Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất trũng sông hồng theo tài liệu địa vật lý phục vụ điều tra tài nguyên than

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LẠI MẠNH GIÀU

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT
TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
PHỤC VỤ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN THAN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội - 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LẠI MẠNH GIÀU

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT
TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
PHỤC VỤ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN THAN

Ngành: Kỹ thuật địa vật lý
Mã số: 62.52.05.02

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. GS. VS. TSKH Phạm Khoản

2. PGS. TS. NGƯT Nguyễn Trọng Nga

Hà Nội - 2017


iii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.

Hà Nội, ngày

tháng

Lại Mạnh Giàu

năm 2017


iv

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢN VẼ CỦA LUẬN ÁN.............................................................. VII
DANH MỤC BẢNG BIỂU CỦA LUẬN ÁN ....................................................... IX
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG .... 7
THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ ........................................................ 7
1.1. KHÁI QUÁT LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ

TRŨNG SÔNG HỒNG ................................................................................. 7
1.1.1. Giai đoạn trước năm 1954 ........................................................................ 7
1.1.2. Giai đoạn sau năm 1954 ........................................................................... 8
1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT ................................................................................ 13
1.2.1. Địa tầng .................................................................................................. 13
1.2.2. Kiến tạo .................................................................................................. 24
1.2.3. Khoáng sản ............................................................................................. 30
1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA VẬT LÝ ............................................................................ 34
1.3.1. Đặc điểm địa điện, tellur và từ tellur ...................................................... 34
1.3.2. Đặc điểm trường trọng lực ..................................................................... 35
1.3.3. Đặc điểm trường sóng địa chấn và vận tốc truyền sóng ........................ 38
1.3.4. Đặc điểm một số trường địa vật lý theo tài liệu địa vật lý lỗ khoan ...... 41
1.3.5. Đặc điểm tham số vật lý một số đá và than ............................................ 42
1.4. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN THAN THEO TÀI LIỆU ĐỊA
CHẤT ........................................................................................................... 45
1.4.1. Vùng tài nguyên 1 Khoái Châu - Tiền Hải............................................. 45
1.4.2. Vùng tài nguyên 2 Quỳnh Phụ - Thái Thuỵ ........................................... 45
1.4.3. Vùng tài nguyên 3 Xuân Trường - Vũ Tiên ........................................... 45
1.5. MỘT SỐ TỒN TẠI........................................................................................ 46
1.5.1. Về nghiên cứu cấu trúc địa chất ............................................................. 47
1.5.2. Về nghiên cứu điều tra tài nguyên than .................................................. 47


v

CHƯƠNG 2: HỆ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ NGHIÊN CỨU CẤU
TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG PHỤC VỤ ĐIỀU
TRA TÀI NGUYÊN THAN .................................................................. 48
2.1. HỆ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ .................................................... 48
2.1.1. Hệ phương pháp địa vật lý đã sử dụng thăm dò dầu khí ........................ 48

2.1.2. Hệ phương pháp địa vật lý lựa chọn điều tra tài nguyên than ................ 49
2.2. PHƯƠNG PHÁP TRỌNG LỰC ................................................................... 51
2.2.1. Dị thường trọng lực ................................................................................ 51
2.2.2. Phương pháp xử lý trường dị thường trọng lực ...................................... 52
2.3. PHƯƠNG PHÁP TUYẾN ĐỊA CHẤN THẲNG ĐỨNG (VSP) ................. 53
2.3.2. Phương pháp xử lý tài liệu tuyến địa chấn thẳng đứng (VSP) ............... 54
2.4. PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ LỖ KHOAN .............................................. 55
2.4.1. Phương pháp điện trở ............................................................................. 56
2.4.2. Các phương pháp phóng xạ .................................................................... 57
2.4.3. Phương pháp xác định trạng thái kỹ thuật lỗ khoan ............................... 58
2.5. PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ .................................................... 59
2.5.1. Phương pháp kỹ thuật thu nổ địa chấn phản xạ ..................................... 59
2.5.2. Phương pháp xử lý tài liệu địa chấn phản xạ ......................................... 63
2.5.3. Minh giải địa chất tài liệu địa chấn phản xạ ........................................... 64
CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC, YẾU TỐ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT
KHỐNG CHẾ TÀI NGUYÊN THAN VÀ KHOANH ĐỊNH CÁC
TẬP ĐÁ CHỨA THAN TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU
ĐỊA VẬT LÝ .......................................................................................... 74
3.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI
LIỆU ĐỊA VẬT LÝ ..................................................................................... 74
3.1.1. Đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu trọng lực ..... 74
3.1.2. Sơ đồ đẳng sâu đáy trầm tích hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng
theo tài liệu địa chấn phản xạ ................................................................ 99
3.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT PHẦN ĐÔNG NAM DẢI NÂNG
KHOÁI CHÂU - TIỀN HẢI THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ,
VSP VÀ ĐỊA VẬT LÝ LỖ KHOAN ........................................................ 102


vi

3.2.1. Xử lý phân tích tài liệu địa chấn phản xạ ............................................. 102
3.2.2. Xác định ranh giới phản xạ .................................................................. 102
3.2.3. Khoanh định các tập địa chấn phản xạ ................................................. 105
3.2.4. Xác định tính liên tục của các ranh giới phản xạ ................................. 105
3.2.5. Xác định đứt gãy kiến tạo, đới dập vỡ ................................................. 106
3.2.6. Khoanh định các tập chứa than ............................................................ 107
3.3. CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT PHẦN ĐÔNG NAM DẢI NÂNG KHOÁI
CHÂU - TIỀN HẢI THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ ............... 108
3.3.1. Cấu trúc địa chất phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải
theo tài liệu địa chấn phản xạ 2D trên tuyến khảo sát ......................... 108
3.3.2. Cấu trúc địa chất phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải
theo tài liệu địa chấn phản xạ 2D trên diện tích khảo sát .................... 112
3.4. KHOANH ĐỊNH CÁC TẬP ĐÁ CHỨA THAN VÀ KHÔNG CHỨA
THAN......................................................................................................... 114
3.4.1. Khoanh định tập đá chứa than .............................................................. 114
3.4.2. Phân chia tập đá ít chứa than và không chứa than ............................... 115
KẾT LUẬN ............................................................................................................ 118
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ .................................................................. 121
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 122


vii

DANH MỤC BẢN VẼ CỦA LUẬN ÁN
Hình 1.1. Vị trí vùng nghiên cứu ...............................................................................8
Hình 1.2. Cột địa tầng tổng hợp khu vực trung tâm trũng Sông Hồng ...................19
Hình 1.3. Bản đồ địa chất và cấu trúc trũng Sông Hồng .........................................29
Hình 1.4. Mặt cắt địa điện tuyến 3. Mô hình nghịch đảo 1D. Mỗi lớp có hai
thành phần điện trở suất: thành phần EW (số viết lớn hơn), thành phần
NS (số viết nhỏ hơn) ................................................................................35

Hình 1.5. Mặt cắt điện trở suất tuyến 3. Nghịch đảo 2D cả hai thành phần EW và NS 35
Hình 1.6. Bản đồ dị thường trọng lực Bughê trũng Sông Hồng theo Epstein N.N .38
Hình 1.7. Sơ đồ vị trí tuyến địa chấn đã thực hiện trước năm 2012 ........................39
Hình 1.8. Một băng địa chấn thực địa thu được tại vùng trũng Sông Hồng............40
Hình 1.9. Biểu đồ tổng hợp tham số mật độ ............................................................44
Hình 2.1. Kết quả xử lý tài liệu VSP lỗ khoan LK.90.SH .......................................55
Hình 2.2. Kết quả đo địa vật lý lỗ khoan .................................................................56
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí nguồn nổ trong hố khoan .....................................................60
Hình 2.4. Hệ thống quan sát đuổi nhau ...................................................................60
Hình 2.5. Thí dụ về sử dụng thuộc tính: hiển thị vận tốc lớp theo màu (Theo
Seiscom Limited 1971, 1972) ..................................................................65
Hình 2.6. Một số thuộc tính địa chấn.......................................................................66
Hình 2.7. Các thuộc tính về biên độ ........................................................................69
Hình 2.8. Mô hình xây dựng băng địa chấn tổng hợp .............................................72
Hình 2.9. Ví dụ băng địa chấn tổng hợp của lỗ khoan LK.90-SH ..........................73
Hình 3.1. Mặt cắt trọng lực - địa chất tuyến 1 .........................................................77
Hình 3.2. Mặt cắt trọng lực - địa chất tuyến 8 .........................................................80
Hình 3.3. Sơ đồ hệ thống đứt gãy và dư Trend trường trọng lực ............................82
Hình 3.4. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 1000m và hệ thống đứt gãy ............83
Hình 3.5. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 3000m và hệ thống đứt gãy ............84
Hình 3.6. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 5000m và hệ thống đứt gãy ............85
Hình 3.7. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 7000m và hệ thống đứt gãy ............86
Hình 3.8. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 10.000m và hệ thống đứt gãy .........87
Hình 3.9. Sơ đồ đạo hàm đứng trường trọng lực .....................................................88


viii

Hình 3.10. Sơ đồ cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý............95
Hình 3.11. Sơ đồ đẳng sâu đáy trầm tích hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng

theo tài liệu địa chấn ..............................................................................101
Hình 3.12. Hình A, C là mặt cắt địa chấn 2D, hình B (chèn giữa) là kết quả đo VSP.
Các đường màu ký hiệu H1 đến H5 là các ranh giới phản xạ đã được
định danh ...............................................................................................104
Hình 3.13. (a) Mặt cắt địa chấn bình thường với dấu hiệu đới dập vỡ và đứt gãy
không rõ ràng. (b) Mặt cắt địa chấn thuộc tính Envelope dấu hiệu đới
dập vỡ và đứt gãy rõ ràng hơn so với tài liệu bình thường....................107
Hình 3.14 (a) Mặt cắt địa chấn bình thường với biên độ sóng không đồng đều. (b)
Mặt cắt địa chấn thuộc tính pha tức thời thể hiện phân lớp liên tục hơn
so với mặt cắt địa chân bình thường ......................................................105
Hình 3.15. (a) Mặt cắt địa chấn bình thường. (b) Mặt cắt địa chấn trở kháng âm
tương đối thể hiện tốt hơn tính liên tục của ranh giới. ..........................106
Hình 3.16. (a) Mặt cắt địa chấn bình thường với biên độ sóng tương đối mạnh
nhưng không liên tục ở tập không chứa than. (b) Mặt cắt địa chấn thuộc
tính năng lượng trung bình làm nổi bật các tập không chứa than với biên
độ thấp, hình ảnh mờ nhạt, các tập có chứa than biên độ cao hơn hẳn
và tương đối liên tục. .............................................................................107
Hình 3.17. Sơ đồ bố trí các tuyến địa chấn phản xạ 2D thuộc phần Đông nam dải
nâng Khoái Châu - Tiền Hải ..................................................................109
Hình 3.18: Kết quả đo Carota tại lỗ khoan LK07.SH và lỗ khoan LK98.SH trên
tuyến T16, vùng Kiến Xương, tỉnh Thái Bình.......................................111
Hình 3.19. Kết quả xử lý minh giải tuyến T.12, vùng Kiến Xương, tỉnh Thái Bình ....110
Hình 3.20. Sơ đồ cấu trúc địa chất phần Đông Nam đới nâng Khoái Châu-Tiền
Hải theo tài liệu địa chấn phản xạ..........................................................113
Hình 3.21. Kết quả xử lý minh giải tuyến T.16, vùng Tiền Hải, tỉnh Thái Bình ....116
Hình 3.22. Kết quả xử lý minh giải tuyến TT-2-2, tuyến cắt qua các huyện Tiền
Hải, Kiến Xương và Đông Hưng, tỉnh Thái Bình .................................117


ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU CỦA LUẬN ÁN
Bảng 1.1 Đặc trưng vật lý của than và một số loại đá ở trũng Sông Hồng...............42
Bảng 2.1. Bảng tham số thu nổ địa chấn phản xạ 2D ...............................................62
Bảng 3.1. Bảng thống kê đứt gãy địa chất theo tài liệu trọng lực .............................91
Bảng 3.2. Chiều sâu các vỉa than theo tài liệu địa vật lý tại lỗ khoan LK.90.SH ...108


1

MỞ ĐẦU
Theo Quyết định số 1268/QĐ-MĐC ngày 28 tháng 10 năm 2013 của Hiệu
trưởng Trường Đại học Mỏ - Địa chất, NCS Lại Mạnh Giàu được giao đề tài luận án
“Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý phục
vụ điều tra tài nguyên than”. Ngành: Kỹ thuật địa vật lý; mã số: 62520502. Tiểu ban
hướng dẫn: GS. TSKH Phạm Khoản - Hội khoa học kỹ thuật Địa vật lý - HDC; PGS.
TS Nguyễn Trọng Nga - Trường Đại học Mỏ - Địa chất - HDP.
1. Tính cấp thiết của đề tài
Thực hiện nghị quyết số 18 - NQ/TW ngày 25 tháng 10 năm 2007 của Bộ Chính
trị về “Định hướng chiến lược phát triển năng lượng quốc gia Việt Nam đến năm 2020
tầm nhìn đến năm 2050”, ngày 27 tháng 12 năm 2007 Thủ tướng Chính phủ ra quyết
định số 1855/QĐ- TTg về việc phê duyệt “Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia
Việt Nam đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2050”, trong đó nêu rõ “tranh thủ các
nguồn vốn để thăm dò đánh giá trữ lượng và nghiên cứu khả năng khai thác vùng than
đồng bằng sông Hồng”. Theo đó, tại quyết định số 89/2008/QĐ- TTg ngày 07 tháng 7
năm 2008 về việc phê duyệt “Chiến lược của ngành Than Việt Nam đến năm 2015,
định hướng đến năm 2025” Thủ tướng Chính phủ đã chỉ đạo cụ thể “Đẩy mạnh các
hoạt động điều tra, thăm dò, đánh giá trữ lượng than nhằm chuẩn bị cơ sở tài nguyên
vững chắc cho sự phát triển ổn định, lâu dài của ngành” và “Phấn đấu đến năm 2010...
thăm dò tỷ mỉ một phần tài nguyên của bể than đồng bằng sông Hồng; đến năm 2015

thăm dò đánh giá xong phần tài nguyên bể than đồng bằng sông Hồng”.
Nhu cầu than ở Việt Nam từ nay đến năm 2025 tăng liên tục từ 93,8 ÷ 122,4 triệu
tấn đến 337,7 ÷ 429,5 triệu tấn trong khi tổng sản lượng khai thác của các mỏ vùng Đông
Bắc chỉ đạt 70 ÷ 75 triệu tấn vào năm 2020, trên 80 triệu tấn vào năm 2025.
Để khắc phục sự thiếu hụt này, năm 2010 Chính phủ và Bộ Tài nguyên Môi
trường đã chỉ đạo Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam lập đề án “Điều tra, đánh
giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền bể Sông Hồng”.


2

Bể Sông Hồng hay vùng trũng Sông Hồng bao phủ diện tích 6 tỉnh phần đất liền
Nam Định, Hà Nam, Thái Bình, Hưng Yên, Hải Dương, Hải Phòng. Dưới chúng là bể
than nâu có triển vọng lớn nên việc điều tra tài nguyên than ở đây là cần thiết.
Ở trũng Sông Hồng than nằm sâu dưới lớp phủ dầy, vùng lại có cấu trúc địa
chất phức tạp nên để nâng cao chất lượng, hiệu quả, độ tin cậy việc điều tra đánh giá
tài nguyên than, ngoài các phương pháp địa chất cần thiết phải áp dụng hệ phương
pháp địa vật lý hợp lý nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất, yếu tố cấu trúc khống
chế tài nguyên than và dự báo các tập chứa than ở dưới sâu.
2. Mục tiêu của luận án
Mục tiêu của luận án là chính xác hóa đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông
Hồng trên cơ sở xử lý, phân tích, luận giải địa chất tài liệu trọng lực, địa chấn phản xạ,
VSP, địa vật lý lỗ khoan, mẫu lõi khoan, từ đó phân chia đới cấu trúc địa chất khu vực
và địa phương, có cấu trúc khống chế tài nguyên than và tập chứa than; khoanh định
diện tích triển vọng cho thăm dò than trong giai đoạn tiếp theo.
3. Nội dung nghiên cứu của luận án
- Lựa chọn hệ phương pháp nghiên cứu địa vật lý hợp lý với kỹ thuật đo và
xử lý hiện đại phục vụ hiệu quả mục tiêu của luận án.
- Điều tra tổng thể đặc điểm cấu trúc địa chất và cấu trúc chứa than trũng Sông
Hồng đến đáy tầng chứa than trên cơ sở tổng hợp thu thập, xử lý, phân tích và minh

giải địa chất các tài liệu trọng lực, địa chấn phản xạ, VSP, địa vật lý lỗ khoan đã có
để nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất khu vực phục vụ điều tra tài nguyên than
trũng Sông Hồng.
- Thành lập sơ đồ đẳng sâu đáy hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng theo tài liệu
trọng lực, địa chấn phản xạ 2D tỷ lệ 1:100.000 và hai mặt cắt địa chấn - địa chất.
- Trên cơ sở thu thập, xử ly, minh giải tài liệu địa chất phản xạ 2D, VSP và địa
vật lý lỗ khoan mới trên diện tích 782 km2 có triển vọng nhất thuộc tỉnh Thái Bình và
Hưng Yên và được giới hạn bởi đứt gãy Thái Bình, Vĩnh Ninh phục vụ đánh giá tiềm
năng tài nguyên than phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải.


3

- Thành lập sơ đồ cấu trúc địa chất, gồm các yếu tố cấu trúc địa chất địa
phương, khoanh định các tập chứa than và không chứa than, mặt cắt địa chấn - địa
chất tỷ lệ 1: 10.000 theo tài liệu địa chấn phản xạ và địa vật lý lỗ khoan phần Đông
nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải để chuyển cho thăm dò thử nghiệm.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu của luận án là các cấu trúc địa chất đới sụt trung tâm
vùng trũng Sông Hồng theo các tài liệu dị thường trọng lực, trường sóng địa chấn
phản xạ và địa vật lý lỗ khoan (địa chấn, điện, phóng xạ) và mối quan hệ giữa chúng
với đặc điểm cấu trúc địa chất có chứa than.
- Phạm vi nghiên cứu bao trùm trũng Sông Hồng được khống chế bởi hai đứt
gẫy phương Tây Bắc - Đông Nam là đứt gãy Sông Chảy và Sông Thái Bình và có
diện tích khoảng 2.765 km2 thuộc các tỉnh Hưng Yên, Nam Định, Hà Nam, Hải
Dương, Thái Bình và Hải Phòng (hình 1.1).
5. Cơ sở tài liệu của luận án
Luận án được thực hiện trên cơ sở tổng hợp các tài liệu địa chất, địa vật lý đã
có ở trũng Sông Hồng của Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Tập đoàn
Dầu khí quốc gia Việt Nam và các tài liệu do NCS trực tiếp tham gia thu thập, xử lý

phân tích và minh giải:
- Tài liệu trọng lực, địa chấn phản xạ và địa vật lý lỗ khoan đo vẽ từ những
năm 1960 đến nay ở tỷ lệ 1/50.000 đến 1/200.000.
- Tài liệu đo địa chấn phản xạ của Liên đoàn Vật lý Địa chất - Tổng cục Địa
chất và Khoáng sản Việt Nam với tổng số tuyến 200km, địa vật lý lỗ khoan (đo điện,
gamma tự nhiên, gamma mật độ ...) với tổng khối lượng 16.000m.
- Tài liệu địa chất và khoáng sản ở trũng Sông Hồng của Trung tâm Lưu trữ
Địa chất, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp địa chất: Thu thập, tổng hợp tài liệu địa chất làm cơ sở minh
giải tài liệu địa vật lý.


4

- Phương pháp mô hình tham số vật lý - địa chất nghiên cứu đặc điểm tham
số vật lý trầm tích và than, đặc điểm địa chất và trường địa vật lý để làm tiền đề cho
xử lý, phân tích và luận giải địa chất tài liệu địa vật lý phục vụ điều tra tài nguyên
than trũng Sông Hồng.
- Phương pháp địa vật lý: Lựa chọn hệ phương pháp địa vật lý trọng lực, địa
chấn phản xạ, VSP, địa vật lý lỗ khoan hợp lý để nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa
chất phục vụ điều tra tài nguyên than.
- Phương pháp toán lý gồm: lựa chọn và sử dụng các chương trình phân tích,
xử lý, luận giải địa chất tài liệu địa vật lý là những phương pháp hiện đại đang được
áp dụng trong điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản của Tổng cục Địa chất và
Khoáng sản Việt Nam.
7. Các luận điểm bảo vệ
Luận điểm 1. Hệ phương pháp nghiên cứu địa vật lý được lựa chọn là hợp lý
và hiệu quả trong nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất phục vụ điều tra tài nguyên
than trũng Sông Hồng:

Phương pháp trọng lực nghiên cứu đứt gãy và cấu trúc địa chất khu vực trũng
Sông Hồng. Phương pháp địa chấn phản xạ, VSP, địa vật lý lỗ khoan và lỗ khoan nghiên
cứu đứt gãy, cấu trúc địa chất địa phương theo thuộc tính địa chấn, đặc điểm ranh giới
phản xạ và khoanh định tầng chứa than dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải.
Luận điểm 2. Chính xác hóa vị trí đứt gãy, phân chia đới và dải cấu trúc địa
chất khu vực trũng Sông Hồng theo dấu hiệu trường dị thường trọng lực:
Đã khoanh định được 7 đứt gãy chính: đứt gãy Hưng Yên, Sông Chảy, Thái Bình,
Vĩnh Ninh, Sông Lô, Sông Thái Bình, Kiến Thụy, phân chia 3 đới cấu trúc đới là cấu
trúc nâng Đông Bắc, đới sụt Trung tâm, đới nâng Tây Nam và trong đới sụt trung tâm
chia thành 3 dải cấu trúc Khoái Châu - Tiền Hải, Quỳnh Phụ - Thái Thụy, Xuân Thủy Hưng Hà nằm giữa đứt gãy Sông Chảy, Sông Thái Bình khống chế tài nguyên than.
Luận điểm 3. Định vị, chính xác hóa các đứt gãy, cấu trúc địa chất địa phương
trong dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải:


5

Các yêu tố cấu trúc vừa nêu được khoanh định theo thuộc tính biên độ tức thời,
đặc điểm VSP, địa chấn phản xạ, địa vật lý lỗ khoan, lỗ khoan và tập đá chứa than
theo tần số trung bình đến cao, biên độ lớn, độ liên tục cao và phản xạ song song của
trường sóng. Hai đứt gãy Vĩnh Ninh, Thái Bình và các cấu trúc địa chất nếp lồi Tiền
Hải, nếp lõm Kiến Xương - Tiền Hải, sụt Phượng Ngãi, nếp lồi Kiến Xương đều có
chứa tài nguyên than.
8. Những điểm mới có ý nghĩa khoa học
- Đã lựa chọn được hệ phương pháp địa vật lý hợp lý có hiệu quả trong nghiên
cứu đặc điểm cấu trúc địa chất phục vụ điều tra tài nguyên than gồm: trọng lực, địa chấn
phản xạ, VSP, địa vật lý lỗ khoan cho trũng Sông Hồng; địa chấn phản xạ, VSP, địa vật
lý lỗ khoan cho nghiên cứu chi tiết tập chứa than ở dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải.
- Nghiên cứu, áp dụng có hiệu quả các phương pháp thu thập, xử lý và minh
giải tài liệu địa chấn phản xạ 2D phục vụ nghiên cứu chi tiết đối tượng than.
- Lần đầu tiên khoanh định chi tiết các yếu tố cấu trúc địa chất khống chế tài

nguyên than; xác định, phân chia và liên kết các tập chứa than dải nâng Khoái Châu
- Tiền Hải theo tài liệu địa chấn, địa vật lý lỗ khoan và khoan.
9. Ý nghĩa thực tiễn của luận án
- Chính xác hóa cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng và giải nâng Khoái Châu Tiền Hải.
- Dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải được xác định là dải triển vọng nhất về than
trong trũng Sông Hồng và có khả năng thăm dò khai thác ngay.
- Theo hướng ra phía biển đã xác định được 2 tập chứa than mới có giá trị công
nghiệp và làm tăng trữ lượng than trũng Sông Hồng.
- Hệ phương pháp địa vật lý nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất phục vụ điều
tra tài nguyên than ở dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải có hiệu quả, gồm: địa chấn phản
xạ, VSP, địa vật lý lỗ khoan. Hệ phương pháp nghiên cứu, phương pháp xử lý, phân tích,
luận giải địa chất có thể áp dụng cho vùng với bối cảnh địa chất địa vật lý tương tự.
- Đã khoanh định được các cấu trúc khống chế tài nguyên than và các tập chứa
than trong hệ tầng Tiên Hưng thuộc đới sụt trung tâm trũng Sông Hồng.


6

10. Bố cục của luận án
Luận án được trình bày trong 110 trang khổ A4 không kể mở đầu kết luận,
gồm 3 chương:
Chương 1: Đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa chất,
địa vật lý.
Chương 2: Hệ phương pháp địa vật lý nghiên cứu cấu trúc địa chất trũng Sông
Hồng phục vụ điều tra tài nguyên than.
Chương 3: Đặc điểm cấu trúc, yếu tố cấu trúc địa chất khống chế tài nguyên
than và phân chia các tập đá chứa than trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý.
11. Nơi thực hiện luận án và lời cảm ơn
Luận án được thực hiện và hoàn thành tại bộ môn Địa vật lý, khoa Dầu khí, trường
Đại học Mỏ - Địa chất, Bộ Giáo dục và Đào tạo và Liên đoàn Vật lý Địa chất - Tổng cục

Địa chất và Khoáng sản Việt Nam - Bộ Tài nguyên và Môi trường dưới sự hướng dẫn
khoa học của GS.VS. TSKH Phạm Khoản và PGS.TS.NGƯT Nguyễn Trọng Nga.
NCS xin được bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến GS.VS.TSKH Phạm Khoản và
PGS.TS Nguyễn Trọng Nga đã tận tình giúp đỡ để NCS hoàn thành luận án của mình,
ngoài ra NCS còn nhận được sự quan tâm giúp đỡ của Bộ môn Địa vật lý, Trường
Đại học Mỏ - Địa chất, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Liên đoàn Vật
lý Địa chất, Liên đoàn Intergeo, Viện Dầu khí Việt Nam - Tập đoàn Dầu khí Quốc
gia Việt Nam, các nhà khoa học, PGS. TS Phan Thiên Hương, GS.TS Tôn Thích Ái,
PGS.TS Trần Ngọc Toản, KS Lê Thanh Hải, TS Nguyễn Thế Hùng, ThS Nguyễn
Duy Bình, ThS Nguyễn Vân Sang, ThS Kiều Huỳnh Phương, ThS Nguyễn Thị Thu
Hằng, CN Phạm Trung Kiên, ThS. Nguyễn Văn Bình.


7

CHƯƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG
THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ
1.1. KHÁI QUÁT LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ TRŨNG
SÔNG HỒNG
Lịch sử nghiên cứu địa chất trũng Sông Hồng được chia làm hai giai đoạn.
1.1.1. Giai đoạn trước năm 1954
Giai đoạn này nghiên cứu địa chất ở Việt Nam nói riêng và Đông Dương nói
chung gắn liền với hoạt động của các nhà địa chất Pháp.
Fromaget J; Jacob Ch; Dussanlt L. trong công trình tổng hợp địa chất của
mình đã nhận xét: ở các hố lõm địa phương vùng châu thổ Sông Hồng Bắc Kỳ
Việt Nam có thể có trầm tích lục địa và lục nguyên biển, chứa tàn tích thực vật
hoặc những lớp than nâu mỏng, tuổi tương ứng Neogen (?). Năm 1889 các nhà địa
chất Pháp đã tìm thấy vỉa than đầu tiên ở thị xã Yên Bái, rồi dần phát hiện nhiều
điểm than dọc Sông Hồng từ Lào Cai đến Phú Thọ.

Colani M (1917- 1920) khi nghiên cứu về thực vật đã xác định các phức hệ hoá
đá thực vật tìm thấy ở phía nam Việt Trì đến Phú Thọ có tuổi Miocen- Pliocen.
Năm 1922, tại Hội nghị địa chất Quốc tế lần thứ 17 trong báo cáo về địa chất
Đông Dương Fromaget J đã viết: trầm tích kỷ Thứ ba ở Bắc Việt Nam là những thành
phần hồ, sông và các phần lún chìm kiểu tam giác châu, có thể có tích tụ kiểu xen lẫn,
chu kỳ đầu tiên là sự thành tạo các trầm tích trẻ ở châu thổ Sông Hồng.
Khi phát hiện được các trầm tích Neogen ở Bạch Long Vĩ Saurin E (1942) cho
rằng: đây là phần tiếp tục của dải Neogen Yên Bái- Việt Trì chìm xuống qua miền
võng châu thổ Sông Hồng.
Tóm lại: Công tác nghiên cứu địa chất trước năm 1954 về vùng trũng Sông
Hồng còn rất ít ỏi, song những kết luận khi phân chia địa tầng xếp tuổi đất đá và các
phát hiện về các điểm lộ than nâu biến chất thấp trong Neogen cũng phần nào phản
ánh đặc điểm địa tầng vùng châu thổ Sông Hồng làm cơ sở cho các nghiên cứu sau
này, đặc biệt về tìm kiếm thăm dò than.


8

Hình 1.1.Vị trí vùng nghiên cứu
1.1.2. Giai đoạn sau năm 1954
Để phục vụ công cuộc xây dựng đất nước, ngành Địa chất Việt Nam được chú
ý đầu tư phát triển, công tác điều tra, thăm dò địa chất ở nhiều tỉ lệ được triển khai
nhằm đánh giá lại và phát hiện thêm các loại khoáng sản như: apatit, than, chì - kẽm,
thiếc…. Đồng bằng Sông Hồng cũng là đối tượng được quan tâm đầu tư sớm để
nghiên cứu tìm kiếm khoáng sản nhiên liệu.
Kitovani S.K (1959 - 1965) trong công trình “Địa chất và triển vọng dầu khí ở
Việt Nam” đã hệ thống lại toàn bộ các hệ tầng của vùng trũng Hà Nội và nhấn mạnh
đến khả năng chứa khoáng sản cháy ở vùng này.
Dovjicop A.E và nnk (1965) trong báo cáo lập bản đồ địa chất miền Bắc
Việt Nam 1/500.000 trên cơ sở cấu trúc riêng biệt của châu thổ Sông Hồng đã tách

riêng thành một cấu trúc gọi là đới Hà Nội. Đới Hà Nội chứa các trầm tích Neogen
- Đệ tứ, có chiều dày từ 1.000 - 1.500 m, gồm vật liệu lục nguyên chứa dầu mỏ và
than biến chất thấp.


9

Về phát hiện các tầng than
Năm 1961 Đoàn địa chất 36 khoan lỗ khoan số 1 ở xã Phùng Hưng- Khoái Châu
sâu 1.200 m đã phát hiện trong trầm tích Miocen có chứa 12 vỉa than nâu biến chất thấp
đạt giá trị công nghiệp. Từ đó đến nay, nhiều công trình nghiên cứu về đặc điểm địa chất
và khả năng chứa khoáng sản của miền võng Hà Nội tiếp tục được triển khai.
Về nghiên cứu cấu trúc
Năm 1965- 1969 Macsiutova V.N, Vedrisev V.A, Hồ Đắc Hoài, Tăng Mười,
Phan Thế Cầu (1965- 1969) bằng các phương pháp địa vật lý (điện, trọng lực, địa chấn)
đã vẽ được bản đồ cấu trúc địa chất các trầm tích Kainozoi ở miền võng Hà Nội đến
chiều sâu 3.000 m tỷ lệ 1: 200.000 với các đới cấu tạo được chia như sau:
+ Đới đông bắc gồm: Thuận Thành, Gia Lương, Thanh Miện, Hải Phòng.
+ Đới tây nam gồm: Nam Định, Phủ Lý, Sơn Tây.
+ Đới trung tâm gồm: Hà Nội, Khoái Châu, Tiền Hải, Đông Quan.
Từ năm 1969 đến năm 1978 Phan Thế Cầu, Vedrisev V.A, Toletov S.K (1969) và
đoàn địa vật lý 36D dùng tổ hợp các phương pháp thăm dò điện gồm: VES, thiết lập trường
Telua, từ Telua, điện trường nhân tạo (ĐNT) đã xác định bề dày đất phủ Kainozoi miền
võng Hà Nội dày tới 4.500 m.
Công tác khoan cấu tạo được bắt đầu từ năm 1962 chủ yếu tập trung ở vùng
trũng Hà Nội với chiều sâu các lỗ khoan từ 150- 1.200 m và khoan sâu bắt đầu từ
năm 1970 với lỗ khoan sâu nhất đạt 3.303 m (LK.100- Tiên Hưng) trong đó có những
lỗ khoan đã phát hiện được khí và than (LK.61- Tiền Hải C).
Kết quả khảo sát địa chất, địa vật lý, khoan trong giai đoạn này đã góp phần
làm rõ hơn bức tranh cấu trúc dưới lớp phủ Đệ tứ ở miền trũng Hà Nội, phát hiện

được các hệ thống đứt gãy sông Chảy, sông Lô, Vĩnh Ninh... Và các dải nâng, các
vùng sụt có bề dày trầm tích Đệ tam lớn hơn 3.000 m có triển vọng về khí và than
nâu... Góp phần định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo.
Về nghiên cứu địa tầng
Glovenok V.K, Lê Văn Chân (1965- 1969) đã nghiên cứu tỉ mỉ đặc điểm thạch
học, tướng đá ở 14 lỗ khoan sâu và đã phân chia trầm tích Kainozoi thành 6 đơn vị
địa tầng theo thang địa phương là:


10

- Hệ Neogen- Thống Miocen (N1): hệ tầng Phan Lương (tương ứng Miocen
hạ- tích tụ lục địa); hệ tầng Phù Cừ (tương ứng Miocen trung- tích tụ biển nông); hệ
tầng Tiên Hưng (tương ứng Miocen thượng- tích tụ lục địa chứa than).
- Hệ Neogen- Thống Pliocen (N2): hệ tầng Vĩnh Bảo (tương ứng Pliocen- tích
tụ biển nông).
- Hệ Đệ tứ (Q): hệ tầng Hải Dương (tương ứng Pleitocen- tích tụ lục địa); hệ
tầng Kiến Xương (tương ứng Holocen- tích tụ biển nông).
Vũ Nhi, Phan Huy Quynh, Trịnh Dánh (1975) trên cơ sở nghiên cứu hoá đá
thực vật cho rằng hệ tầng Phan Lương có tuổi tương ứng với hệ tầng Tiên Hưng
(Miocen muộn).
Nguyễn Ngọc Cừ khi nghiên cứu lỗ khoan số 100 ở Tiên Hưng (sâu 3.303 m)
đã phát hiện phân vị địa tầng chuyển tiếp dưới hệ tầng Phù Cừ, tích tụ lục nguyên và
đặt tên là hệ tầng Phong Châu tương ứng Miocen hạ (N1).
Trên cơ sở nghiên cứu LK.104 (xã Đình Cao- Phù Cừ- Hưng Yên) tại chiều
sâu 3.500- 4.000 m gặp tầng sét kết màu đỏ bị ép nén mạnh (dày 100 m) nằm trên
mặt tầng cuội rắn chắc sáng màu (dày hơn 400 m) nằm không chỉnh hợp trên mặt bào
mòn của đá phun trào ryolit (T2l), Lê Văn Cự xếp tầng này vào điệp Đình Cao tuổi
Paleocen và sau đó khi nghiên cứu bào tử phấn hoa Nguyễn Địch Dỹ (1982) đã xếp
trầm tích này vào Oligocen và Eocen.

Đề án “Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền bể Sông Hồng”
chỉ có 20 mẫu đồng vị, trong đó 10 mẫu để xác định tuổi tuyệt đối cho than và 10
mẫu cho các đối tượng khác [36].
Về tìm kiếm, thăm dò than
Năm 1977, Tổng cục Địa chất đã giao nhiệm vụ cho Liên đoàn Địa chất 9 và
Đoàn 904 tiến hành tìm kiếm thăm dò than nâu khu Khoái Châu.
- Ngô Tất Chính [25] trong báo cáo “Kết quả thăm dò sơ bộ than khu Bình
Minh- Châu Giang- Hải Hưng” đã tính trữ lượng than ở đây đến cấp C1 với mạng
lưới công trình khoan 1.000x500 m. Tiếp sau đó năm 1987 trong báo cáo “Kết quả
tìm kiếm tỷ mỉ than khu Khoái Châu - Châu Giang - Hải Hưng”, ông đã tính trữ lượng


11

cấp C2 (với mạng lưới công trình khoan 2.000x2.000 m), riêng từ tuyến III đến tuyến
IV (mạng lưới 1.000x1.000 m) tính trữ lượng tính cấp C1 và trữ lượng toàn khu Khoái
Châu đến mức -1.100 m là: 1.651.951,3 ngàn tấn.
- Vũ Xuân Doanh [5], trong báo cáo thông tin triển vọng than miền võng Hà
Hội và “Báo cáo triển vọng chất lượng và trữ lượng than miền võng Hà Nội” cho rằng
miền võng Hà Nội: có diện tích chứa than đến 2.500 km2, với bề dày trầm tích trung
bình 2.100 m và chứa từ 30- 100 vỉa than; than được thành tạo và bảo tồn trong trầm
tích Miocen thượng, điệp Tiên Hưng.
- Vũ Xuân Doanh [5], tiếp đó trong báo cáo “Độ chứa than miền võng Hà Nội”
sau khi nghiên cứu chi tiết về trầm tích điệp Tiên Hưng đã phân chia thành 3 phụ
điệp chứa than và đánh giá về triển vọng than. Ông dự báo trong trầm tích điệp Tiên
Hưng chứa khoảng 210 tỷ tấn than biến chất thấp.
- Năm 1998, Tập đoàn Công nghiệp Than- Khoáng sản Việt Nam (TKV) đã
hợp tác với Tổ chức phát triển Công nghệ và Năng lượng mới Nhật Bản (NEDO) tiến
hành thăm dò tại khu vực đồng bằng Sông Hồng (1998- 2003) trên diện tích khoảng
932 km2. Công việc tiến hành chủ yếu là: lấy mẫu lõi lỗ khoan, quan trắc lỗ khoan

bằng phương pháp ĐVL (địa chấn phản xạ và địa chấn VSP); khoan 19 lỗ khoan chủ
yếu ở khu Bình Minh- Khoái Châu (11 lỗ). Theo kết quả khoan, tập thể tác giả đã xác
nhận trong các trầm tích Neogen vùng đồng bằng Sông Hồng, các vỉa than tồn tại từ
Khoái Châu kéo dài ra thềm lục địa Neogen vịnh Bắc Bộ và tầng Neogen từ bắc Khoái
Châu qua Hà Nội đến Đan Phượng không có than.
- Từ năm 1994 - 1997, Công ty Anzoil đã tiến hành: 3 đợt thu nổ địa chấn 2D với
2.214 km tuyến; xử lý lại 3.400 km tuyến địa chấn 2D được thu nổ ở giai đoạn trước
(1976- 1983) bằng việc xử lý công nghệ mới như dịch chuyển địa chấn và hiệu chỉnh
động nên kết quả thu được tốt hơn nhiều so với tài liệu cũ; minh giải toàn bộ tài liệu địa
chấn (kể cả thu nổ mới và xử lý lại), phân tích lại các lỗ khoan cũ (tài liệu ĐVL lỗ khoan
và mẫu). Kết quả đã chính xác hoá được cấu trúc miền võng Hà Nội đồng thời phân chia
được 3 đới triển vọng gắn liền với bẫy dầu khí cần tìm kiếm, thăm dò là: đới cấu tạo vòm
kèm đứt gãy xoay kéo Oligocen phân bố chủ yếu ở trũng Đông Quan; đới các cấu tạo


12

chôn vùi phân bố ở rìa đông bắc miền võng Hà Nội; đới cấu tạo nghịch đảo Miocen phân
bố ở trung tâm và đông nam miền võng Hà Nội (dải nâng Khoái Châu- Tiền Hải- Kiến
Xương trước đây) và đã tiến hành khoan ở đây 8 lỗ khoan.
- Tiếp đó Công ty dầu khí Maurel & Prom (Pháp) thay thế Anzoil tiếp tục nghiên
cứu tìm dầu khí ở miền võng Hà Nội và khoan 2 lỗ khoan ở Phù Cừ (sâu 2.000 m). Kết
quả ngoài việc phát hiện chính là dầu và khí còn chỉ ra rằng trầm tích Neogen đồng
bằng Sông Hồng chứa nhiều vỉa than có giá trị công nghiệp rất đáng được quan tâm
đầu tư đánh giá. Trên đất liền phần hoàn trả của Công ty trên, Công ty Đầu tư và Phát
triển dầu khí (PIDC) thực hiện tiếp thăm dò và đã khoan 3 lỗ khoan.
- Sau đó Công ty Dầu khí Sông Hồng (Tập đoàn PVN) cùng Arrow Energy thực
hiện hợp đồng thăm dò khai thác khí than lô MVHN- 01KT vùng Thái Bình đã thi công
giai đoạn I với 8 lỗ khoan với chiều sâu từ 405- 950 m. Các lỗ khoan đều gặp vỉa than ở
độ sâu -300 m trở xuống và gặp 4 vỉa than chất lượng tốt với bề dày từ 2 - 8m.

- Hiện nay, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam đang thực hiện đề án
"Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền, bể Sông Hồng" với mục
tiêu điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than bể than Sông Hồng và vùng phụ cận
đến đáy tầng chứa than làm cơ sở để lựa chọn các diện tích thăm dò tiếp theo. Dự báo
tổng tài nguyên cấp 333, 334a, 334b đạt 200 tỷ tấn, trong đó cấp 333 đạt 10 tỷ tấn.
Như vậy, các công trình điều tra địa chất- khoáng sản hiện cho thấy:
- Đã xác định được các cấu trúc lớn của móng trước Kainozoi, bước đầu đã
phân chia các hệ tầng trầm tích Kainozoi; khẳng định sự tồn tại của các vỉa than có
tài nguyên lớn, phân bố trong trầm tích Neogen ở độ sâu đến 4.000m.
- Ngoại trừ ở khu vực Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên (diện tích 85 km2 đã được
đầu tư tương đối để làm rõ đặc điểm địa chất vùng mỏ than, chất lượng than và mức
độ đánh giá cũng chỉ ở mức tài nguyên), thì trên diện tích rộng lớn thuộc bể than
trũng Sông Hồng các số liệu về than mới ở bước phát hiện các tầng chứa than, tập
chứa than, chưa khoanh nối được bất cứ một vỉa than cụ thể nào. Những điều nêu trên
khẳng định rằng cho đến thời điểm hiện nay trên diện tích trũng Sông Hồng, nơi được
dự báo có chứa một tiềm năng lớn về than chưa có một công trình nghiên cứu địa


13

chất nào được triển khai với mục đích điều tra đánh giá tổng thể tài nguyên than với
hệ các phương pháp kỹ thuật được thiết kế khoa học và hợp lý.
1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT
Phần này được tổng hợp qua tham khảo các tài liệu sau [3, 5, 17, 18, 20, 23,
24, 26, 29, 36].
1.2.1. Địa tầng
Diện tích điều tra thuộc phần phía tây bắc bể Sông Hồng, trên bề mặt chỉ lộ
các trầm tích Đệ tứ. Dưới lớp Đệ tứ là trầm tích Paleogen, Neogen có bề dày không
ổn định dao động từ vài chục mét đến vài trăm mét, có nơi đến hơn ba ngàn mét.
Các trầm tích Neogen là đối tượng chứa than nâu chủ yếu trong diện tích khu

vực nghiên cứu. Bởi vậy trong nội dung nghiên cứu sẽ đặc biệt chú trọng đến việc
phân chia chi tiết các thành tạo Neogen chứa than.
Trầm tích Kainozoi nằm không chỉnh hợp lên các thành tạo cổ hơn. Các thành
tạo trầm tích cổ chỉ lộ ra ở ven rìa võng Hà Nội: rìa tây, tây nam lộ đá biến chất trước
Cambri đới Sông Hồng, ít đá Carbonat tuổi Trias đới Ninh Bình; Rìa bắc, đông bắc lộ
đá tuổi Silur hệ tầng Tấn Mài trầm tích lục nguyên carbonat tuổi Devon, trầm tích lục
nguyên Mesozoi hệ tầng Hòn Gai, hệ tầng Hà Cối thuộc đới An Châu và Duyên Hải.
Việc phân chia địa tầng trầm tích Kainozoi ở đồng bằng Sông Hồng vẫn còn
có nhiều ý kiến khác nhau. Trong luận án, NCS dựa vào cách phân chia địa tầng của
Vũ Xuân Doanh [5] với góc độ nghiêng về địa tầng chứa than.
GIỚI KAINOZOI (KZ)
Hệ Paleogen (E)
Trong vùng nghiên cứu trầm tích Paleogen phát hiện được ở một số lỗ khoan:
lỗ khoan 104 tại xã Đình Cao- Phù Cừ- Hưng Yên, chiều sâu 2.544 - 3.860m nằm
không chỉnh hợp lên đá phun trào ryolit; lỗ khoan 81 tại thị trấn Thái Thụy- Thái Bình
cũng phát hiện được các trầm tích Paleogen nằm không chỉnh hợp lên đá vôi Devon
trung bậc Efenni- Giveti.


14

Dựa vào các mẫu bào tử Phấn hoa và thành phần thạch học tướng đá Phan Huy
Quynh đã xếp các trầm tích này vào Eocen- Oligocen thuộc hệ Paleogen. Các trầm tích
Paleogen phân bố hạn chế trong địa hào sâu và phủ bất chỉnh hợp lên trên đá cổ hơn.
Thống Eocen
Hệ tầng Phù Tiên (E2pt)
Khối lượng hệ tầng tương ứng với khối lượng trầm tích điệp Xuân Hòa, do
Phạm Hồng Quế [10] trong khi mô tả mặt cắt lỗ khoan 104 (Phù Tiên- Hưng Yên) ở
độ sâu từ 3.544 m- 3.860 m. Sau đó Đỗ Bạt, Phan Huy Quynh (1982) trong công trình
của mình đổi là điệp Phù Tiên và hệ tầng Phù Tiên (Lê Văn Cự, 1982).

Các trầm tích của hệ tầng gồm: cuội kết, sạn kết màu trắng đục ám khói, phớt
nâu gắn kết tốt, xi măng là sét silic và thuộc loại xi măng lấp đầy lỗ hổng; lớp mỏng
cát kết đa khoáng, hạt thô, hạt nhỏ màu xám sáng hoặc phớt hồng, phân lớp xiên định
hướng khá rõ, độ mài tròn và chọn lọc kém. Ngoài ra còn gặp lớp mỏng hoặc thấu
kính sét màu loang lổ chứa oxit sắt và sét vôi. Lớp cuội kết có bề dày từ vài mét đến
hàng trăm mét, cuội có thành phần là thạch anh ít silic và chọn lọc kém. Trong trầm
tích của hệ tầng chứa di tích thực vật, tuổi hoá thạch được xác định là Eocen (Nguyễn
Địch Dỹ, 1981; Phạm Văn Quang, 1998).
Các trầm tích của hệ tầng được thành tạo trong môi trường sườn tích- sông hồ.
Đó là các trầm tích lấp đầy các địa hào sụt lún nhanh, có diện phân bố hẹp.
Các trầm tích của hệ tầng nằm chỉnh hợp bên dưới với các trầm tích hệ tầng
Đình Cao và bất chỉnh hợp trên đá phun trào ryolit và đá vôi Devon trung.
Bề dày của hệ tầng từ 500- 600 m.
Thống Oligocen (E3)
Hệ tầng Đình Cao (E3 đc)
Tên hệ tầng được lấy tên xã Đình Cao, huyện Phù Tiên, tỉnh Hưng Yên nơi thi
công lỗ khoan 104. Mặt cắt chuẩn của hệ tầng được xác lập theo LK 104 ở độ sâu từ
3.544 - 3.860 m. Các thành tạo của hệ tầng phân bố chủ yếu ở huyện Thái Thụy, Tiền
Hải, tỉnh Thái Bình.


15

Các thành tạo trầm tích của tầng gồm: chủ yếu là cát kết màu xám trắng, xám sẫm
đôi chỗ phớt tím có chứa glauconit xen các lớp cuội kết dạng puding; sạn kết có độ lựa
chọn trung bình đến tốt với xi măng là carbonat, sét và oxit sắt; sét, bột kết màu xám xanh,
xám đen kẹp các lớp mỏng sét vôi, đôi chỗ có các thấu kính than chứa hóa thạch động
vật. Các lớp có bề dày từ vài chục centimet đến hàng chục mét, phân lớp nằm ngang.
Trong các thành tạo của hệ tầng đã thấy vết lá thực vật, bào tử Phấn hoa và
động vật nước ngọt. Nhờ đó, tuổi của hệ tầng được xác định là Oligocen.

Các trầm tích của hệ tầng thành tạo trong môi trường đầm hồ- aluvi có dòng
chảy nhỏ và nằm không chỉnh hợp trên hệ tầng Phù Tiên.
Tổng bề dày của hệ tầng từ 1.500 - 1.800 m.
Hệ Neogen (N)
Tính đến thời điểm hiện nay các công trình khoan sâu đã xác định khá rõ đặc
điểm trầm tích Neogen ở miền võng đồng bằng Sông Hồng nói chung và diện tích
vùng nghiên cứu nói riêng, đó là trầm tích lục nguyên gồm cát kết, bột kết, sét kết và
vỉa than nâu. Đá gắn kết yếu, mềm bở chứa hoá đá thực vật bảo tồn tốt, ít hoá đá động
vật. Các thành tạo Neogen gồm trầm tích lục địa và biển kéo dài từ 12- 13 triệu năm.
Trong diện tích nghiên cứu dựa vào đặc điểm thạch học và tập hợp hoá thạch
trầm tích Neogen gồm 2 thống Miocen (N1) và Pliocen (N2) phân bố: ở khu vực tây
và tây nam là trầm tích thuộc thống Miocen phần dưới; ở đông và đông bắc là trầm
tích Miocen phần cao; phía đông và đông nam ra đến vịnh Bắc Bộ chủ yếu là trầm
tích Pliocen.
Thống Miocen (N1)
Phụ thống Miocen dưới (N11)
Hệ tầng Phong Châu (N11pch)
Tên hệ tầng được lấy tên xã Phong Châu, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình
nơi bố trí lỗ khoan 100. Mặt cắt của hệ tầng được Paluxtovich B.M xác lập, mô tả
trên cơ sở các trầm tích ở độ sâu từ 1.820- 3.000 m trong lỗ khoan 100.
Trong diện tích nghiên cứu trầm tích hệ tầng phân bố kéo dài từ lỗ khoan 100
theo hướng đông, đông nam ra vịnh Bắc Bộ và chúng được thành tạo trong điều kiện


16

biển nông. Ở phía tây, tây nam vùng các trầm tích của hệ tầng lại thành tạo trong điều
kiện lục địa với diện phân bố rất hạn chế (khu vực huyện Lý Nhân, tỉnh Hà Nam; Hải
Hậu, tỉnh Nam Định).
Trầm tích biển nông gồm: cát kết độ hạt trung bình đến nhỏ, màu xám tro, lục

nhạt cấu tạo lớp tương đối dày từ vài chục đến hàng trăm mét phân lớp nằm ngang
hay sóng ngang liên tục. Độ chọn lọc, mài tròn tốt. Độ gắn kết trung bình đến chắc,
xen với các lớp cát kết dày là lớp bột kết mịn bề dày từ vài mét đến hàng chục mét.
Một số mẫu vi cổ sinh đã gặp di tích trùng lỗ: Globigerina, ostrocacia.
Trầm tích lục địa gồm: bột kết, sét kết, cát kết hạt từ nhỏ đến thô, các lớp mỏng
cuội, sạn kết có màu xám sáng, xám tro nhạt, xám sẫm và ngậm nhiều oxit sắt màu
nâu, độ chọn lọc, bào mòn và gắn kết kém. Đá cáo cấu tạo phân lớp ngang hoặc xiên
chéo không rõ ở bột kết, sét kết còn ở cát kết có phân lớp xiên chéo định hướng và
không định hướng. Các trầm tích trên thành tạo trong với sản phẩm là vật liệu của bồi
tích và lũ tích sông và các dòng chảy tạm thời.
Trên mặt phân lớp bột kết, sét kết bảo tồn phong phú di tích thực vật dưới dạng
mảnh vụn bao gồm loại hai lá mầm, một số mảnh vỏ động vật nước ngọt viviparus,
unio điển hình cho Miocen sớm.
Các thành tạo của hệ tầng nằm chỉnh hợp dưới thành tạo hệ tầng Phù Cừ và
nằm bất chỉnh hợp trên mặt bào mòn của tầng sét Oligocen (hệ tầng Đình Cao (E3đc)).
Bề dày hệ tầng Phong Châu từ 400- 1.400 m.
Phụ thống Miocen giữa (N12)
Hệ tầng Phù Cừ (N12pc)
Các thành tạo trầm tích hệ tầng Phù Cừ được Golovenok V.K và Lê Văn
Chân xác lập và mô tả lần đầu tại lỗ khoan số 2 ở độ sâu 960- 1.180 m trên cấu tạo
Phù Cừ miền võng Hà Nội. Tuy nhiên ở lỗ khoan trên không bắt gặp được phần đáy
của hệ tầng và chỉ khi nghiên cứu các lỗ khoan (LK) 100, LK.101, LK.102, LK.204
thì mặt cắt của hệ tầng mới được mô tả đầy đủ (Phan Huy Quynh, Đỗ Bạt, 1983 và
Lê Văn Cự, 1985).