Địa tầng bồn trũng Nam Côn Sơn gồm chủ yếu là thành tạo móng trƣớc Đệ Tam và trầm tích Đệ Tam (hình 3.4).
99
Hình 3.4: Cột địa tầng của bể Nam Côn Sơn.
Thành tạo móng trƣớc Đệ Tam:
Ở bồn trũng Nam Côn Sơn đã gặp các đá magna grannit, grannodiorit, điorit, phun trào andesit và các đá biến chất. Đá magma có thành phần trung tính đến axit giàu biotite. Các đá magma đã gặp trong các giếng khoan thuộc các lô phía Tây, các khối nhô ở phần trung tâm bể. Các đá trầm tích biến chất gặp ở nhiều giếng khoan
100
phía Đông Nam khu vực. Việc bắt gặp các đá biến chất ở các giếng khoan khu vực này khiến có nhiều dự đoán là các trầm tích trƣớc Đệ Tam.
Nằm bất chỉnh hợp trên móng không đồng nhất này là lớp phủ trầm tích Paleogene – Đệ Tứ có chiều dài thay đổi từ hàng trăm đến hàng nghìn mét.
Trầm tích Đệ Tam:
Paleogene – Oligocene Hệ tầng Cau (E3)
Hệ tầng Cau hiện đã gặp tại nhiều giếng khoan ở nhiều lô phủ bất chỉnh hợp trên móng trƣớc Đệ Tam. Mặt cắt đặc trƣng của hệ tầng bao gồm chủ yếu là cát kết màu xám xen các lớp sét kết, bột kết màu nâu. Cát kết thạch anh thô đến mịn, độ lựa chọn kém, xi măng sét, carbonate. Chiều dày trung bình khoảng 358m.
Phần dƣới cùng tồn tại trong các địa hào, phát hiện nhiều cát kết từ hạt mịn
đến thô, đôi khi rất thô hoặc sạn kết, cát kết chứa cuội, sạn và cuội kết.
Phần giữa thành phần mịn chiếm ƣu thế gồm các tập sét phân lớp dày đến
dạng khối, khá giàu vôi và vật chất hữu cơ cùng các lớp sét chứa than. Phần trên cùng gồm xen kẽ cát kết hạt nhỏ đến trung, đôi chỗ có sét kết
cũng nhƣ là glauconit, Foraminifera và bột kết.
Trầm tích hệ tầng Cau đƣợc thành tạo trong thời kỳ đầu hình thành của bể trầm tích trong điều kịên môi trƣờng thay đổi nhanh giữa các khu vực:
Đá sét của hệ tầng có cấu tạo phân lớp dày hoặc dạng khối, rắn chắc. Đá
sét thƣờng chứa hàm lƣợng vật chất hữu cơ và đƣợc coi là tầng sinh, đồng thời nhiều nơi cũng đƣợc coi là tầng chắn tốt. Khoáng vật sét gồm chủ yếu là hydromica và kaolinit cùng một lƣợng nhỏ clorit.
Đá cát kết hệ tầng Cau có độ hạt mịn từ nhỏ (phần trên) hoặc hạt trung bình
đến thô, đôi khi rất thô (phần dƣới), độ lựa chọn từ trung bình đến kém, hạt bán tròn cạnh đến góc cạnh. Đa phần cát kết có thành phần rất đa khoáng, giàu felpat, thạch anh và mảnh đá thuộc loại litharenit felpat và litharenit đôi khi lithic. Các tập cát kết của hệ tầng Cau ở nhiều giếng khoan đƣợc coi là các tầng có khả năng chứa trung bình. Tuy nhiên tính chất chứa của đá
101
cũng biến đổi mạnh theo độ sâu và theo khu vực tuỳ thuộc vào đặc tính trầm tích và mức độ biến đổi thứ sinh của đá.
Neogene – Miocene dƣới Hệ tầng Dừa (E3 - )
Đá trầm tích hệ tầng Dừa phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Cau. Phát triển rộng rãi trong vùng trầm tích hệ tầng Dừa chủ yếu là cát kết (nhất là tầng giữa), bột kết. Xen kẽ là sét kết, các lớp sét chứa vôi, các lớp sét giàu vật chất hữu cơ có chứa than mỏng, đôi khi cũng xuất hiện những lớp đá vôi mỏng xen kẽ. Bề dày hệ tầng Dừa khoảng 600 - 800 m cho phần phía Tây và 1000 – 2000 m cho phần phía Đông. Đặc biệt ở cánh hạ của đứt gãy Sông Đồng Nai bề dày lên đến 3500 m thể hiện đặc trƣng cho pha rift muộn.
Đá phổ biến chứa khoáng vật glauconit, siderit, đặc biệt là hóa thạch Foraminifera. Cát kết với thành phần chủ yếu là thạch anh, felspat và mảnh đá đƣợc gắn kết khá chặt bởi xi măng rất giàu carbonat và khoáng vật sét kiểu cơ sở và lấp đầy.
Nhìn chung các trầm tích hệ tầng Dừa phân lớp trung bình tới dày, tỷ lệ cát/sét thƣờng cao 55-80%. Trầm tích có xu thế hạt mịn hƣớng lên trên là chủ yếu. Đá trầm tích của hệ tầng hầu nhƣ mới bị biến đổi thứ sinh ở mức độ thấp phần lớn ở vào giai
đoạn biến đổi Katagenes sớm, hệ tầng đƣợc coi là các tầng chứa thuộc loại trung
bình đến tốt. Một số tập sét hoàn toàn có khả năng là tầng chắn mang tính địa
phƣơng .
Miocene giữa
Hệ tầng Thông – Mãng Cầu ( )
Các trầm tích của hệ tầng Thông –Mãng Cầu nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Dừa. Mặt cắt đặc trƣng chủ yếu là cát kết xen kẻ những lớp sét kết mỏng, sét vôi chứa glauconit và xi măng carbonat, ở trên là sự xen kẽ giữa các trầm tích lục nguyên vôi, với đá vôi thành các tập dày màu xám trắng. Các trầm tích lục nguyên, lục nguyên vôi phát triển mạnh khi đi dần về phía Đông Bắc chủ yếu là cát bột kết và sét kết, sét vôi xen kẽ các thấu kính hoặc những lớp đá vôi mỏng.
102
Đá sét kết màu xám tro, xám lục đến xám xanh, gắn kết trung bình yếu, còn có khả năng tan đƣợc trong nƣớc, thƣờng hay bị sập lở khá mạnh khi khoan qua trầm tích của hệ tầng này.
Đá cát kết phần nhiều hạt nhỏ, đôi khi hạt trung, phân lớp dày đến dạng khối. Các khoan ở phần rìa hoặc các khu vực nâng cao, đôi lớp cát xen lẫn vụn than và các khoáng vật sét. Các tập cát có khả năng chứa vào loại tốt.
Đá carbonate phát triển khá rộng rãi tại các khu vực nâng cao ở trung tâm. Ngoài ra, trong tập đá carbonate đôi lúc xen kẽ dolomite dạng lớp hoặc dạng hạt do kết quả quả của quá trình dolomite hóa không đồng đều, loại đá này ở phần phía Tây không phổ biến.
Độ hạt chủ yếu có xu thế thô dần lên trên. Trên mặt cắt địa chấn của hệ tầng Thông – Mãng Cầu phần phía Đông các phản xạ phân lớp song song, độ liên tục tốt, các lớp đặc trƣng cho trầm tích carbonate biển nông.
Miocene trên
Hệ tầng Nam Côn Sơn
Trầm tích chủ yếu là cát kết hạt mịn xen các lớp bột kết, sét kết giàu carbonat và các lớp đá vôi. Trong đá chứa nhiều hoá thạch sinh vật biển (Foraminifera). Đá của hệ tầng gồm chủ yếu là lục nguyên gồm sét kết, sét vôi gắn kết yếu, cát bột kết chứa vôi, đôi khi gặp một số thấu kính hoặc các lớp đá vôi mỏng chứa nhiều mảnh vụn lục nguyên. Đá cát kết ở đây hạt từ nhỏ đến trung, chứa hoá đá động vật biển và glauconit đƣợc gắn kết trung bình bởi xi măng carbonat có tỷ lệ cao.
Các carbonate hệ tầng Nam Côn Sơn là gần tƣơng tự nhƣ đá carbonate của hệ tầng Mãng Cầu đã đƣợc mô tả chi tiết ở phần trên, trừ mức độ tái kết tinh và quá trình dolomit hoá của đá xảy ra có phần yếu hơn. Khả năng chứa của đá carbonat và cát bột kết của hệ tầng ở phần lớn các khu vực đƣợc khẳng định thuộc loại trung bình tốt tới rất tốt.
Pliocene – Đệ Tứ
103
Trầm tích của hệ tầng mang tên Biển Đông đặc trƣng cho trầm tích trong giai đoạn hình thành thềm lục địa Biển Đông. đƣợc hình thành trong môi trƣờng thềm biển liên quan đến đợt biển tiến Pliocen trong toàn khu vực Biển Đông. Phần trên của hệ tầng biển Đông có vài pha biển tiến lùi. Trầm tích hệ tầng Biển Đông phát triển rộng khắp trên toàn khu vực và có bề dày rất lớn. Đá của hệ tầng chủ yếu là sét, sét kết, sét vôi màu xám trắng, xám xanh đến xám lục bở rời hoặc gắn kết yếu có chứa nhiều glauconit, pyrit và phong phú các hoá thạch biển. Phần dƣới có xen kẽ các lớp mỏng cát, cát kết, bột hoặc cát chứa sét. Trong bể Nam Côn Sơn, mặt cắt đặc trƣng của hệ tầng chủ yếu là cát, bột, sét.
Đá cát, cát kết xám trắng, hạt nhỏ đến mịn, độ lựa chọn mài tròn tốt, chứa nhiều Foraminifera, glauconit. Cát kết dạng turbidit đƣợc trầm đọng ở phần sƣờn của thềm lục địa.
Các lớp đá sét, sét kết có thành phần khá đồng nhất đƣợc thành tạo trong môi trƣờng biển nông đến biển sâu. Phần lớn đá sét chỉ chứa một tỷ lệ rất nhỏ (thƣờng không quá 10%) các hạt có kích cỡ bột và cát, mức độ gắn kết kém, bề dày rất lớn, phân bố khá ổn định trong toàn khu vực. Sét có mặt một lƣợng đáng kể khoáng vật montmorilonit có tính trƣơng nở mạnh. Trầm tích hạt mịn hệ tầng Biển Đông đƣợc coi là tập chắn dầu và khí tốt mang tính chất toàn khu vực.