tích dựa vào cấu tạo trầm tích và đá [42] 67

Bảng 4.4 Đối sánh địa tầng phân tập và chu kì trầm tích 73

Bảng 4.5 Tổng hợp các tướng của trầm tích Kreta khu vực đảo Phú Quốc 77

Bảng 4.6 Bảng tổng hợp các đơn vị địa tầng phân tập trầm tích Kreta khu vực đảo Phú Quốc 97

Bảng 5.1 Tổng hợp các điều kiện đánh giá tiềm năng sinh dầu khí của đá mẹ [29] 124

Bảng 5.2 Kết quả phân tích mẫu vật chất hữu cơ các mẫu trầm tích tại LK E2 [61] 125

Bảng 5.3 Kết quả phân tích vật chất hữu cơ các mẫu trầm tích tại đảo Phú Quốc [61] 128

Bảng 5.4 Tổng hợp các tham số phân tích tương quan các đá trầm tích tuổi K1 131

Bảng 5.5 Tổng hợp các tham số trầm tích tuổi Kreta sớm trên đảo Phú Quốc 133

Bảng 5.6 Hệ số tương quan giữa các tham số trầm tích của đá tuổi Kreta sớm trên đảo Phú Quốc 134

Bảng 5.7 Tổng hợp các tham số phân tích tương quan đá trầm tích tuổi K21 142

Bảng 5.8 Hệ số tương quan của các tham số colectơ và tham số thạch vật lý đá cát kết K21 trên đảo Phú Quốc 142

Bảng 5.9 Tổng hợp các tham số phân tích tương quan đá trầm tích tuổi K22 trên đảo Phú Quốc 148

Bảng 5.10 Hệ số tương quan của các tham số colectơ và tham số thạch vật lý đá trầm tích tuổi K22 trên đảo Phú Quốc 148

Bảng 5.11 Bảng tổng hợp phân loại chất lượng đá chứa của cát kết Kreta đảo Phú Quốc 159

Bảng 5.12 Tổng hợp các tham số trầm tích tuổi Kreta muộn trên đảo Phú Quốc 163

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Vị trí đảo Phú Quốc trên lãnh thổ Việt Nam 5

Hình 1.2 Bản đồ địa chất đảo Phú Quốc (dựa theo bản đồ địa chất tỉ lệ 1:200.000 của Nguyễn Ngọc Hoa có chỉnh sửa) 6

Hình 1 3 Đảo Phú Quốc trong bình đồ kiến tao chung Phú Quốc - Hà Tiên - Cà Mau [29] .11

Hình 2.1 Sơ đồ tiếp cận hệ thống nghiên cứu địa tầng phân tập [38] 17

Hình 2.2 Sơ đồ tiến hóa các bể trầm tích Kainozoi [38] 18

Hình 2.3 Sơ đồ khảo sát tại đảo Phú Quốc 19

Hình 2.4 Khảo sát thực địa tại đảo Phú Quốc tháng 3 năm 2006 20

Hình 2.5 Thu thập mẫu tại LK E2 20

Hình 2.6 Khảo sát địa chất tại quần đảo Nam Du, tháng 1 năm 2008 21

Hình 2.7 Khảo sát thực địa tại đảo Phú Quốc tháng 1 năm 2010 21

Hình 3.1 Cuội sạn kết cơ sở nằm trong cát kết hạt trung đến thô, phân lớp xiên chéo dạng lòng sông miền núi, tuổi K2, phân bố tại Nam đảo Phú Quốc .33

Hình 3.2 Sạn kết gian tầng xen kẹp trong đá cát kết hạt trung - thô tại phía Nam đảo Phú Quốc, cấu tạo phân lớp xiên chéo đồng hướng lòng sông, tuổi K2 33

Hình 3.3 Cuội sạn kết đa khoáng phân lớp xiên chéo đồng hướng, độ hạt phân dị từ cuội - sạn - cát, điểm khảo sát Khoé Tàu Rũ .33

Hình 3.4 Cuội sạn kết đa khoáng phân lớp xiên chéo đồng hướng, độ hạt phân dị cuội - sạn - cát, điểm khảo sát PQ2 33

Hình 3.5 Cuội - sạn kết đa khoáng, độ mài tròn - chọn lọc kém, tướng lòng sông miền trung du, tuổi K2, điểm khảo sát PQ4, N+x45 34

Hình 3.6 Sạn kết xen kẹp với cát kết hạt thô, độ chọn lọc, mài tròn kém, tướng lòng sông miền trung du, tuổi K2, điểm khảo sát PQ5-2, N+x45 .34

Hình 3.7 Biểu đồ phân loại cát kết theo thành phần khoáng vật 35

Hình 3.8 Sơ đồ phân bố các đá cát kết tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc theo phân loại của Pettijohn, 1973 36

Hình 3.9 Cát kết thạch anh có độ mài tròn, chọn lọc tốt tại LK E2, độ sâu 121,7m .38

Hình 3.10 Cát kết thạch anh, thành phần chủ yếu là thạch anh, mảnh đá độ mài tròn, chọn lọc tốt, LK E2, độ sâu 121,7m Tuổi K1.N + x45 38

Hình 3.11 Cát kết thạch anh, thành phần khoáng vật đơn giản, chủ yếu là thạch anh và các loại mảnh đá silic, quaczit, ryolit, độ mài tròn - chọn lọc khá - tốt Đá bị biến đổi thứ sinh thấp LK E2, độ sâu 147,6m Tuổi K1 N + x45 38

Hình 3.12 Cát kết thạch anh hạt lớn, thành phần khoáng vật đơn giản, chủ yếu là thạch anh và các loại mảnh đá silic, quaczit, ryolit Xi măng lấp đầy bao quanh ranh giới tiếp xúc các hạt vụn thạch anh Độ mài tròn, chọn chọn khá LK E2, độ sâu 183,2m Tuổi K1.N + x45 38

Hình 3.13.Cát kết thạch anh đơn khoáng, độ mài tròn, chọn lọc khá LK E2, độ sâu 179,9m, tuổi K1.N + x45 .39

Hình 3.14.Cát kết thạch anh đơn khoáng, độ mài tròn, chọn lọc khá LK E2, độ sâu 179,9m, tuổi K1 N + x45 39

Hình 3.15 Cát kết thạch anh đơn khoáng Các hạt vụn thạch anh và mảnh đá bền vững, xi măng lấp đầy, chủ yếu là silic và thạch anh tái sinh Trầm tích có độ mài tròn tương đối cao (Ro = 0,4 - 0,8) LK E2, độ sâu 150,25m, Tuổi K1 N+ x45 .40 Hình 3.16.Cát kết thạch ít khoáng có chứa Fenspat với tỉ lệ nhỏ (2-5%), chủ yếu là

microclin có song tinh bàn cờ bị pelit hoá yếu LK E2, độ sâu 142,25m, Tuổi K1 N+ x45.40

Hình 3.17 Clorit – smetic; Smetic; Kaolinit trong cát kết thạch anh được phân tích bằng phương pháp SEM, độ phóng đại 3500 lần LK E2, độ sâu 143,25m .40 Hình 3.18 Cát kết thạch anh litic ít khoáng hạt nhỏ, thành phần chủ yếu là thạch anh, mảnh

đá silic chủ yếu là canxedoan ẩn tinh, độ mài tròn, chọn lọc trung bình LK E2, độ sâu 153,5m Tuổi K1 N+x45 42 Hình 3.19 Cát kết thạch anh litic ít khoáng hạt trung nhiều mảnh đá silic, quaczit, độ mài tròn, chọn lọc trung bình, tướng cát bãi triều hỗn hợp LK E2, độ sâu 175,7m, Tuổi K1

N+x45 .42 Hình 3.20 Cát kết thạch anh litic ít khoáng hạt trung - thô, độ mài tròn kém Mảnh đá quaczit được vát tròn các cạnh nhưng mài tròn kém Tướng bãi triều hỗn hợp LK E2, độ sâu 285,9m, Tuổi K1 N+x45 .43 Hình 3.21 Cát kết thạch anh litic hạt thô ít khoáng, độ mài tròn - chọn lọc trung bình, mảnh đá quaczit mài tròn kém, mảnh đá phiến serixit cấu tạo phân phiến Tướng cát lòng sông đồng bằng LK E2, độ sâu 348,25m Tuổi K1. N+x45 .43 Hình 3.22 Cát kết thạch anh litic ít khoáng hạt trung chứa mảnh đá phun trào ryolit, đaxit,

độ mài tròn, chọn lọc trung bình Tướng cát lòng sông đồng bằng LK E2, độ sâu 435,7m Tuổi K1 N+x45 43 Hình 3.23 Cát kết thạch anh litic ít khoáng, hạt trung bình, độ mài tròn - chọn lọc kém, mảnh đá silic chủ yếu là canxedoan có kiến trúc ẩn tinh Tướng cát bãi bồi sông LK E2, độ sâu 493,4m Tuổi K1 N+x45 .43 Hình 3.24 Cát kết thạch anh litic ít khoáng hạt nhỏ, độ mài tròn, chọn lọc trung bình gồm nhiều mảnh đá quaczit, silic Tướng bãi bồi sông, tuổi K21 Vị trí mẫu S7 N+x45 44 Hình 3.25 Cát kết thạch anh litic hạt trung, độ mài tròn - chọn lọc trung bình, đá đang bị phong hóa và biến đổi, xi măng là các hydroxyd sắt bao quanh các hạt thạch anh và các mảnh đá, tướng cát bãi triều, tuổi K21 (S11) N+x45 .44 Hình 3.26 Cát kết thạch anh litic hạt nhỏ, độ mài tròn khá, độ chọn lọc tốt, chủ yếu là thạch anh, mảnh đá và fenspat, nhiều mảnh đá silic khá tròn cạnh, tướng cát bãi triều, tuổi

K21 N+x45 (S17) 44 Hình 3.27 Cát kết thạch anh litic hạt nhỏ tướng lòng sông, độ mài tròn chọn lọc khá Phong phú các mảnh đá, thể hiện hướng dòng chảy một chiều, tuổi K21 N+x45 (PQ8) 44 Hình 3.28 Kaolinit, Illit trong kết quả phân tích SEM cát kết thạch anh litic Độ phóng đại

1700 lần LK E2, độ sâu 88m .45 Hình 3.29 Mảnh đá quaczit trong kết quả phân tích SEM cát kết thạch anh litic Độ phóng đại 400 lần LK E2, độ sâu 88m .45 Hình 3.30 Illit trong kết quả phân tích SEM cát kết thạch anh litic Độ phóng đại 2500 lần

LK E2, độ sâu 275,0m .45 Hình 3.31 Clorit trong kết quả phân tích SEM cát kết thạch anh litic Độ phóng đại 3300 lần LK E2, độ sâu 275,0m .45 Hình 3.32 Cát kết acko - litic hạt trung - thô thành phần đa khoáng, thạch anh nguồn gốc magma, mảnh đá silic, quaczit và fenspat Kali Độ chọn lọc, mài tròn kém, tướng lòng sông LK E2, độ sâu 109,85m Tuổi K1 N+x45 46 Hình 3.33 Cát kết acko - litic hạt trung, thành phần đa khoáng, mảnh đá quaczit kích thước lớn, độ mài tròn, chọn lọc kém, tướng cát bãi bồi LK E2, độ sâu 291,55m, Tuổi K1

N+x45 .46 Hình 3.34 Cát kết acko - litic hạt trung, thành phần đa khoáng, thạch anh nguồn gốc

magma, các mảnh đá quaczit, silic và fenspat kali có độ mài tròn kém Tướng cát bãi bồi sông LK E2, độ sâu 442,0m, Tuổi K1.N+ x 45 .46

Hình 3.35 Cát kết acko - litic hạt lớn, thành phần đa khoáng chứa nhiều mảnh đá, độ mài tròn - chọn lọc kém, tướng lòng sông miền núi LK E2, độ sâu 373,7m, Tuổi K1.N+ x 45 46 Hình 3.36.Cát kết acko - litic, độ mài tròn, chọn lọc kém Các mảnh đá có kích thước lớn, thạch anh bề măt bị nứt nẻ, lấp đầy xi măng Tướng lòng sông miền trung du, tuổi K21 N+

x 45 (PQ1) 47 Hình 3.37 Cát kết acko - litic, độ mài tròn, chọn lọc kém Nhiều mảnh đá có kích thước lớn, thạch anh bề măt bị nứt nẻ, lấp đầy xi măng Tướng lòng sông miền trung du, tuổi K21 N+ x

45 (PQ2-1) 47 Hình 3.38 Clorit - smetic trong kết quả phân tích SEM cát kết acko litic Độ phóng đại 3100 lần LK E2, độ sâu 493,4 m 47 Hình 3.39 Fenspat, Illit trong kết quả phân tích mẫu SEM cát kết acko litic Độ phóng đại

1500 lần LK E2, độ sâu 493,4 m .47 Hình 3.40 Cát kết acko - litic hạt trung, độ chọn lọc, mài tròn trung bình, tướng lòng sông

LK E2, độ sâu 417,5m N+x45 48 Hình 3.41 Clorit - smetic trong kết quả phân tích mẫu SEM cát kết acko litic Độ phóng đại 2200 lần LK E2, độ sâu 417,5m 48 Hình 3.42 Bột kết acko - litic hạt nhỏ, nhiều mảnh đá silic, độ mài tròn, chọn lọc kém, tướng bãi bồi LK E2, độ sâu 161,7m Tuổi K1 N+ x 45 51 Hình 3.43.Bột kết acko - litic hạt nhỏ, độ mài tròn, chọn lọc kém, tướng vũng vịnh LK E2,

độ sâu 34,1m Tuổi K2 N+ x 45 51 Hình 3.44 Bột kết acko - litic hạt nhỏ, cấu tạo dạng kéo dài theo hướng dòng chảy một chiều, tướng bãi bồi aluvi LK E2, độ sâu 401,45m Tuổi K1 N+ x 45 .51 Hình 3.45 Clorit - smetic trong kết quả phân tích SEM đá bột kết acko - litic Độ phóng đại 2000 lần LK E2, độ sâu 34,1m .51 Hình 3.46 Sét kết tướng bãi bồi sông nằm xen kẹp giữa tập cát kết hạt nhỏ ở phía trên và cát kết hạt trung ở phía dưới, LK E2, độ sâu 60,5m - 60,7m .52 Hình 4.1 Mặt cắt Đệ tứ cấu trúc các phức hệ tướng aluvi đồng bằng Sông Hồng [40] 60 Hình 4.2 Phân loại tướng trầm tích dựa vào các tham số Md, So, Ro, Q 64 Hình 4.3 Cát kết hạt trung tuổi Kreta sớm có cấu tạo phân lớp xiên chéo theo nhịp kiểu bãi bồi sông, phân bố tại khu vực Suối Đá Bàn, đảo Phú Quốc 76 Hình 4.4 Cát kết hạt trung xen kẽ các lớp bột kết hạt lớn, tuổi Kreta sớm có cấu tạo phân lớp xiên chéo dạng lợp ngói tướng cát bãi triều, phân bố tại chân đền Dinh Cậu - Thị trấn Dương Đông, đảo Phú Quốc 76 Hình 4.5 Cát kết hạt thô xen kẹp các hạt sạn hạt lớn, tuổi Kreta muộn, phân bố tại điểm lộ PQ3, Phú Quốc .76 Hình 4.6 Trầm tích tuổi Kreta muộn bao gồm các tập trầm tích hạt trung - thô xem kẹp với các tập cuội sạn, phân bố không đồng đều tại điểm lộ PQ2 phía Tây Nam đảo Phú Quốc 76 Hình 4.7 Cát kết hạt thô độ mài tròn trung bình, tướng cát lòng sông miền trung du LK E2, độ sâu 124,5m N+x45 .80 Hình 4.8 Cát kết hạt nhỏ ít khoáng độ mài tròn khá, tướng cát lòng sông đồng bằng LK E2, độ sâu 499m N+x45 .80 Hình 4.9 Cát kết hạt thô ít khoáng, độ mài tròn trung bình - khá, tướng cát lòng sông đồng bằng LK E2, độ sâu 256m N+x45 .80 Hình 4.10 Cát kết hạt thô ít khoáng, độ mài tròn trung bình - khá, tướng cát lòng sông đồng bằng LK E2, độ sâu 425m N+x45 .80

Hình 4.11 Cát kết thạch anh - litic hạt thô, độ chọn lọc khá, mài tròn khá - tốt Thành phần chủ yếu là thạch anh, các mánh đá bền vững quaczit, silic Tướng cát bãi triều LK E2, độ

sâu 170,8m N+x45 82

Hình 4.12 Cát kết thạch anh - litic hạt trung, độ chọn lọc khá, mài tròn khá - tốt Thành phần chủ yếu là thạch anh, các mánh đá bền vững quaczit, silic Tướng đê cát ven biển LK E2, độ sâu 221,6m N+x45 .82

Hình 4.13.Cát kết acko - litic hạt trung, độ chọn lọc khá, mài tròn khá - tốt Tướng đê cát ven biển LK E2, độ sâu 209,8m N+x45 .83

Hình 4.14 Cát kết acko - litic hạt trung, độ chọn lọc khá, mài tròn khá, mảnh đá bền vững là quaczit, silic Tướng đê cát ven biển LK E2, độ sâu 469,3m N+x45 83

Hình 4.15 Bột sét tướng vũng vịnh có độ chọn lọc kém, độ mài tròn kém LK E2, độ sâu 47,15m N+x45 83

Hình 4.16 Bột sét kết hạt nhỏ chứa glauconit môi trường vũng vịnh, tuổi K1 Điểm lộ S21 N+x 90 .83

Hình 4 17 Cát bột kết acko - litic, độ mài tròn, chọn lọc trung bình Tướng biển nông ven bờ, LK E2, độ sâu 417,0m N+x45 84

Hình 4 18 Cát bột kết thạch anh - lictic hạt nhỏ, độ mài tròn, chọn lọc trung bình Tướng biển nông ven bờ, LK E2, độ sâu 70 m N+x45 .84

Hình 4.19 Sạn kết hạt nhỏ nằm dưới tập cát kết hạt thô, phía trên là cát kết hạt trung, cấu tạo phân lớp xiên chéo đồng hướng tại điểm lộ PQ3 85

Hình 4.20 Sạn kết và cát kết nằm liền kề tại điểm lộ PQ1 .85

Hình 4.21 Cát kết xen kẽ sạn kết, bột kết theo từng nhịp, cấu tạo phân lớp xiên chéo và ngang theo từng nhịp Điểm lộ phía Tây nam đảo Phú Quốc (PQ1) 86

Hình 4.22 Cát kết xen kẽ sạn kết, bột kết theo từng nhịp, cấu tạo phân lớp xiên chéo và ngang theo từng nhịp Điểm lộ phía đông nam đảo Phú Quốc (PQ4) 86

Hình 4.23 Bột kết xen sét kết, cấu tạo sóng xiên đứt đoạn, tại điểm lộ PQ7 .86

Hình 4.24 Bột kết xen sét kết cấu tạo sóng xiên đứt đoạn, điểm lộ PQ10 86

Hình 4.25 Cát kết cấu tạo hình vòng cung, điển hình cho môi trường có sóng vỗ tại điểm khảo sát Mũi Gành Dầu .87

Hình 4.26 Cát kết xen kẹp bột kết cấu tạo phân lớp xiên chéo dạng vẩy cá trên diện rộng, điển hình môi trường chịu tác động của sóng ven bờ tại khu vực Suối Đá Bàn 87

Hình 4.27 Cát kết acko - litic hạt mịn điển hình tướng cửa sông tiền châu thổ Điểm khảo sát bờ biển Mũi Đá Bạc N+x45 88

Hình 4.28 Cát kết acko - litic hạt nhỏ điển hình tướng cửa sông tiền châu thổ Điểm khảo sát bờ biển Mũi Đá Bạc N+x45 .88

Hình 4.29 Sơ đồ tướng đá cổ địa lý các thành tạo trầm tích trên đảo Phú Quốc giai đoạn Kreta muộn phần sớm 90

Hình 4.30 Sơ đồ tướng đá cổ địa lý các thành tạo trầm tích trên đảo Phú Quốc giai đoạn Kreta muộn phần muộn 91

Hình 4 31 Sơ đồ biểu diễn các miền hệ thống trầm tích 92

Hình 4.32 Cột địa tầng phân tập tổng hợp LK E2 109

Hình 4.33 Cấu trúc của phức tập thứ nhất (S1), 111

Hình 4.34 Cấu trúc của phức tập thứ hai (S2), dày 49m, sâu từ 406 - 455m 113

Hình 4.35 Cấu trúc của phức tập thứ ba (S3) dày 57m sâu từ 353 - 406m 114

Hình 4.36 Cấu trúc phức tập thứ tư (S4) dày 42,5m, sâu 310,5 - 353m 115

Hình 4.37 Cấu trúc của phức tập thứ năm (S5), dày 70,5m, sâu từ 310,5m -240m 116

Hình 4.38 Cấu trúc của phức tập thứ 6 (S6) 117

Hình 4.39 Cấu trúc phức tập thứ 7 (S7) 118

Hình 4.40 Cấu trúc phức tập thứ 8 119

Hình 4.41 Cấu trúc phức tập thứ 9 (S9) 120

Hình 4.42 Cấu trúc của phức tập thứ 10 (S10) 121

Hình 5.1 Biểu đồ quan hệ giữa chỉ số hydrogen và nhiệt độ Tmax (oC) [29] 123

Hình 5.2 Mối liên quan giữa chỉ số Hydrocacbon và Tmax các đá trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc [61] 129

Hình 5.3 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và hàm lượng thạch anh của đá cát kết tuổi Kreta sớm tại đảo Phú Quốc 132

Hình 5.4 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và hàm lượng thạch anh của đá cát kết tuổi Kreta sớm trên đảo Phú Quốc 132

Hình 5.5 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và độ chọn lọc của đá cát kết tuổi Kreta sớm tại đảo Phú Quốc .135

Hình 5.6 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và độ chọn lọc của đá cát kết tuổi Kreta sớm trên đảo Phú Quốc 135

Hình 5.7 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và độ mài tròn của đá cát kết tuổi Kreta sớm tại đảo Phú Quốc .136

Hình 5.8 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và độ mài tròn của đá cát kết tuổi Kreta sớm trên đảo Phú Quốc 136

Hình 5.9 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và hàm lượng xi măng của đá cát kết tuổi Kreta sớm tại đảo Phú Quốc 137

Hình 5.10 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và hàm lượng xi măng của đá cát kết tuổi Kreta sớm trên đảo Phú Quốc 137

Hình 5.11 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và hệ số biến đổi thứ sinh của đá cát kết tuổi Kreta sớm tại đảo Phú Quốc .137

Hình 5.12 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và hệ số biến đổi thứ sinh của đá cát kết tuổi Kreta sớm trên đảo Phú Quốc 137

Hình 5.13 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và hệ số nén ép của đá cát kết tuổi Kreta sớm tại đảo Phú Quốc .138

Hình 5.14 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và hệ số nén ép của đá cát kết tuổi Kreta sớm trên đảo Phú Quốc 138

Hình 5.15 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và kích thước hạt trung bình đá cát kết tuổi Kreta sớm trên đảo Phú Quốc 139

Hình 5.16 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và kích thước hạt trung bình của đá cát kết tuổi Kreta sớm trên đảo Phú Quốc .139

Hình 5.17 Cát kết thạch anh độ mài tròn, chọn lọc tốt, tướng bãi triều, độ rỗng 25.91% LK E2, độ sâu 143,25m N+x45 140

Hình 5.18 Cát kết thạch anh litic, độ chọn lọc, mài tròn trung bình, tướng lòng sông đồng bằng, độ rỗng 22,25% LKE2, độ sâu 175.7m N+x45 .140

Hình 5.19 Cát kết acko - litic, độ rỗng 18,35% LK E2, độ sâu 209,8m N+x45 141

Hình 5.20 Cát kết grauvac - litic, độ rỗng 14,18% LK E2, độ sâu 236,5m N+x45 141

Hình 5.21 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và hàm lượng thạch anh của đá cát kết tuổi K21 tại đảo Phú Quốc 143

Hình 5.22 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và hàm lượng thạch anh của đá cát kết tuổi K21 trên đảo Phú Quốc 143

Hình 5.23 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và độ chọn lọc của đá cát kết tuổi K21 trên đảo Phú Quốc 144

Hình 5.24 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và độ chọn lọc của đá cát kết tuổi Kreta muộn phần sớm trên đảo Phú Quốc 144 Hình 5.25 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và độ mài tròn của đá cát kết tuổi K21

tại đảo Phú Quốc 145 Hình 5.26 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và độ mài tròn của đá cát kết tuổi Kreta muộn phần sớm trên đảo Phú Quốc 145 Hình 5.27 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và hàm lượng xi măng của đá cát kết tuổi K21 tại đảo Phú Quốc 145 Hình 5.28 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và hàm lượng xi măng của đá cát kết tuổi K21 trên đảo Phú Quốc 145 Hình 5.29 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và hệ số biến đổi thứ sinh của đá cát kết tuổi K21 tại đảo Phú Quốc 146 Hình 5.30 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và hệ số biến đổi thứ sinh của đá cát kết tuổi K21 trên đảo Phú Quốc 146 Hình 5.31 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và hệ số nén ép của đá cát kết tuổi K21

trên đảo Phú Quốc 147 Hình 5.32 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và hệ số nén ép của đá cát kết tuổi

K21 trên đảo Phú Quốc 147 Hình 5.33 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và hàm lượng thạch anh của đá cát kết tuổi K22 trên đảo Phú Quốc 149 Hình 5.34 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và hàm lượng thạch anh của đá cát kết tuổi K22 trên đảo Phú Quốc 149 Hình 5.35 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và độ chọn lọc của đá cát kết tuổi K22

trên đảo Phú Quốc 149 Hình 5.36 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và độ chọn lọc của đá cát kết tuổi K22

trên đảo Phú Quốc 149 Hình 5.37 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và độ mài tròn của đá cát kết tuổi K22

trên đảo Phú Quốc 150 Hình 5.38 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và độ mài tròn của đá cát kết tuổi K22

trên đảo Phú Quốc 150 Hình 5.39 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và hàm lượng thạch anh của đá cát kết tuổi K22 trên đảo Phú Quốc 151 Hình 5.40 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và hàm lượng xi măng của đá cát kết tuổi K22 trên đảo Phú Quốc 151 Hình 5.41 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và hệ số biến đổi thứ sinh của đá cát kết tuổi K22 trên đảo Phú Quốc 151 Hình 5.42 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và hệ số biến đổi thứ sinh của đá cát kết tuổi K22 trên đảo Phú Quốc 151 Hình 5.43 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ rỗng và hệ số nén ép của đá cát kết tuổi K22

trên đảo Phú Quốc 152 Hình 5.44 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ thấm và hệ số nén ép của đá cát kết tuổi

K22 trên đảo Phú Quốc 152 Hình 5.45 Đá cát bột kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,5; hệ số nén ép Co = 0,58; Đã trải qua giai đoạn thành đá muộn Điểm khảo sát S8 N+ x 45 .153 Hình 5.46 Cát kết hạt nhỏ, gắn kết tốt Giai đoạn thành đá muộn, I = 0,35; Co = 0,4; LK E2, độ sâu 179,9m N+ x 45 .153

Hình 5.47 Cát kết hạt trung, đã trải qua quá trình thành đá muộn I = 0,4; Co = 0,45 LK E2; độ sâu 47,7m N+ x 45 .153 Hình 5.48 Đá cát bột kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,4, hệ số nén ép Co = 0,5; Phát triển đến giai đoạn thành đá muộn LK E2; độ sâu 47,15 m, N+ x 45 .153 Hình 5.49 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,35, hệ số nén ép Co = 0,55; Phát triển đến giai đoạn thành đá muộn Điểm khảo sát PQ1/3, N+ x 45 .154 Hình 5.50 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,5, hệ số nén ép Co = 0,57; Phát triển đến giai đoạn thành đá muộn Điểm khảo sát PQ2/2 , N+ x 45 154 Hình 5.51 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,55 , hệ số nén ép Co = 0,62; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường thẳng, điểm thể hiện đá phát triển đến giai đoạn hậu sinh LK E2, độ sâu 16,0m, N+ x 45 .155 Hình 5.52 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,72 , hệ số nén ép Co = 0,48; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường thẳng thể hiện đá phát triển đến giai đoạn hậu sinh LK E2, độ sâu 153,5m, N+ x 45 .155 Hình 5.53 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,65 , hệ số nén ép Co = 0,55; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường thẳng thể hiện đá phát triển đến giai đoạn hậu sinh LK E2, độ sâu 147,6m, N+ x 45 .155 Hình 5.54 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,58, hệ số nén ép Co = 0,49; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường thẳng thể hiện đá phát triển đến giai đoạn hậu sinh LK E2, độ sâu 143,25m, N+ x 45 .155 Hình 5.55 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,6 , hệ số nén ép Co = 0,68; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường thẳng thể hiện đá phát triển đến giai đoạn hậu sinh Điểm khảo sát S1, N+ x 45 .156 Hình 5.56 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,59 , hệ số nén ép Co = 0,68; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường thẳng thể hiện đá phát triển đến giai đoạn hậu sinh Điểm khảo sát S11, N+ x 45 .156 Hình 5.57 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0.55, hệ số nén ép Co = 0,59; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường thẳng thể hiện đá phát triển đến giai đoạn hậu sinh Điểm khảo sát PQ 6/1, N+ x 45 .156 Hình 5.58 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,75 , hệ số nén ép Co = 0,78; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường cong, kết hợp đường cong – đường thẳng; thể hiện đá phát triển đến giai đoạn biến sinh Điểm khảo sát S10, N+ x90 156 Hình 5.59 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,78, hệ số nén ép Co = 0,78; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường cong, kết hợp đường cong - đường thẳng, răng cưa thể hiện đá phát triển đến giai đoạn biến sinh Điểm khảo sát S14, N+ x 45; 157 Hình 5.60 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,75, hệ số nén ép Co = 0,7; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường cong, kết hợp đường cong - đường thẳng, răng cưa thể hiện

đá phát triển đến giai đoạn biến sinh LK E2, độ sâu 109,85m, N+ x 45; 157 Hình 5.61 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,76, hệ số nén ép Co = 0,7; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường cong, kết hợp đường cong - đường thẳng, răng cưa thể hiện

đá phát triển đến giai đoạn biến sinh LK E2, độ sâu 142,25m, N+ x 45; 158 Hình 5.62 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,78, hệ số nén ép Co = 0,7; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường cong, kết hợp đường cong - đường thẳng, răng cưa thể hiện

đá phát triển đến giai đoạn biến sinh LK E2, độ sâu 285,9m, N+ x 45; 158 Hình 5.63 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,76, hệ số nén ép Co = 0,75; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường cong, kết hợp đường cong - đường thẳng, răng cưa thể hiện đá phát triển đến giai đoạn biến sinh LK E2, độ sâu 365,5m, N+ x 45; 158

Hình 5.64 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,78, hệ số nén ép Co = 0,75; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường cong, kết hợp đường cong - đường thẳng, răng cưa thể hiện đá phát triển đến giai đoạn biến sinh LK E2, độ sâu 435,7m, N+ x 45; 158 Hình 5.65 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,77, hệ số nén ép Co = 0,78; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường cong, kết hợp đường cong - đường thẳng, răng cưa, phát triển đến giai đoạn biến sinh LK E2, độ sâu 469,3m, N+ x 45; 159 Hình 5.66 Đá cát kết với hệ số biến đổi thứ sinh I = 0,75, hệ số nén ép Co = 0,72; Phát triển ranh giới tiếp xúc dạng đường cong, răng cưa thể hiện đá phát triển đến giai đoạn biến sinh LK E2, độ sâu 499,5m, N+ x 45; 159 Hình 5.67 Tập sét tại điểm khảo sát hồ Dương Đông 162 Hình 5.68 Tập sét xám xanh tại bờ biển bãi Vòng, Phú Quốc .162 Hình 5.69 Than huyền còn sót lại trên các tập trầm tích cát kết tại bờ biển Bãi Vòng .162

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Phú Quốc là hòn đảo lớn nhất của cả nước, nằm ở phía Tây Nam Việt Nam, các nghiên cứu về địa chất, địa mạo trên đảo nói chung đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ rất lâu Tuy nhiên, nghiên cứu chi tiết và đồng bộ về đặc điểm thạch học, chu kỳ trầm tích và đánh giá triển vọng dầu khí dựa vào các đặc điểm thạch học của các đá trầm tích trên đảo Phú Quốc vẫn chưa có một công trình khoa học

nào công bố từ trước đến nay Chính vì vậy, luận án “Đặc điểm thạch học, tướng

đá trầm tích và quá trình biến đổi thứ sinh các đá trầm tích trên đảo Phú Quốc và triển vọng dầu khí liên quan” được thực hiện xuất phát từ tính cấp bách thực tiễn

trên Luận án là một phần nghiên cứu mà tác giả trực tiếp thực hiện từ khâu khảo sát thực địa đến phân tích xử lý số liệu trong phòng từ năm 2005 trong đề án hợp tác giữa Tập

đoàn dầu khí quốc gia và chính phủ Đan mạch “Địa chất và tiềm năng dầu khí khu vực Malay - Phú Quốc - Thổ Chu” Các kết quả trong luận án hoàn toàn trung thực, cập

nhật và có tính chính xác cao nhằm góp phần định hướng nghiên cứu về tìm kiếm

và thăm dò khoáng sản tại khu vực Tây Nam Việt Nam của Chính Phủ Việt Nam

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của luận án là làm sáng tỏ quy luật phân bố trầm tích trên đảo Phú Quốc dựa vào các phân tích định lượng đặc điểm thạch học và cộng sinh tướng, từ đó đánh giá triển vọng dầu khí liên quan

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Luận án tập trung nghiên cứu các đá trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc

Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cúu của luận án là đảo Phú Quốc, huyện đảo thuộc tỉnh Kiên Giang

4 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được các mục tiêu nên trên, các nội dung nghiên cứu chính được đặt

ra là:

Đánh giá triển vọng dầu khí của các đá tuổi Kreta khu vực đảo Phú Quốc

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

6 Cơ sở tài liệu của luận án

Luận án được xây dựng trên cơ sở tài liệu của tác giả thu thập và xử lý từ năm 2005 đến nay tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Đặc biệt những số liệu trong luận án là những số liệu tác giả trực tiếp tham gia nghiên cứu, lấy mẫu, phân tích từ năm 2005 theo dự án hợp tác ODA giữa Tập đoàn Dầu khí Việt Nam và chính phủ Đan Mạch, đó là hệ thống mẫu được phân tích từ mẫu trong lỗ khoan Enreca 2 và mẫu khảo sát trên bề mặt đảo Phú Quốc: Tài liệu khảo sát thực địa đảo Phú Quốc năm 2006, 2010; tài liệu nguyên thuỷ mô tả mẫu tại LKE2, tài liệu mô tả và phân loại mẫu LKE2 trong phòng thí nghiệm; 63 mẫu đo độ rỗng; 63 mẫu độ thấm; 100 mẫu lát mỏng thạch học; 40 mẫu lát mỏng nhuộm màu,

34 mẫu cổ sinh, 18 mẫu rơnghen, 102 mẫu độ hạt; 67 mẫu địa hoá; 20 mẫu SEM; 2 mẫu phân tích tuổi tuyệt đối bằng phương pháp U/Pb ở độ sâu 496,46 - 496,73m trong LK E2

Ngoài ra, tác giả tham khảo các tài liệu địa chất, địa vật lý, viễn thám, các kết quả của các đề án tìm kiếm nước ngầm, đo vẽ bản đồ có trước trong khu vực nghiên cứu

7 Các luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1: Trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc bao gồm 4 nhóm đá

và 4 nhóm tướng, phân bố có quy luật theo không gian và thời gian:

- Nhóm tướng cuội sạn lòng sông miền núi và miền trung du phân bố ở đáy của mỗi nhịp aluvi Đá cuội sạn kết có thành phần đa khoáng

- Nhóm tướng cát lòng sông đồng bằng có 3 loại đá cát kết đa khoáng tiêu biểu: cát kết thạch anh - litic, acko - litic, grauvac - litic

- Nhóm tướng bột sét bãi bồi và tướng sét hồ móng ngựa phân bố phía trên mỗi nhịp aluvi bao gồm bột kết đa khoáng và sét kết kaolinit - hydromica

- Nhóm tướng ven biển gồm: nhóm tướng cát đới gian triều và biển nông ven

bờ bao gồm chủ yếu là cát kết đơn khoáng thạch anh và ít khoáng thạch anh - litic; tướng bột sét vũng vịnh nằm phía trên nhịp trầm tích ven biển với độ chọn lọc kém

Luận điểm 2: Trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc được phân chia thành

10 phức tập bao gồm 22 nhóm phân tập và 42 phân tập Mỗi phức tập tương ứng với một chu kỳ thay đổi mực nước biển, mỗi nhóm phân tập tương ứng với một nhịp trầm tích (một nhóm tướng) và mỗi phân tập tương ứng với một tướng trầm tích cơ bản

Trên đảo Phú Quốc, các phức tập phát triển theo chu kỳ: mở đầu mỗi phức tập là các tướng lục địa thuộc hệ thống trầm tích biển thấp và kết thúc là các tướng ven biển thuộc hệ thống trầm tích biển tiến và biển cao

Luận điểm 3: Cát kết tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc có khả năng chứa dầu

kém đến rất tốt Độ rỗng hiệu dụng và độ thấm biến thiên theo chu kỳ của địa tầng phân tập, cuối mỗi chu kỳ cát kết có chất lượng colectơ tốt nhất (Me>15%, K > 100mD) liên quan đến cát kết thạch anh thuộc tướng gian triều ven biển Trầm tích tuổi Kreta sớm có nhiều tầng chứa tốt hơn trầm tích tuổi Kreta muộn (Me>20%, K

> 200mD) liên quan đến tướng cát bãi triều và đê cát ven bờ

8 Những vấn đề mới của luận án

- Lần đầu tiên phân tích chi tiết đặc điểm thạch học trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc và phân loại thành các nhóm đá, nhóm tướng theo quy luật phân bố không gian và thời gian

- Dựa vào mẫu của LK E2 và mẫu tại các điểm lộ khảo sát trên đảo, lần đầu tiên trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc được phân chia thành 10 phức tập, 22 nhóm phân tập, 42 phân tập trầm tích theo nguyên lý địa tầng phân tập

- Lần đầu tiên khả năng colectơ của đá trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc được đánh giá đồng bộ bằng phương pháp phân tích thạch học định lượng và phân tích các chỉ số colectơ của đá Chất lượng colectơ của đá trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc thuộc các nhóm colectơ kém đến rất tốt

9 Cấu trúc của luận án

Luận án gồm 5 chương không kể mở đầu và kết luận

Chương 1: Đặc điểm địa chất đảo Phú Quốc

Chương 2: Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Đặc điểm thạch học và quy luật phân bố các đá tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc

Chương 4: Phân tích tướng đá, địa tầng phân tập và chu kỳ trầm tích Kreta trên đảo Phú Quốc

Chương 5: Đánh giá triển vọng dầu khí của trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc

Chương 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT ĐẢO PHÚ QUỐC

1.1 VỊ TRÍ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Trong phạm vi địa giới hành chính, đảo Phú Quốc thuộc tỉnh Kiên Giang, có diện tích 567 km2, cách thành phố Rạch Giá 120km về phía tây và cách thị xã Hà Tiên 45km Đảo Phú Quốc trải dài từ 9053′ đến 10028′ độ vĩ bắc và từ 103049′ đến

Hình 1.2 Bản đồ địa chất đảo Phú Quốc (dựa theo bản đồ địa chất tỉ lệ 1:200.000

của Nguyễn Ngọc Hoa có chỉnh sửa)

1.2.1 Địa tầng

Các thành tạo trầm tích trên đảo Phú Quốc được thể hiện dưới các hệ tầng sau:

HỆ KRETA

Hệ tầng Phú Quốc (K pq)

Hệ tầng Phú Quốc (K pq) do Nguyễn Xuân Bao và nnk xác lập năm 1978,

tuổi hệ tầng các tác giả xếp vào K1, trầm tích của hệ tầng lộ ra trên một diện rộng, chủ yếu là cát kết cấu tạo nên toàn bộ đảo Phú Quốc, các quần đảo An Thới và Thổ Chu ở vịnh Thái Lan Trầm tích chủ yếu là cát kết thạch anh - fenspat màu trắng, đôi khi phớt hồng, phân lớp trung bình đến dày xen kẽ với những lớp cuội kết hoặc xen kẹp với hạt cuội mài tròn, hầu hết là thạch anh, đá silic và các lớp mỏng bột kết màu đỏ nâu hoặc hồng Khắp hệ tầng phổ biến sự phân lớp xiên kiểu châu thổ và lòng sông Theo các tài liệu đo vẽ bản đồ địa chất 1/200.000 [19] và báo cáo địa chất và khoáng sản nhóm tờ Phú Quốc [15], trong phần thấp ở bờ đông và bắc đảo Phú Quốc có những lớp bột kết xám đen chứa huyền Các đặc trưng trầm tích của

đá Kreta sẽ được trình bày chi tiết tại chương 3 và chương 4 của luận án

Ngay gần đảo Phú Quốc, về phía bắc, ở dãy núi Bokor thuộc Campuchia đã tìm thấy các sưu tập phong phú hoá thạch lá và phấn hoa chỉ đặc trưng cho tuổi Kreta sớm trong phần giữa và phần trên của mặt cắt tương tự hệ tầng Phú Quốc

Trong thời gian gần đây có nhiều quan điểm về phân chia tuổi của hệ tầng Phú Quốc, đó là các công bố của Trịnh Dánh [13], của Trương Công Đượng [16] cho rằng hệ tầng Phú Quốc có tuổi Neogen; Bùi Phú Mỹ, Trần Hồng Lĩnh cho rằng xuất hiện tuổi của đá cát kết trên đảo Phú Quốc là cả tuổi Kreta sớm và Kreta muộn [33]

Để khẳng định cho những kết quả nghiên cứu sẽ trình bày trong luận án, cũng như việc định tuổi của các thành tạo trầm tích được nghiên cứu trong luận án, NCS đã tham gia dự án hợp tác quốc tế giữa Tập đoàn Dầu khí Việt Nam và Cục địa chất Đan mạch Dự án đã tiến hành khảo sát và khoan lỗ khoan sâu 504m tại đảo Phú Quốc (LK E2) Mẫu trong lõi khoan được nhóm dự án phân tích cổ sinh, kết

quả thu được là các các hoá đá bào tử phấn Coptospora paradosa, tuổi Alpian tới

Aptian tương ứng với tuổi Kreta sớm (K1), kết quả này cũng trùng hợp với kết quả phân tích cát kết từ mẫu khoan ở độ sâu 496,46 - 496,73m bằng phương pháp nguyên tố vết, tuổi tuyệt đối được xác định là 51,3 ± 3,6 tr năm, tương ứng là Kreta

sớm [62] Như vậy, trong phạm vi nghiên cứu của luận án, các mẫu trầm tích trong

LK E2, (độ sâu 68m trở xuống) đã được chính xác hóa tuổi là K1 Với các mẫu trầm tích thu thập ngoài thực địa, cũng như mẫu trong LKE2 (độ sâu 68m trở lên mặt đất), đã được luận án phân chia thành tuổi K2, (với 2 phần K21 và K22) phù hợp với những nghiên cứu của các nhà địa chất trong các phương án đo vẽ bản đồ địa chất khu vực [27,31], cơ sở để phân chia nhóm trầm tích tuổi Kreta muộn này hoàn toàn dựa vào địa tầng phân tập (sequence stratigraphy) chứ không dựa vào sinh địa tầng Theo địa tầng phân tập trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển, qua phân tích tướng thì phức hệ trầm tích nghiên cứu sinh gọi là K2 có đặc trưng của phức hệ tướng lòng sông miền núi và miền trung du, giai đoạn mở đầu một pha xâm thực mới của lòng sông và tương ứng với miền hệ thống trầm tích biển thấp, kết thúc phức tập này là tướng chuyển tiếp ven biển Xuất hiện rải rác ven biển cùng trầm tích tuổi Kreta sớm

GIỚI CENOZOI

HỆ ĐỆ TỨ Trầm tích Đệ tứ khu vực Phú Quốc khá phổ biến và có mặt từ Pleistocen tới Holocen Các trầm tích Đệ tứ ở đây so với các vùng khác bề dày không lớn, hạt thường mịn và thay đổi tướng không rõ rệt

Thống Pleistocen

Theo các nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Hoa và nnk [6, 7, 8, 30, 34, 35, 55,

56, 57], trầm tích lộ trên mặt dưới dạng các bậc thềm biển có độ cao 10 - 20m trên đảo Phú Quốc Tại xóm Mũi Đất Đỏ thuộc xã An Thới, thành phần trầm tích gồm: cát, bột, sét màu xám trắng, xám vàng, bở rời với cấp hạt: sạn hạt nhỏ (2,05%), cát (54,7%), bôt (22,25%), sét (21%) Các thông số trầm tích: Md = 0,13; So = 2,9; Sk

= 0,5; Khoáng vật tạo đá: thạch anh chiếm phần chủ yếu, ít fenspat và mùn thực vật

Bề dày 1,3m

Trong lỗ khoan thường thấy ở phía dưới chủ yếu là cát lẫn ít sạn sỏi, chuyển lên trên là bột sét màu nâu vàng, loang lổ Phần giáp mặt bị laterit hoá chứa nhiều kết hạch sắt

Bề dày hệ tầng không ổn định, thay đổi từ một vài mét tới 30 - 40m, phía

trên bị các trầm tích Holocen phủ bất chỉnh hợp lên

Thống Holocen

Trầm tích lộ ra ở dạng bậc thềm biển có độ cao 6 - 10m trên đảo Phú Quốc

và một số đảo nhỏ khác Thành phần của trầm tích chủ yếu là cát thạch anh (ở các thềm), bột, sét bột, sét (trong các lớp bị chôn vùi) và tuỳ từng nơi chúng có lẫn ít sạn sỏi hoặc xác, mùn thực vật và vỏ sò, điệp Trong các lỗ khoan thường phát hiện được hoá thạch Foraminifera và Tảo nước mặn

Đa số các nhà địa chất có chung nhận định về tuổi của trầm tích, đó là chúng liên quan đến ngấn sóng vỗ trên các vách đá vôi ở khu vực Hòn Chông có độ cao 4 - 5m và các ám tiêu vỏ sò ở khu vực Ba Thê - Núi Sập có giá trị tuổi C14 từ 5570 ±

120 đến 5680 ± 120 năm

Bề dày hệ tầng 3 - 4m

Thống Holocen

Trầm tích phân làm hai phần, chủ yếu là trầm tích biển

Phần dưới: Trầm tích biển (mQ23a): phân bố ven đường bờ biển hiện đại ở độ cao 2 - 4m trên đảo Phú Quốc, ngoài ra cũng thấy trầm tích này xuất hiện tại Hòn Chông - Hà Tiên Thành phần chủ yếu là cát hạt vừa đến mịn lẫn ít bột sét và vỏ sò Trầm tích có màu trắng, xám vàng

Trầm tích gió (vQ23a): phân bố trên đảo thành một dải hẹp dài khoảng 6km theo phương bắc nam từ Dương Tơ tới gần mũi Tàu Rũ, bắc sân bay An Thới… Thành phần gồm cát hạt mịn, hạt vừa màu xám vàng, xám sáng với thạch anh chiếm khoảng 94 - 98% Cát này có thể sử dụng làm cát xây dựng, nguyên liệu thuỷ tinh bao bì

Bề dày của trầm tích Holocen thượng phần dưới khoảng 5m

Phần trên: trầm tích biển (mQ23b): phân bố ở các bãi triều hiện đại, thường xuyên chịu tác động của thuỷ triều, khu vực phân bố rộng nhất là phía đông đảo, trầm tích nối thành các dải kéo dài theo đường bờ biển Thành phần trầm tích tuỳ

thuộc vào nguồn cấp, chủ yếu là cát lẫn ít sỏi sạn và vỏ sò

Bề dày trầm tích thay đổi từ 1m đến 4m

Trầm tích sông (aQ23b): phân bố dọc các dòng sông suối trên đảo, tập trung lượng lớn hơn ở phía bắc đảo Thành phần chủ yếu là: bột, sét, đôi nơi có cát, sạn

Bề dày thay đổi 1 - 4m

1.2.2 Kiến tạo

Vị trí kiến tạo

Đảo Phú Quốc nằm trong vùng kiến tạo chung của khu vực Phú Quốc - Hà Tiên và các quần đảo Vịnh Thái Lan, hệ thống này nằm trong phạm vi miền vỏ lục địa hình thành vào Paleozoi muộn - Mesozoi sớm do việc khép lại nhánh phía nam của biển Paleotethys Trong văn liệu nước ngoài, miền vỏ lục địa này còn được gọi

là đai máng uốn nếp Hercyn muộn hay Inđôsini Vân Nam - Thái Lan - Malaysia [10, 15], còn trong phạm vi Việt Nam, đó là đới Mường Tè ở Tây Bắc Bộ và đới Hà Tiên ở trong khu vực Nhìn rộng hơn, đới Hà Tiên là một phần của đơn vị kiến tạo Tây Campuchia Trong giai đoạn Kainozoi, vùng này tham gia vào gờ nâng Khorat - Natuna phân cách hai bồn trũng Cửu Long và Vịnh Thái Lan [23,29] Trong bối cảnh kiến tạo chung của toàn bộ thềm lục địa Tây Nam, đảo Phú Quốc nằm trong đới Phú Quốc - Kompongsom là đới hạ võng trầm tích Kainozoi phát triển trên các thành tạo lục nguyên phun trào cacbonat rìa lục địa tích cực Mezozoi và trên các thành tạo lục nguyên silic - cacbonat rìa lục địa thụ động Paleozoi

Hình 1 3 Đảo Phú Quốc trong bình đồ kiến tao chung Phú Quốc - Hà Tiên - Cà

Đệ tứ: gồm các trầm tích bở rời chủ yếu tướng biển ven bờ có bề dày khác nhau

nam với góc dốc thoải 10 - 150 Phủ không chỉnh hợp lên chúng là các trầm tích biển nông Đệ tứ với bề dày mỏng

Đứt gãy

Đảo Phú Quốc được kẹp giữa hệ thống đứt gãy Đông Phú Quốc và tây nam Thổ Chu (F1, F3), hệ thống đứt gãy này cùng tạo nên đới Phú Quốc Trên đảo xuất hiện hệ thống đứt gãy F7 [29], kéo dài từ Cà Mau cắt qua đảo Phú Quốc, đứt gãy dạng nghịch, phần đông bắc nâng tương đối, phần tây nam hạ tương đối, mặt đứt gãy cắm về phía đông bắc 800 Đứt gãy thứ 2 kéo qua đảo Phú Quốc theo hướng đông bắc - tây nam, đứt gãy này cắt trực diện chéo qua trung tâm đảo Phú Quốc Các đứt gãy là nhóm đứt gãy sau trầm tích và phát triển từ móng Kainozoi

1.3 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

1.3.1 Giai đoạn trước năm 1975

Từ trước năm 1975, các nhà địa chất Pháp thuộc sở Địa chất Đông Dương như Petiton A 1869, Gubler J.1935, J.Fromaget, 1937, Saurin E.1956 và Fontaine

H 1969, 1970 …đã đề cập một cách sơ lược về các thành tạo lục nguyên và phun trào ven biển Rạch Giá - Hà Tiên - Hòn Chông và các đảo thuộc quần đảo Bà Lụa, Hải Tặc; các thành tạo cacbonat ở rìa tây Nam Bộ và vịnh Thái Lan, các trầm tích trên đảo Hòn Nghệ; các thành tạo trầm tích trên đảo Hòn Nghệ, khu vực Tri Tôn Đồng thời các nhà địa chất Pháp đã nghiên cứu và xác định tuổi của các đá magma xâm nhập ở vùng nghiên cứu và so sánh thành phần thạch học, khoáng vật của granit ở đây với vùng Tasal và Kchol của Campuchia [48]

Mặc dù chưa có một báo cáo tổng hợp về đặc điểm cấu trúc, lịch sử phát triển điạ chất cho toàn vùng nghiên cứu nhưng những nghiên cứu trên là những tài liệu tiền đề quan trọng góp phần làm sáng tỏ cấu trúc địa chất, các thành tạo địa chất trong khu vực nghiên cứu, mở đường cho công tác nghiên cứu tổng hợp và chi tiết tiếp theo

1.3.2 Giai đoạn sau năm 1975

Sau năm 1975, được thuận lợi về nhiều mặt nên các nghiên cứu khoa học chuyên ngành được quan tâm và đẩy mạnh phát triển, trong đó công tác đo vẽ địa chất, tìm kiếm thăm dò dầu khí ở thềm lục địa nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng được đẩy mạnh trên toàn thềm lục địa Các vấn đề về địa tầng, tiềm năng dầu khí được

nghiên cứu chi tiết

1.3.2.1 Địa tầng, trầm tích

Những nghiên cứu đầu tiên về địa tầng tại khu vực phải kể đến những nghiên cứu của Vũ Khúc và Bùi Phú Mỹ năm 1986 [24], các nhà khoa học này đã nghiên cứu về các thành tạo trầm tích trên đảo Hòn Nghệ, xác lập hệ tầng Hòn Nghệ và các xếp hệ tầng này vào tuổi Triat

Năm 1988, dựa vào các tài liệu thành lập bản đồ địa chất Việt Nam tỉ lệ 1: 500.000 do Trần Đức Lương và Nguyễn Xuân Bao đồng chủ biên đã xếp trầm tích trên đảo Phú Quốc vào Jura muộn - Kreta sớm [28]

Năm 1989, trong chuyên khảo “Địa chất Việt nam”, phần địa tầng, Vũ Khúc,

Bùi Phú Mỹ đã xếp các thành tạo ở Phú Quốc vào hệ tầng Phú Quốc, tuổi Jura không phân chia trên cơ sở so sánh hệ tầng Phú Quốc với phần dưới của loạt Khorat

ở Thái Lan [25]

Năm 1991, trong đề án thành lập bản đồ địa chất tỉ lệ 1:200.000 nhóm tờ Đồng bằng Nam Bộ, Nguyễn Ngọc Hoa lại cho tuổi của hệ tầng Phú Quốc vào Kreta muộn [19]

Năm 1995, Nguyễn Xuân Bao và nnk khi hiệu đính bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000, nhóm tờ Đồng bằng nam Bộ do Nguyễn Ngọc Hoa chủ biên lại xếp tuổi của hệ tầng Phú Quốc là Kreta sớm Tuy nhiên những thay đổi này cơ bản chỉ dựa vào sự đối sánh tuổi với các vùng lân cận, mà chưa có tài liệu về tuổi tuyệt đối của khu vực.[3]

Năm 1998, khi tiến hành lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Hà Tiên

- Phú Quốc tác giả Trương Công Đượng đã tìm được hoá thạch thực vật và xác định tuổi Miocen muộn, vì thế đảo Phú Quốc, quần đảo Thổ Chu, quần đảo An Thới đã được các tác giả xếp vào tuổi Miocen muộn [16,17]

Năm 1998, Trịnh Dánh và nnk xếp hệ tầng Phú Quốc có tuổi Miocen giữa - muộn dựa vào dấu vết hóa thạch là các vết in của lá và bào tử phấn trong tập 2 và 3 của mặt cắt Ghềnh Dầu - Rạch Vẹm [13]

Năm 2000, khi hiệu đính các tờ bản đồ được thành lập trong đề án thành lập bản đồ quốc gia tỉ lệ 1: 200.000 [19] để xuất bản, Nguyễn Xuân Bao đã xếp hệ tầng Phú Quốc vào Kreta sớm [4]

Năm 2000 - 2004, Trần Hồng Lĩnh và nnk trong đề án điều tra nguồn nước dưới đất ở các đảo Phú Quốc, quần đảo An Thới, quần đảo Thổ Chu đã thu thập được những tài liệu về địa tầng và cổ sinh bước đầu làm cơ sở cho việc định tuổi và phân chia địa tầng đối với các trầm tích lục địa ở đảo Phú Quốc, quần đảo An Thới, quần đảo Thổ Chu Các nghiên cứu này khẳng định các trầm tích ở 3 khu vực trên không cùng một tuổi mà có 3 tuổi khác nhau: trầm tích ở quần đảo Thổ Chu tuổi Kreta sớm (K1tc), quần đảo An Thới (không kể Hòn Dăm, Hòn Gầm Ghì, Hòn Xưởng và Hòn Tranh) tuổi Miocen (N1at), còn đảo Phú Quốc: một ít trầm tích Kreta sớm được xếp vào hệ tầng Thổ Chu, một ít trầm tích Miocen được xếp vào hệ tầng

An Thới, còn lại là trầm tích Kreta muộn [26, 27,31]

Năm 2003, Bùi Phú Mỹ và Trần Hồng Lĩnh đã nghiên cứu hệ tầng Phú Quốc theo các mẫu ở các lỗ khoan trong khoảng độ sâu từ 60m đến 80m trên đảo Phú Quốc cho thấy thành phần đá chủ yếu gồm trầm tích hạt mịn xen hạt thô Trong số

44 mẫu phân tích từ các mẫu lõi khoan thì có tới 24 mẫu chứa hóa thạch bào tử phấn hoa được xác định có tuổi Kreta, đồng thời trong bộ sưu tập các mẫu gỗ hoá thạch tại đảo Phú Quốc của mình, Bùi Phú Mỹ cũng đã phân tích và cho kết quả các hoá thạch này có tuổi Kreta sớm [32, 33]

Năm 2005, công ty dầu khí NOPEX (Nhật Bản) và Tổng công ty dầu khí Việt Nam khảo sát tại khu vực Hà Tiên - Phú Quốc nhằm đánh giá tiềm năng dầu khí phần tây nam Việt Nam, cũng đã phân tích hóa thạch sét của hệ tầng Phú Quốc

và xác định tuổi cho hệ tầng là Kreta sớm [11, 12]

Năm 2008, đề án “Điều tra đặc điểm địa chất, địa động lực, địa chất khoáng sản, địa chất môi trường và dự báo tai biến địa chất vùng biển Phú Quốc - Hà Tiên, tỉ

lệ 1/100.000” do Đào Mạnh Tiến làm chủ nhiệm cũng đã nghiên cứu chi tiết đặc điểm trầm tích, thuỷ thạch động lực các trầm tích đệ tứ ven biển Phú Quốc - Hà Tiên [55]

Như vậy, trên cơ sở các kết quả nghiên cứu trên thấy rằng tuổi của hệ tầng Phú Quốc còn có nhiều ý kiến khác nhau Luận án sử dụng kết quả nghiên cứu thực tế của

dự án hợp tác nghiên cứu “Địa chất và tiềm năng dầu khí khu vực Malay - Phú Quốc

- Thổ Chu” giữa Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam và Chính phủ Đan Mạch đã khoan một giếng khoan tại phía nam của đảo Phú Quốc với chiều sâu là 504m có tên

là Enreca 2 (LKE2), 34 mẫu từ giếng khoan Enreca-2 được phân tích bào tử phấn hoa

nhằm chính xác hóa tuổi của trầm tích thuộc hệ tầng Phú Quốc tại vị trí này, và một lần nữa khẳng định hệ tầng Phú Quốc xuất hiện trong giếng khoan E2 tại đảo Phú Quốc có tuổi Kreta sớm [61] và tại các điểm lộ xuất hiện rải rác trên đảo và ven biển

có tuổi K2

1.3.2.2 Tiềm năng dầu khí

Song song với công tác nghiên cứu địa chất khu vực, công tác nghiên cứu địa chất dầu khí thực sự được đẩy mạnh trong giai đoạn sau năm 1975

Từ năm 1990, sau những phát hiện về dầu khí tại Malay và Thái Lan, nhiều công ty dầu khí nước ngoài bắt đầu quan tâm và đi sâu nghiên cứu các tài liệu trong khu vực, điển hình nhất là các tài liệu địa vật lý, địa chất trong thềm lục địa Việt Nam, trong đó có vùng thềm lục địa Tây Nam Việt Nam

Quá trình khoan thăm dò dầu khí chính thức thực hiện từ những năm 1990, với mũi khoan đầu tiên tại thềm lục địa Tây Nam Việt Nam (giếng khoan 51-MH-1X và 50-CM-1X) của công ty Fina, đến năm 1994 thì bắt đầu phát hiện dầu khí

Công tác đo địa vật lý, địa chấn và khoan thăm dò dần được mở rộng và phát triển trên toàn thềm lục địa quanh khu vực nghiên cứu, hàng nghìn km địa chấn 2D được đo tại các lô 41 - 45 và được xử lý làm sáng tỏ cấu trúc địa chất phục vụ cho công tác khoan thăm dò và thu nổ của Tập đoàn dầu khí Việt Nam

Năm 1997, công ty Unocal khoan 02 giếng B-KL-1X và B-KQ-1X tại khu vực bể Malay - Thổ Chu, trong đó giếng B-KL-1X phát hiện khí với lưu lượng lớn tại lô B [50, 58, 59]

Năm 2000, Công ty Thăm dò và Khai thác Dầu khí đã tiến hành khảo sát thực địa và đánh giá về cấu trúc địa chất và khả năng dầu khí rìa lục địa tây nam Việt Nam

Tháng 10/2005, đoàn khảo sát của công ty NOEX (Nhật Bản) và Công ty Thăm dò và Khai thác Dầu khí tiếp tục khảo sát đảo Phú Quốc và khu vực vùng biển lân cận, báo cáo cũng mới đề cập qua một số nét về khả năng chứa của đá trầm tích trên đảo Phú Quốc, nhưng ở tầng nông [11,12]

Tháng 3/2006, tác giả cùng đoàn khảo sát của Cục địa chất Đan Mạch, các chuyên gia của Viện Dầu Khí khảo sát thực địa khu vực Phú Quốc, đây là đợt khảo sát đem lại nhiều kết quả quan trọng đánh giá về tiềm năng dầu khí của hệ tầng Phú

Quốc Các mẫu thu thập được từ đợt khảo sát này góp phần vào kết quả đánh giá triển vọng dầu khí của các trầm tích cát kết đảo Phú Quốc được NCS sử dụng trong luận án

Tháng 1/2008, NCS và các chuyên gia Đan Mạch khảo sát thực địa tại khu vực quần đảo Nam Du, Hòn Tre, Hòn Nghệ nghiên cứu đặc điểm địa chất, các thành tạo phun trào trong khu vực và các đặc trưng sinh và chứa dầu của các thành tạo trầm tích trước Đệ Tứ ở bể Phú Quốc

Luận án Tiến sỹ của Lê Chi Mai và Lương Thị Thu Huyền (2008) [21, 29] đã phần nào làm sáng tỏ cấu trúc địa chất, đặc điểm kiến tạo của bể trầm tích Phú Quốc, bao gồm cả đảo Phú Quốc

Tháng 2 năm 2010, NCS cùng giáo viên hướng dẫn tiếp tục khảo sát tại đảo Phú Quốc, lần khảo sát này là mốc quan trọng khẳng định lại những nhận định về đặc điểm địa chất, địa tầng, địa tầng phân tập của trầm tích tuổi Kreta trên đảo Phú Quốc, các mẫu thu thập được phân tích, đánh giá cùng các mẫu đã có khẳng định về triển vọng dầu khí của tập trầm tích tuổi Kreta này

Tóm lại, ở khu vực tây nam Việt Nam, bể Phú Quốc đã có một số công trình nghiên cứu về địa tầng, magma, kiến tạo, tiềm năng dầu khí, song riêng đảo Phú Quốc và đặc biệt là các trầm tích tuổi Kreta trên đảo vẫn chưa được nghiên cứu một cách chi tiết và đồng bộ về đặc điểm thạch học, địa tầng phân tập, đánh giá triển vọng dầu khí dựa vào đặc điểm thạch học Đây chính là những vấn đề được đặt ra

và giải quyết trong luận án này

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 PHƯƠNG PHÁP LUẬN

2.1.1 Tiếp cận hệ thống

Tiếp cận hệ thống là 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 2.1)

Hình 2.1 Sơ đồ tiếp cận hệ thống nghiên cứu địa tầng phân tập [38]

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, giải quyết được các mối quan hệ nhân quả cơ bản nói trên tức là đã giải quyết được mục tiêu và nhiệm vụ của vấn đề 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

2.1.2 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 cấp 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 2.2)

Hình 2.2 Sơ đồ tiến hóa các bể trầm tích Kainozoi [38]

Hình 2.3 Sơ đồ khảo sát tại đảo Phú Quốc

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Phương pháp khảo sát thực địa

Trong suốt thời gian làm luận án, nghiên cứu sinh đã có cơ hội khảo sát đảo Phú Quốc và các đảo lân cận của vùng biển Tây Nam tổng cộng 3 lần, đó là vào các khoảng thời gian: tháng 3 năm 2006, tháng 8 năm 2008 và tháng 1 năm 2010 Tháng 3 năm 2006, đợt khảo sát tiến hành cùng Thầy giáo và các cán bộ Viện dầu khí, các chuyên gia của Cục địa chất Đan mạch và Greenland Đợt khảo sát đã tiến hành thu thập mẫu tại giếng khoan Enreca 2 (sâu 504m), phía Nam đảo Phú Quốc Đợt khảo sát năm 2008 mục đích chính là tìm hiểu đặc trưng địa chất chung của toàn bộ khu vực Phú Quốc và các đảo lân cận (Quần đảo Nam Du) Tháng 1 năm

2010, đợt khảo sát bổ sung thêm mẫu cho luận án (hình 2.3)

Nhiệm vụ chung khi khảo sát thực địa đó là định hình địa hình, địa mạo, xác định các điểm lấy mẫu, mô tả điểm lộ và mô tả sơ bộ mẫu ngoài thực địa Mẫu được đóng gói và mang về phòng thí nghiệm phân chia thành nhóm để phục vụ phân tích

Hình 2.4 Khảo sát thực địa tại đảo Phú

Quốc tháng 3 năm 2006

Hình 2.5 Thu thập mẫu tại LK E2

Hình 2.6 Khảo sát địa chất tại quần đảo

Nam Du, tháng 1 năm 2008

Hình 2.7 Khảo sát thực địa tại đảo Phú

Quốc tháng 1 năm 2010

2.2.2 Xử lý mẫu sau thực địa

Các mẫu thạch học sau khi mô tả sơ bộ được phân loại theo từng chỉ tiêu cần phân tích Đối với mẫu của LK E2, sau khi các khay mẫu được mang về phòng thí nghiệm, NCS dành 2 tuần ngồi mô tả mẫu, chọn mẫu, đóng gói theo các chỉ tiêu phân tích

2.2.2.1 Một số phương pháp nghiên cứu định lượng đá cát kết chứa dầu khí

a Phương pháp phân tích độ hạt và hiệu chỉnh số liệu đá cát kết bằng lát mỏng thạch học dưới kính hiển vi phân cực

Các thông số độ hạt là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá điều kiện di chuyển và lắng đọng của trầm tích, tính chất thủy động lực của môi trường Đối với trầm tích

bở rời người ta dùng bộ rây và pipet để phân chia các cấp hạt, song đối với cát kết không còn áp dụng được phương pháp này Vì vậy, chỉ còn phương pháp dùng lát mỏng thạch học để phân tích

Tuy nhiên điều hết sức lưu ý là lát mỏng thạch học là một lát cắt bất kỳ nên kích thước hạt đo được không trùng với kích thước thật của chúng, thường bé hơn nhưng lại không cố định Vậy nhiệm vụ đặt ra là phải tìm cách hiệu chỉnh kích thước thật Năm 1960 Svanop (Nga) đã đưa ra một công thức hiệu chỉnh công thức

đó được áp dụng phổ biến trong các văn liệu Nga và giảng dạy ở Việt Nam Tuy vậy

vì công thức hiệu chỉnh của Svanop có những điểm chưa được hợp lý nên luận án

đã sử dụng phương pháp xử lý, hiệu chỉnh do Trần Nghi đề nghị năm 2000 [42]

Các bước phân tích độ hạt bằng lát mỏng thạch học được tiến hành như sau:

Xử lý kết quả theo công thức hiệu chỉnh

Đo hàm lượng xi măng

Hiệu chỉnh hàm lượng % cấp hạt (hạt vụn và xi măng)

Lập biểu đồ đường cong tích lũy và đường cong phân bố độ hạt

Từ biểu đồ tính toán các tham số : Md, So, Sk

Công thức hiệu chỉnh như sau (sử dụng ở bước 3)

T1, T2, T5 là hàm lượng cấp hạt có thật (sau khi hiệu chỉnh)

Công thức này mới tính hạt vụn mà chưa tính xi măng (tức là cấp hạt

<0.01mm) vì vậy hàm lượng xi măng đo vẽ được sẽ được quy đổi vào hàm lượng % trong toàn bộ các cấp hạt

−

=0,25 - 0,1

100

) C (100 T

5

−

=0,1 - 0,01

b Phương pháp phân tích hệ số mài tròn của đá vụn cơ học trên lát mỏng thạch học (Ro)

Độ mài tròn (Ro) của hạt vụn trong thành phần trầm tích là tính chất góc cạnh hay tròn cạnh của hạt vụn, đặc trưng cho chế thủy động lực, thời gian lưu lại của hạt vụn và quãng đường di chuyển của hạt vụn, được tính theo phương pháp của

GS TS Trần Nghi, đề nghị năm 2000 [43]

Hệ số mài tròn của một hạt vụn bất kì (Roi) được tính như sau:

Roi = 1- 0,1Ai Trong đó: 1 là đơn vị biểu thị trình độ mài tròn cao nhất (lý tưởng) của hạt thứ i

Ai: là số lượng góc lồi chưa bị mài tròn của rìa hạt thứ i, biến thiên từ 10 đến

0 và [0,1 Ai] sẽ cấu thành đại lượng biến thiên từ 1 đến 0 và tỷ lệ nghịch với độ mài tròn của hạt vụn Như vậy khi [0,1Ai] biến thiên từ 1 đến 0 thì Roi sẽ biến thiên từ 0 đến q Đó là khoảng hữu hạn có thể sử dụng để chia bậc mài tròn

Từ đó hệ số mài tròn (Ro) của một lát mỏng thạch học sẽ bằng trung bình cộng của các hệ số mài tròn của mỗi hạt (Roi) ta có:

Ro n

Ro Ro

Ro Ro

+

= 1 2 1

Trong đó: Ro: hệ số mài tròn trung bình của đá (lát mỏng đá),

Roi: hệ số mài tròn của hạt thứ i,

Cấp 3: Ro3 = 0,3 - 0,5 mài tròn trung bình (nửa góc cạnh)

Cấp 4: Ro4 = 0,5 - 0,7 mài tròn tương đối tốt (nửa tròn cạnh)

0 - 0,5 : Nguồn gốc biến chất là chủ yếu

0,5-0,75: Nguồn gốc magma là chủ yếu

0,75-1,0: Nguồn gốc tái trầm tích là chủ yếu

d Phương pháp xác định mức độ trưởng thành (Mt) của cát và đá cát kết (Trần Nghi, 1989)

Mỗi một phức hệ đá hoặc một thể trầm tích trẻ nào đó đều được đặc trưng bởi độ trưởng thành (maturity) tức độ chín muồi của một quá trình vận chuyển, phân dị và lắng đọng trầm tích Độ trưởng thành được biểu thị qua hệ số trưởng thành (Mt) và được tính như sau [38]:

Mt =

Li So

Q Sf Ro

+

+ +

e Phương pháp xác định mức độ biến đổi thứ sinh của đá vụn cơ học (I)

Phương pháp xác định mức độ biến đổi thứ sinh của cát kết (I) dựa vào dạng tiếp xúc giữa các hạt vụn: thạch anh - fenspat, thạch anh - thạch anh, thạch anh - mảnh đá bền vững (quazit, silit) thay đổi theo mức độ biến đổi thứ sinh gia tăng có thể chia là hai nhóm dạng tiếp xúc sau đây [37, 38]:

Nhóm A đặc trưng cho tiếp xúc nguyên sinh (tiếp xúc điểm và tiếp xúc đường thẳng)

Nhóm B đặc trưng cho tiếp xúc thứ sinh (tiếp xúc đường cong và tiếp xúc răng cưa)

Trong đó:

Tiếp xúc điểm: thành đá sớm

Tiếp xúc đường thẳng: thành đá muộn

Tiếp xúc đường cong: hậu sinh sớm

Tiếp xúc răng cưa: hậu sinh muộn và biến sinh

Mức độ biến đổi thứ sinh được đặc trưng bởi hệ số I

1 I

Trong đó:

Ai - Số lượng tiếp xúc điểm nguyên sinh hàng quan trắc thứ i

Bi - Số lượng tiếp xúc thứ sinh hàng quan trắc thứ i

n - Số hàng quan trắc trong lát mỏng

Giá trị I biến thiên từ 0 (min) đến 1 (max) có thể chia thành các khoảng giá trị:

I = 0 - 0,25: giai đoạn thành đá sớm

I = 0,25 - 0,5: giai đoạn thành đá muộn

I = 0,5 - 0,75: giai đoạn hậu sinh sớm

I = 0,75 - 1: giai đoạn biến sinh

f Phương pháp xác định độ chặt xít của đá cát kết (Co)

Độ chặt xít của đá (Co) biểu thị sự sắp xếp trong không gian của một tập hợp hạt và chúng có quan hệ với độ rỗng của đá vì vậy giá trị Co cũng biểu thị khả năng chứa dầu khí, chứa các hợp chất phóng xạ trong lỗ hổng xi măng

1 Co

Trong đó: ti - Số tiếp xúc của các hạt cắt thước hàng thứ i

Ki - số hạt cắt thước ở hàng thứ i