Trầm tích Cenozoic bồn trũng Cửu Long cĩ bề dày khá lớn và đƣợc phát triển liên tục. Tƣớng trầm tích chủ yếu là cát, bột, sét tam giác châu và ven biển. Các thành tạo trầm tích trong suốt thời kỳ Đệ Tam chứa rất giàu vật chất hữu cơ thuộc kerogen loại I, II.
Các thành tạo trầm tích cĩ tuổi Oligocene sớm và Miocene sớm đƣợc lắng đọng chủ yếu trong điều kiện đồng bằng sơng rất nghèo vật chất hữu cơ. Tầng đá mẹ duy nhất cĩ khả năng sinh dầu ở bể Cửu Long là trầm tích Oligocene (Trần Cơng Tào, 1996). Tập sét này cĩ nguồn gốc đầm hồ, chuyển tiếp giữa biển và lục địa, rất giàu vật chất hữu cơ. TOC : 0.22 – 11.88%. Diện tích phân bố của chúng rộng song chúng chỉ tập trung chủ yếu ở các địa hào, hố sụt đã đƣợc hình thành trƣớc đĩ.
Điều kiện nhiệt độ đã đạt tới ngƣỡng tạo dầu, phần lớn thuộc kerogen loại II cĩ chất lƣợng dầu tốt của tập trầm tích đƣợc sinh thành trong thời kỳ biển tràn rộng lớn nhất ở cuối Oligocene.
Các trầm tích hạt mịn tuổi Miocene khơng cĩ khả năng sinh dầu. Bởi vì chúng chứa carbon quá thấp < 0.53%, mặc dù điều kiện nhiệt độ đã đạt tới ngƣỡng tạo dầu. TOC : 0.2 – 1.08%. Tiềm năng sinh dầu khơng cao. Chỉ sinh khí.
Các thành tạo Miocene chứa nhiều vật liệu trầm tích núi lửa phủ bất chỉnh hợp lên các trầm tích cổ hơn cĩ diện phân bố rộng hơn. Trầm tích lắng đọng trong mơi trƣờng cửa sơng, các vũng vịnh đối với Miocene hạ, ven bờ, biển nơng đối với Miocene trung và thƣợng. Tuy nhiên, các trầm tích này cũng khơng phong phú vật liệu hữu cơ 0.37 – 1.25%.
Carbon hữu cơ chung cho cả Eocene và Oligocene là 0.9 – 2.7% (phổ biến từ 1 – 1.5%), vật liệu hữu cơ thuộc kerogen loại II là chính.
Cơ chế sinh dầu và dịch chuyển vào các bẫy trong đá mĩng cĩ thể hiểu nhƣ sau :
Vào thời kỳ đồng tạo rift (Eocene – Oligocene) các hoạt động kiến tạo, đứt gãy cĩ liên quan đến quá trình tách giãn đã tạo nên các trũng và đứt gãy. Các đứt gãy chính hay đới phá huỷ kiến tạo chủ yếu cĩ phƣơng Đơng Bắc – Tây Nam, Đơng – Nam. Do kết quả của các chuyển động theo các hệ thống đứt gãy này đã tạo nên các bán địa hào Tây, Đơng, Bắc Bạch Hổ đƣợc lấp đầy bởi các trầm tích Eocene (?) – Oligocene. Quá trình tách giãn tiếp tục phát triển dẫn tới bể lún chìm mạnh mẽ, sâu hơn và các trầm tích sét đầm hồ đƣợc chơn vùi với tốc độ lớn hơn. Tiếp theo, vào các thời kỳ sau lại đƣợc lắng đọng các trầm tích trẻ hơn phủ trực tiếp lên chúng. Cùng với quá trình chơn vùi là sự gia tăng nhiệt độ. Dƣới tác động của hai yếu tố này, vật chất hữu cơ trong đá trầm tích đã đạt tới ngƣỡng trƣởng thành.
Các chỉ tiêu địa hố về mức độ trƣởng thành của vật chất hữu cơ sinh dầu đều cần phải đạt tới điều kiện nhiệt độ, áp suất cao. Trong đĩ, nhiệt độ là tác nhân thúc đẩy quá trình trƣởng thành và chuyển hố vật chất hữu cơ thành dầu khí và di chuyển vào tầng chứa.
Nguồn nhiệt thúc đẩy quá trình trƣởng thành và chuyển hố vật chất hữu cơ thành dầu khí cĩ liên quan với các hoạt động kiến tạo đĩng vai trị chủ đạo. Nguồn nhiệt sinh ra từ các hoạt động kiến tạo nhƣ tách giãn, sụt lún, hút chìm và va chạm nhiệt giữa các mảng và cộng với nguồn nhiệt sinh ra do các giai đoạn biến chất đã cung cấp năng lƣợng sƣởi ấm hydrocarbon bên dƣới.
Vào cuối Oligocene đầu Miocene, đã hình thành tầng sét Rotalite mang tính khu vực cho tồn bồn trũng cho nên lƣợng nhiệt đƣợc giữ lại do lớp chắn đã hồn chỉnh. Do đĩ thuận lợi cho sƣởi ấm vật chất hữu cơ ở dƣới sâu, kích thích sự chuyển hố mạnh mẽ vật liệu hữu cơ sang hydrocarbon.
IV. CÁC HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO CHÍNH ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH BẪY CHỨA.
1. Hoạt động đứt gãy và uốn nếp :
Các đứt gãy khi xuyên cắt qua một loạt địa tầng trong khu vực cĩ thể đĩng những vai trị khác nhau:
- Phục vụ cho sự di chuyển hoặc là chứa chất lƣu.
- Đĩng vai trị là vật chắn hoặc tạo nên những miền khép kín khơng thấm. Các hệ thống đứt gãy ở bể Cửu Long cĩ thể nhĩm thành 4 hệ thống chính: Đơng – Tây, Đơng Bắc – Tây Nam, Bắc – Nam và nhĩm các đứt gãy khác.
Trong đĩ hệ thống đứt gãy Đơng – Tây, Đơng Bắc – Tây Nam, Bắc – Nam đĩng vai trị quan trong. Các đứt gãy hoạt động mạnh trong đá mĩng và trầm tích Oligocene. Chỉ cĩ rất ít đứt gãy cịn hoạt động trong trầm tích Miocene dƣới. Các đứt gãy hƣớng Đơng Bắc – Tây Nam thƣờng là các đứt gãy giới hạn kiến tạo và các đứt gãy phƣơng Đơng – Tây, Bắc – Nam cĩ vai trị đặc biệt trong phạm vi từng cấu tạo.
Hoạt động nén ép vào cuối Oligocene đã gây ra nghịch đảo nhỏ trong trầm tích Oligocene và các đứt gãy nghịch nhỏ ở một số nơi.
Các nếp uốn ở bể Cửu Long chỉ gắn với trầm tích Oligocene với 4 cơ chế :
- Nếp uốn gắn với đứt gãy căng dãn đƣợc phát triển ở cánh sụt của các đứt gãy chính. Chúng thƣờng cĩ liên quan đến mĩng và thuận lợi cho việc phát triển các nứt nẻ phá huỷ theo kiểu phá huỷ trên cánh treo của đứt gãy.
- Các nếp uốn nén ép đƣợc thành tạo vào cuối Oligocene và chỉ đƣợc nghiên cứu trong các địa hào chính.
- Phủ chờm của trầm tích Oligocene lên trên các khối cao mĩng cổ là đặc điểm phổ biến nhất ở bể Cửu Long.
- Các nếp lồi gắn với nghịch đảo trầm tích sẽ cĩ thể đƣợc tìm thấy nếu căn cứ vào lịch sử kiến tạo.
2. Hoạt động magma :
Các đá magma đƣợc phát hiện hàng loạt ở các giếng khoan, chúng thuộc 2 kiểu : các đá phun trào và các đá xâm nhập.
a. Các đá xâm nhập :
Các đá xâm nhập đƣợc phát hiện trong mặt cắt trầm tích Oligocene dƣới và phần thấp của Miocene dƣới. Chúng bao gồm loạt các thể xâm nhập cịn kẹp các lớp trầm tích mỏng bên trong. Trong một số trƣờng hợp, các thể xâm nhập này bị phong hố từng phần. Bề dày của chúng thay đổi từ vài m đến hơn 100m. Chúng đƣợc xác định là andesite, andesite – basalt. Tuổi các đá này đa số là Oligocene, một số thể xâm nhập cĩ thể cĩ tuổi Miocene sớm và chúng cĩ lẽ liên quan đến biến cố núi lửa cùng thời. Phân bố của các thể xâm nhập mang tính địa phƣơng. Các đá xâm nhập thƣờng gặp ở hàng loạt giếng khoan thuộc các lơ 16, 17 mỏ Rồng, Bạch Hổ, đặc biệt là ở lơ 01, 02.
b. Các đá phun trào :
Hoạt động magma phun trào ở bể Cửu Long diễn ra trong 3 giai đoạn chính: Eocene – Oligocene sớm, Oligocene muộn và Miocene sớm.
Dạng nằm của đá magma phun trào khác nhau từ dạng nêm, đai, mạch…xuyên cắt đá vây quanh đến dạng lớp hoặc thấu kính xen kẽ với các tập trầm tích. Bề dày, diện phân bố của đá biến đổi mạnh cả theo khơng gian lẫn thời gian và liên quan chủ yếu vào đặc tính hoạt động kiến tạo, và đặc biệt là hệ thống đứt gãy của từng khu vực. Thành phần đá magma phun trào khác nhau từ magma acid, trung tính đến magma basic.
Pha hoạt động núi lửa này phát triển trên một vùng rộng lớn cùng với các vụn núi lửa của nĩ đã tạo nên một tầng phản xạ địa chấn mạnh trong trầm tích Miocene dƣới ở phần Tây phụ bể Bắc. Pha núi lửa này đƣợc cho là cĩ liên quan đến sự kết thúc tách giãn đáy biển ở bể Biển Đơng (17 triệu năm trƣớc).
Do đá magma phun trào đƣợc thành tạo và tồn tại ở những điều kiện khác nhau nên chúng bị tác động bởi các quá trình biến đổi phong hố, nứt nẻ và nhiệt dịch khơng giống nhau. Hầu hết các đá magma phun trào trong vùng khi cịn tƣơi hoặc mới bị biến đổi yếu là những đá khơng hoặc chỉ cĩ khả năng thấm chứa rất kém. Các quá trình biến đổi thứ sinh nĩi trên đã làm thay đổi khơng chỉ thành phần khống vật mà cịn cả tính chất thạch vật lý của đá.
3. Hệ thống khe nứt :
Các khe nứt thành tạo trong các đá xâm nhập là mối quan tâm chính trong đĩ quan trọng nhất là các khe nứt liên quan đến :
- Quá trình nguội lạnh các thân magma (khe nứt nguyên sinh).
- Hoạt động đứt gãy.
- Dịch chuyển cánh treo.
- Bĩc lớp và phong hố.
Nhƣng ở đây chỉ quan tâm tới hệ thống khe nứt do kiến tạo gây nên, đĩ là khe nứt do hoạt động đứt gãy và dịch chuyển cánh treo của đứt gãy.
a. Đới phá huỷ đứt gãy :
Khi đá bị ngoại lực (lực kiến tạo) tác dụng, trong đá xuất hiện ứng lực. Khi ứng lực vƣợt quá một giới hạn nào đĩ (gọi là giới hạn bền), đá bị biến dạng phá huỷ, trong đá xuất hiện các mặt nứt gọi là các khe nứt. Nếu dọc theo các mặt nứt này khối đá bị nứt ra, dịch chuyển tƣơng đối với nhau thì các khe nứt đĩ đƣợc gọi là đứt gãy.
Các khe nứt trong đới phá huỷ thƣờng gần nhƣ song song với đƣờng phƣơng chính của đứt gãy ngoại trừ các hệ thống khe nứt phức hợp do các chuyển động cĩ quy mơ lớn lập đi lập lại tạo nên. Các đới đứt gãy cĩ tiềm năng chứa cao nhƣ thế nào là tùy thuộc vào loại đá và quá trình phá huỷ.
Trong điều kiện dịn ở phần trên của vỏ Trái Đất, các đá trong đới đứt gãy bị cà nát dần trong quá trình chuyển động để tạo nên “dăm kết kiến tạo” hoặc “sét kiến tạo”. Đới sét kiến tạo chứa các hạt rất mịn và thƣờng giống nhƣ là sét
và khơng cĩ tiềm năng chứa. Trái lại, đới dăm kết đƣợc thành tạo từ các mảnh vỡ kích thƣớc khá lớn và tạo nên đới đá chứa tuyệt vời.
b. Phá hủy trên cánh treo đứt gãy :
Trong quá trình hoạt động đứt gãy, khối đứt gãy ở cánh treo sẽ dịch chuyển trên khối cánh trƣợt đứt gãy. Nếu mặt trƣợt khơng phẳng và sự dịch chuyển thay đổi theo đƣờng phƣơng của đứt gãy sẽ bị thay đổi hình dạng. Khi quá trình này diễn ra sẽ thành tạo các khe nứt và dịch chuyển sau đĩ dọc theo các khe nứt này tạo nên các đứt gãy nhỏ.
Trên thực tế, mặt trƣợt của các đứt gãy thƣờng khơng phẳng và cĩ biên độ dịch chuyển thay đổi mạnh theo đƣờng phƣơng. Trong quá trình dịch chuyển thì một phần lớn cánh treo sẽ bị dịch chuyển trên bề mặt gồ ghề uốn khúc và do đĩ phần cánh treo này sẽ thƣờng bị nứt nẻ trên những vùng rộng lớn hơn. Các đới nứt nẻ xảy ra ở hầu khắp phần cánh treo của đứt gãy.
Do ảnh hƣởng của các hoạt động kiến tạo trên, các bẫy chứa trong khu vực bồn trũng Cửu Long đã đƣợc hình thành với các đặc điểm sau :
o Khối nâng cao của mĩng nứt nẻ chịu ảnh hƣởng của các hệ thống đứt gãy.
o Bẫy cấu tạo dạng vịm, vịm đứt gãy, khối đứt gãy… tồn tại ở các tập cĩ tuổi Oligocene và Miocene dƣới.
o Bẫy địa tầng liên quan đến các thân cát tuổi Oligocene và Miocene. Hydrocarbon sẽ dịch chuyển vào bẫy sau khi bẫy đã đƣợc thành lập. Vào giai đoạn Miocene, bể Cửu Long nhận nhiều vật liệu trầm tích nhất. Sau khi tầng sét Rotalite của điệp Bạch Hổ đƣợc hình thành, các hoạt động kiến tạo vào Miocene trung đã hình thành nên các bẫy cấu trúc trong bể Cửu Long ngay trƣớc khi đá mẹ trƣởng thành đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự lấp đầy của bẫy ngay từ khi cĩ sự dịch chuyển nguyên sinh của hydrocarbon (thời gian dịch chuyển ra khỏi đá mẹ vào đá chứa là khoảng 10.4 – 10.5 triệu năm, tƣơng ứng vào thời kỳ cuối Miocene trung, đầu Miocene thƣợng và hiện nay vẫn tiếp tục) cho thấy bẫy đƣợc hình thành trƣớc thời gian sinh và đẩy dầu ra khỏi đá mẹ.
Cĩ một ít dầu ở phần đá mẹ Oligocene ở các trũng sâu đã di chuyển vào các bẫy địa tầng hình thành cùng lúc với hoạt động trầm tích của Oligocene và Miocene sớm. Vào đầu Miocene hạ, đây là thời kỳ bắt đầu một chu kỳ kiến tạo mới của bể Cửu Long, là thời kỳ sau tạo rift. Vào thời kỳ này các hoạt động đứt gãy yếu hoặc ngƣng nghỉ. Do ảnh hƣởng của quá trình biển tiến nên trầm tích chủ yếu là bột, bột sét và sét.
Ngồi ra cịn cĩ bẫy do màn chắn kiến tạo hình thành ở Oligocene dƣới. Các bẫy này phụ thuộc vào khả năng chắn của đứt gãy. Nguyên nhân là do hoạt động kiến tạo vào cuối Oligocene sớm và đầu Oligocene muộn. Vào Oligocene sớm, xảy ra chuyển động nâng lên mạnh mẽ của khối mĩng granite Bạch Hổ.
Vào Oligocene muộn, những đứt gãy đồng tạo rift đã đƣợc sinh thành từ giai đoạn Oligocene sớm tiếp tục hoạt động và hàng loạt đứt gãy thuận đƣợc hình thành ở cánh phía Đơng, trong khi đĩ ở cánh phía Tây của khu vực bắt đầu xảy ra sự nén ép cục bộ mạnh mẽ và hình thành các đứt gãy nghịch cắm sâu vào khối mĩng granite làm cho các thành tạo đƣợc hình thành trong Oligocene sớm bị phá vỡ và uốn cong.
Ví dụ nhƣ ở mỏ Bạch Hổ gồm các loại bẫy : bẫy màn chắn kiến tạo, bẫy địa tầng (trong Oligocene), cấu tạo vịm (Miocene hạ)
V. ĐẶC TÍNH THẤM CHỨA CỦA ĐÁ MĨNG.
Các đá mĩng kết tinh ở bể Cửu Long đƣợc thành tạo trong một khoảng thời gian dài từ Triassic muộn đến Cretaceous muộn. Đá mĩng cĩ thành phần khơng đồng nhất và đã bị tác động, ảnh hƣởng mạnh mẽ của nhiều quá trình biến đổi hậu magma. Sự khác nhau về thời gian thành tạo cũng nhƣ về thành phần là một trong những nguyên nhân dẫn đến mức độ biến đổi khơng đồng nhất của đá mĩng.
Kết quả của hai quá trình phá huỷ kiến tạo và hoạt động nhiệt dịch đã làm biến đổi sâu sắc tính chất thạch vật lý cũng nhƣ thành phần của đá mĩng. Đây là
những nguyên nhân chính dẫn đến việc hình thành các đặc tính thấm chứa của đá mĩng.
Các hoạt động kiến tạo là một trong những nguyên nhân gây ra biến đổi đá mĩng một cách sâu sắc mang tính tồn khu vực. Hoạt động kiến tạo ở bể Cửu Long xảy ra chủ yếu ở Mesozoic và tái hoạt động trở lại ở đầu Cenozoic.
Cƣờng độ của các hoạt động kiến tạo cĩ lẽ xảy ra mạnh nhất trong hai thời kỳ : một từ cuối Triassic đến cuối Cretaceous và một là thời gian tách giãn của mĩng để thành tạo rift (cuối Eocene và đầu Oligocene). Ở thời kỳ sau, những hoạt động kiến tạo bao gồm các chuyển động thẳng đứng, chuyển động ngang và chuyển động xoay quanh đã phân cách đá mĩng ra thành các khối khác nhau. Kết quả của những hoạt động này đã tạo ra hàng loạt các hệ thống đứt gãy phát triển theo phƣơng Đơng Bắc – Tây Nam và phƣơng Đơng – Tây. Nhiều hoạt động núi lửa đã xảy ra mạnh mẽ và rộng khắp.
Hậu quả các hoạt động kiến tạo nĩi trên đã làm cho đá mĩng bị nứt nẻ, đập vỡ và cà nát ở những mức độ khác nhau. Bên cạnh đĩ các hoạt động kiến tạo cũng làm phát sinh, phát triển và tồn tại trong nhiều đá mĩng nứt nẻ các khe nứt phát triển theo các hƣớng khác nhau. Tuy nhiên những khe nứt cĩ hƣớng vuơng gĩc với những đứt gãy chính ở mỗi khu vực là phát triển hơn cả.
Nhìn chung, những đới cĩ cƣờng độ nứt nẻ cao thƣờng nằm trùng vào những đới cĩ đứt gãy và phá huỷ lớn và cƣờng độ nứt nẻ cĩ xu thế giảm dần theo xu thế giảm của cƣờng độ hoạt động đứt gãy.
Quá trình nứt nẻ, cà nát và vỡ vụn nĩi trên khơng làm thay đổi về thành phần nhƣng làm thay đổi mạnh về cấu trúc, cấu tạo và đặc biệt về tính chất thạch vật lý của đá mĩng. Và do đĩ đã làm cho đặc tính thấm chứa của đá mĩng tốt