Đề tài Thuyết kiến tạo mảng, cơ chế hình thành biển đông và các bồn dầu khí trên thềm lục địa miền nam Việt Nam

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU LỜI NÓI ĐẦU Ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam chỉ mới được thành lập nhưng đã khẳng định được vị thế của mình trong nền kinh tế quốc dân và trong cộng đồng các nước sản xuất dầu khí trên thế giới. Cho đến nay, Việt Nam đã khai thác hơn 130 triệu tấn dầu thô và 8.5 tỷ m3 khí đồng hành. Hiện nay, chúng ta đang đẩy nhanh quá trình tìm kiếm – thăm dò dầu khí trên khắp lãnh thổ Việt Nam. Tiềm năng dầu khí của Việt Nam được tập trung nhiều nhất là trên thềm lục địa miền Nam Việt Nam. Để quá trình tìm kiếm – thăm dò dầu khí được thuận lợi hơn, chúng ta cần nghiên cứu kỹ về các bối cảnh kiến tạo hình thành nên các tích tụ dầu khí trên thềm lục địa Việt Nam. Trên cơ sở đó, chúng ta có thể hiểu rõ hơn quá trình hình thành, di chuyển và tích tụ của hydrocarbon, từ đó đề ra những phương án khả thi để việc tìm kiếm – thăm dò đạt hiệu quả hơn. Trên tinh thần nghiên cứu, tìm hiểu và tổng hợp các tài liệu về các vấn đề nêu trên, được sự cho phép của Khoa Địa Chất trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên cùng sự hướng dẫn trực tiếp của Thạc Sỹ Nguyễn Ngọc Thủy, tôi đã thực hiện khoá luận tốt nghiệp với đề tài : “THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG, CƠ CHẾ HÌNH THÀNH BIỂN ĐÔNG VÀ CÁC BỒN DẦU KHÍ TRÊN THỀM LỤC ĐỊA MIỀN NAM VIỆT NAM”. Mục đích của đề tài này là : Làm rõ cơ chế hình thành Biển Đông trên cơ sở thuyết kiến tạo mảng. Sự ảnh hưởng của các hoạt động kiến tạo đối với sự hình thành và tích tụ dầu khí trong các bồn trầm tích trên thềm lục địa miền Nam Việt Nam và cụ thể là trong hai bồn Cửu Long và Nam Côn Sơn. Nội dung thực hiện : Thuyết kiến tạo mảng. Quá trình hình thành Biển Đông và các bồn trầm tích liên quan. Ảnh hưởng của hoạt động kiến tạo đối với sự hình thành và tích tụ dầu khí trong bồn trũng Cửu Long và Nam Côn Sơn. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn : Góp phần trong việc xem xét mối quan hệ giữa kiến tạo Biển Đông và các bồn dầu khí trên thềm lục địa Việt Nam. Kết quả của đề tài là cơ sở tài liệu cho những nghiên cứu tiếp theo về kiến tạo Biển Đông và các bồn dầu khí trên thềm lục địa Việt Nam. PHẦN I THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH BIỂN ĐÔNG VÀ CÁC BỒN TRẦM TÍCH LIÊN QUAN TRÊN THỀM LỤC ĐỊA NAM VIỆT NAM. CHƯƠNG 1 THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG SỰ HÌNH THÀNH THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG. Theo quan niệm của học thuyết kiến tạo mảng, lúc đầu địa cầu chỉ gồm có một khối lục địa rộng lớn. Sau đó lục địa này vỡ thành từng nhiều mảnh, di chuyển đi và cuối cùng đạt đến vị trí hiện tại. Thật ra theo thuyết này thì toàn thể bề mặt địa cầu là những mảng thạch quyển cứng rắn. Một số mảng hoàn toàn là vỏ đại dương, một số khác lại là vỏ lục địa hoặc vừa có vỏ đại dương vừa có vỏ lục địa. Những mảng đó có thể tách rời xa nhau, va chạm với nhau hay cắm xuống dưới mảng kia đã tạo ra nhiều kiến trúc rộng lớn, như sự thành tạo các dải núi. Thuyết kiến tạo mảng không phải được đa số mọi người tán đồng, nên các nhà địa cầu học luôn luôn tìm ra các bằng chứng mới mẻ để chứng minh thuyết này là đúng. Thuyết dựa trên hai khái niệm là lục địa trôi và đáy biển trương nở. Mảng di chuyển ở mặt địa cầu là do lực lôi kéo của dòng đối lưu trong lớp manti. Ý KIẾN BAN ĐẦU XUNG QUANH VẤN ĐỀ LỤC ĐỊA TRÔI: Ý kiến về lục địa trôi ra đời cách đây khoảng 100 năm. Lúc đầu, người ta giải thích hố đại dương, các dải núi và các lục địa được thành lập từ những cuộc đại biến xảy ra trong một thời gian ngắn. Ý nghĩ hai lục địa tách ra rồi di chuyển rất chậm, 100 triệu năm đi được 500 km, khi người ta ghi nhận được trên bản đồ nhiều vùng bờ biển có thể lồng vào nhau một cách khít khao. Đặc biệt là bờ biển Phi Châu và Nam Mỹ. Các dấu vết địa chất như các nhóm đất đá giống nhau, hoá thạch giống nhau của các lục địa là do trước đây chúng dính liền nhau, sau đó mới bị biển chia cắt. Các vị trí có hoá thạch động thực vật trên các lục địa nằm tách xa nhau được kết nối lại với nhau. * Alfred Wegener và thuyết lục địa trôi : Thuyết kiến tạo mảng được khởi xướng cách đây hơn 40 năm, nó kế thừa thuyết lục địa trôi, chính thuyết này là tiền đề của thuyết kiến tạo mảng. Thuyết lục địa trôi đã được Alfred Wegener công bố vào năm 1910 – 1930. Ông đưa vào đó nhiều bằng chứng khoa học rất đặc sắc, kể cả thiên văn học. Theo ông lúc đầu Trái Đất chỉ gồm một lục địa duy nhất, được gọi là SIÊU LỤC ĐỊA PANGEA. Sau đó nó bắt đầu tách làm đôi, phần ở phía Nam được gọi là Gondwana gồm có Nam Mỹ, Phi Châu, Nam Cực, Úc Châu và Ấn Độ và phần ở phía Bắc được gọi là Laurasia gồm có lục địa Bắc Mỹ, Châu Âu và Châu Á. Laurasia là lục địa nằm phía Bắc xích đạo, còn Gondwana thì nằm chếch về phía Nam. Ngăn cách hai lục địa là biển Tethys. Pangea bắt đầu di chuyển cách đây khoảng 150 triệu năm vào kỷ Jurassic. Nam Cực và Úc Châu, Ấn Độ và Phi Châu vỡ ra từ lục địa ban đầu. Nam Mỹ bị vỡ ra từ Phi Châu trong kỷ Cretaceous cách đây khoảng 100 triệu năm, và Greenland từ Bắc Âu cách đây một vài triệu năm (một ghi nhận sai lầm của Wegener). Để bảo vệ thuyết lục địa trôi Wegener đưa ra nhiều bằng chứng như : Đường bờ biển phía Tây Châu Phi dường như khớp với đường bờ biển phía Đông Nam Mỹ. Về mặt hoá thạch, có nhiều sinh vật giống nhau đều được tìm thấy ở hai bờ lục địa hai bên Đại Tây Dương. Ví dụ : một loài ốc sên sống ở Đức và Anh được phát hiện ở Bắc Mỹ, mà chúng chỉ sống gần bờ Đại Tây Dương. Loài ốc sên này chỉ di chuyển được 5,4m/giờ nên chúng không thể nào vượt qua Đại Tây Dương để đến Bắc Mỹ được. Ngoài ra, Wegener còn tìm được nhiều bằng chứng về mặt cấu trúc địa chất, khoáng sản, cổ địa lý… để chứng minh rằng trước đây các lục địa chỉ là một. Sự khớp nhau giữa bờ biển và vùng nền cổ của Nam Mỹ và Châu Phi. Điểm yếu của thuyết lục địa trôi của Wegener là trình bày cơ chế của sự di chuyển của các lục địa ở bề mặt địa cầu. Ông đưa ra ý kiến sự di chuyển là do nguyên nhân của lực Pohiflucht và lực kéo của thuỷ triều. Pohiflucht được dịch từ tiếng Đức “sự di chuyển từ cực”, Wegener muốn trình bày rằng lục địa di chuyển từ cực đến xích đạo là do lực ly tâm và gia tốc trọng lực, ở xích đạo gia tốc trọng lực nhỏ hơn ở cực. Sự di chuyển của Nam và Bắc Mỹ từ hướng Đông sang Tây là do lực quay quanh trục của địa cầu và lực thuỷ triều. Lực thuỷ triều không đủ sức để mang các lục địa đi. Ngoài ra, vật liệu trong manti không chảy lỏng để lục địa nổi trên đó, như khối băng sơn nổi trong nước như ý của Wegener. ĐÁY BIỂN TRƯƠNG NỞ : Từ năm 1950, những nghiên cứu địa chất – địa vật lý các đại dương phát triển mạnh. Và những nhà khoa học đã phát hiện những hệ thống các dãy sống núi giữa đại dương. Vỏ đại dương đặc trưng bởi những dị thường từ dạng tuyến, chúng phân bố gần như đối xứng ở hai bên sống núi giữa đại dương, chúng là các dải song song xen kẽ dị thường từ âm và dương. Các dải ở càng xa sống núi thì tuổi càng già, ở ngay tại sống núi thì tuổi trẻ hơn cả. Sự phân bố tuổi của các dải từ ở sống núi giữa Đại Tây Dương. Sự phân bố các dải dị thường từ như trên được F.J.Vine và D.H.Matthews, 1963 giải thích bằng hiện tượng tách giãn của đáy đại dương. Vật chất của manti mà thành phần chủ yếu là basalt, theo đới tách giãn xuyên lên và tràn sang hai bên. Chúng chịu ảnh hưởng của trường địa từ lúc bấy giờ nên sẽ bị từ hoá theo hướng nhất định. Số vật chất tràn lên sau sẽ đẩy số vật chất có trước ra hai bên nên các dải dị thường ở càng xa trục tách giãn (trục rift) càng có tuổi cổ hơn. Do Trái Đất có những lần đổi hướng từ trường làm cho các dải xen kẽ thay đổi dấu. Hiện tượng đổi hướng từ của Trái Đất là một thực tế đã được chứng minh : dự tính từ 76 triệu năm trở lại đây đã chuyển đổi 171 lần. Căn cứ vào thời gian thành tạo mỗi dải dị thường từ, khoảng cách của nó đối với sống núi giữa đại dương người ta tính ra được tốc độ tách giãn. Tốc độ tách giãn của dãy Thái Bình Dương là 3 – 6 cm/năm, Đại Tây Dương và Ấn Độ Dương là 1 – 2 cm/năm. Những dữ kiện từ ghi nhận được ở đáy đại dương đã làm vững chắc thêm cho thuyết đáy biển trương nở. Ngoài ra, những lỗ khoan của tàu Glomar Challenger thực hiện cũng đóng góp thêm bằng chứng tốt khi phát hiện đá trầm tích có tuổi càng già khi càng ra xa sống núi giữa đại dương. Thuyết đáy biển trương nở. MẢNG THẠCH QUYỂN : Về số lượng các mảng, còn có những ý kiến chưa thống nhất. Đa số cho rằng có bảy mảng chính : mảng Bắc Mỹ, mảng Nam Mỹ, mảng Thái Bình Dương, mảng Ấn Độ, mảng Châu Phi, mảng Nam Cực, mảng Âu Á. Các nhà kiến tạo học cho rằng 7 mảng vẫn chưa đủ, người ta chia các mảng lớn ra thành các mảng phụ. V.E.Khain có nêu ra 13 mảng nhỏ hơn : Ả Rập, Philippin, Cocos, Caribê, Nazca, Scottia, Đông Dương, Egci, Anatoli, Joan de Fuca, Rivera, Trung Quốc, Okhot. Các mảng kiến tạo chính trên thế giới. II . CƠ CHẾ DỊCH CHUYỂN CỦA CÁC MẢNG. Nguyên nhân của sự dịch chuyển giữa các mảng là quá trình đối lưu ở manti trên. Nơi hai dòng đối lưu gặp nhau và chuyển động đi lên thì xảy ra quá trình tách giãn và ngược lại, nơi hai dòng đối lưu gặp nhau và đi xuống thì xảy ra quá trình hút chìm và va mảng. Nguyên nhân sự dịch chuyển giữa các mảng. Kiến tạo ở ranh giới mảng phân kỳ của các mảng thạch quyển: Ranh giới phân kỳ xuất hiện dọc theo trung tâm tách giãn – nơi hai mảng dịch chuyển tách xa nhau, phần vỏ Trái Đất mới được hình thành bởi magma đi lên từ manti. Nơi tách giãn là ranh giới giữa hai mảng. Có hai kiểu tách giãn : Tách giãn vỏ đại dương. Tách giãn vỏ lục địa. Tách giãn vỏ đại dương : (rift đại dương) Tách giãn vỏ đại dương được thể hiện bằng dãy núi giữa đại dương và thường kèm theo thung lũng rift ở giữa. Rift đại dương gắn liền với quá trình mở rộng đáy đại dương. Các đới rift đại dương nằm ở phạm vi căng giãn của đại dương, dọc theo nó có các dung nham nóng chảy phun ra ngoài, tạo ra lớp vỏ đại dương. Các đới căng giãn hiện tại trùng với sống núi giữa đại dương. Dọc theo các đới rift đại dương thường xuất hiện các chấn tâm động đất nằm ở độ sâu 20 – 30 km. Tách giãn vỏ lục địa : (rift lục địa) Rift lục địa là những kiến trúc căng giãn có quy mô lớn trong phạm vi lục địa. Về mặt hình thái, rift lục địa có thể xem như những địa hào lớn và phức tạp. Dọc theo rift lục địa thường có động đất, núi lửa và dòng địa nhiệt cao. Rift phát triển ở lục địa trải qua các giai đoạn sau : Lục địa được nâng lên tạo vòm và sau đó tách ra. Sau đó, lục địa tiếp tục tách ra thành tạo các cấu trúc sụt địa hào và ở trung tâm thường có hoạt động núi lửa. Sau khi các mảng lục địa tách ra, chúng bắt đầu trôi về hai phía của trung tâm tách giãn. Quá trình tách giãn tạo rift thường đi kèm với hoạt động phun trào, đặc biệt là phun trào basalt. Rift lục địa và rift đại dương có chung một bản chất : Chúng là những đới tách giãn. Có những rift lục địa phát triển dần, mở rộng ra và trở thành rift đại dương. Mảng vỏ lục địa là nơi bắt đầu xảy ra sự tách giãn để hình thành một ranh giới mảng tách giãn. Khi sự tách giãn xuất hiện trong lục địa, nó hình thành rift lục địa. Magma từ lớp manti đẩy lớp vỏ lục địa và gây ra áp lực làm cho vỏ lục địa bị nứt nẻ và tách ra. Trong giai đoạn này xảy ra các hiện tượng magma phun trào và động đất. Rift lục địa tiếp tục phát triển hình thành nên lớp vỏ đại dương mới và trở thành rift đại dương. Đại Tây Dương là một ví dụ điển hình. Đại Tây Dương được hình thành khi hai mảng Bắc Mỹ và mảng Âu Á di chuyển theo hai hướng nghịch nhau. Do hai mảng di chuyển phân kỳ dẫn đến là đáy biển trương nở và đại dương ngày càng lớn hơn. Tốc độ trương nở trung bình khoảng 2,5cm/năm hoặc 25km/triệu năm. Sống núi giữa Đại Tây Dương được hình thành bởi sự đi lên của magma, cao khoảng 2000m. Ở hai bên sống núi giữa Đại Tây Dương tồn tại những vùng núi lửa xuất hiện dọc theo những phần chìm dưới nước của đỉnh tách giãn. Sự phân kỳ giữa hai mảng Bắc Mỹ và mảng Âu Á. Kiến tạo ở ranh giới mảng hội tụ của các mảng thạch quyển: Khi vỏ đại dương mới được hình thành thì ở nơi khác vỏ đất sẽ bị phá huỷ để đảm bảo rằng diện tích của trái đất không bị thay đổi. Sự phá huỷ vỏ đất này xảy ra dọc theo ranh giới hội tụ nơi các mảng di chuyển nghịch nhau và đôi khi một mảng sẽ chìm xuống dưới mảng kia. Những ranh giới mảng hội tụ có thể tạo ra đới cuốn hút hoặc đới va chạm lục địa. Những ranh giới mảng cuốn hút được đặc trưng bởi các rãnh sâu, dòng hạ nhiệt, các đới Benioff, núi lửa andesite và những cung đảo hoặc những vành đai núi lửa trẻ. Các ranh giới va chạm lục địa có những trận động đất tâm nông và tạo thành những vành đai núi trẻ ở phía trong lục địa. Các đới Benioff : Biểu hiện rõ nhất của đới hút chìm hiện nay là đới Benioff. Độ sâu của các đới Benioff phụ thuộc chủ yếu vào độ trưởng thành của mảng thạch quyển đại dương. Những nơi đới hút chìm Benioff sâu 600 – 700km là những nơi vỏ đại dương bị hút chìm có tuổi 120 – 150 triệu năm (vành Tây Thái Bình Dương); ngược lại, những nơi vỏ đại dương có tuổi trẻ hơn Cretaceous, Palaeogen thì đới Benioff chỉ sâu 200 – 300 km, thậm chí còn nông hơn nữa (vành Đông Thái Bình Dương). Tốc độ hút chìm cũng ảnh hưởng tới độ sâu của đới Benioff. Nếu tốc độ hút chìm 9 – 10.5 cm/năm, vỏ đại dương có tuổi 80 – 40 triệu năm thì độ sâu đới Benioff vẫn đạt tới 600 km. Ngược lại, nếu tốc độ hút chìm 2 -3.5 cm/năm thì dẫu vỏ đại dương có tuổi cổ 150 – 120 triệu năm thì độ sâu đới Benioff chỉ đạt 250 – 300 km. Hầu như tất cả đới Benioff cắm về phía lục địa, hoặc cắm vào mảng đại dương có tuổi trẻ hơn. Sự hội tụ có thể xảy ra giữa mảng đại dương và mảng lục địa, hoặc giữa hai mảng đại dương, hoặc giữa hai mảng lục địa. Mảng đại dương – lục địa. Mảng lục địa tạo nên vùng va chạm với mảng đại dương và chờm lên đó, trong khi đó do mảng vỏ đại dương có tỷ trọng lớn hơn mảng vỏ lục địa nên vỏ đại dương có khuynh hướng chìm xuống dưới mảng vỏ lục địa, tạo nên đới hút chìm Benioff. Đá granite nhẹ của lục địa bị vỡ vụn tạo nên dải núi uốn nếp và đứt gãy. Một phần bị nóng chảy ở dọc theo đới hút chìm tạo ra magma trồi lên trên mặt đất tạo nên núi lửa, thành lập các dải núi và cung núi lửa. Sự hội tụ giữa hai mảng vỏ đại dương và mảng vỏ lục địa. Bờ biển Nam Mỹ dọc theo hố Peru – Chile, mảng đại dương Nazca đang đẩy vào và đang bị hút chìm dưới một phần mảng lục địa Nam Mỹ. Mảng Nam Mỹ đang được nâng lên tạo thành dãy Andes. Sự hội tụ giữa hai mảng Nazca và mảng Nam Mỹ. Mảng đại dương – đại dương. Khi hai mảng đại dương hội tụ, thường thì một trong hai mảng sẽ bị hút chìm xuống bên dưới mảng còn lại. Và hố đại dương sẽ được hình thành trong quá trình này. Hố đại dương có độ sâu từ 7000 – 11000m, đây là những thung lũng hẹp, chạy dài theo cung núi lửa. Ở đây thường xảy ra hiện tượng động đất. Sự hội tụ của hai mảng vỏ đại dương cũng sẽ tạo nên cung đảo núi lửa với magma có thành phần là basalt. Sự hội tụ giữa hai mảng vỏ đại dương. Mảng lục địa – lục địa. Khi hai mảng lục địa hội tụ, do có cùng tỷ trọng nên giữa hai mảng không xảy ra hiện tượng hút chìm, thì vỏ Trái Đất có khuynh hướng bị nhàu nát và bị đẩy lên trên hoặc bị đẩy về một phía. Quá trình nén ép mạnh mẽ sinh ra kiến trúc biến dạng vô cùng phức tạp kèm theo tạo núi, xâm nhập, phun trào đồng tạo núi và động đất. Sự hội tụ giữa hai mảng vỏ lục địa. Dãy Himalayan là một minh chứng tuyệt vời về sự hội tụ của hai mảng lục địa. Cách đây 50 triệu năm, do sự va chạm giữa mảng Ấn Độ và mảng Âu Á làm cho mảng Âu Á bị ép thành nhiều nếp và gối lên mảng Ấn Độ. Hậu quả là hình thành dãy Himalayan và cao nguyên Tibetan. Himalayan cao 8854m so với mực nước biển, là ngọn núi cao nhất thế giới. Còn cao nguyên Tibetan có độ cao trung bình khoảng 4600m. Vị trí dãy Himalayan và cao nguyên Tibetan. Mảng xê dịch trượt bằng : (transforming slide plate) Khi hai mảng nằm cạnh nhau không va chạm vào nhau mà trượt dọc với nhau, vỏ đất ở vùng cạnh nhau không có sự phá huỷ. Sự biến dạng đã tạo ra những đứt gãy biến dạng nằm giữa hai mảng. Đứt gãy San Andreas (California) là loại đứt gãy này. Đứt gãy San Andreas xuất hiện do hai mảng Thái Bình Dương và mảng Bắc Mỹ di chuyển trượt dọc với nhau. Đới đứt gãy San Andreas dài khoảng 1,300 km. Hai mảng lục địa ở hai bên đứt gãy đều di chuyển về Tây Bắc, nhưng sườn Tây Nam di chuyển nhanh hơn. Như vậy, trong vài triệu năm nữa thành phố Los Angeles thuộc mảng Thái Bình Dương sẽ đến vị trí của thành phố San Francisco hiện nay và sau đó sẽ đến vùng Alaska. Hai mảng Thái Bình Dương và Bắc Mỹ di chuyển, đứt gãy San Andreas. III. LỊCH SỬ CỦA SỰ DI CHUYỂN CÁC MẢNG : Lịch sử của mảng di chuyển biểu hiện rõ ràng đã có từ cách đây 200 triệu năm. Tuy nhiên, cách đây nửa tỉ năm hay thời gian trước đó nữa, sự di chuyển của mảng không được xác định. Các dữ kiện thu lượm được rất mơ hồ. Hiện tượng biến chất và sự chôn vùi của đá dưới vật liệu trầm tích đã làm phức tạp hơn và xoá mờ các dấu vết địa chất. Sự hiểu biết về chu kỳ di chuyển của mảng chỉ mới được bắt đầu từ khi siêu lục địa Pangea bắt đầu vỡ ra cách đây 200 triệu năm, còn từ đó trở về trước thì rất mù mờ. Các nhà khoa học dựa vào những dữ kiện địa vật lý, sự tiến hoá của lớp manti và nhân của địa cầu đã gợi ra ý kiến dòng đối lưu hoạt động mạnh trong manti. Đó là nguyên nhân để mảng dịch chuyển, nhưng nó không có trong giai đoạn đầu của địa cầu. Nó bắt đầu hiện ra nhưng rất ít vào thời kỳ cách đây 1,5 tỉ năm. Vậy kiến tạo mảng cũng được hình thành từ đây. Mảng di chuyển gần 1 tỉ năm cách đây có thể được xác định rõ ràng , những ranh giới giữa hai lục địa va chạm nhau như nền cổ Canada và nền cổ Châu Phi. Một loại ranh giới khác như hố đại dương nơi vỏ đại dương cắm xuống mảng lục địa cũng thấy xuất hiện trong khoảng thời gian này. Nhưng những sự kiến tạo núi sau đó đã phá hủy hay làm mờ đi những ranh giới này. Nghiên cứu đá có tuổi cách đây 600 – 500 triệu năm ở lục địa Bắc Mỹ và Châu Âu cho thấy trước đây chúng bị ngăn cách bởi một biển hẹp cạn. Khoảng 500 triệu năm cách đây, biển bị thu hẹp hơn nữa và hai lục địa dính vào nhau. Hoạt động này kết thúc sau 100 triệu năm. Kết quả sự va chạm đã tạo nên dãy núi mà bây giờ nằm ở phía Bắc vùng Appalachian (Mỹ), cũng như ở Anh và Na Uy. Cách đây 250 – 300 triệu năm siêu lục địa Pangea mới hợp lại, phần Tây Bắc Gondwana gồm có : bây giờ là Phi Châu, Trung Mỹ và phần Đông Nam nước Mỹ va chạm với khối lục địa đã được thành tạo do sự dính vào nhau của Bắc Mỹ cổ và lục địa Âu Châu cổ. Kết quả là hình thành dãy núi phía Nam Appalachian và Ouachita, kéo dài từ phía Nam Arkansas và Oklahoma đến tận trung tâm Texas. Trong khi đó khối cổ Siberia va chạm vào khối cổ Châu Âu tạo ra lục địa Laurasia, với sự xuất hiện của dãy Ural ở vùng va chạm. Trừ một số chi tiết Pangea vỡ ra các mảnh tương tự như Wegener đã phác họa trước đây. Cuối Permian, Pangea là một siêu lục địa nằm ở Nam bán cầu. Nó bắt đầu vỡ ra trong thời Triassic (cách nay khoảng 200 triệu năm). Nam Mỹ và Phi Châu tách rời nhau sau khi tách khỏi khối Nam Cực. Nam Mỹ di chuyển về hướng Tây của Phi Châu và Nam Đại Tây Dương bắt đầu được thành lập. Phi Châu di chuyển về phía Bắc và lúc bấy giờ nằm giữa xích đạo. Ấn Độ và Úc Châu tách khỏi Nam Cực và di chuyển về hướng Bắc, hướng về vị trí hiện nay. Ấn Độ là một mảng lục địa rộng lớn bao phủ cả Ấn Độ Dương, thời bấy giờ có biển Tethys cắt qua. Nó va chạm với lục địa Á Châu. Sự va chạm này xảy ra chậm chạp và hiện vẫn còn tồn tại. Cuối cùng lên đến đỉnh cao trong sự nhàu nát và gãy đổ, dồn ép tạo nên dãy núi Himalayan. Á Châu xoay chậm quanh trục, Châu Phi thì di chuyển hướng về khối Trung Á. Kết quả là nó ép vào Địa Trung Hải. Như vậy Đông Thổ Nhĩ Kỳ trở thành bản lề, vị trí bất ổn, nên hoạt động địa chấn xảy ra thường xuyên. Nam Mỹ tách rời khỏi Phi Châu, nước biển tràn vào tạo ra Nam Đại Tây Dương. Như vậy rift rộng lớn mở rộng dần phía Bắc của biển này. Trong thời Cretaceous, dòng đối lưu hoạt động rất mạnh ở dưới thạch quyển, nguyên nhân đã tạo ra sống núi giữa Đại Tây Dương nổi cao lên. Sự nổi lên và mở rộng của dãy núi này đã chiếm một thể tích to lớn của đáy biển, nên dời đi một khối lượng nước biển khổng lồ lấn chiếm các vùng đất thấp, tạo ra các biển cạn. Ví dụ biển cạn từ vịnh Mexico và Texas đến miền Tây Canada. Trầm tích tuổi Cretaceous cũng được tìm thấy ở nhiều vùng thuộc Bắc Mỹ. Như vậy vào Mesozoic thì Bắc Đại Tây Dương được thành lập và liên tục được mở rộng. Bắc Mỹ trôi về hướng Tây Bắc xa dần Châu Âu và miền Tây Bắc Châu Phi, mà trước đó New York nằm cạnh bờ biển Maroc (Châu Phi). Lục địa cổ là phần còn sót lại sau khi ấn vào lớp manti, cũng như phần nâng lên cao do phần chìm bên dưới nó. Trái với lục địa có tuổi cổ, các vỏ đại dương có tuổi trẻ hơn nhiều. Đáy Đại Tây Dương và đáy của các đại dương khác, tất cả được sinh ra trước khi siêu lục địa bắt đầu vỡ ra từng phần. Đáy biển xung quanh siêu lục địa Pangea cắm vào trong manti ở đới cắm. Khảo sát các hoạt động của mảng hiện tại, Đại Tây Dương có thể mở rộng 2cm/năm, Thái Bình Dương thì khép lại. Miền Tây Nam California có thể trượt lên trên lục địa, Đông Phi Châu có thể tách ra và di chuyển về phía Đông Bắc và Địa Trung Hải sẽ bị thu hẹp lại. Hồng Hải và rift Châu Phi sẽ trở thành đại dương như Đại Tây Dương trong thời quá khứ. Chúng ta chưa biết chắc lực nào đã làm vỡ siêu lục địa Pangea. Dòng đối lưu trong lớp manti có lẽ là cơ chế di chuyển, nhưng có một điểm khó giải thích là yếu tố nào đã khởi động dòng đối lưu. Theo ý kiến của một số nhà khoa học, sự di chuyển của mảng có liên hệ ít nhiều với nguyên nhân đi lên của dòng nóng tỏa tia (plume). Nếu có sự cô đọng của nguyên tố phóng xạ ở nơi nào đó trong manti, sẽ cung cấp nhiệt, vật liệu nóng di chuyển lên tạo thành dòng đá nóng đi lên. Vật liệu nguội sẽ chìm xuống thay thế chỗ vật liệu nóng đi lên. Như vậy dòng đối lưu được hình thành. Tuy nhiên, hiện tại thì chúng ta cũng chưa hiểu rõ ràng về dòng đá nóng đi lên này cũng như sự tồn tại của nó và dòng đối lưu. Theo thuyết trôi dạt lục địa, siêu lục địa Pangea tách vỡ ra cách nay từ 200 đến 250 triệu năm thành những mảnh lục địa như ta biết hiện nay. CHƯƠNG 2 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH BIỂN ĐÔNG VÀ CÁC BỒN TRẦM TÍCH LIÊN QUAN TRÊN THỀM LỤC ĐỊA MIỀN NAM VIỆT NAM. QUÁ TRÌNH TÁCH GIÃN HÌNH THÀNH BIỂN ĐÔNG. Mảng Đông Nam Á là phần đuôi của mảng Âu Á về phía Đông Nam, bao quanh bởi các đới hút chìm Myanmar, Indonesia và Philippine ở ranh giới hội tụ của mảng Ấn – Úc với mảng Đông Nam A, và mảng Đông Nam Á với mảng vỏ đại dương Thái Bình Dương. Mảng Ấn – Úc dịch chuyển thẳng đứng lên cắm vào mảng Đông Nam Á dịch chuyển xuống tạo nên đứt gãy chờm nghịch và đồng thời là đứt gãy bình. Phía Đông Philippine là mảng vỏ đại dương Philippine tách khỏi mảng Thái Bình Dương. Ranh giới giữa mảng Đông Nam Á và mảng vỏ đại dương Philippine là một đới hút chìm. Trong khối Đông Nam Á xuất hiện nhiều đứt gãy chia chúng thành nhiều vi mảng : Đới đứt gãy Sông Hồng gắn kết giữa lục địa Indochina và Nam Trung Hoa. Đây là một đứt gãy trượt bằng. Đứt gãy bình Three Pagoda xuất phát từ Thái Lan, chạy dọc theo biển Vịnh Thái Lan. Đứt gãy dọc theo con sông lớn nhất Myanmar nối với đứt gãy Sumatra dịch chuyển về phía Bắc. Những đới đứt gãy này chia lục địa Đông Nam Á thành những vi lục địa: Nam Trung Hoa, Indochina và Bắc Borneo dịch chuyển về phía Nam, còn lại là những vi lục địa chưa được gắn kết rõ ràng, trong nó có những vùng có vỏ đại dương như biển nội địa Biển Đông. Biển Đông, phía Bắc giáp Trung Quốc, phía Nam giáp Kalimantan, phía Đông giáp Philippine, phía Tây giáp Việt Nam. Đây là một trong những biển rìa lớn nhất nằm ở bờ Tây Thái Bình Dương chứa đựng nhiều tiềm năng về tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là dầu khí. Quá trình tách giãn hình thành Biển Đông : Biến cố đặc trưng ảnh hưởng đến khu vực là sự hội tụ của các mảng lục địa vào cuối Mesozoic muộn – đầu Cenozoic sau khi biến mất đại dương Tethys. Biển Đông được xem như một biển mở rộng do sự xô đẩy và xoay kéo của khối Đông Dương tách khỏi mảng Âu Á dọc theo đứt gãy Sông Hồng khi xảy ra va chạm của mảng Ấn Độ đối với lục địa Âu Á, do đới hút chìm Palawan gây nên căng giãn làm bộc lộ vỏ đại dương. Đó là nguyên nhân tạo lực tách giãn để hình thành và mở rộng Biển Đông trong Eocene, Oligocene, và Miocene sớm. Palaeogen Rìa lục địa Âu Á dịch chuyển về phía Đông của Borneo ngày nay và cuốn hút vỏ đại dương của mảng Thái Bình Dương xuống bên dưới nó, tạo một biển sau của cung đảo, gọi là Biển Đông cổ vào Palaeocene Vào Eocene, khối Đông Nam Á bị đẩy tụt về phía Đông Nam từ mảng Âu Á dọc theo hệ thống đứt gãy cổ và bị xoay theo chiều kim đồng hồ do sự va chạm của mảng Ấn Độ với mảng Âu Á (cách đây 50 triệu năm). Trong thời kỳ Oligocene, đới hút chìm phía Nam bể Biển Đông cổ tiếp tục hoạt động. Ứng suất căng giãn ở phía trước đới hút chìm làm đáy biển ở bể Biển Đông cổ tách giãn theo hướng Bắc – Nam và tạo nên Biển Đông (cách đây 32 triệu năm). Trục tách giãn đáy biển phát triển lấn dần về phía Tây Nam và thay đổi hướng từ Đông – Tây sang Tây Nam – Đông Bắc. Khối Đông Dương tiếp tục bị đẩy trôi xuống phía Đông Nam và tiếp tục xoay theo chiều kim đồng hồ. Neogen Miocene sớm : tốc độ đẩy trồi xuống Đông Nam cùng với tốc độ xoay phải của khối Đông Dương chậm lại. Quá trình tách giãn đáy biển tiếp tục tạo nên lớp vỏ mới ở Biển Đông. Trong khi đó phần vỏ Biển Đông cổ ở phía Nam lại bị hút chìm dưới cung đảo Kalimantan. Quá trình tách giãn đáy biển theo phương Tây Bắc – Đông Nam đã nhanh chóng mở rộng xuống Tây Nam và chấm dứt vào cuối Miocene sớm (cách đây 17 triệu năm) do bể Biển Đông cổ ngừng hoạt động. Miocene giữa : lún chìm khu vực tiếp tục và biển đã ảnh hưởng rộng lớn đến các vùng Biển Đông. Miocene muộn : được đánh dấu bằng sự lún chìm mạnh ở Biển Đông. Pliocence : là thời gian biển tiến rộng lớn và có lẽ đây là lần đầu tiên toàn bộ vùng Biển Đông hiện tại nằm dưới mực nước biển. Đệ Tứ Pleistocene (cách đây 5 triệu năm) : sự tách giãn càng lớn, trục tách giãn càng về phía Nam hơn. Do ảnh hưởng tách giãn đã hình thành các bồn trầm tích lún đáy nhanh, gọi là bồn nội mảng, chứa dầu khí như bồn Cửu Long, Nam Côn Sơn, các bồn ở Vịnh Thái Lan. Năng lượng thoát ra từ sự tách giãn đã thúc đẩy sự chuyển hoá dầu khí nhanh hơn. Các hoạt động kiến tạo do quá trình tách giãn ảnh hưởng lớn đến quá trình hình thành thềm lục địa Việt Nam cũng như các bồn trầm tích Đệ Tam trên thềm lục địa và đặc biệt là các bồn chứa dầu khí. Các quá trình kiến tạo này đã tác động trực tiếp vào các quá trình hình thành, di chuyển và tích tụ dầu khí ở các bồn trầm tích Đệ Tam. CÁC GIAI ĐOẠN HÌNH THÀNH, PHÁT TRIỂN THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM VÀ CÁC BỒN TRẦM TÍCH ĐỆ TAM. Thềm lục địa Việt Nam là phần rộng lớn nhất của rìa Tây Biển Đông Việt Nam. Thềm lục địa Việt Nam bao gồm các cấu trúc địa chất phức tạp trong đó chủ yếu là các bể trầm tích Đệ Tam với hệ thống dầu khí hấp dẫn và đa dạng trên rìa Tây Biển Đông Việt Nam. Sự tiến hoá địa chất của thềm liên quan tới sự hình thành và phát triển Biển Đông, đặc biệt từ cuối Mesozoic và trong suốt Cenozoic. Mở rộng lục địa vào Mesozoic và cố kết móng của các bể Đệ Tam. Các thành hệ cấu trúc trong móng của thềm lục địa là các phần kéo dài của các đới cấu trúc từ đất liền và bị biến đổi do các quá trình địa động lực thời Cenozoic. Sự hội tụ của các lục địa Âu Á và Gondwana sau khi kết thúc đại dương Mesozoic – Tethys vào Jurassic – Cretaceous đã làm cố kết móng của các bể Đệ Tam. Các hoạt động kiến tạo cuối Mesozoic đã liên kết các mảng lục địa trong đó có các đới biến chất trước Cambrian, các cấu trúc Palaeozoic và Mesozoic. Trong móng thềm lục địa Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ chủ yếu là các phức hệ xâm nhập nông và phun trào núi lửa từ trung tính đến acid và acid kiềm kiểu cung hội tụ Mesozoic muộn. Các cung xâm nhập nông và phun trào núi lửa trung tính acid và acid kiềm đã được tạo ra do sự va chạm của các lục địa cuối Mesozoic (58 – 178 triệu năm). Quá trình tạo núi muộn dọc theo rìa Tây Biển Đông Việt Nam còn tiếp tục tới đầu Cenozoic với sự hình thành các dãy núi và cung núi lửa á kiềm cạnh các trũng trước núi Cretaceous – Palaeocene – Eocene. Trầm tích Palaeocene hầu như không phát hiện thấy ở thềm lục địa Việt Nam. Đây là thời kỳ san bằng kiến tạo mang tính khu vực, đó là kết quả của hoạt động nâng lên và bị bóc mòn. Các thành tạo carbonat Palaeozoic và các phức hệ cung xâm nhập sâu hầu như bị biến dạng và tạo nên những khối móng nhô cao vào cuối Đệ Tam và có thể đầu Cenozoic, và đã trở thành những tầng chứa nứt nẻ và tạo nên các mỏ có tiềm năng dầu khí rất lớn của các bể Đệ Tam. Tách giãn Oligocene và sự hình thành các bể trầm tích Đệ Tam. Khi hai mảng lục địa Ấn Độ và Âu Á va chạm nhau, khối Đông Dương tách khỏi mảng Âu Á dọc theo đới đứt gãy Sông Hồng, và hệ quả của sự mở rộng đó là sự hình thành Biển Đông. Từ trung tâm tách giãn Biển Đông đã hình thành hàng loạt các địa hào và bán địa hào hẹp nhưng rất sâu được lấp đầy bởi những trầm tích vụn, thô có bề dày lớn. Sự mở rộng đáy biển đã bắt đầu từ Đông Bắc Biển Đông Việt Nam vào giữa Oligocene (khoảng 32 triệu năm) và xuống phía Nam vào Oligocene muộn, kết thúc muộn nhất vào cuối Miocene sớm (17 triệu năm) (Taylor và Hayes, 1983, Brias và nnk, 1993). Trên rìa Tây, hàng loạt các địa hào, bán địa hào cũng được hình thành chủ yếu trong Oligocene, đó là các trũng sâu của các bể Đệ Tam. Các hoạt động tách giãn của Biển Đông đã mở ra các bồn trũng của thềm lục địa và được ngăn cách bằng các đới nâng khu vực. Trầm tích Oligocene đã được thành tạo đồng thời với quá trình tách giãn và sụt lún. Trên thềm lục địa Đông Nam Bộ, các địa hào trong bể Cửu Long chịu sự khống chế chủ yếu của hệ thống đứt gãy Đông Bắc – Tây Nam và ít khi là hướng Đông Tây. Còn ở bể Nam Côn Sơn, hệ thống đứt gãy quan trọng là Đông Bắc – Tây Nam. Hầu hết các địa hào Oligocene trên thềm lục địa Việt Nam được lấp đầy bởi các trầm tích đầm hồ. Quá trình biển tiến Oligocene đã hình thành các trầm tích mịn, đó là các tầng giàu vật chất hữu cơ, nhiều nơi là đá sinh tốt của các bể Đệ Tam. Đây là thời kỳ quan trọng của địa chất dầu khí, vào thời kỳ này, các tầng sinh, chứa, chắn đã được hình thành ở hàng loạt các bể trầm tích. Ở khu vực mỏ Bạch Hổ, Rồng, Sư Tử các tập sét phủ trực tiếp lên đá móng chứa dầu nên chúng còn đóng vai trò là tầng chắn. Sụt lún sau tách giãn và các bể Đệ Tam mở rộng trưởng thành. Mặt bất chỉnh hợp gần đỉnh Oligocene có nơi gần đáy Miocene có thể tương ứng với sự thay đổi chế độ kiến tạo từ tách giãn sang sụt lún và oằn võng trên rìa Tây Biển Đông. Quá trình này dẫn đến sự hình thành lớp phủ mở rộng và kê gối lên các tập đồng tách giãn trong các địa hào tạo thành bể Đệ Tam. Sự sụt lún sau tách giãn kèm theo sự mở rộng các địa hào về phía các gờ nâng và liên kết các địa hào hình thành các bể Đệ Tam mở rộng. Trong các bể Đệ Tam trên thềm lục địa Việt Nam, các tập trầm tích Miocene bao trùm lên toàn bộ diện phân bố của mỗi bể và đạt tới mức độ cân bằng trong quá trình trưởng thành của bể. Các trầm tích Miocene và các trầm tích Oligocene có độ rỗng thường từ trung bình khá đến tốt. Trong các pha oằn võng hoạt động đứt gãy chỉ giới hạn ở các rìa bể, còn sự sụt lún nhiệt và sức nặng trầm tích oằn lõm đóng vai trò chính trong sự hình thành các bể Đệ Tam. Vào Miocene giữa, sự sụt lún cùng với sự mở rộng đã tạo điều kiện cho biển tiến sâu vào các bể Đệ Tam. Trong bể Nam Côn Sơn, các trầm tích biển nông chiếm ưu thế. Còn trong bể Cửu Long, các trầm tích từ châu thổ ngập biển đến trầm tích biển nông, ưu thế là trầm tích châu thổ hủy hoại hay thiếu hụt. Một số nơi các trầm tích sét châu thổ ngập biển và sét – vôi có hàm lượng tổng carbon hữu cơ cao đã được chôn vùi trong đới thành đá trong giai đoạn trưởng thành của các vật chất hữu cơ và trở thành tầng sinh có giá trị. Các trầm tích vụn Miocene thường có độ rỗng tốt trừ một số nơi có độ rỗng trung bình do bị xi măng carbonat hoá. Do đá carbonat có độ rỗng cao nên trở thành các đối tượng chứa lớn. Trong giai đoạn này thành tạo chủ yếu là các tầng chứa. Chuyển động nghịch đảo vào Miocene hình thành các bẫy cấu tạo. Do sự hút chìm của vi đại dương Biển Đông xuống dưới cung Luson – Đài Loan theo máng sâu Manila đã đẩy cung Luson dịch chuyển về phía Tây tạo các áp lực nén ép từ Miocene giữa và mạnh mẽ trong Miocene muộn. Cuối Miocene muộn, sự nén ép diễn ra phổ biến và mạnh mẽ trong các bể Đệ Tam và đã dẫn tới sự hình thành các hệ đứt gãy nghịch và hàng loạt các cấu tạo vòm có kích cỡ khác nhau từ rất lớn đến trung bình và nhỏ. Các pha nghịch đảo kiến tạo Miocene xảy ra không đồng đều trong các bể Đệ Tam, ở bể Cửu Long là vào Miocene giữa và Nam Côn Sơn là Miocene muộn. Tuy nhiên, mặt bất chỉnh hợp cuối Miocene (5.5 triệu năm) đã đánh dấu sự kết thúc pha nghịch đảo kiến tạo trên thềm lục địa Việt Nam vào cuối Miocene. Sự thay đổi trường áp lực đã dẫn đến sự hình thành một số cấu trúc riêng biệt như các vòm nâng địa phương, các uốn nếp và đứt gãy nở hoa. Ở bể Cửu Long, giai đoạn giữa Miocene giữa đánh dấu pha nghịch đảo kiến tạo sau khi tích tụ tập sét Rotalit và đã hình thành các bẫy cấu tạo trước thời điểm đá mẹ bước vào cửa sổ tạo dầu. Vì thế các bẫy cấu trúc đã đón được dầu sinh ra từ các tầng đá mẹ Oligocene. Trong khi đó, nhiều nơi trong bể Nam Côn Sơn, do các chuyển động nghịch đảo xảy ra muộn hơn vào cuối Miocene muộn nên chỉ nhận được sự nạp hydrocarbon trong pha di chuyển muộn hoặc các phần dầu tàn dư. San bằng cấu trúc và sự hình thành thềm lục địa. Vào thời kỳ Pliocence, hoạt động biển tiến bắt đầu ảnh hưởng và phát triển rộng khắp khu vực Biển Đông. Các tập trầm tích Pliocence và Đệ Tứ phủ trên mặt bất chỉnh hợp gần đỉnh Miocene khá bình ổn, hầu như không có biểu hiện của các hoạt động biến dạng, uốn nếp và đứt gãy. Sự sụt lún rõ ràng và tăng nhanh chiều dày trầm tích Pliocence và Đệ Tứ chủ yếu từ đới bờ đến sườn lục địa hiện tại. Các trầm tích Pliocence – Đệ Tứ được đặc trưng chủ yếu bởi các trầm tích vụn mịn với ít các lớp cát nằm trên mặt gián đoạn với chiều dày tăng dần về phía trung tâm. Phần lớn các tập trầm tích này có độ phân giải song song. Tuy vậy phần sườn ngoài của thềm thường là các cấu trúc nêm lấn có sự tiến triển về phía biển của các châu thổ. Các basalt Pliocence – Đệ Tứ lộ ra trên một số đảo nổi và khá nhiều đảo ngầm trên thềm lục địa Việt Nam. PHÂN CHIA CÁC BỒN TRẦM TÍCH Ở VIỆT NAM THEO QUAN NIỆM KIẾN TẠO MẢNG. Dưới tác động mạnh mẽ của kiến tạo, các bồn trầm tích Việt Nam được hình thành trong những bối cảnh kiến tạo không giống nhau, từ những thời kỳ địa chất khác nhau. Dưới quan điểm kiến tạo mảng có thể phân chia các nhóm bồn trầm tích ở Việt Nam như sau : 1. Bồn trầm tích nơi rift hoá : Biển Đông, nằm ngoài khơi bờ biển Trung Bộ nước ta, đã có hai giai đoạn tách dãn. Trong thời Cretaceous, Đông Dương – Borneo – Philippine, Hải Nam nối liền với nhau tạo thành một lục địa duy nhất, gọi là Indosinia Trung. Một đới tách dãn đầu tiên xảy ra từ thời Palaeogen, nay Borneo đi về phía Nam, khiến cho có một đáy đại dương ở phía Đông đảo Hải Nam. Vào thời kỳ Miocene một đới tách giãn thứ hai đã mở rộng Biển Đông thành một đại dương nhỏ, tạo ra một đới cuốn hút nữa về phía Bắc Borneo (Kalimantan). Hiện nay, đới tách giãn này vẫn còn hoạt động với vận tốc chậm. Bồn trầm tích Biển Đông ở phần lãnh hải Việt Nam có thể chia thành hai vùng: Vùng Tây Biển Đông: nguồn cung cấp vật liệu từ những con sông lớn, vật liệu lục nguyên là cơ bản. Vùng Đông Biển Đông: vật liệu lục nguyên không lớn lắm, nhưng trầm tích carbonat phong phú. 2. Bồn trầm tích nơi cung magma : Trường Sơn Việt Nam, đới uốn nếp Tây Bắc, đới uốn nếp Nam Bộ có những trầm tích nằm vào đới cung đảo, là nơi vỏ đất va chạm mãnh liệt, phá huỷ sâu đậm. 3. Bồn trầm tích nơi phay đổi dạng : a. Bồn Sông Hồng: Trũng Sông Hồng – Vịnh Bắc Bộ đã từng là một đới cuốn hút, rồi một phay đổi dạng và cuối cùng là một bồn trầm tích quan trọng có xâm nhập biển vào thời cận sinh. Bồn Sông Hồng gồm có các lô: 103, 105, đến 110, 112, 113, 114, và 116. Bồn Sông Hồng, từ kết quả tìm kiếm thăm dò dầu khí, có thể xem như là một địa hào trầm tích Cenozoic với chiều dày đạt tới 12 - 14 km và tiềm năng dầu khí rất khả quan. b. Bồn Phú Khánh: Bồn Phú Khánh hình thành từ phay đổi dạng Quy Nhơn (do tách dãn Biển Đông) và hiện tại là một bồn trầm tích biển sâu. Ở phía Tây là triền lục địa, ở phía Đông Nam ngăn cách với bồn Cửu Long bởi khối nâng Tuy Hoà. Bồn Phú Khánh bao gồm các lô :122 đến 126 có cấu trúc sụp lún, hình thành trên những khối đá magma – biến chất trước Đệ Tam. Vật liệu trầm tích của bồn này đá mảnh vỡ chiếm ưu thế và những lắng đọng carbonat, phun trào nhỏ từ Oligocene (Eocene?) cho đến Đệ Tứ trong môi trường lục địa, gần biển và biển. Chiều dày trầm tích thay đổi từ hơn 10,000m ở trung tâm bồn cho tới nhỏ hơn 500m ở dọc theo bờ Tây của bồn. 4. Bồn trầm tích nội mảng : Bồn Cửu Long, Nam Côn Sơn, Mã Lai – Thổ Chu hình thành do quá trình rift hoá ngắn hạn. Khu vực vỏ lục địa bị lún chìm do các đứt gãy sụp trong quá trình rift hoá ngắn hạn và phủ lên bằng trầm tích biển nông, do biển tràn từ Oligocene sớm lên móng đá trầm tích – xâm nhập – biến chất trước Eocene đã tạo nên triển vọng dầu khí lớn. Cấu trúc thành lập bồn gồm có các đá móng granitoid, bị làm xốp, hang hốc bởi các hoạt động nhiệt dịch cận sinh rất mạnh, do sự tách giãn đáy Biển Đông gây ra từ Oligocene sớm tới nay. Nó còn chịu ảnh hưởng của quá trình phong hoá đá móng, sự co nhiệt độ của đá và tác động kiến tạo tạo ra các khe nứt trong móng đá của các bồn này. Các địa hào do rift hoá ngắn hạn này được sự hỗ trợ rất lớn của nhiệt lưu xuất phát từ đới tách giãn đó, khiến cho dầu khí đạt tuổi trưởng thành sớm (có nơi khá già), tạo nên một loại dầu sánh đặc và khí khô. Móng đá có độ rỗng, độ thấm thứ cấp đã rút dầu và khí từ lớp đá cát thô có tuổi trẻ hơn, đây là một trường hợp đặc biệt hiếm gặp trên thế giới. PHẦN II ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO ĐỐI VỚI SỰ HÌNH THÀNH VÀ TÍCH TỤ DẦU KHÍ TRONG CÁC BỒN TRẦM TÍCH TRÊN THỀM LỤC ĐỊA MIỀN NAM VIỆT NAM. CHƯƠNG 3 BỒN TRŨNG CỬU LONG. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ. Bồn trũng Cửu Long nằm phía Đông thềm lục địa Nam Việt Nam, trong khoảng giữa 90 đến 110 vĩ độ Bắc đến 1090 kinh độ Đông, kéo dài dọc theo bờ biển Phan Thiết đến cửa Sông Hậu, với diện tích châu thổ hiện tại là 400 ngàn km2. Bồn trũng Cửu Long nằm gần các cảng lớn Vũng Tàu, TP Hồ Chí Minh và các khu vực trọng điểm kinh tế, các khu công nghiệp là các cơ sở dịch vụ tốt cho công tác thăm dò khai thác dầu khí, rất thuận lợi cho việc xây dựng cơ sở sử dụng, chế biến các sản phẩm dầu khí như nhà máy tua bin khí, nhà máy phân bón, nhà máy hoá lỏng khí, lọc dầu. Bồn Cửu Long được đánh giá là có tiềm năng dầu khí lớn nhất Việt Nam với khoảng 700 – 800 triệu m3 dầu. Việc mở đầu phát triển dầu trong đá móng phong hoá nứt nẻ ở mỏ Bạch Hổ là sự kiện nổi bật nhất, không những làm thay đổi phân bố trữ lượng và đối tượng khai thác mà còn tạo ra một quan điểm địa chất mới cho việc thăm dò dầu khí trên thềm lục địa Việt Nam. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CẤU TRÚC KHU VỰC. Bể Cửu Long là một bể tách giãn, lịch sử phát triển bể trong mối liên quan với lịch sử kiến tạo khu vực có thể chia thành 3 thời kỳ chính : Thời kỳ trước tạo rift : Đây là thời kỳ hình thành đá móng trước Đệ Tam. Từ Jurassic muộn đến Palaeocene là thành tạo đai magma mà ngày nay lộ ra ở thềm lục địa Nam Việt Nam và nằm dưới các trầm tích Cenozoic ở bể Cửu Long và Nam Côn Sơn. Các đá magma chủ yếu là diorite, granodiorit của phức hệ Định Quán với thành phần vôi kiềm, granite giàu kiềm của phức hệ Đèo Cả và Cà Ná và các đá đai mạch, phun trào Rhyolite, andesite đi cùng. Có số ít các dạng đá cổ hơn cũng có mặt trong khu vực này và trong móng. Thời kỳ đồng tạo rift (Eocene – Oligocene) : Các khối đứt gãy và các trũng trong bể Cửu Long được tạo nên bởi các hoạt động đứt gãy từ Eocene tới Oligocene có liên quan đến quá trình tách giãn. Có nhiều đứt gãy định hướng theo phương Đông – Tây, Bắc – Nam, và Đông Bắc – Tây Nam. Các đứt gãy chính điển hình là các đứt gãy thuận trườn thoải cắm về Đông Nam. Do kết quả của các chuyển động theo các đứt gãy chính này, các khối cánh treo đã bị phá huỷ mạnh mẽ và xoay khối với nhau. Quá trình này đã tạo ra nhiều bán địa hào bị lấp đầy bằng các trầm tích tuổi Eocene – Oligocene sớm. Quá trình tách giãn tiếp tục phát triển làm cho bể lún chìm sâu hơn và tạo nên hồ sâu trong đó đã tích tụ các tầng trầm tích sét hồ rộng lớn. Ở vùng trung tâm bể, nơi có các tầng sét hồ dày , mặt các đứt gãy trở nên cong hơn và kéo xoay các trầm tích Oligocene. Sự kết thúc hoạt động của phần lớn các đứt gãy và bất chỉnh hợp ở nóc trầm tích Oligocene đã đánh dấu sự kết thúc thời kỳ đồng tạo rift. Trầm tích Eocene – Oligocene trong các trũng chính có thể đạt đến 5000m. Thời kỳ sau tạo rift (Miocene sớm – hiện tại) : Quá trình tách giãn kết thúc và quá trình nguội lạnh diễn ra tiếp theo. Các hoạt động đứt gãy yêu vẫn còn xảy ra. Các trầm tích Miocene dưới đã phủ chờm lên địa hình Oligocene. Hoạt động biển tiến đã tác động lên phần Đông Bắc bể, trong khi đó ở phần Tây bể vẫn ở điều kiện lòng sông và châu thổ. Tầng đá núi lửa dày và phân bố rộng trong Miocene dưới ở phần Đông phụ bể Bắc có lẽ liên quan đến sự kết thúc tách giãn đáy biển ở Biển Đông. Vào cuối Miocene sớm trên phần lớn diện tích bể Cửu Long, nóc trầm tích Miocene hạ, hệ tầng Bạch Hổ được đánh dấu bằng biến cố chìm sâu bể với sự thành tạo tầng sét biển chứa Rotalia rộng khắp và tạo nên tầng đánh dấu địa tầng và tầng chắn khu vực cho toàn bể. Vào Miocene giữa, môi trường biển ảnh hưởng lên bể Cửu Long ít hơn, vào thời gian này, môi trường lòng sông tái thiết lập ở phần Tây Nam bể, ở phần Đông Bắc bể các trầm tích được tích tụ trong điều kiện ven bờ. Từ Miocene muộn đến hiện tại, bể Cửu Long đã hoàn toàn thông với bể Nam Côn Sơn và sông Mekông trở thành nguồn cung cấp trầm tích cho cả hai bể. Các trầm tích hạt thô được tích tụ ở môi trường ven bờ ở phần Nam bể và ở môi trường biển nông ở phần Đông Bắc bể. Các trầm tích hạt mịn hơn được vận chuyển vào vùng bể Nam Côn Sơn và tích tụ tại đây trong điều kiện nước sâu hơn. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH HYDROCARBON. Trầm tích Cenozoic bồn trũng Cửu Long có bề dày khá lớn và được phát triển liên tục. Tướng trầm tích chủ yếu là cát, bột, sét tam giác châu và ven biển. Các thành tạo trầm tích trong suốt thời kỳ Đệ Tam chứa rất giàu vật chất hữu cơ thuộc kerogen loại I, II. Các thành tạo trầm tích có tuổi Oligocene sớm và Miocene sớm được lắng đọng chủ yếu trong điều kiện đồng bằng sông rất nghèo vật chất hữu cơ. Tầng đá mẹ duy nhất có khả năng sinh dầu ở bể Cửu Long là trầm tích Oligocene (Trần Công Tào, 1996). Tập sét này có nguồn gốc đầm hồ, chuyển tiếp giữa biển và lục địa, rất giàu vật chất hữu cơ. TOC : 0.22 – 11.88%. Diện tích phân bố của chúng rộng song chúng chỉ tập trung chủ yếu ở các địa hào, hố sụt đã được hình thành trước đó. Điều kiện nhiệt độ đã đạt tới ngưỡng tạo dầu, phần lớn thuộc kerogen loại II có chất lượng dầu tốt của tập trầm tích được sinh thành trong thời kỳ biển tràn rộng lớn nhất ở cuối Oligocene. Các trầm tích hạt mịn tuổi Miocene không có khả năng sinh dầu. Bởi vì chúng chứa carbon quá thấp < 0.53%, mặc dù điều kiện nhiệt độ đã đạt tới ngưỡng tạo dầu. TOC : 0.2 – 1.08%. Tiềm năng sinh dầu không cao. Chỉ sinh khí. Các thành tạo Miocene chứa nhiều vật liệu trầm tích núi lửa phủ bất chỉnh hợp lên các trầm tích cổ hơn có diện phân bố rộng hơn. Trầm tích lắng đọng trong môi trường cửa sông, các vũng vịnh đối với Miocene hạ, ven bờ, biển nông đối với Miocene trung và thượng. Tuy nhiên, các trầm tích này cũng không phong phú vật liệu hữu cơ 0.37 – 1.25%. Carbon hữu cơ chung cho cả Eocene và Oligocene là 0.9 – 2.7% (phổ biến từ 1 – 1.5%), vật liệu hữu cơ thuộc kerogen loại II là chính. Cơ chế sinh dầu và dịch chuyển vào các bẫy trong đá móng có thể hiểu như sau : Vào thời kỳ đồng tạo rift (Eocene – Oligocene) các hoạt động kiến tạo, đứt gãy có liên quan đến quá trình tách giãn đã tạo nên các trũng và đứt gãy. Các đứt gãy chính hay đới phá huỷ kiến tạo chủ yếu có phương Đông Bắc – Tây Nam, Đông – Nam. Do kết quả của các chuyển động theo các hệ thống đứt gãy này đã tạo nên các bán địa hào Tây, Đông, Bắc Bạch Hổ được lấp đầy bởi các trầm tích Eocene (?) – Oligocene. Quá trình tách giãn tiếp tục phát triển dẫn tới bể lún chìm mạnh mẽ, sâu hơn và các trầm tích sét đầm hồ được chôn vùi với tốc độ lớn hơn. Tiếp theo, vào các thời kỳ sau lại được lắng đọng các trầm tích trẻ hơn phủ trực tiếp lên chúng. Cùng với quá trình chôn vùi là sự gia tăng nhiệt độ. Dưới tác động của hai yếu tố này, vật chất hữu cơ trong đá trầm tích đã đạt tới ngưỡng trưởng thành. Các chỉ tiêu địa hoá về mức độ trưởng thành của vật chất hữu cơ sinh dầu đều cần phải đạt tới điều kiện nhiệt độ, áp suất cao. Trong đó, nhiệt độ là tác nhân thúc đẩy quá trình trưởng thành và chuyển hoá vật chất hữu cơ thành dầu khí và di chuyển vào tầng chứa. Nguồn nhiệt thúc đẩy quá trình trưởng thành và chuyển hoá vật chất hữu cơ thành dầu khí có liên quan với các hoạt động kiến tạo đóng vai trò chủ đạo. Nguồn nhiệt sinh ra từ các hoạt động kiến tạo như tách giãn, sụt lún, hút chìm và va chạm nhiệt giữa các mảng và cộng với nguồn nhiệt sinh ra do các giai đoạn biến chất đã cung cấp năng lượng sưởi ấm hydrocarbon bên dưới. Vào cuối Oligocene đầu Miocene, đã hình thành tầng sét Rotalite mang tính khu vực cho toàn bồn trũng cho nên lượng nhiệt được giữ lại do lớp chắn đã hoàn chỉnh. Do đó thuận lợi cho sưởi ấm vật chất hữu cơ ở dưới sâu, kích thích sự chuyển hoá mạnh mẽ vật liệu hữu cơ sang hydrocarbon. CÁC HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO CHÍNH ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH BẪY CHỨA. Hoạt động đứt gãy và uốn nếp : Các đứt gãy khi xuyên cắt qua một loạt địa tầng trong khu vực có thể đóng những vai trò khác nhau: Phục vụ cho sự di chuyển hoặc là chứa chất lưu. Đóng vai trò là vật chắn hoặc tạo nên những miền khép kín không thấm. Các hệ thống đứt gãy ở bể Cửu Long có thể nhóm thành 4 hệ thống chính: Đông – Tây, Đông Bắc – Tây Nam, Bắc – Nam và nhóm các đứt gãy khác. Trong đó hệ thống đứt gãy Đông – Tây, Đông Bắc – Tây Nam, Bắc – Nam đóng vai trò quan trong. Các đứt gãy hoạt động mạnh trong đá móng và trầm tích Oligocene. Chỉ có rất ít đứt gãy còn hoạt động trong trầm tích Miocene dưới. Các đứt gãy hướng Đông Bắc – Tây Nam thường là các đứt gãy giới hạn kiến tạo và các đứt gãy phương Đông – Tây, Bắc – Nam có vai trò đặc biệt trong phạm vi từng cấu tạo. Hoạt động nén ép vào cuối Oligocene đã gây ra nghịch đảo nhỏ trong trầm tích Oligocene và các đứt gãy nghịch nhỏ ở một số nơi. Các nếp uốn ở bể Cửu Long chỉ gắn với trầm tích Oligocene với 4 cơ chế : Nếp uốn gắn với đứt gãy căng dãn được phát triển ở cánh sụt của các đứt gãy chính. Chúng thường có liên quan đến móng và thuận lợi cho việc phát triển các nứt nẻ phá huỷ theo kiểu phá huỷ trên cánh treo của đứt gãy. Các nếp uốn nén ép được thành tạo vào cuối Oligocene và chỉ được nghiên cứu trong các địa hào chính. Phủ chờm của trầm tích Oligocene lên trên các khối cao móng cổ là đặc điểm phổ biến nhất ở bể Cửu Long. Các nếp lồi gắn với nghịch đảo trầm tích sẽ có thể được tìm thấy nếu căn cứ vào lịch sử kiến tạo. Hoạt động magma : Các đá magma được phát hiện hàng loạt ở các giếng khoan, chúng thuộc 2 kiểu : các đá phun trào và các đá xâm nhập. Các đá xâm nhập : Các đá xâm nhập được phát hiện trong mặt cắt trầm tích Oligocene dưới và phần thấp của Miocene dưới. Chúng bao gồm loạt các thể xâm nhập còn kẹp các lớp trầm tích mỏng bên trong. Trong một số trường hợp, các thể xâm nhập này bị phong hoá từng phần. Bề dày của chúng thay đổi từ vài m đến hơn 100m. Chúng được xác định là andesite, andesite – basalt. Tuổi các đá này đa số là Oligocene, một số thể xâm nhập có thể có tuổi Miocene sớm và chúng có lẽ liên quan đến biến cố núi lửa cùng thời. Phân bố của các thể xâm nhập mang tính địa phương. Các đá xâm nhập thường gặp ở hàng loạt giếng khoan thuộc các lô 16, 17 mỏ Rồng, Bạch Hổ, đặc biệt là ở lô 01, 02. Các đá phun trào : Hoạt động magma phun trào ở bể Cửu Long diễn ra trong 3 giai đoạn chính: Eocene – Oligocene sớm, Oligocene muộn và Miocene sớm. Dạng nằm của đá magma phun trào khác nhau từ dạng nêm, đai, mạch…xuyên cắt đá vây quanh đến dạng lớp hoặc thấu kính xen kẽ với các tập trầm tích. Bề dày, diện phân bố của đá biến đổi mạnh cả theo không gian lẫn thời gian và liên quan chủ yếu vào đặc tính hoạt động kiến tạo, và đặc biệt là hệ thống đứt gãy của từng khu vực. Thành phần đá magma phun trào khác nhau từ magma acid, trung tính đến magma basic. Pha hoạt động núi lửa này phát triển trên một vùng rộng lớn cùng với các vụn núi lửa của nó đã tạo nên một tầng phản xạ địa chấn mạnh trong trầm tích Miocene dưới ở phần Tây phụ bể Bắc. Pha núi lửa này được cho là có liên quan đến sự kết thúc tách giãn đáy biển ở bể Biển Đông (17 triệu năm trước). Do đá magma phun trào được thành tạo và tồn tại ở những điều kiện khác nhau nên chúng bị tác động bởi các quá trình biến đổi phong hoá, nứt nẻ và nhiệt dịch không giống nhau. Hầu hết các đá magma phun trào trong vùng khi còn tươi hoặc mới bị biến đổi yếu là những đá không hoặc chỉ có khả năng thấm chứa rất kém. Các quá trình biến đổi thứ sinh nói trên đã làm thay đổi không chỉ thành phần khoáng vật mà còn cả tính chất thạch vật lý của đá. Hệ thống khe nứt : Các khe nứt thành tạo trong các đá xâm nhập là mối quan tâm chính trong đó quan trọng nhất là các khe nứt liên quan đến : Quá trình nguội lạnh các thân magma (khe nứt nguyên sinh). Hoạt động đứt gãy. Dịch chuyển cánh treo. Bóc lớp và phong hoá. Nhưng ở đây chỉ quan tâm tới hệ thống khe nứt do kiến tạo gây nên, đó là khe nứt do hoạt động đứt gãy và dịch chuyển cánh treo của đứt gãy. Đới phá huỷ đứt gãy : Khi đá bị ngoại lực (lực kiến tạo) tác dụng, trong đá xuất hiện ứng lực. Khi ứng lực vượt quá một giới hạn nào đó (gọi là giới hạn bền), đá bị biến dạng phá huỷ, trong đá xuất hiện các mặt nứt gọi là các khe nứt. Nếu dọc theo các mặt nứt này khối đá bị nứt ra, dịch chuyển tương đối với nhau thì các khe nứt đó được gọi là đứt gãy. Các khe nứt trong đới phá huỷ thường gần như song song với đường phương chính của đứt gãy ngoại trừ các hệ thống khe nứt phức hợp do các chuyển động có quy mô lớn lập đi lập lại tạo nên. Các đới đứt gãy có tiềm năng chứa cao như thế nào là tùy thuộc vào loại đá và quá trình phá huỷ. Trong điều kiện dòn ở phần trên của vỏ Trái Đất, các đá trong đới đứt gãy bị cà nát dần trong quá trình chuyển động để tạo nên “dăm kết kiến tạo” hoặc “sét kiến tạo”. Đới sét kiến tạo chứa các hạt rất mịn và thường giống như là sét và không có tiềm năng chứa. Trái lại, đới dăm kết được thành tạo từ các mảnh vỡ kích thước khá lớn và tạo nên đới đá chứa tuyệt vời. Phá hủy trên cánh treo đứt gãy : Trong quá trình hoạt động đứt gãy, khối đứt gãy ở cánh treo sẽ dịch chuyển trên khối cánh trượt đứt gãy. Nếu mặt trượt không phẳng và sự dịch chuyển thay đổi theo đường phương của đứt gãy sẽ bị thay đổi hình dạng. Khi quá trình này diễn ra sẽ thành tạo các khe nứt và dịch chuyển sau đó dọc theo các khe nứt này tạo nên các đứt gãy nhỏ. Trên thực tế, mặt trượt của các đứt gãy thường không phẳng và có biên độ dịch chuyển thay đổi mạnh theo đường phương. Trong quá trình dịch chuyển thì một phần lớn cánh treo sẽ bị dịch chuyển trên bề mặt gồ ghề uốn khúc và do đó phần cánh treo này sẽ thường bị nứt nẻ trên những vùng rộng lớn hơn. Các đới nứt nẻ xảy ra ở hầu khắp phần cánh treo của đứt gãy. Do ảnh hưởng của các hoạt động kiến tạo trên, các bẫy chứa trong khu vực bồn trũng Cửu Long đã được hình thành với các đặc điểm sau : Khối nâng cao của móng nứt nẻ chịu ảnh hưởng của các hệ thống đứt gãy. Bẫy cấu tạo dạng vòm, vòm đứt gãy, khối đứt gãy… tồn tại ở các tập có tuổi Oligocene và Miocene dưới. Bẫy địa tầng liên quan đến các thân cát tuổi Oligocene và Miocene. Hydrocarbon sẽ dịch chuyển vào bẫy sau khi bẫy đã được thành lập. Vào giai đoạn Miocene, bể Cửu Long nhận nhiều vật liệu trầm tích nhất. Sau khi tầng sét Rotalite của điệp Bạch Hổ được hình thành, các hoạt động kiến tạo vào Miocene trung đã hình thành nên các bẫy cấu trúc trong bể Cửu Long ngay trước khi đá mẹ trưởng thành đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự lấp đầy của bẫy ngay từ khi có sự dịch chuyển nguyên sinh của hydrocarbon (thời gian dịch chuyển ra khỏi đá mẹ vào đá chứa là khoảng 10.4 – 10.5 triệu năm, tương ứng vào thời kỳ cuối Miocene trung, đầu Miocene thượng và hiện nay vẫn tiếp tục) cho thấy bẫy được hình thành trước thời gian sinh và đẩy dầu ra khỏi đá mẹ. Có một ít dầu ở phần đá mẹ Oligocene ở các trũng sâu đã di chuyển vào các bẫy địa tầng hình thành cùng lúc với hoạt động trầm tích của Oligocene và Miocene sớm. Vào đầu Miocene hạ, đây là thời kỳ bắt đầu một chu kỳ kiến tạo mới của bể Cửu Long, là thời kỳ sau tạo rift. Vào thời kỳ này các hoạt động đứt gãy yếu hoặc ngưng nghỉ. Do ảnh hưởng của quá trình biển tiến nên trầm tích chủ yếu là bột, bột sét và sét. Ngoài ra còn có bẫy do màn chắn kiến tạo hình thành ở Oligocene dưới. Các bẫy này phụ thuộc vào khả năng chắn của đứt gãy. Nguyên nhân là do hoạt động kiến tạo vào cuối Oligocene sớm và đầu Oligocene muộn. Vào Oligocene sớm, xảy ra chuyển động nâng lên mạnh mẽ của khối móng granite Bạch Hổ. Vào Oligocene muộn, những đứt gãy đồng tạo rift đã được sinh thành từ giai đoạn Oligocene sớm tiếp tục hoạt động và hàng loạt đứt gãy thuận được hình thành ở cánh phía Đông, trong khi đó ở cánh phía Tây của khu vực bắt đầu xảy ra sự nén ép cục bộ mạnh mẽ và hình thành các đứt gãy nghịch cắm sâu vào khối móng granite làm cho các thành tạo được hình thành trong Oligocene sớm bị phá vỡ và uốn cong. Ví dụ như ở mỏ Bạch Hổ gồm các loại bẫy : bẫy màn chắn kiến tạo, bẫy địa tầng (trong Oligocene), cấu tạo vòm (Miocene hạ) ĐẶC TÍNH THẤM CHỨA CỦA ĐÁ MÓNG. Các đá móng kết tinh ở bể Cửu Long được thành tạo trong một khoảng thời gian dài từ Triassic muộn đến Cretaceous muộn. Đá móng có thành phần không đồng nhất và đã bị tác động, ảnh hưởng mạnh mẽ của nhiều quá trình biến đổi hậu magma. Sự khác nhau về thời gian thành tạo cũng như về thành phần là một trong những nguyên nhân dẫn đến mức độ biến đổi không đồng nhất của đá móng. Kết quả của hai quá trình phá huỷ kiến tạo và hoạt động nhiệt dịch đã làm biến đổi sâu sắc tính chất thạch vật lý cũng như thành phần của đá móng. Đây là những nguyên nhân chính dẫn đến việc hình thành các đặc tính thấm chứa của đá móng. Các hoạt động kiến tạo là một trong những nguyên nhân gây ra biến đổi đá móng một cách sâu sắc mang tính toàn khu vực. Hoạt động kiến tạo ở bể Cửu Long xảy ra chủ yếu ở Mesozoic và tái hoạt động trở lại ở đầu Cenozoic. Cường độ của các hoạt động kiến tạo có lẽ xảy ra mạnh nhất trong hai thời kỳ : một từ cuối Triassic đến cuối Cretaceous và một là thời gian tách giãn của móng để thành tạo rift (cuối Eocene và đầu Oligocene). Ở thời kỳ sau, những hoạt động kiến tạo bao gồm các chuyển động thẳng đứng, chuyển động ngang và chuyển động xoay quanh đã phân cách đá móng ra thành các khối khác nhau. Kết quả của những hoạt động này đã tạo ra hàng loạt các hệ thống đứt gãy phát triển theo phương Đông Bắc – Tây Nam và phương Đông – Tây. Nhiều hoạt động núi lửa đã xảy ra mạnh mẽ và rộng khắp. Hậu quả các hoạt động kiến tạo nói trên đã làm cho đá móng bị nứt nẻ, đập vỡ và cà nát ở những mức độ khác nhau. Bên cạnh đó các hoạt động kiến tạo cũng làm phát sinh, phát triển và tồn tại trong nhiều đá móng nứt nẻ các khe nứt phát triển theo các hướng khác nhau. Tuy nhiên những khe nứt có hướng vuông góc với những đứt gãy chính ở mỗi khu vực là phát triển hơn cả. Nhìn chung, những đới có cường độ nứt nẻ cao thường nằm trùng vào những đới có đứt gãy và phá huỷ lớn và cường độ nứt nẻ có xu thế giảm dần theo xu thế giảm của cường độ hoạt động đứt gãy. Quá trình nứt nẻ, cà nát và vỡ vụn nói trên không làm thay đổi về thành phần nhưng làm thay đổi mạnh về cấu trúc, cấu tạo và đặc biệt về tính chất thạch vật lý của đá móng. Và do đó đã làm cho đặc tính thấm chứa của đá móng tốt hơn. ĐẶC ĐIỂM TẦNG CHẮN. Các kết quả nghiên cứu và thực tế tìm kiếm, thăm dò, khai thác cho đến nay ở bể Cửu Long đều đã kết luận rằng tầng chắn khu vực là tập sét kết biển chứa Rotalia có tuổi Miocene sớm. Do vào Miocene hạ, môi trường trầm tích chịu ảnh hưởng của hoạt động biển tiến nên trầm tích chủ yếu là bột, bột sét và sét. Và đặc biệt là tập sét Rotalite (chứa trùng lỗ Rotalia) phát triển mạnh cả về không gian và thời gian, chiếm hầu hết diện tích bể Cửu Long và trở thành màn chắn dầu lý tưởng. Trong khi đó, các tích tụ dầu khí trong các bẫy chứa đá móng ở các mỏ hầu hết được chắn bởi các tập sét tuổi Oligocene màu xám, xám đen có thành phần khác nhau và có chiều dày thay đổi và không có quy luật. Yếu tố quan trọng hàng đầu bảo đảm tính hiệu quả của tầng chắn là độ đồng nhất về thành phần và độ đồng trưởng thành của các tập sét Oligocene phủ trên móng tạo nên tầng chắn. Đối với sự thành tạo tầng chắn có tuổi Oligocene và Miocene sớm thì các hoạt động kiến tạo sau Miocene sớm đóng vai trò chính. Bởi lẽ, trong Miocene trung, lún chìm khu vực vẫn tiếp tục từ Miocene sớm và có một pha nâng lên vào cuối thời kỳ này. Tiếp theo, từ Miocene muộn, sự lún chìm mạnh xảy ra ở Biển Đông và phần rìa của nó. Và cuối cùng là biển tiến rộng khắp dẫn đến khu vực Biển Đông nằm dưới mực nước biển. Tầng chắn bao gồm các vật liệu sét thuộc các tướng trầm tích sau : sét biển, bưng, đìa, vũng, vịnh, đồng bằng ngập lụt, lòng hồ thuộc các môi trường sông ngòi, đồng bằng tam giác châu, lòng hồ. Thời kỳ đồng tạo rift hình thành nên những tập sét thuộc môi trường hồ hoặc sét tràn bờ xen kẽ. Nhưng tập sét này phân bố không liên tục, chủ yếu là ở trung tâm địa hào. Trong khu vực Đông Bắc, các tập sét chủ yếu hình thành trong môi trường lòng hồ, độ dày cao, vật liệu đồng nhất do lục địa đưa ra tạo nên một tầng chắn tốt cho móng và trầm tích Oligocene. Do đó khu vực Đông Bắc khả năng tìm thấy dầu chứa trong đá móng và đá chứa Oligocene tương đối cao. Tầng chắn thuộc môi trường biển nông của bể Cửu Long được đánh giá là tốt hơn hẳn so với tầng chắn Oligocene, do hàm lượng sét cao đến 90 – 95%, vài nơi lên đến 100%. Thành phần chủ yếu là montmorilonite. Trong bể Cửu Long, các thành tạo sét có chiều dày khá lớn của điệp Trà Tân và phụ điệp Bạch Hổ có diện phân bố khá rộng lớn. Chúng vừa có vai trò đá sinh dầu và tầng chắn có hiệu quả. Tầng chắn là tập sét Rotalite có hàm lượng sét 90 – 95%, thành phần khoáng sét chủ yếu là montmorilonite. Đây là tầng chắn tốt cho cả dầu và khí. MỎ BẠCH HỔ. Mỏ Bạch Hổ nằm ở giữa phần nâng trung tâm trũng Cửu Long, cách Thành phố Vũng Tàu 120 km về phía Đông Nam, chia làm 3 vùng : vòm Bắc, vòm Nam, vòm Trung Tâm. Vòm Trung Tâm : là phần cao nhất của cấu tạo Bạch Hổ, đó là những địa luỹ lớn của phần móng, được nâng cao hơn so với vòm Bắc và vòm Nam. Vòm Bắc : là phần phức tạp nhất của khối móng, được chia cắt bởi hệ thống đứt gãy chính của mỏ, tạo ra các bậc thang của vòm cấu tạo. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH THÂN DẦU MÓNG MỎ BẠCH HỔ. Quá trình hình thành cấu tạo : Cấu tạo Bạch Hổ nói riêng và bồn trũng Cửu Long nói chung phát sinh và phát triển trên móng núi lửa – pluton tuổi Mesozoic muộn thuộc rìa lục địa tích cực. Trong Palaeozoic và Mesozoic sớm, bồn trũng Cửu Long trải qua chế độ hoạt hoá magma kiến tạo mang đặc trưng của rìa lục địa tích cực. Nhờ đó đã tạo nên vòng cung magma kéo dài theo phương Đông Bắc – Tây Nam. Quá trình hút chìm được hình thành rất mạnh theo chu kỳ được phản ánh trong sự hình thành phức hệ magma với nhiều pha tiêm nhập của khối nóng chảy. Kèm theo đó là hoạt động kiến tạo phá huỷ mạnh mẽ tạo nên những đới phá huỷ kiến tạo có phương cùng với phương của đới núi lửa pluton. Trong phạm vi cấu tạo Bạch Hổ có ba phức hệ magma xâm nhập có tuổi khác nhau : Phức hệ đá magma cổ nhất – phức hệ Hòn Khoai có tuổi thời kỳ Triassic muộn, tương ứng với đứt vỡ đầu tiên và phá huỷ của đại lục Pangea. Các thành tạo của phức hệ phân bố chủ yếu ở phần phía Đông của vòm Bắc với đặc điểm thành phần khoáng vôi kiềm. Phức hệ Hòn Khoai có thể được sinh ra trong sự hút chìm của mảng đại dương, dung dịch magma từ lớp thượng manti xuyên qua lớp thạch quyển và lôi kéo theo các sản phẩm nóng chảy của lớp vỏ trầm tích phía trên, do mất năng lượng sớm nên dung dịch magma kết tinh hạt mịn ở dưới sâu 30 - 40km (theo phân loại của Khain.V.N, và Lomise M.E). Phức hệ Định Quán có tuổi thời kỳ Jurassic muộn, phân bố chủ yếu ở vòm Bắc dưới dạng từng đám nhỏ và gặp rải rác ở vòm Trung Tâm. Phức hệ magma này xuất hiện vào thời điểm tác động mạnh mẽ của các hoạt động kiến tạo với các quá trình tách giãn và di chuyển của các mảng. Các đá của phức hệ có thành phần khoáng vôi – kiềm chuyển sang kiềm – vôi. Phức hệ Định Quán có thể được sinh ra trong giai đoạn cuối của quá trình hút chìm của mảng đại dương, dung dịch magma acid yếu Định Quán được dâng lên từ phần dưới của lớp vỏ cố kết lục địa và kết tinh ở độ sâu không lớn : 20 – 25km (đặc trưng bởi tính không đồng nhất các thành phần của phức hệ). Phức hệ Cà Ná có tuổi Cretaceous muộn tương ứng với thời kỳ va chạm mạnh của các mảng thạch quyển (tạo thành vành đai magma dọc theo rìa Đông mảng Đông Nam Á). Các thành tạo của phức hệ phổ biến toàn cấu tạo, đặc biệt tập trung ở vòm Trung Tâm. Tính ưu thế về thành phần kiềm của khoáng vật cho thấy phức hệ được sinh ra trong giai đoạn tắt dần hoạt động của đới hút chìm và phát triển vỏ lục địa với sự có mặt của các đới tách giãn. Dung dịch magma acid Cà Ná xuất hiện từ phần trên của lớp vỏ cố kết lục địa và kết tinh ở độ sâu nhỏ : 15 – 20km. Đi kèm với các xâm nhập là các hoạt động phun trào núi lửa tạo nên các đai mạch gabbro, toleit – basalt, andesite… Hoạt động kiến tạo trong suốt giai đoạn này không chỉ phá huỷ các phức hệ đá magma mà còn tạo ra các hệ thống nứt nẻ trong nó. Tuy nhiên vào cuối giai đoạn này, hầu hết chúng vẫn còn đặc sít với cường độ nứt nẻ thấp. Kết thúc giai đoạn tạo móng trước Cenozoic là quá trình nâng lên của vùng chi phối bởi sự dâng lên của quyển mềm. Palaeocene Hầu hết đá móng vẫn còn ở cận mặt đất và quá trình phong hoá chỉ diễn ra dần dần ở những khối nhô ra. Hoạt động kiến tạo trong giai đoạn này đã tạo ra những đứt gãy mới hướng Đông Bắc – Tây Nam, các nứt nẻ liên quan và vài thể tường cắt qua các đới yếu. Hầu hết các nứt nẻ, đứt gãy, đới dăm kết xuất hiện trong đá móng mỏ Bạch Hổ vào thời kỳ này đều bị bít chặt do sự lấp đầy các khoáng vật thuỷ nhiệt. Eocene – Oligocene Vỏ lục địa bị thoái hoá mạnh do tách giãn và sụt lún hình thành hàng loạt các địa luỹ, địa hào, xảy ra quá trình phá huỷ các vùng núi cao và trầm tích các vật liệu dạng molas ở các địa hào hẹp. Quá trình xoay dịch của khối vào Eocene đã nâng khối đá móng mỏ Bạch Hổ lên mặt đất. Khi phần trên của móng lộ trên mặt đất, chúng bị xói mòn và phong hoá mạnh mẽ bởi các quá trình vật lý, hoá học, bao gồm quá trình thoát trọng, bóc mòn và hình thành một lớp phong hoá có hàm lượng sét cao, có bề dày khác nhau. Các khoáng vật không ổn định bị hoà tan. Từ nứt nẻ hình thành nên những hang hốc mới, đồng thời các nứt nẻ, hang hốc có trước được mở rộng hơn. Ở phần dưới của đá móng, vật liệu cơ học và hoá học tích tụ dọc theo các nứt nẻ, hang hốc có trước qua sự ngấm xuống dưới của nước khí quyển. Kết quả là làm gia tăng độ rỗng và độ thấm ở những đới cao hơn và cũng làm giảm ở những đới thấp hơn trong đá móng. Quá trình tách giãn sau đó tiếp tục phát triển làm cho vỏ lục địa lún chìm sâu hơn, hoạt động sụt lún mạnh dần từ Tây Nam lên Đông Bắc trong phạm vi bồn trũng Cửu Long. Hình thành basalt đới trầm tích kế tiếp nhau : từ tam giác châu chịu ảnh hưởng của sông hồ đến đới trung gian và cuối cùng là đới tam giác châu chịu ảnh hưởng nhiều của biển chứa vật chất hữu cơ Sappropen, đó là nguồn gốc tạo nên tập đá sinh dầu Damolisap. Riêng ở mỏ Bạch Hổ, biên độ sụt lún thay đổi với chiều dày phía Đông lớn hơn phía Tây cấu tạo. Cuối Oligocene, đá móng mỏ Bạch Hổ lại được nâng lên lần nữa do lực nén ép đã tạo ra đứt gãy chờm nghịch chuyển dịch lớn cắt ngang qua đá móng. Sự phá huỷ này đã tạo nên những nứt nẻ có cường độ mạnh nhất ở vòm Trung Tâm. Chính những đứt gãy này và các đới dăm kết liên quan đã chuyển đổi đá móng mỏ Bạch Hổ thành đá chứa có tiềm năng. Ở phần nhô cao, các quá trình phong hoá biến đổi đá vẫn tiếp diễn. Quá trình sụt lún nhanh sau đó đã bao bọc đá móng bằng trầm tích mịn hạt tạo nên tầng chắn hữu hiệu. Hoạt động phun trào magma cũng xảy ra vào thời kỳ này, các thể tường liên quan đến quá trình phong hoá yếu hoặc không bị phong hoá cũng chính là những tầng chắn trong đá móng. Sự kết thúc hoạt động của phần lớn các đứt gãy và bất chỉnh hợp ở nóc trầm tích Oligocene đã đánh dấu sự kết thúc thời kỳ đồng tạo rift. Miocene – hiện tại Sự thay đổi chế độ kiến tạo từ tách giãn sang oằn võng đã dẫn đến sự hình thành lớp phủ mở rộng và kề gối lên các tập đồng tách giãn Oligocene. Các hoạt động đứt gãy đã giảm nhưng phun trào núi lửa vẫn xảy ra ở một số nơi. Cuối Miocene sớm : được đánh dấu bằng biến cố biển tiến mạnh với sự thành tạo tập sét biển chứa Rotalia rộng khắp, tạo nên tầng đánh dấu địa tầng và tầng chắn tuyệt vời cho cấu tạo. Miocene giữa : môi trường biển đã ít ảnh hưởng hơn, môi trường dòng sông tái thiết lập, trầm tích được tích tụ trong điều kiện ven bờ. Cuối Miocene giữa và đặc biệt cuối Miocene muộn, cấu tạo bị nâng lên chút ít song vẫn nằm trong xu hướng là lún chìm và bị chôn vùi. Hiện tượng tái hoạt động trong quá trình oằn võng ở thời kỳ này của các đứt gãy là nguyên nhân cơ bản thúc đẩy quá trình dịch chuyển hydrocarbon vào bẫy. Pliocence – Đệ Tứ : là thời gian biển tiến rộng lớn, trầm tích có chiều dày lớn, có tính ổn định gần như nằm ngang trên các thành tạo trước. Quá trình hình thành tính chất thấm chứa. Với đặc tính thấm chứa nguyên sinh, đá móng được xem là không có triển vọng chứa dầu khí. Tuy nhiên những biến đổi thứ sinh của đá móng là những yếu tố ảnh hưởng quyết định đến tính chất thấm chứa của chúng. Sự hình thành cấu trúc không gian rỗng trong đá móng là do tác động tổng hợp của nhiều yếu tố địa chất khác nhau, bao gồm các quá trình biến đổi chính sau: Quá trình co nén thể tích khi magma đông cứng. Quá trình biến đổi do hoạt động kiến tạo. Quá trình biến đổi do hoạt động nhiệt dịch. Quá trình biến đổi do các hoạt động ngoại sinh. Các quá trình này ở những mức độ khác nhau đã tạo nên độ rỗng trong các đá móng. Tuy nhiên, chỉ có các hoạt động kiến tạo và hoạt động nhiệt dịch mới đóng vai trò đáng kể trong quá trình hình thành không gian rỗng ở các đá móng. Quá trình co nén thể tích khi magma đông cứng. Do tốc độ nguội lạnh không đều nên từ ngoài vào trong thường tạo thành các khe nứt, vi khe nứt, vết rạn thẳng đứng và nằm ngang và đặc biệt nhiều ở lớp vỏ ngoài. Ở cấu tạo mỏ Bạch Hổ, độ lỗ rỗng của granite thường lớn hơn hẳn so với các đá khác. Do mất khí và hơi nên hình thành các lỗ hổng. Quá trình biến đổi do hoạt động kiến tạo. Có thể nói rằng những biến đổi của đá móng đều là kết quả của các hoạt động kiến tạo diễn ra mạnh mẽ trong khu vực, trong đó vòm Trung Tâm bị biến đổi sâu sắc nhất. Hoạt động kiến tạo xảy ra vào thời Jurassic – Cretaceous và kết thúc vào Miocene giữa mà thời kỳ mạnh nhất là Cretaseuos và sau đó là Oligocene. Các đứt gãy và các đới nứt nẻ được thành tạo cùng với các quá trình tạo rift. Các chuyển động kiến tạo nâng hoặc chuyển dịch ngang vào cuối Eocene – Oligocene muộn thường tạo các đứt gãy, các đới vỡ vụn vò nhàu, cà nát dọc theo đứt gãy. Dưới tác dụng của hoạt động kiến tạo thường phần trên bị phá huỷ nứt nẻ nhiều hơn. Ở vòm trung tâm các đứt gãy chính có hướng Đông Bắc – Tây Nam. Ở đây vì mật độ khe nứt, đứt gãy và vi khe nứt cao nên mức độ phá huỷ vỡ vụn của các đá lớn. Do đó, các chuyển động kiến tạo dẫn đến hình thành hàng loạt các kênh dẫn chất lưu và tăng độ thấm. Ở mỏ Bạch Hổ có 2 hệ thống đứt gãy chính : Đông Bắc – Tây Nam và Đông – Tây. Số lượng đứt gãy phá huỷ kiến tạo nhiều nhất được tìm thấy ở tầng móng và trầm tích Oligocene. Người ta chia ra các đứt gãy ra thành các loại : đứt gãy trước Cenozoic, đứt gãy Palaeogen, đứt gãy Neogene. Trong phạm vi mỏ , các đứt gãy hướng Đông Bắc – Tây Nam là các đứt gãy giới hạn cấu tạo đóng vai trò quan trọng. Đó là các hệ thống đứt gãy Palaeogen có độ dài đáng kể và có biên độ lớn, phát triển đồng trầm tích trong suốt thời kỳ Oligocene sớm và phần lớn thời kỳ Oligocene muộn. Tất cả các đứt gãy này đều xuyên vào móng. Các đứt gãy phá huỷ tuổi Neogene không đáng kể, chúng có đường phương theo hướng Đông – Tây và Đông Bắc – Tây Nam, phát triển chủ yếu ở phần trên cận đỉnh cấu tạo. Phát triển song song với đứt gãy là các nứt nẻ kiến tạo, trong thân móng phát hiện hai hệ thống nứt nẻ cắt chéo nhau vào khoảng 60 – 1200. Rất ít mặt nứt nẻ ngang. Chúng phân bố không đều trong thân móng tạo thành những đới nứt nẻ ngang rõ rệt kéo dài, cắt chéo nhau. Chính điểm này quyết định cho sự lưu thông giữa các giếng khoan với nhau. Quá trình biến đổi do hoạt động nhiệt dịch. Quá trình này diễn ra trong đá móng mỏ Bạch Hổ mang tính chất hai mặt, hoặc là làm tăng lên hoặc là làm giảm đi tính thấm chứa của đá móng. Nhưng có thể nói các hoạt động thuỷ nhiệt là một trong những tác nhân tích cực hình thành nên khả năng chứa được sản phẩm của đá móng. Quá trình biến đổi do các hoạt động ngoại sinh. Khi khối magma nhô lên mặt đất suốt thời kỳ Eocene muộn tới gần cuối Oligocene muộn, sẽ chịu tác động của phong hoá bề mặt như gió, nhiệt độ, sóng biển, thuỷ triều, sự hoà tan của các dung dịch hoá chất tự nhiên (acid kiềm). Trong đó quá trình rửa lũa hoà tan trước hết là các khoáng vật ít bền vững nhất của nhóm feldspar, mica kết quả là dẫn đến sự phá huỷ đá gốc, mở rộng thêm các khe nứt và hình thành không gian trống của các hang hốc và làm tăng độ rỗng, độ thấm. Từ đó tạo nên khe nứt và hang hốc mới, thường ở 20 – 30m ngoài cùng. Như vậy, các hoạt động kiến tạo hình thành các khe nứt, đứt gãy, đới vò nhàu, vỡ vụn làm cho tính chất thấm chứa của đá móng được cải thiện rất nhiều. Bên cạnh đó, nhờ hệ thống các khe nứt, đứt gãy này mà quá trình phong hoá và nhiệt dịch xảy ra với cường độ mạnh hơn. Nếu không có quá trình nhiệt dịch (hoà tan các khoáng vật kém bền vững) thì đá chứa chủ yếu là loại nứt nẻ. QUÁ TRÌNH DI TRÚ CỦA DẦU VÀO BẪY. Tham gia vào quá trình sinh dầu là các vật liệu hữu cơ trong trầm tích Oligocene và trầm tích Eocene. Theo mô hình cấu trúc của móng mỏ Bạch Hổ cho thấy : chỉ riêng ở phạm vi vòm Trung Tâm, giới hạn trên của dầu trong đá móng (nóc tầng chứa) là tầng sét dày mang tính khu vực của điệp Trà Tân – Oligocene thượng, tầng sét này nằm trên đá móng. Ở các khu vực còn lại của móng, phủ kề áp lên móng có chỗ là các lớp sét, có chỗ là các tầng cát chứa dầu của Oligocene hạ. Riêng ở phía Tây của vòm Trung Tâm, có chỗ đá móng nằm chồm lên trầm tích Oligocene hạ. Như vậy, khi các đá mẹ Oligocene đã bão hoà dầu và đá móng đã trở thành bẫy chứa đầy tiềm năng thì dầu trong trầm tích Oligocene sẽ thuận lợi di cư vào đá móng. Các hoạt động kiến tạo cũng như các quá trình nhiệt dịch phong hoá đã tạo nên một mạng khe nứt hang hốc trong đá móng. Mạng khe nứt này là khối không gian rỗng có kích thước theo không gian ba chiều : chiều dài, chiều sâu và chiều rộng (khoảng mở của khe nứt). Như vậy thể tích khối đá móng đã được gia tăng, toàn bộ khối thể tích rỗng tăng thêm này đã tạo thành một khối móng khổng lồ có áp suất thấp gây nên áp lực có hướng từ các phía xung quanh vào móng. Mặt khác khi đá mẹ ở đới trưởng thành khí hydrocarbon được sinh ra làm tăng thể tích dẫn đến tăng áp suất và đẩy chúng ra khỏi đá mẹ. Cứ như vậy dầu và nước từ các trầm tích Oligocene hạ sẽ di chuyển dần dần qua mặt bất chỉnh hợp để lấp đầy các khe hở trong khối đá móng bị nứt nẻ hang hốc : dầu với một phần nhỏ nước liên kết sẽ di chuyển vào phần móng nằm ngay bên dưới tầng cát kết bão hoà dầu. Quá trình di cư dầu từ trầm tích Oligocene hạ vào đá móng sẽ dừng lại khi đạt được dự cân bằng thuỷ lực giữa chúng. TIỀM NĂNG DẦU KHÍ BỒN TRŨNG CỬU LONG. Bể Cửu Long được đánh giá là có tiềm năng dầu khí lớn nhất Việt Nam. Việc dầu trong đá móng nứt nẻ ở mỏ Bạch Hổ không những làm thay đổi về sự phân bố trữ lượng và đối tượng khai thác mà còn mở ra quan niệm mới cho việc thăm dò dầu khí ở thềm lục địa Việt Nam. Sản lượng dầu khí được khai thác nhiều nhất ở bồn trũng Cửu Long hiện nay là trong đá móng. Sản lượng dầu khai thác trong đá móng đạt 60% tổng sản lượng khai thác được trong toàn bể. Điều kiện sinh dầu của tầng đá mẹ : Đá mẹ sinh dầu chính là các tập sét thuộc Oligocene với hàm lượng vật chất hữu cơ cao. Vật liệu hữu cơ trong trầm tích Eocene và Oligocene hạ đã qua pha chủ yếu sinh dầu hoặc đang nằm trong pha trưởng thành muộn. Phần lớn vật liệu hữu cơ trong trầm tích Oligocene thường đang trong giai đoạn sinh dầu mạnh, nhưng chỉ mới giải phóng một phần hydrocarbon vào đá chứa. Còn vật liệu hữu cơ của trầm tích Miocene hạ chưa nằm trong điều kiện sinh dầu, chỉ có một phần nhỏ ở đáy Miocene hạ đã đạt tới ngưỡng trưởng thành. Điều kiện đá chứa : Loại đá chứa chính ở bồn trũng Cửu Long là đá móng nứt nẻ trước Đệ Tam, cát kết Palaeogen và cát kết Miocene hạ. Đá móng nứt nẻ, bị phong hoá thuộc nhóm granitoid. Đây là đối tượng chứa dầu khí rất quan trọng ở bồn trũng Cửu Long, độ rỗng nguyên sinh nhỏ, dầu khí chủ yếu được chứa trong các khe nứt là những lỗ rỗng thứ sinh. Đặc tính thấm chứa nguyên sinh của các đá chứa Oligocene hạ là không cao do chúng hình thành trong môi trường lục địa, với diện phân bố hạn chế, bề dày không ổn định, có độ mài mòn và chọn lọc kém. Tuy nhiên, sự biến đổi thứ sinh đã ảnh hưởng đến đặc tính thấm chứa của đá. Còn đặc tính thấm chứa nguyên sinh của đá chứa Miocene hạ thuộc loại tốt do chúng được hình thành trong môi trường ven biển với đặc điểm phân bố rộng và ổn định, các hạt vụn có độ lựa chọn và mài mòn tốt, mức độ biến đổi thứ sinh chưa cao. Độ rỗng thay đổi từ 12 – 24%. Điều kiện tầng chắn : Tầng đá chắn có nhiều tập sét phân bố rộng khắp đơn vị địa tầng, được hình thành trong môi trường vũng, vịnh, tỉ lệ sét rất cao, dày từ hàng chục đến hàng trăm mét. Trong đó, tầng sét Rotalite là tầng chắn khu vực rất tốt với hàm lượng sét 90 – 95%, cỡ hạt <0.001mm. Thành phần khoáng sét chủ yếu là montmorilonite. Ngoài ra còn có các tầng chắn địa phương khá tốt : Tập sét của điệp Bạch Hổ (Miocene hạ). Phần nóc của điệp Trà Tân (Oligocene muộn). Đây là tầng chắn địa phương lớn nhất. Nóc điệp Trà Cú (Oligocene hạ), hàm lượng sét 70 – 80%, khoáng vật chủ yếu là hydromica. CHƯƠNG 4 BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN VỊ TRÍ ĐỊA LÝ. Bồn trũng Nam Côn Sơn có diện tích khoảng 90,000km2, nằm về phía Đông Nam thềm lục địa Nam Việt Nam, kéo dài từ 70 đến 100 vĩ độ Bắc và từ 1080 đến 1100 kinh độ Đông. Bồn trũng nằm ở vị trí giao nhau của hai hệ thống kiến tạo chính, hoạt động theo cơ chế tách giãn Biển Đông. Phía Bắc bồn trũng ngăn cách với bồn trũng Cửu Long bởi đới nâng Côn Sơn, phía Tây Nam ngăn cách với Vịnh Thái Lan bởi khối nâng Khorat, phía Nam ngăn cách với bồn trũng Malaysia bởi vòng cung Natuna. Riêng về phía Đông, bồn trũng còn tiếp tục kéo dài ra vùng nước sâu với sự phát triển mạnh mẽ của các thành tạo đá vôi và được giới hạn bởi dãy nâng ngầm Tư Chính – Vũng Mây. CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT. Bồn trũng Nam Côn Sơn có cấu trúc địa chất rất phức tạp. Đá móng trước Đệ Tam không đồng nhất bao gồm : granodiorit, diorite và metamorphic. Phủ trên móng là trầm tích Đệ Tam có chiều dày biến đổi từ hàng trăm đến hàng nghìn mét và được phát hiện ở các giếng khoan thăm dò dầu khí. Cho đến nay cấu trúc địa chất đã có nhiều công trình nghiên cứu, tuy có nhiều cách nhìn nhận khác nhau song về cơ bản đều cho rằng bồn trũng được hình thành từ Eocene – Oligocene và phát triển mở rộng trong Miocene. Quá trình hình thành và phát triển bồn trũng liên quan chặt chẽ với sự tiến hoá của Biển Đông, đặc biệt là rìa Tây – Nam của nó. Các đới cấu trúc chính của bồn trũng Nam Côn Sơn. Trên cơ sở đặc điểm địa chất, cấu trúc, trầm tích và lịch sử phát triển của bồn trũng Nam Côn Sơn trong thời kỳ Đệ Tam, có thể phân ra đới nâng, đới trũng, đới phân dị. Đới phân dị Tây có ranh giới phía Đông là đứt gãy Đồng Nai, có phương á kinh tuyến cắt qua toàn bộ những lô 19, 20,21,22. Bề mặt móng của đới có xu hướng nghiêng dần về phía Đông từ 1 - 4 km. Sụt nghiêng và có xu thế sâu dần về phía Đông, là kết quả của những hoạt động các đứt gãy, chủ yếu là đứt gãy Đồng Nai và đứt gãy Hậu Giang. Đứt gãy Hậu Giang cắt qua những lô 27, 28, 29 và là ranh giới của phụ đới phân dị Tây. Trên cánh Tây, dọc theo những đứt gãy á kinh tuyến có nhiều trũng hẹp, sâu kéo dài. Trên cánh Đông (cánh nâng) tồn tại một số cấu tạo lồi bán vòm phát triển từ móng (ở lô 21 và 22). Toàn bộ đứt gãy á kinh tuyến đã khống chế hướng cấu trúc chính của đới phân dị Tây. Lớp phủ Cenozoic có thể lên tới 5,000m tại những trũng gần đứt gãy Hậu Giang, nơi có thể gặp toàn bộ các phân dị địa tầng của mặt cắt trầm tích Cenozoic. Trên đỉnh dãy nâng đứt gãy Hậu Giang vắng mặt thành tạo Oligocene. Đới phân dị Bắc kề với đới nâng Côn Sơn. Phía Bắc và Tây Bắc là đứt gãy Đồng Nai, phía Nam và Đông Nam gồm một số đứt gãy phát triển dọc theo rìa những trũng sâu, phía Nam có thể lấy đường đẳng sâu 4,000 – 4,500m làm ranh giới. Đặc trưng cấu trúc của đới là chịu sự khống chế của những đứt gãy rìa có hướng gần như Đông Bắc – Tây Nam và có sự sụt bậc theo xu thế từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Đới nâng Dừa tiếp cận với Natuna, nằm ở phần Nam của bồn trũng gồm một phần của những lô 12 và 06. Trong phạm vi đới, chủ yếu phát triển các đứt gãy theo phương á kinh tuyến và á vĩ tuyến. Những đứt gãy này có biên độ thẳng đứng từ vài trăm mét đến 1 – 2 km. Những đới trũng của bồn trũng Nam Côn Sơn phân bố chủ yếu trong trũng của trung tâm bể, trong đó phần lớn địa hào và bán địa hào chịu sự khống chế của các đứt gãy và sự sụt lún sâu của khối móng. Ranh giới ngăn cách giữa các trũng thường là những khối nhô cao móng hay là địa luỹ bên trong bồn trũng. Tính đa dạng của các trũng phản ánh sự phức tạp của quá trình tách giãn để hình thành bồn trũng Nam Côn Sơn. Hình thái và kích thước của chúng phụ thuộc vào vị trí so với trục tách giãn chính trong giai đoạn hình thành bồn trũng. Có thể phân thành một số cấu trúc âm của bồn trũng như sau : trũng Bắc, trũng Trung Tâm và trũng Nam. Các hệ thống đứt gãy. Hệ thống đứt gãy gần phương Bắc – Nam (hay á kinh tuyến). Chủ yếu gặp ở đới phân dị Tây, phụ thuộc đới nâng cận Natuna. Những đứt gãy này thường có chiều dài lớn, biên độ thẳng đứng từ vài trăm mét đến nghìn mét, một số đứt gãy có biên độ đạt tới 2.000 – 4.000 m. Những đứt gãy đặc trưng cho hệ thống đứt gãy này bao gồm : đứt gãy Hậu Giang, đứt gãy Đồng Nai, đứt gãy Sông Hồng. Đứt gãy Hậu Giang phát triển theo phương gần Bắc Nam dọc các lô 27, 28, 29, có mặt trượt nghiêng về phía Tây. Trên cánh nâng phát triển một số cấu tạo lồi bán vòm kề áp đứt gãy. Trong phạm vi lô 28 và 29, phát triển một số dạng trũng hẹp, dạng bán địa hào (ở phần cánh sụt của đứt gãy). Đứt gãy ở ranh giới phía Đông của phụ đới rìa phía Tây. Đứt gãy Đồng Nai phát triển qua các lô từ lô 18 đến lô 22, có mặt trượt nghiêng về phía Tây, biên độ thẳng đứng từ vài trăm mét đến vài nghìn mét. Dọc theo cánh sụt cũng phát triển một số trũng hẹp sâu. Đứt gãy là ranh giới phân cách đới phân dị Tây với những đới khác của bể. Đứt gãy Sông Hồng phát triển dọc các lô 12, 13, 14, có mặt trượt nghiêng về phía Đông, biên độ dịch chuyển từ vài trăm mét đến 2,000m (vùng cấu tạo Hồng). Những đứt gãy á kinh tuyến thường có độ sâu phân bố lớn (vào móng), chúng hoạt động mạnh vào thời kỳ Oligocene, đây là giai đoạn rift mạnh mẽ nhất, và là những đứt gãy đồng trầm tích, chỉ một số đứt gãy phát triển đến tận Miocene muộn. Hệ thống đứt gãy phương Đông Bắc – Tây Nam. Chủ yếu phân bố ở đới phân dị Bắc, phụ đới trũng Bắc và là cấu trúc đặc trưng cho các đới, phụ đới này. Chúng thường là những đứt gãy có chiều dài nhỏ hơn so với hệ thống đứt gãy Bắc – Nam (á kinh tuyến). Biên độ của chúng từ vài trăm mét đến hơn nghìn mét. Nhìn chung các đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam đều có mặt trượt nghiêng về phía Đông Nam, tạo nên sụt bậc nhanh từ nâng Côn Sơn tới trung tâm bồn trũng hay về trung tâm phụ đới trũng Bắc. Dọc theo các đứt gãy của hệ thống này gặp một số cấu tạo lồi dạng bán vòm kề áp với đứt gãy. Hệ thống đứt gãy Đông Bắc – Tây Nam phát triển rất sớm, trước Oligocene và tiếp tục hoạt động cho tới tận Miocene muộn, một số ít tới Pliocence – Đệ Tứ, như các đứt gãy lân cận cấu tạo 04 – A. Hệ thống đứt gãy phương gần Đông – Tây (hay á vĩ tuyến). Là những đứt gãy nhỏ, ít phổ biến nhưng chúng có thể có mặt ngay sau khi hình thành bồn trũng hoặc sớm hơn, chúng hầu như ngưng nghỉ vào thời kỳ Miocene sớm – giữa, đây là thời kỳ sau tạo rift. Đặc trưng cho hệ thống đứt gãy này có đứt gãy rìa Bắc nâng Mãng Cầu, là ranh giới với phụ đới nâng Dừa – cận Natuna, có biên độ từ 500 – 1000m. Ngoài ra còn gặp một số đứt gãy có phương Đông – Tây phân bố ở lô 05 và 21. Trong phạm vi Nam Côn Sơn còn thấy phát triển các đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam, á kinh tuyến… Nhưng nhìn chung, chúng có quy mô nhỏ và thường là những cấu trúc làm phức tạp các đới và phụ đới của bồn trũng. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT. Bồn trũng Nam Côn Sơn phát triển trước Đệ Tam, là kết quả của quá trình tách giãn đáy Biển Đông. Giai đoạn trước Đệ Tam. Biến cố đầu tiên ở khu vực Nam Côn Sơn là chuyển động tạo núi Indosini xảy ra trong suốt Mesozoic muộn (Jurassic – Cretaceous) liên quan đến sự va chạm và hội tụ của các mảng lớn trong khu vực. Tiếp theo là sự hội tụ các lục địa hình thành ở rìa Đông Nam lục địa Âu Á, cung magma kéo dài từ Nam Việt Nam đến Đông Bắc Trung Quốc. Do đó móng của bồn trũng là một phần của đới va chạm. Giai đoạn Palaeogen. Vào đầu Đệ Tam, toàn bộ Sundaland có lẽ là thời kỳ san bằng kiến tạo. Do ảnh hưởng của pha kiến tạo Biển Đông, toàn khu vực chịu sự chi phối của trường ứng suất tạo rift. Quá trình tách giãn tạo rift đã hình thành các đứt gãy cắt sâu vào móng tạo nên các địa hào, bán địa hào ban đầu của bồn trũng kéo dài theo hướng Đông – Tây. Chính vì thế mà các thành tạo Palaeogen ở phía Tây bồn trũng móng có bề dày biến đổi mạnh theo bình đồ, cũng có khi vắng mặt phía Tây và dày hàng nghìn mét ở phía Đông. Cuối Oligocene, toàn bồn trũng bị nâng lên, chấm dứt giai đoạn thành tạo bồn trũng thể hiện qua mặt bất chỉnh hợp ở nóc Oligocene. Giai đoạn Miocene sớm. Sang đầu Miocene toàn vùng bị hạ thấp dần, biển tiến trên toàn bồn trũng từ hướng Đông sang Tây, các thành tạo lục nguyên tướng biển nông và biển ven bờ được bồi đắp, hệ tầng này được xếp vào hệ tầng Dừa. Giai đoạn này được xếp vào giai đoạn oằn võng mở rộng bể. Giai đoạn Miocene giữa – muộn. Vào Miocene giữa, toàn bộ bồn trũng tiếp tục bị sụt lún, biển tiến mạnh, tích tụ trầm tích tướng biển, và được xếp vào hệ tầng Thông – Mãng Cầu. Từ cuối Miocene giữa và đầu Miocene muộn xảy ra các chuyển động nghịch đảo, đặc biệt phía Bắc bồn trũng hình thành khối nâng Mãng Cầu kéo dài về phía Đông, Đông Bắc, ngăn cách hẳn trũng Bắc và trũng trung tâm, phương của cấu trúc là á kinh tuyến và phương Đông Bắc – Tây Nam. Đến cuối Miocene muộn, toàn bồn trũng lại nâng lên và biển lùi về phía Đông, kết thúc giai đoạn oằn võng. Các chuyển động kiến tạo cuối Miocene mang tính rộng lớn toàn Biển Đông và đây là thời kỳ hoàn thiện một loạt bẫy cấu trúc của nhiều bồn trũng Đệ Tam. Giai đoạn Pliocence – Đệ Tứ. Đây là giai đoạn biển mở, phát triển ở thềm lục địa không chỉ ở bồn trũng Nam Côn Sơn mà còn ở nhiều bồn trũng Cenozoic khác trong toàn vùng. Biển tiến ồ ạt phủ ngập các đới nâng Côn Sơn, Khorat – Natuna, bình đồ cấu trúc của bồn trũng không còn mang tính kế thừa của giai đoạn trước, chúng có xu hướng nghiêng dần về phía Biển Đông, các thành tạo tướng biển được lắng đọng và được xếp vào hệ tầng Biển Đông. HỆ THỐNG DẦU KHÍ BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN. Tiềm năng dầu khí của một cấu trúc có triển vọng thông thường được đánh giá qua các yếu tố: khả năng sinh, khả năng chứa, và quá trình dịch chuyển hydrocarbon vào các dạng bẫy thích hợp. Ngoài ra, yếu tố không gian và thời gian địa chất cũng không thể bỏ qua trong quá trình hình thành các tích tụ dầu khí này. Tập hợp tất cả các yếu tố trên tạo nên một hệ thống dầu khí. Tầng sinh. Những mẫu thu được từ các giếng khoan qua các phương pháp phân tích tổng hàm lượng carbon hữu cơ ( TOC ), phân tích độ phản xạ vitrinit… có thể đánh giá tiềm năng hydrocarbon của trầm tích thuộc bồn trũng Nam Côn Sơn. Đá mẹ TOC (%) S2 (kg/T) S1 (kg/T) Nghèo 0.0 – 0.5 < 2 < 0.4 Trung bình 0.5 – 1.0 2 – 3 0.4 – 0.8 Tốt 1.0 – 2.0 3 – 5 0.8 – 1.6 Rất tốt 2.0 – 4.0 5 – 10 1.6 – 3.2 Cực tốt > 4.0 > 10 > 3.2 Đánh giá độ giàu vật chất hữu cơ của đá mẹ theo %TOC, S2, S1. Ngoài ra, người ta còn dựa vào chỉ số hydrocarbon (HI) để xác định loại vật chất hữu cơ. HI dùng để xác định chất lượng đá mẹ và phân loại nguồn gốc vật liệu hữu cơ sinh dầu. HI (mg/g) Loai vật chất hữu cơ Loại đá mẹ < 200 III Sinh khí 200 – 400 III Sinh khí và dầu 400 – 550 II Sinh dầu và khí > 550 I Sinh dầu Phân loại vật chất hữu cơ dựa vào HI Bồn trũng Nam Côn Sơn đá mẹ có tuổi Oligocene và Miocene đã được xác định, sự phân bố của đá mẹ này không liên tục và thường tập trung ở những trũng địa phương. Đá mẹ tuổi Oligocene Vào Oligocene, quá trình tách giãn phát triển làm cho bể Nam Côn Sơn bị lún chìm mạnh, và các trầm tích sét tuổi Oligocene được chôn vùi. Đá mẹ tuổi Oligocene bao gồm những lớp sét có màu xám đến tối đen xen kẽ với những lớp sét than chứa hàm lượng vật chất hữu cơ cao. Hàm lượng TOC trung bình của các trầm tích Oligocene ở bồn trũng Nam Côn Sơn thay đổi theo dải rất rộng, từ 0.73 – 4%, đặc biệt trong những lớp sét than hàm lượng TOC rất cao từ 4.83 – 7.91%. Nhìn chung tiềm năng vật chất hữu cơ của trầm tích Oligocene khá cao. Giá trị S2 rất nghèo thấp hơn 2kg/T ở những lớp sét than, giá trị S2 cao nhất đạt 13.7kg/T. Chỉ số HI thay đổi từ 95 – 440mg/g do đó đá mẹ tuổi Oligocene được đặc trưng bởi nhiều loại kerogen nhưng chủ yếu là kerogen loại III có khả năng sinh khí. Do vậy khả năng sinh của trầm tích tuổi Oligocene rơi vào loại tốt, khí được tạo ra là chủ yếu. Với diện tích phân bố rộng, tầng trầm tích Oligocene tạo nên nguồn khí rất lớn và quan trọng trong bồn trũng Nam Côn Sơn. Đá mẹ tuổi Miocene Miocene dưới Quá trình tách giãn tiếp tục hoạt động nên vật liệu trầm tích mịn tiếp tục được tích tụ. Trầm tích Miocene dưới rất giàu vật chất hữu cơ, đặc biệt là các lô 21, 12, 04. Qua các mẫu phân tích cho thấy có hàm lượng TOC cao nên lượng S2 cũng cao với thành phần gồm sét than. Có TOC từ 0.68 – 3.53% đối với tập sét và từ 1.38 – 68.5% ở lớp than, lượng S2 từ 1.25 – 4.28kg/T. Tất cả những điều đó cho thấy khả năng sinh thành hydrocarbon khá tốt ở tầng trầm tích này. Miocene giữa Vào thời kỳ này hoạt động biển tiến mạnh, đá mẹ tuổi Miocene giữa là những tập sét kết màu xám xen kẽ với những lớp bột kết có hàm lượng TOC cao hơn 0.5% và giá trị S2 thấp hơn 2kg/T nên được xem là đá mẹ có tiềm năng sinh hydrocarbon kém. Việc nghiên cứu các mẫu cho thấy phần lớn phía Tây Nam bồn trũng có một số tầng sét than có xu hướng tạo thành dầu khí. Các trầm tích hạt mịn gặp tại giếng khoan thuộc lô 14 rất giàu vật chất hữu cơ và có khả năng sinh khí cao. Miocene trên Đây là tầng nghèo vật chất hữu cơ, TOC có giá trị thấp khoảng 0.3%, ngoại trừ tại giếng 29A – 1X hàm lượng TOC 0.87% với Tmax3500C, lượng S2 cũng rất thấp, HI cao nhất 300mg/g. Cho nên tầng Miocene muộn là tầng nghèo vật chất hữu cơ không có khả năng sinh dầu khí. Tóm lại ở Miocene chỉ có Miocene giữa và Miocene dưới có khả năng sinh dầu khí. Tầng chứa. Đá chứa trong bồn trũng Nam Côn Sơn có thể được phân loại theo kiểu sau đây: Móng granite phong hoá Giếng 28A – 1X và nhiều giếng khác ở mỏ Hướng Dương đã khoan vào móng cho thấy sự có mặt của đới phong hoá, nứt nẻ granite. Biểu hiện dầu khí đã thấy trong móng của giếng HD – 2X và dầu được lấy lên trong quá trình thử vỉa phần móng của giếng HD – 8X. Cát kết tuổi Oligocene – Miocene Là đối tượng chứa tốt với độ rỗng thay đổi từ 18 – 27% đã được chứng minh ở mỏ Hướng Dương, cấu tạo Thanh Long và trong những cấu tạo khác thuộc bể Nam Côn Sơn. Môi trường thành tạo cát kết chủ yếu là cát kết sông ngòi ven bờ và biển nông. Chiều dày của các vỉa cát thay đổi từ 2m – 30m trung bình 10m cho những mỏ Hướng Dương và Thanh Long. Đá vôi tuổi Miocene Đây là đối tượng chứa tốt đã được chứng minh trong bể Nam Côn Sơn như mỏ Hướng Dương, cấu tạo Thanh Long. Đá vôi ở đây thành tạo chủ yếu trong môi trường nóng ẩm gồm những thể ám tiêu san hô, carbonat dạng hạt to và trung bình. Cát kết tuổi Pliocence Tập cát kết này nằm phần nông lát cắt và có thể phát hiện được trên mặt cắt địa chấn. Giếng Thanh Long – 1X đã phát hiện được vỉa cát kết chứa dầu dày 6m là một khích lệ lớn cho việc tìm kiếm dầu khí trong đối tượng này. Tầng chắn. Để nghiên cứu đặc điểm và đánh giá khả năng chắn của đá chắn ở bồn trũng Nam Côn Sơn, chúng ta dựa vào các cơ sở sau : Thành phần khoáng vật sét, điều kiện thành tạo và mức độ đồng nhất. Mức độ biến đổi thứ sinh. Bề dày tầng chắn. Mức độ bảo tồn bề dày. Theo kết quả nghiên cứu địa chất, địa vật lý ở bồn trũng Nam Côn Sơn thì đá sét được xem là tầng chắn tốt đối với dầu và khí. Các tập sét thành tạo tuỳ thuộc vào môi trường trầm tích, vị trí bể, thành phần, tính chất, biến đổi thứ sinh mà trở thành tầng chắn ở mức độ khác nhau. Trong trầm tích Oligocene : các lớp sét có chiều dày khoảng 30m, độ liên kết tốt, đá có tính mịn dẻo chứa các khoáng vật sét tan trong nước, trương nở, thành phần sét cao khoảng 85%, chứa các khoáng vật trương nở như montmorilonite là 5 – 10%, hỗn hợp hydromica – montmorilonite là 5 – 8%. Từ các đặc điểm này cho thấy trong trầm tích Oligocene khả năng chắn tốt. Trong trầm tích tuổi Miocene sớm : tỉ lệ sét và cát không cao, chiều dày các vỉa sét mỏng và lượng bột tương đối cao từ 15 – 30%, diện tích phân bố hẹp và ít khoáng vật sét trương nở làm cho khả năng chắn giảm đi trong trầm tích này. Đi về phía Đông, gặp nhiều hỗn hợp hydromica – montmorilonite hơn nên làm tăng khả năng chắn dầu khí của các tập sét. Song cũng chỉ ở mức độ địa phương ngăn cách bởi các tập sản phẩm. Trong trầm tích Miocene trung : các lớp sét trong địa tầng dày hơn, sét có tính dẻo, mềm, tan rửa trong nước. Do vậy, các tập sét này cũng đóng vai trò là một tầng chắn, có độ dày lớn và diện phân bố rộng. Trong trầm tích Miocene muộn : do sự lún chìm mạnh ở Biển Đông, khả năng chắn của các tập sét là tương đối. Các tập sét ở đây đóng vai trò là tầng chắn khu vực. Trong trầm tích Pliocence – Đệ Tứ : là thời kỳ biển mở, các tập sét dày hàng trăm mét, phân bố khắp bồn trũng Nam Côn Sơn có tính chất như sau : hạt mịn, hàm lượng cát bột ít, có khả năng hút nước và trương nở cao. Thành phần khoáng vật chủ yếu là kaolinite, chlorite và các khoáng vật trương nở. Với tính chất như vậy, các tập sét này trở thành tầng chắn khu vực tốt. Càng về phía Tây, khả năng chắn kém hơn. Quá trình dịch chuyển. Có nhiều yếu tố chi phối quá trình dịch chuyển của dầu, nhưng yếu tố quan trọng là áp suất, sau đó đến sự vận động của nước dưới đất, vận động kiến tạo. Theo chiều tăng của độ sâu, áp suất tăng dần với giá trị 4000psi (ở 2000m) đến 6000psi (ở 5000m). Sự tăng dần áp lực theo độ sâu trên sẽ tạo ra sự chênh lệch áp và hydrocarbon sẽ dịch chuyển từ nơi có áp sấut cao đến nơi có áp suất thấp hơn. Đó chính là xu thế dịch chuyển theo phương thẳng đứng của hydrocarbon. Trong quá trình hình thành bồn trũng Nam Côn Sơn, do sự chi phối của các vận động kiến tạo, bồn trũng Nam Côn Sơn bị phân cắt mạnh bởi hệ thống đứt gãy thuận hướng Đông Bắc – Tây Nam, có chiều sâu khá lớn, cắt sâu vào móng và có dấu hiệu dịch chuyển ngang, một vài đứt gãy hướng Đông – Bắc tiếp tục hoạt động và có xu hướng tách ra khỏi khối nâng trung tâm. Chính những đứt gãy này là con đường khá thuận lợi cho sự dịch chuyển hydrocarbon. Vào cuối Oligocene, do hoạt động nâng lên, ở một số nơi trầm tích Oligocene bị bào mòn và tạo ra bất chỉnh hợp giữa Oligocene và Miocene. Cùng thời kỳ ấy, trầm tích Oligocene và Miocene dưới đã hình thành các tập trầm tích cát kết hạt thô xen lẫn bột kết và sét kết. Tập cát kết này có độ rỗng và độ thấm tốt, vì thế hydrocarbon có thể dịch chuyển từ tầng đá mẹ Oligocene lên tầng chứa này. Các dạng bẫy chứa. Khi dầu được sinh ra từ đá mẹ, chúng sẽ bắt đầu quá trình dịch chuyển và đi vào các bẫy chứa thích hợp. Bẫy chứa ở đây tồn tại với nhiều dạng cơ chế thành tạo khác nhau, nhưng tác nhân chính ảnh hưởng đến sự hình thành bẫy chứa là các hoạt động kiến tạo. Có các loại bẫy chứa sau : Bẫy khép kín cánh treo của đứt gãy. Bẫy khép kín đứt gãy dạng nếp lồi cuộn. Bẫy khép kín đứt gãy trên khối móng nhô cao : đây là một dạng bẫy địa tầng. Bẫy khép kín cánh sụt của đứt gãy. Bẫy khối đứt gãy nghiêng. MỎ ĐẠI HÙNG. Mỏ Đại Hùng nằm trong lô 05 – 1 cách Vũng Tàu 262km về phía Đông Nam. Mỏ Đại Hùng nằm trong bồn trũng Nam Côn Sơn, một bồn trũng rộng lớn tương đối phức tạp, phần lớn được lấp đầy bởi các trầm tích có tuổi từ Eocene (?), Oligocene cho đến Đệ Tứ và được đặc trưng bằng các trũng sâu và các đới nâng xen kẽ. Cấu tạo Đại Hùng nằm dưới đới nâng Mãng Cầu cạnh đới trũng trung tâm về phía Đông Nam của bể. Chiều dày trầm tích Đệ Tam từ 1000 – 8000m tạo nên vùng sinh dầu có tiềm năng lớn. Đặc điểm cấu trúc mỏ Đại Hùng. Khối nâng Côn Sơn là một đơn vị địa kiến tạo lớn đặc trưng bởi hoạt động tách giãn bắt đầu từ Palaeogen. Trong cấu trúc của khối nâng là những đứt gãy lớn có hướng á kinh tuyến. Kết quả của quá trình tách giãn đã tạo nên khối nâng dạng địa luỹ. Cấu tạo Đại Hùng nằm trên đới nâng Mãng Cầu, phát triển theo hướng Đông Bắc, thuộc bồn trũng Nam Côn Sơn. Trên bình đồ cấu trúc mỏ có dạng bán vòm, kéo dài theo hướng Đông Bắc – Tây Nam. Ở phía Đông mỏ được giới hạn bởi hai đứt gãy lớn chạy theo phương Đông Bắc – Tây Nam, còn ở phía Tây là đứt gãy lớn F1 đổ về phía Tây Bắc. Cấu trúc địa chất mỏ phản ánh đầy đủ nhất tại mặt phản xạ địa chấn H80 (nóc tập carbonat), cho thấy mỏ mở rộng về phía Tây Bắc, vát nhọn về phía Nam. Ở phía Đông là các khối sụt lớn được phân cắt bởi đứt gãy F6, F7 có biên độ lớn hơn 1000m. Hai đứt gãy này chạy dọc theo phía Đông của cấu tạo, gặp nhau tạo thành mũi nhô kín tại vị trí giếng khoan 05DH – 2. Bề mặt móng nông nhất là 2520m ở phần trung tâm phía Đông của mỏ. Đặc điểm cấu trúc chi tiết của mỏ được thể hiện như sau : Bình đồ cấu trúc móng : Móng Đại Hùng là một khối nhô bị phân cắt mạnh liệt bởi các đứt gãy, cao nhất là ở khu vực giếng khoan 05DH – 2 và thấp dần về phía Tây. Ở phía Nam (khu vực giếng 05DH – 1) móng nhô khá cao, đứt gãy F12 làm nhiệm vụ phân chia vùng này với vùng trung tâm, bản thân vùng này cũng bị chia cắt thành nhiều khối nhỏ bởi các đứt gãy. Tầng cấu trúc Miocene sớm : Trên bản đồ cấu tạo, tầng H100 khép kín ở phần phía Bắc và phía Tây theo đường đẳng sâu 2500m. Do sự hoạt động và dịch chuyển của các đứt gãy F6, F7 làm cho diện tích khối L bị thu hẹp lại. Khối N được tạo nên là do phần trung tâm của đứt gãy F12 bị đứt gãy F6, F7 cắt qua, dọc theo rìa đứt gãy F1 ở cánh phía Tây là những vòm đứt gãy khép kín do sự phân cắt của đứt gãy F1 tạo nên. Đối với tầng H90 cấu tạo vẫn khép kín ở phía Bắc và Tây Bắc với đường đẳng sâu 2800m. Khối F là sự giao nhau của đứt gãy F1 và F6 ở phía Nam còn phần trung tâm của mỏ có dạng một nêm lớn cắm về phía Nam. Tầng cấu trúc Miocene giữa : Hình dạng của tầng này trên bản đồ cấu trúc khá bình ổn, chủ yếu là các thành tạo trầm tích carbonat, tại khu vực giếng khoan 05DH – 2 vắng mặt lớp trầm tích này. Trong tầng này hoạt động đứt gãy giảm dần về biên độ và số lượng. Tầng cấu trúc Miocene muộn : Trên bình đồ cấu tạo tầng H30 cho thấy mỏ Đại Hùng được mở rộng và khá bằng phẳng về phía Tây – Tây Nam, các đứt gãy nghiêng thoải dần về phía Bắc. Các hoạt động đứt gãy ở phần trung tâm phía Tây cấu trúc giảm dần và chấm dứt vào cuối Miocene. Đặc điểm đứt gãy và sự phân khối : Hệ thống đứt gãy chính : Trong hệ thống mỏ Đại Hùng các hệ thống đứt gãy phát triển khá phức tạp. Hệ thống đứt gãy phát triển chủ yếu theo 3 hướng sau : Hướng Đông Bắc – Tây Nam : chủ yếu là các đứt gãy thuận tạo nên cấu trúc khối dạng bậc thang của mỏ. Phát triển theo hướng này gồm có các đứt gãy F1, F2, F3, F6, F7, F9. Hướng Đông – Tây : phát triển thao hướng này chỉ có đứt gãy F8 và một phần của đứt gãy F7. Hướng Đông Nam – Tây Bắc : gồm có các đứt gãy F4, F5, F13 và một phần của đứt gãy F7. Các đứt gãy F1, F7, F8 là các đứt gãy chính, chạy dọc theo cách Đông và cánh Tây tạo nên hình dáng khối nhô của mỏ. Hai đứt gãy F1 và F7 tạo thành mũi nhô tại giếng khoan DH2. Đứt gãy F8 phân cách phần phía Nam với trung tâm phía Bắc của mỏ. Sự phân khối và đặc điểm của chúng : Dựa trên sự phân bố của các đứt gãy, qua kết quả phân tích số liệu áp suất vỉa theo tài liệu RFT ở các giếng khoan trong phạm vi móng, ta thấy mỏ Đại Hùng có 3 khối lớn : Cánh phía Tây, cánh sụt phía Đông và phần trung tâm với những đặc điểm như sau : Phần trung tâm có các khối sau : Khối 6X được giới hạn bởi các đứt gãy F8 ở phía Nam, F7, F13 tương ứng ở phía Đông và Tây. Trong khối này có hai khối riêng là M và C. Khối D (4X) : nằm ở phần trung tâm của mỏ giữa các đứt gãy F3, F8, F9, F5. Đây là khối lớn với kích thước 2km x 4km ở móng. Khối H (5X) : nằm về phía Tây khối D và phân chia với khối này bởi một số đứt gãy không lớn lắm. Kết quả nghiên cứu RFT cho thấy khả năng thông nhau của khối D, H, N từ tầng H100 trở lên. Khối K và J (1P) : có hình dạng dải bị phân chia bởi các đứt gãy F2, F3, F4, F7. Theo BHP thì khối này được chia thành hai khối nhỏ là K và J, trên đĩa chấn có thể thấy sự thông nhau của K và J. Khối L (DH – 2) : là khối cao nhất về mặt cấu tạo phân cách với khối K và J bởi đứt gãy F2 và có biên giới Đông là các đứt gãy F6, F7. Diện tích của khối tăng dần từ trên xuống dưới do hướng đổ của các đứt gãy. Khối N và G : có cùng ranh giới phía Đông là đứt gãy F11. Các khối phía Tây Nam : bao gồm khối F (DH1), B (8X), A, T, U, V, và Z. Việc phân chia các khối ở khu vực này chỉ là tạm thời. Ở phần phía Đông : có diện tích tương đối lớn ( khối A ) với sự mở rộng của nó lên phía Bắc do sự yếu dần và mất đi của đứt gãy F12 về phía Đông. Trên sơ đồ phân khối mỏ có nhiều đứt gãy nhỏ chạy theo hướng Đông Bắc chia phần phía Nam ra nhiều dải hẹp. Lịch sử phát triển địa chất mỏ Đại Hùng. Giai đoạn Miocene sớm : Quá trình lắng đọng vật liệu trầm tích liên tục trong khu vực mỏ bắt đầu hình thành từ Miocene sớm, do quá trình sụt lún khu vực về phía Đông Nam của mỏ. Theo hướng này thì việc tích tụ vật liệu trầm tích lục nguyên tuổi Miocene sớm phát triển theo bậc, chính vì sự sụt lún này mà trong khu vực mỏ phát triển mạnh và thay đổi rất lớn về phía Đông Nam (chiều dày trầm tích lục nguyên điệp Thông – Mãng Cầu và Dừa thay đổi từ 448 đến 868 m). Thành phần cát trung bình 50 – 70%. Giai đoạn Miocene giữa : Trong Miocene giữa thay đổi về phía Đông Bắc. Ở phía Tây do sự hoạt động của đứt gãy F1 làm cho chiều dày của điệp Thông – Mãng Cầu tăng lên. Việc hình thành hệ thống đứt gãy trong Miocene giữa liên quan đến việc tăng cường độ sụt lún xảy ra đối với các địa luỹ đã tồn tại trước đó theo hướng Tây Bắc. Giai đoạn Miocene muộn : Vào Miocene muộn, các trầm tích đá vôi phủ dần lên từ Tây Bắc đến Đông Nam, chúng phủ biển tiến lên trầm tích hạt vụn nằm bên dưới, hướng của các đứt gãy F6, F7 hình thành trong giai đoạn này theo hướng Đông Bắc. Trên bình đồ địa mạo quan sát thấy một số khối nâng địa phương, có các khối nâng ở phía Đông Bắc bị bào mòn từng phần với cường độ lớn, chiều dày từ 50–400m. Trong giai đoạn này bồn trũng Nam Côn Sơn bị sụt lún mạnh làm cho trầm tích của điệp Thông bị bóc mòn. Kết quả của quá trình bóc mòn tạo ra hoạt động mạnh mẽ của sinh vật sống trên các đới nâng nằm trên mực nước biển dẫn đến sự thành tạo các tầng đá vôi sinh vật, cũng như sự tích tụ vật liệu trầm tích được vận chuyển ra từ sông Mêkông làm cho bề dày trầm tích ở đây dày hơn so với khu vực khối nâng. Phần nâng cao nhất là ở khu vực khối L bao gồm các đá chứa sét, cát điệp Thông và Dừa, điệp Mãng Cầu cũng được hình thành trong giai đoạn này. Cũng trong giai đoạn này các bẫy chứa dạng kiến tạo dọc theo phần phía Đông mỏ cũng được hình thành và được phát hiện bằng tài liệu địa chấn ở gần các đứt gãy F6, F7. Ở các khu vực đáy của khối nâng L có các điều kiện cổ địa lý rất tốt cho sự thành tạo và phát triển các khối đá vôi san hô. Việc có một khối lượng lớn các vật liệu bào mòn và đá vôi ở cánh phía Đông của mỏ là do quá trình phá huỷ các khối san hô xảy ra trong vùng nâng cao nhất của mỏ Đại Hùng (khu vực giao của F6, F7), hoặc có thể là do sự thay đổi quá nhanh của mực nước