Nghiên cứu địa tầng phân tập trầm tích oligocen – miocen bể tư chính – vũng mây và ý nghĩa dầu khí của chúng

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

Trần Thị Dung

NGHIÊN CỨU ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH
OLIGOCEN – MIOCEN BỂ TƯ CHÍNH – VŨNG MÂY
VÀ Ý NGHĨA DẦU KHÍ CỦA CHÚNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2013


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

Trần Thị Dung

NGHIÊN CỨU ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH
OLIGOCEN – MIOCEN BỂ TƯ CHÍNH – VŨNG MÂY
VÀ Ý NGHĨA DẦU KHÍ CỦA CHÚNG
Chuyên ngành:

Khoáng vật học và Địa hóa học

Mã số:

60 44 02 05

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. NGUYỄN TRỌNG TÍN

Hà Nội - 2013
2


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này em đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ tận tình
của thầy hướng dẫn PGS.TS. Nguyễn Trọng Tín và các thầy cô trong Khoa Địa
chất, các cán bộ trong Trung tâm nghiên cứu Biển và Đảo, Viện Dầu khí – Tập đoàn
Dầu khí Việt Nam trong quá trình thu thập, tham khảo số liệu, tài liệu và học hỏi
các phương pháp nghiên cứu liên quan đến đề tài luận văn.
Nhân dịp này cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự tạo điều
kiện và giúp đỡ quý báu trên!
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, người thân và bạn
bè, những người đã luôn động viên, cổ vũ tinh thần và tạo những điều kiện tốt nhất
cho em trong suốt thời gian học tập ở trường.
Mặc dù em đã cố gắng hết sức để luận văn có chất lượng cao nhất nhưng chắc
chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót. Em xin chân thành tiếp nhận các ý kiến
đóng góp của thầy cô và bạn đọc.
Em xin chân thành cảm ơn!

Học viên: TrÇn ThÞ Dung

3

MỤC LỤC
MỤC LỤC .............................................................................................................. 1
DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... 5
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................... 6
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 7
Chương 1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................................ 9
1.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ BỂ TƯ CHÍNH – VŨNG MÂY.......................................... 9
1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC .......................................................... 10
1.2.1. Đặc điểm cấu trúc và kiến tạo............................................................... 10
1.2.2. Các thành tạo Kainozoi ....................................................................... 21
Chương 2. CƠ SỞ TÀI LIỆU, LỊCH SỬ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 29
2.1. CƠ SỞ TÀI LIỆU ....................................................................................... 29
2.1.1. Địa vật lý.............................................................................................. 29
2.1.2. Các tài liệu địa chất .............................................................................. 30
2.2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ........................................................................... 33
2.3. PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................. 35
2.3.1. Phương pháp luận................................................................................. 35
2.3.2. Các phương pháp nghiên cứu ............................................................... 37
Chương 3. ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH OLIGOCEN – MIOCEN KHU
VỰC TƯ CHÍNH – VŨNG MÂY ......................................................................... 51
3.1. KHÁI QUÁT .............................................................................................. 51
3.2. PHÂN CHIA ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP CỦA TRẦM TÍCH OLIGOCEN,
MIOCEN TRÊN CƠ SỞ ĐỊA CHẤN, ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN VÀ
THẠCH HỌC.................................................................................................... 54
3.2.1. Phức tập thứ 1 (S1) – Oligocen sớm (E31) ............................................. 54
3.2.2. Phức tập thứ 2 (S2) – Oligocen muộn (E32) ........................................... 56
3.2.3. Phức tập thứ 3 (S3) – Miocen sớm (N11) ............................................... 57

3.2.4. Phức tập thứ 4 (S4) – Miocen giữa (N12) ............................................... 59
3.2.5. Phức tập thứ 5 (S5) – Miocen muộn (N13) ............................................. 62
1


Chương 4. ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG ĐÁ CỔ ĐỊA LÝ VÀ Ý NGHĨA DẦU KHÍ ...... 68
4.1. QUAN HỆ GIỮA TƯỚNG TRẦM TÍCH VÀ CÁC MIỀN HỆ THỐNG:
BIỂN THẤP (LST), BIỂN TIẾN (TST) VÀ BIỂN CAO (HST) ........................ 68
4.1. 1. Giai đoạn sụt lún nhiệt dạng tuyến Eocen – Oligocen sớm (E2 – E31) .. 68
4.1.2. Giai đoạn lún chìm nhiệt Miocen (N1): bể mở rộng theo chu kỳ ........... 69
4.1.3. Đặc điểm tướng đá – cổ địa lý bể Tư Chính – Vũng Mây qua các thời kỳ
....................................................................................................................... 69
4.2. TIẾN HOÁ TRẦM TÍCH OLIGOCEN – MIOCEN TRONG MỐI QUAN
HỆ VỚI SỰ THAY ĐỔI MỰC NƯỚC BIỂN VÀ HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO .. 76
4.2.1. Khái quát .............................................................................................. 76
4.2.2. Tiến hoá theo các tổ hợp thạch kiến tạo ................................................ 76
4.3. ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ....................................................... 82
4.3.1. Tầng sinh ............................................................................................. 82
4.3.2. Tầng chứa ............................................................................................ 82
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 88

2


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ vị trí khu vực Tư Chính - Vũng Mây............................................ 10
Hình 1.2. Bản đồ phân vùng cấu trúc khu vực Tư Chính – Vũng Mây ................... 13
Hình 1.3. Mặt cắt địa chấn TC06-45 cắt qua bể Đông Nam Tư Chính. Trầm tích E2,
E3 bị uốn nếp mạnh, N1, N2-Q không bị biến dạng (tỷ lệ ngang 1/1.000.000, tỷ lệ

đứng 1/100.00) (Nguồn KC09-25/06-10) .............................................................. 15
Hình 1.4. Tuyến STC06- 59 cắt qua đới nâng Vũng Mây (tỷ lệ ngang 1/1.000.000,
tỷ lệ đứng 1/200.00) (Nguồn KC09-25/06-10)....................................................... 16
Hình 1.5. Bản đồ phân bố hệ thống đứt gãy bể Tư Chính – Vũng Mây .................. 17
Hình 1.6 . Các đứt gãy thuận phát triển chủ yếu trong khu vực Tư Chính – Vũng
Mây (tuyến STC06-44) ......................................................................................... 18
Hình 1.7. Dạng đứt gãy trượt bằng trên một đứt gãy chính trong khu vực Tư Chính
–Vũng Mây (tuyến STC06-36) .............................................................................. 19
Hình 1.8. Cát kết hạt nhỏ, xi măng cơ sở lấp đầy giàu matrix có chứa VCHC, độ
chọn lọc, mài tròn kém, cấu tạo định hướng do nén ép phân phiến nhẹ. Mẫu ở độ
sâu 2650 m; N+; x 125 ........................................................................................... 21
Hình 1.9. Bột sét kết giàu VCHC, cấu tạo định hướng, môi trường vũng vịnh đầm
lầy hóa. Mẫu ở độ sâu 2705 m; N+ ; x 125 ............................................................ 22
Hình 1.10. Sét kết pha cát bị phiến hóa, xerixit dạng vi vảy xếp định hướng, tuổi
Oligocen sớm, mẫu ở độ sâu 2750 m; N+; x 125; PV-94-2X.................................. 23
Hình 1.11. Cát kết thạch anh – litic, xi măng lấp đầy, mài tròn trung bình, mảnh đá
tuf và đá phun trào đaxit, đá phiến xerixit, mẫu ở độ sâu 2320 m; N11; N+; x 125;
PV-94-2X.............................................................................................................. 24
Hình 1.12. Cát kết thạch anh – litic, mảnh đá chủ yếu là tuf và phun trào đaxit, mài
tròn tốt, tướng bãi triều có sóng mạnh, xi măng cơ sở, canxit dạng khảm, mẫu ở độ
sâu 2000 m; N12; N+; x 125; PV-94-2X ................................................................. 25
Hình 1.13. Cát kết thạch anh – litic chứa vụn vỏ sò sinh vật, xi măng canxit và
VCHC kiểu cơ sở lấp đầy, mẫu ở độ sâu 2045 m; N12; N-; x 125; PV-94-2X......... 25
Hình 1.14. Đá vôi ám tiêu san hô, mẫu ở độ sâu 1760 m;N12; N+; x 125; PV-94-2X
.............................................................................................................................. 26
3


Hình 1.15. Đá vôi ám tiêu san hô, mẫu ở độ sâu 1860 m;N12; N+; x 125; PV-94-2X
.............................................................................................................................. 27

Hình 1.16. Cát kết vụn sinh vật, mẫu ở độ sâu 1160 m; N13; N-; x 125; PV-94-2X 27
Hình 1.17. Cột địa tầng tổng hợp khu vực Tư Chính – Vũng Mây ......................... 28
Hình 2.1. Tuyến STC06-60 cắt qua khu vực Tư Chính – Vũng Mây………. …….29
Hình 2.2. Tuyến STC06-45 cắt qua khu vực Tư Chính – Vũng Mây ..................... 29
Hình 2.3. Tuyến STC06-40 đã minh giải cắt qua khu vực Tư Chính – Vũng Mây . 30
Hình 2.4. Tuyến STC06-59 đã minh giải cắt qua khu vực Tư Chính – Vũng Mây . 30
Hình 2.5. Mẫu ở độ sâu 295 0m; Nicon +; x 125 ................................................... 31
Hình 2.6. Mẫu ở độ sâu 3325 m; Nicon +; x 125 ................................................... 31
Hình 2.7. Cột địa tầng tổng hợp giếng khoan PV- 94-2X....................................... 32
Hình 2.8. Sơ đồ móng KZ các lô 132-135 khu vực bãi Tư Chính (Theo Shell, 1992)
.............................................................................................................................. 33
Hình 2.9. Sơ đồ khu vực khảo sát địa chấn TC-93 ................................................. 34
Hình 2.10. Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi mực nước biển .. 40
Hình 2.11. Cấu tạo bị cắt xén (truncation) ............................................................. 41
Hình 2.12. Cấu tạo nêm tăng trưởng ...................................................................... 42
Hình 2.13. Mô hình một số kiểu cấu tạo theo quan điểm địa tầng phân tập............ 42
Hình 2.14. Mô hình cộng sinh tướng theo các miền hệ thống trầm tích trong một
phức tập (sequence) đối xứng của trầm tích Đệ tam các bể Kainzoi thềm lục địa
Việt Nam (Theo Trần Nghi, 2013) ........................................................................ 44
Hình 2.15. Đường cong tích luỹ độ hạt và đường cong phân bố độ hạt .................. 46
Hình 2. 16. Hình dạng đường cong GR đặc trưng cho ........................................... 50
Hình 3.1. Phức tập S1 – Oligocen sớm (E31) – Tuyến STC 06-40…………... …….55
Hình 3.2. Các hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan và
thạch học phức tập S1 – Oligocen sớm (E31vm) và phức tập S2 – Oligocen sớm
(E32vm) – bể Tư Chính – Vũng Mây ..................................................................... 56
Hình 3.3. Các hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan và
thạch học phức tập S3 – Miocen sớm (N11 pn) – bể Tư Chính – Vũng Mây ............ 59
Hình 3.4. Phức tập S4 (N12) khu vực Tư Chính - Vũng Mây .................................. 60

4

Hình 3.5. Các hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan và
thạch học phức tập S4 – Miocen giữa (N12 tc)– bể Tư Chính – Vũng Mây ............. 62
Hình 3.6. Các hệ thống trầm tích qua tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan và
thạch học phức tập S5 – Miocen muộn (N13 pt)– bể Tư Chính – Vũng Mây ........... 64
Hình 3.7. Phức tập S5 – Miocen muộn (N13) .......................................................... 64
Hình 3.8. Mặt cắt địa chấn đã minh giải tuyến STC06-36. Trầm tích Oligocen –
Miocen có 5 phức tập, mặt cắt bị biến dạng mạnh: đứt gãy trượt bằng, đứt gãy thuận
cánh chúc, uốn nếp ................................................................................................ 65
Hình 3.9. Mặt cắt địa chấn đã minh giải tuyến STC06-45...................................... 65
Hình 3.10. Mặt cắt địa chấn đã minh giải tuyến STC06-60. Trầm tích Oligocen –
Miocen có 5 phức tập: E31, E32, N11, N12 và N13. Mặt cắt bị biến dạng mạnh: ........ 66
Hình 3.11. Cột địa tầng phân tập theo LK PV-94-2X khu vực Tư Chính-Vũng Mây
(Nguồn KC 09-25/06-10, có bổ sung sửa chữa) ..................................................... 67
Hình 4.1. Lịch sử phát triển tướng đá – cổ địa lý các bể thứ cấp trong khu vực Tư
Chính – Vũng Mây qua mặt cắt phục hồi (tuyến TC-06-36 – Nguồn
VPI)……………………………………………………………………………….. 72
Hình 4.2. Bản đồ tướng đá cổ địa lý giai đoạn biển thấp trầm tích Oligocen khu vực
Tư Chính – Vũng Mây .......................................................................................... 73
Hình 4.3. Bản đồ tướng đá cổ địa lý giai đoạn biển thấp trầm tích Miocen dưới khu
vực Tư Chính – Vũng Mây.................................................................................... 74
Hình 4.4. Bản đồ tướng đá cổ địa lý giai đoạn biển thấp trầm tích Miocen trên khu
vực Tư Chính – Vũng Mây.................................................................................... 75
Hình 4.5. Bản đồ triển vọng dầu khí giai đoạn biển thấp (LST) trầm tích Oligocen
khu vực Tư Chính – Vũng Mây ............................................................................. 85

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng phân tầng cấu trúc khu vực Tư Chính-Vũng Mây ......................... 11
Bảng 4.1. Mối quan hệ giữa thạch học, tướng trầm tích và bối cảnh kiến tạo

bể Tư Chính – Vũng Mây………………………………………………………….80
Bảng 4.2. Bảng kết quả tính toán tốc độ và biên độ sụt lún thẳng đứng ................. 81

5


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ĐB-TN

:

Đông Bắc – Tây Nam

ĐH QGHN

:

Đại học Quốc gia Hà Nội

ĐH KHTN

:

Đại học Khoa học Tự nhiên

ĐTPT

:

Địa tầng phân tập

GK

:

Giếng khoan

HST

:

Hệ thống trầm tích biển cao (Hightstand Systems tracts)

KZ

:

Kainozoi

LST

:

Hệ thống trầm tích biển thấp (Lowstand Systems tracts)

MNB

:

Mực nước biển

RTS

:

Ranh giới bề mặt bào mòn biển tiến
(Ravinement transgressive surface)

S

:

Phức tập (Sequence)

PS

:

Nhóm phân tập (Parasequence set)

P

:

Phân tập (Parasequence)

TC-VM

:

Tư Chính – Vũng Mây

TST

:

Hệ thống trầm tích biển tiến (Transgressive systems tract)

VCHC

:

Vật chất hữu cơ

6


MỞ ĐẦU
Bể Tư Chính – Vũng Mây là một bể ở vùng nước sâu có tiềm năng dầu khí
lớn, đã khoan 01 giếng khoan PV-94-2X và đã thu nổ nhiều mặt cắt địa chấn. Tuy
nhiên, trữ lượng và tiềm năng dầu khí của bể Tư Chính – Vũng Mây vẫn đang là
một ẩn số và đang được tiếp tục phát hiện. Hướng nghiên cứu này cho đến nay vẫn
chưa được tập trung nghiên cứu thích đáng theo quan điểm định lượng và sử dụng
tổng hợp các tiêu chí: trường sóng địa chấn, địa vật lý giếng khoan, thạch học và
cộng sinh tướng.
Vì vậy, mối quan hệ phụ thuộc giữa địa tầng phân tập và tướng trầm tích trong
mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển và chuyển động kiến tạo là cơ sở khoa
học để xây dựng các tiền đề đánh giá triển vọng dầu khí.
Từ ý nghĩa đó, đề tài luận văn được lựa chọn với tiêu đề: “Nghiên cứu địa
tầng phân tập trầm tích Oligocen – Miocen bể Tư Chính – Vũng Mây và ý nghĩa

dầu khí của chúng” nhằm làm sáng tỏ các đơn vị địa tầng phân tập và các miền hệ
thống trầm tích theo không gian và theo thời gian của trầm tích Oligocen - Miocen.
Từ đó cho thấy được mối quan hệ giữa địa tầng phân tập và cộng sinh tướng trong
khung thời địa tầng của trầm tích Oligocen - Miocen trong mối quan hệ với sự thay
đổi mực nước biển và hoạt động kiến tạo – địa động lực. Đặc biệt, trên cơ sở phân
tích địa tầng phân tập và tướng trầm tích góp phần đánh giá tiềm năng dầu khí của
khu vực nghiên cứu. Sau khi giải quyết được các mục tiêu trên luận văn đã đóng
góp một phần quan trọng về ý nghĩa khoa học cũng như ý nghĩa thực tiễn.
1/ Ý nghĩa khoa học:
- Làm sáng tỏ các đơn vị địa tầng phân tập theo không gian và theo thời gian
trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển và chuyển động kiến tạo;
- Xác định quy luật quan hệ giữa dãy cộng sinh tướng trầm tích và các miền hệ
thống trầm tích.
2/ Ý nghĩa thực tiễn:
- Nghiên cứu các đơn vị địa tầng phân tập là cơ sở để đánh giá tiềm năng các
đá sinh – chứa – chắn dầu khí;
- Chính xác hóa địa tầng trầm tích Oligocen - Miocen bể Tư Chính –
Vũng Mây.
7


Nội dung của luận văn bao gồm 04 chương:
Mở đầu
Chương 1. Đặc điểm chung khu vực nghiên cứu
Chương 2. Cơ sở tài liệu, lịch sử và phương pháp nghiên cứu
Chương 3. Địa tầng phân tập trầm tích Oligocen – Miocen bể Tư Chính –
Vũng Mây
Chương 4. Đặc điểm tướng đá cổ địa lý và ý nghĩa sinh dầu của chúng
Kết luận
Tài liệu tham khảo.

8


Chương 1
ĐẶC ĐIỂM CHUNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ BỂ TƯ CHÍNH – VŨNG MÂY
Khu vực nghiên cứu Tư Chính – Vũng Mây nằm Đông Nam của thềm lục địa
Việt Nam, trong vùng nước sâu và xa bờ, với diện tích khoảng 60.000 km2 bao gồm
các lô 132, 133, 134, 135, 136, 156, 157, 158, 159, 160 (hình 1.1). Mực nước biển
của khu vực này dao động lớn từ vài chục mét nước tại các bãi đá ngầm, bãi đá cạn
như Vũng Mây, Huyền Trân, Quế Đường, Phúc Nguyên và Tư Chính đến gần
3000m ở trũng sâu.
Tọa độ địa lý khu vực nghiên cứu:
Vĩ độ Bắc:

6015’ – 10010’

Kinh độ Đông:

109015’ – 113035’

Khu vực Tư Chính – Vũng Mây phía Bắc giáp với tách giãn Biển Đông, phía
Tây giáp với bể Nam Côn Sơn, phía Đông giáp với khu vực Trường Sa và phía
Nam giáp với đới hút chìm Borneo.
Địa hình đáy biển trong khu vực nghiên cứu thay đổi rất nhanh về diện tích
và bề mặt rất gồ ghề do các hoạt động núi lửa xảy ra trong Miocen và hiện đại
cùng với các đới thành tạo cacbonat và ám tiêu san hô. Trong khu vực bao gồm
nhiều bể trầm tích nằm tập trung ở phía Đông Nam Tư Chính, Tây Vũng Mây và

Bắc Huyền Trân. Chế độ thủy triều và dòng chảy đáy thay đổi phụ thuộc vào gió
mùa Tây Nam và Đông Bắc. Hàng năm, thường xảy ra nhiều đợt mưa bão với
cường độ mạnh [1, 10].
Khu vực Tư Chính – Vũng Mây có vị trí địa lý hết sức quan trọng về hàng hải,
tài nguyên biển và đặc biệt là an ninh quốc phòng. Nên công tác khảo sát, nghiên
cứu, đánh bắt thủy sản khu vực này phải thường xuyên để khẳng định chủ quyền
lãnh thổ Việt Nam.

9


Hình 1.1. Sơ đồ vị trí khu vực Tư Chính - Vũng Mây
1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC
1.2.1. Đặc điểm cấu trúc và kiến tạo
1.2.1.1. Phân tầng cấu trúc và phân vùng cấu trúc
 Phân tầng cấu trúc
Trên hình đã thể hiện rõ sự phân chia các tầng cấu trúc (theo thời gian hình
thành và phát triển địa chất tại khu vực Tư Chính - Vũng Mây) và bao gồm các tầng
cấu trúc chính (bảng 1.1):

10


Bảng 1.1. Bảng phân tầng cấu trúc khu vực Tư Chính-Vũng Mây
(Theo Trần Nghi và nnk, 2013)

* Tầng cấu trúc trước sụt lún nhiệt: Tầng này bao gồm toàn bộ các đá móng
magma, granit nứt nẻ và cả các đá phun trào và biến chất.
* Tầng cấu trúc sụt lún nhiệt dạng tuyến (E2 – E3): Tầng cấu trúc này được
hình thành trong giai đoạn sụt lún mạnh dạng tuyến với các vật liệu được vận chuyển

đến và lấp đầy các trũng, các địa hào và bán địa hào trong khu vực nghiên cứu và
được thành tạo trong cơ chế động học tách giãn và trượt bằng, có chiều dày trầm tích
thay đổi đáng kể, chỗ dày nhất đạt trên 10.000m (tại trũng phía Nam) và thay đổi lớn,
có xu hướng giảm dần về phía Bắc khu vực. Các trầm tích ở đây bao gồm các vụn lục
nguyên cát, bột, sét và đá vôi, đá vôi ám tiêu san hô. Chúng được thành tạo trong môi
trường từ lục địa, đồng bằng ven biển đến biển ven bờ và biển nông.
* Tầng cấu trúc sụt lún nhiệt mở rộng có chu kỳ (Miocen): Phụ tầng này bao
gồm các thành tạo Miocen dưới, Miocen giữa và Miocen trên, các thành tạo được
hình thành và phát triển trong quá trình sụt lún do nhiệt. Các thành tạo này bao gồm
các trầm tích sét kết màu vàng xen kẽ bột kết, độ gắn kết trung bình, giàu hợp chất
hữu cơ, hóa đá. Thành tạo trong môi trường biển ven bờ, biển nông đến biển sâu.
11


* Tầng cấu trúc tạo thềm hiện tại (N2 – Q): Phụ tầng cấu trúc trên bao gồm
các thành tạo trẻ có tuổi Pliocen và Đệ tứ với các đá chủ yếu là cát, bột, sét chứa
glauconit và vô cùng phong phú các hoá đá động vật biển. Đá ở phụ tầng này chưa
gắn kết hoặc gắn kết yếu. Chúng được lắng đọng trong môi trường trầm tích biển
hoặc biển nông ven bờ, với chiều dày đạt từ 20 – 700m, phủ bất chỉnh hợp lên các
thành tạo được hình thành trước nó.
 Phân vùng cấu trúc
Khu vực Tư Chính - Vũng Mây bao gồm các đới nâng và trũng nằm xen kẽ
nhau, phát triển chủ yếu theo hướng ĐB - TN. Đới nâng có dạng khối – địa lũy hoặc
khối đứt gãy có lớp phủ trầm tích Kainozoi dày khoảng 2,5 – 3,5km. Các đới trũng
có dạng địa hào, bán địa hào lấp đầy trầm tích Kainozoi dày tới 6 - 7km, chỗ dày
nhất đạt đến trên 10.000m tại trũng phía Nam khu vực nghiên cứu.
Việc phân vùng cấu tạo nhằm mục đích phân chia khu vực nghiên cứu thành
các đơn vị cấu tạo khác nhau. Mỗi đơn vị cấu tạo có các đặc điểm cấu trúc, kiến tạo,
cơ chế hình thành và lịch sử phát triển địa chất tương đối đồng nhất. Ranh giới giữa
chúng được lựa chọn trùng với các đứt gãy có quy mô tương đối lớn cả về chiều dài

lẫn biên độ dịch chuyển và tuổi hoạt động, kết hợp với các yếu tố cấu trúc đặc biệt
như các chuỗi núi lửa. Trong các đơn vị cấu tạo, tùy theo đặc điểm cấu trúc kiến tạo
mà có thể phân chia thành các yếu tố cấu tạo có bậc nhỏ hơn. Việc lựa chọn và phân
chia các đơn vị và yếu tố cấu tạo một cách hợp lý sẽ là cơ sở khoa học và làm tăng
độ tin cậy cho việc phân vùng triển vọng và đánh giá tiềm năng dầu khí của khu vực
nghiên cứu.
Phân tích bộ bản đồ cấu tạo, bản đồ đẳng dày, bản đồ các hệ thống đứt gãy,
bản đồ trọng lực - từ, bản đồ địa mạo đáy biển khu vực nghiên cứu và các tuyến mặt
cắt địa chấn, đã phân chia khu vực Tư Chính – Vũng Mây thành 5 đơn vị cấu tạo
chính là: đới tách giãn đáy Biển Đông, đới nâng Tư Chính – Phúc Nguyên - Đá
Lát, trũng Tây Vũng Mây, trũng Đông Bắc bể Nam Côn Sơn, đới nâng Vũng Mây
(hình 1.2).

12


Hình 1.2. Bản đồ phân vùng cấu trúc khu vực Tư Chính – Vũng Mây
(Nguồn Đề tài KC09-25/06-10 có sửa chữa, bổ sung)
+ Trũng Đông Bắc Bể Nam Côn Sơn (CT-I)
Trũng Đông Bắc bể Nam Côn Sơn là phần tiếp tục của Trũng Trung tâm bể
Nam Côn Sơn, có bề dày trầm tích Kainozoi đạt tới 7000m. Diện tích của Trũng
trong khu vực nghiên cứu không lớn và ranh giới phía Đông là đứt gãy sườn dốc
Đông Việt Nam. Vì vậy, tại đây chỉ quan sát thấy một vài cấu tạo phát triển kế thừa
trên địa lũy với chiều sâu tới đỉnh cấu tạo khá lớn (4200 - 4500m). Hoạt động đứt
gãy kết thúc vào trước Miocen giữa, không quan sát thấy biểu hiện núi lửa trên mặt
cắt địa chấn.
+ Đới nâng Tư Chính – Phúc Nguyên (3)
Đới nâng Tư Chính – Phúc Nguyên chiếm phần lớn diện tích khu vực nghiên
cứu và tiếp tục mở rộng về phía Đông Bắc với độ sâu nước biển thay đổi từ vài chục
mét đến 1000m. Tiếp giáp về phía Tây của đới là bể Nam Côn Sơn bởi đứt gãy

Sườn dốc Đông Việt Nam có phương á kinh tuyến, về phía Đông là Trũng Tây
13


Vũng Mây bởi hệ thống đứt gãy Vũng Mây có phương ĐB – TN. Trong các văn
liệu trước đây, toàn bộ diện tích của khu vực được xếp vào đới nâng rìa Đông Nam
Việt Nam. Ở phần Tây Bắc của Đới phát triển các cấu trúc theo hướng á kinh tuyến
mà trong các công trình nghiên cứu trước đây được gọi là Đới nâng Phúc Nguyên.
Ở các diện tích còn lại các cấu trúc đều theo phương ĐB – TN và tồn tại nhiều cấu
tạo dạng địa lũy. Một số cấu tạo dạng này phát triển đến tận đáy biển mà trên đó là
các thành tạo cacbonat, phần lớn là ám tiêu san hô. Ở phần rìa Đông của đới, một số
nơi có mặt hoạt động núi lửa của các thời kỳ khác nhau.
Đới nâng Tư Chính – Phúc Nguyên có diện tích khoảng 12.500 km2. Phụ đới
bao gồm đới nâng Tư Chính hay địa lũy Tư Chính, đới nâng tây Phúc Nguyên, đới
nâng Huyền Trân. Đới nâng Tư Chính bị khống chế bởi hai đứt gãy thuận phương
Đông Bắc Tây Nam. Đới nâng Tây Phúc Nguyên là một bộ phận nâng không đồng
nhất, có phương kéo dài theo hướng Đông Bắc Tây Nam và phân dị thành 4 dải
nâng phân cách nhau bằng các trũng trầm tích. Theo kết quả khoan từ giếng PV-942X, hai đới nâng này phát triển mạnh đá vôi ám tiêu từ cuối Miocen giữa đến nay.
Phụ đới nâng Đá lát – Đá Tây nằm trên phần vùng vỏ lục địa bị căng giãn mạnh
trong Oligocen-Miocene sớm. Đặc trưng cơ bản của phụ đới là có hai dải nâng quan
trọng gồm dải nâng trung tâm và dải nâng Đá Lát dải nâng có phương á kinh tuyến
phát triển sau Miocen giữa. Ngoài ra có hai trũng trầm tích gồm trũng bắc Phúc Tần
và trũng Phúc Tần.
Khu vực này phát triển các hệ đứt gãy phương ĐB-TN đến á vĩ tuyến tạo
thành hệ thống các đứt gãy dạng đuôi ngựa (horse tail) mà phương đứt gãy chính
kéo dài theo hướng á vĩ tuyến, còn các phân nhánh và các đứt gãy phụ có phương
ĐB-TN. Các đứt gãy phụ có xu hướng hội nhập vào đứt gãy chính và các trũng trầm
tích được hình thành đồng thời với hoạt động của đứt gãy tạo nên các bán địa hào
và địa hào. Các hoạt động núi lửa phát triển mạnh sau Miocen giữa đóng vai trò
phân chia các bồn trầm tích được thành tạo trong giai đoạn trước đó thành các bồn

trầm tích thứ sinh có quy mô nhỏ hơn.
+ Đới Trũng Tây Vũng Mây (4)
Trũng Tây Vũng Mây chiếm toàn độ diện tích Đông Nam của khu vực nghiên
cứu với độ sâu nước biển thay đổi từ 200 - 2000 m. Trầm tích Kainozoi trong đới
14


này có bề dày khá lớn, đạt tới 7000m, đặc biệt lát cắt Eocen? – Oligocen. Ngoài hệ
thống đứt gãy Vũng Mây là ranh giới phía Tây của đới có phương ĐB - TN, hầu hết
các đứt gãy còn lại có phương á vĩ tuyến, TB - ĐN và á kinh tuyến, phân chia cấu
trúc thành các vi địa lũy, địa hào và bán địa hào. Các cấu tạo phát triển kế thừa trên
các vi địa lũy đều có điều kiện thuận lợi về triển vọng dầu khí, đặc biệt các bẫy nằm
kề các địa hào. Hoạt động đứt gãy trong phạm vi của đới đều kết thúc vào trước
Miocen giữa, trầm tích Pliocen – Đệ Tứ ít bị biến vị và gần như phân bố nằm
ngang. Về phía Tây của đới ở một số nơi quan sát thấy hoạt động núi lửa trên mặt
cắt địa chấn. Khu vực trũng Tây Vũng Mây được chia nhỏ thành 3 phụ đới là phụ
trũng Đông Nam Tư Chính, phụ đới nâng trung tâm Vũng Mây, phụ trũng Đông
nam Vũng Mây.
- Phụ trũng Nam
Bề dày trầm tích lớn bao gồm phía đông của các lô 135, 136 và một phần nhỏ
của góc đông nam lô 134, góc tây nam của lô 158, phía tây của lô 159 và một phần
lô 160. Phụ vùng này tiếp giáp phía bắc khối nâng Tư Chính. Đây là nguồn cung
cấp vật liệu cho bể trong suốt giai đoạn Cenozoi. Các đứt gãy phát triển trong phạm
vi chủ yếu phát triển theo phương á kinh tuyến (hình 1.3).

Hình 1.3. Mặt cắt địa chấn TC06-45 cắt qua bể Đông Nam Tư Chính
Trầm tích E2, E3 bị uốn nếp mạnh, N1, N2-Q không bị biến dạng
(tỷ lệ ngang 1/1.000.000, tỷ lệ đứng 1/100.00)
(Nguồn KC09-25/06-10)

15


- Phụ đới nâng trung tâm : Là phụ đới được cấu thành từ hai đới nâng
hướng á kinh tuyến và hướng Tây Bắc - Đông Nam tạo thành một dải chữ V. Phía
bắc của phụ vùng được giới hạn bởi hệ thống đứt gãy á vĩ tuyến. Phụ vùng này
được phủ bởi lớp trầm tích Đệ tam với bề dày từ 3 - 4 km.
- Phụ trũng Bắc: nằm trong phạm vi các lô 158, 159. Trong phụ trũng
chủ yếu phát triển các đứt gãy hướng Tây Bắc - Đông Nam và á vĩ tuyến. Thực tế
phụ đới này có thể coi là một bể rìa của nhóm bể Vũng Mây với tâm của bể ở phía
nam. Phụ vùng bị phủ bởi lớp trầm tích Đệ tam với bề dày lên tới 5 - 8 km.
+ Đới nâng Vũng Mây (5)

Hình 1.4. Tuyến STC06- 59 cắt qua đới nâng Vũng Mây
(tỷ lệ ngang 1/1.000.000, tỷ lệ đứng 1/200.00)
(Nguồn KC09-25/06-10)
Đới nâng Vũng Mây bị ảnh hưởng bởi hoạt động kiến tạo làm biến dạng toàn
bộ tầng trầm tích Đệ tam, hàng loạt hệ thống đứt gãy tái hoạt động gây uốn nếp,
nâng trồi bào mòn các tầng trầm tích. Đồng thời hoạt động kiến tạo trẻ xuất hiện các
núi lửa tập trung ở phía tây nam và nam của đới nâng Vũng Mây. Đứt gãy khống
chế đới nâng chủ yếu là các đứt gãy có hướng Đông Bắc – Tây Nam ngoài ra có
thêm một số đứt gãy có hướng Tây Bắc – Đông Nam nhưng biên độ nhỏ và độ dài
ngắn (hình 1.4).
+ Đới nâng nén ép và xoay Phúc Nguyên - Đá Lát
Đới này chiếm toàn bộ diện tích khu vực phía Bắc vùng nghiên cứu, kéo dài
từu Bắc Phúc Nguyên đến tây Đá Lát, đây là khu vực chịu tác động trực tiếp của
pha tách giãn Biển Đông trong Miocen, do sự mở rộng của đới giãn đáy đã xô đẩy
16

và tạo nên một lực nén ép mạnh trong khu vực này làm cho toàn bộ khu vực bị xoay
từ hướng ĐB-TN về á vĩ tuyến, do nén ép và xoay đã làm biến cải các cấu trúc đã
được hình thành từ trước bị biến cải như uốn nếp, trượt bằng và hình thành hàng
loạt đứt gãy sau trầm tích, cắm sâu vào móng và gây nên các hoạt động tân kiến tạo
như núi lửa trẻ.
1.2.1.2. Đặc điểm kiến tạo đứt gãy
Trong phạm vi khu vực Tư Chính - Vũng Mây các hệ thống đứt gãy rất phức
tạp có tuổi và biên độ dịch chuyển khác nhau. Chiều dài của các hệ thống đứt gãy
phần lớn vài chục km, một số đứt gãy phát triển kéo dài đến hàng trăm km.
Các hệ thống đứt gãy đã được phát hiện qua phân tích các tài liệu địa chấn sâu,
tài liệu từ và trọng lực, các đứt gãy ở khu vực này hầu hết được phát triển qua các
thời kỳ (hình 1.5).

Hình 1.5. Bản đồ phân bố hệ thống đứt gãy bể Tư Chính – Vũng Mây
17


Các hệ thống đứt gãy trong khu vực này đã được hình thành và phát triển gắn
liền với sự phát triển địa chất của khu vực này và có thể phân ra:
a- Phân hệ thống đứt gãy theo cơ chế hình thành:
Trong khu vực nghiên cứu phổ biến đứt gãy thuận đồng trầm tích cấp 1 và các
đứt gãy sau trầm tích bao gồm đứt gãy thuận, đứt gãy nghịch, đứt gãy trượt bằng và
đứt gãy xoay (hình 1.6, 1.7). Khu vực này đã trải qua nhiều pha hoạt động kiến tạo
trong đó có những pha nén ép dẫn đến chờm nghịch mà chỉ dẫn đến uốn nếp các
thành tạo đã được hình thành từ trước nên ở đây hầu hết là các đứt gãy thuận.
Những đứt gãy này được hình thành chủ yếu trong thời kỳ sụt lún nhiệt dạng tuyến
và một số trong chúng tái hoạt động lại trong các giai đoạn sau (hình 1.6).
Các đứt gãy trượt bằng được phát hiện nhiều trong khu nghiên cứu, nhưng
chúng tập trung chủ yếu ở phần phía Bắc khu vực TC-VM, các đứt gãy dạng này
được hình thành do lực nén ép ngang dẫn đến trượt bằng, hàng loạt các đứt gãy đều

trượt bằng trên một đứt gãy chính. Tuổi hình thành của dạng đứt gãy này trẻ hơn
các đứt gãy mà chúng trượt trên nó (hình 1.7).

Hình 1.6 . Các đứt gãy thuận phát triển chủ yếu trong
khu vực Tư Chính – Vũng Mây (tuyến STC06-44)

18


+ Đứt gãy trượt bằng và đứt gãy nghịch:

06-36

Hình 1.7. Dạng đứt gãy trượt bằng trên một đứt gãy chính trong
khu vực Tư Chính –Vũng Mây (tuyến STC06-36)
b- Phân theo hướng phát triển
+ Hệ thống đứt gãy Đông Bắc – Tây Nam
Hệ thống đứt gãy phương ĐB - TN phát triển rộng khắp khu vực nghiên cứu.
Đây là hệ thống đứt gãy chính khống chế hình thái cấu trúc chung của toàn khu vực,
hầu hết là các đứt gãy thuận được hình thành và phát triển do trường ứng suất tách
giãn theo hướng TB - ĐN (vuông góc với trục mở rộng Biển Đông) vào thời kỳ
Eocen (?) - Oligocen. Cường độ hoạt động của hệ thống các đứt gãy này rất mạnh,
tạo nên các địa hào, bán địa hào và các địa lũy, bán địa lũy xen kẽ nhau. Có đứt gãy
dài vài trăm km và biên độ dịch chuyển thẳng đứng tới 1500 - 2000m như hệ thống
đứt gãy Vũng Mây, ở một số nơi hoạt động của các đứt gãy này kèm theo phun trào
magma.
Hệ thống đứt gãy ĐB - TN được hình thành vào cuối Eocen (?) – Oligocen,
phát triển mạnh trong Oligocen và Miocen sớm, sau đó tái hoạt động vào Miocen
giữa rồi giảm dần cường độ hoạt động và ngừng vào cuối Miocen muộn.
+ Hệ thống đứt gãy á vĩ tuyến

Phát triển chủ yếu ở phần trung tâm khu vực nghiên cứu - Bắc đới trũng Tây
Vũng Mây, phần giữa đới nâng Vũng Mây - Trường Sa. Đây là các đứt gãy thuận
19


được hình thành trước giai đoạn sụt lún và phát triển kéo dài đến hết giai đoạn sụt
lún. Quy mô phát triển của hệ thống đứt gãy này không lớn, chúng không đóng vai
trò quyết định đến hình thái cấu trúc chung của khu vực nghiên cứu mà chỉ làm
phức tạp thêm về mặt cấu trúc của một số đơn vị cấu trúc trong khu vực.
+ Hệ thống đứt gãy á kinh tuyến
Hệ thống đứt gãy á kinh tuyến phát triển chủ yếu ở phần phía Tây Nam khu
vực Tư Chính - Vũng Mây, dọc hệ thống đứt gãy Sườn dốc Đông Việt Nam. Chúng
là các đứt gãy thuận, hoạt động theo cơ chế căng giãn, có biên độ lớn ở tầng móng,
Oligocen và nhỏ dần ở các tầng trên. Chính các đứt gãy này đã làm chuyển dịch các
đứt gãy được hình thành từ trước, đồng thời làm thay đổi hình thái cấu trúc của bồn
thứ cấp Oligocen ở một số nơi, đặc biệt ở phần phía Bắc khu vực nghiên cứu. Hệ
thống đứt gãy á kinh tuyến hình thành muộn hơn so với hệ thống đứt gãy ĐB - TN,
chúng được hình thành trong suốt giai đoạn sụt lún, một số đứt gãy kéo dài muộn
hơn đến Pliocen.
Kết luận:
Bể Tư Chính – Vũng Mây bị biến dạng mạnh mẽ do các hoạt động kiến tạo và
hoạt động núi lửa trẻ xuyên cắt:
- Hoạt động đứt gãy sau trầm tích Oligocen và Miocen sớm bao gồm đứt gãy
trượt bằng và đứt gãy thuận cánh chúc do nén ép.
- Uốn nếp, oằn võng và xoay trượt làm biến dạng các lớp trầm tích tạo nên các
kiểu cấu tạo thứ sinh của đá.
- Sự dịch trượt các lớp trầm tích Oligocen do tác động của tách giãn Biển
Đông tạo nên các ranh giới kiến tạo của các “mảnh” đơn vị trầm tích thứ sinh.
- Hoạt động núi lửa trẻ đã xuyên cắt các lớp trầm tích Oligocen, Miocen tạo
nên cấu tạo giả kề áp.

+ Đứt gãy cấp 1: Đứt gãy cấp 1 là đứt gãy thuận đồng trầm tích sinh ra do sụt
lún nhiệt, đóng vai trò chính trong sự phát triển của các trũng lớn như trũng Tây
Vũng Mây, trũng Bắc Phúc Nguyên và trũng Tây nam Đá Lát tạo nên các bể thứ
cấp E31, E32, N11, N12, N13 và N2 – Q.
20


+ Đứt gãy cấp 2: Đứt gãy cấp 2 là đứt gãy sau trầm tích phân nhánh do nén
ép, đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành và phát triển của các đới cấu trúc
chính trong khu vực. Trong bể Tư Chính – Vũng Mây đứt gãy cấp 2 bao gồm đứt
gãy trượt bằng và xoay, đứt gãy thuận cánh chúc và đứt gãy nghịch.
+ Đứt gãy cấp 3: Đứt gãy cấp 3 là đứt gãy dạng cành cây, tỏa tia, phân nhánh,
không đóng vai trò lớn trong sự hình thành và phát triển của các trũng hay các đới
cấu trúc mà chỉ làm phức tạp hóa và chia cắt các đới thành các khối bé hơn.
1.2.2. Các thành tạo Kainozoi
1/ Trầm tích Oligocen – Hệ tầng Vũng Mây (E3vm)
Hệ tầng Vũng Mây được tác giả Đỗ Bạt và nnk xác lập năm 2001 khi thực
hiện đề tài “Định danh và liên kết địa tầng trầm tích Đệ Tam thềm lục địa Việt
Nam”. Hệ tầng được mang tên bãi Vũng Mây và được phát hiện tại giếng khoan
PV-94-2X từ độ sâu 2350 - 2770m. Trầm tích của hệ tầng phủ trực tiếp trên các
thành tạo phun trào mô tả ở trên. Phần dưới cùng của lát cắt là tập cuội kết cơ sở
dày vài mét (cuội gồm nhiều granit, granodiorit, ít ryolit, andezit...). Chuyển tiếp lên
là các trầm tích cát kết, bột sét kết giàu VCHC (hình 1.8, 1.9).
Xen ít cát kết dạng quaczit hạt nhỏ, và các lớp mỏng sét than. Cát kết có độ
lựa chọn, mài tròn tốt với thành phần thạch anh (25-50%), felpat (10-25%), mảnh
đá (5-20% gồm đá silic, quaczit, phun trào, cacbonat, phiến sét).

Hình 1.8. Cát kết hạt nhỏ, xi măng cơ sở lấp đầy giàu matrix có chứa VCHC,
độ chọn lọc, mài tròn kém, cấu tạo định hướng do nén ép phân phiến nhẹ. Mẫu
ở độ sâu 2650 m; N+; x 125

21


Hình 1.9. Bột sét kết giàu VCHC, cấu tạo định hướng, môi trường vũng vịnh
đầm lầy hóa. Mẫu ở độ sâu 2705 m; N+ ; x 125
Nhìn chung các trầm tích ở đây rất rắn chắc, đã bị nén ép, phân phiến và tái
kết tinh mạnh với nhiều mặt trượt và bị nhiều mạch thạch anh canxit xuyên cắt. Đá
đã bị biến đổi thứ sinh mạnh, ở vào cuối giai đoạn hậu sinh muộn đến đầu giai đoạn
biến chất sớm.
Do trầm tích rất nghèo hoá đá, nên việc xác định tuổi dựa chủ yếu vào các kết
quả đối sánh và liên kết địa chấn với các tập trầm tích Oligocen đã được xác định
tại các khoan ở lô 05 và 06 ở bể Nam Côn Sơn.
Các trầm tích của hệ tầng thành tạo trong điều kiện năng lượng thấp thuộc các
tướng sông, châu thổ, đầm hồ và phần trên có chịu ảnh hưởng của môi trường biển.
Bề dày trầm tích của hệ tầng thay đổi từ 380m đến 1000m. Tại các trũng sâu (Vũng
Mây, Phúc Nguyên ...) bề dày trầm tích Paleogen (chủ yếu là Oligocen) theo tài liệu
địa vật lý có thể đạt tới trên 2000m.
Ở trũng Cỏ May đã xác nhận sự có mặt của các trầm tích lục nguyên tuổi
Eocen và cả Paleocen bao gồm cát bột và sét kết tướng châu thổ và biển có chứa
khí.
Các trầm tích phiến sét, hoặc phiến sét chứa than màu đen, xám đen ở giếng
khoan PV-94-2X được coi là có khả năng sinh (chủ yếu sinh khí) với chất lượng
22