Lịch sử phát triển bể trầm tích nam côn sơn trong kainozoi

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO
TRƯờNG ĐạI HọC Mỏ ĐịA CHấT
-----------------***---------------

TRầN Mỹ BìNH

lịch sử phát triển địa chất bể trầm tích nam côn
sơn trong kainozoi

Chuyên nghành: Địa chất học
MÃ số: 60.44.55

Luận văn thạc sỹ địa chất

Ngời hớng dẫn khoa học
GS.TSKH: ĐặNG VĂN BáT

Hà Nội - 2008


Lời CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và cha từng đợc ai công bố trong bất
kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2008
Tác giả

Trần Mỹ Bình

1

Mục lục

Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục ...................................................................................................................... 1
Danh mục các ký hiệu các chữ viết tắt ...................................................................... 3
Danh mục các bảng và ảnh ........................................................................................ 4
Danh mục các hình vẽ ............................................................................................... 5
Mở đầu ................................................................................................................ 10
Chơng 1 - vị trí địa lý & lịch sử nghiên cứu địa chất bể trầm
tích nam côn sơn .. ......................................................................... 14
1.1. Vị trí địa lý ...................................................................................................... 14
1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất - địa vật lý .......................................................... 14
1.2.1. Giai đoạn trớc 1975 .................................................................................... 16
1.2.2. Giai đoạn 1976 - 1986 .................................................................................. 17
1.2.3. Giai đoạn 1987 - nay .................................................................................... 18
Chơng 2 một số vấn đề lý luận và hệ phơng pháp nghiên
cứu Lịch Sử Phát Triển Địa Chất ........................................................ 22
2.1. Một số vấn đề lý luận

................... 22

2.2. Các phơng pháp nghiên cứu

. ..........

23

Chơng 3 - cấu trúc địa chất Bể trầm tích nam côn
sơn ......................................................................................................................... 39
3.1. Địa tầng ............................................................................................................ 39
3.2. Hoạt động macma ............................................................................................ 56
3.3. Đặc điểm cấu trúc ............................................................................................ 66
3.3.1 Các đơn vị kiến trúc ....................................................................................... 66
3.3.2. Phân tầng cấu trúc ........................................................................................ 67
3.3.3. Các yÕu tè cÊu tróc ....................................................................................... 73


2

Chơng 4 - lịch sử phát triển địa chất bể nam côn
sơn ......................................................................................................................... 82
4.1. Vị trí bể Nam Côn Sơn trong khung cấu trúc Đông Nam á ............................ 82
4.2. Các giai đoạn kiến tạo trong Kainozoi ............................................................. 92
4.2.1. Giai đoạn t¹o rift 1 (rift sím) (Eocene mn (?) - Oligocene sớm) .............. 92
4.2.2. Giai đoạn trớc tạo rift 2 (Oligocene muộn - Miocene sớm) ...................... 102
4.2.3. Giai đoạn tạo rift 2 (rift chÝnh)(ci Miocene sím - Miocene gi÷a) ........... 113
4.2.4. Giai đoạn sau tạo rift (Miocene muộn đến Pliocene) .................................. 122
4.3. Mô hình thành tạo bể Nam Côn Sơn trong Kainozoi ..................................... 128
4.3.1. Các mô hình đà đợc đề xuất ...................................................................... 128
4.3.2. Dự kiến Mô hình thành tạo bể (dựa theo Tapponnier)
4.4. Lịch sử kiến tạo trong Kainozoi và định hớng thăm dò dầu khí

... 134
... 137

Kết luận và kiến nghị ............................................................................ 139
Tài liệu tham khảo .................................................................................. 142

3

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Các thuật ngữ

viết tắt

Viện dầu khí Mỹ (American Petroleum Institute)

API

Cacbon, đồng vị Cacbon

C

Thử vỉa (DrillStem Test)

DST

Giếng khoan (Well)

GK

Log xác định độ phóng xạ tự nhiên của đất đá (Gamma Ray)

GR

Chiều sâu đo đợc theo thân giếng khoan (Measure Depth)

MD

Độ phản xạ Vitrinite (Vitrinite Reflectance)

R0

Tổng chiều sâu thẳng đứng của giếng khoan (Total Depth)

TD

Nam Côn Sơn

NCS


4

Danh mục các bảng và ảnh
1.

Bảng 3.1. Tổng kết thành phần macma của các giếng khoan và các lô trong Bề
Nam Côn Sơn.

2.

Bảng 4.1. Các pha biến dạng chính trong Kainozoi ở ĐN mảng Indochina.

3.

Bảng 4.2. Mối liên quan giữa kiến tạo và sự dao động mực nớc biển.

4.

ảnh 3.1.a. Đá móng granite biotite tại GK Đại Hùng 2X (độ sâu 2819.2m).

5.

ảnh 3.1.b. Đá móng granodiorit tại GK. Đại Hùng 1X (độ sâu 3557m)

6.

ảnh 3.2. Andesite lô 12W xen trong trầm tích Oligocene. Đá gồm ban tinh
Plagioclase (Pl) với nền vi tinh plagioclase, pyrocene bị chlorite hóa mạnh

7.

ảnh 3.3. Trầm tích Miocene sớm hệ tầng Dừa lô 05-2. Cát kết hạt mịn.

8.

ảnh 3.4. Giếng khoan 12W-HA-1X, độ sâu 4142m. Cát kết Subarkose hạt
trung (Minh họa cho hệ tầng Thông MÃng Cầu)

9.

ảnh 3.5. Giếng khoan 12W-TN-2X, độ sâu 4102,7m. Cát kết Lithic Ackose
hạt trung. Thành phần gồm thạch anh, feldspar (hệ tầng Thông - MÃng Cầu)

10. ảnh 3.6. Đá vôi sinh vật (trong trầm tích cacbonat builclup hệ tầng Thông MÃng Cầu )
11. ảnh 3.7. Đá vôi sinh vật hệ tầng Thông - MÃng Cầu với các mảnh vụn khung
xơng kích thớc khác nhau, nền matrix.
12. ảnh 3.8. Điorit thạch anh tại giếng khoan ĐH-9X, độ sâu 3645m.
13. ảnh 3.9. Granodiorit thạch anh tại giếng khoan ĐH-10X, độ sâu 3098,1m.
14. ảnh 3. 10. Đá xâm nhập Bazo Giếng khoan 20-PH-1X, độ sâu 3765m
15. ảnh 3.11. Đá phun trào Andesit tại giếng khoan 20-PH-1X, độ sâu 3765m
16. ảnh 3.12. Đá phun trào Andesite tại giếng khoan 12-HA-1X, độ sâu 4308m


5

Danh mục các hình vẽ

1. Hình 1.1. Vị trí bể Nam Côn Sơn và các bể Kainozoi trong thềm lục địa Việt
Nam.
2. Hình 1.2. Mạng lới địa chấn 2D và 3D tại bể Nam Côn Sơn
3. Hình 1.3. Các giếng khoan thăm dò trong bể Nam Côn Sơn
4. Hình 2.1. Ranh giới bất chỉnh hợp, mặt phản xạ móng thể hiện trên mặt cắt địa
chấn của trầm tích bể Nam Côn Sơn
5. Hình 2.2. Một phần tuyến địa chấn III-III' của bể Nam Côn Sơn thể hiện tơng
quan thế nằm và ranh giới của trầm tích Oligocene với móng
6. Hình 2.3. Đờng cong địa vật lý giếng khoan CS-1X đợc kết hợp với mặt cắt
địa chấn để phân chia ranh giới địa tầng
7. Hình 2.4. Hình ảnh nóc hệ tầng Cau lô 12 đợc xây dựng dựa trên việc liên kết
các tài liệu giếng khoan
8. Hình 2.5. Bản đồ đẳng dày tầng Miocene giữa
9. Hình 2.6. Địa hình bề mặt móng hiện tại và địa hình đợc phục hồi trên mặt cắt
địa chấn đi qua lô 21 của bể Nam Côn Sơn
10. Hình 2.7. Mặt cắt địa chấn hiện tại tuyến khu vực II II đi qua toàn bộ bể

Nam Côn Sơn
11. Hình 2.8. Mặt cắt địa chất đà ®−ỵc phơc håi tun khu vùc II – II’ ®i qua toàn
bộ bể Nam Côn Sơn thể hiện mặt cắt phục hồi của từng thời kỳ trầm tích
12. Hình 2.9. Mặt cắt địa chấn chỉ ra cấu trúc nghịch đảo kiến tạo vào cuối
Oligocene
13. Hình 2.10. Mặt cắt địa chấn thể hiện đứt gÃy listric do sụt rift vào dầu Miocene
14. Hình 3.1. Mặt cắt qua các yếu tố cấu trúc chính bể trầm tích Nam Côn Sơn
15. Hình 3.2. Cột địa tầng bể Nam Côn Sơn
16. Hình 3.3. Mặt cắt địa chấn tại lô 05.1 khu vực cấu tạo Đại Hùng
17. Hình 3.4. Mặt cắt địa chấn Seas 95 -01 đi qua lô 22, 29 thể hiện sự biến đổi
chiều dày của trầm tích Kainozoi


6

18. Hình 3.5. Mặt cắt địa chấn qua lô 06 thể hiện đặc trng phản xạ địa chấn của
trầm tích Oligocene
19. Hình 3.6. Mặt cắt địa chấn qua lô 21 thể hiện đặc trng phản xạ địa chấn của
trầm tích Oligocene
20. Hình 3.7. Sơ đồ 3 tuyến địa chấn bắt gặp đá phun trào tại lô 04.3
21. Hình 3.8. Mặt cắt địa chấn theo thời gian quan cấu tạo Đại Bàng - XLINE.3165
Thể hiện đặc trng phun trào cuối Miocene - đầu Pliocene
22. Hình 3.9. Mặt cắt địa chấn theo thời gian quan cấu tạo Đại Bàng - XLINE.2864
Thể hiện đặc trng phun trào cuối Miocene - đầu Pliocen
23. Hình 3.10. Mặt cắt địa chấn theo thời gian quan cấu tạo Đại Bàng XLINE.2392 Thể hiện đặc trng phun trào cuối Miocene - đầu Pliocen
24. Hình 3.11. Cột địa tầng giếng khoan 04-B-1X
25. Hình 3.12. Bản đồ phân đới cấu trúc bể Nam Côn Sơn
26. Hình 3.13. Bản đồ cấu trúc bề mặt móng đới phân dị phía tây (C) và một phần
đới chuyển tiếp (B) bể Nam Côn Sơn
27. Hình 3.14. Bản đồ cấu trúc bề mặt móng đới sụt phía đông (A) và một phần đới

chuyển tiếp (B) bể Nam Côn Sơn
28. Hình 3.15. Bản đồ cấu trúc bề mặt trớc Kainozoi bể Nam Côn Sơn
29. Hình 3.16. Bản đồ cấu trúc nóc Oligocene bể Nam Côn Sơn
30. Hình 3.17. Bản đồ cấu trúc nóc Miocene bể Nam Côn Sơn
31. Hình 3.18. Bản đồ hệ thống đứt gÃy khu vực phía tây bể Nam Côn Sơn
32. Hình 3.19. Bản đồ hệ thống đứt gÃy khu vực phía đông bể Nam Côn Sơn
33. Hình 3.20. Mặt cắt địa chấn đi qua lô 19 thể hiện các uốn nếp kế thừa theo bề
mặt móng
34. Hình 3.21. Mặt cắt địa chấn đi qua lô 20 thể hiện các uốn nếp trong tầng cấu
trúc dới và giữa (Oligocene và Miocene)
35. Hình 4.1. Bề dày vỏ trái đất theo tài liệu từ trọng lực nghịch đảo
36. Hình 4.2. Sơ đồ phân miền cấu trúc sâu vỏ trái đất (các đứt gÃy chính) (theo N.N.
Trung, N.T.T. Hơng, 2003 dựa trên kết quả phân tích tài liệu vệ tinh)
37. Hình 4.3. Tơng quan địa tầng giữa bể Nam Côn Sơn và bể Đông Natuna


7

38. Hinh 4.4. Mặt cắt địa chấn qua cấu tạo STT bể Cửu Long thể hiện nghịch đảo
kiến tạo vào cuối Oligocen
39. Hình 4.5. Các giai đoạn hình thành bể Nam Côn Sơn (theo các tác giả Gwang
H.Lee, Keumsulk Lee, và Joel S. Watkins)
40. Hình 4.6. Các giai đoạn phát triển kiến tạo bể Nam Côn Sơn
41. Hình 4.7. Vị trí bể Nam Côn Sơn trong Eocene (Hall & Morley, 2004)
42. Hình 4.8. Mô hình yếu tố kiến tạo ảnh hởng đến quá trình hình thành bể trầm
tích (phỏng theo Metcalfe)
43. Hình 4.9. Mô Hình 3D nóc móng khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn
44. Hình 4.10. Mặt cắt địa chấn qua lô 11.2 thể hiện pha tạo rift đầu tiên trong
Eocene(?) - Oligocene
45. Hình 4.11. Mặt cắt địa chấn qua địa hào Hoa Tím gặp trầm tích Oligocene sớm

46. Hình 4.12. Mặt cắt địa chấn qua địa hào Hoa Tím gặp trầm tích Oligocene sớm
kết thúc đột ngột tại trũng khép kín.
47. Hình 4.13. Sơ đồ môi trờng thành tạo trầm tích Eocene Oligocene sớm bể
Nam côn Sơn (Theo Nguyễn Thị Anh Thơ, 2007)
48. Hình 4.14. Mặt cắt địa chấn qua lô 05.2 bắt gặp môi trờng hồ của trầm tích
Oligocene muộn.
49. Hình 4.15. Vị trí bể NCS trong Oligocene muén (Hall & Morley, 2004)
50. H×nh 4.16. Mặt cắt địa chấn đi qua lô 05 của bể thể hiện trầm tích Oligocene đÃ
đợc lấp đầy các địa hình trũng
51. Hình 4.17. Mặt cắt địa chất phục hồi cuối Oligocene bể Nam Côn Sơn
52. Hình 4.18. Mô Hình 3D nóc Oligocene khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn
53. Hình 4.19. Mặt cắt địa chấn tầng Oligocene muộn qua lô 12 và 07 đợc liên kết
với tài liệu giếng khoan cho thấy đây là vùng trầm tích sông
54. Hình 4.20. Sơ đồ môi trờng thành tạo trầm tích Oligocene muộn bể Nam côn
Sơn (Theo Nguyễn Thị Anh Thơ, 2007)
55. Hình 4.21. Mô Hình 3D tầng Miocene sớm khu vực trung tâm bể NCS
56. Hình 4.22. Mặt cắt địa chấn đầu Miocene sớm qua lô 12 và 07 đợc liên kết với
tài liệu giếng khoan cho thấy đây là vïng trÇm tÝch t−íng clastic – shelf


8

57. Hình 4.23. Mặt cắt địa chấn phía đông (lô 05.3) bể Nam Côn Sơn cho thấy vào
Mocene sớm phía đông của bể đà bắt đầu phát triển môi trờng biển tiến
58. Hình 4.24. Mặt cắt địa chấn khu vực tây nam bể Nam Côn Sơn thể hiện trong
Miocene sớm phía tây của bể vẫn phát triển trầm tích sông
59. Hình 4.25. Vị trí bể Nam Côn Sơn trong Miocene sớm (Hall & Morley,2004)
60. Hình 4.26. Mặt cắt địa chất phục hồi cuối Miocene sớm bể Nam Côn Sơn
61. Hình 4.27. Mô Hình 3D cuối Miocene sớm - đầu Miocene giữa khu vực trung
tâm bể Nam Côn Sơn

62. Hình 4.28. Sơ đồ môi trờng thành tạo trầm tích Miocene sớm bể Nam côn Sơn
(Theo Cù Minh Hoàng, 2005)
63. Hình 4.29. Mặt cắt địa chất phục hồi cuối Miocene giữa bể Nam Côn Sơn
64. Hình 4.30. Hình 3D cuối Miocene giữa khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn
65. Hình 4.31. Mặt cắt địa chấn qua lô 05.2 thể hiện nghịch đảo kiến tạo cuối
Miocene giữa
66. Hình 4.32. Sơ đồ môi trờng thành tạo trầm tích Miocene giữa bể Nam côn Sơn
(Theo Cù Minh Hoàng, 2005)
67. Hình 4.33. Vị trí bể Nam Côn Sơn trong Miocene muộn (Hall & Morley, 2004)
68. Hình 4.34. Mặt cắt địa chất phục hồi cuối Miocene muộn bể Nam Côn Sơn
69. Hình 4.35. Mặt cắt địa chấn bể Nam Côn Sơn hiện tại
70. Hình 4.36. Sơ đồ môi trờng thành tạo trầm tích Miocene muộn bể Nam côn
Sơn (Theo Cù Minh Hoàng, 2005)
71. Hình 4.37. Hình 3D cuối Miocene muộn đầu Pliocene khu vực trung tâm bể
Nam Côn Sơn
72. Hình 4.38. Sơ đồ kiến tạo thúc trồi và đứt gÃy lớn ở Đông Châu á (theo
Tapponnier và nnk., 1982)
73. Hình 4.39. Mô hình rút ngắn vỏ Trái Đất (theo Huchon và nnk., 1994)
74. Hình 4. 40. Bản đồ trờng ứng lực (theo R.D. Shaw, 1997; Huchon, 1994)
75. Hình 4.41. Mô Hình kiến tạo Đông Nam á vào 20tr.n trớc (theo Robert Hall,
2004, Phạm Huy Long, 2006)
76. Hình 4.42. Sơ đồ phân bố trục tách giÃn ở Biển Đông (Phạm Huy Long, 2006)


9

77. Hình 4.43. Mô hình kiến tạo Đông Nam á vào 15 triệu năm trớc (theo Robert
Hall, 2004, Phạm Huy Long, 2006)
78. Hình 4.44. Mô hình quá trình hình thành bể trầm tích trong giai đoạn Eocen Miocen (Hoàng Ngọc Đang, 2005)
79. Hình 4.45. Mô hình thành tạo các bể trầm tích trong Kainozoi (theo Tapponier

và nnk., 1982, có bổ sung)
80. Hình 4.46. Hệ thống dầu khí bể Nam Côn S¬n


10

Mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài
Bể Nam Côn Sơn là một trong những bể trầm tích có diện tích lớn khoảng
100.000 km2 và có cấu trúc địa chất phức tạp. Hiện nay các tài liệu nghiên cứu địa
tầng, magma, cấu tạo, địa vật lý, viễn thám và kiến tạo về bể Nam Côn Sơn và lục
địa kế cận rất phong phú. Mức độ nghiên cứu, khối lợng và chất lợng các tài liệu
ngày càng tốt hơn và liên tục đợc bổ sung thêm nhiều tài liệu mới. Nhng hiện
cha có một công trình nào nghiên cứu và phục hồi lại lịch sử phát triển địa chất bể
Nam Côn Sơn trong Kainozoi, vì vậy việc khôi phục lại lịch sử phát triển địa chất bể
Nam Côn Sơn là vấn đề mang tính cấp bách và có tính thực tiễn cao, đặc biệt là công
tác tìm kiếm thăm dò dầu khí trong trầm tích Kainozoi, đồng thời góp phần làm
sáng tỏ lịch sử phát triển địa chất của các bể trầm tích Kainozoi kế cận.
Xuất phát từ những vấn đề trên, tác giả chọn đề tài luận văn là: Lịch sử phát
triển địa chất bể trầm tích Nam Côn Sơn trong Kainozoi
2. Phạm vi và đối tợng nghiên cứu
Bồn trũng Nam Côn Sơn có tọa độ vào khoảng từ 7o9o45 vĩ độ Bắc, 107o30109o30 kinh độ Đông, bao gồm các l« 04, 05, 06, 07, 10, 11, 12, 19, 20, 21, 27, 28
ngoài thềm lục địa nam Việt Nam. Bồn trũng đợc giới hạn về phía Tây Bắc bởi đới
nâng Côn Sơn, phía Tây bởi đới nâng Cò Rạt-Natuna và phía Đông bởi đơn nghiêng
Đa Lát - Vũng Mây và bể Trờng Sa, phía Đông Nam là bể Vũng Mây.
Đối tợng nghiên cứu của đề tài là các thành tạo lục nguyên có tuổi Kainozoi.
Các thuộc tính địa chất, vật lý của tầng trầm tích Kainozoi đợc xem xét để lập lại
lịch sử phát triển địa chất bể trầm tích Nam Côn Sơn.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, xác lập lại lịch sử phát triển địa chất bể Nam

Côn Sơn trong Kainozoi góp phần làm sáng tỏ cơ chế hình thành bể, định hớng cho
công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí.


11

4. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt đợc mục tiêu nghiên cứu cần giải quyết các nhiệm vụ sau:
1. Thu thập, phân tích tổng hợp các tài liệu hiện có về địa tầng, magma, kiến
trúc, kiến tạo, địa mạo, địa vật lý.
2. Phân chia các đơn vị kiến trúc theo không gian.
3. Phân chia các đơn vị kiến trúc theo thời gian
4. Lập lại lịch sử phát triển của bể qua từng giai đoạn.
5. Xây dựng mô hình thành tạo bể.
5. Cơ sở tài liệu
Luận văn đợc xây dựng trên cơ sở tài liệu của chính tác giả thu thập và nghiên
cứu về bể Nam Côn Sơn tại Tổng Công ty Thăm dò và Khai thác Dầu khí từ năm
2004 đến nay. Các tài liệu bao gồm:
Tài liệu địa chấn: hiện trong bể nam Côn Sơn có khoảng 10.000km tuyến địa
chấn 2D và gần 2000km2 địa chấn 3D. Trong luận văn này tác giả sử dụng 4
mặt cắt địa chấn khu vực Sea95, đây là 4 tuyến địa chấn ngang và dọc cắt qua
toàn bộ bể Nam Côn Sơn. Ngoài ra tác giả còn sử dụng rất nhiều các mặt cắt
địa chấn khác thuộc các lô 05, 06, 11, 12, v.v... làm tài liệu minh chứng trong
báo cáo.
Thông tin từ tài liệu địa chấn còn đợc đa vào các phần mềm chuyên dụng
để lập các bản đồ cấu kiến tạo (đẳng sâu, đẳng dầy), mô hình 3D của các
tầng chuẩn và bề mặt móng trớc Kainozoi.
Tài liệu giếng khoan: trong bể Nam Côn Sơn hiện nay đà có trên 100 giếng
khoan thăm dò, các tài liệu sử dụng cho đề tài lấy ở một số giếng khoan đặc
trng (nh Hải thạch, Mộc tinh, Kim cơng lô 05.2, 05.3; Rồng trẻ, Đồi

mồi, Rồng vĩ đại lô 11; v.v...), bao gồm:


Các tài liệu phân tích mẫu: là các kết quả phân tích thạch học, cổ sinh
lấy từ các loại mÉu vơn khoan, mÉu lâi, mÉu s−ên, v.v... cđa c¸c giÕng
20-PH-1X, 11-RD-1X, 05.2-LD-1X, 04-B-1X, 12-Dõa-1X, Hång-1X,
v.v...


12



Các tài liệu địa vật lý giếng khoan: nhằm xác định chiều dầy và các
tầng đặc trng của đất đá, v.v... 11-RDT-1X, 05.2-LT-1X, 04-TL-1X,
12-Dừa-1X, 06- A-1X, v.v...

Các tài liệu trên là cơ sở tái lập lại lịch sử phát triển địa chất bể trầm tích Nam
Côn Sơn.
6. Hệ phơng pháp nghiên cứu
Hệ phơng pháp nghiên cứu sử dụng để xác lập lại lịch sử phát triển địa chất
Nam Côn Sơn bao gồm:


Phơng pháp địa chấn.



Phơng pháp địa vật lý giếng khoan.

Phơng pháp phân tích bề dày trầm tích



Phơng pháp phục hồi mặt cắt địa chất



Phơng pháp phân tích gián đoạn địa tầng và bất chỉnh hợp



Phơng pháp phân tích kiến trúc và khôi phục trờng ứng suất kiến tạo



Phơng pháp hệ thống.

7. Những điểm mới của luận văn
1. Tác giả góp phần khẳng định đợc 4 giai đoạn hình thành và phát triển bể
Nam Côn Sơn trong Kainozoi. Đó là giai đoạn tạo rift1 (rift sớm) vào Eocene
Oligocene sớm, giai đoạn trớc tạo rift2 (rift chính) vào Oligocene muộn
Miocene sớm, giai đoạn tạo rift 2 (rift chính) vào cuối Miocene sớm
Miocene giữa, giai đoạn sau tạo rift vào Miocene muộn Pliocene.
2. Xác định hai pha tạo rift: pha tạo rift 1 gắn với các chuyển động thúc trồi của
mảng ấn Độ - Âu á và pha tạo rift 2 gắn với tách giÃn Biển Đông tác động
lên rìa Đông Nam của mảng Indochina.
3. Khẳng định mô hình tạo bể Nam Côn Sơn là mô hình thành tạo bể rift căng

giÃn điển hình nhất ở Việt Nam.


13

8. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiƠn cđa ln văn
8.1. ý nghĩa khoa học


Luận văn làm sáng tỏ cơ sở lý thuyết, phơng pháp luận trong việc áp dụng
các phơng pháp phân tích địa chấn, địa vật lý, địa tầng, phục hồi cổ kiến
tạo để xác lập lại lịch sử phát triển địa chất của bể trầm tích Nam Côn Sơn.



Việc nghiên cứu lịch sử phát triển địa chất của bể Nam Côn Sơn không
những là nhằm thiết lập đợc mô hình phát triển của bể theo thời gian và
không gian của bể Nam Côn Sơn nói riêng mà còn góp phần làm sáng tỏ
lịch sử hình thành và phát triển của các bể trầm tích Kainozoi kế cận.

8.2. ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của luận văn góp phần làm sáng tỏ lịch sử phát triển kiến tạo phục vụ
cho công tác dự báo, tìm kiếm thăm dò dầu khí ở bể Nam Côn Sơn (hình thành
các bẫy chứa sản phẩm, hớng dịch chuyển, mức độ bảo tồn và phá hủy các
thân dầu, v.v...).
9. Cấu trúc của luận văn
Cấu trúc của luận văn bao gồm bốn chơng với 145 trang trong đó có 80 hình vẽ, 3
bảng biểu và 13 ảnh.
10. Lời cảm ơn
Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả đà nhận đợc nhiều sự giúp đỡ tận

tình và sâu sắc. Tác giả xin bầy tỏ lòng biết ơn đối với các thầy trong bộ môn Địa
chất, khoa Địa chất, trờng Đại học Mỏ - Địa chất, các cán bộ của Tổng Công ty
Thăm dò và Khai thác dầu khí (PVEP), Công ty Dầu khí Đại Hùng, đặc biệt là
GS.TSKH Đặng Văn Bát, TS. Ngô Thờng San, KS. Trần Sỹ Hậu.
Nhân dịp này, tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của
các đồng nghiệp để luận văn đợc hoàn thành tèt ®Đp.


14

Chơng 1
vị trí địa lý & lịch sử nghiên cứu địa chất bể
trầm tích nam côn sơn
1.1. Vị trí địa lý
Bể Nam Côn Sơn nằm ở rìa thềm lục địa phía nam Việt Nam (trớc năm 1975
có tên là Sài Gòn Sarawak), có toạ độ trong khoảng 70 - 9045 vĩ độ Bắc, 107o30109o30 kinh độ Đông với diện tích gần 100.000 km2 . Bể Nam Côn Sơn nằm ở phía
đông - đông nam bể Cửu Long, đợc ngăn cách với bể này về phía tây bắc là đới
nâng Côn Sơn. (Hình 1.1)
Bể Nam Côn Sơn là một bể không khép kín, giới hạn đợc xác định rõ ràng là ở
phía bắc bởi đới nâng Côn Sơn và phía tây bởi đới nâng Khorat Natuna. Còn giới
hạn phía bắc với bồn trũng Phú Khánh và phía nam với khu vực T Chính Vũng mây
thì cha rõ ràng.

1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất - địa vật lý
Hoạt động khảo sát địa chất, địa vật lý nhằm tìm kiếm thăm dò dầu khí ở bể
Nam Côn Sơn đợc bắt đầu từ những năm 1970 của thế kỷ trớc. Công tác nghiên
cứu tổng hợp địa chất của bể Nam Côn Sơn đà có hàng chục công trình khác nhau.
Dựa vào tính chất, đặc điểm của từng thời kỳ, lịch sử thăm dò và nghiên cứu địa chất
- địa vật lý của bể Nam Côn Sơn đợc chia làm 3 giai đoạn:
ắ Giai đoạn trớc năm 1975 (Trớc giải phóng miền Nam)

ắ Giai đoạn từ 1975 1986 (Từ sau giải phóng miền nam đến trớc khi nhà
nớc ban hành luật đầu t nớc ngoài)
ắ Giai đoạn 1987 đến nay (1987 nhà nớc ban hành luật đầu t nớc ngoài)


15

Hình 1.1. Vị trí bể Nam Côn Sơn và các bể Kainozoi trong thềm lục địa
Việt Nam


16

1.2.1. Giai đoạn trớc năm 1975
Trớc năm 1975, bể Nam Côn Sơn đà đợc nhiều công ty Dầu khí trên thế giới
tiến hành khảo sát khu vực và tìm kiếm dÇu khÝ nh− Mandrell, Mobil Kaiyo, Pecten,
Esso, Union Texas, Sun Marathon, Sunning Dale v.v... Các nhà thầu đà thu nổ
khoảng 126.000 km tuyến địa chấn 2D với mạng lới tuyến 4x4, 8x8 và mạng lới
2x2 trên một số cấu tạo triển vọng. Trên các tài liệu thu nổ đợc các công ty tiến
hành minh giải, liên kết các phân định ranh giới các tầng phản xạ chính, xây dựng
một số bản đồ đẳng thời tỷ lệ 1:100.000 và 1:50.000 cho các cấu tạo triển vọng nh
Dừa, Đại Hùng v.v... Tuy vậy, các ranh giới tầng phản xạ chuẩn đợc lựa chọn theo
nhiều quan điểm khác nhau trên các lô khác nhau của từng nhà thầu khác nhau.
Điều này đà gây khó khăn trong công tác tổng hợp và liên kết tài liệu cho toàn bể.
Mặt khác mật độ khảo sát khá tha nên độ chính xác của các bản đồ cha cao. Trên
cơ sở các nghiên cứu đạt đợc cuối năm 1974, công ty Pecten và Mobil đà tiến hành
khoan 5 giếng khoan trên các cấu tạo khác nhau là Mía-1X sâu 3353m, DH-1X
khoan tới 1892 thì bỏ dở, Hồng-1X sâu 1640m, Dừa-1X sâu 4039m, Dừa-2X sâu
3652m.
Kết thúc giai đoạn này đà có 3 báo cáo đánh giá kết quả nghiên cứu chung là:

Báo cáo Địa chất và cấu tạo triển vọng hydrocarbon ngoài khơi nam Việt
Nam do hai công ty trách nhiệm Hữu hạn Quốc tế Robertson (Anh) và BEICIP
(Pháp) phối hợp thực hiện. Báo cáo này đà tập trung đánh giá khả năng sinh, chứa,
chắn và tạo bẫy trong các bể trầm tích Cửu Long, Nam Côn Sơn và Vịnh Thái lan.
[40]
Báo cáo Cấu trúc địa chất và triển vọng dầu khí thềm lục địa Việt Nam do hai
nhà địa chất Hồ Đắc Hoài và Ngô Thờng San thực hiện. Báo cáo đánh giá sơ lợc
về cấu trúc của bồn trũng trên thềm lục địa Việt Nam.
Báo cáo Đánh giá cấu trúc địa chất thềm lục địa Việt Nam do công ty
Mandrell thực hiện là quan trọng và đáng chú ý nhất. Trong báo cáo này đà đa ra
hai bản đồ đẳng thời tầng phản xạ nông và tầng phản xạ móng, các bản đồ dị thờng
từ và trọng lực tỷ lệ 1:500.000 cho toàn thềm lục địa Việt Nam. Các bản đồ này
phần nào đà cho thấy sự có mặt của lớp phủ trầm tích Kainozoi dày hàng nghìn mét
trên thềm lục địa.


17

Tuy vậy, trong giai đoạn này các công trình nghiên cứu vẫn còn ít, mạng lới
khảo sát vẫn còn tha, các số liệu minh giải và các số liệu chuẩn đợc lựa chọn trên
nhiều quan điểm khác nhau trên từng lô nên khó khăn cho công tác tổng hợp toàn bể,
và vì thế trong giai đoạn này vẫn cha có một báo cáo tổng hợp nào về đặc điểm cấu
trúc và lịch sử phát triển địa chất cho vùng hay cho lô riêng biệt.

1.1.2. Giai đoạn từ 1976 - 1986
Sau khi giải phóng miền nam, thống nhất nớc nhà, Công ty Dầu khí Nam Việt
Nam đợc thành lập (11- 1975), công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí đợc đẩy mạnh.
Công ty Dầu khí Nam Việt Nam đà hợp tác với các Công ty dầu khí nớc ngoài nh
Geco, Agip, Bow Valley v.v... thu nổ hơn 14.000 km tuyến địa chấn 2D với mạng
lới 2x2 km đà đợc khảo sát trên bồn trũng Nam Côn Sơn, 08 giếng khoan cũng

đợc khoan trên các lô 04, 12, 28 và 29 trong đó có 3 giếng phát hiện khí.
Trên cơ sở công tác khảo sát địa chất, địa vật lý và khoan, các công ty đà thành
lập một số bản đồ đẳng thời theo các tầng phản xạ ở các tỷ lệ khác nhau với các
quan điểm khác nhau nh: Công ty Geco với báo cáo Minh giải địa chấn và đánh
giá tiềm năng dầu khí thềm lục địa Việt Nam do Deniels và Netleton thực hiện.
Công ty AGIP đà nghiên cứu về cấu trúc địa chất và đánh giá khả năng dầu khí trên
các lô 04 và 12. Công ty dầu khí Nam Việt Nam đà xây dựng một số sơ đồ đẳng thời,
bản đồ cấu tạo tỷ lệ 1/100.000 và 1/50.000 cho các lô và một số cấu tạo phục vụ sản
xuất. Dới sự chỉ đạo kỹ thuật của Ông Ngô Thờng San, báo cáo tổng hợp cấu
trúc địa chất và triển vọng dầu khí thềm lục địa Nam Việt Nam đà đợc hoàn thành.
Các báo cáo này đề cập đến nhiều vấn đề lịch sử phát triển địa chất toàn vùng nói
chung và bể Nam Côn Sơn nói riêng, đồng thời cũng nêu lên một số cơ sở địa chất
để đánh giá triển vọng dầu khí toàn vùng nghiên cứu. Nhng do điều kiện khách
quan, bức tranh chi tiết về cấu trúc địa chất trong giai đoạn này vẫn cha đợc làm
sáng tỏ.
Năm 1981, giữa Liên Xô và Việt Nam đà ký hiệp định hợp tác tìm kiếm - thăm
dò dầu khí ở thềm lục địa Nam Việt Nam và vì thế Xí Nghiệp Liên doanh Dầu khí
ViêtsovPetro đợc thành lập. Sau khi thành lập Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí
ViêtsovPetro đà khoan 3 giếng khoan và phát hiện dầu khí có giá trị công nghiệp


18

trên cấu tạo Đại Hùng. Phát hiện này đà thúc đẩy sự quan tâm của các nhà đầu t và
vì vậy một số báo cáo tổng hợp địa chất - địa vật lý đợc thành lập nh: báo cáo
Phân vùng kiến tạo các bồn trũng Kainozoi thềm lục địa Việt Nam của Lê Trọng
Cán và nnk, báo cáo Tổng hợp địa chất - địa vật lý, tính trữ lợng dự báo
hydrocarbon và vạch phơng hớng công tác tìm kiếm dầu khí trong giai đoạn tiếp
theo của thềm lục địa Nam Việt Nam của Hồ Đắc Hoài, Trần Lê Đông v.v... Các
báo cáo này cũng mới chỉ đánh giá chung cho toàn thềm lục địa và đa ra một số

khu vực u tiên để tìm kiếm thăm dò. Tuy nhiên giai đoạn này vẫn cha có một
công trình nghiên cứu địa chất nào đánh giá chi tiết bức tranh cấu trúc địa chất bể
Nam Côn Sơn.

1.2.3. Giai đoạn từ 1987 đến nay
Sau khi Nhà nớc ban hành Luật Đầu t nớc ngoài năm 1987, đà có 20 nhà
thầu nớc ngoài ký các hợp đồng triển khai công tác tìm kiếm thăm dò ở bể Nam
Côn Sơn. Hơn 54.000 km tuyến địa chấn 2D và khoảng 6.000 km2 tuyến địa chấn
3D đợc khảo sát trên toàn bể. Điều này đánh dấu một mốc quan trọng trong việc
nghiên cứu, tìm kiếm dầu khí ở Việt Nam.
Năm 1988, Liên doanh Dầu khí Viêtsovpetro đà khoan 03 giếng thăm dò tại
khu vực mỏ Đại Hùng và phát hiện dầu có giá trị công nghiệp ở hai giếng DH-1X và
DH-2X. Năm 1989, Vietsovpetro khảo sát 1100 km tuyến địa chấn 2D với mạng
lới tuyến 1x1 km tại khu vực mỏ Đại Hùng. Cũng trong năm 1989 Công ty dầu khí
ONGC khảo sát 4.000 km tuyến địa chấn 2D với mạng lới tuyến 2,5x2,5 km tại các
lô 06 và 12E. Năm 1992 Công ty BP khảo sát 5.000 km tuyến 2D tại khu vực lô 05.2.
Với một khối lợng lớn tài liệu địa chấn đà đợc thu nổ với mạng lới tuyến
khá nhỏ (Hình 1.2), các nhà thầu đà minh giải và chi tiết hoá các cấu trúc địa chất
trong bể Nam Côn Sơn. Từ đó bức tranh về địa tầng, kiến tạo, cơ chế địa động lực
hình thành bể, môi trờng thành tạo trầm tích v.v... từng bớc đợc các nhà địa chất
nghiên cứu và làm sáng tỏ và đợc trình bày trong các công trình nghiên cứu nh:
báo cáo Chính xác hóa cấu trúc địa chất, đánh giá tiềm năng và đề xuất phơng
hớng tìm kiếm thăm dò dầu khí ở bể Nam Côn Sơn [7], báo cáo Chính xác hóa
cấu trúc địa chất và trữ lợng dầu khí phần phía Đông bể Nam Côn Sơn [18], báo


19

cáo Tổng hợp các kết quả phân tích để xác định các đới chuẩn cổ sinh trầm tích Đệ
tam bể Nam Côn Sơn phục vụ cho phân chia địa tầng và xác định tuổi trầm tích

[10]. Từ kết quả minh giải tài liệu địa chấn và các nghiên cứu về địa chất khu vực,
hàng loạt các giếng khoan thăm dò và khai thác đà đợc tiến hành trên các cấu tạo
triển vọng.
Năm 1994 mỏ Đại Hùng đợc công ty BHP đa vào khai thác. Cũng trong năm
1994, Công ty MJC đà khảo sát 1200 km2 tuyến địa chấn 3D tại khu vực lô 05.1 và
sau đó khoan 02 giếng.
Từ năm 1994 đến nay một loạt các công ty nh KNOC (lô 11.2), Samadan (lô
12E, 12W), Côn Sơn JOC (lô 10, 11.1), BP (lô 05.2, 05.3, 06.1) đà thu nổ tổng cộng
khoảng 30.000 km tuyến 2D, 5200 km2 tuyến địa chấn 3D vµ khoan hµng chơc
giÕng khoan. Cã rÊt nhiỊu má dầu khí có giá trị thơng mại đợc phát hiện và đa
vào khai thác nh Lan Tây Lan Đỏ, Hải Thạch, Đại Hùng v.v...
Cho đến nay gần 40 năm nghiên cứu địa chất, tìm kiếm thăm dò và khai thác
trên bể Nam Côn Sơn đà có khoảng 80 giếng khoan thăm dò và hàng chục giếng
khoan khai thác đợc khoan trên toàn bể (Hình 1.3). Các nhà thầu đà khẳng định sự
hiện diện của nguồn tài nguyên dầu mỏ là rất lớn và quan trọng của bể Nam Côn
Sơn. Xong việc nghiên cứu lịch sử phát triển của bể cũng đà đợc các nhà thầu quan
tâm, tuy nhiên phạm vi nghiên cứu chủ yếu trong phạm vi các lô của họ quản lý và
mức độ nghiên cứu giữa các công ty cũng khác nhau.Chính vì vậy, tác giả đà chọn
đề tài lịch sử phát triển địa chất bể trầm tích Nam Côn Sơn trong Kainozoi nhằm
đa ra một bức tranh chung nhất và chi tiết hơn cho từng giai đoạn phát triển bể .


20

Hình 1.2. Mạng lới địa chấn 2D và 3D tại bể Nam Côn Sơn


21

Hình 1.3. Các giếng khoan thăm dò trong bể Nam Côn Sơn

22

Chơng 2
MộT số vấn đề lý luận và Hệ phơng pháp nghiên cứu
LịCH Sử PHáT TRIểN ĐịA CHấT

2.1. Một số vấn đề lý luận
Trớc hết để hiểu biết lịch sử phát triển địa chất bể trầm tích Nam Côn Sơn
trong Kainozoi chúng ta cần dựa trên nhận thức về mối quan hệ nhân quả giữa bối
cảnh địa đông lực nh là yếu tố nguyên nhân và hoàn cảnh cổ địa lý lắng đọng trầm
tích nh là hệ quả. Mỗi một pha kiến tạo là kiến lập nên một kiểu bồn trũng tơng
ứng. Mỗi một kiểu bồn trũng lại quy định một kiểu đặc trng lắng đọng trầm tích
(môi trờng trầm tích) với những tổ hợp thành phần vật chất đặc trng thích ứng với
hoàn cảnh ngoại sinh và nội sinh chi phối. Do vậy để nghiên cứu lịch sử phát triển
địa chất của bể Nam Côn Sơn ta phải nghiên cứu lịch sử phát triển kiến tạo của bể
cùng với môi trờng trầm tích của bể.
Nh đà biết địa kiến tạo là một môn khoa học nghiên cứu kiến trúc, chuyển
động, biến dạng và phát triển của thạch quyển và qun mỊm trong mèi quan hƯ víi
sù ph¸t triĨn chung của Trái Đất.
Đối tợng nghiên cứu của địa kiến tạo là các đơn vị kiến trúc lớn phân chia
theo chiều nằm ngang của thạch quyển (các yếu tố kiến trúc đợc phân chia theo
các giả thiết kiến tạo khác nhau), các kiến trúc phân chia theo chiều thẳng đứng (các
lớp, các quyển tạo nên Trái Đất), các kiến trúc vừa, nhỏ và vi kiến trúc (sản phẩm
của các quá trình biến dạng và biến vị kiến tạo nh các nếp uốn, các đứt gÃy v.v).
Để nghiên cứu lịch sử phát triển kiến tạo ta phải phân tích cổ kiến tạo, xác định
các giai đoạn và thời kỳ phát triển của quá trình kiến tạo đó.
Kết quả của hoạt động kiến tạo là thành tạo nên các bồn trầm tích. Đó là một
vùng giới hạn của một vùng Trái Đất, đợc phân biệt rõ rệt với các vùng lân cận bởi

tổ hợp các điều kiện vật lý, hóa học và sinh học, tác dụng và chi phối một quá trình
trầm tích. Tổ hợp rộng lớn này mô tả môi trờng và xác định các thuộc tính của
trầm tích đợc lắng đọng trong ®ã (Krumbein & Sloss, 1963; Blatt et al., 1980). C¸c


23

điều kiện tự nhiên chi phối môi trờng trầm tích chiếm số lợng lớn, bao gồm: các
yếu tố địa hình, khí hậu, sự thay đổi nhiệt độ v.v. Các điều kiện hóa học bao gồm
các yếu tố địa hóa của đá trên bề mặt, các loại nớc nh sông, hồ, biền v.v. Các điều
kiện sinh học bao gồm tất cả động vật và thực vật. Ba điều kiện trên có quan hƯ mËt
thiÕt víi nhau. Sù thay ®ỉi cđa mét ®iỊu kiƯn sÏ t¸c ®éng tíi c¸c ®iỊu kiƯn kh¸c.
Quan hệ giữa môi trờng và trầm tích là quan hệ hai chiều. Môi trờng xác
định các tính chất của trầm tích và các đặc điểm của trầm tích phản ánh môi trờng
thành tạo chúng. Nh vậy, môi trờng chi phối quá trình trầm tích và có ảnh hởng
tới chu kỳ trầm tích. Chu kỳ trầm tích là thời gian lắng đọng của một giai đoạn trầm
tích. Sự lặp đi, lặp lại của các tớng trầm tích tạo nên tính phân nhịp của chu kỳ.
Nguyên nhân tạo thành chu kỳ trầm tích là do tính chu kỳ của các yếu tố môi trờng
nh chu kỳ của chuyển động kiến tạo, chu kú cđa khÝ hËu, chu kú cđa sù thay ®ỉi
mùc nớc biển v.v. Một chu kỳ trầm tích phải bắt đầu bằng hạt thô, đỉnh chu kỳ là
hạt mịn và kết thúc chu kỳ là hạt thô.
2.2. Các phơng pháp nghiên cứu
Để nghiên cứu lịch sử phát triển địa chất bể Nam Côn Sơn trong Kainozoi, tác
giả đà sử dụng tổ hợp các phơng pháp khác nhau nh phơng pháp địa chấn,
phơng pháp phục hồi cổ kiến tạo, phơng pháp địa vật lý giếng khoan.... Sau đây là
các phơng pháp đợc áp dụng:

2.2.1. Phơng pháp địa chấn
Phơng pháp địa chấn đợc áp dụng để giải quyết các nghiên cứu địa chất khác
nhau ở các nớc trên thế giới trong nhiều năm qua. Với sự phát triển của công nghệ

trong những năm gần đây, công nghệ thu nổ địa chấn 3D và hệ thống xử lý số liệu
tiên tiến đà tạo điều kiện cho phơng pháp địa chấn có khả năng giải quyết nhiều
vấn đề phức tạp nh:
- Phân tầng cấu trúc
- Chính xác hóa các ranh giới địa tầng cơ bản;
- Xác đinh các ranh giới trong tập địa chấn;
- Xác định tớng và môi trờng của các tập địa chÊn v.v.