Thạc Sĩ Địa tầng, Cấu trúc kiến tạo, lịch sử phát triển địa chất và phân vùng triển vọng dầu khí thềm lục đị

mục lục
Trang
Phần 1
Địa tầng các bồn trầm tích Kainozoi

1
1. Cơ sở phân chia địa tầng Kainozoi 1
2. Địa tầng các bồn trầm tích Kainozoi 2
2.1. Địa tầng trầm tích Kainozoi bồn Sông Hồng 2
2.2. Địa tầng trầm tích Kainozoi bồn Phú Khánh 11
2.3. Địa tầng trầm tích Kainozoi nhóm bồn Tr-ờng Sa và Hoàng Sa 12
2.4. Địa tầng trầm tích Kainozoi bồn T- Chính - Vũng Mây 13
2.5. Địa tầng trầm tích Kainozoi bồn Cửu Long 13
2.6. Địa tầng trầm tích Kainozoi bồn Nam Côn Sơn 20
2.7. Địa tầng trầm tích Kainozoi bồn Malay - Thổ Chu 24
3. Đối sánh địa tầng trầm tích Kainozoi Biển Đông và Kế Cận 28

Phần 2
Cấu trúc kiến tạo và lịch sử phát triển địa chất các bồn trầm tích
Kainozoi Biển Đông và kế cận


32
1. Bồn Sông Hồng
2. Bồn Beibu (Lôi Châu - Bạch Long Vĩ) 38
3. Bồn Nam Hải Nam 41
4. Bồn Phú Khánh 42
5. Bồn Cửu Long 46
6. Bồn Nam Côn Sơn 52
7. Bồn Malay - Thổ Chu 59
8. Bồn T- Chính - Vũng Mây 65
9. Bồn Tr-ờng Sa 72
10. Các bồn trên thềm lục địa Việt Nam 73
11. Nhóm bồn Hoàng Sa 74
12. Nhóm bồn Đệ tam ở Nam và Đông Nam Biển Đông 75

Phần 3
Tài nguyên dầu khí thềm lục địa Việt Nam

78
1. Khái quát 78
2. Bể Sông Hồng 78
3. Bể Cửu Long 82

Tài liệu tham khảo 103 1
Phần I
Địa tầng các bồn trầm tích kainozoi

1. Cơ sở phân chia địa tầng Kainozoi

Trầm tích Đệ tam phân bố ở khu vực biển Đông, đặc biệt trên thềm lục địa Việt
Nam. Phần lớn chúng tập trung trong các bể trầm tích, có nơi dày trên 10.000m.
Nghiên cứu địa tầng trầm tích Đệ Tam trong thời gian qua gắn liền với quá trình tìm
kiếm - thăm dò dầu khí và đã có những kết quả đáng khích lệ.
Cho đến nay sau hơn nửa thế kỷ, công tác tìm kiếm - thăm dò dầu khí đã trải
khắp trên các bể trầm tích Đệ tam thềm lục địa Việt Nam. Một khối l-ợng khổng lồ các
tài liệu địa chất - địa vật lý đã đ-ợc thu thập. Hàng chục vạn km tuyến địa chấn đã
đ-ợc xử lý. Hàng trăm giếng khoan đã có kết quả phân tích. Nhiều báo cáo về trầm
tích, cổ sinh, carota và địa chấn địa tầng cùng với hàng loạt các báo cáo tổng hợp của
các cơ quan nghiên cứu, các công ty trong và ngoài n-ớc nh- Liên đoàn địa chất 36,
Viện Dầu khí Việt Nam, Công ty TOTAL, BP, SHELL, FINA, MOBIL, UNOCALL,
VIETSOPETRO, JVPC, IDEMITSU, PETRONAS v.v .Hầu hết các báo cáo đều đề cập đến
khía cạnh địa tầng, song mức độ nghiên cứu của từng báo cáo có nét khác nhau. Những
kết quả đó đã đ-ợc các tác giả Golovenok v.k - Lê Văn Chân (1960 - 1970), Paluxtovich
- Nguyễn Ngọc Cự (1971), Vũ Văn Nhi (1975) Sevostianov (1977), Phạm Hồng Quế
(1981), Nguyễn Giao (1982), Lê Văn Cự (1982), J.Moris (1993), C.Sladen (1997) Ngô
Th-ờng San (1981, 1987), Lê Đình Thám (1992) Đỗ Bạt - Phan Huy Quynh (1985, 1993, 2002) .
Nghiên cứu tổng hợp và trình bày trên các bảng 1, 2, 3, 4.
Đặc biệt kết quả nghiên cứu gần đây nhất đã đ-ợc Đỗ Bạt, Phan Huy Quynh,
Ngô Xuân Vinh, Phan Giang Long và Nguyễn Quý Hùng tổng hợp vào năm 2002, đ-ợc
xem là tài liệu địa tầng sử dụng phổ biến trong tìm kiếm thăm dò dầu khí các bể trầm
tích Đệ tam thềm lục địa Việt Nam cả về ph-ơng pháp nghiên cứu và kết quả đạt đ-ợc.
Nghiên cứu địa tầng thực chất là phân chia các đơn vị địa tầng và đối sánh
chúng với nhau. Cơ sở để giải quyết nhiệm vụ này chủ yếu đ-ợc dựa theo "Quy phạm
về địa tầng Việt Nam - 1994" và "H-ớng dẫn địa tầng quốc tế - 1993, 2000".
Nguyên tắc cơ bản ở đây là: Các đá phân lớp của vỏ trái đất có thể đ-ợc phân
chia và tập hợp từng nhóm lớp thành những phân vị địa tầng theo đặc điểm khác nhau
của chúng nh- thành phần đá, thành phần thạch học, tính chất vật lý (độ rỗng , độ
thấm , độ dẫn điện, trở sóng địa chấn v.v.). Phù hợp với nguyên tắc này, những ph-ơng
pháp chính đã đ-ợc sử dụng trong nghiên cứu là: Thạch địa tầng, Sinh địa tầng và Địa
chấn địa tầng
Do đặc điểm của vùng nghiên cứu là các trầm tích bị phủ , không trực tiếp quan
sát đ-ợc, các giếng khoan xa nhau, tỷ lệ mẫu lõi rất hạn chế v.v. nên để xây dựng cột
địa tầng tổng hợp của từng giếng khoan, từng vùng, từng bồn trũng và liên hệ, liên kết 2
với khu vực phụ cận chúng tôi đã phối hợp, tổng hợp các ph-ơng pháp nghiên cứu vừa
nêu trên, khắc phục yếu điểm và bổ xung các thế mạnh cho nhau giữa ph-ơng pháp
này và ph-ơng pháp khác. Việc tổng hợp này sẽ tuân theo các nguyên tắc chủ yếu sau:
- Các phân chia thạch địa tầng là đơn vị cơ bản. Đặc điểm của chúng đ-ợc xác
định bằng các tài liệu trầm tích, cổ sinh, carota và địa chấn.
- Tuổi của các đơn vị địa tầng dựa theo tài liệu cổ sinh
- Ranh giới của các đơn vị địa tầng th-ờng đ-ợc xác định theo tài liệu carota,
còn đặc tr-ng của các mặt bất chỉnh hợp, các đơn vị địa tầng th-ờng dựa theo các tài
liệu địa chấn.
- Liên hệ liên kết địa tầng giữa các vùng dựa theo tuổi trầm tích đ-ợc xác định
theo tài liệu cổ sinh và theo dõi các tập địa chấn địa tầng mang tính khu vực.
Kết quả của sự tổng hợp trên đây sẽ cho bức tranh toàn cảnh địa tầng trầm tích
Đệ tam thềm lục địa Việt Nam.
2. Địa tầng các bồn trầm tích kainozoi
2.1. địa tầng trầm tích Kainozoi bồn Sông Hồng
2.1.1. Trũng Hà Nội - Vịnh Bắc Bộ (Phần Bắc bể sông Hồng)
PALEOGEN - NEOGEN
Hệ tầng Phù Tiên (E 2 pt)
Mặt cắt chuẩn đ-ợc mô tả tại GK.104 (hình 1) Phù Tiên-H-ng Yên từ độ sâu
3544 m đến 3860 m bao gồm cát kết, sét bột kết màu nâu tím, màu xám xen các lớp
cuội kết có độ hạt rất khác nhau từ vài cm đến vài chục cm. Thành phần hạt cuội
th-ờng là ryolit, thạch anh, đá phiến kết tinh và quarzit. Cát kết có thành phần đa
khoáng, độ mài tròn và chọn lọc kém, nhiều hạt thạch anh, calcit bị gặm mòn, xi măng
calcit-sericit. Bột kết rắn chắc th-ờng màu tím chứa sericit và oxyt sắt. Trên cùng là
lớp cuội kết hỗn tạp màu tím, màu đỏ xen các đá phiến sét với nhiều vết tr-ợt láng
bóng. Bề dày của hệ tầng tại giếng khoan này đạt 316 m.
ở ngoài khơi vịnh Bắc Bộ, hệ tầng Phù Tiên đã đ-ợc phát hiện ở GK. 107- TPA
(3050-3535 m) với cuội sạn kết có kích th-ớc nhỏ, thành phần chủ yếu là các mảnh đá
granit và đá biến chất xen với cát kết, sét kết màu xám, màu nâu có các mặt tr-ợt hoặc
bị phân phiến mạnh. Các đá kể trên bị biến đổi thứ sinh mạnh. Bề dày hệ tầng ở đây
khoảng 485 m (hình 2).
Trên các mặt cắt địa chấn, hệ tầng Phù Tiên đ-ợc thể hiện bằng tập địa chấn
nằm ngang phủ bất chỉnh hợp ngay trên mặt đá móng tr-ớc Đệ Tam. Tuy nhiên, nó chỉ
đ-ợc theo dõi tốt ở vùng vịnh Bắc Bộ. Tập địa chấn này có các phản xạ biên độ cao, tần
số thấp, độ liên tục từ trung bình đến kém ở vùng trũng Hà Nội và chuyển sang dạng 3
phản xạ song song, độ liên tục tốt, biên độ cao ở vịnh Bắc Bộ.
Tuổi Eocen của hệ tầng đ-ợc xác định dựa theo các dạng bào tử phấn hoa, đặc
biệt là Trudopollis và Ephedripites. Nguyễn Địch Dỹ (1981) và Phạm Quang Trung
(1998) cho rằng chúng có tuổi Creta-Paleogen, có nhiều khả năng là Eocen. Tuy nhiên,
dựa vào quan hệ nằm d-ới các trầm tích Oligocen (hệ tầng Đình Cao), nên xếp hệ tầng
Phù Tiên vào Eocen. Hệ tầng đ-ợc thành tạo trong môi tr-ờng s-ờn tích - sông hồ. Đó
là các trầm tích lấp đầy các địa hào sụt lún nhanh.
Hệ tầng nằm không chỉnh hợp trên đá móng tr-ớc Đệ Tam.
OLIGOCEN
Hệ tầng Đình Cao (E 3 đc)
Hệ tầng mang tên xã Đình Cao, nơi đặt GK. 104 xã Đình Cao huyện Phù Tiên-
H-ng Yên. Tại đây, từ độ sâu 2396 đến 3544 m, mặt cắt chủ yếu gồm cát kết màu xám
sáng, xám sẫm đôi chỗ phớt tím, xen các lớp kẹp cuội kết dạng puđing, sạn kết chuyển
lên các lớp bột kết, sét kết màu xám, xám đen, rắn chắc xen ít lớp cuội sạn kết. Các
đ-ờng cong đo địa vật lý lỗ khoan phân dị rõ với giá trị điện trở cao. Bề dày của hệ tầng
ở mặt cắt này là 1148 m.
Hệ tầng Đình Cao phát triển mạnh ở Đông Quan, Thái Thuỵ, Tiền Hải và vịnh
Bắc Bộ, bao gồm cát kết xám sáng, sáng xẫm, hạt nhỏ đến vừa, ít hạt thô, đôi khi gặp
cuội kết, sạn kết có độ lựa trọn trung bình đến tốt. Đá gắn kết chắc bằng xi măng
cacbonat, sét và oxýt sắt. Cát kết đôi khi chứa Glauconit (GK. 104-QN, 107-TPA). Sét
kết xám sáng, xám sẫm có các mặt tr-ợt láng bóng, đôi chỗ có các thấu kính than hoặc
các lớp kẹp mỏng sét vôi, chứa hoá thạnh động vật. Chiều dầy hệ tầng thay đổi từ 300-
1148m.
Trên mặt cắt địa chấn, hệ tầng Đình Cao đặc tr-ng bằng các phản xạ mạnh,
biên độ cao, độ liên tục trung bình, nằm xiên, gián đoạn xâm thực thể hiện các trầm
tích vụn thô chân núi hay aluvi. Phần d-ới của mặt cắt có các phản xạ không liên tục,
biên độ trung bình. Đặc biệt còn nhận thấy phần đáy của tập đ-ợc thể hiện bằng các
mặt kề áp, một pha, độ liên tục kém, biên độ cao. Đây chính là mặt bất chỉnh hợp giữa
các hệ tầng Đình Cao và Phù Tiên. ở các giếng khoan 203, 81, 204, 200, 106 các trầm
tích bị vò nhàu và dốc đứng đến 80 0 với chiều giếng khoan.
Trong hệ tầng Đình Cao mới chỉ tìm thấy các vết in lá thực vật, bào tử phấn
hoa, Diatomeae, Pediatrum và động vật n-ớc ngọt.
Tuổi Oligocen của phức hệ nói trên dựa theo: Cicatricosisporites dorogensis
(LAD trong Oligocen muộn), Lycopodiumsporites neogenicus (chỉ trong Oligocen),
Gothanopollis bassensis (chỉ có trong Oligocen muộn), Florschuetzia trilobata (FAD
trong Eocen/Oligocen).
Hoá thạch động vật thân mềm n-ớc ngọt Viviparus kích th-ớc nhỏ. Tuy hóa
thạch này có khoảng phân bố địa tầng rất rộng (Creta-Neogen), nh-ng rất có ý nghĩa
trong việc đánh dấu đối với trầm tích Oligocen miền trũng Hà Nội, nên đ-ợc dùng để 4
nhận biết hệ tầng Đình Cao là “Các lớp chứa Viviparus nhỏ”.
Hệ tầng Đình Cao thành tạo trong môi tr-ờng đầm hồ - aluvi. Hệ tầng nằm
không chỉnh hợp trên hệ tầng Phù Tiên.
Điều đáng l-u ý là các tập bột kết và sét kết màu xám đen phổ biến ở trũng
Đông Quan và vịnh Bắc Bộ chứa l-ợng vật chất hữu cơ ở mức độ trung bình (0,54%).
Chúng đ-ợc xem là đá mẹ sinh dầu ở trũng Sông Hồng.
Neogen
Miocen d-ới
Hệ tầng Phong Châu (N 1
1 pch)
Tại mặt cắt chuẩn của hệ tầng (giếng khoan 100 xã Phong Châu-Thái Bình) từ
1820-3000m. Đặc tr-ng bằng sự xen kẽ liên tục giữa những lớp cát kết hạt vừa, hạt
nhỏ màu xám trắng, xám lục nhạt gắn kết rắn chắc với những lớp cát bột kết phân lớp
rất mỏng từ cỡ mm đến cm tạo thành các cấu tạo dạng mắt, thấu kính, gợn sóng và
đ-ợc gọi là các đá “dạng sọc”. Cát kết có xi măng chủ yếu là carbonat với hàm l-ợng cao
(25%). Khoáng vật phụ gồm nhiều glaucomit và pyrit. Bề dày của hệ tầng tại giếng
khoan này đạt tới 1180 m.
Hệ tầng Phong Châu phân bố chủ yếu trong dải Khoái Châu - Tiền Hải (GK.
100) và phát triển ra vịnh Bắc Bộ (GK. 103-TH) (hình 3) với sự xen kẽ giữa các lớp cát
kết, cát bột kết và sét kết chứa dấu vết than hoặc những lớp kẹp đá vôi mỏng (GK. 103-
TH, 103-HOL). Cát kết màu xám đến xám sẫm, hạt nhỏ đến vừa, ít hạt thô, chọn lọc
trung bình đến tốt, xi măng carbonat, ít sét. Sét kết màu xám sáng đến xám sẫm và
nâu đỏ nhạt, phân lớp song song, l-ợn sóng, với thành phần chủ yếu là kaolinit và ilit.
Bề dày của hệ tầng thay đổi từ 400 đến 1400m.
Trên các băng địa chấn (hình 4), hệ tầng Phong Châu đ-ợc thể hiện bằng các
tập phản xạ song song, độ liên tục tốt, với thế nằm biển tiến trên các khối nâng ở ngoài
khơi vịnh Bắc Bộ. Trong đồng bằng Bắc Bộ, các phản xạ có biên độ cao, gồm 1-2 pha
phản xạ mạnh có thể liên quan đến các lớp sét than.
Phan Huy Quynh, Đỗ Bạt (1985, 1993, 1995) đã thu thập đ-ợc nhiều dạng bào
tử phấn hoa đã xác lập phức hệ Betula-Alnipollenites và đới Florschuetzia levipoli tuổi
Miocen sớm.
Hệ tầng Phong Châu đ-ợc thành tạo trong môi tr-ờng đồng bằng châu thổ (GK.
104) có xen nhiều pha biển (GK. 100) với các trầm tích biển tăng lên rõ rệt từ miền
trũng Hà Nội ra vịnh Bắc Bộ. Hệ tầng nằm không chỉnh hợp trên hệ tầng Đình Cao và
các đá cổ hơn.
Miocen giữa
Hệ tầng Phủ Cừ ((N 1
2 pc)
Hệ tầng Phủ Cừ đ-ợc mô tả lần đầu tại GK. 2 (960 -1180 m) trên cấu tạo Phủ
Cừ miền trũng Hà Nội. Tuy nhiên, khi đó ch-a gặp đ-ợc phần chân của hệ tầng và mặt cắt đ-ợc mô tả bao gồm các trầm tích đặc tr-ng bằng tính chu kỳ rõ rệt với các lớp
cát kết hạt vừa, cát bột kết phân lớp mỏng (dạng sóng, thấu kính, phân lớp xiên), bột
kết, sét kết cấu tạo khối chứa nhiều hóa thạch thực vật, dấu vết động vật ăn bùn,
trùng lỗ và các vỉa than nâu. Cát kết có thành phần ít khoáng, độ lựa chọn và mài tròn
tốt, khoáng vật phụ ngoài turmalin, zircon, đôi nơi gặp glauconit và granat là những
khoáng vật không thấy trong hệ tầng Phong Châu.
Sau này, Phan Huy Quynh, Đỗ Bạt (1983) và Lê Văn Cự (1985) khi xem xét lại
toàn bộ các mặt cắt của hệ tầng Phù Cừ tại các giếng khoan sâu xuyên qua toàn bộ hệ
tầng (GK. 100, 101, 102, 204) và quan hệ của chúng với hệ tầng Phong Châu nằm d-ới,
theo quan điểm về nhịp và chu kỳ trầm tích đã chia hệ tầng Phủ Cừ thành 3 phần, mỗi
phần là một nhịp trầm tích bao gồm cát kết, bột kết, sét kết có chứa than và hóa thạch
thực vật. Một vài nơi gặp trùng lỗ và thân mềm n-ớc lợ.
Các nghiên cứu tiếp theo cho thấy hệ tầng Phù Cừ phát triển rộng khắp trong
trũng Hà Nội, có bề dày mỏng ở vùng Đông Quan và phát triển mạnh ở vịnh Bắc Bộ với
thành phần trầm tích gồm cát kết, sét bột kết, than và đôi nơi gặp các lớp mỏng
carbonat. Cát kết có màu xám sáng đến xám lục nhạt, th-ờng hạt nhỏ đến vừa, đôi khi
hạt thô (GK.104-QN), chọn lọc trung bình đến tốt, phổ biến cấu tạo phân lớp mỏng,
thấu kính, l-ợn sóng, đôi khi dạng khối chứa nhiều kết hạch siderit, đôi nơi có
glauconit (các GK. 100, 102, 110, 104, 204, 107-TPA ). Cát kết có xi măng gắn kết
nhiều carbonat, ít sét. Sét bột kết xám sáng đến xám sẫm, chứa rất ít carbonat, ít vụn
thực vật và than nâu (GK. 103-TH) có ít lớp đá carbonat mỏng (GK. 103-TH, 107-PA).
Bề dày chung của hệ tầng thay đổi từ 1500 đến 2000 m
Trên mặt cắt địa chấn, hệ tầng Phủ Cừ đ-ợc thể hiện bằng các pha sóng phản
xạ có dạng song song hay hỗn độn, biên độ lớn, tần số cao, th-ờng liên quan đến các
tập chứa than. Ranh giới của hệ tầng với hệ tầng Phong Châu nằm d-ới có đặc tr-ng
sóng gồm 1 đến 2 pha phản xạ mạnh, biên độ cao, độ liên tục tốt.
Tuổi Miocen giữa của các phức hệ hoá thạch đ-ợc xác định theo Florschuetzia
trilobata với Fl. semilobata và theo Globorotalia mayeri, theo Orbulina universa (N9)
Hệ tầng Phù Cừ đ-ợc hình thành trong môi tr-ờng đồng bằng châu thổ quan
sát thấy ở các giếng khoan trong các vùng Kiến X-ơng, Xuân Thuỷ, Tiền Hải, nh-ng
xen các pha biển chuyển dần sang châu thổ, châu thổ ngập n-ớc - tiền châu thổ, theo
h-ớng tăng dần ra vịnh Bắc Bộ.
Hệ tầng Phủ Cừ nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Phong Châu.
Điều đáng l-u ý là sét kết của hệ tầng th-ờng có tổng hàm l-ợng vật chất hữu
cơ bằng 0,86%, đạt tiêu chuẩn của đá mẹ sinh dầu. Đồng thời cũng chính trong hệ tầng
này đã gặp những lớp đá có độ rỗng 14-16% và độ thấm khoảng vài chục mD. Trên
thực tế trong hệ tầng đã có những vỉa dầu và condensat đã và đang đ-ợc khai thác (mỏ
dầu Tiền Hải C, Thái Bình).