Bài giảng địa tầng phân tập và chu kỳ trầm tích

ĐÞa tÇng ph©n tËp vµ chu kú trÇm
tÝch
1. Các Khái niệm cơ bản về địa tầng phân tập
2. Sự thay đổi mực n ớc biển t ơng đối, chuyển
động kiến tạo và mực n ớc chân tĩnh
3. Địa tầng phân tập ở các môi tr ờng trầm tích
khác nhau
Nội dung cơ bản
4. quan hệ giữa địa tầng phân tập, t ớng và chu kỳ
trầm tích
5. Địa tầng phân tập ở các bể Đệ tam
Cỏc ịnh nghĩa Địa tầng phân tập:
Theo Emery và Myers, 1996, địa tầng phân tập là
các đơn vị trầm tích cộng sinh với nhau lấp đầy một
bể, ranh giới giữa các đơn vị th ờng trùng với mặt
ranh giới hai tập trầm tích hoặc bề mặt gián đoạn
trầm tích.
Theo J.C. Van Wagoner, H.W. Posamentier, R.M.
Mitchum, P.R. Vail, I.F. Sarg, T.S. Lautit và J. Hardenbol:
“Địa tầng phân tập là mối quan hệ giữa các đơn vị trầm
tích có cùng nguồn gốc trong khung địa tầng được giới
hạn với nhau bởi bề mặt bào mòn hoặc gián đoạn trầm
tích hoặc chỉnh hợp tương quan”
“Địa tầng phân tập là một khái niệm để chỉ những
mặt cắt địa tầng của các bể trầm tích trong đó ranh giới
các phân vị địa tầng được xác định dựa vào ranh giới các
chu kỳ thay đổi mực nước biển toàn cầu (chân tĩnh) và
sự sắp xếp có quy luật của các đơn vị trầm tích theo
không gian và theo thời gian”
- Tập (sequence) là một đơn vị cơ bản của địa tầng phân tập.
Giữa chúng có ranh giới là các bề mặt bào mòn hoặc các bề

mặt chỉnh hợp tương quan
Một tập (Sequence) bao gồm các “Miền hệ thống trầm tích”
(Systems tracts).
Miền hệ thống trầm tích là những vị trí khác nhau trong mặt
cắt của phức tập và được cấu thành bởi các phân tập
(parasequences) và nhóm phân tập (paraseqences set)
- Phân tập là đơn vị cơ bản nhỏ nhất tương ứng với một đơn vị
trầm tích cơ bản. Còn nhóm phân tập là bao gồm hai hay nhiều
phân tập tạo nên một tổ hợp cộng sinh các đơn vị trầm tích và
được giới hạn với nhau bởi bề mặt trầm tích ngập lụt của biển
(marine flooding) (trầm tích biển tiến)
2. Các đơn vị ĐTPT và bề mặt ranh giới
2. Các đơn vị ĐTPT và bề mặt ranh giới
Để nhận thức một cách rõ ràng hơn định nghĩa “địa
tầng phân tập” cần chú ý 3 nội dung cơ bản:
1/ Đơn vị trầm tích lấp đầy bể phải cộng sinh với nhau: Một
đơn vị trầm tích được hiểu là một thể trầm tích có hình dáng
nhất định. Các đơn vị trầm tích không nằm đơn độc riêng
biệt mà cộng sinh với nhau thành chuỗi theo không gian
(theo chiều ngang).
2/ Ranh giới giữa hai đơn vị trầm tích trùng với mặt ranh
giới giữa hai tập trầm tích hoặc bề mặt gián đoạn trầm tích.
Bề mặt gián đoạn có thể hình thành trong một thời gian
ngắn khi biển hạ thấp xuống chân mép thềm lục địa. Mặt
nghiêng của sườn bị phơi ra và bị bào mòn tương đối.
2. Các đơn vị ĐTPT và bề mặt ranh giới
3/ Các đơn vị trầm tích được thành tạo và xắp xếp thành
từng chuỗi hoặc từng lớp dày hay mỏng phụ thuộc vào 3
yếu tố:
- Sự thay đổi MNB (như một nguyên nhân trực tiếp).

- Sụt lún kiến tạo, tức các đứt gãy đồng trầm tích (như
một nguyên nhân gián tiếp).
- Khối lượng trầm tích mang tới nhiều hay ít.
2. Các đơn vị ĐTPT và bề mặt ranh giới
3. Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi
mực nước biển chân tĩnh
3.1. Sự thay đổi mực nước biển tương đối (Relative SL)
Sự thay đổi mực nước biển tương đối chính là sự thay đổi độ sâu
đáy biển tại khu vực nghiên cứu. Vì vậy mực nước biển thay đổi đôi
khi chỉ mang tính địa phương do chuyển động kiến tạo hoặc quá
trình tích tụ trầm tích quá nhanh chứ không phải do sự thay đổi mực
nước biển toàn cầu.
Mực nước biển chân tĩnh được
tính từ mực nước biển đến tâm
Trái đất. Mực nước chân tĩnh có
thể thay đổi do 3 nguyên nhân:
thể tích các bể đại dương thay
đổi, thể tích các sống núi đại
dương thay đổi và hoạt động
băng hà - gian băng
3.2. Mực nước biển chân tĩnh
(Eustatic SL)
3. Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi
mực nước biển chân tĩnh
3.3. Quan hệ giữa chuyển động kiến tạo - độ sâu đáy biển và bề
dày trầm tích
x
T4
K4
T3

K3
B1
K1
T1
B2
T2
K2
1
1
1
1
2
2
2
I
II
III
IV
1
§é s©u biÓn (B) = Biªn ®é kiÕn t¹o (K) - BÒ dµy trÇm tÝch (T)
B = K - T
I - §é s©u ®Çu tiªn (B1), mét tËp trÇm tÝch( ), bÒ dµy T1
II - §é s©u B2 = K2 - T2
III - §é s©u B3 = K3 - T3 = 0
IV - T4 = K4 - X (X lµ bÒ dµy xãi mßn)
a. Hệ thống trầm tích biển cao (highstand system tract) là phức hệ
trầm tích được hình thành khi mực nước biển chân tĩnh từ mức cao
nhất (highstand sea level) rồi hạ thấp dần. Lúc đó mặt cắt trầm tích
có sự phân dị độ hạt theo chiều thẳng đứng là dưới mịn trên thô.
Đây chính là tập trầm tích châu thổ.

3. Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi
mực nước biển chân tĩnh
3.4. Hệ thống trầm tích
b. Hệ thống trầm tích biển thấp (lowstand systems tract).
Khi biển thoái sẽ tạo ra một nhịp trầm tích aluvi hạt thô phân bố từ
trên đất liền xuống thềm lục địa gọi là hệ thống trầm tích biển thấp.
Toàn bộ phức hệ trầm tích này thực chất là hệ thống trầm tích biển
thoái bao gồm 3 đơn vị trầm tích cơ bản: aluvi, châu thổ trên thềm
lục địa và quạt sườn turbidit.
c. Bề mặt bào mòn biển thấp (lowstand erosion surface) là vị trí biển
thoái cực đại bào mòn tầng trầm tích có trước để lại các dấu vết đào
khoét của lòng sông cổ và làm phong hoá thấm đọng tầng trầm tích
ngập lụt cực đại của giai đoạn trước.
d. Từ ranh giới bề mặt bào mòn biển thấp thứ nhất đến ranh giới bề
mặt bào mòn biển thấp thứ 2 tạo nên 1 chu kỳ trầm tích tương ứng
với một chu kỳ thay đổi mực nước biển chân tĩnh (Eustatic cycle).
Chu kỳ trầm tích này cũng tương ứng với 1 parasequence set.
3. Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi
mực nước biển chân tĩnh
3.4. Hệ thống trầm tích
3. Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi
mực nước biển chân tĩnh
3.4. Hệ thống trầm tích
e. Hệ thống trầm tích biển tiến (transgressive systems tract) là
phức hệ trầm tích được tích tụ trong quá trình biển tiến. Trầm tích
có cấu tạo phủ chồng tiến (onlap). Thành phần độ hạt theo mặt cắt
từ dưới lên thay đổi từ thô đến mịn, ngược lại với mặt cắt biển thoái
là có thành phần độ hạt biến thiên từ mịn đến thô. Tuy nhiên đối với
trầm tích aluvi một nhịp của trầm tích aluvi từ lòng sông đến bãi bồi
tuy được thành tạo trong pha biển thoái song vẫn biến thiên độ hạt

từ thô đến mịn. Vì không chịu điều tiết trực tiếp của môi trường biển
mà là do điều tiết của năng lượng dòng chảy một chiều.
g. Hệ thống trầm tích biển tiến cực đại (maximum transgression)
được tích tụ trong giai đoạn biển tiến cực đại tạo nên một đồng
bằng ngập lụt biển chủ yếu là sét và sét bột (marine floading plain).
3. Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi
mực nước biển chân tĩnh
3.4. Hệ thống trầm tích
Ph ch m ủ ờ
(Onlap)
Bµo mßn c¾t côt
(Truncation)
Ph nãc ủ
(toplap)
Ranh giíi phức tËp
(Sequence boundary)
(Downlap surface)
4. Các kiểu cấu tạo
4. Các kiểu cấu tạo
4. Các kiểu cấu tạo
Mặt bào
mòn
Cấu tạo
nêm tăng
trưởng
Cấu tạo phân lơp ngang
song song
4. Các kiểu cấu tạo
Mặt bào mòn cắt xén
4. Các kiểu cấu tạo:Tập dưới(LST): Trầm tích phân lớp xiên chéo

đồng hướng tăng trưởng về phía biển (progradation) ;tập trên(TST):
Trầm tích có cấu tạo phân lớp ngang song song
1. Tiếp cận hệ thống và quan hệ nhân quả
T.Tích = f (MNB + Kiến tạo)
T.Tích = f (sông + sóng + biển)
Động lực biển
5. Phương pháp luận
TT
MNB
KT
2. Tiếp cận tiến hóa
-
Chu kỳ bậc 1:
-
Sự lặp lại các kiểu trầm tích (thạch học)
-
Sự lặp lại các nhóm tướng và tướng
-
Sự lặp lại các bề mặt bất chỉnh hợp
-
Chu kỳ nhiều bậc: bậc 1, bậc 2, bậc 3
5. Phương pháp luận
3. Tiếp cận quan hệ địa tầng

Liên quan đến sự thay đổi MNB toàn cầu (eustatic) tạo 1 sequence

Liên quan đến chuyển động kiến tạo và dao động MNB tương đối – tạo
các phân tập và nhóm phân tập
- Bất chỉnh hợp giữa các phân tập và nhóm phân tập (parasequence và
parasequence set)

Biển thấp
Lowstand R.g
của sequence
Quan hệ bất chỉnh hợp khu vực
Quan hệ bất chỉnh hợp địa phương +
quan hệ chỉnh hợp địa phương
5. Phương pháp luận
Sequence
(tập)
Chu kỳ trầm tích
Parasequence set
(nhóm phân tập)
Nhóm tướng
Parasequence
(Phân tập)
Tướng
1. Theo đơn vị
6. Phân loại ĐTPT
2. Theo hệ thống trầm tích trong mối quan
hệ với sự thay đổi mực nước biển
Lowstand systems tract
Hệ thống trầm tích biển thấp
Transgressive systems tract
Hệ thống trầm tích biển tiến
Highstand systems tract
Hệ thống trầm tích biển cao
Tướng aluvi, delta thềm,
quạt sườn
Tướng châu thổ, tướng biển
nông, vũng vịnh

Tướng châu thổ
6. Phân loại ĐTPT
7. Áp dụng ĐTPT phân tích các môi trường trầm tích Đệ tứ
a. ĐTPT các đồng bằng ven biển trong phức hệ trầm tích aluvi
1. Hệ thống trầm tích biển thấp (lowstand systems tract – LST) thuộc
phức hệ trầm tích aluvi
Trong phức hệ tướng trầm tích aluvi theo thời gian bao gồm các tướng và
nhóm tướng sau đây:
-
Nhóm tướng lòng sông (ac): tương ứng với một phân tập (parasequence),
bao gồm các tướng: Tướng sạn cát lòng sông (ac
1
); Tướng cát cồn sông (ac
2
);
Tướng cát đê cát ven lòng sông (ac
3
)
-
Nhóm tướng bãi bồi (af): Tương ứng với một phân tập (parasequence),
chúng phủ trên nhóm tướng lòng sông, có nhiều tướng cộng sinh với nhau:
Tướng bột sét bãi bồi (af); Tướng cát bột hồ móng ngựa (al); Tướng sét hồ bãi
bồi thấp (afl); Tướng cát bột sét lòng sông thoát lũ (acf); Tướng sét than đầm
lầy nước ngọt (ab).
Một nhịp tướng trầm tích aluvi tương đương với một nhóm phân tập
(parasequence set)