Các thơng số So, Sk được tính theo cơng thức:
So = 75 25 d d Sk = 2 50 75 25. d d d
Đường cong phân bố độ hạt thường tuân theo luật phân bố chuẩn hoặc chuẩn logarit chúng có thể thay đổi từ 1 đỉnh (mơi trường thủy động lực đơn giản, đồng nhất) đến 2 hoặc 3 đỉnh (môi trường thủy động lực phức tạp và hay thay đổi).
- Md (kích thước trung bình): được tính trên biểu đồ đường cong tích lũy tại giá trị độ hạt ở hàm lượng tích lũy 50%. Giá trị Md phản ánh quãng đường di chuyển vật liệu, năng lượng sóng và tốc độ dịng chảy, khoảng cách so với nguồn cung cấp.
- So (hệ số chọn lọc): phản ánh năng lượng thủy động lực, tính đồng nhất và tính ổn định của mơi trường thủy động lực tạo nên các thực thể trầm tích. Với giá trị So trong khoảng lớn hơn 1 đến 1,58: trầm tích có độ chọn lọc tốt, chứng tỏ mơi trường có chế độ thủy động lực mạnh và khá đồng nhất trong suốt quá trình trầm tích. Nếu So = 1,59 - 2,12: trầm tích có độ chọn lọc trung bình, chứng tỏ mơi trường thủy động lực khá mạnh nhưng tính ổn định kém hơn. Nếu So > 2,12: trầm tích có độ chọn lọc kém, chứng tỏ môi trường bị xáo trộn (khi mạnh, khi yên tĩnh).
- Sk (hệ số đối xứng): đặc trưng cho tính đối xứng của đường cong phân bố. Nếu Sk > 1 thì trầm tích hạt lớn chiếm ưu thế; Sk < 1 thì trầm tích hạt nhỏ chiếm ưu thế.
* Phương pháp xác định hình thái hạt vụn:
- Độ mài tròn (RO): Độ mài tròn thể hiện độ sắc cạnh và tròn cạnh do quá trình di chuyển của hạt vụn. Các kết quả xác định độ mài tròn được sử dụng trong luận văn này áp dụng phương pháp Wadell, 1935.
RO = nR r r r1 2 ... n = nR r n i i 1
Trong đó, r1, r2,….rn là bán kính các vịng trịn lồi của rìa hạt R: bán kính vịng trịn nội tiếp lớn nhất, n: số phép đo
- Độ cầu (Sf): Độ cầu biểu thị tính chất kết tinh của khống vật ngun thủy, nói cách khác là biểu thị nguồn gốc của mỗi loại hạt vụn. Độ cầu tính theo cơng thức: Sf=A/B. Trong đó, A là trục ngắn, B là trục dài của hạt vụn.
* Phương pháp phân tích thành phần trầm tích vụn dưới kính hiển vi phân cực: bằng việc phân tích lát mỏng thạch học bở rời dưới kính hiển vi phân cực sẽ giúp xác định: loại, hàm lượng các khống vật và các đặc điểm của chúng như: kích thước; biến đổi thứ sinh, tính chất; hình dáng,…
- Kích thước vật liệu trầm tích
- Hình dáng : Xác định hệ số mài tròn (Ro), hệ số cầu (Sf)
- Thành phần khoáng vật vụn: Hàm lượng (%): thạch anh, plagioclase, fenspat kali, mảnh đá,…
- Hạt vụn laterit: Hàm lượng (%)
- Vật liệu vỏ sinh vật (hàm lượng, loại vỏ sinh vật, mức độ bảo tồn…)
* Phương pháp phân tích xác định hàm lượng khống vật sét bằng phân tích Rơnghen và Nhiệt vi sai: cho phép xác định hàm lượng % của từng khống vật sét có trong mẫu hoặc mức độ ưu thế của các loại khoáng vật phục vụ xác định tính chất của mơi trường trầm tích.
* Phương pháp phân loại trầm tích
Phân loại kiểu trầm tích theo biểu đồ phân loại của Folk, 1954 (hình 2.2).
1-Bùn 2-Bùn cát 3-Bùn lẫn sạn 4-Bùn cát lẫn sạn 5-Bùn sạn 6-Cát 7-Cát bùn 8-Cát bùn lẫn sạn 9-Cát lẫn sạn 10-Cát sạn 11-Cát bùn sạn 12-Sạn bùn 13-Sạn cát bùn 14-Sạn cát 15-Sạn sỏi 1a-Sét 1b-Bột 2a-Sét cát 2b-Bột cát 7a-Cát sét 7b-Cát bột Hình 2. 2. Biểu đồ phân loại trầm tích của Folk, 1954
Tû lƯ bét : sÐt Tû lƯ c ¸t : bïn (phi tỷ lệ) 9:1 1:1 1:9 1:2 2:1 Sét Bột Cát 1 1a 1b 2a 2 2b 7 7a 7b 6 sạn bùn cát Hàm lư ng % sạn (phi tỷ lệ) Tỷ l cát : bùn (phi tỷ lệ) 1 5 30 80 1:9 1:1 9:1 (bét vµ sÐt) 1 2 7 6 5 9 11 12 13 10 15 14 8 3 4
b. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu địa hóa mơi trường
* Phân tích hàm lượng cacbonat: để biết một số thành phần quan trọng: SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, CaO, Na2O, K2O, MgO.
Phân tích hố mơi trường có thể phân biệt các kiểu mơi trường trầm tích, dựa trên các chỉ tiêu sau: độ pH, Eh, Fe+2S/Corg, Kt (Bảng 2.1), cụ thể như sau:
* Độ pH: Các loại trầm tích tầng mặt khác nhau có giá trị pH khác nhau và dao động trong khoảng 2 - 13, tương ứng với các kiểu môi trường như sau:
+ pH > 7: môi trường biển.
+ pH ≈ 7 : môi trường chuyển tiếp (sông biển). + pH < 7: mơi trường lục địa.
* Thế oxy hóa - khử Eh: thường dao động trong khoảng - 0,41 ÷ 0,78 V Dựa vào Eh, A.I. Perenman chia môi trường tự nhiên ra: Môi trường oxy hố có Eh > 0,15 - 0,3 (0,4) V, giàu O2 tự do và các chất gây oxy hố khác. Mơi trường khử khơng có H2S với Eh < 0,4 đôi khi Eh > 0, thường nghèo O2 tự do nhưng giàu tàn tích hữu cơ, khí mêtan, cũng như các ion hoá trị thấp như Fe+2, Mn+2. Mơi trường khử có H2S với Eh < 0 đơi khi >0, khơng có O2 tự do, giầu sunfat và H2S.
* Kt (hệ số cation trao đổi)
Phục vụ nghiên cứu đặc điểm địa hố của mơi trường trầm tích ở thời điểm thành tạo cần sử dụng hệ số Kt (Grim 1974, 1979).
Kt =
Trong đó:
+ Kt > 1: trầm tích được tạo thành trong môi trường biển (môi trường khử yếu).
+ 0,5 < Kt < 1: trầm tích được tạo thành trong mơi trường chuyển tiếp. + Kt < 0,5: trầm tích được tạo thành trong mơi trường lục địa.
2 2 Mg Ca Na K
* Fe+2S/Corg (tỷ số sắt hai trong pyrit trên hàm lượng carbon hữu cơ): có giá trị tương tự như giá trị của Kt, cho phép phân biệt ba nhóm mơi trường: lục địa, chuyển tiếp và biển. Theo đó, được chia theo các khoảng giá trị tương ứng như sau:
+ Fe+2S/Corg < 0,06: trầm tích thành tạo trong mơi trường lục địa.
+ 0,06 < Fe+2S/Corg < 0,2: trầm tích thành tạo trong mơi trường chuyển tiếp. + Fe+2S/Corg > 0,2 : trầm tích thành tạo trong mơi trường biển .
Bảng 2. 1. Chỉ tiêu địa hóa đặc trưng cho các mơi trường trầm tích khác nhau Loại phân tích Mơi trường Loại phân tích Mơi trường
Lục địa Chuyển tiếp Biển Fe+2S/Corg < 0,06 0,06 - 0,2 > 0,2
Kt < 0,5 0,5 - 1 > 1 pH < 7 7 > 7
2.2.2.3. Phương pháp địa chấn địa tầng
Phương pháp địa chấn địa tầng là phương pháp phân tích tài liệu địa chấn phản xạ dựa trên cơ sở nghiên cứu các mối tương quan giữa các đặc điểm của trường sóng địa chấn với các đặc điểm địa chất như tính phân lớp, sự thay đổi thành phần thạch học, điều kiện lắng đọng trầm tích... Việc áp dụng địa chấn địa tầng để phân tích, liên kết địa tầng của các bể trầm tích rất có hiệu quả.
Các bước phân tích địa chấn địa tầng bao gồm: - Phân chia mặt cắt địa chấn thành các tập địa chấn.
- Xác định sự thay đổi tướng địa chấn trong các tập địa chấn. - Giải thích mơi trường thành tạo và thành phần thạch học
Phân chia mặt cắt địa chấn: việc phân chia mặt cắt địa chấn thành các tập địa chấn phải tuân theo nguyên tắc sau:
- Tập địa chấn là một phần của mặt cắt địa chấn bao gồm các mặt phản xạ hay các trục đồng pha của sóng phản xạ mà thế nằm của chúng tương tự nhau và đặc trưng cho các thành tạo hình thành trong cùng một điều kiện trầm tích.
- Có tính phân lớp rõ ràng biểu thị qua các trục đồng pha sóng phản xạ: mau, thưa.
- Có đặc điểm ổn định của trường sóng địa chấn: tính liên tục, độ thẳng, độ uốn cong của các trục đồng pha.
- Tồn tại các thể địa chấn, tướng địa chấn có cùng điều kiện thành tạo trong một tập địa chấn: thể muối, thể macma phun trào, đá vôi san hô,...
- Các tập địa chấn phải được kẹp giữa các tập địa chấn khác bằng các ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn (hình 2.3).
Các ranh giới địa chấn được xác định dựa trên các dạng kết thúc phản xạ sau: dạng kề áp, gá đáy, dạng phủ đáy, dạng bào mịn, dạng chống nóc (hình 2.3).
Các mặt phủ đáy thường là nóc của các tập quạt biển sâu, các tập quạt sườn và các bề mặt ngập lụt cực đại. Các mặt biển tiến thường khó nhận ra trên tài liệu địa chấn, nếu có thì nó thể hiện là các phản xạ biên độ cao hướng về phía đất liền, có mặt tại gần nơi sườn bị phá hủy.
Hình 2. 3. Các dạng kết thúc phản xạ (theo Myers, 1996 và Catuneanu, 2006) Xác định sự thay đổi tướng trong các tập địa chấn.
Việc phân tích tướng địa chấn nhằm làm sáng tỏ các đặc điểm và sự thay đổi của một hay một nhóm các phản xạ. Các thông số phản xạ bao gồm: đặc điểm phân lớp phản xạ, tính liên tục, biên độ, tần số và vận tốc lớp. Những thông số này được gộp vào nhóm các thơng số bên trong. Ngồi ra, yếu tố hình dạng bên ngồi của các đơn vị tướng địa chấn và những mối quan hệ khơng gian của chúng cũng đóng vai trị quan trọng trong q trình phân tích tướng.
Các dạng phản xạ trong các tập trầm tích, bao gồm các dạng được minh họa trên hình 2.4, các dạng phản xạ này được mô tả như sau:
- Dạng phản xạ song song: đặc trưng cho q trình trầm tích đồng đều trong môi trường ổn định, đáy nước lún chìm đều, thường có mặt ở thềm lục địa và bể nước sâu.
- Dạng phản xạ phân kỳ hay hội tụ: xảy ra trong điều kiện lắng đọng trầm tích có tốc độ thay đổi, đáy bồn lún chìm liên tục. Thường liên quan đến các tích tụ đường bờ, tướng hạt thô.
- Dạng phản xạ nêm lấn: gồm dạng xích ma và dạng chữ S. Dạng xích ma liên quan đến q trình lắng đọng trầm tích có năng lượng lớn, dịng chảy mạnh, vật liệu nhiều, đáy bồn ít bị lún chìm hoặc khơng bị lún chìm.
Độ liên tục phản xạ (hình 2.5) cho phép luận giải độ liên tục của lớp, quá trình trầm tích. Trong minh giải địa chấn thường chia độ liên tục ra các cấp sau:
- Độ liên tục kém: liên quan đến các trầm tích thay đổi tướng nhiều, đặc trưng cho tướng lục địa, ảnh hưởng nhiều của chế độ thủy động lực.
- Độ liên lục tốt: thường phản ánh các lớp có thành phần khác nhau, rõ nét, vị trí bất chỉnh hợp địa tầng. Chúng thường liên quan đến các trầm tích biển ít thay đổi tướng.
Biên độ phản xạ: cho biết sự tương phản vận tốc, mật độ của môi trường, khoảng cách (độ dày) của lớp, lượng chất lỏng chứa trong lớp.
- Biên độ cao: liên quan đến các ranh giới giữa các đá có sự tương phản về vận tốc và mật độ tương đối cao, các chất lỏng trong đá, vùng thiếu trầm tích.
- Biên độ thấp: các đá rắn chắc, phân lớp dày hoặc trội lên một loại có thành phần thạch học nhất định liên quan đến chất khí hoặc chất lỏng trầm tích nước sâu hoặc đầm hồ.
Vận tốc (trong một khoảng): cho phép xác định thành phần đá, xác định độ rỗng, lượng chất lỏng chứa bên trong.
- Tốc độ cao: liên quan đến các đá rắn chắc như đá móng, cacbonat, đơlơmit, ám tiêu, muối, anhydrat, đá phun trào hoặc các đá nằm ở độ sâu lớn, độ rỗng kém.
- Tốc độ thấp: liên quan đến các đá không gắn kết hoặc yếu, có độ rỗng trong, độ nứt nẻ cao, có dị thường áp suất, có chất lỏng chứa trong đá.
a)
b)
c)
d)
e)
Hình 2. 5. Các dạng phản xạ trong tập: a) phản xạ liên tục, tần số thấp, biên độ thấp - trung bình; b) phản xạ liên tục, tần số thấp, biên độ trung bình - cao; c) phản xạ liên tục, tần số cao, biên độ cao; d) phản xạ không liên tục, tần số cao, biên độ cao;
e) phản xạ hỗn loạn Hình dạng tướng địa chấn trong không gian:
Đặc điểm tướng địa chấn cũng như mối quan hệ không gian của các đơn vị tướng địa chấn rất quan trọng trong việc phân tích mơi trường lắng đọng trầm tích. Có những hình thái tướng địa chấn trong khơng gian thường gặp như sau (hình 2.6): - Dạng gị đồi: có hình dạng của pha phản xạ nổi bật và cao vượt hơn hẳn các lớp xung quanh. Dạng gò đồi thường liên quan đến núi lửa hoặc là các tập quạt biển sâu, các khối sụt, khối cacbonat, ám tiêu san hô.
- Dạng lấp đầy: các dạng lấp đầy thể hiện sự lấp đầy địa hình lõm của các tầng bên dưới. Phần lớn các dạng gò đồi được tạo nên bởi sự tích tụ có liên quan đến núi lửa, các tập quạt thành tạo ở biển sâu hoặc các khối sụt, các thể cacbonat, ám tiêu san hô. Các phản xạ bên dưới có thể thấy như bào mòn cắt xén hay bất chỉnh hợp góc. Các dạng lấp đầy có thể gọi theo hình dạng ngồi: lấp đầy kênh, lấp đầy bồn trũng, lấy đầy sườn dốc, lấp đầy nếp lõm.
Hình 2. 6. Hình thái khơng gian của một số đơn vị tướng địa chấn
- Dạng đê, dạng thấu kính: có thể có dạng đẳng thước hoặc kéo dài. Khi có dạng đẳng thước nếu bên trong là tướng trắng thì có thể liên quan đến thấu kính cát, cịn tướng địa chấn bên trong thể hiện phản xạ ngắn không liên tục, phát triển nhiều trục đồng pha của sóng phản xạ thì có thể liên quan đến các trầm tích phun trào.
- Dạng tấm: thường có các pha phản xạ song song với nhau, năng lượng thấp, liên quan đến trầm tích biển sâu.
2.2.2.4. Phương pháp địa tầng phân tập
Địa tầng phân tập là phương pháp chỉ ra cách thức trầm tích được lấp đầy vào các bồn trầm tích. Ba yếu tố: nâng hạ kiến tạo, thay đổi mực nước biển chân tĩnh và q trình trầm tích xảy ra như thế nào, ở đâu, tốc độ của chúng và tác động lẫn nhau như thế nào là nguyên tắc cơ bản của trầm tích học và địa tầng. Đặc điểm trầm tích lắng đọng trong các môi trường thay đổi từ sông và đồng bằng ngập lụt tới bờ biển, thềm lục địa và thậm chí là biển sâu là do tác động của ba yếu tố này. Nghiên cứu các mối quan hệ giữa sự thay đổi mực nước biển và trầm tích thường được gọi là “địa tầng phân tập”.
Hiện nay trên thế giới chủ yếu áp dụng 3 mơ hình: mơ hình kiểu II (Posamentier và nnk., 1988); mơ hình kiểu IV (Hunt và Tucker, 1992, 1995) và mơ hình kiểu V (Coe. A.L và nnk, 2003). Posamentier và nnk. năm 1988 phân chia một tập thành 3 miền hệ thống trầm tích: miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST), miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST), miền hệ thống trầm tích biển cao (HST) và lấy ranh giới tập là bất chỉnh hợp và chỉnh hợp tương đương bắt đầu từ điểm kết thúc biển dâng (hình 2.7). Trong LST ơng chia ra LST sớm hình thành các fan châu thổ và LST muộn hình thành các nêm đáy bồn.
Hunt và Tucker, 1992, 1995 phân chia tập thành 4 miền hệ thống trầm tích, nhiều hơn 1 miền hệ thống trầm tích so với mơ hình của Posamentier đó là miền hệ thống trầm tích biển hạ (Falling stage systems tract - FSST). Tuy nhiên, LST của Hunt tương ứng với LST muộn, còn FSST tương ứng với LST sớm của Posamentier. Điểm khác nhau lớn nhất của hai mơ hình này là ranh giới tập, Hunt lấy ranh giới tập tại thời điểm kết thúc biển hạ (nằm giữa FSST và LST). Mơ hình của Coe và nnk. có cách phân chia các miền hệ thống trầm tích giống với của Hunt, nhưng ranh giới tập lại giống với của Posamentier. Như vậy, về mức độ phân chia các miền hệ thống trầm tích, mơ hình của Hunt và Coe A.L. chi tiết hơn. Trong đó, thời gian hình thành HST tương ứng với thời gian biển thối cao (HNR) (hình 2.8),