3.2. TIẾN HÓA TRẦM TÍCH CENOZOI TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI HOẠT
3.2.2. Tiến hóa trầm tích trong mối quan hệ với hoạt ñộng kiến tạo
Khái niệm về tiến hóa trầm tích theo quan điểm hệ thống
Tiến hóa trầm tích là sự phát triển các bể trầm tích thứ cấp từ Oligocen đến ðệ tứ trong mối quan hệ với sự thay ñổi mực nước biển và chuyển ñộng kiến tạo. Mối quan hệ đó ràng buộc như một quan hệ nhân quả từng đơi một và quan hệ nhiều chiều có tính hệ thống.
Mỗi bể thứ cấp bị chi phối bởi một pha kiến tạo và một chu kỳ thay ñổi MNB. Mỗi pha kiến tạo bắt ñầu là sụt lún mạnh ở trung tâm, sau đó sụt lún lan dần ra 2 phía rìa của bể. Cường độ và biên độ sụt lún quyết ñịnh thành phần thạch học, thành phần độ hạt và tướng trầm tích. Trong phơng chung sụt lún của pha kiến tạo chính có xảy ra hiện tượng nâng – hạ ñịa phương làm thay ñổi mực nước biển tương đối. Vì vậy, đường cong thay ñổi mực nước biển chân tĩnh (tuyệt đối) có tính chu kỳ tương đồng với chu kỳ kiến tạo, song bị phức tạp hóa bởi 2 yếu tố: chuyển ñộng kiến tạo ñịa phương và sự dao ñộng mực nước biển tương đối.
Có thể đối sánh chu kỳ kiến tạo khai sinh ra và phát triển các bể thứ cấp với chu kỳ thay ñổi mực nước biển bể Phú Khánh như sau:
Giai ñoạn 1: Bắt ñầu sụt lún trung tâm bể kiểu ñịa hào nội lục, sơng đóng vai trị bào mịn và thành tạo trầm tích lục ngun molas hạt thơ đa khống, chọn lọc và mài tròn kém, tướng aluvi thống trị (ar) tương ứng với miền hệ thống biển thấp (LST) (Biển thoái thấp).
Giai ñoạn 2: Sụt lún mở rộng, biển tiến từ trung tâm vào hai bên rìa bể, trầm tích lấp đầy bể thứ cấp có 2 tập nối tiếp nhau theo phương thẳng ñứng tương ứng với miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST):
1/ Tập dưới: Biển bắt đầu tiến, lắng đọng trầm tích lục ngun đa khống hoặc ít khống mơi trường ven biển, châu thổ biển tiến (amt).
2/ Tập trên: Biển tiến trên một diện rộng ñạt biên ñộ cực ñại tạo nên tập sét biển nơng hay gọi là đồng bằng ngập lụt biển (marine flooding plain). ðối với các bể thứ cấp Miocen và Pliocen – ðệ tứ phát triển các ám tiêu san hô ở thềm ngoài bể Phú Khánh trên các đảo ngầm. ðiều đó chứng tỏ giai đoạn này chế ñộ kiến tạo ổn ñịnh, tốc ñộ sụt lún yếu, bề dày tăng trưởng của san hô cân bằng với biên ñộ sụt lún kiến tạo.
Giai ñoạn 3: Giai ñoạn nghịch ñảo kiến tạo. Bể trầm tích bắt ñầu ñổi chiều chuyển ñộng từ sụt lún chuyển sang nâng trồi và nén ép. Biển thoái ở mức cao thuộc miền hệ thống biển cao (HST). Mực nước biển từ vị trí cao nhất hạ thấp dần xuống vị trí trung bình tạo nên thành phần trầm tích lục ngun hạt mịn (bột sét pha cát) có cấu tạo nêm tăng trưởng của châu thổ ngầm giàu vật liệu trầm tích.
Khu vực nghiên cứu khơng có mẫu giếng khoan nên phân tích tướng trầm tích và thành phần thạch học được suy đốn từ các trường sóng địa chấn đồng pha. Tuy nhiên khi phân tích tướng trầm tích theo các trường sóng địa chấn trên mặt cắt ñịa chấn rất dễ nhầm lẫn giữa trường sóng của cấu tạo đá trầm tích bị biến dạng với cấu tạo ngun dạng. Trường sóng thơ khơng liên tục hoặc phản xạ trắng thường đặc trưng cho trầm tích hạt thơ tướng cuội sạn cát, aluvi lịng sơng năng lượng mơi trường mạnh. Ngược lại, trường sóng mịn song song, sẫm màu thường đặc trưng cho trầm tích hạt mịn tướng sét biển nơng. Trường sóng cấu tạo nêm tăng trưởng hoặc phủ chồng lùi là ñặc trưng cho tướng cát bột sét châu thổ ngầm khối lượng trầm tích lớn. Bất luận biển tiến hay biển thối, nếu trầm tích mang đến dư thừa thì trầm tích có cấu tạo nêm tăng trưởng, lúc đó đường bờ dịch chuyển về phía biển.
Dựa trên ngun lý đó thấy rõ tiến hóa trầm tích khu vực phía Tây bể Phú Khánh qua 6 phức tập như sau:
3.2.2.1. Phức tập thứ 1 - Oligocen sớm (S1 – E31 PK)
Phức tập Oligocen sớm bị biến dạng mạnh mẽ nhất biểu hiện rất rõ nét trên mặt cắt ñịa chấn 2D. ðứt gãy sau trầm tích và hiện tượng ép trồi móng làm chia cắt bể thứ cấp Oligocen sớm tạo thành các “giả ñịa hào” rất dễ nhầm với các ñịa hào nguyên thủy. Phức tập Oligocen sớm có thể chia thành 3 miền hệ thống theo phương thẳng ñứng từ dưới lên: LST → TST → HST (hình 3.11).
Hình 3.11. Mặt cắt tuyến địa chấn VOR 93- 101
- Miền hệ thống biển thấp (LST) được đặc trưng bởi trường sóng địa chấn hỗn ñộn và ñứt ñoạn biểu hiện trầm tích hạt thơ, phản xạ dạng phân lớp xiên chéo đồng hướng lịng sơng bị biến dạng uốn nếp và oằn võng. Hai bên rìa các “giả địa hào” tạo nên hai đới tiếp xúc với móng trầm tích bị thay đổi thế nằm ngang song song thành cấu tạo “giả kề áp”. ðây là cấu tạo biến dạng bị tác ñộng của 2 pha ép trồi:
+ Pha 1: xảy ra vào cuối Oligocen sớm làm uốn nếp trầm tích của đới sụt võng “giả địa hào” đồng thời bào mịn trầm tích Oligocen sớm trên ñỉnh khối nâng (ñịa lũy của ñịa hào Oligocen muộn).
+ Pha 2: xảy ra vào cuối Oligocen muộn làm uốn nếp và oằn võng gia tăng ñối với trầm tích Oligocen sớm so với các lớp trầm tích của Oligocen muộn. ðây là điều kiện “cần” để tạo nên các hệ thống bẫy cấu tạo và play đá móng.
- Miền hệ thống biển tiến và biển cao (TST/HST): Khác với miền hệ thống biển thấp (LST) là một phức hệ tướng trầm tích lục địa biển thối thống trị thì miền hệ thống biển tiến và biển cao (TST/HST) lại ñược ñặc trưng bởi phức hệ tướng châu thổ biển tiến và biển nông thống trị thể hiện trên mặt cắt có trường sóng địa chấn biên độ mạnh, cấu tạo kề áp biển tiến (onlap) và xen kẽ các trường sóng phân lớp song song uốn lượn do chịu tác ñộng của hoạt ñộng kiến tạo, phản ánh các lớp trầm tích hạt mịn (bột, sét) được lắng ñọng trong mơi trường khi biển tiến cực đại.
3.2.2.2. Phức tập thứ 2 - Oligocen muộn (S2 – E32 PK)
Phức tập S2 của bể Phú Khánh có tuổi Oligocen muộn phát triển kế thừa trên phức tập S1. Trầm tích phức tập này cũng có 3 miền hệ thống (LST, TST và HST). Giữa miền hệ thống biển tiến và biển thấp thường bị bào mòn cắt xén làm giảm bề dày ở các vị trí trên đỉnh các khối nâng của móng tuy nhiên vẫn tạo thành một lớp liên tục uốn lượn theo ranh giới bề mặt bào mòn của phức tập S1. Dấu hiệu bào mịn trầm tích trên đỉnh khối nâng và cấu tạo oằn võng, uốn lượn của trầm tích Oligocen muộn đã chứng minh cho tuổi của pha uốn nếp và nâng trồi móng vào cuối Oligocen muộn.
Khác với giai ñoạn Oligocen sớm trầm tích trong giai đoạn Oligocen muộn tăng khối lượng ñáng kể tướng châu thổ và biển nơng, đồng thời giảm khối lượng tướng trầm tích aluvi. Vì vậy, cuối Oligocen hình thành một tập trầm tích biển tiến và biển cao (TST/HST) .Giữa thềm trong và thềm ngồi có sự khác nhau cơ bản ñặc ñiểm phân bố các dãy cộng sinh tướng theo các miền hệ thống:
- Giai ñoạn miền hệ thống biển thấp (LST): ở thềm trong nhóm tướng aluvi biển thối thống trị được phản ánh bởi trường sóng địa chấn hỗn độn, biên độ mạnh, cịn thềm ngồi phức hệ aluvi biển thối xen châu thổ biển thối thống trị, trường sóng địa chấn có dạng phân lớp yếu không liên tục xen kẽ là trường sóng địa chấn ñứt ñoạn, biên ñộ phản xạ yếu.
- Giai ñoạn miền hệ thống biển tiến (TST): cả thềm trong và thềm ngồi đều có hai đơn vị trầm tích theo phương thẳng ñứng tương ứng với 2 dãy cộng sinh tướng. ðặc trưng phản xạ trong miền hệ thống biển tiến có dạng phân lớp song song nổi trội, biên ñộ phản xạ từ vừa ñến mạnh.
- Giai ñoạn miền hệ thống trầm tích biển cao (HST): ðơn vị dưới bao gồm dãy cộng sinh tướng cát aluvi biển thối được đặc trưng bởi phản xạ dạng ñứt ñoạn, tiếp ñến là phức hệ tướng bột sét pha cát châu thổ biển thoái và cát aluvi biển thoái xen kẽ phân bố ở thềm trong, trên mặt cắt ñịa chấn ñược phản ánh bởi các phản xạ dạng phân lớp ñan xen các phản xạ hỗn ñộn biên ñộ yếu, và kết thúc là phức hệ tướng bùn cát châu thổ biển thối xen bùn biển thối của thềm ngồi được đặc trưng bởi trường sóng ñịa chấn biên ñộ yếu hoặc phản xạ “ trắng ”.
3.2.2.3. Phức tập thứ 3 - Miocen sớm (S3 – N11)
Phức tập S3 có tuổi Miocen sớm có ranh giới với phức tập thứ 2 bao gồm cả ranh giới bất chỉnh hợp và chỉnh hợp tương ñương. Ranh giới phức tập bất chỉnh hợp bào mịn do sóng có mặt hầu hết trên khu vực thềm trong. ðó là ranh giới bào mịn của lịng sơng hoạt ñộng trong giai ñoạn biển thấp. Trên mặt cắt ñịa chấn khu vực thềm trong được đặc trưng bởi trường sóng phân lớp biên độ mạnh, tần số thấp, ñứt ñoạn, nghiêng ñịnh hướng biểu hiện cấu tạo phân lớp xiên chéo ñồng hướng của tướng cát, cát sạn lịng sơng. Ranh giới chỉnh hợp tương ñương của phức tập rất phổ biến ở thềm ngoài. Ranh giới này thấy rõ nhờ thành phần ñộ hạt của phức tập S3 thô hơn phức tập thứ S2 do ñộ sâu nước biển giảm nhanh trong giai ñoạn biển thấp (LST), phản xạ địa chấn có dạng hỗn độn, ụ ñống biên ñộ khá mạnh.
Các khối ép trồi của Oligocen muộn ñã tạo nên các khối nâng và ñảo ngầm ở thềm trong thuận lợi cho việc hình thành các vùng xâm thực nhỏ và phát triển các ám tiêu san hơ trên các đảo ngầm từ giai ñoạn biển tiến của Miocen sớm thuộc hệ thống biển tiến và biển cao của phức tập thứ 3 (LST - S3 – N11). ði về phía lục địa (rìa bể) gặp hai phức hệ tướng kép bột sét pha cát châu thổ ngầm (tiền châu thổ (prodelta)) biển thối có cấu tạo nêm tăng trưởng và tướng cát aluvi cấu tạo phân lớp xiên chéo ñồng hướng. ðặc trưng phản xạ trong miền hệ thống này có dạng hỗn độn là chủ yếu, đơi chỗ có dạng phản xạ phân lớp ñứt ñoạn, biên ñộ phản xạ mạnh, về phía lục địa phản xạ có tần số thấp, cịn về phía biển phản xạ có tần số cao.
Hệ thống trầm tích biển tiến ở thềm trong bao gồm phức hệ tướng kép cát bột sơng và sơng biển và nhóm tướng sét biển nơng.
ðối với thềm ngồi bao gồm 2 phức hệ tướng xen kẽ: phức hệ tướng bột sét pha cát châu thổ biển tiến (nằm dưới) và phức hệ tướng sét biển nơng (nằm trên) đặc trưng cho đồng bằng ngập lụt hệ thống trầm tích biển cao. ðặc trưng phản xạ trong miền hệ thống này chủ yếu có dạng phân lớp, biên độ phản xạ mạnh, tần số phản xạ thấp.
Hình 3.12. Mặt cắt tuyến ñịa chấn VOR 93 – 103.
3.2.2.4. Phức tập thứ 4 - Miocen giữa (S4 – N12)
Trên mặt cắt ñịa chấn thấy rõ 3 miền hệ thống (LST, TST và HST) và có sự thay đổi bề dày trầm tích rất nhanh. Từ thềm trong bể ra thềm ngồi được đặc trưng bởi 2 phức hệ tướng trầm tích:
Khu vực thềm trong của bể phân bố chủ yếu là nhóm tướng cát sạn, cát bột aluvi xen phức hệt tướng kép cát aluvi xen bột sét châu thổ và sét biển tiến có bề dày trầm tích mỏng. ðặc trưng trường sóng có dạng phân lớp xiên chéo, biên độ mạnh
Khu vực thềm ngồi bể, bề dày trầm tích tăng đột ngột, có mặt chủ yếu là tướng cát bột sét châu thổ ngầm (tiền châu thổ và sườn châu thổ) xen tướng bột sét biển nông ven bờ. Trên mặt cắt ñịa chấn, nhóm tướng châu thổ ngầm và biển nơng biểu hiện các trường sóng dạng hỗn độn , biên ñộ thấp, tần số cao.
3.2.2.5. Phức tập thứ 5 - Miocen muộn (S5 – N13)
Trầm tích Miocen muộn vùng nước sâu của bể Phú Khánh cũng có mặt tất cả các tướng trầm tích thềm: tướng cát bột aluvi, tướng bột sét cát châu thổ, tướng sét biển nông và tướng san hơ ám tiêu thềm. Bề mặt bào mịn của tầng nóc Miocen muộn và hiện tượng uốn nếp, ñứt gãy dạng hoa phát triển trong phức tập S5 – N13 do ảnh hưởng của pha tách giãn Biển ðơng cuối Miocen và q trình nâng tạo thềm vùng ven rìa lục ñịa hiện ñại.
Trầm tích Miocen muộn thềm trong và thềm ngồi khác nhau về tướng và bề dày. Ở thềm trong bề dày lớn hơn có cấu tạo nêm tăng trưởng của tướng prodelta biển thoái, tạo nên phức hệ tướng kép thống trị. Các nhóm tướng biển tiến xen kẽ với phức hệ tướng kép biển thối nói trên có bề dày mỏng.
Trong phức tập S5 tồn tại 3 miền hệ thống trầm tích khá rõ ràng. Trên băng ñịa chấn miền hệ thống biển thấp ở sườn dốc của móng nâng được đặc trưng bởi trường sóng hỗn độn, biên độ mạnh, xa dần là phản xạ phân lớp biên ñộ yếu. Miền hệ thống trầm tích biển tiến chủ yếu có dạng phân lớp song song, tần số thấp. Cịn miền hệ thống trầm tích biển cao là sự pha trộn ñan xen của phản xạ phân lớp và phản xạ dạng hỗn ñộn, rối.
3.2.2.6. Phức tập thứ 6 – Pliocen - ðệ tứ (S6 – N2 - Q)
Trầm tích Pliocen - ðệ tứ phân bố cả thềm trong và thềm ngoài. Theo hướng vng góc với bờ biển phức tập S6 có sự thay đổi về chiều dày khá lớn. Phía gần lục địa phức tập có chiều dày mỏng hơn cả. Trong phạm vi này phức tập có đặc trưng trường sóng chủ yếu dạng phân lớp xen kẽ và phản xạ rối. Tiếp ñến là vùng chuyển tiếp, tại ñây chiều dày phức tập tăng khá nhanh, tồn tại phản xạ dạng thấu kính, dạng nêm, phản xạ bên trong có dạng hỗn độn, ụ đống. Kế tiếp đến thềm ngồi, ở đây phức tập có chiều dày tương đối lớn và khá ổn ñịnh. Theo chiều ñứng, ñặc ñiểm phản xạ của phức tập gồm phản xạ phân lớp song song nằm ngang xen kẽ là phản xạ ñứt ñoạn biên ñộ yếu cho thấy các pha trầm tích khác nhau liên quan ñến sự thăng giáng của mực nước biển.
- Tập S6.1 tương ñương với Pliocen. Chiều dày của tập S6.1 chiếm phần lớn chiều dày của phức tập S6. Trong phạm vi của thềm ngoài nhiều nơi phức tập S6 chỉ tồn tại tập S6.1. Phản xạ trong tập S6.1 có sự thay đổi tướng khá rõ, ở thềm trong phản xạ có dạng phân lớp gần song song xiên chéo theo ñộ dốc của ñịa hình đáy phức tập, xen kẽ với phản xạ hỗn ñộn. Tiếp ñến là vùng chuyển tiếp, tại ñây chiều dày tập tăng mạnh, tồn tại các nêm tăng trưởng dạng thấu kính với phản xạ dạng hỗn độn, đứt ñoạn cho thấy mơi trường trầm tích có năng lượng lớn với lượng trầm tích dư thừa. ðến thềm ngồi, tập S6.1 có chiều dày tương ñối ổn ñịnh, phản xạ trong tập chủ yếu có dạng phân lớp song song nằm ngang, biên ñộ phản xạ yếu cho thấy tập được hình thành trong mơi trường biển sâu xa bờ khá yên tĩnh, năng lượng trầm tích yếu, thành phần trầm trầm tích chủ yếu là hạt mịn.
- Tập S6.2 là tập trầm tích ðệ tứ. Trong phức tập S6 thì chiều dày của tập S6.2 chiếm phần nhỏ. Chiều dày của tập thay ñổi từ vài mét ñến lớn nhất khoảng hơn 350m. Phản xạ trong tập S6.2 chủ yếu có dạng phân lớp song song nằm ngang. Tập được hình thành trong mơi trường biển nông và biển nông ven bờ.
Dựa vào đặc điểm phản xạ có thể xác định các miền hệ thống trầm tích trong mỗi tập, miền trầm tích biển thấp (LST) có thể phân biệt được tương đối rõ, còn miền trầm biển tiến và miền trầm tích biển cao khơng xác định được ranh giới rõ ràng, vì vậy hai miền hệ thống này được gộp chung thanh một miền hệ thống không phân chia (TST/HST). Dọc theo mặt cắt từ bờ ra xa nhận thấy có sự thay đổi tướng địa chấn cho phép dự đốn mơi trường thành tạovà nguồn gốc trầm tích. Ở gần bờ biển trầm tích có nguồn gốc lục địa biển (am,m), với ñặc trưng phản xạ phân lớp ñứt ñoạn, biên ñộ vừa