Thống Pliocen - Đệ Tứ - Hệ tầng Biển Đông (N2 - Q - bd)
Trầm tích của hệ tầng mang tên Biển Đông đặc trưng cho trầm tích trong giai đoạn hình thành thềm lục địa Biển Đông. Trong bể Nam Côn Sơn, mặt cắt đặc trưng của hệ tầng tại GK 12A-1X từ độ sâu 600 - 1900m bao gồm chủ yếu là cát, bột, sét màu xám, xám trắng, vàng nhạt, chứa nhiều glauconit và hoá đá động vật biển Foraminifera, Mollusca, Bryozoa v..v.
Trầm tích hệ tầng Biển Đông phát triển rộng khắp trên toàn khu vực và có bề dày rất lớn đặc biệt tại các lô thuộc phía Đông của bể (chiều dày > 1500m). Đá của hệ tầng chủ yếu là sét, sét kết, sét vôi màu xám trắng, xám xanh đến xám lục, bở rời hoặc gắn kết yếu có chứa nhiều glauconit, pyrit và phong phú các hoá đá biển. Phần dưới có xen kẽ các lớp mỏng cát, cát kết, bột hoặc cát chứa sét (khu vực lô 10, 11-1 và 12). Tại các phần nâng cao phía Đông của lô 06 đá cacbonat ám tiêu phát triển một cách liên tục cho đến đáy biển hiện nay.
Cát kết xám trắng, hạt nhỏ đến mịn, độ lựa chọn mài tròn tốt, chứa nhiều Foraminifera, glauconit, xi măng giàu cacbonat và sét. Cát kết dạng turbidit được
trầm đọng ở phần sườn của thềm lục địa đã được xác định ở G K 05-1b-TL-1X (dày 1-1,5 m), tại đây cát có độ rỗng khoảng 20% và có chứa dầu.
Các lớp sét kết có thành phần khá đồng nhất, được thành tạo trong môi trường biển nông đến biển sâu. Phần lớn sét chỉ chứa một tỷ lệ rất nhỏ (thường không quá 10%) các hạt có kích cỡ bột và cát. Mặc dầu mức độ gắn kết của đá còn kém nhưng với bề dày các lớp sét rất lớn đặc biệt tại các lô phía Đông và phân bố khá ổn định trong toàn khu vực, với thành phần sét còn có mặt một lượng đáng kể khoáng vật montmorilonit có tính trương nở mạnh. Tất cả những đặc điểm nêu trên tập trầm tích hạt mịn thuộc hệ tầng Biển Đông được coi là tập chắn dầu và khí trung bình tốt mang tính chất toàn khu vực.
Hệ tầng Biển Đông được hình thành trong môi trường trầm tích thềm biển liên quan đến đợt biển tiến Pliocen trong toàn khu vực Biển Đông.
2.2 ĐẶC ĐIỂM KIẾN TẠO BỂ NAM CÔN SƠN 2.2.1. Các yếu tố cấu trúc chính
Bể Nam Côn Sơn phát triển chồng trên các kiến trúc của nền Indosinia bị hoạt hoá mạnh mẽ trong Phanerozoi và sau cùng là đai hoạt hoá macma kiến tạo Mesozoi muộn. Cộng ứng với quá trình này ở phía Ðông nền Indosinia - vùng biển rìa Ðông Việt Nam xảy ra quá trình tách giãn đáy biển rìa vào Oligocen với trục giãn đáy phát triển kéo dài theo phương Ðông Bắc - Tây Nam. Quá trình tách giãn đáy Biển Ðông đã đẩy rời xa hai khối vi lục địa Hoàng Sa, Trường Sa trên thềm lục địa Việt Nam, mở đầu thời kỳ hình thành và phát triển các bể trầm tích Kainozoi tương ứng (Theo T.y.Lee, L.A.Lawer). Bể Nam Côn Sơn với hai đới trũng sâu: trũng Bắc và trũng Trung tâm có hướng trục sụt lún cùng hướng trục giãn đáy Biển Ðông và nằm phù hợp trực tiếp trên phương kéo dài của trục giãn đáy Biển Ðông là bằng chứng của sự ảnh hưởng này.
Trên cơ sở thành phần và sự phân bố các thành tạo trầm tích cũng như các hệ thống đứt gẫy, cấu trúc của bể Nam Côn Sơn bao gồm một số đơn vị sau:
- Đới phân dị phía Tây (C) - Đới phân dị chuyển tiếp (B) - Đới sụt phía Đông (A)
Hình 2.2. Bản đồ các yếu tố cấu trúc của bể Nam Côn Sơn
(Theo VPI,2014)
2.2.1.1. Đới phân dị phía Tây (C)
Đới nằm ở phía Tây bể trên các lô 27, 28, 29 và nửa phần Tây các lô 19, 20, 21, 22. Ranh giới phía Đông của đới được lấy theo hệ đứt gãy Sông Đồng Nai. Đặc trưng cấu trúc của đới là sự sụt nghiên khu vực về phía Đông theo kiểu xếp chồng do kết quả hoạt động đứt gãy – khối chủ yếu theo hướng Bắc – Nam, tạo thành các
trũng hẹp sâu ở cánh Tây của các đứt gãy, đặc biệt là đứt gãy lớn đi kèm các dải nâng. Dựa vào đặc điểm cấu trúc của móng, đới phân dị phía Tây được phân thành 2 đơn vị (phụ đới) có đặc trưng cấu trúc tương đối khác nhau, ranh giới phân chia là đứt gãy Sông Hậu
- Phụ đới rìa Tây (C1): Phụ đới này phát triển ở cánh Tây đứt gãy Sông Hậu và tiếp giáp trực tiếp với đới nâng Khorat – Natuna phương á kinh tuyến. Địa hình móng trước Kainozoi khá bình ổn, tạo đơn nghiêng đổ dần về phía Đông. Trong các trũng hẹp sâu kề đứt gãy Sông Hậu có khả năng tồn tại đầy đủ lát cắt trầm tích Kainozoi với chiều dày khoảng 3.500m – 4.000m. - Phụ đới phân dị phía Tây (C2): Phụ đới nằm giữa hai đứt gãy sông Hậu và
sông Đồng Nai là phụ đới phân dị phía Tây. Ngoài các đứt gãy theo phương kinh tuyến chiếm ưu thế còn phát triển các hệ đứt gãy phương Đông Bắc – Tây Nam, Đông – Tây. Địa hình móng phân dị phức tạp, quá trình nâng – sụt dạng khối và phân dị mạnh mẽ. Phụ đới này gồm các trũng hẹp sâu và các dải nâng xen kẽ, trũng sâu nhất 6000m. Ở nửa phía Đông của phụ đới có mặt đầy đủ lát cắt trầm tích của phức hệ cấu trúc lớp phủ, ngoại trừ trên dải nâng cấu tạo 28a, 29a, ở cánh Đông đứt gãy sông Hậu vắng mặt trầm tích Oligocen và Miocen dưới.
2.2.1.2. Đới phân dị chuyển tiếp (B)
Đới này có ranh giới phía Tây là đứt gãy Sông Đồng Nai, phía Đông và Đông Bắc là hệ đứt gãy Hồng – Tây Mãng Cầu. Ranh giới phía Nam là khối móng nhô cao (phần cuối của đới nâng Natuna) với độ sâu 1000 – 1500m. Đới mang đặc tính cấu trúc chuyển tiếp từ đới phân dị phía Tây kéo sang phía Đông và từ đới nâng Côn Sơn kéo xuống phía Nam. Đới bị chia cắt bởi các hệ đứt gãy phương Bắc – Nam, Đông Bắc – Tây Nam, Đông – Tây.
Địa hình móng phân dị, thể hiện đặc tính sụt lún dạng bậc, sâu dần từ đới nâng Côn Sơn về phía Đông Nam và từ phía Nam (cận Natuna) lên phía Bắc, nơi sâu nhất thuộc vùng tiếp nối của các lô 11-2 với 12-W. Đới phân dị chuyển tiếp được chia thành 2 đơn vị cấu trúc (phụ đới) sau:
- Đới phân dị phía Bắc (B1): Đây là phần phát triển dọc rìa Đông Nam của đới nâng Côn Sơn, với hệ đứt gãy ưu thế có phương Đông Bắc – Tây Nam và á kinh tuyến. Nhìn chung, các đứt gãy có biên độ tăng dần theo vị trí từ Tây sang Đông (từ vài trăm met đến 1000-2000m). Địa hình móng có dạng
bậc thang, chìm nhanh về Đông Nam, sâu nhất 6000m. Phủ trên móng chủ yếu là các trầm tích từ Miocen đến đệ tứ. Các trầm tích Oligocen có bề dày không lớn và vắng mặt ở phần Tây, Tây Bắc của phụ đới, nói chung bị vát mỏng nhanh theo hướng từ Đông sang Tây và Đông Nam lên Tây Bắc. Trong phụ đới này đã phát hiện các cấu trúc vòm kề đứt gãy, phương Đông Bắc – Tây Nam và thường bị đứt gãy phân cắt thành các khối. Phần Nam của phụ đới có mặt một số cấu tạo hướng vĩ tuyến. Địa hình móng thể hiện đặc tính sụt lún từ từ theo hướng Tây sang Đông và từ Bắc xuống Nam. - Phụ đới cận Natuna (B2): Đặc trưng của phụ đới cận Natuna là cấu trúc
dạng khối, chiều sâu của móng khoảng 5000m đến 5500m. Tại đây phát triển hai hệ thống đứt gãy kinh tuyến và á vĩ tuyến. Trong phụ đới này đã phát hiện nhiều cấu trúc vòm.
2.2.1.3. Đới sụt phía Đông (A)
Đới sụt phía Đông gồm diện tích rộng lớn ở trung tâm và phần Đông bể Nam Côn Sơn, với đặc tính kiến tạo sụt lún, đứt gãy hoạt động nhiều pha chiếm ưu thế. Địa hình móng phân dị mạnh với chiều sâu thay đổi từ 2500m trên phụ đới nâng Mãng Cầu đến hơn 10.000m ở trung tâm của trũng sâu. Mặt khác ở trung tâm các trũng sâu, đặc trưng cấu trúc của móng cũng chưa được xác định. Đới sụt phía Đông được phân chia làm 5 đơn vị cấu trúc (phụ đới) sau:
- Phụ đới trũng Bắc (A1): Nằm ở giữa phụ đới nâng Mãng Cầu (ở phía Nam và Tây Nam) và phụ đới phân dị Bắc (ở phía Bắc, Tây – Bắc) là phụ trũng Bắc. Nó phát triển như một trũng giữa đới nâng tới cuối Miocen giữa – đầu Miocen muộn. Ranh giới phía Đông của phụ đới chưa xác định tõ. Phụ đới này được đặc trưng bởi phương cấu trúc và đứt gãy Đông Bắc – Tây Nam có biên độ từ vài trăm đến hơn 1000m. Các đứt gãy đã chia cắt móng, tạo địa hình không cân xứng, dốc đứng ở cánh Nam và Tây Nam, thoải dần ở cánh Bắc – Tây Bắc. Bề dày trầm tích Kainozoi thay đổi từ 4000m đến 10000m và có mặt đầy đủ các trầm tích từ Eocen – Oligocen đến Đệ Tứ. Trên phần rìa Tây Bắc phụ đới trũng này phát hiện được các cấu trúc vòm nâng kề đứt gãy, còn ở phần phía Đông ngoài các vòm kề áp đứt gãy còn phát hiện được một số nâng dạng vòm. Các cấu trúc vòm nâng đều có độ sâu chôn vùi lớn.
- Phụ đới nâng Mãng Cầu (A2): Phụ đới Mãng Cầu gồm những lô 04-2, 04-3, một phần các lô 05-1A, 10 và 11-1. Phụ đới nâng Mãng Cầu phát triển kéo dài hướng Đông Bắc – Tây Nam dọc hệ thống đứt gãy cùng phương ở phía Bắc. Trong quá trình tiến hóa phụ đới bị chia cắt thành nhiều khối bởi các hệ đứt gãy chủ yếu có phương Đông Bắc – Tây Nam dọc hệ thống đứt gãy cùng phương ở phía Bắc. Trong quá trình tiến hóa phụ đới bị chia cắt thành nhiều khối bởi các hệ đứt gãy chủ yếu có phương Đông Bắc – Tây Nam và á kinh tuyến. Địa hình móng phân dị mạnh, biến đổi từ 2500m ở phía Tây đến 7000m ở phần rìa Đông phụ đới. Thành phần móng chủ yếu là các thành tạo granit, granodiorit tuổi Mosozoi muộn. Nhiều cấu tạo vòm, bán vòm và thành tạo Carbonat phát triển kế thừa trên các khối móng ở đây. Trong suốt quá trình phát triển địa chất từ Eocen đến Miocen, phụ đới nâng Mãng Cầu đóng vai trò như một dải nâng giữa trũng, ngăn cách giữa hai trũng lớn nhất ở bể Nam Côn Sơn (phụ đới trũng Bắc và phụ đới trũng Trung Tâm). Nhưng từ Pliocen đến Đệ Tứ nó tham gia vào quá trình lún chìm khu vực chung của bể - giai đoạn phát triển thềm lục địa hiện đại.
- Phụ đới trũng Trung Tâm (A3): Phụ đới này nằm giữa 2 phụ đới: phụ đới nâng Dừa (ở phía Nam) và phụ đới nâng Mãng Cầu (ở phía Bắc), chiếm một diện tích rộng lớn gồm các lô 05-1, 05-2, 05-3 và một phần các lô 11,12E, 06. Ranh giới về phía Đông còn chưa đủ tài liệu để xác định cụ thể. Phụ đới trũng trung tâm phát triển chủ yếu theo phương Đông – Đông Bắc, mở rộng về phía Đông, thu hẹp dần về phía Tây. Theo hướng từ Tây sang Đông trũng có dạng lòng máng, trũng có xu hướng chuyển trục lún chìm từ á vĩ tuyến sang á kinh tuyến. Phụ đới trũng Trung Tâm có bề dày trầm tích Kainozoi dày từ 5000-14000m và có đầy đủ các trầm tích từ Eocen – Oligocen đến Đệ Tứ. Trên phụ đới này đã phát hiện được nhiều cấu trúc vòm, vòm kề đứt gãy, song độ sâu chôn vùi của các cấu trúc này khá lớn. Ngoài ra, tồn tại khá nhiều cấu trúc dạng khối đứt gãy, dạng vòm cuốn và dạng hình hoa .
- Phụ đới nâng Dừa (A4): Phụ đới nâng Dừa giữ vai trò ngăn cách giữa phụ đới trũng Trung Tâm và phụ đới trũng Nam, phát triển theo hướng Đông Bắc – Tây Nam. Trên phụ đới này phát hiện nhiều cấu trúc vòm nâng liên quan đến thành tạo Carbonat
- Phụ đới trũng Nam (A5): Phụ đới nằm ở phía Nam, Đông Nam bể Nam Côn Sơn thuộc diện tích các lô 06, 07, 12E và 13, phía Tây tiếp giáp với phụ đới cận Natuna. Ranh giới phía Đông chưa xác định cụ thể, song có lẽ được lưu thông với trũng phía Tây bể Sarawak. Chiều sâu của móng ở đây thay đổi từ 4000m đến 6000m.
2.2.2. Hệ thống đứt gãy
Ở bể Nam Côn Sơn phát triển các hệ thống đứt gãy chính sau: - Hệ thống đứt gãy phương Bắc – Nam
- Hệ thống đứt gãy phương Đông Bắc – Tây Nam - Hệ thống đứt gãy phương Đông – Tây
2.2.2.1. Hệ thống đứt gãy phương Bắc - Nam
Hệ thống đứt gãy này tập trung trên đới phân dị phía Tây, phụ đới nâng cận Natuna. Các đứt gãy thuộc hệ thống này có chiều dài lớn, biên độ của đứt gãy thay đổi trong khoảng vài trăm mét đến 1000m, một số đứt gãy có biên độ đạt tới 2000- 4000m. Dọc các đứt gãy thuộc hệ thống này phát triển các trũng sâu, hẹp ở cánh sụt và các dải cấu trúc vòm kề đứt gãy ở cánh nâng. Các đứt gãy khu vực gồm:
- Đứt gãy Sông Hậu phát triển dọc lô 27, 28, 29 có mặt trượt đổ về phía Tây, biên độ biến đổi lớn, từ vài trăm mét đến 2500m. Ở phạm vi lô 28 và phần Bắc lô 29 phát triển dọc theo cánh Tây của đứt gãy là một hệ trũng hẹp sâu tới 5000m. Dọc theo cánh Đông là dải cấu tạo bán lồi kề đứt gãy (ở 27A, 28A, 29A). Đứt gãy này là ranh giới phía Đông của phụ đới rìa Tây.
- Đứt gãy Sông Đồng Nai phát triển dọc lô 19, 20, 21, 22 có mặt trượt đổ về phía Tây, biên độ biến đổi lớn từ vài trăm mét đến 4000m. Ở ranh giới lô 19, 20 là 1000 - 2000m. Ở lô 21 và Nam lô 22 dọc theo đứt gãy phát triển các trũng hẹp sâu đến 6000m ở cánh sụt và các cấu trúc vòm nâng ở cánh nâng kéo dài cùng phương. Đứt gãy Sông Đồng Nai là ranh giới phân chia phía Đông của đới phân dị phía Tây và các đới khác của Bể.
- Đứt gãy phát triển dọc lô 12, 13, 11-2, 11-1, 10 và 04-2 gọi là đứt gãy Hồng - Tây Mãng Cầu. Đứt gãy có mặt trượt đổ về phía Đông, biên độ thay đổi từ vài trăm mét đến 2000m. Dọc đứt gãy này phát triển các cấu trúc bán vòm Hồng Ngọc, 12-C, Rồng Bay, Cá Chó, Ngựa Bay.
Nhìn chung các đứt gãy thuộc hệ Bắc - Nam đều xuất phát từ móng, hoạt động mạnh sau trầm tích ở Paleogen, giảm dần mức độ hoạt động và đa số đồng trầm tích trong Miocen, chỉ có một số ít đứt gãy phát triển đến cuối Miocen trên.
2.2.2.2. Hệ thống đứt gãy phương Đông Bắc - Tây Nam
Chúng phân bố tập trung trên phụ đới phân dị phía Bắc và đới trũng Trung tâm. Các đứt gãy thuộc hệ thống này có chiều dài nhỏ hơn các đứt gãy của hệ thống Bắc - Nam, biên độ biến đổi lớn dọc theo phương kéo dài của đứt gãy từ vài trăm mét đến 3000m. Ở phụ đới phân dị Bắc từ 1000 - 3000m, trong phụ đới trũng Bắc và vùng giáp ranh với phụ đới phân dị Bắc từ 1800-3500m. Tại các đới cấu trúc nêu trên đa phần các đứt gãy có mặt trượt đổ về phía Đông Nam, tạo lên sự sụt bậc mạnh, từ đới nâng Côn Sơn qua phụ đới phân dị Bắc về trung tâm phụ đới trũng Bắc. Dọc theo các đứt gãy này phát triển nhiều cấu trúc vòm, vòm kề đứt gãy kéo dài cùng phương.
Nhìn chung, hệ thống đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam phát triển lâu dài từ trước Oligocen - hết Miocen, một số còn phát triển đến Pliocen (ở khu vực lô 04-1, 04-3)
2.2.2.3. Hệ thống đứt gãy phương Đông – Tây
Nhìn chung hệ thống đứt gãy này phát triển không phổ biến, chiều dài không lớn, phân bố không tập trung, tồn tại từ trước Oligocen và chủ yếu kết thúc hoạt động trong Miocen dưới - giữa. Hệ thống đứt gãy này có một số đứt gãy sau:
- Đứt gãy rìa Bắc phụ đới nâng Mãng Cầu là ranh giới giữa phụ đới nâng và