Cho đến nay tại khu vực nghiên cứu mới chỉ có duy nhất 1 giếng khoan PV-94- 2XN. Vì vậy, việc nghiên cứu địa tầng trầm tích ở đây ngoài kết quả của giếng khoan trên đã sử dụng các số liệu về thạch địa tầng và sinh địa tầng của các giếng khoan tại khu vực thuộc phía Đông - Đông Bắc của bể Nam Côn Sơn (04-SĐN-1XN, 05-1B-TL- 2XN, 05-NT-1XN, 05-KCT-1XN, 06-LT-1XN, 06-LĐ-1XN…) cũng nhƣ tài liệu địa chấn - địa tầng để liên kết khu vực.
Kết quả phân tích mẫu và địa vật lý giếng khoan của giếng khoan PV-94-2XN cho thấy đá móng ở khu vực nghiên cứu có thành phần không đồng nhất bao gồm các đá trầm tích - biến chất, đá xâm nhập granitoit và đá phun trào axit có tuổi Mezozoi.
26
Đá xâm nhập granitoid bao gồm granit, granodiorit đã phát hiện đƣợc ở hầu hết các giếng khoan thuộc phần Đông Bắc của bể Nam Côn Sơn. Theo một số tài liệu thì đá móng là đá xâm nhập granitoid có thể tồn tại ở các khối nâng Phúc Nguyên, Đông Sơn, Vũng Mây và một số nơi khác. Nhìn chung các đá xâm nhập này sẽ bao gồm các đá có thành phần, thời gian thành tạo tƣơng tự nhƣ các phức hệ đá xâm nhập đã đƣợc phân tích và nghiên cứu kỹ tại bể Cửu Long và Nam Côn Sơn, nghĩa là tuổi của các thành tạo này chủ yếu là Mezozoi muộn.
Đá phun trào đã phát hiện và nghiên cứu chi tiết tại giếng khoan PV-94-2XN trong khoảng chiều sâu từ 2820-3331m: Đây là các thành tạo phun trào axit gồm chủ yếu đá riolit xen kẽ một ít đá tuf-riolit, tuffit và andezit. Tuổi của các thành tạo phun trào này đƣợc xếp giả định vào Creta muộn (K2)? do chúng có những đặc điểm về thành phần, kiến trúc, cấu tạo và đặc tính biến đổi tƣơng tự nhƣ các đá phun trào riolit và tuf lộ ra ở đảo Côn Sơn và nhiều nơi khác thuộc khu vực Nam Trung Bộ [6].
Địa tầng khu vực nghiên cứu đƣợc xác định và phân chia thành các phân vị dƣới đây (hình 3.1).
27
Hình 3. 2. Địa tầng giếng khoan PV-94-2XN . [7]
Đá riolit pocphia với ban tinh (15-20%) là plagiocla (P) và thạch anh (Q), felpat và nền fenzit (80-85%) là các vi tinh thạch anh, felpat (đã bị sét hoá mạnh, ít các khoáng vật không thấu quang, màu đen) và thủy tinh núi lửa đã bị serixit hoá, kaolinit mạnh (ảnh 3.1).
28
Ảnh 3.1. Mẫu ở độ sâu 295 0m; Nicon +; x 125
Đá tuf ryolit tuổi trƣớc Kainozoi, màu xám tro gồm các mảnh vụn thạch anh (Q), mảnh đá ryolit (R) đƣợc gắn kết bởi thuỷ tinh núi lửa là vi thạch anh và felpat (xám tro) đã bị silic hoá, clorit hoá và seixit hoá mạnh (ảnh 3.2).
Ảnh 3.2. Mẫu ở độ sâu 3325 m; Nicon +; x 125
Đá andezit có ban tinh là K-felspat (F) với kiến trúc trachyt (dòng chảy) khá đặc trƣng gồm chủ yếu là các tấm nhỏ hình que plagiocla (P) sắp xếp theo cùng một hƣớng, ít vi tinh thạch anh và thuỷ tinh lấp đầy khoảng trống (mũi tên) (ảnh 3.3).
29
Ảnh 3.3. Mẫu ở độ sâu 2950,5m; Nicon +; x 125
Các thành tạo Kainozoi
- Trầm tích Oligocen - Hê tầng Vũng Mây (E3vm)
Hệ tầng Vũng Mây đƣợc tác giả Đỗ Bạt và n.n.k xác lập năm 2001 khi thực hiện đề tài “Định danh và liên kết địa tầng trầm tích Đệ Tam thềm lục địa Việt Nam”.Hệ tầng đƣợc mang tên bãi Vũng Mây và đƣợc phát hiện tại giếng khoan PV-94-2XN từ độ sâu 2350 m-2770 m [7]. Trầm tích của hệ tầng phủ trực tiếp trên các thành tạo phun trào mô tả ở trên. Phần dƣới cùng của lát cắt là tập cuội kết cơ sở dày vài mét (cuội gồm nhiều granit, granodiorit, ít riolit, andezit...). Chuyển tiếp lên là các trầm tích hạt mịn màu xám, xám tro gồm chủ yếu đá sét bột kết dạng phiến (ảnh 3.4).
30
Xen ít cát kết dạng quaczit hạt nhỏ (ảnh 3.5), và các lóp mỏng sét than. Cát kết có độ lựa chọn, mài tròn tốt với thành phần thạch anh (25-50%), felpat (10-25%), mảnh đá (5-20% gồm đá silic, quaczit, phun trào,cacbonat, phiến sét).
Ảnh 3.5. Mẫu ở độ sâu 2705 m; Nicon +; x 125.
Nhìn chung các trầm tích ở đây rất rắn chắc, đã bị nén ép, phân phiến và tái kết tinh mạnh với nhiều mặt trƣợt và bị nhiều mạch thạch anh canxit xuyên cắt. Đá đã bị biến đổi thứ sinh mạnh, ở vào cuối giai đoạn hậu sinh muộn đến đầu giai đoạn biến chất sớm.
Do trầm tích rất nghèo hoá đá, nên việc xác định tuổi dựa chủ yếu vào các kết quả đối sánh và liên kết địa chấn với các tập trầm tích Oligocen đã đƣợc xác định tại các khoan ở bể Nam Côn Sơn.
Các trầm tích của hệ tầng thành tạo trong điều kiện năng lƣợng thấp thuộc các tƣớng sông, châu thổ, đầm hồ và phần trên có chịu ảnh hƣởng của môi trƣờng biển. Bề dày trầm tích của hệ tầng thay đổi từ 380m đến 1000m. Tại các trũng sâu (Vũng Mây, Phúc Nguyên ...) bề dày trầm tích Paleogen (chủ yếu là Oligocen) theo tài liệu địa vật lý có thể đạt tới trên 2000m.
Ở trũng Cỏ May đã xác nhận sự có mặt của các trầm tích lục nguyên tuổi Eocen và cả Paleocen bao gồm cát bột và sét kết tƣớng châu thổ và biển có chứa khí [2].
31
Các trầm tích phiến sét, hoặc phiến sét chứa than màu đen, xám đen ở giếng khoan PV-94-2XN đƣợc coi là có khả năng sinh (chủ yếu sinh khí) với chất lƣợng kém. Tuy nhiên hoàn toàn có thể hy vọng sự tồn tại và có mặt các đá sét kết, sét than tƣớng đầm hồ và châu thổ ven biển có bề dày lớn hơn phân bố tại các trũng sâu, với những điều kiện địa chất thuận lợi hơn, chắc chắn chúng sẽ có khả năng sinh dầu khí tốt hơn.
- Trầm tích Miocen sớm - Hệ tầng Phúc Nguyên (N11pn)
Hệ tầng Phúc Nguyên đƣợc tác giả Đỗ Bạt và n.n.k xác lập năm 2001 [3]. Trầm tích của hệ tầng bao gồm nhiều cát kết, bột kết và sét kết, xen ít lớp sét vôi đá vôi hoặc đá vôi đôlômit. Cát kết màu xám, xám đen gắn kết trung bình đến chắc bởi cacbonat và sét đa phần là hạt nhỏ đến mịn, hiếm hạt trung với độ lựa chọn tốt, mài tròn tốt (ảnh 3.6). Hầu hết cát kết thuộc nhóm lithic ackos với thành phần chủ yếu thạch anh (25- 35%), felpat (20-40%), mảnh đá (5-15%) và ít mảnh vụn sinh vật. Khoáng vật phụ thƣờng gặp glauconit, epidot, zickon và tourmalin. Thành phần khoáng vật sét nhiều kaolinit, illit và một luợng đáng kể smectit.
Ảnh 3.6. Mẫu ở độ sâu 2750 m; Nicon +; x 125.
Các hoá đá của hệ tầng gặp khá phong phú và bao gồm các phức hệ bào tử phấn thuộc đới Florshuetzia trilobata, F. meridionalis và đặc biệt là các đới Foram: Lepydocyclina, Myogypsina thuộc phần trên của đới Tf và Orbunila universa.
32
Trầm tích của hệ tầng đƣợc hình thành trong điều kiện đồng bằng châu thổ ven biển (phần dƣới) chuyển tiếp lên biển ven bờ, biển nông (phần trên) với bề dày thay đổi từ 250m đến 600m. Trầm tích hệ tầng Phúc Nguyên mới bị biến đổi thứ sinh ở giai đoạn Katagenes sớm nên phần lớn các tập cát kết của hệ tầng đƣợc coi là tầng có khả năng chứa thuộc loại tốt đến rất tốt, cát kết lithic – ackoz hạt trung lựa chọn, mài tròn trung bình tốt. Thành phần chủ yếu thạch anh (Q), K-felpat (F), mảnh đá phun trào (V), phiến sét (S), ít mica (xanh); Xi măng sét (mũi tên) lấp đầy lỗ rỗng giữa hạt. (ảnh 3.7).
Ảnh 3.7. Mẫu ở độ sâu 2320 m; Nicon +; x 125. - Trầm tích Miocen giữa - Hệ tầng Tư Chính (N12 tc).
Hệ tầng Tƣ Chính đƣợc tác giả Đỗ Bạt và n.n.k xác lập năm 2001 [28]. Hệ tầng đƣợc đặc trƣng bởi các trầm tích lục nguyên cát kết màu xám, hạt nhỏ tới mịn, độ lựa chọn tốt, mài tròn tốt, gắn kết chắc bởi xi măng cacbonat và sét, xen kẽ bột kết và sét kết đôi khi sét vôi hoặc cát kết vôi (ảnh 3.8).
33
Ảnh 3.8. Mẫu ở độ sâu 2000 m; Nicon +; x 125.
Đá vôi ám tiêu và đá vôi dạng nền xen kẽ nhau, màu trắng đục, xen kẽ lớp mỏng bột kết. Cacbonat có khả năng chứa tốt do sự có mặt nhiều các lỗ rỗng giữa và bên trong tinh thể, các hang hốc/vi hang hốc hình thành do sự hoà tan, rửa lũa sinh vật và khoáng vật cacbonat cũng nhƣ kết quả của quá trình đolomit hoá canxit.
Tại các đới nâng trầm tích của hệ tầng chủ yếu là các đá cacbonat đƣợc hình thành trong điều kiện biển nông ven bờ chịu ảnh hƣởng của các nguồn cung cấp vật liệu từ lục địa (bằng chứng là trong thành phần của một số lớp đá cacbonat thƣờng chứa một lƣợng nhất định các mảnh vun lục nguyên đƣợc đƣa từ lục địa tới. Chiều dày trầm tích của hệ tầng thay đổi trong khoảng 300-750m.
Ở những trũng sâu nhƣ Vũng Mây và Phúc Nguyên, không loại trừ khả năng có sự tồn tại các tập trầm tích lục nguyên bao gồm đá sét, bột kết, cát kết, sét vôi và đá vôi dạng thềm nhƣ đã gặp tai nhiều giếng khoan ở các lô thuộc bể Nam Côn Sơn.
Tại giếng khoan PV-94-2XN trong khoảng độ sâu 2052-1700m gặp các đá cacbonat màu trắng, trắng xám, trắng sữa dạng khối dày bao gồm có đá vôi ám tiêu (ảnh 3.9), xen kẽ đá vôi sinh vật và đá vôi dạng thềm (thƣờng là loại wackestone và mudstone) với tỷ lệ gần ngang nhau.
34
Ảnh 3.9. Mẫu ở độ sâu 2045 m; Nicon -; x 125.
Nhìn chung các đá cacbonat đang mô tả bằng mắt thƣờng rất khó phân biệt với các đá cacbonat của hệ tầng Phúc Tần nằm trên về màu sắc, cấu tạo, tỷ lệ chứa chứa các sinh vật ..., ngoại trừ mức độ đolomit hoá của đá xảy ra mạnh hơn do ở phần dƣới xuất hiện một số tập đá vôi chứa đolomit, đolomit vôi và đolomit hạt không đều chứa nhiều mảnh vụn lục nguyên (ảnh 3.10).
35
Các đá cacbonat của hệ tầng có độ rỗng và độ thấm tốt đến rất tốt và đƣợc coi là tầng chứa có chất lƣợng tốt tƣơng tự nhƣ các đá cacbonat hệ tầng Thông - Mãng Cầu chứa khí có giá trị thƣơng mại đã phát hiện đƣợc ở mỏ Lan Tây thuộc bể Nam Côn Sơn.
- Trầm tích Miocen muộn - Hệ tầng Phúc Tần (N13 pt)
Hệ tầng Phúc Tần đƣợc tác giả Đỗ Bạt và n.n.k xác lập năm 2001 [28]. Trầm tích của hệ tầng đƣợc đặc trƣng bởi sự có mặt hoàn toàn của các đá cacbonat màu trắng, trắng phớt xám, dạng khối, rắn chắc bao gồm đá vôi ám tiêu, dạng ám tiêu (ảnh 3.11), đá vôi chứa sinh vật và đá vôi dạng nền thuộc các nhóm đá packston, wackeston và mudston. Các khung xƣơng sinh vật rất chiếm từ 15% đến 90% (trung bình 35-50%) khác nhau nhiều về kích thƣớc, rất phong phú về giống loài gồm phần lớn là các dạng san hô, tảo đỏ, tảo lục, các tập hợp Foraminifera, Echinoderma.
Ảnh 3.11. Mẫu ở độ sâu 1860 m;Nicon +; x 125.
Hoá đá Foraminifera bám đáy tại giếng khoan PV-94-2X đã phát hiện đƣợc gồm có: Textularia sp., Ammonia sp., Elphidium sp., Quinqueloculin sp, Amphistegina.,...vv. Đặc biệt ở 750m gặp Lepidocyclina sp thuộc đới Upper Tf Letter Stage (larger foram)
xác định tuổi thuộc phần trên của Miocen muộn. Đáy của Miocen muộn đƣợc xác định bởi sự có mặt của tập hợp Miogypsina sp., ở độ sâu 1680-1700 m.
36
Các trầm tích cacbonat của hệ tầng có bề dày thay đổi từ 400m dến 900m và chúng đƣợc coi là các đối tƣợng có khả năng chứa rất tốt với sự có mặt nhiều các lỗ rỗng hang hốc/vi hang hốc đƣợc hình thành do sự hoà tan, rửa lũa các khoáng của sinh vật và quá trình đolomit hoá làm co ngót thể tích.
- Trầm tích Pliocen-Đệ Tứ - Hệ tầng Biển Đông (N2-Qbđ)
Trầm tích hệ tầng Biển Đông bao gồm hầu hết đá cacbonat ám tiêu và dạng ám tiêu phát triển rất rộng rãi trong vùng. Tại giếng khoan PV-94-2XN, các đá cacbonat của hệ tầng đƣợc phát hiện từ đáy biển hiện tại đến độ sâu 750m. Tại đây chủ yếu là các đá vôi ám tiêu, đá vôi sinh vật dạng khối màu xám, xám phớt hồng, phớt vàng, dễ vỡ vụn, chứa hầu hết là các khung xƣơng sinh vật. Thành phần vụn chủ yếu san hô, bryozoa, Echinoderma, các dạng Foram Operculina, Amphistegina, Emphidium,... (ảnh 3.12).
Ảnh 3.12. Mẫu ở độ sâu 1160 m; Nicon -; x 125.
Các đá vôi sinh vật của hệ tầng đƣợc hình thành trong môi trƣờng biển nông, chúng phát triển mạnh mẽ tại hầu hết các đới nâng của vùng nghiên cứu. Tuy nhiên, tại các trũng sâu không loại trừ khả năng tồn tại các trầm tích sét, bột và sét vôi thuộc tƣớng biển thềm đến biển sâu nhƣ đã gặp tại một số giếng khoan ở phần Đông - Đông Bắc của bể Nam Côn Sơn. Bề dày trầm tích của hệ tầng thay đổi từ 500 - 1000 m.
37