Dựa trên các kết quả minh giải và liên kết tài liệu địa vật lý, chủ yếu là địa chấn phản xạ với các giếng khoan ở bể Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn để phân chia địa tầng, xác định các mặt bất chỉnh hợp,…
2.2.1. Móng trước Đệ Tam
Móng trƣớc Đệ Tam ở bể Phú Khánh là các thành tạo magma, biến chất có tuổi và thành phần khác nhau, trong đó các thành tạo granit tuổi Creta bị phong hóa, nứt nẻ có khả năng phát triển rộng ở vùng thềm Phan Rang, đới cắt trƣợt Tuy Hòa và thềm Đà Nẵng.
2.2.2. Địa tầng Đệ Tam
1/ Trầm tích Paleocen - Eocen
Trầm tích Paleocen - Eocen (?) đƣợc thành tạo trong các graben, bán graben với thành phần chính là các trầm tích hạt thô, sạn cuội kết ở phần đáy. Trên tài liệu địa chấn chúng đƣợc phản ánh bởi các tập sóng phản xạ có độ liên tục kém, biên độ trung bình đến cao.
2/ Trầm tích Oligocen
Các trầm tích Oligocen phủ bất chỉnh hợp trên các trầm tích Eocen gồm các thành tạo mịn hơn nhƣ cát, sét, đôi khi xen ít lớp than. Trên mặt cắt địa chấn trầm tích này đƣợc xếp vào tập sóng phản xạ có độ liên tục kém, biên độ trung bình, tần số thấp, có nơi phản xạ dạng lộn xộn, biên độ cao. Bề dày trầm tích thay đổi từ vài trăm mét ở phần rìa đến hàng nghìn mét ở phần trung tâm bể. Các lớp sét than đen giàu vật chất hữu cơ, nguồn gốc đầm hồ và đầm nƣớc lợ là nguồn đá mẹ tiềm năng trong bể Phú Khánh.
3/ Trầm tích Miocen dưới
Trầm tích Miocen dƣới phủ bất chỉnh hợp trên các trầm tích Oligocen. Trên các tài liệu địa chấn, chúng đƣợc đặc trƣng bởi các phản xạ á song song đến song song, biên độ thấp đến cao, độ liên tục trung bình, dạng dốc thoải. Phía Bắc có dạng nêm lấn dự báo quạt châu thổ hoặc quạt aluvi, các phản xạ biên độ cao dự báo là các thành tạo carbonat thềm.
Nhƣ vậy, các thành tạo Miocen dƣới chủ yếu là trầm tích lục nguyên đôi chỗ là carbonat. Môi trƣờng trầm tích châu thổ và đầm hồ chứa than, biển nông, biển ven bờ. Các tập sét, sét than Miocen dƣới tƣớng đầm hồ, vũng vịnh là nguồn đá mẹ ở bể Phú Khánh. Chiều dày trầm tích ở vùng trũng sâu Phú Khánh có thể đạt đến hơn 2000m.
4/ Trầm tích Miocen giữa
Trầm tích Miocen giữa đƣợc nhận biết và liên kết trên tài liệu địa chấn với đặc điểm là các phản xạ song song hoặc gần song song, biên độ thay đổi từ thấp đến cao, tính liên tục và tần số trung bình. Các mặt phản xạ nằm onlap ở vùng ven bờ và downlap ở vùng nƣớc sâu.
Trên phần thềm phía Tây và phía Bắc của bể Phú Khánh, trầm tích miocen giữa chủ yếu là lục nguyên do ở gần nguồn cung cấp vật liệu từ đất liền. Trong phần phía Nam bể Phú Khánh, các tập trầm tích vũng vịnh Oligocen và Miocen dƣới bị chôn vùi dƣới các tập cát, sét, carbonat trầm đọng trong Miocen giữa.
Trong Miocen phổ biến các thành tạo chảy rối với sự hình thành các quạt bồi tích ngầm dọc theo sƣờn nghiêng của bể Phú Khánh. Đây có thể là những tầng chứa có khả năng cho tích tụ dầu khí. Ngoài ra, dọc theo rìa thềm phía Đông còn phát triển carbonat thềm. Các khối nâng carbonat nhô lên khỏi mặt nƣớc biển chỉ xuất hiện ở vài nơi trên các mặt cắt địa chấn, đây cũng thƣờng là các khối đứt gãy nhô cao. Đá dăm kết san hô ở mặt trƣớc ám tiêu cùng đá carbonat đƣợc phát triển và trầm đọng dọc theo các ám tiêu xuất hiện không nhiều nhƣng cũng là những đối tƣợng đá chứa cần lƣu ý.
5/ Trầm tích Miocen trên
Trầm tích Miocen trên đƣợc nhận biết bởi các phản xạ thƣờng là song song đến song song hơi phân kỳ, biên độ từ thấp đến trung bình, tính liên tục tốt ở phần phía Tây bể và có dạng hạnh nhân (chữ S) nêm lấn về phía sƣờn dốc hƣớng ra biển.
Sự lún chìm của bể Phú Khánh tiếp nối sau thời kỳ gián đoạn trầm tích cuối Miocen giữa, cùng với nguồn cung vật liệu lục địa dồi dào, tạo ra hiện tƣợng lấn biển mang tính khu vực của rìa thềm với cƣờng độ giảm dần về phía Nam. Bề dày trầm tích Miocen trên ở bể Phú Khánh lên đến 3000m. Phần trên cùng của tập này đƣợc trầm đọng trong môi trƣờng châu thổ, bãi biển hoặc ven bờ, còn về phía Tây của bể thì gặp các thành tạo châu thổ không có nguồn gốc biển và thành tạo sông ngòi. Ở phần thấp nhất của tập trầm tích này, các tập cát kết chảy rối trên sƣờn dốc đƣợc thay thế theo phƣơng nằm ngang bằng các quạt bồi tích ngầm xa nguồn, ở đây có thể tồn tại các bẫy địa tầng có giá trị.
Hình 2.8. Cột địa tầng tổng hợp bể Phú Khánh (Theo VPI có bổ sung sửa chữa)
2.2.3 Địa tầng Pliocen - Đệ Tứ
Trầm tích Pliocen - Đệ Tứ là các trầm tích cát, bột, sét thềm và biển sâu liên quan đến các quá trình hình thành toàn bộ thềm lục địa Biển Đông. Trên mặt cắt địa chấn dễ dàng nhận biết và liên hệ chúng với các tập Pliocen - Đệ Tứ trong khu vực. Ở phía Đông thƣờng là các nêm lấn dày, đặc trƣng trầm tích sƣờn thềm, còn phần phía Tây là các phản xạ song song, độ liên tục tốt, biên độ trung bình, tần số thấp, liên quan đến tƣớng trầm tích thềm trong đến ngoài trong toàn khu vực.
CHƢƠNG 3. ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP KHU VỰC LÔ 123 VÀ 124 BỂ PHÚ KHÁNH TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG VÀ CỘNG SINH TƢỚNG 3.1. Khái quát
Bể Phú Khánh đã đƣợc nhiều đề tài và dự án nghiên cứu tiếp cận ở các góc độ khác nhau:
Từ 1970 - 1993 các đề tài hợp tác của Tập đoàn dầu khí với các công ty dầu khí nƣớc ngoài chủ yếu là triển khai các nhiệm vụ tìm kiếm và thăm dò dầu khí. Vấn đề địa tầng phân tập và trầm tích luận chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu.
Giai đoạn 2000 - 2002 đề tài cấp nhà nƣớc KC-09 do Nguyễn Huy Quý làm chủ biên “Nghiên cứu cấu trúc địa chất, lịch sử tiến hóa địa động lực và tiềm năng dầu khí vùng nƣớc sâu xa bờ”. Nhiệm vụ đề tài chủ yếu là nghiên cứu cấu trúc địa chất và lịch sử hoạt động kiến tạo từ Oligocen đến Miocen vùng Trƣờng Sa, Tƣ Chính - Vũng Mây và một phần bể Phú Khánh.
Giai đoạn 1995 - 2000 dự án ENRECA pha I hợp tác giữa Viện Dầu khí với Cục Địa chất Đan Mạch đã tập trung nghiên cứu địa chấn, địa tầng phân tập và mô hình hóa bể. Tuy nhiên sau những kết quả nghiên cứu này vẫn còn tồn tại nhiều vấn đề sau đây cần phải đƣợc tiếp tục nghiên cứu:
Phân tích tƣớng và tích hợp giữa tƣớng trầm tích và các miền hệ thống (LST, TST và HST) theo không gian và thời gian.
Vai trò đứt gãy đồng trầm tích đối với cấu tạo nêm tăng trƣởng và tăng bề dày trầm tích đột biến.
Cần phân tích các kiểu hoạt động biến dạng và xử lý chúng để xây dựng các mặt cắt phục hồi các bể thứ cấp tránh nhầm lẫn cấu tạo của đá trầm tích nguyên thủy với cấu tạo do biến dạng nhƣ cấu tạo “lƣợn sóng”, “nghiêng song song”, “chống đáy”, “chống nóc”…
Cần nghiên cứu xây dựng phƣơng pháp và quy trình thành lập bản đồ tƣớng đá - cổ địa lý trên cơ sở địa tầng phân tập trong đó các miền hệ thống đƣợc coi là khoảng thời gian cần thể hiện.
Vẽ bản đồ đẳng dày trên cơ sở các “giả địa hào” và “giả địa lũy” đã dẫn đến sai lầm khi xác định miền xâm thực và miền tích tụ trầm tích của bản đồ tƣớng đá - cổ địa lý.
3.2. Các kiểu biến dạng đặc trƣng của bể Phú Khánh
3.2.1. Biến dạng đứt gãy
Biến dạng đứt gãy có 3 kiểu nhận thấy rất rõ ở bể Phú Khánh:
Hình 3.1. Đới đứt gãy sụt bậc kinh tuyến 1100E chia thềm lục địa thành 2 nửa:
thềm trong sâu 0 - 200m, thềm ngoài sâu 500 - 3000m (SVOR-93-101) (Nguồn VPI)
Hình 3.2. Đới đứt gãy sụt bậc kinh tuyến 1100E chia thềm hiện tại thành 2 nửa: thềm trong và thềm ngoài (Mặt cắt SVOR-93-108) (Nguồn VPI)
Hình 3.3. Minh giải địa tầng phân tập, tƣớng trầm tích (Mặt cắt CSL 07 -10 vùng Đông Phú Khánh và vùng nƣớc sâu) (Nguồn VPI)
- Đứt gãy thuận sụt bậc thang theo hƣớng kinh tuyến xảy vào Pliocen - Đệ tứ tạo thành một đới phá hủy từ kinh tuyến 109030‟E đến 1100E. Kết quả của hệ thống đứt gãy này đã chia đôi thềm lục địa Miền Trung thành 2 nửa thềm: thềm trong sâu từ 0 - 200m nƣớc và thềm ngoài nằm từ độ sâu 700-3000m (hình 3.1, 3.2, 3.3).
Phân tích tƣớng trầm tích trên cơ sở các trƣờng sóng địa chấn của trầm tích N2- Q thềm ngoài cho ta một số thông tin sau:
Trầm tích Pliocen - Đệ tứ dày từ 500-1500 m, bao gồm các tƣớng cát, bột, sét aluvi, châu thổ và biển nông do các dòng sông bắt nguồn từ dãy núi Trƣờng Sơn mang tới. Điều có thể khẳng định sự có mặt trầm tích lục nguyên dày Pliocen - Đệ tứ ở vùng nƣớc sâu (trên 1000m) là bằng chứng của trầm tích này đƣợc thành tạo nguyên thủy ở môi trƣờng vùng biển nƣớc nông xen lục địa. Sau hoạt động đứt gãy sụt bậc chúng bị nhấn chìm xuống vùng nƣớc sâu nằm trên sƣờn lục địa hiện đại. Điều này rất dễ hiểu nhầm bể Phú Khánh đƣợc thành tạo ở vùng nƣớc sâu.
- Đứt gãy trƣợt bằng phân bố thành một hệ thống dày đặc phát triển theo hƣớng á vĩ tuyến chạy từ thềm trong ra thềm ngoài (hình 3.4, 3.5). Đứt gãy trƣợt bằng có tuổi rất trẻ xảy ra từ Pliocen đến cả Holocen tạo thành các rãnh sâu từ 1- 5km và rộng từ 1 đến 10km kiểu Canyon. Đã có ngƣời nhầm lẫn các rãnh quy mô lớn này với rãnh đào khoét của các lòng sông cổ hoặc đào khoét ngầm dƣới nƣớc của các dòng chảy đáy.
- Đứt gãy trƣợt bằng đã tạo nên một đới phá hủy quy mô lớn phát triển từ Oligocen đến Đệ tứ (hình 3.4, 3.5) làm dịch các lớp trầm tích theo phƣơng nằm ngang và theo phƣơng thẳng đứng. Các đới phá hủy do trƣợt bằng biểu hiện trƣờng
sóng địa chấn rối loạn, hỗn độn, các lớp đá trầm tích không còn ranh giới của cấu tạo phân lớp. Tại mặt cắt S74- A- 2-1 gặp một hệ thống, trƣợt bằng dày đặc cắt qua trầm tích Đệ tứ xuống hết Oligocen nhƣng vẫn giữ vị trí thế nằm và độ cao các lớp đá trầm tích của các khối đất đá còn lại (hình 3.5).
Hình 3.4. Biến dạng đứt gãy trƣợt bằng thể hiện trên mặt cắt SVOR - 93 - 301 Bể Phú Khánh (Nguồn VPI)
Hình 3.5. Biến dạng địa hình mạnh mẽ do đứt gãy trƣợt bằng (Mặt cắt S74 - A - 2 - 1 bể Phú Khánh) (Nguồn VPI)
3.2.2. Biến dạng do hoạt động núi lửa
Hoạt động núi lửa có nhiều pha song pha cuối cùng có tuổi Pliocen - Đệ tứ với những minh chứng sau đây:
- Trầm tích Pilocen- Đệ tứ bị xuyên cắt.
- Trầm tích Oligocen và Miocen bị xuyên cắt, oằn võng và bị vát mỏng ở đới tiếp xúc tạo nên cấu tạo giả kề áp (onlap) biển tiến. Trong không gian giữa núi lửa xuyên cắt ở thềm ngoài với vách trƣợt của thềm trong đã tạo ra một cấu tạo oằn võng của các lớp đá trầm tích Oligocen - Miocen nguyên là các tƣớng cát bột sét biển nông và châu thổ ngầm tựa nhƣ một bể trầm tích riêng biệt với các tƣớng hồ và vũng vịnh nhƣ dự án ENRECA đã phân tích (hình 3.6).
Hình 3.6. Biến dạng do hoạt động núi lửa trẻ (Mặt cắt AW - 8 bể Phú Khánh) (Nguồn VPI)
3.2.3. Biến dạng do nén ép trồi móng
Trong thực tế rất dễ nhầm lẫn “giả địa hào” với địa hào, bể trầm tích nguyên thủy với các “mảnh bể” thứ sinh của bể thứ cấp Oligocen do ép trồi móng dƣới dạng các khối tảng địa lũy xuyên kỳ (hình 3.7). Giữa các khối nâng hình thành các “giả địa hào” hoặc “giả bán địa hào”.Chúng là các “mảnh bể” thứ sinh bị chia cắt từ một bể nguyên thủy có quy mô lớn hơn.
Hình 3.7. Đứt gãy tạo giả địa hào Oligocen, ép trồi móng, uốn nếp trầm tích Oligocen sớm, oằn võng trầm tích Oligocen muộn, Miocen sớm, Miocen giữa
(Mặt cắt VOR - 93 - 101, Nguồn từ Dự án ARECA)
Dấu hiệu nhận biết của bể thứ sinh là:
- Các lớp trầm tích trung tâm bị oằn võng do nén ép từ 2 phía.
- Rìa tiếp xúc với các khối nâng có trƣờng sóng thô, hỗn độn do các lớp trầm tích bị móng xuyên cắt phá hủy.
- Cấu tạo giả kề áp của đới kề cận với đới tiếp xúc móng bị phá hủy.
- Hai phía rìa của “mảnh bể” thứ cấp Oligocen thƣờng vắng mặt trầm tích Oligocen sớm và vát mỏng trầm tích Oligocen muộn, đồng thời trầm tích Miocen sớm - giữa bị uốn nếp uốn lƣợn phủ lên toàn bộ không gian của bể thứ sinh Oligocen và các khối nhô móng. Điều đó chứng tỏ các khối móng bị ép trồi rất nhiều pha.
Trên các mặt cắt địa chấn bể Phú Khánh cho phép xác định đƣợc 4 pha ép trồi móng:
1/ Pha ép trồi móng cuối E31: sau khi thành tạo bể thứ cấp Oligocen sớm (E31) đã xảy ra một pha nén ép mạnh, móng Kainozoi bị các đứt gãy tạo thành các khối tảng và bị ép trồi xuyên cắt trầm tích Oligocen sớm. Kết quả đã tạo nhiều “giả địa hào” hay các “mảnh bể” Oligocen sớm ngăn cách với nhau bởi các khối nâng móng của pha 1. Trên đỉnh các khối nâng móng trầm tích Oligocen sớm bị bào mòn và đƣa về lắng đọng bể Oligocen muộn (hình 3.8).
Hình 3.8. Mô phỏng hiện tƣợng ép trồi móng Kz theo pha
1.Pha 1: xảy ra vào cuối E31 . Trầm tích E31 bị oằn võng đới giữa và bị phá hủy vát mỏng 2 rìa tiếp xúc với khối móng. Trên đỉnh các khối móng trầm tích E31 vắng mặt do bị bào mòn.
2.Pha 2: xảy ra cuối E32 : Trầm tích E32 bị oằn võng ở trung tâm và vát mỏng 2 bên rìa, trên đỉnh móng trồi bề dày mỏng hơn do bị quá trình bào mòn cắt xén .
3.Pha 3: xảy ra cuối N11 làm uốn nếp, oằn võng trầm tích N11 . Trên đỉnh các khối nâng trầm tích N11 bị bào mòn vát mỏng, cắt xén bề dày trầm tích.
2/ Pha ép trồi móng lần thứ 2 cuối E32được xác định qua các dấu hiệu sau:
Trầm tích E32 bị oằn võng ở trung tâm các “giả địa hào”.
Hai bên rìa các “giả địa hào” trầm tích bị vát mỏng và trên đỉnh các khối nâng đã bị bào mòn một phần hoặc bào mòn hoàn toàn (hình 3.8).
3/ Pha ép trồi móng lần thứ 3 cuối N11 đƣợc biểu hiện bởi tầng trầm tích N11 bị uốn nếp lƣợn sóng phủ trên bề mặt địa hình móng (E32
) (hình 3.8).
4/ Pha uốn nếp nâng trồi móng lần thứ 4 xảy ra vào cuối N13đã làm thay đổi bình đồ cấu trúc địa chất của Miocen và tạo nên bề mặt bào mòn khu vực trên một thềm thống nhất chƣa phân định rõ thềm trong nƣớc nông và thềm ngoài nƣớc sâu nhƣ bây giờ.
5/ Pha biến dạng Pliocen- Đệ tứ (N2 - Q) tạo 2 nửa thềm do hệ thống đứt gãy kinh tuyến 1090E- 1100E. Hệ thống đứt gãy kinh tuyến 1090E- 1100E tái hoạt động mạnh mẽ trong Piocen - Đệ tứ và tiếp diễn đến cả giai đoạn hiện tại. Những dấu hiệu chứng minh cho hệ thống đứt gãy trẻ này là:
- Trong phạm vi thềm ngoài bề dày trầm tích lục nguyên Kainozoi nói chung và Pliocen- Đệ tứ nói riêng lớn hơn thềm trong. Điều đó chứng tỏ trầm tích lục nguyên do sông mang tới tích tụ trên thềm ngoài trong suốt Kainozoi chủ yếu là môi trƣờng nƣớc nông gần bờ và vùng cửa sông.
- Trầm tích khu vực thềm ngoài chủ yếu là tƣớng cát bột aluvi, bột sét pha cát đồng bằng châu thổ và sét bột châu thổ ngầm xen kẽ với cát bột sét biển nông trong mối quan hệ với sự thăng giáng mực nƣớc biển liên tục. Điều đó chứng tỏ