Nghiên cứu địa tầng phân tập và triển vọng dầu khí trầm tích cenozoic khu vực nước sâu đông bắc bể Nam Côn Sơn

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



Nguyễn Duy Tuấn






NGHIÊN CỨU ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VÀ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ
TRẦM TÍCH CENOZOIC KHU VỰC NƢỚC SÂU ĐÔNG BẮC BỂ
NAM CÔN SƠN





LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2012


2


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



Nguyễn Duy Tuấn






NGHIÊN CỨU ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VÀ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ
TRẦM TÍCH CENOZOIC KHU VỰC NƢỚC SÂU ĐÔNG BẮC BỂ
NAM CÔN SƠN

Chuyên nghành: Thạch học, Khoáng vật học và Địa hóa học
Mã số: 60 44 57


LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:


GS.TS. Trần Nghi










Hà Nội – Năm 2012

1

LỜI MỞ ĐẦU
Dầu khí là một nguồn tài nguyên đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với
nền kinh tế của các nƣớc trên thế giới. Nó là tác nhân gây nên những cuộc tranh

giành quyền lực của các quốc gia. Trong lịch sử và thời điểm hiện tại, chúng ta đã
thấy có nhiều cuộc chiến tranh vì dầu mỏ. Đó là do để duy trì động lực phát triển
kinh tế của quốc gia mình, các quốc gia đang ngày càng phụ thuộc vào nguồn năng
lƣợng dầu mỏ hơn cho đến khi nhân loại tìm ra đƣợc một loại nhiên liệu khác đủ
sức thay thế hoàn toàn, mà con đƣờng đó thì vẫn còn xa. Nằm trong sự ảnh hƣờng
chung đó, trong bối cảnh nền kinh tế đất nƣớc chúng ta còn nghèo, việc khai thác tài
nguyên và đặc biệt là dầu khí lại càng là động lực mạnh nhất để phát triển đất nƣớc,
thì các đề tài nghiên cứu khoa học về dầu khí, phát hiện các qui luật để khai thác
chúng là điều kiện sống còn.
Bể Nam Côn Sơn có diện tích gần 100.000km
2
, nằm trong khoảng giữa
6
0
00’ đến 9
0
45’ vĩ độ Bắc và 106
0
00’ đến 109
0
00’ kinh độ Đông. Bể Nam Côn
Sơn đƣợc giới hạn về phía Tây là đới nâng Korat – Natuna. Ngăn cách với bể trũng
Cửu Long là đới nâng Côn Sơn. Phần cực Bắc giáp với đới trƣợt Tuy Hòa của bể
trũng Phú Khánh. Còn phần phía Đông, ranh giới phân chia giữa bể trũng Nam Côn
Sơn và Tƣ Chính – Vũng Mây – nhóm bể Trƣờng Sa thì chƣa đƣợc xác định rõ ràng
do tài liệu còn thiếu.
Khu vực nghiên cứu nằm ở vùng nƣớc sâu phía Đông Bắc của bể. Là một
khu vực có sự thay đổi về địa hình đáy biển rất lớn từ nơi có độ sâu đáy biển nằm
trong khoảng 100- 300 m ở phần phía Tây cho đến độ sâu trung bình 800 m, đôi chỗ
1500 m ở phần phía Đông.

2


Hình 1. Sơ đồ địa hình khu vực nghiên cứu
Khu vực Đông Bắc của bể Nam Côn Sơn đƣợc gọi là bể nƣớc sâu nằm trên
sƣờn lục địa Đông Nam Việt Nam. Cùng với các bể và nhóm bể vùng nƣớc sâu
khác nhƣ bể Tƣ Chính- Vũng Mây, bể Trƣờng Sa, bể Phú Khánh; bể Nam Côn Sơn
có các trầm tích lục nguyên thành tạo ở môi trƣờng châu thổ, aluvi và biển nông
nằm ở độ sâu tới 14 km, bề mặt đáy biển có độ sâu từ 200 - 2000m. Điều đó đã gây
nên những ý kiến tranh luận khó đi đến thống nhất khi ít chú ý đến quan hệ giữa
thành phần thạch học, tƣớng trầm tích và chuyển động kiến tạo.
Từ ý nghĩa đó, đề tài luận văn đƣợc lựa chọn với tiêu đề: “Nghiên cứu địa
tầng phân tập và triển vọng dầu khí trầm tích cenozoic khu vực nước sâu đông
bắc bể nam côn sơn” nhằm làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa trầm tích Cenozoic trong
mối quan hệ với sự thay đổi mực nƣớc biển và chuyển động kiến tạo. Đồng thời kết
quả phân tích tƣớng và bề dày trầm tích, đặc biệt là phân tích địa tầng phân tập sẽ lý
giải đƣợc tại sao bể Nam Côn Sơn đƣợc hình thành và phát triển trên thềm lục địa
nƣớc nông mà bây giờ lại nằm ở vùng sƣờn lục địa nƣớc sâu.
Về ý nghĩa khoa học, đây là một đề tài có giá trị khoa học rất cao và thiết
thực bởi nó nêu đƣợc mối qui luật cộng sinh tƣớng, các đặc điểm địa tầng phân tập
các tập trầm tích, các qui luật sinh chứa chắn của dầu khí, nhìn nhận ra đƣợc lịch sử
phát triển địa chất dọc theo các thời kì từ lúc hình thành cho đến hiện tại. Vì ý nghĩa
khoa học to lớn đó, ta cũng thấy đƣợc ý nghĩa về mặt thực tiễn của đề tài, đó là cho

3

ta thấy rõ nhất qui luật vận động và phát triển của dầu mỏ từ lúc hình thành, trải qua
các quá trình địa chất phức tạp đã di chuyển và tập trung tại các bẫy dầu khí.

Nghiên cứu địa tầng phân tập là một hƣớng tiếp cận mới giải quyết mối quan hệ
giữa đặc điểm trầm tích, tƣớng và cộng sinh tƣớng với sự thay đổi mực nƣớc biển
chân tĩnh và chuyển động kiến tạo. Đó là cơ sở khoa học để xây dựng các tiền đề và
dấu hiệu tìm kiếm và thăm dò dầu khí. Đặc biệt giúp đánh giá hệ thống dầu khí một
cách chính xác.
Nội dung luận văn của tôi gồm những chƣơng chính sau:
Chƣơng 1. Lịch sử và phƣơng pháp nghiên cứu.
Chƣơng 2. Đặc điểm địa chất khu vực.
Chƣơng 3. Đặc điểm tƣớng đá- cổ địa lý
Chƣơng 4. Đặc điểm địa tầng phân tập
Chƣơng 5. Triển vọng dầu khí



4

CHƢƠNG I. LỊCH SỬ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
1.1.1. Giai đoạn trước năm 1975
Từ năm 1975 trở về trƣớc, công tác khảo sát khu vực và tìm kiếm dầu khí
đƣợc nhiều công ty, nhà thầu triển khai trên toàn thềm lục địa phía Nam nói chung
và toàn bể Nam Côn Sơn nói riêng. Các dạng công tác này do các công ty thăm dò
Mỹ và Anh thực hiện nhƣ Mandrell, Mobil Kaiyo, Pecten, Esso, Union Texas, Sun
Marathon, Sunning Dale. Các nhà thầu đã thu nổ hàng nghìn km địa chấn 2D với
mạng lƣới tuyến 4x4 km và 8x8km.
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đạt đƣợc cuối năm 1974 đầu năm 1975,
công ty Pecten và Mobil đã tiến hành khoan 5 giếng ở các lô và trên các cấu tạo
khác nhau (Mía – 1X, ĐH – 1X, Hồng – 1X, Dừa – 1X và Dừa – 2X), trong đó
giếng Dừa – 1X đã phát hiện dầu.
Kết thúc giai đoạn này đã có ba báo cáo đánh giá kết quả nghiên cứu chung

cho các lô, trong đó quan trọng và đáng chú ý nhất là báo cáo của công ty Mandrell.
Trong báo cáo này đã đƣa ra hai bản đồ đẳng thời tầng phản xạ nông và tầng
phản xạ móng, các bản đồ dị thƣờng từ và trọng lực tỷ lệ 1/500.000 cho toàn thềm
lục địa Việt Nam. Tuy vậy, ở giai đoạn này chƣa có một báo cáo tổng hợp nào dù là
sơ bộ về đặc điểm cấu trúc, lịch sử phát triển địa chất cho toàn vùng nói chung cũng
nhƣ các lô nói riêng. Các số liệu minh giải và các ranh giới tầng phản xạ chuẩn
đƣợc lựa chọn theo nhiều quan điểm khác nhau trên từng lô, vì vậy gây khó khăn
cho công tác tổng hợp toàn bể.
1.1.2. Giai đoạn 1976-1980
Sau khi giải phóng miền Nam nƣớc nhà thống nhất, Tổng cục Dầu khí đã
quyết định thành lập Công ty Dầu khí Nam Việt Nam (11-1975), công tác tìm kiếm
thăm dò dầu khí đƣợc đẩy mạnh. Các công ty AGIP và BOW VALLEY đã hợp
đồng khảo sát tỉ mỉ (14.859km địa chấn 2D mạng lƣới đến 2x2km) và khoan thêm 8
giếng khoan (04A-1X, 04B-1X, 12A-1X, 12B-1X, 12C-1X, 28A-1X và 29A-1X).

5

Trên cơ sở công tác khảo sát địa chất, địa vật lý và khoan, các công ty nêu
trên đã thành lập một số sơ đồ đẳng thời theo các tầng phản xạ ở các tỷ lệ khác nhau
và đã có báo cáo tổng kết. Công ty GECO đã thể hiện quan điểm của mình trong
báo cáo “Minh giải địa chấn và đánh giá tiềm năng dầu khí thềm lục địa Việt Nam”
của Daniel S. và Netleton. Công ty AGIP đã nêu lên một số quan điểm về cấu trúc
địa chất và đánh giá khả năng dầu khí trên các lô 01 và 12. Công ty Dầu khí Nam
Việt Nam (Công ty II) đã tiến hành phân tích nghiên cứu và tổng hợp tài liệu đã có,
xây dựng đƣợc một số sơ đồ đẳng thời và bản đồ cấu tạo tỷ lệ 1/100.000 và
1/500.000 cho các lô và một số cấu tạo phục vụ sản xuất.
1.2.3. Giai đoạn từ 1981-1987
Sự ra đời của Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro (VSP) là kết quả của hiệp
định về hữu nghị hợp tác tìm kiếm – thăm dò dầu khí ở thềm lục địa Nam Việt Nam
giữa Liên Xô (cũ) và Việt Nam vào năm 1981 đã mở ra một giai đoạn phát triển

mới trong công nghiệp dầu khí Việt Nam.
Trong giai đoạn này đã có một số báo cáo tổng hợp địa chất - địa vật lý đƣợc
hoàn thành nhƣ báo cáo: “Phân vùng kiến tạo các bồn trũng Cenozoic thềm lục địa
Việt Nam” của tác giả Lê Trọng Cán và nnk, năm 1985 và báo cáo: “Tổng hợp địa
chất - địa vật lý, tính trữ lƣợng dự báo hydrocarbon và vạch phƣơng hƣớng công tác
tìm kiếm dầu khí trong giai đoạn tiếp theo ở thềm lục địa Nam Việt Nam” của Hồ
Đắc Hoài, Trần Lê Đông 1986 và luận án tiến sĩ khoa học địa chất khoáng vật của
Nguyễn Giao: “Cấu trúc địa chất và triển vọng dầu khí của các bể trầm tích Đệ Tam
vùng Biển Đông Việt Nam” năm 1987.
1.2.4. Giai đoạn từ năm 1988 đến nay
Sau khi Nhà nƣớc ban hành Luật Đầu tƣ nƣớc ngoài, 20 nhà thầu đã ký các
hợp đồng triển khai công tác tìm kiếm thăm dò ở bể Nam Côn Sơn. Các nhà thầu đã
tiến hành khảo sát 54.779km địa chấn 2D và 5.399km2 địa chấn 3D, đã khoan 62
giếng khoan thăm dò và khai thác. Mỏ Đại Hùng đã đƣợc đƣa vào khai tác từ năm
1994, mỏ khí Lan Tây vào năm 2002 và các mỏ khí Rồng Đôi – Rồng Đôi Tây, Hải
Thạch cũng chuẩn bị đƣa vào khai thác. Trong công tác tổng hợp các nhà thầu cũng

6

đã có báo cáo lô và báo cáo giếng khoan, song về cơ bản đây cũng chỉ là những báo
cáo nhanh phục vụ sản xuất. Về phía Tổng cục Dầu khí Việt Nam (nay là Tập đoàn
Dầu khí Việt Nam) có một số báo cáo nghiên cứu tổng hợp chung cả bể. Đó là báo
cáo: “Chính xác hóa cấu trúc địa chất, đánh giá tiềm năng và đề xuất phƣơng hƣớng
tìm kiếm thăm dò dầu khí ở bể Nam Côn Sơn” của Nguyễn Giao, Nguyễn Trọng
Tín và nnk., 1990, báo cáo: “Địa chất dầu khí và tiềm năng hydrocarbon bể Nam
Côn Sơn” của Nguyễn Giao, Nguyễn Trọng Tín, Lê Văn Dung (Viện Dầu khí),
D.Willimor và nnk.(Robertson) 1991, báo cáo: “Đánh giá tiềm năng dầu khí bể
Nam Côn Sơn” của Nguyễn Trọng Tín và nnk. 1993, báo cáo: “Chính xác hóa cấu
trúc địa chất và trữ lƣợng dầu khí phần phía Đông bể Nam Côn Sơn” của Nguyễn
Trọng Tín và nnk, 1995, báo cáo: “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng dầu khí phần

phía Tây bể Nam Côn Sơn” của Nguyễn Trọng Tín và nnk, 1996, báo cáo: “Mô
hình hóa bể Nam Côn Sơn” của Nguyễn Thị Dậu và nnk, 2000.
1.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.2.1. Phương pháp địa chấn địa tầng
- Qua việc phân tích đặc điểm trƣờng sóng địa chấn của 4 mặt cắt A19,A34,
A26, A31 và một số mặt cắt khác trong khu vực nghiên cứu, ta phân chia lát cắt địa
chấn thành các phức hệ và các tập địa chấn: phức hệ địa chấn bao gồm các mặt phản
xạ hay các trục đồng pha có thế nằm tƣơng tự nhau và chúng đƣợc hình thành trong
cùng điều kiện trầm tích, và các tập địa chấn ngăn cách nhau bởi các ranh giới bất
chỉnh hợp. Trong mỗi phức hệ địa chấn đƣợc ngăn nhỏ thành các tập địa chấn với
mức độ chi tiết hơn. Sự phân chia các phức hệ địa chấn dựa trên những đặc điểm về
ranh giới đƣợc rút ra từ việc phân tích các mặt cắt nhƣ sau:


7


Hình 1.1. Dạng hỗn độn

Hình 1.2. Phân lớp song song


Hình 1.3. Phân lớp song song lượn sóng


Hình 1.4. Phân lớp á song song

8

Hình 1.5. Phân lớp dạng phân kỳ

Hình 1.6. Phân lớp dạng Xicma

Hình 1.7. Phân lớp dạng xiên chéo

Hình 1.8. Cấu tạo ám tiêu san hô

9

- Phân chia đặc điểm trường sóng trong cùng một phức hệ địa
chấn: Dựa vào các yếu tố sau:

Hình 1.9 Hai trường sóng thể hiện độ thưa, mau khác nhau

Hình 1.10. Trường sóng biểu hiện khác nhau liên tục hay gián đoạn, độ uốn
lượn của các trục đồng pha



Hình 1.11. Quan hệ giữa thể magma phun trào và trầm tích

10


Hình 1.12. Thể đá vôi ám tiêu liên quan đến tướng biển nông
- Phân chia các phức hệ địa chấn bằng các ranh giới bất chỉnh hợp.
Phân chia các phức hệ địa chấn phụ thuộc vào việc xác định các ranh giới bất
chỉnh hợp. Dấu hiệu nhận biết các ranh giới bất chỉnh hợp liên quan đến đặc điểm
tiếp xúc của các pha phản xạ nhƣ bất chỉnh hợp đáy (gá đáy, phủ đáy và bao bọc),

bất chỉnh hợp nóc (bào mòn, chống nóc và đào khoét), bất chỉnh hợp ngang (bờ dốc,
hẽm ngầm)
 Bất chỉnh hợp đáy
+ Chống đáy (downlap): độ nghiêng các yếu tố phản xạ lớn hơn so với mặt
ranh giới bất chỉnh hợp. Loại này thƣờng xảy ra ở cuối nguồn vật liệu, trầm tích chủ
yếu trong môi trƣờng biển. Khi nguồn vật liệu có năng lƣợng thấp hoặc đáy lún
chìm nhanh thì độ dày trầm tích giảm dần và ngƣợc lại khi nguồn vật liệu có năng
lƣợng lớn, đáy bùn chìm từ từ thì bề dày trầm tích lớn dần về phía cuối nguồn vật
liệu.

Hình 1.13. Bất chỉnh hợp chống đáy (downlap)

11

+ Phủ đáy (onlap): các yếu tố phản xạ phía trên ít nghiêng hơn so với ranh
giới bất chỉnh hợp phía dƣới. Các bất chỉnh hợp này thƣờng xảy ra ở đầu nguồn vật
liệu, thƣờng có ở trầm tích gần bờ.


Hình 1.14. Bất chỉnh hợp phủ đáy (onlap)
+ Bao bọc: Pha phản xạ phía trên uốn lƣợn theo hình dạng của ranh giới bất
chỉnh hợp. Hƣớng vận chuyển vật liệu thƣờng vuông góc, thƣờng có trong trầm tích
lục địa lót đáy hoặc trầm tích biển nhƣng với điều kiện mức độ thủy động lực không
lớn và liên quan đến các ám tiêu san hô.
+Đào khoét lòng sông: là các dấu vết đào khoét lòng sông cổ khi chúng đào
khoét các trầm tích có trƣớc tại vị trí biển thoái cực đại và làm phong hóa thấm
đọng tầng trầm tích ngập lụt cực đại của giai đoạn trƣớc. Khi có dấu hiệu đào khoét
lòng sông chứng tỏ trầm tích đƣợc thành tạo trong môi trƣờng aluvi.

Hình 1.15. Dấu vết đào khoét lòng sông

12

 Bất chỉnh hợp nóc
+ Bào mòn cắt xén: xảy ra ở ranh giới trên của một tập trầm tích do bào mòn
hoặc do hoạt động kiến tạo sau trầm tích.
+ Chống nóc (toplap): thƣờng xảy ra ở đầu nguồn vật liệu. Trầm tích thô,
tích tụ gần bờ, tƣớng châu thổ, thềm lục địa.

Hình 1.16. Bất chỉnh hợp chống nóc(toplap)

1.2.2. Phương pháp phục hồi mặt cắt địa chất
a. Xử lý đứt gãy thuận
Gọi A
1
là kích thƣớc của mặt cắt chƣa biến dạng
A
2
là kích thƣớc của mặt cắt hiện tại
A là khoảng cách dịch chuyển của 1 đứt gãy thuận
n là số đứt gãy thuận
Ta có công thức tổng quát nhƣ sau:
A
1
= A
2
-


n

i
iA
1
1
(1)
A
A

B
B



Hình 1.17. Đứt gãy thuận và Đứt gãy nghịch

13

b. Xử lý đứt gãy nghịch
Gọi B
1
là kích thƣớc mặt cắt chƣa biến dạng
B
2
là kích thƣớc mặt cắt hiện tại
B là khoảng cách dịch chuyển của 1 đứt gãy nghịch
m là số đứt gãy nghịch
Vậy công thức tổng quát là
B
1
= B

2
+


m
i
iB
1
2
(2)
c. Xử lý uốn nếp
Khi bị nén ép trầm tích tạo nếp uốn và làm co chiều ngang của bể lại. Vì vậy,
cần nắn chiều dài mặt cắt hiện tại ra chiều dài chƣa biến dạng
Gọi C
1
là chiều dài mặt cắt chƣa biến dạng
C
2
là chiều dài mặt cắt hiện tại
C là chiều dài bị co lại của 1 nếp uốn
K là số nếp uốn
Vậy công thức tổng quát là:
C
1
= C
2
+


k

i
Ci
1
(3).
c
/
2
c
/
2
c/2
c/2
1
2
3
k=3

Hình 1.18. Uốn nếp do nén ép bể

14

Vậy cuối cùng nếu trên một mặt cắt có mặt cả 3 yếu tố biến dạng nói trên thì
chiều rộng của bể chƣa biến dạng (D) sẽ đƣợc tính nhƣ sau:
D=A
1
+B
1
+C
1
=(A

2
-


n
i
Ai
1
)+(B
2
+


m
i
Bi
1
)+ (C
2
+


k
i
Ci
1
) (4)
Trong đó: A
1
+B

2
+C
2
là kích thƣớc bể hiện tại
A
1
+B
1
+C
1
là kích thƣớc bể nguyên thủy
1.2.3. Phương pháp phân tích địa tầng phân tập
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 đƣợc xác định dựa vào ranh giới
các chu kỳ thay đổi mực nƣớc biển toàn cầu và sự sắp xếp có quy luật của các đơn
vị trầm tích theo không gian và theo thời gian.
Phân loại đơn vị địa tầng phân tập
- Phức tập (Sequences):Một đơn vị cơ bản của địa tầng phân tập là một phức
tập (Sequence). Một Sequences bao gồm các “Miền hệ thống trầm tích”. Một
Sequences có thể bao gồm 3 miền hệ thống trầm tích là hệ thống trầm tích biển
thoái (lowstand Systems tracts), hệ thống trầm tích biển tiến (transgressive Systems
tracts) và hệ thống trầm tích biển cao (highstand Systems tracts). Một phức tập
(Sequence) là một chu kỳ trầm tích đƣợc giới hạn bởi ranh giới bề mặt bào mòn
biển thấp thứ nhất đến ranh giới bề mặt bào mòn biển thấp thứ 2 tƣơng ứng vói một
chu kỳ thay đổi mực nƣớc biển chân tĩnh.
- Nhóm phân tập (Parasequences set): Nhóm phân tập là tập hợp của một hai
hay nhiều phân tập tạo nên một tổ hợp cộng sinh các đơn vị trầm tích và đƣợc giới
hạn với nhau bởi bề mặt trầm tích ngập lụt của biển (marine flooding). Nhóm phân
tập thƣờng có chiều dày từ 10-20m đến vài trăm m. Chúng có thể đƣợc phát hiện
dựa vào tài liệu địa chấn và địa vật lý giếng khoan. Nhóm phân tập đƣợc sử dụng để

mô tả đặc điểm tƣớng và môi trƣờng của hệ thống trầm tích : tƣơng ứng với hệ
thống biển thấp là nhóm phân tập chống lấn biển thấp, hệ thống biển tiến-nhóm
phân tập xếp chồng, lùi(biển tiến); hệ thống biển cao-nhóm phân tập chống lấn.

15

- Phân tập (Parasequences):Phân tập là đơn vị cơ bản nhỏ nhất tƣơng ứng với
một đơn vị trầm tích cơ bản.Phân tập là một phần của tập và hệ thống trầm tích gồm
một số lớp trầm tích nằm chỉnh hợp nhau liên quan với nhau về nguồn gốc đƣợc
giới hạn ở nóc và đáy bởi các bề mặt ngập lụt-ranh giới biển tiến. Phân tập đƣợc
phát hiện và mô tả chi tiết ở lát cắt trầm tích của đới ven bờ và biển nông. Trong đa
số các trƣờng hợp các phân tập là các tập thô dần lên, dày dần lên và sạch dần lên.
Khi địa hình đới triều và đới ven biển khá phẳng giàu các vật liệu mịn và địa hình
bãi triều phẳng còn tồn tại phân tập mịn dần lên. Chiều dày của các phân tập thƣờng
nằm trong giới hạn từ 10m đến vài chục m trong thời gian 10 ngàn năm đến nửa
triệu năm. Với chiều dày và đặc điểm trên các phân tập thô dần lên và mịn dần lên
chỉ đƣợc phát hiện theo các tài liệu địa chất có độ phân giải cao.
- Các đơn vị địa tầng phân tập trên không phải lúc nào cũng có thể phân chia
đƣợc một cách rạch ròi. Một phần là vì với những phƣơng pháp đo khác nhau thì
ngƣời ta xác định đƣợc các tập trên cũng khác nhau. Để xác định đƣợc một cách
chính xác các đơn vị trên theo cột địa tầng thì phƣơng pháp chính xác nhất là địa vật
lý giếng khoan. Tuy nhiên, phƣơng pháp địa chấn sâu đƣợc biết đến nhƣ là phƣơng
pháp tốt nhất để phân tích đƣợc đặc điểm địa tầng phân tập theo không gian, phân
tích đƣợc các pha biến dạng của cấu trúc địa chất đã làm biến đổi đến thế nào các
tập địa chất trên. Nhƣợc điểm của phƣơng pháp địa chấn sâu chính là khó có thể xác
định đƣợc rạch ròi các phân tập, và cũng chỉ có thể vạch đƣợc ranh giới nhóm phân
tập nếu chúng có sự khác nhau về môi trƣờng trầm tích hay các gián đoạn trầm tích.
- Với các đặc điểm địa chất khác nhau, thì quy luật phân bố các đơn vị địa
tầng phân tập trên cũng thay đổi. Thông thƣờng với các vùng trũng, ta có thể xác
định đƣợc các ranh giới phức tập, tuy nhiên để phân chia ranh giới nhóm phân tập

lại rất khó bởi trong cùng một môi trƣờng địa chất khá giống nhau, liên quan đến
chuyển động sụt lún trong môi trƣờng biển nông hay châu thổ khiến các tập trầm
tích có xu hƣớng chỉnh hợp lên nhau. Đối với các khối nâng thì đây là các đối tƣợng
khó phân chia địa tầng phân tập nhất bởi chúng đã chịu rất nhiều các pha biến dạng
tích lũy lên nhau, khiến các tập trầm tích lắng đọng ngày xƣa trong một quy luật địa

16

tầng phân tập nhất định nào đó bị thay đổi, phá vỡ có khi đến mức không thể nhận
dạng.
Các miền hệ thống hệ thống trầm tích
- Hệ thống trầm tích biển cao (highstand system tract).
Hệ thống trầm tích biển cao là phức hệ trầm tích đƣợc hình thành khi mực
nƣớc biển chân tĩnh dâng cao dần lên mức cao nhất, tuy nhiên do có quá trình lắng
đọng trầm tích mà tốc độ lắng đọng vƣợt qua tốc độ dâng cao của mực nƣớc biển
chấn tĩnh. Lúc đó mặt cắt trầm tích có sự phân dị độ hạt theo chiều thẳng đứng là
dƣới mịn trên thô, chủ yếu có kiến trúc chồng lấn thể hiện sự dƣ thừa lắng đọng
trầm tích(Xem hình 1.19).
- Hệ thống trầm tích biển thấp (lowstand systems tract).
Hệ thống trầm tích biển thấp đƣợc chia ra làm hai phần gồm hệ thống nón
quạt biển thấp và nêm lấn biển thấp. Hệ thống nón quạt biển thấp hình thành khi
mực nƣớc biển chấn tĩnh hạ thấp trong bối cảnh tốc độ hạ thấp ngày càng tăng.
Trong khi đó hệ thống nêm lấn biển thấp đƣợc hình thành tiếp sau đó đƣợc hình
thành khi mà mực nƣớc biển chấn tĩnh bắt đầu dâng lên nhƣng tốc độ dâng cao chƣa
vƣợt qua đƣợc tốc độ lắng đọng trầm tích mà theo mô hình là một hằng số. Cấu tạo
chủ yếu của miền hệ thống nêm lấn biển thấp là phủ chồng lấn (Progradational) thể
hiện tƣớng châu thổ điển hình.
-Hệ thống trầm tích biển tiến (transgressive systems tract).
Hệ thống trầm tích biển tiến là phức hệ trầm tích đƣợc tích tụ trong quá trình
biển tiến với tốc độ dâng cao của mực nƣớc biển luôn chiến thắng quá trình lắng

đọng trầm tích. Trầm tích của hệ thống trên có cấu tạo phủ chồng lùi
(Retrogradational). Thành phần độ hạt theo mặt cắt từ dƣới lên thay đổi từ thô đến
mịn. Tuy nhiên cần lƣu ý sự giống nhau giữa trầm tích của hệ thống trầm tích biển
tiến đối với trầm tích aluvi, một nhịp của trầm tích aluvi từ lòng sông đến bãi bồi
tuy đƣợc thành tạo trong pha biển thoái song vẫn biến thiên độ hạt từ thô đến mịn.


17


Hình 1.19. Mô hình địa tầng phân tập thể hiện các miền hệ thống trầm tích


Hình 1.20. Các miền hệ thống trầm tích được phân chia dựa theo các
quan điểm địa tầng phân tập khác nhau

18


CHƢƠNG 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC
2.1. ĐỊA TẦNG
2.1.1. Các thành tạo trước Cenozoic
Một số giếng khoan (ĐH-1X, 04-A-1X, 04-2-BC-1X, 04-3-ĐB-1X, 10-
PM-1X, Hong-1X, 12-Dừa-1X, 12-C-1X, 20-PH-1X, 28-A-1X, 29-A-1X ) ở bể
Nam Côn Sơn gặp đá móng không đồng nhất bao gồm: granit, granodiorit, diorit
và đá biến chất, tuổi của các thành tạo này có thể là Jura muộn – Creta.
Nằm không chỉnh hợp trên móng không đồng nhất là lớp phủ trầm tích
Paleogen – Đệ Tứ có chiều dày biến đổi từ hàng trăm đến hàng nghìn mét.

Hình 2.1: Cột địa tầng bể Nam Côn Sơn

19

2.1.2. Các thành tạo Cenozoic
Paleogen
+ Hệ tầng Cau (E
3
c)
Hệ tầng Cau vắng mặt trên phần lớn các đới nâng: Nâng Mãng Cầu, nâng
Dừa, phần Tây lô 04, phần lớn lô 10, 11-1, 28, 29 và một số diện tích ở phần Tây,
Tây Nam của bể. Trầm tích của hệ tầng Cau bao gồm chủ yếu các lớp cát kết có
màu xanh xen các lớp sét bột kết màu nâu. Cát kết thạch anh hạt thô đến mịn, độ lựa
chọn kém, xi măng sét, carbonat. Chiều dày trung bình khoảng 360m. Mặt cắt hệ
tầng Cau có thể có nơi đến hàng nghìn mét chia làm 3 phần:
Phần dƣới gồm cát kết hạt mịn đến thô đôi khi rất thô hoặc sạn kết, cát kết
chứa cuội và cuội kết màu xám, xám phớt nâu, nâu đỏ chứa các mảnh vụn than hoặc
các lớp kẹp than. Ở một số giếng khoan gặp các lớp đá phun trào: andesit, basalt,
diabas nằm xen kẽ (GK 20-PH-1X).
Phần giữa gồm chủ yếu là các thành phần hạt mịn chiếm ƣu thế gồm các tập
sét kết phân lớp dày đến dạng khối màu xám sẫm, xám đen xen kẽ ít bột kết, đôi khi
phớt nâu đỏ hoặc tím đỏ, khá giàu vật chất hữu cơ và vôi xen kẽ các lớp sét kết chứa
than.
Phần trên gồm cát kết hạt nhỏ đến vừa màu xám tro, xám sáng đôi chỗ có
chứa glauconit, trùng lỗ xen kẽ bột kết, sét kết màu xám tro, xám xanh hoặc nâu đỏ.
Sét kết của hệ tầng Cau phân lớp dày hoặc dạng khối, rắn chắc. Ở phần dƣới tại
những vùng bị chôn vùi sâu khoáng vật sét bị biến đổi khá mạnh, một phần bị
kết tinh. Sét kết hệ tầng này thƣờng chứa vật chất hữu cơ cao nên đƣợc coi là
tầng sinh dầu khí, đồng thời nhiều nơi cũng đƣợc coi là tầng chắn tốt. Cát kết của
hệ tầng này có hạt mịn đến nhỏ (ở phần trên) hoặc hạt vừa đến thô, đôi khi rất thô (ở
phần dƣới), độ lựa chọn kém đến trung bình, hạt bán tròn cạnh đến góc cạnh. Đôi

khi trong cát kết có chứa mảnh vụn đá biến chất và magma của các thành tạo móng
trƣớc Đệ Tam. Các tập cát kết của hệ tầng Cau có khả năng chứa trung bình. Tuy
nhiên, chất lƣợng đá chứa biến đổi mạnh theo chiều sâu và theo khu vực tùy thuộc
môi trƣờng trầm tích và mức độ biến đổi thứ sinh.

20

Đặc điểm trầm tích nêu trên chứng tỏ hệ tầng Cau đƣợc hình thành trong giai
đoạn đầu tạo bể. Ở thời kỳ đầu, phát triển trầm tích tƣớng lục địa bao gồm các thành
tạo lũ tích xen trầm tích đầm hồ, vũng vịnh, nhiều khu vực xảy ra các hoạt động núi
lửa tạo nên một số lớp phun trào andesit, basalt, diabas và tuf. Vào giai đoạn sau
trầm lắng các thành tạo có xu hƣớng mịn dần; đôi nơi cát kết có chứa glauconit và
hóa thạch biển. Trầm tích đƣợc lắng đọng trong môi trƣờng tam giác châu, vũng
vịnh đến biển ven bờ. Hệ tầng Cau phủ không chỉnh hợp trên móng trƣớc Đệ Tam
và đƣợc định tuổi là Oligocen dựa vào bào tử phấn hoa đới Florschuetza Tribolata
và phụ đới Cicatricosisporité dorogensis Ly copodium neogenicus.
Neogen
+ Hệ tầng Dừa (N
1
1
d)
Hệ tầng Dừa phân bố rộng rãi trong bể Nam Côn Sơn bao gồm chủ yế cát
kết, bột kết màu xám sáng, xám lục xen kẽ với sét kết màu sám, xám đỏ, xám xanh;
các lớp sét chứa vôi giàu vật chất hữu cơ có nơi chứa sét than hoặc các lớp than
mỏng. Đôi khi có những lớp đá vôi mỏng chứa nhiều hạt vụn hoặc đá vôi màu trắng
xen kẽ trong hệ tầng. Tỉ lệ cát/sét trong toàn bộ mặt cắt gần tƣơng đƣơng nhau, tuy
nhiên về phía Đông của bể thành phần hạt mịn tăng dần và ngƣợc lại, ở phần rìa
phía Tây tỉ lệ cát kết tăng do gần nguồn cung cấp vật liệu.
Cát kết hạt nhỏ đến hạt vừa đôi khi hạt thô (ở phần dƣới lát cắt) có độ lựa
chọn và mài tròn tốt. Đá gắn kết tốt, có chứa nhiều glauconít và hóa thạch sinh vật

biển, đặc biệt phong phú trùng lỗ. Các trầm tích kể trên hầu nhƣ mới bị biến đổi thứ
sinh ở mức độ thấp, phần lớn vào giai đoạn catagen sớm. Vì vậy, đặc tính thấm và
chứa nguyên sinh của đá chƣa hoặc rất ít bị ảnh hƣởng. Một số tập cát kết của hệ
tầng đƣợc coi là tầng chứa trung bình đến tốt với độ rỗng thay đổi từ 17 23% và độ
thấm vài mục mD đến vài trăm mD. Sét kết ngoài thành phần khoáng vật chính là 2
nhóm hydromica và kaolinít, thì còn chƣa một lƣợng đáng kể (5 10%) nhóm
khoáng vật hỗn hợp của montmorilonit và hydromica có tính trƣơng nở mạnh, do
vậy chất lƣonựg chắn có phần tốt hơn.

21

Trầm tích hệ tầng Dừa đƣợc thành tạo trong điều kiện địa hình cổ gần nhƣ
bằng phẳng hoặc có phân cắt không đáng kể. Chính trong điều kiện này nên thành
phần lát cắt khá đồng nhất trong toàn vùng. Trầm tích của hệ tầng đƣợc thành tạo
trong môi trƣờng từ tam giác châu tới biển nông và biển nông ven bờ. Chiều dày
của hệ tầng Dừa thay đổi từ 200  800m, cá biệt có nơi dày tới 1.000m (Hình
10.6).Hệ tầng Dừa nằm phủ không chỉnh hợp trên hệ tầng Cau.
+ Hệ tầng Thông – Mãng cầu (N
1
2
tmc)
Trầm tích của hệ tầng Thông – Mãng Cầu phân bố rộng khắp bể Nam Côn
Sơn. Mặt cắt hệ tầng có thể chia thành hai phần chính:
Phần dƣới chủ yếu là cát kết thạch anh hạt mịn đến trung, ximăng carbonat,
chứa glauconit và nhiều hóa thạch sinh vật xen kẹp những lớp mỏng sét kết và sét
vôi.
Phần trên là sự xen kẽ giữa các lớp đá vôi màu xám sáng, màu trắng sữa đôi
khi màu nâu bị dolomit hóa với các lớp sét – bột kết, cát kết hạt mịn, ximăng
carbonat màu xám xanh.
Các trầm tích lục nguyên, lục nguyên chứa vôi phát triển mạnh dần về phía

rìa Bắc và phía Tây – Tây Nam của bể. Trầm tích của hệ tầng Thông – Mãng Cầu
mới bị biến đổi thứ sinh ở giai đoạn catagen sớm nên các tập cát kết có khả năng
chứa vào loại tốt. Đá carbonat phát triển khá rộng rãi tại các vùng nông ở trung tâm
bể, đặc biệt tại các lô phía Đông của bể: các lô 04, 05, 06… Đá có màu trắng, trắng
sữa, dạng khối, chứa phong phú san hô và các hóa thạch động vật khác, có lẽ đã
đƣợc thành tạo trong môi trƣờng biển mở của thềm lục địa. Trong tập dá carbonat
còn gặp xen kẹp các lớp đá vôi dolomit hoặc dolomit hạt nhỏ. Khả năng chứa của
tập đá carbonat đã đƣợc xác định thuộc loại tốt tới rất tốt với độ rỗng trung bình
thay đổi từ 10 35%, kiểu độ rỗng chủ yếu là độ rỗng giữa hạt (do quá trình dolomit
hóa) và độ rỗng hang hốc (do hòa tan, rữa lũa các khoáng vật carbonat).
Ngoài sự khác biệt về các đới cổ sinh thì mức độ tái kết tinh và dolomit hóa
của đá carbonat của hệ tầng Thông – Mãng Cầu mạnh hơn, đây cũng là đặc điểm để
phân biệt nó với hệ tầng Nam Côn Sơn nằm trên.

22

Trầm tích của hệ tầng Thông – Mãng Cầu đƣợc thành tạo trong môi trƣờng
đồng bằng châu thổ đến rìa trƣớc châu thổ chủ yếu ở phía Tây, còn ở phần Trung
tâm và phía Đông của bể chủ yếu là biển nông trong thềm đến giữa thềm. Chiều dày
trầm tích của hệ tầng Thông – Mãng Cầu thay đổi từ vài mét đến vài trăm mét. Hệ
tầng Thông – Mãng Cầu nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Dừa.
Tuổi Miocen giữa đƣợc xác định dựa vào Foram đới N9 – N15, tảo carbonat
đới NN5 – NN9 và bào tử phấn hoa phụ đới Florschuezia semilobat ở phần dƣới và
phụ đới Florschuetza trilobata ở phần trên. Hệ tầng có khối lƣợng tƣơng đƣơng với
một phần hệ tầng Arang và một phần hệ tầng Terumbu (Agip 1980) ở trũng Đông
Natuna.
+ Hệ tầng Nam Côn Sơn(N
1
3
ncs)

Hệ tầng Nam Côn Sơn phân bố rộng rãi với tƣớng đá thay đổi mạnh các khu
vực khác nhau. Ở rìa phía Bắc và Tây – Tây Nam trầm tích chủ yếu là lục nguyên
gồm sét kết, sét vôi màu xám lục đến xám xanh, gắn kết yếu xen kẽ các lớp cát –
bột kết chứa vôi đôi khi gặp một số thấu kính hoặc những lớp đá vôi mỏng chứa
nhiều mảnh vụn lục nguyên. Cát kết có độ lựa chọn và mài tròn tốt, chứa hóa thạch
động vật biển và glauconit. Ở vùng Trung tâm bể mặt cắt gồm các trầm tích lục
nguyên và carbonat xen kẽ. Nhƣng tại một số vùng nâng ở phía Đông, Đông Nam
bể đá Carbonat lại chiếm ƣu thế trong mặt cắt của hệ tầng.
Hệ tầng Nam Côn Sơn có bề dày 200 600m và nằm bất chỉnh hợp trên hệ
tầng Thông – Mãng Cầu. Theo đặc điểm trầm tích và cổ sinh thì hệ tầng Nam Côn
Sơn đƣợc hình thành trong môi trƣờng biển nông thuộc đới trong của thềm ở khu
vực phía Tây và thuộc đới giữa – ngoài thềm ở khu vực phía Đông.
Tuổi Miocen trên của hệ tầng Nam Côn Sơn đƣợc xác định dựa vào Foram
đới N16-N18, tảo carbonat đới NN10 – NN11 và bào tử phấn hoa đới Florschuetzia
meridionals, hệ tầng tƣơng đƣơng với phần trên của hệ tầng Terumbu (Agip 1980) ở
trũng Đông Natuna.
+ Hệ tầng Biển Đông (N
2
– Q bđ)

23

Hệ tầng Biển Đông không chỉ phân bố trong bể Nam Côn Sơn mà trong toàn
khu vực Biển Đông liên quan đến đợt biển tiến Pliocen. Trầm tích Pliocen gồm cát
kết màu xám, vàng nhạt và bột kết xen lẫn với sét kết nhiều vôi chứa nhiều
glauconit và rất nhiều hóa thạch trùng lỗ, gắn kết yếu hoặc bở rời. Tuổi Pliocen
đƣợc xác định dựa vào Foram đới N19 – N21, tảo carbonat đới NN12 – NN18 và
bào tử phấn hoa đới Dacrydium hệ tầng tƣơng đƣơng với tầng Muda của Agip
(1980). Trầm tích Đệ Tứ bao gồm cát gắn kết yếu, xen kẽ với sét và bùn chứa nhiều
di tích sinh vật biển. Tuổi Đệ Tứ đƣợc xác định dựa vào Foram đới N22 – N23, tảo

Carbonat NN19 – NN21 và bào tử phấn hoa đới Phyllocladus. Sự hình thành trầm
tích của hệ tầng Biển Đông liên quan tới giai đoạn biển tién Pliocen, trong môi
trƣờng biển nông ven bờ, biển nông đến biển sâu. Hệ tầng Biển Đông có bề dày
trầm tích thay đổi từ vài trăm mét đến vài nghìn mét, nằm bất chỉnh hợp trên hệ
tầng Nam Côn Sơn.
2.2. CẤU TRÚC, KIẾN TẠO
2.2.1. Phân tầng cấu trúc theo không gian
Dựa vào các đặc điểm nhƣ chiều dày trầm tích Cenozoic, thành phần vật chất
các đá trầm tích đƣợc cấu thành, đặc điểm cấu trúc riêng biệt của của các vùng khác
nhau, cũng nhƣ các hệ thống đứt gãy .v.v thì cấu trúc của bể Nam Côn Sơn có thể
đƣợc phân chia ra các bậc cấu trúc cao hơn nhƣ bậc II, bậc III.