Phân vùng tướng địa chấn bồn trũng phú khánh thềm lục địa việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

HOÀNG VIỆT BÁCH

PHÂN VÙNG TƯỚNG ĐỊA CHẤN BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH
THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM
Chuyên ngành: Vật lý địa cầu
Mã số chuyên ngành: 62 44 15 01
Phản biện 1: PGS.TS. Cao Đình Triều
Phản biện 2: TS. Mai Văn Dư
Phản biện 3: TS. Lê Ngọc Thanh
Phản biện độc lập 1: PGS.TS. Nguyễn Văn Giảng
Phản biện độc lập 2: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. TS. Đỗ Văn Lưu
2. PGS.TS. Nguyễn Thành Vấn

Tp. Hồ Chí Minh – Năm 2015


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
-----oOo-----

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận án Tiến sĩ “Phân Vùng Tướng Địa Chấn Bồn Trũng Phú
Khánh” là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Đỗ Văn Lưu và PGS.TS.
Nguyễn Thành Vấn. Những kết quả nghiên cứu trong luận án này chưa được các tác

giả khác công bố ở Việt Nam cũng như trên thế giới.
Tôi xin cam đoan danh dự về công trình khoa học này.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 9 năm 2014
Tác giả luận án

Hoàng Việt Bách

ii


LỜI CẢM ƠN

Luận án được hoàn thành dưới sự hướng dẫn chu đáo và tận tình của TS. Đỗ
Văn Lưu và PGS.TS. Nguyễn Thành Vấn, sự giúp đỡ tạo điều kiện từ các thầy, cô
Bộ môn Vật lý địa cầu - Khoa Vật lý, các cán bộ Phòng Đào tạo Sau đại học,
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, cùng với sự quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện
thuận lợi từ các cấp lãnh đạo cũng như từ bạn bè đồng nghiệp trong Tổng Công ty
Thăm dò Khai thác Dầu khí và các đơn vị liên quan của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia
Việt Nam.
Sự quan tâm, khích lệ và tạo điều kiện thuận lợi từ phía gia đình, đặc biệt là
từ bố, mẹ, bà xã và các em là nguồn động viên tinh thần rất lớn cho tác giả trong
suốt quá trình hoàn thành luận án.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với những giúp đỡ quý báu và
thiết thực này.

iii


MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ......................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.................................................................................. ix
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH ................................................... 5
1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH ...................... 6
1.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 6
1.1.2. Địa hình đáy biển .................................................................................. 7
1.2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU THĂM DÒ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH ............... 8
1.2.1. Giai đoạn trước năm 2007 ..................................................................... 8
1.2.2. Giai đoạn sau năm 2007 ...................................................................... 13
1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – DẦU KHÍ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH .............. 13
1.3.1. Cấu trúc địa chất của bồn trũng Phú Khánh ......................................... 13
1.3.2. Lịch sử phát triển bồn trũng Phú Khánh .............................................. 14
1.3.3. Đặc điểm địa tầng bồn trũng Phú Khánh ............................................. 17
1.3.4. Hệ thống dầu khí bồn trũng Phú Khánh ............................................... 21
CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU .................................... 25
2.1. PHƯƠNG PHÁP MINH GIẢI ĐỊA CHẤN CẤU TRÚC TRÊN QUAN ĐIỂM
ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP ............................................................................... 25
iv


2.1.1. Chính xác hóa các mặt ranh giới địa tầng ............................................ 26
2.1.2. Xác định hệ thống đứt gãy kiến tạo ..................................................... 28
2.1.3. Liên kết địa chấn – giếng khoan .......................................................... 29
2.1.4. Xây dựng bản đồ và chuyển đổi độ sâu ............................................... 31
2.2. CƠ SỞ ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRONG CÔNG TÁC MINH GIẢI ĐỊA

CHẤN........................................................................................................... 34
2.2.1. Chu kỳ trầm tích .................................................................................. 36
2.2.2. Hệ thống trầm tích ............................................................................... 38
2.3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TƯỚNG ĐỊA CHẤN VÀ DỰ BÁO MÔI
TRƯỜNG TRẦM TÍCH ............................................................................... 46
2.3.1. Tướng địa chấn.................................................................................... 46
2.3.2. Tướng trầm tích ................................................................................... 53
2.3.3. Mối quan hệ giữa tướng địa chấn và tướng trầm tích ........................... 55
2.3.4. Phân vùng tướng địa chấn và dự báo môi trường trầm tích .................. 57
2.4. CƠ SỞ DỮ LIỆU ........................................................................................... 58
2.4.1. Tài liệu địa chấn .................................................................................. 58
2.4.2. Tài liệu giếng khoan và các tài liệu khác ............................................. 60
CHƯƠNG 3
ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH TRÊN CƠ
SỞ MINH GIẢI TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN ............................................................... 63
3.1. CHÍNH XÁC HÓA CÁC MẶT RANH GIỚI ĐỊA TẦNG ............................. 63
3.1.1. Xác định ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn ........................................... 63
3.1.2. Kết quả liên kết địa chấn – giếng khoan .............................................. 67
3.1.3. Kết quả liên kết địa tầng ...................................................................... 73
v


3.2. ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG ĐỨT GÃY ............................................................. 79
3.3. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT ............................................................ 80
3.3.1. Đặc điểm bản đồ cấu trúc địa chất ....................................................... 80
3.3.2. Đặc điểm bản đồ đẳng dày .................................................................. 89
CHƯƠNG 4
PHÂN VÙNG TƯỚNG ĐỊA CHẤN VÀ DỰ BÁO MÔI TRƯỜNG TRẦM
TÍCH MIOCEN THƯỢNG BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH ................................. 98
4.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤN ĐỊA TẦNG ............................................................. 98

4.2. ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG ĐỊA CHẤN ................................................................ 104
4.3. PHÂN VÙNG TƯỚNG ĐỊA CHẤN VÀ DỰ BÁO MÔI TRƯỜNG LẮNG
ĐỌNG TRẦM TÍCH .................................................................................. 116
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 119
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 119
KIẾN NGHỊ ........................................................................................................ 120
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ................................ 121
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................. 122

vi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Bf

:

Quạt đáy bể

Canyon

:

Kênh ngầm, đào khoét

Concordant

:

Bao bọc

Downlap

:

Phủ đáy

GR

:

Phương pháp đo mật độ phóng xạ tự nhiên

HST

:

Hệ thống trầm tích biển cao

LST

:

Hệ thống trầm tích biển thấp

MFS

:

Bề mặt ngập lụt cực đại

MMU

:

Bất chỉnh hợp tuổi Miocen trung

NPHI

:

Phương pháp đo nơtron

Onlap

:

Kề áp hoặc gá đáy

RHOZ

:

Phương pháp đo mật độ đất đá

Rift

:

Hoạt động tách giãn trầm tích

RLA

:

Phương pháp đo điện trở suất đất đá

Sf

:

Quạt sườn

TOC

:

Độ giàu vật chất hữu cơ

Toplap

:

Chống nóc

TS

:

Bề mặt biển tiến

TST

:

Hệ thống trầm tích biển tiến

VSP/checkshot :

Tài liệu địa chấn đo vận tốc đất đá dọc theo giếng khoan

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Các quan điểm về chu kỳ trầm tích ........................................................ 37
Bảng 3.1: Tổng hợp liên kết địa chấn giếng khoan bồn trũng Phú Khánh .............. 73

viii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí, cấu trúc bồn trũng Phú Khánh và khu vực lân cận ................ 6
Hình 1.2: Sơ đồ tuyến địa chấn trong nghiên cứu Lee và Watkins ......................... 10
Hình 1.3: Kết quả phân tích địa chấn địa tầng bồn trũng Phú khánh của Lee và
Watkins .......................................................................................................... 11
Hình 1.4: Mặt cắt minh giải địa chấn bồn trũng Phú Khánh, dự án ENRECA ........ 12

Hình 1.5: Cột địa tầng tổng hợp bồn trũng Phú Khánh ........................................... 20
Hình 1.6: Mô hình hệ thống dầu khí bồn trũng Phú Khánh .................................... 23
Hình 2.1: Phân loại các tiêu chí xác định ranh giới bất chỉnh hợp .......................... 28
Hình 2.2: Mô hình một số loại đứt gãy kiến tạo: (a) đứt gãy thuận, (b) đứt gãy
nghịch, (c) đứt gãy chờm nghịch và (d) đứt gãy trượt bằng ............................ 29
Hình 2.3: Minh họa liên kết tài liệu địa chấn và tài liệu giếng khoan ..................... 30
Hình 2.4: Đường cong quan hệ giữa miền thời gian và độ sâu ............................... 33
Hình 2.5: Hệ thống trầm tích biển thấp với bồn trũng có mép thềm ....................... 39
Hình 2.6: Mô hình tập tích tụ của Exxon – Tập kiểu 1 ........................................... 41
Hình 2.7: Mô hình tập tích tụ biển rìa thềm của Exxon – Tập kiểu 2...................... 43
Hình 2.8: Mô hình tập trầm tích: (a) Tập cùng nguồn gốc và (b) Tập Biển tiến –
Biển lùi .......................................................................................................... 45
Hình 2.9: Mối quan hệ giữa chu kỳ thay đổi mực nước biển với các hệ thống trầm
tích, tập trầm tích và ranh giới phân chia chúng .............................................. 45
Hình 2.10: Đặc trưng cường độ sóng phản xạ địa chấn .......................................... 48
Hình 2.11: Một số dạng tướng cấu trúc bên trong tập địa chấn .............................. 49
Hình 2.12: Hình dạng tướng địa chấn bên ngoài .................................................... 52
Hình 2.13: Mô hình tướng trầm tích từ lục địa ra biển ........................................... 55
Hình 2.14: Mạng lưới tuyến địa chấn 2D và vị trí giếng khoan khu vực nghiên cứu
....................................................................................................................... 62
Hình 3.1: Mặt cắt A-A’: Phân chia các ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn bồn trũng
Phú Khánh ..................................................................................................... 64
Hình 3.2: Trích đoạn mặt cắt E-E’ thể hiện các bất chỉnh hợp địa chấn ................. 65
Hình 3.3: Trích đoạn mặt cắt G-G’ thể hiện các bất chỉnh hợp địa chấn ................. 66
Hình 3.4: Kết quả giếng khoan C-1X ..................................................................... 69
ix


Hình 3.5: Kết quả giếng khoan H-1X .................................................................... 70
Hình 3.6: Kết quả giếng khoan T-1X ..................................................................... 71

Hình 3.7: Mặt cắt B-B’: liên kết địa chấn - giếng khoan C-1X và H-1X ................ 72
Hình 3.8: Mặt cắt C-C’: liên kết địa chấn - giếng khoan T-1X ............................... 72
Hình 3.9: Mặt cắt I-I’ liên kế thềm phía Tây Bắc – Trũng sâu trung tâm - Đới nâng
phía Đông Nam .............................................................................................. 75
Hình 3.10: Mặt cắt H-H’ liên kết từ thềm phía Tây Nam – Trũng sâu trung tâm –
Ranh giới phía Đông Bắc bồn trũng ............................................................... 76
Hình 3.11: Mặt cắt K-K’ liên kết từ thềm phía Tây Nam – Trũng sâu trung tâm .... 77
Hình 3.12: Mặt cắt D-D’ liên kết trũng sâu trung tâm – Đới nâng phía Đông Nam 78
Hình 3.13: Bản đồ cấu trúc nóc móng trước Kanozoi bồn trũng Phú Khánh .......... 83
Hình 3.14: Bản đồ cấu trúc gần nóc Oligocen bồn trũng Phú Khánh ...................... 85
Hình 3.15: Bản đồ cấu trúc nóc Miocen hạ bồn trũng Phú Khánh .......................... 86
Hình 3.16: Bản đồ cấu trúc nóc Miocen trung bồn trũng Phú Khánh ..................... 88
Hình 3.17: Bản đồ cấu trúc nóc Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh................... 90
Hình 3.18: Bản đồ đẳng dày trầm tích Oligocen bồn trũng Phú Khánh .................. 93
Hình 3.19: Bản đồ đẳng dày trầm tích Miocen hạ bồn trũng Phú Khánh ................ 94
Hình 3.20: Bản đồ đẳng dày trầm tích Miocen trung bồn trũng Phú Khánh ........... 95
Hình 3.21: Bản đồ đẳng dày trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh......... 96
Hình 4.1: Phân chia các tập và hệ thống trầm tích trong Miocen thượng .............. 100
Hình 4.2: Đường cong thay đổi mực nước biển toàn cầu từ Paleocen đến hiện đại
..................................................................................................................... 103
Hình 4.3: Sơ đồ tuyến phân tích tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh ............... 104
Hình 4.4: Mặt cắt tuyến địa chấn G-G’ tướng ven bờ, tướng thềm và vùng vắng mặt
trầm tích ....................................................................................................... 106
Hình 4.5: Mặt cắt tuyến địa chấn A-A’ tướng ven bờ, tướng thềm và tướng biển sâu
..................................................................................................................... 107
Hình 4.6: Mặt cắt tuyến địa chấn B-B’ tướng thềm và tướng biển sâu ................. 107
Hình 4.7: Mặt cắt địa chấn B’-B” tướng trầm tích biển sâu .................................. 108
Hình 4.8: Mặt cắt địa chấn H-H’ tướng ven bờ và tướng thềm ............................. 108
Hình 4.9: Mặt cắt địa chấn Q-Q’ tướng biển sâu .................................................. 109
Hình 4.10: Mặt cắt địa chấn C-C’ tướng biển sâu ................................................ 109

Hình 4.11: Mặt cắt địa chấn D-D’ tướng biển sâu và vỏ đại dương ...................... 110
x


Hình 4.12: Mặt cắt địa chấn K-K’ tướng biển sâu ................................................ 110
Hình 4.13: Mặt cắt địa chấn I-I’ tướng biển sâu ................................................... 111
Hình 4.14: Mặt cắt địa chấn F-F’ tướng biển sâu ................................................. 111
Hình 4.15: Mặt cắt địa chấn E-E’ tướng lòng sông cổ .......................................... 112
Hình 4.16: Mặt cắt địa chấn J-J’ tướng lòng sông cổ ........................................... 112
Hình 4.17: Mặt cắt địa chấn Y-Y’ tướng lòng sông cổ ......................................... 113
Hình 4.18: Mặt cắt địa chấn L-L’ tướng lòng sông cổ .......................................... 113
Hình 4.19: Mặt cắt địa chấn M-M’ tướng núi lửa, diapia sét v.v. ......................... 114
Hình 4.20: Mặt cắt địa chấn N-N’ tướng núi lửa, diapia sét v.v. .......................... 114
Hình 4.21: Mặt cắt địa chấn P-P’ tướng núi lửa, diapia sét v.v. ............................ 115
Hình 4.22: Mặt cắt địa chấn R-R’ tướng núi lửa, diapia sét v.v. ........................... 115
Hình 4.23: Bản đồ phân vùng tướng địa chấn và dự báo môi trường trầm tích
Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh ........................................................... 117

xi


MỞ ĐẦU

Phú Khánh là bồn trũng trầm tích nước sâu thuộc khu vực thềm lục địa miền
Trung Việt Nam. Trong giai đoạn từ năm 2007 trở về trước, với đặc thù là khu vực
nước sâu, chi phí đầu tư thăm dò khai thác dầu khí cao nên các hoạt động nghiên
cứu, tìm kiếm thăm dò dầu khí ở khu vực bồn trũng này còn ít và chưa đồng bộ, tài
liệu thu thập được chủ yếu là tài liệu địa chấn 2D được khảo sát chủ yếu trên khu
vực thềm nước nông phía Tây bồn trũng Phú Khánh. Do đó các công tác nghiên cứu
về địa chất, địa vật lý ở bồn trũng Phú Khánh trong thời kỳ này còn mang tính sơ

khai, còn nhiều vấn đề địa chất cần được nghiên cứu làm rõ như việc xác định ranh
giới phía Đông của bồn trũng, đặc điểm địa chất, kiến tạo, hệ thống dầu khí v.v.
Từ năm 2007 đến nay, có khoảng 20.000km địa chấn 2D, 5.000km2 địa chấn
3D đã được khảo sát bổ sung cùng với việc khoan ba giếng khoan thăm dò dầu khí
đầu tiên trên khu vực bồn trũng Phú Khánh. Với khối lượng tài liệu mới được bổ
sung này, việc chính xác hóa các mặt ranh giới địa tầng dựa trên quan điểm về địa
tầng phân tập, minh giải địa chấn, liên kết địa tầng ra khu vực nước sâu trung tâm
bồn trũng Phú Khánh là rất cần thiết. Công tác phân tích tài liệu thăm dò địa chấn
không chỉ làm sáng tỏ đặc điểm hình thái cấu trúc địa chất mà còn giải quyết các
nhiệm vụ khác về liên kết địa tầng, thạch học, phân tích tướng, dự báo môi trường
lắng đọng trầm tích v.v.
Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết kể trên, tác giả đã chọn đề tài nghiên cứu “Phân
vùng tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh, thềm lục địa Việt Nam” cho luận án
này.
Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu “Phân vùng tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh, thềm lục
địa Việt Nam” nhắm tới mục tiêu liên kết, chính xác hóa các ranh giới minh giải địa
chấn bồn trũng Phú Khánh dựa trên quan điểm địa tầng phân tập. Trên cơ sở kết quả
1


minh giải địa chấn sẽ xác định đặc điểm địa tầng phân tập, phân bố tướng địa chấn
Miocen thượng và dự báo môi trường lắng đọng trầm tích của bồn trũng Phú Khánh
trong thời kỳ này. Nội dung luận án sẽ là tiền đề cho các nghiên cứu sau này ở bồn
trũng Phú Khánh nhằm đánh giá tiềm năng dầu khí, xác định các đối tượng tìm
kiếm thăm dò cũng như hoạch định chiến lược thăm dò khai thác dầu khí ở khu vực
nghiên cứu.
Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
Sử dụng tài liệu địa chấn 2D và tài liệu địa vật lý giếng khoan bồn trũng Phú
Khánh để liên kết, minh giải, chính xác hóa các mặt ranh giới địa tầng chính của bồn

trũng theo quan điểm địa tầng phân tập. Trên cơ sở kết quả minh giải địa chấn và
nghiên cứu địa chất khu vực, tác giả tiến hành phân tích địa chấn địa tầng, xác định
đặc điểm phân bố tướng địa chấn và dự báo môi trường lắng đọng trầm tích Miocen
thượng bồn trũng Phú Khánh.
Ý nghĩa khoa học thực tiễn
Đề tài “Phân vùng tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh, thềm lục địa Việt
Nam” là một công trình nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Việc vận dụng cơ sở phương pháp luận về địa chấn địa tầng dựa trên quan
điểm địa tầng phân tập trong điều kiện khu vực nghiên cứu là bồn trũng nước sâu đã
góp phần làm sáng tỏ cấu trúc địa chất bồn trũng Phú Khánh, đóng góp khả năng áp
dụng phương pháp nghiên cứu này cho các bồn trũng khác ở Việt Nam. Việc áp
dụng thành công phương pháp nghiên cứu đặc điểm tướng địa chấn và dự báo môi
trường trầm tích cho đối tượng trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh đã
góp phần làm tăng hiệu quả minh giải địa chấn cũng như làm sáng tỏ mối quan hệ
giữa tướng địa chấn với tướng trầm tích trong điều kiện địa chất Việt Nam.
Kết quả luận án sẽ là tiền đề cho các nghiên cứu sau này về tiềm năng dầu khí
bồn trũng Phú Khánh. Thành quả đạt được trong nghiên cứu có thể giúp các nhà địa
2


chất dầu khí Việt Nam có một cái nhìn tổng quan hơn về tiềm năng dầu khí của bồn
trũng Phú Khánh, trên cơ sở đó có thể tiến hành các nghiên cứu chi tiết hơn nhằm
hoạch định chiến lược thăm dò khai thác dầu khí ở khu vực bồn trũng nước sâu này.
Luận điểm bảo vệ
Luận điểm 1: Việc áp dụng phương pháp địa chấn địa tầng trên quan điểm địa
tầng phân tập kết hợp với phương pháp minh giải địa chấn cấu trúc truyền thống đã
cho phép chính xác hóa các mặt ranh giới địa tầng chính của bồn trũng Phú Khánh
với đầy đủ cơ sở khoa học và thực tiễn. Dựa trên cơ sở kết quả minh giải các ranh
giới địa chấn đã xây dựng được bản đồ cấu trúc cho các ranh giới nóc móng trước
Đệ tam, gần nóc Oligocen, nóc Miocen hạ, bất chỉnh hợp Miocen giữa và nóc

Miocen thượng; xác định được bề dày trầm tích các tập và phân vùng cấu trúc bồn
trũng Phú Khánh.
Luận điểm 2: Lần đầu tiên xác định được đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích
Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh và phân chia tập này thành bốn chu kỳ trầm
tích nhỏ hơn, bao gồm các vi tập T1, T2, T3 và T4. Trên cơ sở đó đã phân tích đặc
điểm, phân vùng tướng địa chấn và dự báo môi trường lắng đọng trầm tích Miocen
thượng bồn trũng Phú Khánh, bao gồm 05 vùng: I - tướng ven bờ, II - vùng thềm,
III - vùng biển sâu, IV - vùng vắng trầm tích và V - vùng hiện diện các thành tạo núi
lửa, diapia sét v.v.
Điểm mới của luận án
1) Xác định các bề mặt bất chỉnh hợp địa chấn bồn trũng Phú Khánh và chính
xác hóa các ranh giới địa tầng chính (RG1-RG5) trên toàn khu vực bồn trũng. Từ
kết quả minh giải địa chấn đã xây dựng được bản đồ cấu trúc của bồn trũng Phú
Khánh qua các thời kỳ: nóc Móng trước đệ tam, gần nóc Oligocen, nóc Miocen hạ,
nóc Miocen trung và nóc Miocen thượng; xác định được chiều dày các tập trầm tích
Oligocen, Miocen hạ, Miocen trung và Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh.
3


2) Xác định được đặc điểm địa chấn địa tầng trầm tích Miocen thượng bồn
trũng Phú Khánh và phân chia tập này thành bốn chu kỳ trầm tích bậc nhỏ hơn bao
gồm gồm các vi tập T1-T4; mỗi chu kỳ trầm tích được phân chia thành các hệ thống
trầm tích biển thấp (LST), hệ thống biển tiến (TST) và hệ thống biển cao (HST)
theo quan điểm mô hình tập tích tụ của Exxon (1997).
3) Xác định đặc điểm và phân vùng tướng địa chấn tập Miocen thượng bồn
trũng Phú Khánh, trên cơ sở đó dự báo được môi trường lắng đọng trầm tích
Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh bao gồm 05 vùng: I - tướng ven bờ, II - vùng
thềm, III - vùng biển sâu, IV - vùng vắng trầm tích và V - vùng hiện diện các thành
tạo núi lửa, diapia sét v.v.
Kết cấu của luận án

Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục các bảng biểu, hình vẽ, mục lục, danh
mục các công trình công bố, danh mục tài liệu tham khảo, luận án bao gồm 4
chương, 125 trang đánh máy với 64 hình vẽ và 02 bảng số liệu. Các chương mục
chính của luận án như sau:
Mở đầu
Chương 1 Tổng quan về bồn trũng Phú Khánh
Chương 2 Phương pháp nghiên cứu và cơ sở dữ liệu
Chương 3 Đặc điểm cấu trúc địa chất bồn trũng phú khánh trên cơ sở minh
giải tài liệu địa chấn
Chương 4 Phân vùng tướng địa chấn và dự báo môi trường trầm tích Miocen
thượng bồn trũng Phú Khánh
Kết luận

4


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH

Phú Khánh là bồn trũng trầm tích nước sâu ở thềm lục địa miền Trung Việt
Nam. Trong giai đoạn trước năm 2007, các hoạt động nghiên cứu, tìm kiếm thăm dò
dầu khí khu vực bồn trũng Phú Khánh còn thưa thớt và chưa đồng bộ. Tài liệu thu
được từ các dự án khảo sát địa vật lý trong thời kỳ này đã được thu thập để xử lý,
phân tích, minh giải nhằm phục vụ công tác xây dựng các bản đồ cấu trúc chủ yếu
cho lát cắt Đệ tam nhằm sơ bộ đánh giá tiềm năng dầu khí của bồn trũng. Do khối
lượng tài liệu địa vật lý thu thập được trong giai đoạn này còn ít, chưa có tài liệu địa
chấn, giếng khoan ở khu vực nước sâu trung tâm bồn trũng nên còn nhiều vấn đề về
địa chất cần được nghiên cứu làm rõ cho bồn trũng Phú Khánh như chính xác hóa
các ranh giới địa tầng, liên kết địa tầng khu vực nước sâu trung tâm bồn trũng, xác
định hình thái cấu trúc địa chất, đặc điểm kiến tạo, nghiên cứu đặc điểm tướng, dự

báo môi trường trầm tích v.v.
Từ năm 2007 đến nay, đã có trên 20.000km tuyến địa chấn 2D và khoảng
5.000km2 địa chấn 3D được khảo sát trong khu vực bồn trũng Phú Khánh. Trong
các năm từ 2009-2011 đã có thêm 03 giếng khoan thăm dò được khoan trong khu
vực thềm nước nông phía Tây bồn trũng Phú Khánh với các phát hiện và biểu hiện
dầu khí khác nhau.
Trong nội dung chương này, tác giả sẽ trình bày một cách khái quát về đặc
điểm địa chất kiến tạo của bồn trũng Phú Khánh theo các kết quả các nghiên cứu địa
chất địa vật lý đạt được đến thời điểm hiện tại, xác định được các vấn đề địa chất
chưa được làm rõ trong các nghiên cứu trước đây ở bồn trũng Phú Khánh. Trên cơ
sở nghiên cứu các tài liệu địa chấn và giếng khoan mới được bổ sung từ năm 2007
đến nay, tác giả sẽ xác định các mục tiêu cần giải quyết trong đề tài nghiên cứu này.

5


1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH
1.1.1. Vị trí địa lý
Bồn trũng Phú Khánh nằm dọc theo bờ biển miền Trung Việt Nam, giới hạn
bởi vĩ tuyến 15o – 11o vĩ bắc và kinh tuyến 109o - 112o kinh đông (hình 1.1). Về mặt
địa chất, bồn trũng Phú Khánh tiếp giáp với bồn trũng Sông Hồng ở phía Bắc, tiếp
giáp với bồn trũng Hoàng Sa ở phía Đông Bắc, tiếp giáp với thềm Đà Nẵng và thềm
Phan Rang ở phía Tây, tiếp giáp với bồn trũng Cửu Long ở phía Nam và với bồn
trũng Nam Côn Sơn ở phía Đông Nam.

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí, cấu trúc bồn trũng Phú Khánh và khu vực lân cận [6]
6


Bồn trũng trầm tích Phú Khánh có một vị trí quan trọng đối với việc phát triển

kinh tế khu vực, các phát hiện dầu khí hiện nay và nguồn dầu khí tiềm năng ở bồn
trũng Phú Khánh được đánh giá sẽ cung cấp cho cả một khu vực miền trung Trung
Bộ rộng lớn, làm động lực thúc đẩy nền kinh tế khu vực cũng như góp phần phát
triển kinh tế cả nước. Về mặt cấu trúc địa chất thì đây là nơi gắn liền với địa khối
Kon Tum, đồng thời tập trung tiêu biểu của các hoạt đông kiến tạo như: trượt bằng,
tách dãn, đứt gãy tạo các khối sụt qua các thời gian khác nhau [6]. Các nghiên cứu
khoa học, các hoạt động thăm dò khai thác dầu khí ở khu vực bồn trũng nước sâu
Phú Khánh góp phần khẳng định chủ quyền biển đảo thiêng liêng của tổ quốc.
1.1.2. Địa hình đáy biển
Địa hình đáy biển trong khu vực bồn trũng Phú Khánh rất phức tạp. Thềm lục
địa, sườn lục địa và chân lục địa với các hố sụt và khối nâng địa phương. Mực nước
biển thay đổi trong khoảng từ 0m đến hơn 3.000m.
Thềm lục địa ở bồn trũng Phú Khánh có đặc trưng là thềm kiến tạo phân bậc,
có bề rộng hẹp, do hoạt động của các đứt gãy hướng á vĩ tuyến khống chế. Hoạt
động đứt gãy này đã làm cho móng của thềm lục địa trượt theo khối về phía trung
tâm, tạo cho địa hình đáy bể có dạng bậc thang chuyển tiếp về phía trũng sâu. Thềm
lục địa Phú Khánh bao gồm các phần thềm lục địa, sườn lục địa và chân thềm lục
địa. Nhìn chung thềm ở khu vực này là một đơn nguyên tương đối bằng phẳng cho
đến độ sâu nước biển khoảng 200m, một bậc kế tiếp đến độ sâu 300-350m. Toàn bộ
thềm lục địa được hình thành trên cấu trúc granit có bề dày cỡ trên 10km. Ngoài các
đồng bằng tích tụ ven biển, thì còn những trũng nhỏ kế tiếp nhau tạo thành sự đa
dạng về mặt hình thái của địa hình thềm lục địa. Từ điểm đổ dốc cách bờ khoảng
50km với độ sâu khoảng 200m (đỉnh) cho đến xa bờ 300km với độ sâu trên 3.000m
(đáy) là sườn lục địa, là nơi chuyển tiếp của thềm lục địa xuống trũng sâu Biển
Đông. Sườn lục địa được tạo thành từ sự sụt trượt do các hoạt động đứt gãy tạo
thành như đã nói ở trên, có độ dốc thay đổi từ vài độ đến vài chục độ như ở trũng
trung tâm Phú Khánh, địa hình đa dạng, phức tạp và mức độ phân cắt lớn hơn rất
7

nhiều so với thềm lục địa với sự xuất hiện của các núi ngầm (các khối nhô cao
granit, các núi lửa trẻ v.v.) và các kênh ngầm (cayon). Ngoài các tướng trầm tích có
nguồn gốc lục nguyên, trong khu vực sườn lục địa còn có sự hiện diện của các
thành tạo san hô và phun trào bazan. Khu vực sâu nhất của sườn lục địa là vùng
trũng trung tâm Phú Khánh với độ sâu nước đến trên 3.000m cách bờ khoảng
200km, hình thái bề mặt đáy biển bằng phẳng giống như đồng bằng biển thẳm của
đới tách dãn, song nó hoàn toàn không phải là phần của trũng sâu Biển Đông vì cấu
trúc vẫn còn là lớp vỏ lục địa. Cũng chính vì thế mà “đồng bằng” này được xem
như một phần của lục địa Phú Khánh bị nhấn chìm [6, 7].
1.2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU THĂM DÒ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH
Lịch sử tìm kiếm thăm dò bồn trũng Phú Khánh có thể chia làm 2 giai đoạn
trước và sau năm 2007 như sau [6]:
1.2.1. Giai đoạn trước năm 2007
Trong giai đoạn này, chủ yếu là công tác nghiên cứu địa chất phần đất liền, sát
phía Tây bồn trũng Phú Khánh, do các nhà địa chất Pháp thực hiện, bao gồm khảo
sát, lập bản đồ tỷ lệ 1:500.000 vùng Đà Nẵng (1935), Nha Trang (1937) và Quy
Nhơn (1942). Điểm lộ dầu lần đầu tiên được phát hiện vào 1920-1923 tại đầm Thị
Nại (Quy Nhơn).
Năm 1944 các nhà địa chất Pháp đã khoan tìm kiếm tại đầm Thị Nại nhưng
không còn tài liệu để lại.
Từ 1944-1964, Saurin đã nghiên cứu điểm lộ dầu ở đầm Thị Nại và kết luận
rằng nguồn dầu không phải từ Neogen mà có lẽ từ các lớp Sapropel giàu tảo (algae)
ở vịnh Qui Nhơn cung cấp.
Từ sau năm 1960 nhiều cuộc khảo sát của các nhà địa chất - địa vật lý Pháp,
Mỹ, Đức, Nhật, Trung Quốc đã được tiến hành trong các chương trình nghiên cứu
biển Đông.

8

Năm 1974, công ty dầu khí GSI (Mỹ) đã tiến hành khảo sát địa vật lý với mục
đích sơ bộ đánh giá tiềm năng dầu khí bồn trũng Phú Khánh.
Từ năm 1975 đến 2007, khu vực bồn trũng Phú Khánh đã có thêm nhiều khảo
sát địa vật lý như Malugin (Liên Xô, 1984), GECO-PRAKLA (1993) và NOPEC
(1993). Tính đến năm 2007, tổng khối lượng tài liệu địa vật lý khoảng 17.000km
tuyến đã được khảo sát ở bồn trũng Phú Khánh và khu vực lân cận. Các tài liệu địa
vật lý ở bồn trũng Phú Khánh thời kỳ này chủ yếu được thu thập tại khu vực thềm
nước nông phía Tây bồn trũng, tại khu vực khu vực trung tâm và phía Đông của bồn
trũng Phú Khánh chưa có tài liệu địa chấn và giếng khoan [6].
Các nghiên cứu trên phần đất liền được nhiều nhà địa chất Việt Nam tiến hành
từ năm 1977 đến 2007 bao gồm các nghiên cứu như phân tích các mẫu ở vùng đầm
Thị Nại và cho thấy loại dầu ở vết lộ tương tự với dầu trong đá carbonat tuổi
Miocen ở giếng khoan 119-CH-1X và cho rằng dầu lộ có thể có nguồn gốc từ phần
sâu của bồn trũng Phú Khánh dịch chuyển lên qua các đứt gãy trong vùng [2, 3, 9,
11, 27].
Năm 1998, Lee và Watkins [20] đã có một nghiên cứu sơ bộ về địa chấn địa
tầng và tiềm năng dầu khí ở bồn trũng Phú Khánh dựa trên một số lượng ít các
tuyến địa chấn 2D cũ thu nổ từ những năm 1993 ở khu vực thềm nước nông phía
Tây bồn trũng Phú khánh, chưa có tài liệu địa chấn ở khu vực trung tâm bồn trũng
vào thời kỳ này (hình 1.2).
Kết quả nghiên cứu trong bài báo của Lee và Watkins đã sơ bộ phân chia được
sáu (06) ranh giới địa tầng và phân chia địa tầng bồn trũng Phú Khánh thành 05 tập
địa chấn (hình 1.3), bao gồm:
Tập 1: Giới hạn bởi SB1 (móng trước đệ tam) và SB2 (nóc Oligocen hạ)
Tập 2: Giới hạn bởi SB2 (nóc Oligocen hạ) và SB3 (nóc Oligocen)
Tập 3: Giới hạn bởi SB3 (nóc Oligocen) và SB4 (nóc Miocen hạ)
Tập 4: Giới hạn bởi SB4 (nóc Miocen hạ) và SB5 (nóc Miocen trung)
9

Tập 5: Giới hạn bởi SB5 (nóc Miocen trung) và SB6 (nóc Miocen)

Hình 1.2: Sơ đồ tuyến địa chấn trong nghiên cứu Lee và Watkins [20]
Mặc dù đã sơ bộ phân chia được một vài mặt cắt địa chấn trong bồn trũng Phú
Khánh thành 06 ranh giới như hình 1.3, tuy nhiên nghiên cứu của Lee and Watkin
[20] đã không thể liên kết và vẽ bản đồ các tầng này cho toàn khu vực nghiên cứu
do bởi chỉ có một số tuyến địa chấn 2D được sử dụng trong nghiên cứu với mạng
lưới tuyến còn quá thưa (hình 1.2). Việc liên kết xác định tuổi địa chất của bồn
trũng Phú Khánh trong nghiên cứu này được dự báo hoàn toàn theo đường cong
10


thay đổi mực nước biển toàn cầu, chưa có giếng khoan nào trong khu vực nghiên
cứu và cũng không có sự liên kết địa tầng với các bồn trũng lân cận (hình 1.3).

Hình 1.3: Kết quả phân tích địa chấn địa tầng bồn trũng Phú khánh của Lee và
Watkins [20]
Năm 2003, Phạm Quang Trung cùng các cộng sự ở Viện Dầu khí tiếp tục
nghiên cứu các mẫu lộ dầu ở đầm Thị Nại [8]. Các kết luận của các tác giả này còn
rất trái ngược nhau nên vấn đề nguồn gốc vết dầu lộ, chất lượng nguồn đá mẹ còn
chưa được giải quyết và cần phải nghiên cứu tiếp.
Trong những năm 2001-2004, Viện Dầu khí đã chủ trì đề tài cấp nhà nước
KC-09-06 nghiên cứu về địa động lực và tiềm năng dầu khí các vùng nước sâu, xa
bờ, trong đó có khu vực bồn trũng Phú Khánh. Cũng trong thời gian này, dự án
ENRECA [5, 33] do Viện Dầu khí hợp tác với Cục Địa chất Đan Mạch và
Greenland (GEUS) đã tiến hành nghiên cứu tổng thể địa chất và tiềm năng dầu khí
bồn trũng Phú Khánh, trong đó có tập trung nghiên cứu sâu về địa hoá và trầm tích
11

của khu vực đầm Thị Nại và trũng Sông Ba, phần đất liền kề với bồn trũng Phú
Khánh. Về cơ sở dữ liệu của dự án ENRECA [5] thì bồn trũng Phú Khánh trong
thời kỳ này đã được bổ sung khá nhiều tài liệu địa chấn so với trong nghiên cứu của
Lee and Watkin [20] trước đây. Tuy nhiên, các tài liệu địa chấn 2D sử dụng trong
nghiên cứu chủ yếu được thu nổ đan dày thêm tại khu vực thềm nước nông phía
Tây bồn trũng, chưa có tài liệu địa chấn ở khu vực trung tâm bồn trũng và cũng
chưa có giếng khoan nào được thi công ở bồn trũng Phú Khánh trong thời gian này
[5]. Kết quả minh giải địa chấn trong dự án ENRECA (hình 1.4) đã phân chia bồn
trũng Phú khánh (thời kỳ bấy giờ) thành 04 tập trầm tích với các ranh giới bất chỉnh
hợp địa chấn SH1 (nóc móng âm học), SH2 (nóc Oligocen), SH3 (nóc Miocen
sớm), SH4 (nóc Miocen giữa) và SH5 (nóc Miocen). Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu
này còn thiếu sự kiểm tra bởi các giếng khoan trong khu vực bồn trũng Phú Khánh,
cũng như chưa có tài liệu địa chấn để liên kết minh giải địa tầng ra khu vực trung
tâm và phía Đông bồn trũng Phú Khánh.

Hình 1.4: Mặt cắt minh giải địa chấn bồn trũng Phú Khánh, dự án ENRECA [5]

12


Các kết quả nghiên cứu kể trên đã có những đóng góp đáng kể cho công tác
tìm kiếm thăm dò dầu khí ở bồn trũng Phú Khánh trong từng giai đoạn. Song với cơ
sở tài liệu hạn chế và chủ yếu được thu thập ở khu vực thềm nước nông rìa phía Tây
của bồn trũng vào thời kỳ bấy giờ nên hàng loạt các vấn đề địa chất của bồn trũng
Phú Khánh cần được nghiên cứu và làm rõ như đặc điểm địa chất kiến tạo, phân
chia địa tầng, nghiên cứu tướng địa chấn và dự báo môi trường trầm tích v.v.
1.2.2. Giai đoạn sau năm 2007
Trong các năm từ 2007 đến nay, bồn trũng Phú Khánh đã được thu nổ bổ sung
tài liệu địa chấn tại các khu vực nước sâu trung tâm bồn trũng. Tổng khối lượng tài
liệu địa chấn hiện nay của bồn trũng Phú Khánh ở vào khoảng 37.000km tuyến 2D

và khoảng 5.000km2 địa chấn 3D. Trong các năm từ 2009 đến 2011 đã có 03 giếng
khoan thăm dò (C-1X, H-1X và T-1X) được các nhà thầu dầu khí thi công trong
khu vực rìa phía Tây bồn trũng, trong đó hai giếng khoan C-1X và T-1X có phát
hiện dầu khí trong đối tượng đá vôi Miocen.
1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – DẦU KHÍ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH
1.3.1. Cấu trúc địa chất của bồn trũng Phú Khánh
Theo các tài liệu nghiên cứu trước đây [6, 7], các yếu tố cấu trúc chính của
bồn trũng Phú Khánh bao gồm: thềm Đà Nẵng, thềm Phan Rang, đới nâng Tri Tôn,
đới trũng trung tâm Phú Khánh, đới cắt trượt Tuy Hoà (hình 1.1).
Thềm Đà Nẵng
Thềm Đà Nẵng nằm ở phía Tây, Tây Bắc của bồn trũng Phú Khánh, đây là
phần kéo dài của thềm ở Tây Nam bồn trũng Sông Hồng và kéo dài đến phía Bắc
của đới trượt Tuy Hoà. Chiều dày trầm tích Kainozoi của đới thềm Đà Nẵng không
lớn, chỗ dày nhất đạt khoảng 2.800m và có xu hướng mỏng dần về phía Tây. Đây
thực tế là một thềm nghiêng từ Tây sang Đông, là đới tương đối bình ổn về mặt cấu
trúc và kiến tạo, ít bị phân cắt bởi các đứt gãy.
13


Thềm Phan Rang
Thềm Phan Rang nằm ở phía Tây Nam của đới trượt Tuy Hoà, đây là phần
kéo dài của bồn trũng Cửu Long. Khu vực này tương đối bình ổn, ít bị chia cắt bởi
các hệ thống đứt gãy. Trầm tích Kainozoi chủ yếu là các trầm tích Miocen muộn và
Pliocen - Đệ Tứ với chiều dày không vượt quá 2.500m phủ bất chỉnh hợp lên móng
trước Kainozoi, chiều dày trầm tích tăng dần về phía Đông – Nam.
Đới trũng trung tâm bồn trũng Phú Khánh
Đới này chiếm hầu hết diện tích của bồn trũng Phú Khánh với chiều dày trầm
tích Kainozoi đạt tới 10.000m. Đới trũng trung tâm có thể bị hút chìm mạnh mẽ
nhất vào thời kỳ Miocen trung và tạo thành trục sụt lún của bồn trũng chạy dọc theo
hướng từ Bắc xuống Nam.

Đới nâng Tri Tôn
Nằm phía Đông địa hào Quảng Ngãi, Bắc đới đứt gãy Đà Nẵng và trũng sâu
Phú Khánh. Qua tài liệu địa chấn có thể thấy vào thời kỳ Miocen trung khu vực này
chịu sự vận động nén ép, bị uốn nếp và nâng lên, thậm chí bị lộ ra trên mặt biển
trong một thời gian dài nên bị bào mòn và đào khoét mạnh mẽ. Hoạt động này chấm
dứt vào đầu Miocen muộn và quá trình lún chìm lại xảy ra, tạo điều kiện lắng đọng
các trầm tích Miocen thượng và Pliocen – Đệ tứ có thế nằm tương đối phẳng.
Đới cắt trượt Tuy Hòa
Đới cắt trượt Tuy Hoà nằm ở phía Nam bồn trũng Phú Khánh, là nơi tiếp giáp
với hai bồn trũng trầm tích Cửu Long và Nam Côn Sơn. Đới này phát triển theo
hướng Tây Bắc – Đông Nam, có chiều rộng từ 50km đến 70km, bao gồm toàn bộ
các đứt gãy thuận có hướng Tây Bắc – Đông Nam.
1.3.2. Lịch sử phát triển bồn trũng Phú Khánh
Bồn trũng Phú Khánh là một bồn trũng trầm tích tách giãn rìa lục địa thụ động
hoặc có thể xem là một bồn trũng rìa lục địa liên quan đến sự va chạm của các mảng
14