Với sự phát triển không ngừng trong ngành công nghệ thông tin, máy tính và công nghệ internet. Trên cơ sở các kết quả trước đây chưa được tổng hợp và truyền thông lại, nhiều kết quả nghiên cứu sau này mang tính tổng hợp, đánh giá,bổ sung nguồn số liệu, nghiên cứu chi tiết hơn các kết quả trước, điển hình là: Tổng hợp các kết quả điều tra nghiên cứu về địa chất, địa vật lý trên vùng Biển Việt Nam thông qua các chương trình nghiên cứu biển cấp nhà nước, tập thể các nhà nghiên cứu về địa chất-địa vật lý của Việt Nam dưới sự chủ biên của Mai Thanh Tân 2003[33] đã hoàn thành chuyên khảo Biển Đông - tập III, về địa chất và địa vật lý Biển. Trong chuyên khảo này các tác giả đã lần lượt tập hợp và hệ thống lại các bước phát triển và kết quả điều tra nghiên cứu chủ yếu về địa hình, địa mạo, trầm tích trong kainozoi trên các bể Kainozoi, đặc điểm các trường địa vật lý, đặc điểm cấu trúc các ranh giới cơ bản và hệ thống đứt gãy trong vỏ trái đất, kiến tạo và địa động lực, tiềm năng dầu khí, khoáng sản,… trên vùng biển Đông và thềm lục địa Việt Nam. Đáng chú ý trong chuyên khảo này, đặc điểm địa tầng, các thành tạo Macma cũng như sự phân bố và lịch sử phát triển địa chất trước Kainozoi đã được đề cập đến, tuy nhiên đặc điểm về phân bố mật độ, các đứt gãy trong móng trước Kainozoi vẫn chưa được bàn đến.
Năm 2005, kỷ niệm 30 tuổi thành lập Tổng công ty dầu khí Việt Nam, dưới sự chủ biên của Nguyễn Hiệp 2005[15], cuốn sách chuyên khảo về “ Địa chất và tài nguyên dầu khí Việt Nam” đã được xuất bản. Đây là chuyên khảo đầu tiên tổng hợp một cách đầy đủ và toàn diện những thành tựu nghiên cứu, kết quả tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí được tiến hành ở Việt Nam suốt gần một nửa thế kỷ vừa qua. Cuốn sách được chia làm 4 phần và trình bày tương đối chi tiết về quá trình nghiên cứu tìm kiếm, thăm dò khai thác, phân loại các bể trầm tích và các kiêu cấu trúc, đặc điểm địa chất, cấu kiến tạo, địa tầng, cổ địa lý,..cho từng bể trầm tích Kainozoi ở thềm lục địa Việt Nam và vùng Biển Đông. Đặc biệt hơn cả, trong phần 4 của cuốn sách đã trình bày kết quả bước đầu về nghiên cứu cấu trúc địa chất và tiềm năng dầu khí của các bể trầm tích trước Kainozoi. Phần này đã đánh giá tầm
15
quan trọng cho các nghiên cứu cấu trúc móng trước Kainozoi. Tuy nhiên, các nghiên cứu ở đây mới chỉ dừng lại và chỉ ra được các cấu trúc khối, đới cấu trúc, miền cấu trúc uốn nếp có khả năng sinh dầu, trong khi đó sự phân bố mật độ của tầng móng trước Kainozoi là một trong những luận cứ khoa học có thể xác định định tính khu vực có tiềm năng dầu khí chưa được đề cập đến.
Đặc biệt hơn cả, trong giai đoạn này, với đề tài KC.09-24 thuộc Chương trình nghiên cứu biển cấp Nhà Nước giai đoạn 2000-2005, tập bản đồ “ Atlas các điều kiện tự nhiên và môi trường vùng biển Việt Nam và kế cận” được biên tập thành công dưới sự chủ biên của Nguyễn Thế Tiệp 2006[34]. Tập bản đồ được thành lập trên cơ sở tổng hợp kết quả điều tra và nghiên cứu biển của các nhà khoa học Việt Nam trong vòng ba mươi năm (1975-2005). Các bản đồ được tuyển chọn đưa vào biên tập và xuất bản là những kết quả tiêu biểu cho hơn 300 bản đồ thuộc nhiều lĩnh vực nghiên cứu biển của 5 chương trình trọng điểm cấp nhà nước: Chương trình nghiên cứu biển Thuận Hài – Minh Hải giai đoạn 1976-1980, chương trình nghiên cứu biển 48B giai đoạn 1981-1990, chương trình KT-03 giai đoạn (1991-1995), chương trình Khoa học công nghệ KHCN-06 giai đoạn 1996-2000 và chương trình điều tra cơ bản và ứng dụng công nghệ Biển (2001-2006). Cấu trúc tập bản đồ gồm có 3 nhóm chính: Nhóm các bản đồ địa hình, địa mạo, địa chất và địa vật lý. Nhóm các bản đồ khí tượng thủy văn, nhóm các bản đồ sinh thái môi trường. Tập bản đồ đã phản ánh được những đặc điểm và quy luật cơ bản của các điều kiện tự nhiên của môi trường cũng như tiềm năng về tài nguyên của vùng biển Việt Nam và kế cận.
Trong đó nhóm các bản đồ địa chất-địa vật lý được biên tập từ tỷ lệ 1:1.000.000 và 1:2.000.000 bao gồm các bản đồ địa hình, địa mạo, các bản đồ địa chất, kiến tạo nội dung của chúng là diễn đạt địa hình đáy biển, cấu trúc vỏ trái đất, các quá trình vận động của vỏ trái đất và tiềm năng khoáng sản, năng lượng,...
Trong nhóm bản đồ địa chất-địa vật lý này phải kể đến:
a) Bản đồ các bể trầm tích Kainozoi do Phùng Văn Phách chủ biên được xây dựng trong khuôn khổ đề tài KC09-02 và hoàn thiện để in trong KC09-24 đã thể hiện cụ thể những đặc trưng cơ bản của các bể trầm tích nhằm nhấn mạnh các thành
16
tạo nằm dưới lớp phủ trầm tích Kainozoi (hình 1.1). Trong bản đồ này có hai phần chính là phần cấu trúc bể, phần đứt gãy và các pha kiến tạo.
b) Bản đồ đẳng dày trầm tích Kainozoi do Phạm Huy Tiến làm chủ biên, bản đồ này đã đưa ra một bức tranh tổng thể tương đối chi tiết về vị trí cũng như độ sâu của các bể trầm tích cho toàn khu vực gồm: Bể trầm tích Sông Hồng, Phú Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Malay-Thổ Chu, Trũng Pattani, nhóm bể Hoàng Sa, nhóm bể Trường Sa, bể Vịnh Bắc bộ (Beibuwan), trũng Đông Nam Hải Nam, nhóm bể Châu Giang (hình 1.2).
c) Bản đồ địa chất Biển đông do Trần Nghi chủ biên đã cho thấy bức tranh về hệ thống đứt gãy chính ở Biển Đông và kế cận. Nếu phân chia theo quy mô phát triển và vai trò của chúng đối với địa động lực khu vực, các đứt gãy chính trên Biển Đông được phân chia thành :
- Đứt gãy cấp I (Thạch quyển) có vai trò quan trọng trong quá trình trôi trượt của khối Đông Dương trong Oligocen-Neogen.
- Đứt gãy cấp II :Khống chế sự hình thành các bể trầm tích Kainozoi chính - Đứt gãy cấp III: Là các đứt gãy nội bể.
Nếu ta phân chia theo cơ chế hoạt động chủ yếu, các đứt gãy chính trên Biển Đông được chia thành 3 loại:
- Đới hút chìm, các đứt gãy chờm nghịch và nghịch.
- Đứt gãy thuận - Đứt gãy trượt bằng
Nếu ta phân chia theo tuổi các giai đoạn hình thành chính, các đứt gãy được chia thành 3 nhóm tuổi như sau:
- Các đứt gãy hoạt động mạnh trong Oligocen - Neogen.
- Các đứt gãy hoạt động mạnh trong Neogen - Pliocen.
- Các đứt gãy hoạt động mạnh trong Pliocen - Đệ tứ.
17
Hình 1.1 - Các bồn trũng trầm tích Đệ tam thuộc Biển Đông Việt Nam [33]
Ngoài ra, trong tập Atlas còn nhiều bản đồ khác như: Bản đồ cấu trúc sâu vỏ Trái Đất, bản đồ dị thường trọng lực Fai, bản đồ dị thường trọng lực Bughe do Bùi Công Quế chủ biên, bản đồ cấu trúc kiến tạo do Lê Như Lai chủ biên, bản đồ phân vùng động đất do Nguyễn Văn Lương chủ biên, …
18
Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc móng Kainozoi các bồn dầu khí thềm lục địa Việt Nam[34]
Trên cơ sở tổng hợp kết quả minh giải hơn 21.000km tuyến địa chấn 2D thu nổ mới từ dự án điều tra cơ bản “Khảo sát địa chấn 2D liên kết các bể trầm tích trên thềm lục địa Việt Nam” (dự án PVN12) và các kết quả nghiên cứu địa chất-địa vật lý trước đó, tác giả Nguyễn Thu Huyền và nnk, 2016 [16] đã cập nhật và đưa ra
19
những nét mới về bề mặt nóc móng trước Kainozoi (đáy trầm tích Kainozoi, hình 1.3). Phải nói, đây là một công trình lớn bởi chi phí của nó cho hơn hai vạn km tuyến địa chấn, kết quả này đã bổ xung điểm mới, hoàn thiện và chi tiết hơn các đặc điểm của cấu trúc nóc móng trước Kainozoi, trong khi đó, các vấn đề về sự thay đổi bên trong của móng (như phân bố mật độ, các đứt gãy tồn tại liên quan đến các phá hủy) thì công trình chưa bàn đến.
Hình 1.3: Bản đồ cập nhật cấu trúc nóc móng trước Đệ Tam trên Biển và thềm lục địa Việt Nam (cập nhật đến năm 2016)[16]
Kết quả phân chia địa tầng trên các bể đã được nghiên cứu bằng tổ hợp các phương pháp như thạch địa tầng, sinh địa tầng, địa chấn địa tầng và thời địa tầng, theo đó các đơn vị địa tầng tương ứng của các bể Sông Hồng, Cửu Long, Nam Côn Sơn và Mã Lai-Thổ Chu đã được xác lập. Những kết quả nghiên cứu đó đã được
20
chứng minh rằng quá trình hình thành và phát triển trầm tích Kainozoi gắn liền với quá trình hình thành và phát triển Biển Đông. Đây là quá trình phức tạp, kéo dài, bị chi phối bởi nhiều yếu tố hoạt động địa động lực trong khu vực. Một số công trình nghiên cứu đặc điểm trầm tích Kainozoi các bồn trũng khác nhau đã được nhiều tác giả tiến hành trong các đề tài NCKH cấp nhà nước như: bể Sông Hồng (Trần Nghi ,2010 [22], Phú Khánh (Nguyễn Thế Tiệp, 2006, 2010[34, 35]), Cửu Long và Nam Côn Sơn (Trần Nghi, 2010[22], Trường Sa và Tư Chính-Vũng Mây (Nguyễn Trọng Tín, 2010[37], Nguyễn Thế Tiệp, 2010[35],…Trong các công trình này, các tác giả tập trung chủ yếu vào tầng trầm tích Kainozoi, cấu trúc nóc móng trước Kainozoi,..
ở đây không chỉ các kết quả về phân chia địa tầng trong Kainzoi được đưa ra mà đặc điểm về cấu trúc địa chất, kiến tạo trong Kainozoi của các bể cũng được làm rõ bởi một số lượng lớn các tài liệu địa chấn sâu và nông mà các tác giả có được trong nhiều thời kỳ.
Nhìn chung, nhóm bản đồ địa chất-địa vật lý là phong phú và chi tiết. Tuy nhiên, chúng ta có thể nhận thấy phần cấu trúc trong móng trước Kainozoi bao gồm sự phân bố mật độ, hệ thống đứt gãy chưa được làm sáng tỏ mặc dù cấu trúc nóc móng trước Kainozoi bao gồm độ sâu đến đáy Kainozoi, bề mặt ranh giới Moho, các đứt gãy trên bề mặt móng, hay nằm trong Kainozoi, hay nằm trong vỏ đã được đề cập, phân loại và chỉ ra ngày càng có độ chi tiết hơn.
Sự phân bố mật độ móng trước Kainozoi tiếp tục được nghiên cứu và xác định bởi Hoàng Văn Vượng, 1999,2000 [61,62,63] trên cơ sở xử lý tổng hợp tài liệu trọng lực-từ và các tài liệu địa chất kiến tạo với mục đích tìm mối liên quan giữa đặc điểm cấu trúc móng với triển vọng dầu khí để từ đó khoanh vùng được các khu vực có tiềm năng. Trong công trình này, phương pháp tương quan được sử dụng ở đây vẫn còn rất hạn chế về độ tin cậy của kết quả thu được. Nhằm cải tiến cũng như nâng cao phương pháp xác định cấu trúc móng trước Kainozoi đã được thực hiện bởi Cao Đình Triều, Phạm Nam Hưng, 2008 [53]. Trong công trình này, nhóm tác giả đã phân tích kết hợp 3 loại mặt cắt là : gradient ngang, gradient chuẩn hóa và hệ số cấu trúc/mật độ cùng với việc phân tích tương quan tuyến tính nhiều chiều và có
21
sự kết hợp giữa tài liệu trọng lực-từ để phân loại đá móng. Đỗ Đức Thanh và nnk, 2013 [40] cũng đã đưa ra phương pháp giải bài toán ngược 3D theo phương pháp lựa chọn xác định phân bố mật độ trên cơ sở bóc lớp dị thường trọng lực. Các phương pháp này là hiệu quả và hiện đại, tuy nhiên, vấn đề về mối quan hệ giữa các đứt gãy với sự phân bố mật độ đá móng thì chưa được các tác giả bàn luận đến.
Từ nhiều kết quả nghiên cứu khác nhau của nhiều tác giả trong và ngoài nước được thể hiện trong các đề tài cấp nhà nước, trong các sách chuyên khảo và trong các tạp chí chuyên ngành có thể thấy, từ Bắc xuống Nam, thềm lục địa Việt Nam có thể phân chia thành 4 khu vực và có các bể sau: Sông Hồng, Phú Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Tư Chính-Vũng Mây, Mã Lai-Thổ Chu, Trường Sa, Hoàng Sa.
Phần thềm lục địa Bắc Bộ (vịnh Bắc Bộ) và vùng nước sâu phía Bắc có hành lang rộng và thoải. Đới bờ phá hủy ở phía Bắc Đồ Sơn, nơi đó các trầm tích Kainozoi thường mỏng hoặc vắng mặt. Phần phía Nam Đồ Sơn là thềm kết cấu, ở đó móng trước Kainozoi bị phủ bởi các trầm tích Kainozoi dày (5000-18000m) ngay cả trong phần đất liền, đặc biệt là trầm tích Pliocen-Đệ tứ rất dày ở khu vực trung tâm vịnh Bắc Bộ. Trên phầm thềm này có bể Sông Hồng bao gồm Trũng Hà Nội, ở phần đất liền và Địa hào Quảng Ngăi ở phía Nam bể. Bể Hoàng Sa là bể nằm ở vùng nước sâu, nằm ngoài và có phương cấu trúc Tây bắc-Đông nam. Phía Bắc- Đông Bắc bể Sông Hồng là bể Tây Lôi Châu (Beibu Wan), còn về phía Đông Nam, phía Nam đảo Hải Nam là bể Nam Hải Nam, bể này có phương gần vuông góc với bể Sông Hồng và giữa chúng không có ranh giới bể, tạo nên một đới phủ trầm tích hình chữ Y.
Thềm lục địa Trung Bộ có hành lang hẹp và dốc do sự khống chế của hệ thống đứt gãy Á kinh tuyến. Đới bờ ưu thế là quá trình hủy hoại, vì vậy thường lộ ra các thành tạo trước Kainozoi. Ngoài khơi các trầm tích Kainozoi có chiều dày tăng nhanh và các bể trầm tích nhỏ như phần Nam của địa hào Quảng Ngăi, bể Phú Khánh, ở đây lớp phủ Pliocen-Đệ tứ mỏng ở phía đất liền và chiều dày tăng nhanh về phía biển. Bể Phú Khánh đến đới cắt Tuy Ḥòa (Tuy Hoa Shear zone) bao gồm cả phần sâu dưới chân sườn lục địa.
22
Phần thềm lục địa Đông Nam Bộ và vùng nước sâu phía Nam có hành lang rất rộng và rất thoải với xu thế phát triển của động thái kết cấu. Các trầm tích Kanozoi phân bố rộng với các bể trầm tích có diện tích rộng và trầm tích dày như bể Cửu Long, Nam Côn Sơn, Khu vực Tư Chính-Vũng Mây, nằm xa hơn trong vùng nước sâu, nhóm bể Trường Sa có chiều dày trầm tích mỏng phân bố trong các trũng nhỏ hẹp, khu vực này có các bể sau: bể Cửu Long, bể Nam Côn Sơn, nhóm bể Tư Chính - Vũng Mây, nhóm bể Trường Sa.
Phần thềm lục địa Tây Nam Bộ có hành lang rộng và thoải thuộc vịnh Thái Lan. Một số nơi thuộc khu vực Hòn Chuông đến Hà Tiên quá trình hủy hoại chiếm ưu thế nên các thành tạo Paleozoi và Mesozoi thường được lộ rõ, các trầm tích Pliocen-Đệ tứ đới ven bờ không dày. Phần lãnh hải Việt Nam thuộc cánh Đông- Đông Bắc của bể Malay - Thổ Chu.
1.2. Tổng quan về các phương pháp trọng lực nghiên cứu cấu trúc địa chất sâu.