Các thành tạo magma hiện nay chưa có phát hiện trên đất liền thuộc vùng trũng Hà Nội. Nếu xét trên toàn khu vực bể Sông Hồng thì các thành tạo magma được phát hiện thông qua các tài liệu địa vật lý.
Bể Sông Hồng có các cấu trúc tuyến dài trên 1000km, là loại bể tách giãn, có trượt bằng với bề dày trầm tích ở trung tâm từ 12 – 18km.
Qua bản đồ dị thường từ, với các giá trị dị thường từ 75 gamma trở lên phản ánh sự có mặt của các thể magma trong lát cắt Neogen. Thể hiện rõ nhất trên lô 104, khi mà lưới tuyến quan sát được đạt tỉ lệ 1:100000 và số liệu từ được xử lý cẩn thận nên thấy rõ các dị thường tần số cao, biên độ lớn, đã phản ánh các thể phun trào xâm nhập Pliocene – Q trong lô này.
Trên các tuyến địa chấn còn quan sát thấy các dạng ống khói ứng với các miền dị thường có tần số cao, chứng tỏ hoạt động magma Pliocen – Q ở đây còn èm theo hiện tượng khí sâu (chủ yếu là CO2), xâm tán trên lát cắt.
Vào trung tâm (các lô 109, 110, 113) và phía nam bể trầm tích (các lô 115, 121) hoạt động magma ngày càng trở nên mãnh liệt hơn. Thường thấy trên các lát cắt địa chấn, các lát cắt thẳng đứng sâu trong lát cắt địa chấn, các vết thẳng đứng sâu từ móng qua trầm tích Oligocen – Miocen tới Pliocen – Q thì dừng lại. Trên cùng vết cắt này, thường quan sát thấy một thể cấu trúc nón thoải hoặc hình thang. Các ranh giới địa chấn kề cận với lát cắt này có dị thường biên độ tăng, đôi hi tạo thành các điểm sang rất rõ ràng. Chúng ta còn thấy, các dải hoặc các vết cắt theo chiều thẳng đứng. Phần lát cắt ứng với các trầm tích từ Oligocen – Pliocen đều bị cắt đoạn. Chứng tỏ rằng các hoạt động magma ở đây đã xảy ra sau khi có loạt trầm tích này. Như vậy phần lớn hoạt động phun trào xảy ra trong thời gian địa chất nói trên.
43
Nhờ vào kỹ thuật xử lý tài liệu địa chấn hiện đại mà chúng ta còn quan sát được hiện tượng biên độ sóng phản xạ tăng một cách dị thường tạo thành điểm sáng. Các điểm này chính là các thân cát bị nhiễm khí do núi lửa hoạt động đưa từ dưới sâu với áp suất cao lên, nạp vào thân cát nằm nông với áp suất vỉa thấp hơn. Các giếng khoan trên đới nâng Tri Tôn như 115-1X, 118A-1X hoặc các giếng khoan LD14-YINH-2, DONGFANG do Trung Quốc khoan ở phần lô của Việt Nam đã gặp khí trong lát cắt Miocen – Pliocen với hàm lượng CO2 cao từ 56-65% thậm chí lên đến 90%.
Về nguồn gốc khí CO2 được nhiều nhà chuyên môn trong và ngoài nước đánh giá có liên quan do hoạt động magma. Thực tế, trong giếng khoan 115-1X bắt đầu phun trào khí CO2, có tuổi tuyệt đối 24 triệu năm (Miocen dưới), với hàm lượng CO2 chiếm 9 %. Điều này có thể giải thích các hoạt động magma trẻ xuyên cắt các tập trầm tích cacbonat dạng thềm của đới nâng Tri Tôn. Với nhiệt độ cao, magma đã làm cho cacbonat giải phóng ra một lượng khí CO2 khá lớn và chúng nạp vào đất đá xung quanh lẫn với khí metal.
Trên bản đồ từ phía nam bể Sông Hồng, quan sát thấy nhiều dị thường từ 75 gamma, thậm chí đến 15 gamma, liên quan đến thể phun trào kiềm và siêu kiềm ở trong vùng.
Như trên đã nói, bể Sông Hồng có đặc điểm sụt lún nhanh và có hiện tượng trượt bằng dọc theo các đứt gãy sâu. Chỉ sét trong khu vực lô 113, trầm tích Pliocen – Đệ Tứ ở đây dày tới 4 m. Trong hi đó cùng thời gian này, ở bể Cửu Long không bắt gặp phun trào Pliocen – Đệ Tứ. Như vậy có khả năng là các chuyển động trượt bằng và đặc biệt là chuyển động thẳng đứng đã mở đường cho các lò magma phun lên mạnh mẽ vào thời kỳ này ở bể Sông Hồng.
Từ những vấn đề nêu trên, có thể thấy rõ các hoạt động magma của bể Sông Hồng có những đặc điểm magma liên quan tới các đứt gãy sâu trượt bằng. Chu kỳ magma chính ở đây xảy ra khá muộn vào Pliocen – Đệ Tứ và gặp nhiều hiện tượng
44
xâm tán trong các lát cắt trầm tích. Càng về phía nam thì càng thấy nhiều miệng núi lửa ngay trên đáy biển hiện tại. Chuyển động trượt bằng phải của đứt gãy Sông Hồng vào giai đoạn Pliocen – Đệ Tứ này thể hiện gián tiếp trên vùng trũng Hà Nội đó là tại mặt cắt trầm tích tầng mặt ở cửa Ba Lạt theo hướng Tây Bắc – Đông Nam tạo nên địa hào Holocen sâu 1-5km.
45
CHƯƠNG 3
ĐẶC ĐIỂM KIẾN TẠO PHẦN ĐÔNG BẮC BỂ SÔNG HỒNG 3.1. Phân tầng cấu trúc tại khu vực nghiên cứu
Việc phân tầng cấu trúc bể Sông Hồng dựa vào đặc điểm thạch học trầm tích, lịch sử tiến hóa địa chất, cơ chế và môi trường thành tạo trầm tích và bề mặt bào mòn chính có trong những vùng nghiên cứu. Các bề mặt bào mòn trên được hình thành trong những khoảng thời gian ngưng nghỉ kéo dài của chu kỳ kiến tạo lớn. Dựa vào cột địa tầng ta cũng nhận thấy qua mỗi giai đoạn bào mòn thì các đặc điểm về thành phần thạch học độ rắn chắc của đất đá ở mỗi tầng kiến trúc thay đổi khá rõ. Mặt khác do chịu ảnh hưởng của pha nén ép cuối Miocen nên các trầm tích Miocen ở khu vực phía Bắc bị uốn nếp mạnh tạo thành bất chỉnh hợp góc.
Qua kết quả phân tích tài liệu địa chấn địa tầng thì cấu trúc, địa chất khu vực nghiên cứu có thể phân chia thành hai tầng cấu trúc chính:
- Tầng cấu trúc trước Cenozoi hay tầng cấu trúc dưới. - Tầng cấu trúc Cenozoi hay tầng cấu trúc trên.
Tầng cấu trúc trên được chia ra 3 phụ tầng: phụ tầng cấu trúc dưới, phụ tầng cấu trúc giữa và phụ tầng cấu trúc trên
46
Bảng 3.1. Bảng tổng hợp đặc điểm cấu trúc bể Sông Hồng [18]
3.1.1. Tầng cấu trúc trước Cenozoi
Tầng cấu trúc trước Cenozoi hay còn gọi là tầng cấu trúc dưới (A), tầng này chủ yếu bị vùi lấp bởi các trầm tích Cenozoi, chỉ một phần nhỏ lộ ra ở các vùng rìa Tây Nam, Đông Bắc của MVHN, các vùng ven rìa vịnh Bắc Bộ và một phần Tây Nam vùng đảo Hải Nam. Chúng bao gồm các đá có thành phần tuổi khác nhau.
Tầng cấu trúc dưới (móng trước Cenozoi) bao gồm các thành tạo địa chất bị vò nhàu trước quá trình tạo bồn Cenozoi.
Móng trước Cenozoi có cấu trúc phức tạp, bao gồm móng kết tinh (Pr-Pr1) và các tầng cấu trúc khác nhau: tầng cấu trúc Devon, cấu trúc Cacbon-Trias dưới, tầng cấu trúc Trias dưới – Trias trên bậc Nori – Jura dưới, tầng cấu trúc Jura giữa-Creta (Nguyễn Nghiêm Minh, Phan Văn Quýnh, 198 ). Do các pha iến tạo Indosini, Yến
47
Sơn làm xáo trộn và Hymalaya sớm đã hình thành bề mặt kiểu chỉnh hợp góc phức tạp giữa các thành tạo Cenozoi và móng trước Cenozoi.
Móng trước Cenozoi bể Sông Hồng có thể gặp: các thành tạo biến chất trước Cambri, các thành tạo này được phát hiện trong đất liền nhưng chưa có phát hiện ngoài hơi. Đá móng trước Cenozoi có thành phần khác nhau giữa 2 phần Đông Bắc và Tây Nam của đứt gãy Sông Chảy. Ở phần Tây Nam, đá chủ yếu có tuổi tiền Cambri. Ngược lại, ở phần Đông Bắc, các thành tạo chủ yếu là lục nguyên và cacbonat tuổi D1 và Paleozoic muộn. Các thành tạo trầm tích Paleozoi muộn thấy nhiều trong giếng khoan thăm dò dầu khí B10-STB-1X, phát hiện các thành tạo Mesozoi tại một số giếng khoan như K-104, 115A-1X, 104-QN-1X.
3.1.2. Tầng cấu trúc Cenozoi.
Tầng cấu trúc Cenozoi hay còn gọi là tầng cấu trúc trên. Tầng cấu trúc này phát triển mạnh mẽ nhất ở khu vực trung tâm bồn với chiều dày trên 15 km và mỏng dần ra vùng rìa ở bồn. Tầng này được mở ra trọn vẹn tại giếng khoan 104 -Phủ Cừ với các thành tạo Eocen, Oligocen, Miocen, Pliocen và Đệ Tứ bao gồm các thành tạo lục nguyên chứa than và có cả cacbonat, chúng phủ bất chỉnh hợp lên các tầng cấu trúc dưới. Trong quá trình hình thành và phát triển cấu trúc này đã trải qua các pha hoạt động kiến tạo hác nhau như ngưng nghỉ trầm tích, uốn nếp, bào mòn, cắt cụt …các dấu tích còn lại là các mặt bất chỉnh hợp chính: móng/ Eocen, Eocen/ Oligocen, Oligocen/ Miocen dưới, Miocen dưới/ Miocen giữa, Miocen giữa/ Miocen trên, Miocen trên/ Pliocen- Đệ Tứ; chúng đánh dấu sự bắt đầu và kết thúc của các pha kiến tạo tương ứng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo hình thái đặc điểm thạch học trầm tích, môi trường lắng đọng, lịch sử hình thành thì tầng cấu trúc này có thể chia thành ba phụ tầng cấu trúc sau:
48
a. Phụ tầng cấu trúc dưới.
Bao gồm các thành tạo Eocen,Oligocen sớm, Oligocen trên tương ứng với các phức tập S1 và S2, ranh giới này đánh dấu sự bắt đầu của thời kỳ tách giãn trong Eocen ở ven rìa thềm mảng Bắc Bộ - Nam Hoa, nó được giới hạn bởi hai mặt bất chỉnh hợp nóc móng và nóc Oligocen, chúng phủ bất chỉnh hợp lên tầng cấu trúc trước Cenozoi, với chiều dày trầm tích từ vài chục m đến 5500m ở trung tâm bồn, các thành tạo ở đây được hình thành và phát triển trong môi trường lục địa như: aluvi, proluvi, đầm hồ, đồng bằng châu thổ và chúng bị chia cắt bởi hệ thống đứt gãy khác nhau.
Các tầng trầm tích thuộc hệ tầng Phù Tiên và Đình Cao, gặp ở các địa hào Kiến An và Thủy Nguyên. Bề dày trầm tích ở địa hào Thủy Nguyên thay đổi từ TB (~1200m) đến Đông Nam (~27 m), móng địa hào này thoải dần về phía Bắc. Trầm tích Paleogen của phụ tầng cấu trúc này phủ gần như toàn bộ bể và các địa hào, ngoại trừ nâng Tiên Lãng, đó là trầm tích chính của Trũng Đông Quan và trũng Trung tâm. Bề dày trầm tích Paleogen của địa hào Kiến An và Thủy Nguyên tăng dần từ phía Tây Bắc (~400m) sang Đông Nam (~1500m). Chiều dày trầm tích Paleogen ở trũng Đông Quan tăng dần từ TB (~2400m) sang Đông Nam (~3000m), ở trũng Trung tâm có thể đạt đến ~38 m. Đá bị nén ép, hình thành cấu trúc dương và phát triển theo phương Tây Bắc- Đông Nam.
b. Phụ tầng cấu trúc giữa.
Bao gồm toàn bộ các thành tạo có tuổi Miocen. Thành phần thạch học bao gồm các đá lục nguyên cát bột sét, than và cả carbonat (gặp ở các giếng khoan ở vịnh Bắc Bộ và Nam Sông Hồng). Phụ tầng này nằm bất chỉnh hợp lên phụ tầng cấu trúc dưới. Đây là các thành tạo được lắng đọng trong môi trường trầm tích xen kẽ giữa đồng bằng châu thổ, biển ven bờ và vũng vịnh.
Mặt bào mòn trong Miocen giữa là ranh giới đánh dấu một thời kỳ biển thoái trong khu vực, thời kỳ này đánh dấu sự chuyển đổi kiến tạo từ căng giãn sang nén ép.
49
Do vậy các thành tạo trong phụ tầng này gần như hông bị chia cắt bởi các đứt gãy, chúng được phân lớp nằm ngang và gần song song với nhau.
Theo chiều ngang, trầm tích này được chia làm 2 phần: phần TB đứt gãy Sông Lô (trầm tích bị uốn nếp tạo ra cấu trúc dương, hầu hết bị bào mòn hình thành cấu trúc đơn nghiêng),chiều dày thay đổi đáng ể, tổng bề dày khoảng 650m. Phần trên (nóc U-220 đến nóc U-100), phân bố rộng khắp, chiều dày thay đổi từ 175m (Bắc) đến 2650m (Nam). Tại phần trung tâm Lô 102, hình thành 2 cấu trúc nâng (Cây Quất và Đông Nam Cây Quất) phát triển theo phương Tây Bắc – Đông Nam, chiều cao 425m- 475m.
c. Phụ tầng cấu trúc trên.
Bao gồm các thành tạo có tuổi Pliocen và Đệ Tứ với thành phần vật chất chủ yếu là vụn lục nguyên cát bột và sét. Chúng được lắng đọng trong môi trường biển, biển ven bờ và cả vũng vịnh. Thành tạo cát bột sét phân lớp nằm ngang hoặc song song với nhau, hoặc nghiêng nhỏ với độ dốc hông đáng ể. Đá ở đây có độ gắn kết yếu hoặc chưa gắn kết, còn bở rời.
Nóc của phụ tầng này là bề mặt trầm tích hiện tại và đáy là bề mặt bất chỉnh hợp U100. Trầm tích tầng này phân bố rộng khắp, toàn bộ các lô 102 & 106. Trầm tích có tuổi Pliocen- Đệ tứ, hầu như hông bị uốn nếp và phá hủy bởi hoạt động kiến tạo. Bề dày tăng dần về phía Nam – Đông Nam.
Ranh giới này là mặt bào mòn khu vực đánh dấu giai đoạn cuối cùng của thời kỳ dịch chuyển ngang và quá trình nghịch đảo kiến tạo trong bể trầm tích Sông Hồng. Tầng cấu trúc này đánh dấu thời kỳ chấm dứt hoạt động tạo bể, chuyển sang một giai đoạn mới thành tạo thềm lục địa Việt Nam. Ranh giới này được xác định bằng sự có mặt của bào tử phấn hoa.
50
3.2. Đặc điểm kiến tạo đứt gãy
Phần Đông Bắc bể Sông Hồng nằm ở vị trí giao nhau giữa hai đới cấu trúc có phương Tây Bắc Đông Nam, hống chế bởi đới xiết trượt Sông Hồng, và đới cấu trúc có phương Đông Bắc Tây Nam, khống chế bởi quá trình tách giãn Biển Đông trong Oligocen sớm của nhóm bể Tây Lôi Châu và Ngọc Châu Giang. Các nghiên cứu cấu trúc, kiến tạo cho thấy phần Đông Bắc bể Sông Hồng có cấu trúc tách giãn kiểu địa hào, bán địa hào kéo dài chủ yếu theo phương Đông Bắc - Tây Nam, và tại đây, hệ thống đứt gãy theo phương Đông Bắc - Tây Nam cũng là hệ thống đứt gãy chính được tìm thấy.
Hình 3.1.Hệ thống đứt gãy khu vực Đông Bắc bể Sông Hồng
Trong vùng nghiên cứu nói riêng và bể trầm tích Sông Hồng nói chung có các hệ thống đứt gãy chính mang tính khu vực, kéo dài từ trong đất liền ra đến tận vịnh Bắc Bộ. Đây là các đứt gãy cổ và tái hoạt động nhiều lần trong thời kỳ Cenozoi, thường có
51
ích thước lớn cả về chiều dài lẫn biên độ dịch chuyển, phát triển sâu trong móng chính vì vậy chúng đóng vai trò quan trọng trong tiến trình phát triển địa chất của bể.
3.2.1. Phân chia đứt gãy theo phương phát triển
Do bị ảnh hưởng bởi hai đới cấu trúc có phương Tây Bắc - Đông Nam và đới cấu trúc có phương Đông Bắc - Tây Nam nên ở khu vực nghiên cứu sẽ có những hệ thống đứt gãy sau: hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam, hệ thống đứt gãy phương Đông Bắc – Tây Nam, hệ thống đứt gãy á vĩ tuyến, hệ thống đứt gãy á kinh tuyến.
a. Hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam
Đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam hầu hết là những đứt gãy lớn về chiều dài cũng như biên độ dịch chuyển. Tuổi thành tạo chúng hiện nay vẫn còn là vấn đề đang được tranh cãi. Tuy nhiên có thể khẳng định là chúng là những đứt gãy trượt bằng hoạt động mạnh trong Cenozoi theo phương thẳng đứng. Những đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam này đóng vai trò rất quan trọng trong tiến trình phát triển địa chất của bể Sông Hồng.
Trong phạm vi khu vực nghiên cứu, hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc- Đông Nam là hệ thống đứt gãy khống chế hình thái cấu trúc của lô 102 và nửa phía tây lô 106, các đứt gãy điển hình của hệ thống đứt gãy này gồm:
Đứt gãy Sông Chảy
Đứt gãy Sông Chảy được xem là một nhánh chủ yếu của hệ thống biến dạng Ailaoshan – Calimantan. Đứt gãy này éo dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam từ biên giới Việt Trung qua vùng trũng Hà Nội vươn ra vịnh Bắc Bộ. Trong phạm vi khu vực nghiên cứu thì đứt gãy Sông Chảy phát triển ở phần phía Tây của lô 102, phát triển theo hướng Tây Bắc- Đông Nam (3300- 1500), cắm về hướng Đông Bắc (600), cự ly dịch chuyển thẳng đứng trong móng trước Cenozoi khoảng 3200m, còn cự ly dịch chuyển trong tầng trầm tích Cenozoi thì nhỏ hơn hoảng vài trăm mét, hoạt động đứt
52 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
gãy thuận trượt bằng trái xảy ra trong Oligocen và Miocen (có thể có pha nghịch đảo tuổi N11 nhưng nhỏ). Đứt gãy này đóng vai trò là ranh giới giữa đới Sông Chảy và đới