CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC
3.2. ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH OLIGOCENE – MIOCENE KHU VỰC
NGHIÊN CỨU
Địa tầng phân tập trầm tích Oligocene – Miocene khu vực nghiên cứu được
áp dụng theo mơ hình địa tầng phân tập của Embry và Johannessen (1992). Kết quả
áp dụng mơ hình, tác giả đã chia trầm tích Oligocene – Miocene thành 4 vĩ tập
(Megasequence) và ký hiệu là Ms: vĩ tập MsI (trầm tích Oliogcene), vĩ tập MsII
(trầm tích Miocene sớm), vĩ tập MsIII (trầm tích Miocene giữa ) và vĩ tập MsIV (trầm
tích Miocene muộn). Các vĩ tập này tương ứng với các hệ tầng Cau, Dừa, Thông –
Mãng Cầu và hệ tầng Nam Cơn Sơn có tuổi từ 35-5,6 triệu năm [4, 7, 14, 32]. Trong các vĩ tập MsI, MsII, MsIII và MsIV tác giả đã phân chia thành 11 tập
(Sequence) và được ký hiệu từ S1 đến S11 nhờ xác định các ranh giới bất chỉnh hợp
và chỉnh hợp liên kết từ bất chỉnh hợp tương ứng (Hình 3.4). Đồng thời, trong mỗi tập lại được phân chia ra hai hệ thống trầm tích dựa trên việc xác định bề mặt ngập lụt cực đại giữa ranh giới: hệ thống trầm tích biển tiến (TST) và hệ thống trầm tích biển thoái (RST).
3.2.1. Vĩ tập MsI
Theo nghiên cứu sinh địa tầng của Viện Dầu khí Việt Nam (2000-2003), vĩ
tập MsI (trầm tích Oligocene) tại bể Nam Côn Sơn kết thúc cách đây khoảng 23
triệu năm (Ma). Khoảng tuổi trên tương ứng với thời gian kết thúc việc thành tạo tập trầm tích này ở bể Cửu Long [5]. Nhưng kết quả phân tích và tổng hợp tài liệu
sinh địa tầng từ giếng khoan A-3X, Dừa-4X của Công ty Premier Oil Vietnam
Offshore BV (2007) nhận thấy: trầm tích Oligocene của vùng nghiên cứu này kết thúc muộn hơn vào khoảng 23,3 Ma đánh dầu bằng việc phát hiện đới Foram N4 và chứa các bào tử phấn hoa V.pachydermus (rất ít) [41].
Vĩ tập MsI tương ứng với hệ tầng Cau [Lê Văn Cự, 1986], bề dày trung bình
đạt khoảng 358m [2]. Thành phần trầm tích của MsI bao bồm cát kết màu xám xen
các lớp sét kết, bột kết màu nâu (Dừa-1X) [6]. Trong lát cắt địa chất trầm tích có xu
thạch biển (Dừa-1X, 12C-1X) [2, 6]. Đá sét của hệ tầng phân lớp dày và tương đối rắn chắc. Những khu vực bị chôn vùi sâu sét bị biến đổi khá mạnh thành argillite
dưới ảnh hưởng của q trình hịa tan và tái kết tinh các thành phần khoáng vật sét
nguyên sinh. Khoáng vật sét gồm chủ yếu là hydromica và kaolinit cùng một lượng nhỏ clorit [6, 23]. Đá cát kết thuộc loại hạt nhỏ đến hạt trung, độ mài tròn, chọn lọc
trung bình đến kém, xi măng sét, cacbonat. Đặc trưng lớn nhất của hệ tầng là các
lớp than hoặc sét than phân bố chủ yếu ở phần trung tâm khu vực nghiên cứu.
Trên cơ sở tài liệu địa vật lý giếng khoan (ĐVLGK) của giếng khoan A-3X
xác định được ranh giới phân chia vĩ tập thành hai tập (sequence) là S1 (Oligocene
sớm), S2 (Oligocene muộn). Ranh giới giữa S1 và S2 trên mặt cắt địa chấn thể hiện
màu tím và trên đường cong ĐVLGK của giếng khoan A-3X ranh giới này ở độ sâu 3954m (ranh giới màu đỏ) (Hình 3.4; 3.5).
1. Tập S1
Tập S1 nằm phủ trên bề mặt móng của các thành tạo granodiorit thuộc các
trũng địa hào và bán địa hào. Thành phần trầm tích phía dưới của tập gồm các trầm tích cát kết (Ảnh 3.1; 3.2 ), cát sạn aluvi và bột kết nguồn gốc lục địa. Cịn phần phía trên thành phần chủ yếu là các tập sét, sét than xen kẽ các tập cát [18].
Cát sạn kết thuộc loại hạt nhỏ (Md =1,3mm) mài tròn vừa phải đến tốt với thành phần gồm: thạch anh (48-50,8%), feldspat bao gồm feldspat kali (3,8-8,10%) và plagiocla (<1%). Ngoài ra, trong thành phần cịn bắt gặp lượng nhỏ các khống vật mica và canxit. Mảnh đá gồm: granit (7,8-9,4%), mảnh đá núi lửa (4,8%) và mảnh đá sét.
Cát kết thuộc loại arkose và arkose lithic mài trịn từ trung bình đến tốt, kích thước hạt trung bình dao động trong khoảng từ 0,2-0,75mm (cát kết hạt trung đến
hạt lớn). Cát kết tuf chủ yếu là tuf andezit (Ảnh 1.1).
Sét bột kết với thành phần khoáng vật gồm: bột thạch anh (29,8%), feldspat kali (5%), canxit (2,7%), clorit (14,3%).
Ảnh 3.1: Lát mỏng thạch học cát kết arkose giếng khoan B-1X (tập
S1). Độ sâu 3983,4m. Thành phần thạch học gồm: thạch anh (Q),
plagiocla (P). Mảnh đá granite. Xi măng, acgilit(a), clorit (c). N+; x 70
Ảnh 3.2: Lát mỏng thạch học cát kết arkose lithic hạt trung giếng
khoang B-2X (tập S1). Độ sâu 4013m. Thành phần gồm: thạch anh (Q),
octocla (Or), vi thạch anh. Mảnh đá quaczite (Qz), phiến silic (Ch) và
Tập S2
Tập S2 được phân chia thành hai hệ thống trầm tích khá rõ bởi nóc của lớp đá phiến sét tương ứng với bề mặt ngập lụt cực đại nằm ở độ sâu 3.449m (GK: A-3X). Thành phần trầm tích có xu hướng thơ dần lên phía trên và đặc trưng bởi các vỉa cát
và sét tương đối dày. Kết quả phân tích lát mỏng thạch học cho thấy thành phần
khoáng vật tạo đá trong giai đoạn này gồm chủ yếu là thạch anh, feldspat (crtocla, plagiocla) và các mảnh đá chủ yếu là mảnh đá granit, vụn núi lửa và đá phiến silic.
Xi măng gắn kết các hạt vụn là những khoáng vật sét kiểu xi măng lấp đầy.
Hệ thống trầm tích biển tiến (TST): thành phần trầm tích chủ yếu là cát kết
subarkose hạt trung (0,25-0,5mm) (Ảnh 3.4) và cát kết sublitharenite hạt nhỏ đôi
chỗ xen kẹp bột sét, sét vôi màu xám đặc trưng cho thời kỳ biển tiến bao phủ hầu hết các địa hào với bề dày trầm tích khoảng 398m (GK: A-3X). Thành phần cát kết chủ yếu là thạch anh, feldspat kali, mảnh đá sét và lượng nhỏ các mảnh đá granit
được đặc trưng trên đường GR có dạng trụ ở giếng khoan B-5X phản ánh mơi trường lắng đọng trầm tích dạng bãi bồi hoặc đồng bằng châu thổ.
Hệ thống trầm tích biển thối (RST) thành phần đặc trưng là cát kết hạt nhỏ, bột kết, bột sét chứa các vẩy mica và phiến sét (Ảnh 3.3; 3.5 ). Trong hệ thống trầm tích này bề dày các lớp cát đạt đến hơn 30m.
Ảnh 3.3: Đá phiến sét (TST)tập S2. Đá bị nén ép tạo các khe nứt và lấp đầy
Ảnh 3.4: Cát kết subarkose hạt trung, hệ thống trầm tích biển thoái tập S2
thành phần gồm thạch anh (Q), octocla (Or), canxit (Ca) và các mảnh đá núi lửa, granit và mảnh đá phiến sét. Kiến trúc xi măng đặc trưng kiểu xi măng
tiếp xúc. Giếng khoan B-1X, độ sâu 4142m, N+ ; x70
Ảnh 3.5: Bột sét của hệ thống trầm tích biển tiến tập S2. Thành phần gồm các khoáng vật: thạch anh, feldspat, các khoáng vật sét, silic và vẩy mica. Giếng khoan
GK: A-1X GK: A-3X
GK: A-1X GK: A-4X GK: A-1X và A-2X
Hình 3.7: Ranh giới bề mặt ngập lụt cực đại (Mfs) và ranh giới tập (SB) xác định được dựa trên tài liệu ĐVLGK và tài liệu địa
chấn ứng với tập S10 (6,7-8,5 Ma) và tập S9 (8,5-10,4 Ma). Tyến DC-04
GHI CHÚ
Bề dày hệ thống trầm tích biển thối
Bề dày hệ thống trầm tích biển tiến
Hình 3.8: Cột địa tầng tổng hợp khu vực nghiên cứu (xây dựng theo phương pháp của wheeler)
3.2.2. Vĩ tập MsII
1. Tập S3
Tập trầm tích S3 được giới hạn bởi ranh giới dưới là bề mặt bất chỉnh hợp
T20 (nóc của tập S2) có tuổi khoảng 23,3 triệu năm (Ma) [41, 42]. Ranh giới trên và
ranh giới bề mặt ngập lụt của tập :
Ranh giới nóc tập S3 là ranh giới bề mặt bất chỉnh hợp nằm ở độ sâu 4432m
(A-1X) và 2965m (A-3X) kết quả phân tích tài liệu sinh địa tầng cho thấy ranh giới này ứng với tuổi 21,8 triệu năm.
Ranh giới bề mặt ngập lụt cực đại (MFS3) trong tập trầm tích S3 với đặc
trưng giá trị GR cao (132.22 API) và giá trị điện trở đạt giá trị thấp (3,48 Ohmm)
thuộc phần nóc lớp đá phiến sét chứa than với bề dày thay đổi 7 – 22m đặc trưng
môi trường đầm lầy đến hồ.
Đường cong ĐVLGK phía dưới bề mặt ngập lụt cực đại thể hiện đặc điểm
thạch học có xu thế mịn dần nên tương ứng với một chu kỳ biển tiến (GR tăng dần, LLD giảm dần) (Hình 3.2) để tạo nên hệ thống trầm tích biển tiến (TST) với thành phần trầm tích bao gồm nhiều lớp cát sét xen kẽ các lớp đá vơi mỏng.
Phía trên bề mặt ngập lụt (MFS) của tập này có đặc trưng đường log lại có
xu hướng trái ngược thể hiện thành phần trầm tích thơ dần lên phía trên, bề dày vỉa
cát lớn hơn nhiều (Hình 3.2), đặc trưng cho hệ thống trầm tích biển thối (RST) với bề dày hệ thống trầm tích đạt khoảng 20m (GK: A-1X). Thành phần trầm tích đơi chỗ bắt gặp đá vơi và các vỉa mỏng sét than ở độ sâu khoảng 3.093m (GK: A-3X).
2. Tập S4
Tập trầm tích S4 nằm phủ trên tập trầm tích trước đó (S3) và được giới hạn
bởi nóc tập là bề mặt bất chỉnh hợp nằm phía trên lớp cát dày. Trên mặt cắt địa chấn
đôi chỗ phát hiện cấu tạo onlap trên mặt ranh giới này. Ranh giới này nằm giữa ranh
giới thay đổi đột ngột giá trị GR (từ 58,5-130,0 API) (Hình 3.2). Kết quả đối sánh với tài liệu sinh địa tầng cho thấy nóc của tập cát được hình thành muộn nhất cách
đây khoảng 17,7 Ma (Hình 3.8). Ngồi ra, từ đặc trưng đường cong địa vật lý giếng
khoan ta cũng có thể rất dễ phân chia tập S4 thành hai hệ thống trầm tích TST và RST.
Hệ thống trầm tích biển tiến (TST) được thành tạo bởi hai nhịp trầm tích (Hình 3.2). Nhịp thứ nhất lớp trầm tích với bề dày khoảng 18m (GK: A-1X) thành phần chủ yếu là sét kết. Nhịp trầm tích thứ 2 có bề dày lớn gấp đơi bề dày trầm tích của nhịp trầm tích trước đó với thành phần chủ yếu là đá cát kết đôi chỗ xen kẹp các lớp bột sét và sét vôi mỏng. Trên đường cong ĐVLGK hệ thống trầm tích biển tiến
đặc trưng cấu tạo phủ chồng tiến (progradation). Phía trên hệ thống trầm tích biển
tiến là các thành tạo trầm tích biển thối (RST) với cấu tạo phủ chồng và phủ chồng lùi ở phía trên.
Đá cát kết của tập S4 thuộc loại cát kết sublitharenite và Subarkose hạt trung (0,25-0,5mm), mài tròn khá tốt. Thành phần khoáng vật trong đá gồm: thạch anh 38,7-57,7%, feldspat nghèo. Mảnh đá bao gồm các mảnh đá phiến sét, quaczit (3-
6%). Xi măng canxit (26-34,4%) kiểu xi măng cơ sở và độ rỗng chỉ đạt 3,6% (theo
PVI, 1997).
3. Tập S5
Tập trầm tích S5 với khoảng thời gian thành tạo tương đối ngắn chỉ vào
khoảng 1Ma. Nóc của miền hệ thống trầm tích biển tiến được xác định bởi các trầm tích đặc trưng mơi trường đồng bằng triều, biển ven bờ được hình thành trong pha cuối cùng của biển tiến đánh dấu sự kết thúc một thời kỳ biển tiến để chuyển sang
một thời kỳ biển thoái tiếp theo. Thời kỳ biển thoái của tập S5 phát triển các lớp
than đặc trưng cho môi trường đầm lầy ven biển. Cát kết thuộc loại arkose lithic và
feldspathic litharenite hạt từ mịn đến trung (0,1-0,3mm), mài tròn tốt đến rất tốt, thạch anh 44,7-48,6%, feldspat 10-14,5%, mảnh đá bao gồm: mảnh đá quaczit, mảnh đá sét. Xi măng chứa vôi và silic, gắn kết trung bình. Sét trong tập này có màu xám (Ảnh 3.6; 3.7), chứa vơi và bột (GK:A-2X, GK:B -1X) [11].
4. Tập S6
Tập trầm tích S6 là tập cuối cùng của các thành tạo trầm tích Miocene sớm, nóc tập tương ứng với mặt ranh giới T30 có tuổi khoảng 15,5 Ma đánh dấu thời kỳ
kết thúc giai đoạn đồng tách giãn (Syn-rift). Tầng dưới của tập ứng với hệ thống
trầm tích biển tiến (TST) và được chia làm hai nhịp rõ rệt với thành phần là cát kết, bột kết và sét, ngồi ra cịn bắt gặp các thành tạo cát kết, bột kết chứa dolomite (Ảnh 3.8) xen kẹp các lớp đá vôi chứa Foram: Miogypsinoides, Praeorbulina [41]. Nhịp biển tiến ở thời kỳ đầu có thời gian ngắn hơn với tốc độ dâng cao mực nước biển chậm hơn so với thời kỳ sau và đặc trưng cho môi trường biển, biển nông ven bờ. Cuối tập S6 biển bắt đầu rút nhanh (Hình 3.8) tạo nên q trình bào mịn các thành tạo trầm tích tướng ven bờ trước đó để chuyển sang các thành tạo đặc trưng
cho tướng đồng bằng châu thổ (GK:A-4X, GK:A-2X).
Ảnh 3.6: Mẫu lõi giếng khoan GK: A- 4X, độ sâu 3731.50m. Trầm tích của
châu thổ, hồ (tập S5).
Ảnh 3.7: Mẫu lõi giếng khoan GK: A- 4X, độ sâu 3739.8m. Trầm tích cát kết
Ảnh 3.8: Bột kết thành phần xi măng cacbonat tập S6 (TST). Thành phần hạt vụn chủ yếu gồm thạch anh (Q), orthoclase (Or, mica (M), glauconit và canxit/ dolomit/
sidezit. Giếng khoan B-2X, độ sâu 4211.5m, N+ ; x70.
3.2.3. Vĩ tập MsIII
Vĩ tập trầm tích Miocene giữa (MsIII) mở đầu cho thời kỳ kết thúc quá trình
tách giãn (post -rift). Nhưng nhìn chung thời kỳ này vẫn còn ảnh hưởng của hoạt
động kiến tạo trước đó. Điển hình là các đứt gãy lớn vẫn cịn hoạt động mạnh trong
Miocene giữa, một số còn ảnh hưởng đến cuối Miocene muộn [31]. Theo kết quả
phân chia địa tầng tác giả chia vĩ tập MsIII thành hai tập S7 và S8.
1. Tập S7
Tập trầm tích S7 được thành tạo trong khoảng thời gian 15,5-13,1Ma (Hình
3.8). Trong thời gian này, quá trình biển tiến diễn ra nhanh hơn so với biển thoái.
Điểm đặc trưng dễ thấy nhất trong giai đoạn biển tiến là xuất hiện các lớp đá vôi
màu xám, bắt gặp ở nhiều giếng khoan thuộc các giếng Rồng Đôi, Rồng Đôi Tây và giếng khoan GK: A-3X (GR-45,3-49,56 API) với bề dày 3-10m. Kết thúc hệ thống trầm tích biển tiến là tập sét được thành tạo cách đây khoảng 15 Ma.
Sau thời kỳ biển tiến xuất hiện một giai đoạn biển thoái rất dài trong khoảng 1,9 triệu năm (15-13,1 Ma) thành tạo nên hệ thống trầm tích biển thối (RST) nằm phủ trên các tập trầm tích biển tiến. Với khoảng thời gian biển thối đó đã tạo được bề dày các lớp trầm tích RST lớn gấp đơi đến gấp ba lần bề dày trầm tích TST (Biểu
đồ 3.1).
Các trầm tích được tạo ra trong thời gian này, bao gồm các lớp sét kết và cát kết xen kẽ một cách nhịp nhàng đặc trưng cho cấu tạo phủ chồng (aggradation). Phần dưới của hệ thống trầm tích biển tiến (TST) trầm tích có chứa các lớp than mỏng màu đen, độ cứng vừa phải (Hình 3.4) (GK: A-4X, GK: A-1X) làm cho các giá trị đo địa vật lý có sự thay đổi đột ngột về mật độ, độ phóng xạ tự nhiên và điện
trở suất khi các thiết bị đo địa vật lý giếng khoan đi qua lớp than này (DT=83.31,
GR = 113.39API và LLD = 7.91 Ohmm) (Hình 3.2). Trầm tích cát trong tập màu xám nhạt, trong mờ, chủ yếu thuộc loại hạt nhỏ, độ mài tròn từ nửa tròn cạnh đến trịn cạnh đơi chỗ bắt gặp các lớp cát kết mài trịn kém. Thành phần khống vật của cát chủ yếu là thạch anh, ngồi ra cịn bắt gặp trong đá các mảnh vụn sét, galauconit, mica và clorit. Phần phía trên của TST bắt gặp các hóa đá foram, mơi
trường biển nông (N9-N? và NN5-NN9). Các lớp sét tương đối dày nằm chủ yếu ở
phần phía dưới của tập ứng với hệ thống trầm tích biển tiến (TST).
2. Tập S8
Tập trầm tích S8 biển tiến với tốc độ nhanh hơn giai đoạn trước để tạo nên
được hệ thống trầm tích biển tiến (TST) với bề dày khá lớn trong khoảng thời gian tương đối ngắn chưa đầy 0,5Ma (Hình 3.8). Sau hệ thống trầm tích biển tiến trong
giếng khoan A-4X xác định được hệ thống trầm tích biển thối (RST) dày khoảng
55m với đặc trưng nóc của RST là bề mặt bào mịn của biển thối (Hình 3.6; 3.7).
Nhưng điều đáng lưu ý ở đây, khi liên kết ranh giới bào mòn sang các giếng khoan
khác thì khơng bắt gặp bất kỳ một hệ thống trầm tích biển thối nào ở 3 giếng cịn
(Hình 3.4). Đồng thời phía trên ranh giới bất chỉnh hợp có tuổi 12,1Ma ở giếng
khoan A-4X cũng là một tập biển tiến ứng với tuổi 12,1-10,4 Ma (Hình 3.8) [41] Từ kết quả liên kết trên có thể nhận định rằng: trong thời kỳ từ 13,1-10,4Ma
mà tác giả gọi là thời kỳ thành tạo tập S8 đã xảy ra quá trình bào mịn các hệ thống
trầm tích biển thối ứng với tuổi từ 12,8-12,1Ma ở 3 giếng A-1X, A-2X và A-3X và
thậm chí là bào mòn một phần hệ thống trầm tích trầm tích biển tiến (TST1). Sau
giai đoạn bào mòn lại xuất hiện một tập biển tiến nằm chỉnh hợp trên bề mặt bào
mòn với tốc độ khá nhanh để tạo lên hệ thống trầm tích biển tiến (TST2) báo hiệu
một tập trầm tích mới tiếp theo được hình thành (Hình 3.7). Nhưng sau TST2 không
phát hiện một ranh giới bề mặt ngập lụt cực đại nào và cũng khơng hình thành được một hệ thống trầm tích biển thối nào trong 4 giếng khoan nghiên cứu mà thay vào