Phương pháp nghiên cứu

1 .Cấu trúc kiến tạo

2.1 .2Giai đoạn từ năm 1988 đến nay

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp phân tích thạch học trầm tích

Hệ phương pháp trầm tích trong phịng chủ yếu là phân tích thạch học định lượng và phân tích tướng.Bằng phân tích định lượng, trên cơ sở các tham số trầm tích luận giải các q trình và các hiện tượng.

A. Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học

Đối với trầm tích lục nguyên phân tích lát mỏng thạch học là công việc không thể thiếu. Việc phân tích tích lát mỏng thạch học được tiến hành theo quy trình như sau.

a. Tên đá: Một lát mỏng trầm tích bất kỳ có thể là cát kết, đá vơi, đá sét hoặc

các đá hóa học, sinh hóa khác được xác định tên phải đựa vào hàm lượng khống vật tạo nên đá. Vì vậy, xác định khống vật tạo đá chính xác dưới lát mỏng thạch học là kỹ năng quan trọng nhất. Khi xác định được tất cả các loại khoáng vật từ vụn cơ học tha sinh đến khoáng vật tại sinh, từ loại có kích thước lớn đến ẩn tinh và vơ định hình, từ hạt vụn đến xi măng của sạn kết, cát kết và bột kết sẽ giúp chúng ta định tên đá một cách dễ dàng nhờ các biểu đồ phân loại khác nhau.

1. Cát kết

Phân loại đá theo Pettjonh (1973)

Trên cơ sở hàm lượng phần trăm của các loại khoáng vật tạo đá cơ bản thạch anh %, plagioclase %, fenspat kali, các loại mảnh đá % và hàm lượng xi măng hóa học, matrix cho phép xác định tên đá theo biểu đồ Pettijohn, 1973.

Để xác định được bối cảnh kiến tạo của các bồn trũng lắng đọng trầm tích thứ cấp cần nghiên cứu thêm các chỉ tiêu Qm (thạch anh đơn tinh), Qp (thạch anh đa tinh thể), P (Plagioclas), K (fenspat kali), Lv (mảnh đá phun trào), Ls (mảnh đá

trầm tích và trầm tích biến chất) và dùng biểu đồ Dickinson, 1989. Từ đó có thể đề nghị cách phân loại và gọi tên đá như sau:

Đối với đá trầm tích vụn cơ học có rất nhiều cách phân loại và gọi tên.Những quan niệm gọi tên đá cát kết trước thập kỉ 70 đã được Pentijohn (1973) đề nghị thay đổi ví dụ trước đây người ta quan niệm cát kết grauvac là đá nghèo hoặc khơng có xi măng như acko song phải có mặt vật liệu núi lửa mafic như mảnh đá tuf bazan, mảnh đá bazan và các khống vật có nguồn gốc mafic như pyroxen, olivine, plagioclase basic… Điều đó trong thực tế rất khó tìm thấy và mơ hình chung đã thừa nhận sự quan hệ đơn phương giữa bể trầm tích với 1 nguồn cung cấp vật liệu vơ lí.

Trên cơ sở phân loại của Dott, 1964 và được sửa chữa bổ sung của

Pettjohn, 1973 chúng tôi đề nghị một kiểu phân loại đơn giản dễ sử dụng.Trong 3 yếu tố quan trọng nhất được lấy làm cơ sở phân loại là hàm lượng thạch anh, hàm lượng nền (matrix và xi măng) và tỷ số fenspat (F) trên mảnh đá.

Mỗi tam giác trong 2 tam giác phân loại được chia làm 5 trường (hình A) và tên gọi các trường dựa trên hàm lượng của nền và hàm lượng của 3 thành phần thạch anh (Q), fenspat (F) và mảnh đá như sau:

1) Li < 15 2) Li >15

1) Khi hàm lượng nền ≤ 15%

- Trường 2 : cát kết thạch anh – acko : Q = 75 – 90%; F/R >1 - Trường 3 : cát kết thạch anh – litic : Q = 75 – 90%; F/R <1 - Trường 4 : cát kết acko : Q < 75%; F/R >1

- Trường 5 : cát kết acko – litic : Q < 75%;F/R <1 2) Khi hàm lượng nền trên 15% (Li ≥ 15%)

- Trường 1 : cát kết thạch anh Q ≥ 90%

- Trường 2 : cát kết thạch anh – grauvac : Q = 75 – 90 %; F/R >1 - Trường 3 : cát kết thạch anh – litic : Q = 75 – 90 %; F/R <1 - Trường 4 : cát kết grauvac: Q < 75%; F/R >1

- Trường 5 : cát kết grauvac – litic: Q < 75%; F/R <1

2. Đá vôi

- Đá vôi ẩn tinh - Đá vôi vi hạt

- Đá vôi chứa bitum xám đen

- Đá vôi san hô, đá vôi cocolit (đá phấn) - Đá vơi vỏ sị

- Đá vôi trứng cá

- Đá vôi sét, đá vôi pha cát - Đá vôi silic turbidit - Đá vơi bị hoa hố

3. Đá sét

- Sét kết xám vàng, xám xanh

- Sét kết chứa bitum xám đen - Sét vôi (đá macnơ)

- Sét silic - Sét bột kết

4. Các đá hoá học và sinh hoá khác

b. Kiến trúc: Là đặc tính về kích thước, hình dáng của các hợp phần tạo đá

và quan hệ không gian giữa chúng với nhau.

Kiến trúc đá vụn cơ học: Các kiểu kiến trúc của đá vụn cơ học được xác định

chủ yếu dựa vào kích thước trung bình của hạt vụn và phân loại như sau:

- Kiến trúc psefit: Đối với đá vụn thô như sạn kết, cuội kết - Kiến trúc psamits: Đối với đá cát kết

- Kiến trúc aleurolit: Đối với đá bột kết

Kiến trúc đá vụn cơ học bao gồm thành phần cơ bản là hạt vụn và xi măng gắn kết. Thành phần hạt vụn được quy định bởi các đặc tính: Kích thước (cuội, sạn, cát, bột), độ mài tròn (Ro), độ cầu (Sf). Thành phần và hàm lượng xi măng quy định

các kiểu xi măng của đá vụn cơ học, ta có các kiểu xi măng: Xi măng cơ sở, Xi măng lấp đầy, Xi măng tiếp xúc, Xi măng khảm, Xi măng tái sinh, Xi măng kết tinh

Kiến trúc đá sét: gọi là kiến trúc pelit, bao gồm các khống vật sét có cấp hạt

nhỏ hơn 0,01mm.

Kiến trúc đá hóa học và sinh hóa:Kiến trúc vơ định hình, kiến trúc ẩn tinh, .. c. Vi cấu tạo: Các kiểu cấu tạo có thể được phát hiện dưới kính hiển vi phân

cực gọi là vi cấu tạo nhờ sự sắp xếp trong khơng gian của các hợp phần đá có kích thước nhỏ (<0.1mm) như bột sét và các khoáng vật tại sinh. Ví dụ: Cấu tạo phân lớp ngang mịn (sét, vôi, silic), cấu tạo phân dải (vôi, silic)...

d. Thành phần khống vật Đá vụn cơ học:

Mơ tả các khống vật tạo đá chính:

 Thạch anh (thạch anh nguồn gốc magma, biến chất, trầm tích)  Felspat (plagiocla, felspat Kali)

 Mảnh đá (mảnh đá biến chất, trầm tích, phun trào axit và trung tính). Mơ tả thành phần xi măng: Xi măng theo cách gọi của người Nga là bao gồm cả các hợp phần tha sinh và hợp phần khơng phải nguồn gốc hóa học tại sinh như vụn cơ học rất mịn, glauconit, vật chất hữu cơ (Mỹ và các nước Tây Âu gọi là matrix) và các hợp phần có nguồn gốc hóa học (keo và dung dịch thật) như SiO2. CaSO4, MnO2, Fe2O3.nH2O...

e. Nguồn gốc và môi trường thành tạo

Nguồn gốc: Nguồn gốc của đá được xác định trên nguồn gốc của ba hợp

phần tạo đá tha sinh: Q – thạch anh: Qm, Qp, Qt; F – felspat gồm P (plagiocla) và K (felspat kali); R – mảnh đá (Rv mảnh đá phun trào, Rm mảnh đá biến chất).

Môi trường thành tạo:

 Mơi trường trầm tích được xác định từ các dấu hiệu xi măng trên lát mỏng thạch học. Ví dụ: xi măng glauconit, monmorilonit xiderit xác định môi trường biển nơng.

 Mơi trường trầm tích được xác định từ các tham số định lượng: hàm lượng thạch anh (Q), hệ số mài tròn (Ro), hệ số chọn lọc (So).

f. Kết luận

Phần kết luận cần phải nêu lên được: Đá thuộc loại gì, độ chọn lọc, độ mài tròn thuộc loại nào (tốt, trung bình hay kém), tướng trầm tích (đá được thành tạo

trong môi trường nào), nguồn gốc hạt vụn (đá có nguồn gốc đá magma, biến chất hay trầm tích).

B. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái hạt vụn

a.Độ mài tròn (Ro): Đặc trưng cho chế độ động lực của mơi trường trầm tích,

thời gian lưu lại của hạt vụn và quãng đường di chuyển của hạt vụn. Độ mài trịn được tính theo cơng thức:

Ro = 1- 0,1.A (A là số góc lồi chưa bị mài trịn, A biến thiên từ 10 đến 0), Ro được tính bằng phương pháp thống kê .

Ro thay đổi giá trị từ 0 đến 1 và được chia làm bốn cấp bậc sau đây: 0 – 0.25: mài trịn kém

0.25 – 0.5: mài trịn trung bình 0.5 – 0.75: mài tròn tốt

0.75 – 1: mài tròn rất tốt.

b. Độ cầu (Sf) Là trình độ đẳng thước của hạt vụn được xác định bởi tỷ số

giữa 2 trục A và B (kích thước trục ngắn và dài của các hạt trầm tích): Sf = B/A. Sf thay đổi từ 0 đến 1 và được chia làm ba cấp:

0 – 0.5: nguồn gốc biến chất là chủ yếu 0.5 – 0.75: nguồn gốc magma là chủ yếu 0.75 – 1: nguồn gốc tái trầm tích là chủ yếu.

C. Phương pháp phân tích độ hạt bằng lát mỏng thạch học

Các thông số độ hạt là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá điều kiện di chuyển và lắng đọng của trầm tích, tính chất thủy động lực của mơi trường. Đối với trầm tích bở rời người ta dùng bộ rây và pipet để phân chia các cấp hạt song đối với cát kết khơng cịn áp dụng được phương pháp này vậy chỉ còn phương pháp dùng lát mỏng để phân tích.

Tuy nhiên điều hết sức lưu ý là lát mỏng thạch học là một lát cắt bất kỳ nên kích thước hạt đo được khơng trùng với kích thước thật của chúng, thường bé hơn nhưng lại không cố định. Vậy nhiệm vụ đặt ra là phải tìm cách hiệu chỉnh kích thước thật. Năm 1960 Svanop (Nga) đã đưa ra một công thức hiệu chỉnh cơng thức đó được áp dụng phổ biến trong các văn liệu Nga và giảng dạy ở Việt Nam. Tuy vậy vì cơng thức hiệu chỉnh của Svanop có những điểm chưa được hợp lý nên tôi đã sử dụng phương pháp xử lý hiệu chỉnh do Trần Nghi đề nghị năm 2000.

Các bước phân tích độ hạt bằng lát mỏng thạch học được tiến hành như sau: 1. Đo kích thước bằng trắc vi thị kính

2. Lập bảng ghi kết quả

3. Xử lý kết quả theo công thức hiệu chỉnh 4. Đo hàm lượng xi măng

5. Hiệu chỉnh hàm lượng % cấp hạt (hạt vụn và xi măng)

6. Lập biểu đị đường cong tích lũy và đường cong phân bố độ hạt 7. Từ biểu đồ tính tốn các tham số : Md, So, Sk

Công thức hiệu chỉnh như sau (sử dụng ở bước 3) Cấp hạt: 2 - 1mm: T1 = 1.33 x M1 1 - 0.5mm: T2 = 1.36(M2 - 0.19T1) 0.5 - 0.25mm: T3 = 1.44[M3 - (0.047T1 + 0.18T2)] 0.25 - 0.1mm: T4 = 1.79[M4-(0.012T1 + 0.044T2 + 0.165T3)] 0.1 - 0.01mm: T5 = M5 - (0.001T1 + 0.037T2 + 0.142T3 + 0.44T4)

Trong đó: M1, M2,... M5 là hàm lượng cấp hạt đo được

Công thức này mới tính hạt vụn mà chưa tính xi măng (tức là cấp hạt < 0.01mm) vì vậy hàm lượng xi măng đo vẽ được sẽ được quy đổi vào hàm lượng % trong tồn bộ các cấp hạt.Ta có: M = T1 + T2 +...+ T5+ C6 Trong đó C6: là hàm lượng % cấp hạt thứ 6 (<0.01mm) 100 ) C (100 T C 1 6 1   100 ) C (100 T C 2 6 2   100 ) C (100 T C 3 6 3   100 ) C (100 T C 4 6 4   100 ) C (100 T C 5 6 5   D. Phương pháp xác định các tham số trầm tích khác

- Phương pháp xác định mức độ biến đổi thứ sinh của cát kết (I) dựa dạng

tiếp xúc giữa các hạt vụn: thạch anh – felspat, thạch anh – thạch anh, thạch anh – mảnh đá bền vững (quazit, silit) thay đổi theo mức độ biến đổi thứ sinh gia tăng có thể chia là hai nhóm dạng tiếp xúc sau đây:

Nhóm A đặc trưng cho tiếp xúc nguyên sinh (tiếp xúc điểm và tiếp xúc đường thẳng)

Nhóm B đặc trưng cho tiếp xúc thứ sinh (tiếp xúc đường cong và tiếp xúc răng cưa)

Trong đó:

- Tiếp xúc đường thẳng: thành đá muộn - Tiếp xúc đường cong: hậu sinh sớm

- Tiếp xúc răng cưa: hậu sinh muộn và biến sin Mức độ biến đổi thứ sinh được đặc trưng bởi hệ số I

    n 1 i Ai Bi Bi n 1 I Trong đó:

Ai - Số lượng tiếp xúc điểm nguyên sinh hàng quan trắc thứ i Bi - Số lượng tiếp xúc thứ sinh hàng quan trắc thứ i

n - Số hàng quan trắc trong lát mỏng

Giá trị I biến thiên từ 0 (min) đến 1 (max) có thể chia thành các khoảng giá trị như sau

I = 0 – 0.25 – giai đoạn thành đá sớm I = 0.25 - 0.5 – giai đoạn thành đá muộn I = 0.5 – 0.75 – giai đoạn hậu sinh sớm I = 0.75 – 1 – giai đoạn biến sinh

- Phương pháp xác định độ chặt xít của đá cát kết (Co). Độ chặt xít của đá

(Co) là biểu thị sự sắp xếp trong không gian của một tập hợp hạt và chúng có quan hệ với độ rỗng của đá vì vậy giá trị Co cũng biểu thị khả năng chứa dầu khí, chứa các hợp chất phóng xạ trong lỗ hổng xi măng. Cơng thức tính Co do Trần Nghi đề nghị:     n 1 i Ki 1 ti n 1 Co

Ki – Số hạt cắt thước ở hàng thứ i n - Tổng số hàng quan trắc

Do số lượng hạt trong lát mỏng bao giờ cũng lớn hơn số lượng tiếp xúc đồng thời trong đá khơng có xi măng chỉ có tiếp xúc đường thẳng trở lên thì k – t = 1. Vì vây, để Co max bằng 1 thì mẫu số phải là K – 1. Co thay đổi từ 0 (min) đến 1 (max). Thực tế cho thấy đá có Co = 0.4 – 0.6 là đá có độ rỗng tốt nhất và Co < 0,4 và Co > 0,6 là đá có khả năng chứa kém

- Phương pháp đo độ rỗng của đá trên lát mỏng thạch học (Me).Me thể hiện

khả năng chứa dầu của đá.

% 100 . Bi Ai Me n 1 i   

Trong đó: i: Là tuyến đo thứ i trên lát mỏng bằng điều chỉnh thước kẹp n: Số tuyến đo trên lát mỏng

Ai: Số vạch của bakelit (chất nhựa bơm vào mẫu để nhận biết độ rỗng) chiếm trên tuyến đo thứ i

Bi: Tổng số vạch của thước đo trắc vi thị kính.

2.2.2 Phương pháp xác định tướng địa chấn

Định nghĩa về tướng địa chấn: Theo Michum R; Wornardt N. W, 1993 thì tướng

địa chấn là một sự biểu hiện khác biệt của các đặc trưng sóng phản xạ trên các mặt cắt địa chấn với các đặc trưng của sóng bên cạnh theo khơng gian có thể vạch ra được. Phân tích tướng địa chấn70144e0là q trình minh giải chi tiết các đặc điểm đặc trưng của sóng trong các tập nhằm xác định sự khác biệt của chúng, khoanh vùng và thể hiện trên bản đồ, từ đó có thể dự báo mơi trường thành tạo và thành phần của đất đá mà đã hình thành trên trường sóng địa chấn ghi được. Các tham số điạ chấn thường được dùng trong phân tích tướng địa chấn bao gồm hình dạng phản xạ, tính liên tục, biên độ, tần số và tốc độ lớp.

Trên cơ sở minh giải, phân tích các tập địa chấn có thể xác định các tướng điạ chấn, xây dựng được bản đồ cấu tạo có thể dự báo được môi trường và thạch học trầm tích.

Đối với mặt cắt địa chấn chúng ta có thể có những dấu hiệu để nhận biết mơi trường:

- Trường sóng thơ, hỗn độn đặc trưng cho tướng deluvi, proluvi, việt liệu hạt rất thô (cuội tảng); môi trường lục địa.

- Trường sóng xiên thơ, đan chéo, đứt đoạn, có định hướng: đặc trưng cho tướng aluvi, vật liệu chủ yếu là cát, môi trường lục địa.

- Trường sóng xiên mịn, đan chéo có dạng nêm tăng trưởng: đặc trưng cho môi trường châu thổ ngập nước (Từ tiền châu thổ sang sườn châu thổ - prodelta), vật liệu mịn: bột sét pha cát, phân lớp xiên chéo, xích ma tăng trưởng.

- Trường sóng ngang song song mịn: đặc trưng cho môi trường biển, biển nông, vũng vịnh, biển sâu, … vật liệu chủ yếu là bột sét và sét vơi.

- Trường sóng hỗn độn xen phân lớp mịn đứt đoạn: đặc trưng cho thành tạo turbidit, môi trường biển sâu có dịng chảy rối mạnh

2.2.3Phương pháp phân tích địa tầng phân tập

Phương pháp địa tầng phân tập được Peter Vail và các đồng nghiệp thuộc nhóm Nghiên cứu Sản phẩm của tập đồn Exxon (Mỹ) đề xuất năm 1977, trên cơ sở phát triển các kỹ thuật phân tích mặt cắt địa chấn. Trong q trình phân tích các mặt cắt địa chấn, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng các mặt phản xạ sóng liên tục trên mặt cắt địa chấn phù hợp với các mặt thời địa tầng, hay các ranh giới thời gian giống như các mặt phân lớp và các mặt bất chỉnh hợp. Các ranh giới bất chỉnh hợp