Mỏ Bạch Hổ nằm ở bồn trũng Cửu Long thuộc đới nâng Trung Tâm, đới nâng chia bồn trũng thành hai cấu tạo bậc hai: trũng phía Đông và trũng phía Tây.
Mặt cắt địa chất khu vực được mở ra bởi một loạt các giếng khoan và được chia thành ba giai đoạn cấu trúc: móng trước Kainozoi, Oligocen và giai đoạn cấu kiến tạo Miocen-Pleistocen.
Giai đoạn cấu kiến tạo của móng tiêu biểu cho hình thái của khu vực. Nóc móng bao gồm các địa hào và các khối nhô cao được tách biệt nhau bởi các đứt gãy.
Giai đoạn cấu kiến tạo Oligocen có liên quan tới các thành tạo mang tính kế thừa. Tất cả các yếu tố cấutrúc chính hầu hết được kế thừa từ móng và xuất hiện trong giai đoạn Oligocen. Ảnh hưởng về mặt hình thái của móng đối với hình thái của các trầm tích Oligocen giảm dần từ dưới lên trên theo mặt cắt.
Giai đoạn cấu kiến tạo Miocen-Pleistocen được đặc trưng bởi địa hình tương đối phẳng và sự giảm đột ngột của số lượng các đứt gãy.
Lịch sử phát triển địa chất của bể Cửu Long được chia thành nhiều giai đoạn nhưng đặc trưng chính là ba giai đoạn bao gồm.
3.3.1. Giai đoạn tiền tạo rift (Pre-rift)
Trước Đệ Tam, đặc biệt từ Jura muộn đến Paleocen là thời gian thành tạo và nâng cao đá móng magma xâm nhập (các thành tạo nằm dưới các trầm tích Kainozoi ở bể Cửu Long). Các đá này gặp rất phổ biến ở hầu khắp lục địa Nam Việt Nam.
Doảnh hưởng của quá trình va mảng Ấn Độ vào mảng Âu – Á và hình thành đới hút chìm dọc cung Sunda (50-43,5 triệu năm). Mesozoi muộn - Kainozoi sớm và trầm tích cổ trước đó đã trải qua thời kỳ dài bóc mòn, dập vỡ khối tảng, căng giãn khu vực hướng Tây bắc -Đông nam (TB-ĐN). Sự phát triển các đai mạch lớn, kéo dài có hướng Đông bắc - Tây nam (ĐB – TN) thuộc phức hệ Cù Mông và Phan Rang tuổi tuyệt đối 60-30tr năm đã minh chứng cho điều đó.
Đây là giai đoạn san bằng kiến tạo trước khi hình thành bể trầm tích Cửu Long. Địa hình bề mặt bóc mòn của móng kết tinh trong phạm vi khu vực bể lúc này không hoàn toàn bằng phẳng, có sự đan xen giữa các thung lũng và đồi, núi thấp. Chính hình thái địa hình mặt móng đóng vai trò khá quan trọng trong việc phát triển trầm tích lớp phủ kế thừa vào cuối Eocen, đầu Oligocen.
3.3.2. Giai đoạn đồng tạo rift (Syn-rift)
Được khởi đầu vào cuối Eocen, đầu Oligocen do tác động của các biến cố kiến tạo vừa nêu với hướng căng giãn chính là Đông bắc - Tây nam (ĐB –TN). Hàng loạt
đứt gãy hướng ĐB -TN đãđược sinh thành do sụt lún mạnh và căng giãn. Cácđứt gãy chính là đứt gãy dạng gàu xúc (listric), cắm về phía Đông nam (ĐN). Còn cácđứt gãy hướng ĐB- TN lại do tác động bởi các biến cố kiến tạo khác.
Như đã nêu vào đầu Kainozoi do sự va chạm ở góc hội tụ Tây Tạng giữa các mảng Ấn Độ và Âu - Á làm vi mảng Indosinia bị thúc trồi xuống Đông Nam theo các đứt gãy trượt bằng lớn như đứt gãy Sông Hồng, Sông Hậu, Ba chùa (Three Pagoda), với xu thế trượt trái ở phía Bắc và trượt phải ở phía Nam tạo nên các trũng Đệ Tam trên các đới khâu ven rìa, trongđó có bể Cửu Long.
Kết quả là đã hình thành các hệ thống đứt gãy khác có hướng gần ĐB - TN. Như vậy trong bể Cửu Long bên cạnh hướng ĐB - TN còn có các hệ đứt gãy có hướng cận kề chúng. Trong Oligocen giãn đáy biển theo hướng Bắc –Nam (B-N) tạo Biển Đông bắt đầu từ khoảng 32tr năm. Trục giãn đáy biển phát triển lấn dần xuống Tây nam (TN) và đổi hướng từ Đông-Tây (Đ-T) sang ĐB - TN vào cuối Oligocen. Các quá trình này đã gia tăng các hoạt động tách giãn và đứt gãy ở bể Cửu Long trong Oligocen và nén ép vào cuối Oligocen.
Do các hoạt động kiến tạo nêu trên,ở bể Cửu Long các đứt gãy chínhđiển hình là các đứt gãy dạng gàu xúc (listric), phương ĐB - TN cắm về phía ĐN, một số có hướng Đ-T, nhiều bán địa hào, địa hào cùng hướng phát triển theo các đứt gãyđược hình thành. Các bánđịa hào, địa hào này được lấp đầy nhanh bằng ncác trầm tích vụn thô, phun trào chủ yếu thành phần bazơ- trung tính và trầm tích trước núi.
Trong thời gian đầu tạo bể có lẽ do chuyển động sụt lún khối tảng, phân dị nê n tại các khối trũng khác nhau có thể có các thời kỳ gián đoạn, bào mòn trầm tích khác nhau. Do khu vực tích tụ trầm tích và cung cấp trầm tích nằm kế cận nhau nên thành phần trầm tích ở các đới trũng khác nhau có thể khác biệt nhau. Đặc điểm phát triển các bề mặt không chỉnh hợp ở thời kỳ này mang tính địa phương cao và cần được lưu ý khi tiến hành liên kết, đối sánh thạch địa tầng. Vào Oligocen sớm, bao quanh và nằm gá lên các khối nhô móng phổ biến là trầm tích nguồn lục địa – sông ngòi vàđầm hồ, với các tập sét dày đến một vài chục mét (như trên cấu tạo Sư Tử Trắng và cánh Đông Bắc mỏ Bạch Hổ).
Quá trình tách giãn tiếp tục phát triển làm cho bể lún chìm sâu, rộng hơn. Các hồ, trũng trước núi trước đó được mở rộng, sâu dần và liên thông nhau và có chế đ ộ trầm tích khá đồng nhất. Các tầng trầm tích hồ dày, phân bố rộng được xếp vào hệ tầng Trà Tân được thành tạo, mà chủ yếu là sét giàu vật chất hữu cơ màu nâu, nâu đen tới đen. Các hồ phát triển trong các địa hào riêng biệt được liên thông nhau, mở rộng dần
và có hướng phát triển kéo dài theo phương ĐB – TN, đây cũng là phương phát triển ưu thế của hệ thống đứt gãy mở bể.
Các trầm tích thuộc tầng Trà Tân dưới có diện phân bố hẹp, thường vắng mặt ở phần rìa bể, phần kề với các khối cao địa lũy và có dạng nêm điển hình, chúng phát triển dọc theo các đứt gãy với bề dày thay đổi nhanh. Các trầm tích giàu sét của tầng Trà Tân giữa được tích tụ sau đó, phân bố rộng hơn, bao phủ trên hầu khắp các khối cao trong bể và các vùng cận rìa bể.
Hoạt động nén ép vào cuối Oligocen muộn đãđẩy trồi các khối móng sâu, gây nghịch đảo trong trầm tích Oligocen ở trung tâm các đới trũng chính, làm tái hoạt động các đứt gãy thuận chính ở dạng ép chờm, trượt bằng và tạo nên các cấu trúc “trồi”, các cấu tạo dương/âm hình hoa, phát sinh cácđứt gãy nghịch ở một số nơi như trên cấu tạo Bạch Hổ, cấu tạo Rạng đông và một số khu vực cấu tạo Rồng. Đồng thời xảy ra hiện tượng bào mòn và vát mỏng mạnh các trầm tích thuộc tầng Trà Tân trên.
3.3.3. Thời kỳ sau tạo Rift (Post-rift)
Vào Miocen sớm, quá trình giãnđáy Biển Đông theo phương TB-ĐN đã yếu đi và nhanh chóng kết thúc vào cuối Miocen sớm (17tr. năm), tiếp theo là quá trình nguội lạnh vỏ. Trong thời kỳ đầu Miocen sớm các hoạt động đứt gãy vẫn còn xảy ra yếu và chỉ chấm dứt hoàn toàn từ Miocen giữa - hiện tại. Các trầm tích của thời kỳ sautạo rift có đặc điểm chung là: phân bố rộng, không bị biến vị, uốn nếp và gần như nằm ngang.
Tuy nhiên,ở bể Cửu Long các quá trình này vẫn gây ra các hoạt động tái căng giãn yếu, lún chìm từ từ trong Miocen sớm và hoạt động núi lửa ở một số nơi, đặc biệt ở phần Đông Bắc bể. Vào cuối Miocen sớm trên phần lớn diện tích bể, nóc trầm tích Miocen dưới - hệ tầng Bạch Hổ được đánh dấu bằng biến cố chìm sâu bể với sự thành tạo tầng “sét Rotalid” biển nông rộng khắp và tạo nên tầng đánh dấu địa tầng và tầng chắn khu vực khá tốt cho toàn bể. Cuối Miocen sớm toàn bể trải qua quá trình nâng khu vực và bóc mòn yếu, bằng chứng là tầng sét Rotalia chỉ bị bào mòn từng phần và vẫn duy trì tính phân bố khu vực của nó.
Vào Miocen giữa, lún chìm nhiệt tiếp tục gia tăng và biể n đã cóảnh hưởng rộng lớn đến hầu hết các vùng quanh Biển Đông. Cuối thời kỳ này có một pha nâng lên, dẫn đến sự tái thiết lập điều kiện môi trường sông ở phần Tây Nam bể còn ở phần Đông, Đông Bắc bể điều kiện ven bờ vẫn tiếp tục được duy trì.
Miocen muộn được đánh dấu bằng sự lún chìm mạnh ở Biển Đông và phần rìa của nó, khởi đầu quá trình thành tạo thềm lục địa hiện đại Đông Việt Nam. Núi lửa hoạt động tích cực ở phần Đông Bắc bể Cửu Long, Nam Côn Sơn và phần đất liền
Nam Việt Nam. Từ Miocen muộn bể Cửu Long đã hoàn toàn thông với bể Nam Côn sơn và hệ thống sông Cửu Long, sông Đồng Nai trở thành nguồn cung cấp trầm tích cho cả hai bể. Các trầm tích hạt thô được tích tụ trong môi trường ven bờ ở phần Nam bể và trong môi trường biển nông ở phần Đông Bắc bể.
Pliocen là thời gian biển tiến rộng lớn và có lẽ đây là lần đầu tiên toàn bộ vùng Biển Đông hiện tại nằm dưới mực nước biển. Các trầm tích hạt mịn hơn được vận chuyển vào vùng bể Nam Côn Sơn và tích tụ tại đây trong điều kiện nước sâu hơn.
CHƯƠNG4 HỆ THỐNG DẦU KHÍ