Địa chấn địa tầng là phương pháp phân tích tài liệu địa chấn phản xạ dựa trên cơ sở nghiên cứu mối quan hệ giữa đặc điểm trường sóng địa chấn với đặc điểm địa chất nhằm giải quyết các nhiệm vụ như liên ết địa tầng, nghiên cứu sự biến đổi tướng, điều kiện môi trường trầm tích, dự báo thành phần thạch học…
24
Phân tích mặt cắt địa chấn cần phải dựa vào hai nguyên tắc sau:
Xác định mối liên hệ giữa các đặc điểm của trường sóng địa chấn với lát cắt địa chất quan sát được ở các giếng khoan để từ đó xây dựng các mẫu chuẩn. Tiếp theo dựa vào các mẫu chuẩn lựa chọn được tiến hành nhận dạng địa chất trường sóng địa chấn.
Vì các giếng khoan thường được bố trí rải rác ở những điểm nhất định, mặt khác chúng chỉ tồn tại ở những khối nhô của móng nên để phân tích các tài liệu địa chấn, chắc chắn chủ yếu phải dựa vào các chỉ tiêu và nguyên tắc của phương pháp địa chấn địa tầng. Chỉ dựa vào các nguyên tắc và chỉ tiêu của địa tầng địa chấn chúng ta mới có khả năng xác định chính xác các vị trí của các ranh giới và theo dõi chúng trong toàn bộ không gian. Theo chúng tôi ngay cả những trường hợp hi đã xác định được những tồn tại các ranh giới địa tầng theo các số liệu địa chất giếng khoan thì việc chính xác hoá chúng trên các mặt cắt địa chấn dựa vào các chỉ tiêu địa chấn địa tầng vẫn cần thiết. Trong những điều kiện cấu trúc địa chất phức tạp, đặc biệt khi những điều kiện tướng và môi trường thay đổi phức tạp thì việc liên kết đơn thuần các số liệu giếng khoan chắc chắn sẽ hông đơn giản. Vì vậy khai thác các mặt cắt địa sẽ được triển khai để giải quyết các nhiệm vụ sau:
+ Chính xác hoá các ranh giới phức tập (sequence).
+ Xác định các ranh giới phân tập và nhóm phân tập, các miền hệ thống trầm tích trong tập địa chấn.
25
Hình 1.8. Sơ đồ các kiểu cấu trúc phân lớp phản xạ
C ÁC KI Ể U C Ấ U T R ÚC PH Â N L Ớ P PH Ả N X Ạ KI Ế N T R ÚC T Ự DO KI Ế N T R ÚC P HÂN L Ớ P ĐƠN GI Ả N PH Ứ C T Ạ P H Ỗ N L O Ạ N
gian dài: đá mẹ, trước châu thổ, bazan, phá huỷ kiến tạo.
Trầm tích đồng đều trong môi trường ổn định, đáy lún chìm đều. phát triển ở các vùng thềm và bể nước sâu.
Có uốn nếp và ảnh hưởng đều của kiến tậo sau trầm tích
Ảnh hưởng nhiều của kiến tạo trầm tích.
Thay đổi tốc độ lắng đọng, lún chìm.Thường liên quan đến tích tụ đường bờ. Tướng hạt thô.
Trầm tích sườn thềm năng lượng yếu, bồn lún chìm nhanh hoặc nước biển dâng nhanh. Chủ yếu là sét và bột. Năng lượng lớn, dòng chảy lớn, vật liệu nhiều. Bồn ít lún chìm, tướng hạt thô.
Trầm tích châu thổ nước nông, có thể là tiền châu thổ.
Trầm tích châu thổ, kênh lạch lòng
sông.
Địa hình phức tạp, mấp mô, năng lượng hông đều ở sườn thềm. Tướng Cacbonate. Song song Song song lượn sóng Á song song Phân kỳ Chữ S Xicma Xếp ngói Xiên chéo Gồ ghề mấp mô Không quy luật
Trầm tích vùng khối trượt lở lấp đầy, phá huỷ kiến tạo, hẽm ngầm.
26
a. Chính xác hóa ranh giới các phức tập
Chính xác hóa ranh giới các phức tập có ý nghĩa quan trọng không chỉ ở chỗ phân chia lát cắt thành các tập địa chấn có tuổi hác nhau mà còn đối sánh được với khung thời địa tầng trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển và chuyển động kiến tạo.
Các ranh giới phức tập được xác định bằng các phương pháp sau:
- Dựa vào các số liệu địa vật lý giếng khoan, và các băng địa chấn tổng hợp (syntetic seismo grams) các số liệu thạch học sẽ tiến hành xác định ranh giới địa tầng địa chấn trên các mặt cắt địa chấn ở tất cả các vị trí có giếng khoan cắt qua.
- Đối sánh các ranh giới phức tập với thang thời địa tầng, thạch địa tầng và sinh địa tầng.
Như chúng ta đã biết các ranh giới địa chấn địa tầng trên các mặt cắt địa chấn phải thỏa mãn các tiêu chuẩn sau:
Phân chia mặt cắt theo chiều thẳng đứng ra các phần có các trường sóng khác biệt về hình dạng, thế nằm, tính liên tục, tính quy luật, độ dày của các mặt phản xạ sóng
- Về cường độ và tần số của ranh giới phản xạ trong lát cắt
- Về sự có mặt của các thể địa chất (phun trào, xâm nhập, diapia v.v.) và các dạng trường sóng đặc trưng.
- Về đặc điểm hoạt động phá huỷ kiến tạo
Có thế nằm của các mặt phân lớp đè vào 2 phía của ranh giới đặc trưng cho các bất chỉnh hợp địa tầng địa chấn như gá đáy, chống nóc ở hai phía (bi-directional onlap, toplap) bào mòn, cắt xén (erosion, truncation), đào hoét canion v.v.
Tuân thủ tính nhịp của các chu kỳ trầm tích trong lát cắt. Đối với các tập biển thì phía trên các ranh giới được bắt đầu từ các tập hạt thô thuộc tướng cát, sạn bãi triều, cát nón quạt cửa sông kiểu châu thổ biển tiến phủ trực tiếp trên mặt bào mòn biển tiến
27
(Ravinenment). Vì vậy, phía dưới mặt bào mòn phải là tập hạt mịn liên quan tới các tập biển tiến và tập biển cao (Trangressive systems tract hay tập highstand systems tract)
b. Xác định móng âm học
Móng âm học được thể hiện ở dưới bởi các đặc điểm sau của trường sóng địa chấn:
- Trường sóng trắng, tự do với các sóng phản xạ lập từ móng và các sóng phản xạ, phản xạ từ bề mặt của các đứt gãy cắt qua các thành tạo trước Cenozoi.
- Bề mặt phản xạ kém liên tục, chứng tỏ bề mặt móng bị các hoạt động đứt gãy và bị quá trình phong hoá phá huỷ rất mạnh.
Địa hình mặt móng bị phân cắt bởi các khối nâng nằm xen kẽ giữa các địa hào, bán địa hào
Đè lên trên móng âm học là các thành tạo trầm tích có các đặc điểm sau: - Thể hiện tính phân lớp liên quan tới quá trình trầm tích
- Tồn tại các mặt phân lớp dạng onlap, nằm đè ề áp vào các sườn các khối nhô; ngoài ra tồn tại các trục đồng pha dạng chống và gá đáy hai phía liên quan đến các quạt aluvi.
c. Xác định ranh giới các nhóm phân tập và phân tập
Mỗi phức tập được giới hạn bởi hai ranh giới đáy và nóc. Hai ranh giới đó chính là hai bề mặt gián đoạn trầm tích hoặc bề mặt chuyển tiếp hai môi trường đột ngột tạo nên mặt phản xạ sóng địa chấn mạnh. Phân chia các phức hệ địa chấn phụ thuộc vào việc xác định các ranh giới bất chỉnh hợp. Dấu hiệu nhận biết các ranh giới bất chỉnh hợp liên quan đến đặc điểm tiếp xúc của các pha phản xạ như bất chỉnh hợp đáy (gá đáy, phủ đáy và bao bọc), bất chỉnh hợp nóc (bào mòn, chống nóc và đào hoét), bất chỉnh hợp ngang (bờ dốc, hẽm ngầm)
Bất chỉnh hợp đáy
+ Chống đáy (downlap): độ nghiêng các yếu tố phản xạ lớn hơn so với mặt ranh giới bất chỉnh hợp. Loại này thường xảy ra ở cuối nguồn vật liệu, trầm tích chủ yếu
28
trong môi trường biển. Khi nguồn vật liệu có năng lượng thấp hoặc đáy lún chìm nhanh thì độ dày trầm tích giảm dần và ngược lại khi nguồn vật liệu có năng lượng lớn, đáy bùn chìm từ từ thì bề dày trầm tích lớn dần về phía cuối nguồn vật liệu.
Hình 1.9. Bất chỉnh hợp chống đáy (downlap)
+ Phủ đáy (onlap): các yếu tố phản xạ phía trên ít nghiêng hơn so với ranh giới bất chỉnh hợp phía dưới. Các bất chỉnh hợp này thường xảy ra ở đầu nguồn vật liệu, thường có ở trầm tích gần bờ.
Hình 1.10. Bất chỉnh hợp phủ đáy (onlap)
+ Bao bọc: Pha phản xạ phía trên uốn lượn theo hình dạng của ranh giới bất chỉnh hợp. Hướng vận chuyển vật liệu thường vuông góc, thường có trong trầm tích lục địa
29
lót đáy hoặc trầm tích biển nhưng với điều kiện mức độ thủy động lực không lớn và liên quan đến các ám tiêu san hô.
Bất chỉnh hợp nóc
+ Bào mòn cắt xén: xảy ra ở ranh giới trên của một tập trầm tích do bào mòn hoặc do hoạt động kiến tạo sau trầm tích.
+ Chống nóc (toplap): thường xảy ra ở đầu nguồn vật liệu. Trầm tích thô, tích tụ gần bờ, tướng châu thổ, thềm lục địa.
Hình 1.11. Bất chỉnh hợp chống nóc
+ Đào khoét kiểu kênh lạch: xảy ra ở thềm lục địa khi mực nước biển lùi làm cho các dòng chảy bề mặt hoạt động mạnh hơn và hi biển tiến các trầm tích lấp đầy các đào hoét đó.
Bất chỉnh hợp ngang
+ Kiểu bờ dốc: kiểu trầm tích đặc trưng cho bồn trũng dốc đứng nằm xa nguồn vật liệu, không bị khống chế bởi các yếu tố thủy động lực.
+ Hẽm ngầm: là loại bất chỉnh hợp sau trầm tích, vị trí đào hoét ngay trong tập trầm tích.
d. Xác định tướng
Tướng được xác định chủ yếu dựa trên cơ sở phân tích cổ địa hình và mực nước biển cổ. Các điều kiện đó chi phối điều kiện thành tạo các trầm tích có tướng khác nhau. Chính vì vậy việc xác định tướng phải dựa vào 2 tiêu chí:
30 Phân tích các đặc điểm của trường sóng như: - Hình dạng thế nằm của các trục đồng pha - Tính liên tục, đứt đoạn của các trục đồng pha - Tính quy luật, hỗn độn của các trục đồng pha - Biên độ tần số của các sóng
Dựa vào các quy luật phân bố hông gian và các đặc trưng của trường sóng tương ứng với môi trường thủy động lực vận chuyển và lắng đọng trầm tích: lục địa, châu thổ hay biển. Ví dụ, tướng cát – sạn lòng sông sẽ biểu hiện các trường sóng phân bố xiên thô đồng hướng. Tướng cát bột sét tiền châu thổ và tướng sét sườn châu thổ xen kẽ sẽ biểu hiện các trường sóng đồng pha liên tục cấu tạo nêm tăng trưởng định hướng về phía biển.
Ngoài ra, còn lưu ý là xem xét các đặc điểm kiến tạo, chiều dày và các số liệu karota ở các giếng hoan. Nghĩa là để phân tích tướng phải sử dụng tổ hợp: địa chấn, carota, trầm tích, cổ sinh.