Địa tầng phân tập trầm tích oligocene-miocene khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn

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





NGUYỄN VĂN KIỂU




ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP
TRẦM TÍCH OLIGOCENE – MIOCENE
KHU VỰC TRUNG TÂM BỂ NAM CÔN SƠN

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



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Nguyễn Thanh Tùng

Hà Nội – 2012

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





NGUYỄN VĂN KIỂU




ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP
TRẦM TÍCH OLIGOCENE – MIOCENE
KHU VỰC TRUNG TÂM BỂ NAM CÔN SƠN

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



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. Nguyễn Thanh Tùng





Hà Nội – 2012
iii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC vi
DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ v
DANH MỤC ẢNH, BẢNG BIỂU viii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC 3
1.1. VỊ TRÍ KHU VỰC NGHIÊN CỨU ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
1.2. ĐỊA TẦNG VÀ HOẠT ĐỘNG MAGMA ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
1.2.1. Địa tầng 4
1.2.2. Hoạt động magma 9
1.3. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC KIẾN TẠO VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT
KHU VỰC NGHIÊN CỨU 10
1.3.1. Đặc điểm cấu trúc kiến tạo 10
1.3.2. Lịch sử phát triển địa chất. 15
CHƯƠNG 2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 17
2.1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, TÌM KIẾM VÀ THĂM DÒ DẦU KHÍ 17
2.1.1. Thời kỳ trước năm 1975 17
2.1.2. Thời kỳ từ năm 1975 đến nay. 18

2.2. CƠ SỞ TÀI LIỆU 20
2.2.1. Tài liệu địa chất 20
2.2.2. Tài liệu địa vật lý. 20
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
2.3.1. Phương pháp địa tầng phân tập 21
2.3.2. Phương pháp thạch học trầm tích 29
2.3.3. Phương pháp địa chấn địa tầng 31
iv

2.3.4. Phương pháp địa vật lý giếng khoan 33
CHƯƠNG 3. ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH OLIGOCENE – MIOCENE
KHU VỰC NGHIÊN CỨU 38
3.1. CỞ SỞ PHÂN CHIA VÀ LIÊN KẾT ĐỊA TẦNG 38
3.1.1. Phân chia địa tầng phân tập 38
3.1.2. Luận giải môi trường thành tạo 39
3.1.3. Liên kết các đơn vị của địa tầng phân tập 42
3.2. ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH OLIGOCENE – MIOCENE KHU VỰC
NGHIÊN CỨU 45
3.2.1. Vĩ tập Ms
I
45
3.2.2. Vĩ tập Ms
II
55
3.2.3. Vĩ tập Ms
III
58
3.2.4. Vĩ tập Ms
IV
61

3.3. ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH OLIGOCENE – MIOCENE KHU
VỰC NGHIÊN CỨU 64
3.3.1. Môi trường trầm tích Oligocene 64
3.3.2. Môi trường trầm tích Miocene 67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

v

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Ms: Vĩ tập (Megasequences)
S: Tập (Sequence)
RST: Hệ thống trầm tích biển thoái (Regressive Systems Tract)
TST:
Hệ thống trầm tích biển tiến (Transgressive Systems Tract)
MFS Mặt ngập lụt cực đại (Maximum Flooding Surface)
MRS: Mặt biển thoái cực đại (Maximum Regressive Surface)
SB: Ranh giới tập (Sequence Boundary)
MNB: Mực nước biển (Sea Level)
GR: Đường cong phóng xạ tự nhiên (Gamma Ray)
SP: Đường điện thế phân cực tự nhiên (Spontaneous Potential)
LLS: Đo nông sườn (Shallow Laterolog)
LLD: Đo sâu sườn (Deep Laterolog)
VPI: Viện dầu khí việt Nam (Vietnam Petroleum Institute)
N+: Nicon vuông góc
.x70:
Độ phóng đại 70 lần
ĐVLGK: Địa vật lý giếng khoan
GK: A-1X Tên giếng khoan
Rift: Tách giãn

Ma: Thời gian triệu năm

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
STT Tên hình Trang
Hình 1.1: Phạm vi khu vực nghiên cứu 3
Hình 1.2: Cột địa tầng tổng hợp bể Nam Côn Sơn 5
Hình 1.3: Vị trí kiến tạo của bể Nam Côn Sơn trong bình đồ cấu trúc
kiến tạo khu vực thềm lục địa phía Nam Việt Nam
11
Hình 1.4: Bản đồ phân bố các đới cấu trúc bể Nam Côn Sơn 14
Hình 2.1:

Sơ đồ mạng lưới các tuyến địa chấn đã thu nổ tại bể Nam
Côn Sơn
18
Hình 2.2: Quan hệ giữa mực nước biển đẳng tĩnh và mực nước biển
tương đối
22
Hình 2.3: Tổng hợp các mô hình địa tầng phân tập (theo Catuneanu,
2006)
23
Hình 2.4: Vị trí ranh giới phân chia tập và các hệ thống trầm tích của
các mô hình địa tầng phân tập
24
Hình 2.5: Mặt cắt các kiểu cấu tạo của nhóm phân tập (theo Van
Wagoner et al., 1990)
27
Hình 2.6: Biểu đồ phân loại đá trầm tích gắn kết (theo R.L. Folk 1974) 30

Hình 2.7: Các dạng kết thúc phản xạ địa chấn (theo Myers, 1996) 32
Hinh 2.8: Sơ đồ phân loại các kiểu cấu tạo phản xạ địa chấn tương ứng
với môi trường thành tạo
33
Hinh 2.8: Hình dạng đường cong GR đặc trưng cho các môi trường
khác nhau
37
Hình 3.1: Môi trường trầm tích trong giếng khoan A-3X 40
Hình 3.2: Hình dạng đường cong địa vật lý giếng khoan ứng với từng
tập trầm tích
41

vii

STT Tên hình Trang
Hình 3.3: Bảng sinh địa tầng áp dụng cho khu vực Đông Nam Á 43
Hình 3.4: Liên kiết địa tầng phân tập trầm tích Oligocene – Miocene
của các giếng khoan thuộc khu vực nghiên cứu
44
Hình 3.5: Liên kết địa tầng phân tập hai giếng khoan thuộc hai cấu tạo
khác nhau
50
Hình 3.6: Liên kết tài liệu giếng khoan và tài liệu địa chấn cắt qua các
giếng khoan
51
Hình 3.7: Ranh giới bề mặt ngập lụt cực đại (Mfs) và ranh giới tập (SB)
xác định được dựa trên tài liệu ĐVLGK và tài liệu địa chấn
52
Hình 3.8: Cột địa tầng tổng hợp khu vực nghiên cứu (xây dựng theo
phương pháp wheeler)

54
Hình 3.9: Các bản đồ môi trường trầm tích của từng giai đoạn 66
viii

DANH MỤC ẢNH, BẢNG BIỂU
STT Tên Trang

Ảnh 1.1: Phun trào andezit độ sâu khoảng 4313.5m (GK: 12W–HA–
1X)
10
Ảnh 3.1: Lát mỏng thạch học cát kết arkose giếng khoan B-1X (tập
S
1
). Độ sâu 3983,4m
47
Ảnh 3.2: Lát mỏng thạch học cát kết arkose lithic hạt trung giếng
khoang B-2X (tập S
1
). Độ sâu 4013m
47
Ảnh 3.3: Đá phiến sét (TST)tập S2. Đá bị nén ép tạo các khe nứt và
lấp đầy khe nứt là các oxit sắt màu nâu. Giếng khoan B-2X,
độ sâu 3970m, N+ ; x70
48
Ảnh 3.4 : Cát kết subarkose hạt trung, hệ thống trầm tích biển thoái tập
S
2.
Giếng khoan B-1X, độ sâu 4142m, N
+
; x70

49
Ảnh 3.5: Bột sét của hệ thống trầm tích biển tiến tập S
2
. Giếng khoan
B-1X, độ sâu 4062m, N
+
; x70
49
Ảnh 3.6: Mẫu lõi giếng khoan GK: A-4X, độ sâu 3731.50m. Trầm tích
của châu thổ, hồ (tập S
5
)
57
Ảnh 3.7: Mẫu lõi giếng khoan GK: A-4X, độ sâu 3739.8m. Trầm tích
cát kết lấp đầy sông (tập S
5
)
57
Ảnh 3.8 : Bột kết thành phần xi măng cacbonat tập S
6
(TST). Giếng
khoan B-2X, độ sâu 4211.5m, N
+
; x70
58
Ảnh 3.9: Mẫu cát kết arkose hạt nhỏ tập S11 (6,7-5,2Ma) độ mài tròn
trung bình, độ chọn lọc kém. Giếng khoan: B-2X. N+ x90
63
Biểu đồ 3.1: Biểu đồ so sánh bề dày hệ thống trầm tích trong một tập ứng
với các giếng khoan thuộc khu vực nghiên cứu

53



1

MỞ ĐẦU
Bể Nam Côn Sơn là bể trầm tích thuộc phần phía Nam thềm lục địa Việt
Nam. Hoạt động thăm dò dầu khí tại khu vực này được bắt đầu từ trước năm 1975
bởi các Công ty dầu khí như Mobil, Pectan (trước năm 1974). Từ đó đến nay đã
khoan hơn 43 giếng khoan và đã phát hiện được các cấu tạo tiềm năng tại các khu
vực như mỏ Đại Hùng, Hải Thạch, Lan Đỏ, Lan Tây, Rồng Đôi Các phát hiện
này càng tăng thêm mức độ tin cậy về triển vọng dầu khí tại bể Nam Côn Sơn
[23,24].
Tính cấp thiết của đề tài
Phân chia địa tầng trầm tích bể Nam Côn Sơn từ trước đến nay đã được
nghiên cứu rất chi tiết thông qua nhiều đề tài, dự án của các nhà thầu trong và ngoài
nước [24]. Các kết quả phân chia đã phần nào làm sáng tỏ đặc điểm địa tầng trầm
tích tại đây dựa trên các phương pháp phân chia thạch địa tầng, sinh địa tầng và địa
chấn địa tầng. Nhưng rất ít các công trình nghiên cứu và phân chia chi tiết địa tầng
trầm tích bể Nam Côn Sơn gắn với các chu kỳ dao động mực nước biển (quá trình
biển tiến - biển thoái). Điều này ảnh hưởng không nhỏ tới việc luận giải môi trường
và quy luật biến đổi của các đơn vị trầm tích theo không gian và thời gian.
Trong thời gian tham gia nghiên cứu và học tập tại trường, học viên đã được
giới thiệu và biết đến phương pháp địa tầng phân tập (stratigraphy sequence). Đây
là phương pháp không mới, nó được phát triển trên cơ sở các quan điểm về địa chấn
địa tầng và mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển toàn cầu ngay từ những thập
kỷ 50 và 60. Người khởi xướng đầu tiên là Sloss và nnk (1949) xuất phát từ khái
niệm tập (sequence) và định nghĩa “Tập là đơn vị trầm tích được giới hạn bởi hai
bất chỉnh hợp” [25, 26, 27]. Nhưng đến mãi thập kỷ 80 (từ 1980), phương pháp địa

chấn địa tầng đã được mở rộng nhờ các mô hình không gian tích tụ của Jervey,
Posamentier và Vail (1988), Vail và Baum (1988) [26, 38, 43]. Qua tìm hiểu tác
giả được biết, trong những năm gần đây phương pháp này đã được nhiều Công ty
nước ngoài, các Viện nghiên cứu và các Công ty thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam
áp dụng vào việc nghiên cứu địa tầng các bể trầm tích trên thềm lục địa Việt Nam
2

như: bể Sông Hồng, bể Cửu Long và bể Nam Côn Sơn [15, 17, 28]. Nhưng phần
lớn, phương pháp địa tầng phân tập mới chỉ áp dụng nghiên cứu cho toàn bể hoặc
một phần rộng lớn thuộc bể. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn và muốn tìm hiểu sâu
hơn về lịch sử phát triển địa chất của trũng trung tâm bể Nam Côn Sơn, học viên đã
lựa chọn đề tài luận văn Thạc sĩ tiêu đề: “Địa tầng phân tập trầm tích Oligocene -
Miocene khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn” với mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
như sau:
Mục tiêu của luận văn
Phân chia các đơn vị trong địa tầng phân tập và các hệ thống trầm tích đặt
trong mối quan hệ với sự dao động mực nước biển nhằm làm rõ đặc điểm trầm tích
và môi trường thành tạo trong từng tập tương ứng.
Nhiệm vụ nghiên cứu
- Phân chia địa tầng phân tập và liên kết các tập (sequence) và các hệ thống
trầm tích của khu vực nghiên cứu.
- Phân tích đặc điểm trầm tích và môi trường thành tạo trầm tích (tướng trầm
tích) của từng tập trầm tích thuộc khu vực nghiên cứu đặt trong mối quan hệ với chu
kỳ giao động mực nước biển.
- Luận giải sự biến đổi môi trường trầm tích theo không gian và thời gian.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Các thành tạo trầm tích Oligocene -Miocene trũng phía Tây khu vực trung
tâm bể Nam Côn Sơn (Hình 1.1; 2.1).
Dựa trên mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của luận văn, tác giả đã xây dựng
bố cục luận văn bao gồm 3 chương cơ bản như sau:

Chương 1: Khái quát đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu
Chương 2: Lịch sử nghiên cứu, cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Địa tầng phân tập trầm tích Oligocene – Miocene khu vực nghiên
cứu
3

CHƯƠNG 1
KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. VỊ TRÍ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Bể Nam Côn Sơn nằm trong phạm vi khoảng 6 độ 00’ đến 9 độ 45’ vĩ độ Bắc
và 106 độ 00’ đến 109 độ 00’ kinh độ Đông với diện tích khoảng 100.000km
2
và là
một trong số các bể thuộc thềm lục địa phía Nam Việt Nam. Bể được ngăn cách với
bể Cửu Long bởi đới nâng Côn Sơn về phía Tây Bắc. Phía Tây Nam là đới nâng
Khorat – Nantuna, phía Đông là bể Tư Chính – Vũng Mây còn phía Đông Bắc là
phần đuôi của bể Phú Khánh thuộc khu vực nước sâu [23, 24].
Khu vực nghiên cứu của luận văn là nơi tiếp giáp của phần sườn đới nâng
Côn Sơn và phần phía Tây Nam thuộc địa phận trung tâm bể. Nếu phân theo đới
cấu trúc, khu vực nghiên cứu thuộc đới chuyển tiếp và nằm giữa hai phụ đới B1 và
B2 theo hướng Bắc – Nam. Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong khoảng 7.324
o

đến 8.125
o
vĩ độ Bắc và 107.841
o
đến 108.500
o
kinh độ Đông với diện tích vào

khoảng 3060.5 km
2
. (Hình 1.1)

Hình 1.1: Phạm vi khu vực nghiên cứu
4

1.2. ĐỊA TẦNG VÀ HOẠT ĐỘNG MAGMA
Trên cơ sở phân tích, tổng hợp các tài liệu giếng khoan thuộc bể Nam Côn
Sơn và tham khảo các bài viết liên quan [2, 3, 4, 8, 23], tác giả xin trình bày khái
quát đặc điểm địa tầng trầm tích bể Nam Côn Sơn như sau (Hình 1.2).
1.2.1. Địa tầng
1. Thành tạo magma, biến chất trước Cenozoi
Tính đến thời điểm này, kết quả nghiên cứu các thành tạo trước Kainozoi về
cơ bản phần nào đã được làm sáng tỏ thông qua các tài liệu địa chấn, trọng lực và
các giếng khoan tại bể Nam Côn Sơn từ trước đến nay: ĐH-1X, 04-A-1X, 04-2-BC-
1X, 10-PM-1X, Hong-1X, 12-Dua-1X, 12-C-1X, 20-PH-1X, 28-A-1X, 29-A-1X….
Qua các tài liệu xử lý địa chấn đã nhận định được tầng móng được đặc trưng bằng
các phản xạ với tần số thấp, tính liên tục không cao và không ổn định với biên độ
thay đổi từ trung bình đến thấp. Trên cơ sở các đặc trưng địa chấn như trên và được
kiểm nghiệm, xác định chính xác thông qua các giếng khoan vào móng đã cho phép
xác định thành phần của các thành tạo đá móng gồm: granit (các lô thuộc tới phân
dị phía Tây), granodiorit (khối nhô móng thuộc mỏ Đại Hùng và các cấu tạo nhô
cao đới phân dị phía Bắc), diorite (bắt gặp trong các giếng khoan 28A-1X, 29A-1X
và 04A-1X…) và đá biến chất tuổi có thể là Jura muộn – Creta (lô 11, 12, 20,10 và
06) [2]. Đặc biệt, trong kết quả phân tích của VPI trên các mẫu thu được tại giếng
khoan:12B-1X, 12C-1X và Dừa – 1X bắt gặp phun trào andezit [6, 17].
5

Hình 1.2: Cột địa tầng tổng hợp bể Nam Côn Sơn
(Nguồn từ: địa chất và tài nguyên dầu khí Việt Nam, 2005 )
6

2. Thành tạo trầm tích Cenozoi.
Theo kết quả nghiên cứu từ trước đến nay, trên toàn thềm lục địa Việt Nam
nói chung và khu vực nghiên cứu thuộc bể Nam Côn Sơn nói riêng cho thấy các
thành tạo trầm tích có tuổi từ Oligocene cho đến Pliocene-Đệ tứ với thành phần chủ
yếu là trầm tích vụn lục nguyên và các tầng cacbonat dày [6]. Bên cạnh đó, trong
trầm tích Cenozoi tại một số nơi (12W-HA-1X) còn bắt gặp các trầm tích phun trào
andezit thuộc hệ tầng Cau [1].
HỆ PALEOGEN
Thống Oligocene
Hệ tầng Cau (E
3
c)
Hệ tầng Cau lần đầu tiên được mô tả chi tiết tại giếng khoan Dua-1X thuộc
lô 12 E nằm trong khoảng độ sâu 3.680 – 4.038m. Trầm tích của hệ tầng Cau bao
gồm chủ yếu là các lớp cát kết có màu xám xen các lớp sét bột kết màu nâu. Cát kết
thạch anh hạt thô đến mịn, độ chọn lọc kém, xi măng sét, cacbonat với bề dày trung
bình khoảng 358m [23,24]. Mặt cắt của hệ tầng Cau có nơi lên đến hàng nghìn mét
chia làm 3 tầng:
 Tầng dưới: cát hạt mịn đến cát hạt thô đôi khi rất thô hoặc sạn kết, cát
kết chứa cuội sạn và cuội kết màu xám, xám phớt nâu đến nâu đỏ chứa
các mảnh vụn than hoặc xen kẹp các lớp than mỏng [24].
 Tầng giữa gồm chủ yếu là các thành phần của các tập sét kết phân lớp
dày màu xám xen kẽ bột kết khá giàu vật chất hữu cơ và vôi xen kẽ các
lớp sét kết chứa than.
 Tầng trên cùng là cát kết hạt nhỏ đến vừa màu xám.
 Tuổi của hệ tầng Cau được xác định dựa trên sự có mặt của Fl.trilobata,

Floschuetzia…[29] và ranh giới trên cùng của hệ tầng được ký hiệu là
T20 (màu đỏ). Hệ tầng này phủ bất chỉnh hợp trên móng không đồng
nhất với bề mặt móng ký hiệu là T0 (màu đen).

7

HỆ NEOGEN
Thống Miocene
a) Hệ tầng Dừa (N
1
1
d)
Hệ tầng được xác định và đặt tên dựa trên kết quả phân tích giếng khoan Dừa
-1X ở độ sâu từ 2.852m đến 3.680m, phân bố rộng khắp bể với chiều dày của hệ
tầng thay đổi từ 200-800m. Tuổi của hệ tầng Dừa được xác định dựa vào đới Foram
N6-N8 (theo Martini, 1971). Trầm tích của hệ tầng bao gồm chủ yếu là cát kết, bột
kết màu xám sáng, xám lục xen kẽ với sét kết màu xám, xám đỏ, xám xanh. Trong
một số giếng khoan gặp các lớp sét chứa vôi giàu vật chất hữu cơ có chứa than hoặc
các lớp than mỏng (lô 12W) và đá cacbonat. Thành phần trầm tích xuất hiện phổ
biến các khoáng vật glauconit, xiderit và các hóa thạch biển [6, 12, 15].
Trên các mặt cắt địa chấn, hệ tầng Dừa nằm bất chỉnh hợp trên ranh giới T20
(ranh giới trên của hệ tầng Cau) và được giới hạn ranh giới trên của tập là bề mặt
bất chỉnh hợp T30 (màu xanh) với bề dày thay đổi từ 400m đến khoảng trên hai
nghìn mét ở trũng Trung tâm bể [23].
b) 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. Đặc biệt, trầm tích của hệ tầng này phát triển mạnh về phía Bắc và phía Tây

Nam của bể trong khoảng độ sâu từ 2.170 đến 2.850m. Trầm tích chủ yếu là trầm
tích lục nguyên chứa glauconit, vôi, sét vôi và nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Dừa với
bề dày thay đổi từ 400 đến 800m [23, 24].Trên các mặt cắt địa chấn trong luận văn
phần nóc của hệ tầng này được thể hiện là ranh giới bất chỉnh hợp T85 (màu xanh
nước biển). Mặt cắt của hệ tầng có thể chia thành hai tầng chính:
 Tầng dưới chủ yếu là cát kết thạch anh hạt mịn đến hạt trung, xi măng
cacbonat, chứa hóa thạch động vật biển đặc biệt là Foram.
 Tầng trên chủ yếu là sự xen kẹp giữa các lớp đá vôi màu xám sáng đôi
khi bị dolomit hóa màu nâu với các lớp sét kết - bột kết và cát kết hạt
mịn. Các thành tạo cacbonat phát triển rộng tại các khu vực nâng cao ở
phần trung tâm bể, đặc biệt là các lô thuộc phần phía Đông Bắc bể
8

thuộc các lô 04, 05, 06… và có thể được thành tạo trong môi trường
biển mở của thềm lục địa [8, 15].
c) Hệ tầng Nam Côn Sơn (N
1
3
ncs)
Phân bố rộng rãi với tướng đá thay đổi mạnh ở các khu vực khác nhau với bề
dày trầm tích vào khoảng 200-600m, khoảng 302m tại giếng khoan Dừa -1X và
nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng Thông – Mãng Cầu. Ở rìa phía Bắc (lô 10, 11) và
phía Tây – Tây Nam (lô 20, 21, 22, 28) đá của hệ tầng chủ yếu là trầm tích lục
nguyên gồm: sét kết, sét vôi chứa nhiều hóa thạch foraminifera màu lục đến xám
xanh, gắn kết yếu cùng các lớp cát bột kết chứa vôi và đôi khi gặp một số thấu kính
hoặc những lớp đá vôi mỏng chứa nhiều mảnh vụn lục nguyên [8, 24]. Đá cát kết ở
đây hạt nhỏ đến trung, độ chọn lọc mài tròn tốt, đôi chỗ chứa hóa thạch động vật
biển và glauconit gặp trong các giếng khoan thuộc lô 11, 12 [12, 13]. Ở phần trung
tâm bể thuộc các đới nâng nhỏ bắt gặp các tầng cacbonat phát triển các hang hốc
nứt nẻ xen kẹp trong chúng là đá lục nguyên.

Qua các tài liệu về đặc điểm trầm tích, cổ sinh… đều cho thấy các thành tạo
thuộc hệ tầng Nam Côn Sơn được hình thành trong môi trường biển nông thuộc đới
trong của thềm lục địa Việt Nam, tương ứng với tuổi của hệ tầng này là Miocene
muộn [14].
Thống Pliocene - Đệ Tứ
Hệ tầng Biển Đông (N
2
-Q bđ)
Hệ tầng Biển Đông được Lê Văn Cự xác lập vào năm 1986. Hệ tầng này
không những phân bố ở khu vực bể Nam Côn Sơn mà còn phân bố toàn thềm lục
địa Việt Nam với bề dày khác nhau. Hệ tầng Biển Đông phát triển rất mạnh tại các
lô phía Đông của bể với chiều dày lớn từ vài trăm mét đến vài nghìn mét (>1.500m)
(1768m tại giếng khoan Dừa -1X thuộc lô 12E) [6, 24]. Trầm tích Pliocene - Đệ Tứ
chủ yếu là cát kết màu xám, vàng nhạt và bột kết xen lẫn với sét kết vôi chứa nhiều
glauconit và rất nhiều hóa thạch động vật biển, gắn kết yếu hoặc bở rời. Môi trường
trầm tích của bể trong giai đoạn này chủ yếu thuộc môi trường biển nông ven bờ,
biển nông đến biển sâu [17, 23].
9

Nhận xét:
Địa tầng thuộc khu vực nghiên cứu của luận văn nói riêng và của thềm lục
địa Việt Nam cũng như bể Nam Côn Sơn nói chung tương ứng với các hệ tầng tuổi
Oligocene, Miocene và Pliocene - Đệ tứ. Đặc điểm thạch học trầm tích của từng hệ
tầng đã nêu ở trên chủ yếu là cát kết (bề dày lớn), bột kết, sét kết, cacbonat (bề dày
lớn tại một số lô thuộc vùng trũng Trung tâm) và một vài các lớp than mỏng xen
kẹp với các tập sét trong trầm tích Oligocene và Miocene sớm.
1.2.2. Hoạt động magma
Quá trình tách giãn Biển Đông kéo theo nhiều hệ lụy đến các vùng liền kề
thuộc phần Bắc bể Tư Chính – Vũng Mây, Đông Bắc bể Nam Côn Sơn và phần
đuôi phía Nam của bể Phú Khánh. Sự tách giãn có thể phần nào ảnh hưởng hay tạo

ra các hoạt động magma tại bể Nam Côn Sơn [20]. Cho đến thời điểm hiện nay,
việc nghiên cứu và phân chia các giai đoạn magma tại bể này chưa được nhiều và
chi tiết như bể Cửu Long [23]. Bởi thế, trong luận văn tác giả chỉ mô tả theo các tài
liệu hiện có và kết quả phân tích thạch học đá magma mà tác giả bắt gặp trong các
giếng khoan thu thập được:
Tại khu vực bể Nam Côn Sơn, các thành tạo núi lửa hợp thành một dải dọc
theo hướng Đông Bắc – Tây Nam: từ lô 12 đến các lô 133 [23, 24]. Phun trào ở đây
bao gồm: đaxit, ryolit gặp ở giếng khoan 12C-1X tại độ sâu 4210m và phun trào
andezit gặp tại giếng khoan 12W – HA – 1X ở độ sâu khoảng 4313.5m (Ảnh 1.1)
[1, 6].
Hoạt động magma xảy ra mãnh liệt trong các lô 11, 03 và 04 khuôn theo các
đứt gãy sâu có hướng từ Bắc xuống Nam [6]. Trên mặt cắt địa chấn chúng thể hiện
những nhóm dị thường tần số cao. Đôi chỗ các hoạt động núi lửa xuyên cắt lên tới
Pliocene phá vỡ cấu trúc trầm tích của hệ tầng này.
10


Ảnh 1.1: Phun trào andezit độ sâu khoảng 4313.5m
.
Giếng khoan 12W – HA – 1X. N
+
; x 90
1.3. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC KIẾN TẠO VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA
CHẤT
1.3.1. Đặc điểm cấu trúc kiến tạo
Bể Nam Côn Sơn phát triển trên nền địa khối Indosinia bị hoạt hoá mạnh mẽ
trong Phanerozoi và sau cùng là đai hoạt hoá magma kiến tạo Mezozoi muộn [địa
chất và tài nguyên dầu khí]. Phía Đông xảy ra quá trình tách giãn đáy biển rìa vào
Oligocene với trục tách giãn phát triển kéo dài theo phương Ðông Bắc - Tây Nam.
Đồng thời trong giai đoạn này, quá trình tách giãn đáy Biển Đông đã đẩy xa hai địa

khối Hoàng Sa và Trường Sa trên thềm lục địa Việt Nam ra xa nhau. Quá trình này
ảnh hưởng nhiều đến việc thành tạo hai đới trũng sâu: trũng Bắc và trũng Trung tâm
bể Nam Côn Sơn [10, 21, 31]. Các trũng sâu này có phương sụt lún cùng với hướng
trục giãn đáy Biển Ðông (Hình 1.4).
Trên bình đồ cấu trúc nhận thấy bể Nam Côn Sơn được ngăn cách với bể
Vũng Mây bởi đới nâng Tư Chính và phần phía Đông Bắc nơi chịu ảnh hưởng của
tách giãn Biển Đông với sự phát triển mạnh mẽ của các thành tạo đá vôi tại đây.
11


Hình 1.3: Vị trí kiến tạo của bể Nam Côn Sơn trong bình đồ cấu trúc kiến tạo khu
vực thềm lục địa phía Nam Việt Nam
1. Hệ thống đứt gãy
Trên bình đồ kiến tạo, bể Nam Côn Sơn phát triển ba hệ thống đứt gãy chính
với các phương: phương Bắc – Nam, Đông Bắc – Tây Nam và phương Đông –Tây
(Hình 1.4) [10, 21, 23].
Hệ thống đứt gãy phương Bắc – Nam chủ yếu phát triển trên cấu trúc móng
thuộc đới phân dị phía Tây và đới phân dị chuyển tiếp thuộc phần phụ đới cận
Natuna có chiều dài lớn, biên độ từ vài trăm đến hàng nghìn mét. Điển hình là các
hệ thống đứt gẫy chính: đứt gẫy Sông Hậu, đứt gãy Sông Đồng Nai và đứt gãy
Hồng- Tây Mãng Cầu [21]. Gắn liền với các đứt gãy theo phương này là sự phát
triển các trũng địa hào.
Hệ thống đứt gãy theo phương Đông Bắc –Tây Nam phân bố hạn hẹp tại đới
phân dị phía Tây và chủ yếu phân bố ở đới trũng trung tâm. Điển hình nhất là hệ
thống đứt gãy nằm ở phía Đông - Bắc của bể và khuôn theo đới nâng Côn Sơn. Các
12

đứt gãy có biên độ thay đổi trong khoảng lớn từ vài trăm mét đến ba nghìn mét: đứt
gãy ở đới phân dị phía Bắc có biên độ thay đổi từ 1.200 đến khoảng 2.500m, chúng
thường cắm sâu vào móng và phát triển tới tận Pliocene (khu vực lô 04 và 11-1)

[10, 23]. Phần lớn các đứt gãy này có mặt trượt đổ về phía Đông Nam hướng về
phần trũng Trung tâm bể.
Hệ thống đứt gãy Đông –Tây kém phát triển hơn so với các đứt gãy theo các
phương trên, phân bố không tập trung, chiều dài của đứt gãy không lớn và bắt gặp ở
phần phía Tây thuộc phần trũng Trung tâm bể. Đứt gãy điển hình nhất theo phương
này bắt gặp ở lô 11.2. Dọc theo hệ thống đứt gãy này, phát triển một trũng hẹp nằm
giữa ranh giới của phụ đới B1 và B2. Trũng này được liên thông với trũng trung
tâm (Hình 1.4) [10].
2. Phân vùng cấu trúc
Trên cơ sở phân loại đứt gãy, cơ chế hình thành và đặc điểm cấu trúc móng,
có thể phân chia các đơn vị cấu trúc trong bể Nam Côn Sơn thành ba đơn vị cấu trúc
chính: Đới phân dị phía Tây (C), đới phân dị chuyển tiếp (B) và phía Đông bể (A)
[10, 20, 23]:
a) Đới phân dị phía Tây (C)
Đây là đới nằm ở phần phía Tây của bể và chiếm một nửa phía Tây các lô 18,
19, 20, 21, 22 và toàn bộ các lô 27, 28, 29. Cơ sở phân chia đới này là hệ đứt gãy
Sông Đồng Nai chạy dọc theo hướng Bắc Nam [10]. Đặc trưng cấu trúc là sự sụt
nghiêng về phía Đông. Trong đới phân dị này, dọc theo các đứt gẫy lớn (đứt gãy
Sông Hậu, đứt gãy Sông Đồng Nai) là các trũng hẹp xen kẽ các đới nâng. Trên cơ
sở hai đứt gãy này cùng với cấu trúc móng, người ta chia phụ đới phía Tây thành
hai phụ đới: phụ đới C1 nằm xen giữa đới nâng Khorat - Natuna và hệ thống đứt
gãy Sông Hậu với địa hình thoải dần về phía Đông và kết thúc là một trũng nhỏ
chạy dọc theo đứt gãy Sông Hậu. Phụ đới tiếp theo là phụ đới C2 nằm xen kẹp giữa
hai hệ thống đứt gãy Sông Hậu và Sông Đồng Nai với địa hình thoải dần từ đới nhô
cao thuộc đới nâng Nam Côn Sơn đến vùng trũng sâu nhất ở độ sâu khoảng 6.000m
[theo bản đồ cấu trúc móng của VPI].
13

b) Phụ đới chuyển tiếp (B)
Đới này có ranh giới là hệ thống đứt gãy Sông Đồng Nai, ở phía Đông được

giới hạn bởi hệ đứt gãy Hồng - Tây Mãng Cầu (khối móng nhô cao là phần cuối của
đới nâng Natuna) và hệ thống đứt gãy khuôn theo đường đẳng sâu móng 1.000m
của đới nâng Côn Sơn với độ sâu 1.000 – 1.500m (theo bản đồ địa hình đáy biển tỷ
lệ 1;1.000.000). 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.
Địa hình móng có đặc tính sụt lún dạng bậc, sâu dần từ đới nâng Côn Sơn về
phía Đông Nam và từ đới nâng Natuna lên phía Bắc, nơi sâu nhất thuộc vùng
chuyển tiếp giữa lô 11-2 và 12 (12W và 12E) [24]. Đới phân dị chuyển tiếp được
chia thành 2 đơn vị cấu trúc sau:
 Phụ đới phân dị phía Bắc (B1): Phát triển dọc rìa Đông Nam của đới
nâng Côn Sơn, với hệ đứt gãy Đông Bắc- Tây Nam và á kinh tuyến
chiếm ưu thế.
 Phụ đới cận Natuna (B2): đặc trưng bởi cấu trúc dạng khối, chiều sâu
của móng khoảng 5.000m đến 5.500m [23]. Trong phụ đới này phát
triển các hệ thống đứt gãy kinh tuyến, á vĩ tuyến và phát triển nhiều cấu
trúc vòm.


14


Hình 1.4: Bản đồ phân bố các đới cấu trúc bể Nam Côn Sơn
(Tạp chí Dầu khí số 3, 2012)
Ghi chú:
 Đới trũng phía Đông: A1- Trũng trung tâm; A2- Trũng Đông Bắc; A3-
Trũng Nam Dừa; A4- Trũng Đông Nam; A5- Đới nâng Mãng Cầu; A6-
Đới nâng Dừa; A7- Đới nâng Tư Chính – Đá Lát; A8- Trũng Nam Biển
Đông.
 Đới phân dị chuyển tiếp: B1- Phụ đới phân dị phía Bắc; B2 – Phụ đới
cận Natuna

 Đới phân dị phía Tây: C1- Phụ đới rìa Tây; C2- Phụ đới phân dị phía
Tây
c) Đới trũng phía Đông (A)
Trũng phía Đông bao gồm phần diện tích rộng lớn ở Trung tâm và phần phía
Đông bể Nam Côn Sơn, với đặc tính kiến tạo sụt lún. Đứt gãy hoạt động theo nhiều
15

pha khác nhau. Địa hình móng phân dị mạnh với chiều sâu thay đổi từ 1.400m trên
phụ đới nâng Mãng Cầu đến hơn 10.000m ở trung tâm. Đới trũng phía Đông được
phân chia làm 5 phụ đới (Hình 1.4) [5, 23].
 Phụ đới trũng Bắc (A1)
 Phụ đới nâng Mãng Cầu (A2)
 Phụ đới trũng Trung tâm (A3)
 Phụ đới nâng Dừa (A4)
 Phụ đới Trũng Nam (A5)
1.3.2. Lịch sử phát triển địa chất.
Lịch sử phát triển địa chất gắn liền với hoạt động kiến tạo để tạo ra không
gian tích tụ trong bể (các trũng) và ảnh hưởng của quá trình dâng cao mực nước
biển (MNB) chi phối các quá trình phân dị và lắng đọng trầm tích để tạo nên các thể
trầm tích theo từng giai đoạn hình thành và phát triển bể. Căn cứ vào đặc điểm cấu
trúc, mức độ thay đổi, biến dạng của các thể địa chất, có thể chia lịch sử phát triển
địa chất của bể Nam Côn Sơn thành 3 giai đoạn chính như sau: giai đoạn trước tách
giãn (Pre-rift): Paleocene- Eocene; giai đoạn đồng tách giãn (Syn-rift): Oligocene –
Miocene sớm và giai đoạn sau tách giãn (Post- rift): Miocene giữa - Đệ tứ (Hình 7)
[23, 24].
1. Giai đoạn trước tách giãn (Pre- rift) Paleocene -Eocene.
Đây là giai đoạn san bằng kiến tạo không chỉ xảy ra riêng đối với bể Nam
Côn Sơn mà còn xảy ra trên toàn khu vực thềm lục địa Việt Nam. Trước đó, các
chuyển động kiến tạo mang tính khu vực đã tạo ra trong diện tích bể Nam Côn Sơn
với ba hệ thống đứt gãy có phương khác nhau: hệ thống đứt gãy phát triển theo

phương Đông Bắc – Tây Nam, bắt gặp chủ yếu ở phía Đông và Đông Bắc bể; hệ
thống đứt gãy Bắc Nam phát triển chủ yếu dọc phần phía Tây Bắc và kéo dài xuống
phần Tây Nam [23]. Chính các hệ thống đứt gãy này đã góp phần làm cho mặt
móng càng phức tạp hơn.
Trong giai đoạn này, quá trình xâm thực bào mòn và san bằng địa hình cổ
phát triển mạnh ở phần Tây Bắc (đới phân dị phía Tây) và phần Đông Bắc của bể
16

thuộc đới nâng Côn Sơn. Ở Trung tâm của bể có khả năng tồn tại các thành tạo
molas, vụn núi lửa và các đá núi lửa có tuổi Eocene như đã bắt gặp trên lục địa.
2. Giai đoạn đồng tách giãn (Syn-rift) Oligocene- Miocene sớm.
Giai đoạn Syn-rift tương đối phức tạp về kiến tạo được khởi xướng vào đầu
Oligocene và kết thúc vào cuối Miocene sớm. Có thể, tách giãn Biển Đông đã ảnh
hưởng phần nào tới việc hình thành các hệ thống đứt gãy lớn phương Bắc – Nam và
những đứt gãy theo phương Đông Bắc – Tây Nam (đứt gãy tạo bể) tạo các cấu trúc
sụt bậc điển hình thuộc bể Nam Côn Sơn và làm xuất hiện các địa hào, bán địa hào
và vùng trũng Trung tâm rộng lớn. Trầm tích vụn trong giai đoạn Oligocene –
Miocene sớm đặc trưng cho môi trường đầm hồ và đới nước lợ ven bờ với các lớp
sét kết [18, 23]. Pha kiến tạo trong giai đoạn này đã làm thay đổi bình đồ cấu trúc
bể và đã để lại những dấu ấn trên các mặt cắt địa chấn là những biến dạng tương đối
phức tạp so với các giai đoạn trước và sau đó [23].
3. Giai đoạn sau tách giãn (Post- rift) Miocene giữa - Đệ tứ.
Nhìn chung giai đoạn này kiến tạo khá bình ổn so với giai đoạn trước. Song
một số khu vực của bể vẫn còn quan sát thấy sự nâng lên, bào mòn cắt cụt một số
cấu trúc dương đã có ở lô 04, 05 và lô 12 [10, 23]. Hầu hết các đứt gãy đều kết thúc
hoạt động vào cuối Miocene. Trong giai đoạn Pliocene - Đệ Tứ trầm tích phát triển
rộng với bề dày trầm tích tăng dần về phía Đông (trũng trung tâm bể) [6]. Bình đồ
cấu trúc không còn mang tính kế thừa các giai đoạn trước, ranh giới giữa các trũng
gần như được đồng nhất trên toàn khu vực ngoại trừ một số trũng thuộc phần trung
tâm bể.

17

CHƯƠNG 2
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, CƠ SỞ TÀI LIỆU
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, TÌM KIẾM VÀ THĂM DÒ DẦU KHÍ
Trên cơ sở tổng hợp các báo cáo của các nhà thầu và các Công ty, Trung tâm
và Viện nghiên cứu trong và ngoài nước [9, 23, 24] cho thấy: Cùng với sự phát triển
của nền kinh tế đất nước, ngay từ khi miền Nam hoàn toàn giải phóng, công tác tìm
kiếm và thăm dò dầu khí đã được chú trọng đầu tư nghiên cứu. Theo lịch sử, công
tác tìm kiếm thăm dò dầu khí tại bể Nam Côn sơn có thể chia ra các thời kỳ như
sau:
2.1.1. Thời kỳ trước năm 1975
Đây là thời kỳ khởi đầu công cuộc thăm dò dầu khí trên toàn thềm lục địa
Việt Nam nói chung và bể Nam Côn Sơn nói riêng. Những khảo sát thăm dò bước
đầu là do các công ty thăm dò của Mỹ và Anh thực hiện như: Nanderell, Mobil
Kaiyo, Esso, Union Texas, Sunning Dale. Các nhà thầu đã thu nổ hàng nghìn km
địa chấn 2D (Hình 2.1). Trên cơ sở phân tích, minh giải các tài liệu địa chấn với
mạng lưới tuyến đo được các nhà thầu đã đưa ra được các bản đồ cấu trúc, bản đồ
đẳng thời ở các tỷ lệ 1/100.000 đối với một số cấu tạo triển vọng nhưng độ chính
xác của các bản đồ chưa cao [24].
Dựa trên những kết quả phân tích địa chấn, cuối năm 1974 đầu năm 1975,
công ty Pecten và Mobil đã khoan 5 giếng 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. Với những phát hiện quan trọng trong giai đoạn này, các Công ty Dầu khí
trong và ngoài nước đã đưa ra một số đánh giá kết quả nghiên cứu chung cho các lô
thuộc bể Nam Côn Sơn thông qua các báo cáo, các bản đồ đẳng thời và bản đồ cấu
trúc cho toàn thềm lục địa Việt Nam nói chung và khu vực bể Nam Côn Sơn nói
riêng [23, 24].