Đới trƣợt này phát triển theo phƣơng TB - ĐN gần trùng với phƣơng phát triển của hệ thống đứt gãy chính ở bể Sơng Hồng tại phần đất liền miền Bắc Việt Nam, đây có thể đƣợc xem là ranh giới giữa bể Cửu Long, Nam Côn Sơn với bể Phú khánh.
Chiều dày trầm tích kainozoi tại đới này tƣơng đối lớn, bao gồm đủ các thành tạo từ Oligocen cho đến Đệ Tứ, tại đây đã phát hiện nhiều cấu tạo kề đứt gãy và các cấu tạo là các thể cacbonat bị nền và các ám tiêu san hô bị chơn vùi dƣới các trầm tích trẻ Oligocen muộn và Miocen sớm giữa, vì vậy đới này đƣợc đánh giá có tiềm năng về dầu và khí.
* Đới phân dị Nam Phú Khánh (6): là đới chuyển tiếp giữa Nam Phú Khánh và Bắc bể Nam Cơn Sơn, đới có cấu trúc hết sức phức tạp, bị phân dị bởi các trũng nhỏ, địa hào và bán địa hào, chúng nằm xen kẹp với các khối nhô. Đây là đới đƣợc phát hiện nhiều cấu tạo có triển vọng dầu khí.
* Trũng Bắc Tây Bắc đới tách giãn (7): là một đới trũng đƣợc hình thành trên
miền vỏ lục địa bị vát mỏng và thối hóa, đới này chịu tác động trực tiếp của quá trình tách giãn Biển Đơng trong Miocen nên có cấu trúc bị phức tạp hóa bởi các đứt gãy thuận.
* Đơn nghiêng phân dị Tây Nam Hoàng Sa - Bắc Phú Khánh (8) * Đới nâng Tri Tôn (9):
Là phần cực Nam của đới nâng Tri Tôn, thuộc cấu tạo bậc II của bể trầm tích Sơng Hồng, nó bị khống chế bởi hai đứt gãy lớn có hƣớng phát triển chủ yếu là á kinh tuyến. Tại đây có chiều dày trầm tích kainozoi khơng lớn, nhƣng các thể cacbonat phát triển mạnh.
* Thềm Phan Rang (10)
Thềm Phan Rang nằm ở phía Tây Nam bể Phú Khánh và Bắc bể Cửu Long, là phần rìa Đơng của đới Công Tum, thềm này thuộc khuôn viên của bể Cửu Long (nên trên bản đồ tác giả khơng phân tách), có cấu trúc cũng tƣơng đối bình ổn, ít bị các đứt gãy phân cắt, trong nó cũng tồn tại một số địa hào, bán địa hào hẹp và các địa luỹ nhỏ xen kẽ nhau, chúng đƣợc sinh thành trong quá trình sụt lún. Chiều dày trầm tích kainzoi thay đổi từ vài chục mét đến trên dƣới 1000 mét, với thành phần
trầm tích chủ yếu là các vụn lục nguyên nhƣ cát bột và có cả cacbonat, chúng phủ bất chỉnh hợp lên móng trƣớc kainozoi.
Cũng nhƣ thềm Đà Nẵng, nó cũng đƣợc đánh giá thấp về tiềm năng dầu và khí bởi rủi ro lớn về sinh, chắn và bẫy.
* Địa hào Quãng Ngãi (11):
Là phần cực Nam của của địa hào Quảng Ngãi, thuộc bể trầm tích Sơng Hồng, nó phát triển theo hƣớng Bắc Nam và đƣợc giới hạn và khống chế giữa hai đứt gãy lớn á kinh tuyến, địa hào này có xu hƣớng nâng dần về phía Nam.
Khu vực nghiên cứu của luận văn nằm trong đới trũng Đông Phú khánh (1), thềm Đà Nẵng (4) và đới sụt chuyển tiếp (3).
2.1.5. Lịch sử tiến hoá địa chất
Nhƣ chúng ta đã biết sự hình thành và phát triển của bể Phú Khánh gắn liền với sự tách giãn đáy của vỏ lục địa ở khu vục Biển Đơng. Sự phát triển này nó cũng tƣơng đồng với sự phát triển của một số bể trầm tích khác trong khu vực Biển Đông, đặc biệt là sự tƣơng đồng trong các chu kỳ lớn.
Với kết quả đã đƣợc cơng bố trong các cơng trình nghiên cứu của các nhà khoa học nhƣ M.Lônglay-1997 và L.A.Lawver-1994, cùng với các cơng trình nghiên cứu của nhóm tác giả qua phƣơng pháp thành lập và phân tích mặt cắt phục hồi, một phƣơng pháp tối ƣu về nghiên cứu lịch sử tiến hóa địa chất của một bể trầm tích. Để làm sáng tỏ lịch sử tiến hố địa chất của bể trầm tích này tác giả đã sử dụng phƣơng pháp thành lập và phân tích một loạt mặt cắt phục hồi cắt qua các đới cấu trúc chính của bể trầm tích Phú Khánh.
Nhƣ ta đã biết tất cả các thông tin hiện tại của một bể trầm tích chỉ là “biểu
kiến” và thậm chí ở dạng “di chỉ” và” tàn dƣ” để lại sau khi một bể trầm tích đã
trải qua tác động của nhiều pha hoạt động kiến tạo đã làm nó biến dạng và thậm chí đã phá hủy “khn viên ban đầu” của một bể trầm tích thống nhất. Một bể trầm tích hiện tại là “sự sắp xếp lần lƣợt theo thời gian của các bể thứ cấp”, mà mỗi bể thứ cấp là thành quả của một pha hoạt động kiến tạo tạo nên. Hiện tại bể Phú khánh là sự tập hợp của các bể thứ cấp: Eocen, Oligocen sớm, Oligocen muộn, Miocen sớm, Miocen giữa, Miocen muộn, Pliocen và Đệ tứ, chúng đã bị biến dạng so với thời kỳ ban đầu do chịu ảnh hƣởng của các pha hoạt động kiến tạo đã xảy ra, vì vậy
nhiệm vụ của chúng ta là phục hồi lại nguyên dạng sơ khai của chúng khi mới hình thành với mục tiêu là làm sáng tỏ lịch sử tiến hoá địa chất của bể và sẽ cho ta một cái nhìn sâu hơn q trình hình thành bể trầm tích qua tầng giai đoạn phát triển để từ đó hiểu sâu về bản chất ban đầu qua tầng thời kỳ, đặc biệt là sự ảnh hƣởng của các pha hoạt động kiến tạo đến qtrình sinh thành và bảo tồn dầu khí trong khu vực nghiên cứu, nhƣ: Sự tương đồng giữa thời gian hình thành và phát triển các bẫy chứa so với thời gian trưởng thành của vật chất hữu cơ cũng như thời gian di cư của dầu và khí, để từ đó các nhà chun mơn có một cái nhìn sâu xa và đƣa ra
các dự đốn về khả năng tích tụ của dầu và khí trong các bẫy chứa đó.
Từ kết phân tích mặt cắt phục hồi đã cho thấy q trình tiến hố kiến tạo của bể trầm tích Phú khánh đã gắn liền với sự phát triển của thềm lục địa Việt Nam nói riêng và sự phát triển của Biển Đơng nói chung, sự phát triển đó đã đƣợc làm sáng tỏ hơn khi tiến hành phân tích kết quả của các mặt cắt phục hồi đã đƣợc thành lập và cho thấy lịch sử đó đã trải qua 4 giai đoạn chính sau:
- Giai đoạn trƣớc sụt lún nhiệt
- Giai đoạn sụt lún nhiệt dạng tuyến (E2- E3)
- Giai đoạn sụt lún nhiệt mở rộng có chu kỳ (N11- N13) - Giai đoạn tạo thềm hiện tại (N2 - Q)
Giai đoạn trước sụt lún nhiệt:
Vào Kreta muộn (khoảng 90 triệu năm) thì lãnh thổ Đơng Dƣơng đang đƣợc gắn liền với Nam Trung Hoa và cấu thành rìa Nam của lục địa bền vững Âu-Á, trong thời kỳ này, nếu xét theo mơ hình trƣợt bằng trái dọc theo đứt gãy Sơng Hồng thì vi mảng Đơng Dƣơng cịn nằm cách vị trí hiện tại khoảng 500km xa về Tây Bắc so với hiện tại khoảng vĩ độ 15-200 Bắc và có trục cổ từ lệch 20-30o sang trái so với hiện tại. Các đứt gãy Sông Hồng, 1090 bắt đầu hoạt động tạo điều kiện cho khối lục địa Đông Dƣơng xoay phải và trƣợt xuống Đông Nam. Dọc các đứt gãy này hình thành các trũng Kainozoi mà trong đó có trũng Phú Khánh, lấp đầy trũng này là các trầm tích lục địa Eocen.
Giai đoạn trƣớc sụt lún nhiệt là giai đoạn diễn ra trong thời kỳ Creta muộn- Eocen sớm. Đây là thời kỳ xảy ra hàng loạt các biến cố kiến tạo trong khu vực và vùng kề cận, đó là q trình thúc trồi của phần Tây Nam Biển Đông đƣợc chi phối
bởi các hoạt động trƣợt bằng ngang của các đứt gãy lớn nhƣ đứt gãy Sơng Hồng, Tuy Hồ, Three pagoda… trong Creta muộn - Eocen sớm, các hoạt động phun trào xảy ra trên diện rộng và sau đấy là hoạt động bào mịn mạnh tiếp theo sau đó.
Trong Eocen sớm do tác động của sự chuyển dịch các mảng lớn dẩn đến sự va chạm giữa mảng Ấn Độ húc vào mảng Âu-Á tạo nên một đới hút chìm mới theo hƣớng Đông Bắc - Tây Nam và hoạt động này tạo nên tiền đề cho sự hình thành bể Phú Khánh.
Giai đoạn sụt lún nhiệt dạng tuyến (E2- E3)
Vào thời kỳ Eocen-Oligocen sự hoạt động giãn đáy của Biển Đông là sự khởi đầu cho sự hình thành và phát triển các địa hào trong bể Phú Khánh mà các địa hào này có hƣớng song song với hƣớng mở của Biển Đông và đây là pha hoạt động tách giãn mạnh nhất và tạo ra mơi trƣờng trầm tích lục địa và cận lục địa. Các cấu tạo dƣơng, âm chính ở bể Phú Khánh đã đƣợc hình thành, với những ứng suất dọc và ngang chiếm ƣu thế trong vùng, tuy nhiên biến dạng nén ép cũng đã xảy ra làm một số đứt gãy trƣợt bằng. Sự căng giãn và sụt lún đồng thời với tách giãn ở bể Phú Khánh trong thời kỳ này đã song hành với hoạt động lắng đọng vật liệu thô và vật liệu phun trào. Vào cuối Oligocen toàn bộ khu vực này đƣợc nâng lên, bị bào mòn và kết thúc bằng một bất chỉnh hợp manh tính khu vực giữa Oligocen và Miocen và đó cũng là sự kết thúc của pha sụt lún.
Đến đầu Miocen sớm sự hoạt động tái sụt lún lại tiếp tục diễn ra ở khu vực này, nhƣng cƣờng độ hoạt động không mạnh bằng trong pha sụt lún nhiệt dạng tuyến, một số lớn những đứt gãy đƣợc sinh thành trong thời kỳ sụt lún trƣớc đó tái hoạt động lại, đồng thời một số đứt gãy mới đƣợc sinh thành cùng đồng hoạt động. Đến cuối Miocen sớm thì bể trầm tích Phú khánh đã gần nhƣ đƣợc hồn thiện và cũng là thời kỳ kết thúc pha sụt lún mạnh ở khu vực này.
Giai đoạn sụt lún nhiệt mở rộng có chu kỳ (Miocen)
Sau khi kết thúc thời kỳ sụt lún không lâu là tiếp theo các hoạt động kiến tạo mới bắt đầu, đó là thời kỳ lún chìm, nén ép dẫn đến nghịch đảo kiến tạo, bào mòn và tạo thềm…
Vào Miocen giữa đã xảy ra hai biến cố trong khu vực, biến cố đầu đƣợc đánh dấu bằng hiện tƣợng đảo ngƣợc nội bể mà nguyên nhân chính là sự va chạm giữa
hai mảng Á-Úc và kéo theo sự nâng trồi, bào mịn hoặc khơng lắng đọng trầm tích, nó đƣợc thể hiện bằng mặt bắt chỉnh hợp thể hiện rõ trên các mặt cắt địa chấn.
Biến cố thứ hai là chuyển động nghịch đảo, theo kết quả phân tích tài liệu cho thấy trƣờng ứng suất chủ đạo là nén ép ngang dẫn đến sự chuyển động nghịch đảo kiến tạo và hình thành các cấu tạo dạng hình hoa (flower stractures) trong các loạt trầm tích.
Trong Miocen muộn không chỉ riêng bể Phú khánh mà gần nhƣ tồn bộ khu vực biển Đơng đã chịu một lực nén ép kiến tạo, lực này cùng với hệ đứt gãy trƣợt bằng phải ở thềm lục địa Việt Nam, là động lực chính tạo nên sự nâng lên cũng nhƣ sự đảo ngƣợc tầng phần của bể trầm tích này dẫn đến sự nâng trồi và bào mịn vào cuối Miocen muộn đồng thời tạo nên mặt bào mịn mang tính địa phƣơng.
Giai đoạn tạo thềm và sườn lục địa hiện đại (N2 - Q)
Vào thời kỳ Pliocen, pha biển tiến đã ảnh hƣởng rộng khắp trên tồn bộ khu vực Biển Đơng trong đó có cả bể trầm tích Phú Khánh, các vật liệu trầm tích đƣợc vận chuyển từ phía Tây và Bắc xuống phủ bất chỉnh hợp lên mặt nóc Miocen trên. Trên mặt cắt địa chấn trầm tích Pliocen thể hiện sự khác biệt với các thành tạo trƣớc đó của Miocen và Oligocen với các trƣờng sóng trắng hơn, các ranh giới phản xạ yếu hơn, các trục đồng pha liên tục, phân lớp song song xen lẫn các trục đồng pha xiên chéo, chúng đặc trƣng cho mơi trƣờng trầm tích biển nơng hoặc đầm lầy vũng vịnh. Đến thời kỳ Pliocen thì ranh giới giữa các bể “con” trầm tích trong khu vực bể Phú Khánh gần nhƣ bị xóa nhịa để tạo nên một cấu trúc thềm rộng lớn kế thừa cấu trúc thềm trong Miocen muộn. Đến giai đoạn Đệ tứ, bể Phú Khánh bắt đầu phân dị mạnh mẽ thành các bậc địa hình sâu dần từ trong ra:
Bậc địa hình từ 0 đến 200m nƣớc: có địa hình nghiêng thoải của các thành tạo trầm tích lục nguyên thuộc tƣớng cát bột sét aluvi xen tƣớng bột sét pha cát châu thổ và sét bột biển nông.
2.2. Địa tầng bể Phú Khánh
Dựa trên các kết quả minh giải và liên kết tài liệu địa vật lý, chủ yếu là địa chấn phản xạ với các giếng khoan ở bể Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn để phân chia địa tầng, xác định các mặt bất chỉnh hợp,…
2.2.1. Móng trước Đệ Tam
Móng trƣớc Đệ Tam ở bể Phú Khánh là các thành tạo magma, biến chất có tuổi và thành phần khác nhau, trong đó các thành tạo granit tuổi Creta bị phong hóa, nứt nẻ có khả năng phát triển rộng ở vùng thềm Phan Rang, đới cắt trƣợt Tuy Hòa và thềm Đà Nẵng.
2.2.2. Địa tầng Đệ Tam
1/ Trầm tích Paleocen - Eocen
Trầm tích Paleocen - Eocen (?) đƣợc thành tạo trong các graben, bán graben với thành phần chính là các trầm tích hạt thơ, sạn cuội kết ở phần đáy. Trên tài liệu địa chấn chúng đƣợc phản ánh bởi các tập sóng phản xạ có độ liên tục kém, biên độ trung bình đến cao.
2/ Trầm tích Oligocen
Các trầm tích Oligocen phủ bất chỉnh hợp trên các trầm tích Eocen gồm các thành tạo mịn hơn nhƣ cát, sét, đơi khi xen ít lớp than. Trên mặt cắt địa chấn trầm tích này đƣợc xếp vào tập sóng phản xạ có độ liên tục kém, biên độ trung bình, tần số thấp, có nơi phản xạ dạng lộn xộn, biên độ cao. Bề dày trầm tích thay đổi từ vài trăm mét ở phần rìa đến hàng nghìn mét ở phần trung tâm bể. Các lớp sét than đen giàu vật chất hữu cơ, nguồn gốc đầm hồ và đầm nƣớc lợ là nguồn đá mẹ tiềm năng trong bể Phú Khánh.
3/ Trầm tích Miocen dưới
Trầm tích Miocen dƣới phủ bất chỉnh hợp trên các trầm tích Oligocen. Trên các tài liệu địa chấn, chúng đƣợc đặc trƣng bởi các phản xạ á song song đến song song, biên độ thấp đến cao, độ liên tục trung bình, dạng dốc thoải. Phía Bắc có dạng nêm lấn dự báo quạt châu thổ hoặc quạt aluvi, các phản xạ biên độ cao dự báo là các thành tạo carbonat thềm.
Nhƣ vậy, các thành tạo Miocen dƣới chủ yếu là trầm tích lục nguyên đơi chỗ là carbonat. Mơi trƣờng trầm tích châu thổ và đầm hồ chứa than, biển nông, biển ven bờ. Các tập sét, sét than Miocen dƣới tƣớng đầm hồ, vũng vịnh là nguồn đá mẹ ở bể Phú Khánh. Chiều dày trầm tích ở vùng trũng sâu Phú Khánh có thể đạt đến hơn 2000m.
4/ Trầm tích Miocen giữa
Trầm tích Miocen giữa đƣợc nhận biết và liên kết trên tài liệu địa chấn với đặc điểm là các phản xạ song song hoặc gần song song, biên độ thay đổi từ thấp đến cao, tính liên tục và tần số trung bình. Các mặt phản xạ nằm onlap ở vùng ven bờ và downlap ở vùng nƣớc sâu.
Trên phần thềm phía Tây và phía Bắc của bể Phú Khánh, trầm tích miocen giữa chủ yếu là lục nguyên do ở gần nguồn cung cấp vật liệu từ đất liền. Trong phần phía Nam bể Phú Khánh, các tập trầm tích vũng vịnh Oligocen và Miocen dƣới bị chôn vùi dƣới các tập cát, sét, carbonat trầm đọng trong Miocen giữa.
Trong Miocen phổ biến các thành tạo chảy rối với sự hình thành các quạt bồi tích ngầm dọc theo sƣờn nghiêng của bể Phú Khánh. Đây có thể là những tầng chứa có khả năng cho tích tụ dầu khí. Ngồi ra, dọc theo rìa thềm phía Đơng cịn phát triển carbonat thềm. Các khối nâng carbonat nhô lên khỏi mặt nƣớc biển chỉ xuất hiện ở vài nơi trên các mặt cắt địa chấn, đây cũng thƣờng là các khối đứt gãy nhô cao. Đá dăm kết san hô ở mặt trƣớc ám tiêu cùng đá carbonat đƣợc phát triển và trầm đọng dọc theo các ám tiêu xuất hiện không nhiều nhƣng cũng là những đối tƣợng đá chứa cần lƣu ý.
5/ Trầm tích Miocen trên