2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.2.1. Phương pháp ñịa tầng phân tập ðịnh nghĩa ðTPT
Trên cơ sở quan ñiểm cộng sinh tướng và tiếp cận hệ thống có thể phát biểu ñịnh nghĩa ðTPT như sau:
“ðTPT là sự sắp xếp có quy luật của các tướng và nhóm tướng trầm tích trong khung địa tầng theo khơng gian và thời gian trong mối quan hệ với sự thay ñổi MNB chân tĩnh và chuyển ñộng kiến tạo”.
Từ ñịnh nghĩa nêu trên có thể hiểu một logic ñơn giản là các tướng và nhóm tướng trầm tích là tế bào của 3 miền hệ thống trầm tích biển thấp (lowstand systems tract), biển tiến (transgressive systems tract) và biển cao (highstand systems tract) cấu thành một phức tập (sequence). Mỗi miền hệ thống trầm tích ln ln được đặc trưng bởi một hay nhiều nhóm tướng cộng sinh với nhau theo khơng gian và theo thời gian khi MNB đang hạ thấp hay đang dâng cao để đạt tới vị trí cực trị.
Ví dụ:
- Trong q trình MNB đang hạ thấp từ ñiểm cực trị trung gian ñến ñiểm cực trị thấp nhất thuộc miền hệ thống biển thấp (LST) sẽ xảy ra dãy cộng sinh tướng theo hướng ñường bờ dịch chuyển như sau: nhóm tướng trầm tích lục ngun lục địa → nhóm tướng trầm tích lục ngun chuyển tiếp → nhóm tướng trầm tích lục ngun và trầm tích sinh hóa biển.
- Trong q trình MNB đang dâng cao từ điểm cực trị thấp nhất ñến ñiểm cực trị cao nhất thuộc miền hệ thống biển tiến (TST) sẽ xảy ra dãy cộng sinh tướng theo hướng ñường bờ dịch chuyển từ biển vào lục địa như sau: nhóm tướng trầm tích sinh hóa và trầm tích lục ngun biển → nhóm tướng trầm tích lục ngun chuyển tiếp → nhóm tướng trầm tích lục ngun lục địa.
- Trong quá trình MNB hạ thấp từ điểm cực trị cao nhất ñến ñiểm cực trị trung gian thuộc miền hệ thống biển cao (HST) sẽ xảy ra dãy cộng sinh tướng theo hướng ñường bờ dịch chuyển từ lục ñịa ra biển như sau: nhóm tướng trầm tích lục ngun lục
địa → nhóm tướng trầm tích lục nguyên chuyển tiếp → nhóm tướng trầm tích lục ngun biển và nhóm tướng trầm tích sinh hóa biển. [15, 16, 34, 36]
Phân loại tướng trầm tích
a/ Khái qt về nhóm tướng đơn và nhóm tướng kép
Mối quan hệ có tính hệ thống giữa địa tầng phân tập và tướng trầm tích được thể hiện qua mối quan hệ nhân quả giữa tướng và các miền hệ thống trầm tích. Q trình thay đổi MNB có thể tạo ra mơi trường trầm tích đơn giản và mơi trường trầm tích hỗn hợp. Mơi trường trầm tích đơn giản tạo nên nhóm tướng đơn cịn mơi trường trầm tích hỗn hợp thì tạo nên nhóm tướng kép. Từ ý nghĩa đó tác giả đề nghị phân loại tướng trầm tích làm 2 nhóm: nhóm tướng đơn và nhóm tướng kép.[18]
● Nhóm tướng đơn: bao gồm các nhóm tướng thuần nhất
Ví dụ:
- Nhóm tướng lục ngun aluvi biển thối ký hiệu là: ar - Nhóm tướng lục nguyên aluvi biển tiến ký hiệu là: at - Nhóm tướng lục ngun sơng biển biển thối ký hiệu amr - Nhóm tướng lục ngun sơng biển biển tiến ký hiệu là: amt - Nhóm tướng biển biển thối ký hiệu là: mr
- Nhóm tướng biển biển tiến ký hiệu là: mt
● Nhóm tướng kép: bao gồm 2 nhóm tướng xen kẽ nhau trong một đơn vị trầm tích.
Ví dụ:
- Nhóm tướng lục nguyên aluvi biển thối (ar) xen kẽ nhóm tướng lục nguyên sơng biển biển thối(amr) tạo nên tổ hợp là: (ar + amr)
- Nhóm tướng lục nguyên sông biển biển tiến (amt) xen kẽ nhóm tướng biển biển tiến (mt) tạo nên tổ hợp là: (amt + mt)
- Nhóm tướng lục nguyên sơng biển biển thối (amr) và nhóm tướng biển biển thối (mr) tạo nên tổ hợp là: (amr + mr)
Trong thực tế hầu hết các đơn vị trầm tích được thành tạo trong mơi trường biển đều thuộc tướng kép trong đó nhóm tướng châu thổ ngầm đóng vai trị cung cấp vật liệu chủ yếu. Chúng thường bị xóa nhịa dấu vết cấu tạo phân lớp xiên chéo và nêm tăng trưởng biến thành các lớp trầm tích có cấu tạo ngang song song do q trình tái vận chuyển và tái phân bố trầm tích dưới tác dụng của chế độ thủy ñộng lực biển như sóng, dịng triều, dịng chảy đáy.
b/ Cơng thức tích hợp giữa tướng trầm tích và các miền hệ thống của một phức tập (sequence)
Khái quát:
Mối quan hệ giữa tướng trầm tích và các miền hệ thống trầm tích hết sức chặt chẽ bởi lẽ cả hai đơn vị này ñều do sự thay ñổi MNB quy ñịnh và ñiều tiết. MNB thay ñổi theo chu kỳ kéo theo tướng trầm tích cũng thay đổi theo chu kỳ. Mỗi chu kỳ thay ñổi MNB lại tạo ra một sequence.
Ranh giới các tướng theo thời gian và không gian sẽ trùng với ranh giới các phân tập (parasequence). Với quan điểm này tướng trầm tích là tế bào của các miền hệ
thống (LST, TST, HST).
ðồng thời sự cộng sinh tướng trầm tích theo thời gian và khơng gian sẽ xác lập nên các nhóm tướng. Ranh giới các nhóm tướng sẽ trùng với ranh giới các nhóm phân tập (parasequence set).
Cơng thức tổng qt tích hợp giữa dãy cộng sinh tướng trầm tích và các miền hệ thống trầm tích:
Mỗi miền hệ thống trầm tích được cấu thành bởi một dãy cộng sinh tướng trong mối quan hệ với các pha dâng cao hoặc hạ thấp của MNB.
Trên cơ sở đó có thể xây dựng 3 cơng thức tích hợp giữa dãy cộng sinh tướng và miền hệ thống trầm tích như sau:
1/ Miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST): LST = (ar + mt/amr + mr) LST 2/ Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST): TST = (Mt+ amt + amr/mt) TST 3/ Miền hệ thống trầm tích biển cao (TST): HST = (amr + mt/amr + mr) HST
2.2.2.2. Phương pháp ñịa chấn ñịa tầng
Trong nghiên cứu các bể trầm tích ðệ Tam nói chung và các bể dầu khí nói riêng, cần chú ý đến các tài liệu về thạch học, cổ sinh, ñịa vật lý giếng khoan….nhằm làm sáng tỏ mơi trường trầm tích của các giếng khoan tại khu vực nghiên cứu. Nhưng do ñặc ñiểm về địa hình địa mạo và điều kiện địa chất, ñặc biệt là nghiên cứu các thể trầm tích ở độ sâu lên tới vài kilomet và phạm vi nghiên cứu rộng thì các tài liệu trên khơng đáp ứng được. Vì vậy, cơng tác nghiên cứu địa chất dầu khí chủ yếu dựa vào tài liệu địa chấn thơng qua phương pháp ñịa chấn ñịa tầng. Nhiệm vụ ñặt ra ñối với phương pháp này là từ những đặc trưng trường sóng địa chấn xác ñịnh ñược ranh giới bất chỉnh hợp và xác ñịnh ñược tướng ñịa chấn cũng như phân ñịnh ñược các cấu tạo tiềm năng chứa dầu khí trong các phức hệ ñịa chấn. [22, 29]
1/ Cách xác ñịnh ranh giới ñịa chấn
Ranh giới ñịa chấn ñịa tầng là ranh giới của các bất chỉnh hợp ñịa tầng hoặc các chỉnh hợp liên kết ñược từ chúng. Dựa trên các ñặc trưng phản xạ ñịa chấn, các kiểu kết thúc phản xạ, các thơng số về biên độ, tần số phản xạ ñể xác ñịnh ñược các ranh giới địa chấn chính phân chia tập, nhóm phân tập, phân tập (có thể) và phân chia ra các bề mặt ngăn cách giữa các hệ thống trầm tích. Nhưng ở đây cần lưu ý, ñể phân chia ñược chi tiết các miền hệ thống trầm tích trên cơ sở ñịa chấn phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của tài liệu ñịa chấn.
2/ Xác ñịnh tướng ñịa chấn
Qua việc phân tích các mặt cắt ñịa chấn nhằm xác ñịnh ranh giới ñịa chấn ñịa tầng của từng tuyến và phân chia ra thành các tập ñịa chấn. Bước tiếp theo trong phương pháp ñịa chấn, cần phải nghiên cứu sự biến ñổi của các tướng ñịa chấn theo chiều ngang và chiều thẳng đứng (theo khơng gian và thời gian) trong một phức hệ ñịa chấn nhất ñịnh dựa trên cơ sở cấu tạo phản xạ địa chấn ứng với các mơi trường khác nhau: mơi trường lục địa, mơi trường châu thổ, mơi trường biển… thông qua các chỉ tiêu sau:
− Cổ địa hình và mực nước biển cổ
− Hình dạng thế nằm của các trục đồng pha.
− Tính quy luật, tính liên tục hay đứt đoạn của các trục đồng pha
Dựa vào các chỉ tiêu trên ta xác định được hình dạng, thế nằm và các kiểu kiến trúc phân lớp phản xạ, từ đó minh giải mơi trường lắng đọng trầm tích theo tài liệu địa chấn.
Hình 2.1. Các dạng kết thúc phản xạ địa chấn (theo Myers, 1996 và Catuneanu, 2006)
Hình 2.2: Sơ đồ phân loại các kiểu cấu tạo phản xạ ñịa chấn tương ứng với môi trường thành tạo [22] môi trường thành tạo [22]
2.2.2.3. Phương pháp phục hồi mặt cắt ñịa chất a. Xử lý ñứt gãy thuận
Gọi A1 là kích thước của mặt cắt chưa biến dạng A2 là kích thước của mặt cắt hiện tại
A là khoảng cách dịch chuyển của 1 ñứt gãy thuận n là số đứt gãy thuận
Ta có cơng thức tổng quát như sau: A1= A2 - ∑ = n i i A 1 1 (1) A A B B
Hình 2.3. ðứt gãy thuận và ðứt gãy nghịch
b. Xử lý ñứt gãy nghịch
Gọi B1 là kích thước mặt cắt chưa biến dạng B2 là kích thước mặt cắt hiện tại
B là khoảng cách dịch chuyển của 1 ñứt gãy nghịch m là số ñứt gãy nghịch
Vậy công thức tổng quát là B1= B2+ ∑ = m i i B 1 2 (2) c. Xử lý uốn nếp
Khi bị nén ép trầm tích tạo nếp uốn và làm co chiều ngang của bể lại. Vì vậy, cần nắn chiều dài mặt cắt hiện tại ra chiều dài chưa biến dạng
Gọi C1 là chiều dài mặt cắt chưa biến dạng C2 là chiều dài mặt cắt hiện tại
C là chiều dài bị co lại của 1 nếp uốn K là số nếp uốn
Vậy công thức tổng quát là: C1= C2 + ∑ = k i Ci 1 (3). c/2 c/2 c/2 c/2 1 2 3 k=3 Hình 2.4. Uốn nếp do nén ép bể
Vậy cuối cùng nếu trên một mặt cắt có mặt cả 3 yếu tố biến dạng nói trên thì chiều rộng của bể chưa biến dạng (D) sẽ được tính như sau:
D=A1+B1+C1=(A2-∑ = n i Ai 1 )+(B2+∑ = m i Bi 1 )+ (C2+∑ = k i Ci 1 ) (4) Trong đó: A1+B2+C2 là kích thước bể hiện tại
A1+B1+C1 là kích thước bể nguyên thủy
2.2.2.4. Phương pháp phân tích tướng đá – cổ địa lý
Bản ñồ tướng ñá cổ ñịa lý là tổng hợp hai yếu tố quan trọng là tướng ñá và cổ ñịa lý. Tướng ñá là các yếu tố về thạch học và mơi trường trầm tích cổ. Cịn cổ địa lý là các yếu tố phản ánh bức tranh của 1 bể trầm tích như: miền xâm thực (lục địa cổ) và miền lắng đọng trầm tích. Bể trầm tích bao gồm: diện tích, hình dáng, độ sâu, ñường bờ cổ, các dịng chảy cổ vận chuyển vật liệu trầm tích - chế độ hố lý của mơi trường (ñộ pH, Eh, Kt), vật chất hữu cơ, thế giới sinh vật và mơi trường.
Phân tích tướng là một hệ phương pháp tổng hợp nhất của khoa học trầm tích luận. Trên cơ sở nghiên cứu thạch học, khống vật, các tham số trầm tích định lượng như: So, Md, Ro, Sf, Sk và các chỉ tiêu địa hố mơi trường như pH, Eh, Kt, Fe2+S (sắt trong pirit), Fe2+HCl (sắt trong siñerit), Fe3+HCl (sắt ba dễ tan), Chc và các loại vật chất hữu cơ cho phép luận giải điều kiện lắng đọng trầm tích và xây dựng bản đồ hồn cảnh ñịa lý tự nhiên trong một thời điểm của lịch sử tiến hố địa chất nhất ñịnh. [16]