Cũng nhƣ cấu trúc địa chất các thành tạo Cenozoic ở các bể Sông Hồng, Phú Khánh và Cửu Long, cấu trúc địa chất của bể Nam Côn Sơn cũng đƣợc chia ra 2 tầng cấu trúc chính là tầng cấu trúc dƣới và tầng cấu trúc trên.
* Tầng cấu trúc dưới: Tầng cấu trúc dƣới hay còn đƣợc gọi là tầng cấu trúc trƣớc Cenozoic, tầng này bao gồm toàn bộ các đá móng magma granit, granodiorit và cả các đá phun trào và biến chất. Chúng có thành phần vật chất và tuổi hết sức phức tạp.
* Tầng cấu trúc trên: Tầng cấu trúc trên bao gồm toàn bộ các thành tạo Cenozoic: Eocen(?) – Oligocen, Miocen và Pliocen - Đệ tứ. Chúng phủ bất chỉnh hợp lên tầng cấu trúc dƣới.
Tầng cấu trúc này có chiều dày trầm tích thay đổi đáng kể, chỗ dày nhất đạt trên 14.000m (tại trung tâm trũng trung tâm bể) và thay đổi lớn, có xu hƣớng giảm dần về phía Tây, Tây Bắc, Bắc và cả phía Nam bể, trung bình từ 3 đến 6 km. Các trầm tích ở đây bao gồm các vụn lục nguyên cát, bột, sét và đá vôi, cả lục nguyên chứa than. Chúng đƣợc thành tạo trong môi trƣờng từ lục địa, biển ven bờ và biển sâu. Theo mặt cắt bất chỉnh hợp do quá trình thay đổi các pha hoạt động kiến tạo, đó là các mặt bất chỉnh hợp nóc móng trƣớc Cenozoic, nóc Oligocen, nóc Miocen giữa và nóc Miocen trên.
31
Dựa vào các đặc điểm cấu trúc địa chất, môi trƣờng lắng đọng trầm tích và lịch sử tiến hóa địa chất có thể đƣợc phân ra 3 phụ tầng cấu trúc chính:
+ Phụ tầng cấu trúc dƣới (Eocen – Oligocen) + Phụ tầng cấu trúc giữa (Miocen)
+ Phụ tầng cấu trúc trên (Pliocen - Đệ tứ).
- Phụ tầng cấu trúc dƣới (Eocen – Oligocen): Phụ tầng cấu trúc dƣới phủ bất chỉnh hợp lên tầng cấu trúc trƣớc Cenozoic. Phụ tầng này bao gồm các thành tọa Eocen và Oligocen, là các thành tạo đƣợc hình thành và phát triển trong pha tạo rift sớm. Các thành tạo này bao gồm các trầm tích từ hạt thô dạng Mollas nằm lót đáy ở các địa hào, bán địa hào và đáy các trũng, sau đó là các trầm tích cát sạn, cát và cát bột, sét chứa nhiều mảnh vụn than. Chúng đƣợc lắng đọng trong môi trƣờng lục địa nhƣ đồng bằng châu thổ, hồ, đầm lầy, sông. Tổng chiều dày trầm tích của phụ tầng này đạt 2500 đến 3000 mét.
Hình 2.6. Mặt cắt địa chất cắt dọc kvnc thể hiện các địa hào và bán địa hào trong phụ tầng cấu trúc dưới
32
Hình 2.7. Mặt cắt địa chất cắt ngang kvnc thể hiện các địa hào và bán địa hào trong phụ tầng cấu trúc dưới
- Phụ tầng cấu trúc giữa (Miocen): Phụ tầng cấu trúc giữa đƣợc giới hạn giữa 2 mặt phản xạ nóc Oligocen và nóc Miocen trên, bao gồm các thành tạo trầm tích là các vụn lục nguyên cát, bột, sét, than và cả carbonat. Môi trƣờng trầm tích của phụ tầng này đƣợc lắng đọng trong môi trƣờng xen kẽ giữa lục địa, vũng vịnh và biển nông ven bờ. Chiều dày trầm tích của phụ tầng này đạt từ 2.500 đến 4.000 mét.
- Phụ tầng cấu trúc trên: Phụ tầng cấu trúc trên này bao gồm các thành tạo trẻ có tuổi Pliocen và Đệ tứ, bao gồm các đá chủ yếu là cát, bột, sét chƣa gắn kết hoặc gắn kết yếu. Chúng đƣợc lắng đọng trong môi trƣờng trầm tích biển hoặc biển nông ven bờ, với chiều dày đạt từ 700 – 1100 mét.
33
Hình 2.8. Bảng tổng hợp đặc điểm địa chất bể Nam Côn Sơn