Đá móng là khái niệm chung để chỉ tất cả các đá thành tạo từ trước khi hình thành bể và tạo thành đáy của bể. Đá móng có thể phát triển ra ngoài phạm vi bể và lộ trên mặt đất.
Bể Cửu Long bắt đầu hình thành vào giai đoạn giữa Eoxen, do quá trình tách giãn phát triển trên vỏ lục địa ở phía đông đới Đà Lạt [16]. Thành tạo nên đá móng của bể là các đá trầm tích, trầm tích bị biến chất, đá magma xâm nhập và phun trào trước Kainozoi như đã gặp trên đới Đà Lạt. Trong các thành tạo đá móng này, đá magma xâm nhập là một đối tượng đá chứa hết sức đặc biệt, được biết với tên gọi “tầng chứa móng granitoid nứt nẻ” (hình 2.3). Thành phần thạch học của granitoid bao gồm granite, monzonite, granodiorite, diorite thạch anh, monzodiorite, diorite, gabrodiorite… Chúng được phân chia vào các phức hệ magma có tuổi từ Triat muộn đến Jura muộn - Kreta: 1) Phức hệ Hòn Khoai (183-208 tr. n) tuổi Triat muộn; 2) Phức hệ Định Quán, phức hệ Đèo Cả tuổi Jura muộn-Kreta, và phức hệ Ankroet (Cà Ná) (100-130 tr. n) [9].
Hình 2.3. Mô hình bẫy dầu khí móng nứt nẻ bể Cửu Long: (1) đá chứa móng nứt nẻ; (2) Tập sét D – tầng chắn và tầng sinh; (3) Đá chứa cát kết.
Hình 2.4. Phân loại các đá móng theo phân vị địa chất và thạch học.
Hình 2.5. Phân loại đá granitoid một số giếng khoan bể Cửu Long (theo phân loại của Streckeisen, 1976).
Các nứt nẻ hình thành trong đá cứng có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau, hay tổng hợp của một số nguyên nhân nào đó. Đối với các nứt nẻ, hang hốc trong đá móng granite ở mỏ Bạch Hổ và Rồng, các nhà nghiên cứu Areshev E.G., Trần Lê Đông và nnk (1992), Ngô Xuân Vinh (1999), Phan Trung Điển (2000), Phạm Anh Tuấn (2001), Trịnh Xuân Cường (2013)..., đều có nhận định chung là có các nguyên nhân chính sau [13, 17, 18, 21, 22]:
- Sự đông nguội và co rút thể tích của khối magma: Do khối magma xâm nhập
tiếp xúc với đá vây quanh. Kèm theo quá trình đó là sự co rút thể tích của magma hình thành khe nứt nguyên sinh gồm các loại tiêu biểu sau: 1) Khe nứt ngang (Q) vuông góc với mặt tiếp xúc giữa khối magma và đá vây quanh, đồng thời vuông góc với phương sắp xếp định hướng của khoáng vật ở đới tiếp xúc. Chúng thường tương đối thẳng, mặt bằng phẳng. Trong các đai mạch, khe nứt Q xòe như nan quạt, có độ mở lớn; 2) Khe nứt dọc (S) vuông góc với (Q). Khe nứt dọc thường ngắn, mặt không phẳng, rất dốc hoặc dốc đứng và là khe nứt kín; 3) Khe nứt dạng lớp (L) hay khe nứt thoải thường song song với mặt tiếp xúc; 4) Khe nứt chéo (P) cắt chéo và nhận (Q) làm đường phân giác, thường phát triển không đồng đều.
Hình 2.6. Các kiểu khe nứt nguyên sinh của đá magma xâm nhập (nguồn tài liệu: biểu đồ khối của Cloos.E).
- Quá trình phá hủy do kiến tạo: Các chuyển động kiến tạo và trường ứng suất khu vực có tính chất quyết định trong sự hình thành các hệ thống nứt nẻ trong khối móng. Hoạt động kiến tạo đã dẫn đến hình thành các hệ thống đứt gãy, nứt nẻ và đới cà nát. Trong bể Cửu Long đã gặp các loại đá dăm kết có độ rỗng lớn tới 10% trên các mẫu lõi ở các độ sâu khá lớn so với mặt móng.
Trường ứng suất do hoạt động kiến tạo gây nên các lực nén ép (1) và kéo căng (3) tác động nên khối móng tạo ra các nứt vỡ /đứt gãy. Các loại khe nứt gây nên bởi trường ứng suất kiến tạo bao gồm: 1) Khe nứt cắt (S1, S2): tạo thành 2 hệ thống cắt nhau (hình 2.7). Các mặt cấu tạo cắt là những mặt phẳng, nhẵn rất khít nhau không thuận lợi cho sự xuyên nhập các thể magma. 2) Khe nứt tách (Kt): phát triển theo phương vuông góc với lực tác dụng kéo (3) và song song với phương của lực ép (1). Các khe nứt tách có bề mặt gồ ghề, có nhiều khe nứt nhỏ ở ven rìa và có độ mở lớn thuận lợi cho sự xuyên nhập của các thể magma hoặc nhiệt dịch; 3) Khe nứt ép dẹp (Kd): phát triển theo phương song song với lực tác dụng kéo (3) và vuông góc với phương của lực ép (1). Các khe nứt ép dẹp thường gặp trong biến dạng dẻo.
Hình 2.7. Phân loại khe nứt trong mô hình elipxoit biến dạng. Các trục ứng suất chính được ký hiệu là σ1, σ2, σ3 (với quy ước σ1 > σ2 > σ3).
Các mặt khe nứt S1, S2 ít nhiều có sự dịch chuyển nên còn gọi là mặt chuyển động, trong trường hợp khi sự dịch chuyển có giá trị lớn chúng trở thành các đứt gãy; Tương ứng với vị trí và phương khác nhau của các trục ứng suất chính sẽ hình thành
các kiểu đứt gãy thuận, đứt gãy nghịch, đứt gãy trượt bằng (hình 2.8 – 2.9).
Hình 2.8. Mối quan hệ giữa trường ứng suất và các loại đứt gãy.
Hình 2.9. Mối quan hệ giữa các loại đứt gãy và các khe nứt sinh kèm (After Mikhailov)[24]
Trong bể Cửu Long, các pha kiến tạo hoạt động trong nhiều thời kỳ. Những nứt nẻ tạo ra trong pha đầu tiên thường bị lấp kín bởi quá trình nhiệt dịch, và ở đó các quá trình trao đổi nhiệt dịch xảy ra. Kết quả là các nứt nẻ bị lấp đầy bằng các khoáng vật thứ sinh có thành phần chính là calcite, zeolite, thạch anh. Các pha hoạt động kiến tạo về sau có thể tiếp tục mở rộng các khe nứt đã có hoặc tạo ra các khe nứt mới. Các nứt nẻ cũ là chỗ xung yếu nhất vì chứa các khoáng vật giòn sẽ dễ bị phá vỡ vụn, nghiền nát. Kết quả là các không gian rộng mở trong nứt nẻ cũ được hình thành và được bảo tồn trong điều kiện không có dung dịch nhiệt dịch tràn vào hoặc không bị các trầm tích hạt mịn lấp kín. Lỗ rỗng nứt nẻ tồn tại trong khối đá móng ở vùng mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng chủ yếu do tác động của lực kiến tạo trong các pha muộn về sau, làm cho các đứt gãy tái hoạt động có lẽ vào cuối Oligoxen muộn và đầu Mioxen sớm. Trong khối magma xâm nhập, các khe nứt ban đầu hoặc bị lấp kín bởi các khoáng vật thứ sinh, hoặc có độ mở rất bé cho nên gần như đá không có lỗ rỗng nứt nẻ đáng kể. Tuy nhiên, dưới tác dụng của lực ứng suất kéo xảy ra trong pha hoạt động kiến tạo sau đó, các nứt nẻ sẽ tái hoạt động tạo nên lỗ rỗng hiệu dụng. Nếu pha hoạt động kiến tạo này xảy ra trước hoặc trong thời gian dịch chuyển dầu khí sẽ có ý nghĩa chứa dầu khí [13, 17].
- Hoạt động nhiệt dịch: Các hoạt động của quá trình nhiệt dịch có liên quan chặt chẽ với các hoạt động kiến tạo và dẫn đến các biến đổi trong thành phần cũng như cấu trúc không gian rỗng trong đá móng bể Cửu Long.
Ngoài việc có thể tạo ra các khoáng vật thứ sinh như zeolite, calcite lấp kín hoặc gần kín các khe nứt, các dung dịch thủy nhiệt còn hòa tan rửa lũa bào mòn tạo ra các hang hốc đặc biệt là tại những giao cắt các nứt nẻ lớn nhỏ. Tuy nhiên cũng có ý kiến cho rằng hoạt động nhiệt dịch không những không làm mở rộng thêm các khe nứt nẻ có trước mà ngược lại chúng còn bị lấp đầy một phần hay toàn bộ [18]. Quá trình thủy nhiệt hầu như không có tác dụng đến sự hình thành lỗ rỗng trong đá móng mỏ Bạch Hổ.
- Quá trình phong hóa: diễn ra khi khối magma xâm nhập đã được hình thành,
kết tinh ở dưới sâu trong điều kiện áp suất cao, được nâng cao lên bề mặt dẫn đến hiện tượng giảm tải do tầng đất đá nằm trên bị bóc mòn, giảm áp ở điều kiện áp suất bề mặt
và các quá trình phong hóa là nguyên nhân quan trọng dẫn đến hiện tượng nứt nẻ, phong hóa làm cho đá bị phá hủy, bào mòn, rửa trôi hình thành độ rỗng thứ sinh trong đá móng. Theo tài liệu khoan ở một số mỏ như Bạch Hổ, Rạng Đông, Hải Sư Đen... chỉ khoảng 20m tính từ mặt móng. Nói chung quá trình phong hóa ảnh hưởng không đáng kể lên sự biến đổi thứ sinh của đá móng mà chủ yếu làm giảm độ bền cơ học của đá và hình thành đới thấm trên bề mặt khối granitoid vốn không có tính thấm [13].
- Mối quan hệ giữa tuổi của nứt nẻ và thời gian sinh dầu khí: mối quan hệ giữa thời điểm nứt nẻ được hình thành và thời điểm dầu khí dịch chuyển đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá độ rỗng của nứt nẻ trong móng. Khi nứt nẻ được hình thành và chưa bị lấp nhét, sau đó dầu khi dịch chuyển vào và lấp đầy các lỗ rỗng này th́ quá tŕnh nhiệt dịch xảy ra sau đó không ảnh hưởng đến độ rỗng của nứt nẻ. Tuy nhiên khi nứt nẻ được hình thành và ngay tại thời điểm đó xảy ra quá trình nhiệt dịch thì các lỗ rỗng này bị lấp nhét, làm giảm độ rỗng của nứt nẻ trong móng.