Đá carboante là một nhóm đá phổ biến trong các loại đá trầm tích, nhóm đá hoá học và sinh khoáng nói riêng, đƣợc hình thành từ sự kết tủa của các khoáng vật từ nƣớc trong suốt quá trình biến đổi về sinh học và hóa học của môi trƣờng. Có thành phần chủ yếu là các khoáng vật thuộc nhóm carbonate (anion− kết hợp với các cation kim loại khác).
Trƣờng Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Khoa kỹ thuật Địa chất Dầu khí Bộ môn Địa chất Dầu khí TÌM KIẾM THĂM DÒ DẦU KHÍ TRONG CARBONATE GVHD: PGS TS Trần Văn Xuân Nội dung Tổng quan đá carbonate Thành tạo carbonate phần Nam bể Sông Hồng Giới thiệu Tổng quan khu vực nghiên cứu Thành phần hóa học thành phần khoáng vật Đặc điểm địa chất phần Nam bể Sông Hồng Kiến trúc đá vôi (limestone) Kiến trúc đá dolomite Cấu tạo đá carbonate Phân loại đá carbonate Nguồn gốc đá carbonate Quá trình thành đá biến đổi Đặc điểm thành tạo carbonate Mối tƣơng quan địa chất phần Nam bể Sông Hồng bể Phú Khánh TỔNG QUAN VỀ ĐÁ CARBONATE Giới thiệu Đá carboante nhóm đá phổ biến loại đá trầm tích, nhóm đá hoá học sinh khoáng nói riêng, đƣợc hình thành từ kết tủa khoáng vật từ nƣớc suốt trình biến đổi sinh học hóa học môi trƣờng Có thành phần chủ yếu khoáng vật thuộc nhóm carbonate (anion 𝐶𝑂32− kết hợp với cation kim loại khác) Đá carbonate đƣợc phân chia dựa thành phần khoáng vật thành hai nhóm limestone (đá vôi) dolomite (đá dolomite) Limestone có thành phần khoáng vật calcite Dolomite có thành phần khoáng vật dolomite Nghiên cứu đá carbonate có ý nghĩa quan trọng Đá vôi đa dạng cấu tạo, kiến trúc hóa thạch, mang lại thông tin quan trọng môi trƣờng biển cổ, điều kiển cổ địa chất, hóa lý tiến hóa giới sinh vật, đặc biệt sinh vật biển Trong hệ thống dầu khí, đóng vai trò tầng chứa vừa tầng sinh tầng chắn Thành phần hóa học thành phần khoáng vật Thành phần hóa học: o Đá carbonate đƣợc thống trị ion : 𝐶𝑎2+ , 𝑀𝑔2+ , 𝐶𝑂32− 𝐶𝑎2+ , 𝑀𝑔2+ diện đá vôi dolomit Trong 𝑀𝑔2+ thành phần quan trọng đặc trƣng đá dolomite o Nguyên tố oxi đóng vai trò quan trọng: 𝐶𝑂2 , CaO, MgO chiếm 90% đá carbonate o Một vài nguyên tố khác nhƣ Si, Al, K, Na, Fe… (trong khoáng vật silicate: quartz, feldspars, sét…) o Những nguyên tố hiếm: Cl, Co, Cr, Cu, Ga, Li…(liên quan đến khoáng vật khung xƣơng hóa thạch) Thành phần hóa học thành phần khoáng vật Thành phần khoáng vật Khoáng vật thuộc nhóm calcite Khoáng vật thuộc nhóm dolomite Khoáng vật thuộc nhóm arogonite Thành phần hóa học thành phần khoáng vật Khoáng vật thuộc nhóm calcite Tên kháng vật Tinh hệ Công thức Calcite Mặt thoi 𝐶𝑎𝐶𝑂3 Magnesite Mặtthoi 𝑀𝑔𝐶𝑂3 Rhodochrosite Mặt thoi 𝑀𝑛𝐶𝑂3 Siderite Mặt thoi 𝐹𝑒𝐶𝑂3 Simithsonite Mặt thoi 𝑍𝑛𝐶𝑂3 Thành phần hóa học thành phần khoáng vật Khoáng vật thuộc nhóm dolomite Tên khoáng vật Tinh hệ Công thức Dolomite Mặt thoi CaMg(𝐶𝑂3 )2 Ankerite Mặt thoi Ca(Mg,Fe,Mn)(𝐶𝑂3 )2 Thành phần hóa học thành phần khoáng vật Khoáng vật thuộc nhóm aragonite Tên khoáng vật Tinh hệ Công thức Aragonite Trực thoi 𝐶𝑎𝐶𝑂3 Cerussite Trực thoi 𝑃𝑏𝐶𝑂3 Strontionite Trực thoi 𝑆𝑟𝐶𝑂3 Witherite Trực thoi 𝐵𝑎𝐶𝑂3 Kiến trúc đá vôi (limestone) Các đá vôi cổ có thành phần chủ yếu calcite Calcite diện đá ba dạng kiến trúc chính: o Các hạt đá (Carbonate grains) o Nền (Microcrystalline calcite) o Xi măng (Sparry calcite) Carbonate grains Folk (1959) đề nghị sử dụng allochems tên gọi cho hạt carbonate mà nguồn gốc kết tủa hóa học Các hạt có kích thƣớc tiêu chuẩn từ 0.02-0.2mm, hạt lớn nhƣ vỏ hóa thạch xuất Các hạt carbonate đƣợc chia thành bốn nhóm, nhóm đƣợc đặt trƣng khác hình dạng, cấu tạo bên trong, nguồn gốc: o carbonate clasts, o Skeletal particles, o ooids, o peloids I TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU Bể Sông Hồng Nằm khoảng 105030 – 110030 kinh độ Đông, 14030 – 210 vĩ độ Bắc, có dạng hình thoi kéo dài từ miền võng Hà Nội (MVHN) vịnh Bắc Bộ biển miền Trung I TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU khu vực địa chất Vùng Tây Bắc Vùng trung tâm Vùng phía Nam I TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU Phần Nam bể Sông Hồng Vùng phía Nam với mực nước biển thay đổi từ 30-800m, có cấu trúc khác hẳn với hai vùng có móng nhô cao địa lũy Tri Tôn tạo thềm carbonat ám tiêu san hô II ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT PHẦN NAM BỂ SÔNG HỒNG Đặc điểm kiến tạo Vào Paleocen - đầu Eocen, va chạm mảng Ấn Độ mảng Âu- Á đến ngày ngày chuyển động hƣớng Bắc, nên chuyển động thúc trồi địa khối có thay đổi hƣớng theo thời gian Sông Hồng bị thúc trồi Oligocen đến Miocen sớm, phần phía Nam bị đẩy sớm vào đầu Oligocen Sự hình thành tách giãn đáy biển Đông vào Eocen mà rõ vào Oligocen dẫn đến hình thành địa lũy, địa hào Nam bể Sông Hồng đới nâng Tri Tôn, địa hào Quãng Ngãi, địa hào Lý Sơn (đới nghiêng đông Tri Tôn), giai đoạn syn-rift Nam bể Sông Hồng kết thúc vào cuối Miocen sớm II ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT PHẦN NAM BỂ SÔNG HỒNG Đặc điểm cấu tạo Đới nâng Tri Tôn Đới nâng Tri Tôn đới nhô cao móng phía Nam bể Sông Hồng, mà có lớp phủ trầm tích vụn Oligocen, đá vôi (platform carbonate) khối xây carbonate ám tiêu san hô (carbonate buildups/reefal carbonate) tuổi Miocen - muộn II ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT PHẦN NAM BỂ SÔNG HỒNG Địa hào Quảng Ngãi địa hào hẹp, phần đuôi phía Nam bể Sông Hồng, nằm kẹp thềm Đà Nẵng đới nâng Tri Tôn thông với bể nƣớc sâu Phú Khánh phía Nam Trầm tích địa hào dày đến 8-9km, bao gồm trầm tích từ Eocen đến đại, khu vực sinh phần phía Nam bể Sông Hồng Địa Hào Lý Sơn nằm phía đông đới nâng Tri Tôn, chủ yếu phạm vi phía Đông lô 117 – 118 phía Tây lô 141 – 142, phía Nam Đông Nam tiếp giáp với đới nâng Hoàng Sa Trầm tích mảnh vụn lấp đầy địa hào bán địa hào hình thành thời kỳ tạo rift Eocen Oligocen II ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT PHẦN NAM BỂ SÔNG HỒNG Đặc điểm địa tầng Móng trƣớc Đệ Tam Trầm tích Oligocen Trầm tích Miocen Miocen dƣới Miocen Miocen Trầm tích Pliocen - Đệ Tứ III ĐẶC ĐIỂM THÀNH TẠO CARBONATE Sự phân bố thành tạo Carbonate Các thành tạo carbonate phân bố chủ yếu đới nâng Tri Tôn Carbonate phân bố đới nâng tri Tôn tập carbonate đƣợc hình thành thời kỳ Miocen sớm - thuộc hệ tầng Sông Hƣơng hệ tầng Tri Tôn tƣơng ứng Bề dày hai hệ tầng thay đổi từ 1000m, sơ phân chia thành phụ tầng đá vôi bên dolomite dƣới III ĐẶC ĐIỂM THÀNH TẠO CARBONATE Mối liên quan đến hệ thống dầu khí Khả sinh Theo nguồn gốc phân loại, đá Carbonate thuộc hệ tầng Sông Hƣơng, Tri Tôn đá mẹ chúng đủ giàu vật chất hữu cơ, với tổng khối lƣợng đủ lớn nằm ngƣởng trƣởng thành - Đá vôi dolomite hệ tầng sông Hƣơng tuổi Miocen sớm - Đá vôi hệ tầng Tri Tôn tuổi Miocen III ĐẶC ĐIỂM THÀNH TẠO CARBONATE Khả chứa/bẫy Đá chứa khu vực Nam bể Sông Hồng đƣợc nghiên cứu với mức độ khiêm tốn Đối tƣợng chứa Carbonate chƣa có nhiều nghiên cứu chi tiết cụ thể, rõ ràng khó khăn phụ thuộc vào quy luật biến đổi độ rỗng chung thành tạo Carbonate Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy đá chứa Carbonate khu vực có tính chất chứa tốt Đá vôi dolomite hệ tầng Sông Hƣơng tuổi Miocen sớm Đá vôi hệ tầng Tri Tôn tuổi Miocen III ĐẶC ĐIỂM THÀNH TẠO CARBONATE Khả chắn Trên giới, tầng chắn địa phƣơng hay khu vực có thành phần carbonate không Nhƣng khu vực phía Nam bể trầm tích Sông Hồng, đá chắn vùng phủ lên carbonate Tri Tôn tầng sét kết hình thành giai đoạn ngập lụt cực đại, dày vài trăm mét, đóng vai trò tầng chắn khu vực Đá carbonate khu vực Nam sông Hồng tính chất chắn IV MỐI TƢƠNG QUAN ĐỊA CHẤT PHẦN NAM BỂ SÔNG HỒNG VÀ BỂ PHÚ KHÁNH Bể Phú Khánh Bể Phú Khánh bể tách giãn rìa thụ động, nằm phía Nam bể Sông Hồng bao gồm yếu tố cấu trúc chính: thềm Đà Nẵng, thềm Phan Rang, đới nâng Tri Tôn, trũng sâu Phú Khánh đới cắt trƣợt Tuy Hòa KẾT LUẬN Đá Carbonate có vai trò quan trọng hệ thống dầu khí, đặc tính phân bố biến đổi phức tạp, trình biến đổi thứ sinh liên quan đến biến đổi độ rỗng đá chứa Đặc trƣng hệ tầng carbonate đới nâng Tri Tôn có nguồn gốc sinh hóa, thành tạo địa lũy độc lập, tách khỏi khối Trung vào thời kỳ Oligocen muộn Phần dƣới hệ tầng Sông Hƣơng thành tạo Carbonate thềm bị dolomite hóa, có độ rỗng hơn, hình thành môi trƣờng biển sâu mở, phần hệ tầng Tri Tôn thành tạo carbonate liên quan tới nguồn gốc sinh vật, khối xây ám tiêu môi trƣờng biển nông Sự tƣơng quan địa chất phần Nam bể Sông Hồng bể Phú Khánh chứng tỏ mối quan hệ địa chất bể có liên quan mật thiết với hoạt động kiến tạo khu vực va chạm mảng Ấn Độ mảng ÂuÁ vào Paleocen - đầu Eocen hoạt động tách giãn Biển Đông vào Oligocen TÀI LIỆU THAM KHẢO 1] Principles of Sedimentology and Stratigraphy, Sam Boggs, Jr University of Oregon [2] Đặc trưng địa chất thành tạo carbonate tuổi Miocen, phần Nam bể trầm tích Sông Hồng mối liên quan tới hệ thống dầu khí, TS Vũ Ngọc Diệp, KS Hoàng Dũng, KS Trần Thanh Hải ( Tập đoàn Dầu khí Việt Nam), PGS.TS Nguyễn Trọng Tín ( Hội Dầu khí Việt Nam), ThS Hoàng Anh Tuấn ( Viện dầu khí Việt Nam), ThS Trần Đăng Hùng, ThS Nguyễn Đức Hùng ( Công ty Điều hành Thăm dò Khai thác Dầu khí Nƣớc ngoài), ThS Ngô Sỹ Thọ ( Văn phòng Chính phủ) [3] Địa chất tài nguyên dầu khí Việt Nam, Nguyễn Hiệp (Chủ biên) nhiều tác giả khác