Luận án tiến sĩ hus đặc điểm địa hóa và thạch học hữu cơ của than và sét than trong trầm tích miocen khu vực phía bắc bể sông hồng

Luận án tiến sĩ phân tích đặc điểm địa hóa và thạch học hữu cơ của than và sét than trong trầm tích miocen khu vực phía bắc bể sông Hồng.

• Tác giả: Lê Hoài Nga
• Người hướng dẫn: Gs. Trần Nghi
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Địa chất
• Đề tài: Đặc Điểm Địa Hóa Và Thạch Học Hữu Cơ Của Than Và Sét Than Trong Trầm Tích Miocen Khu Vực Phía Bắc Bể Sông Hồng
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. VỊ TRÍ VÙNG NGHIÊN CỨU
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC HỮU CƠ CỦA THAN VÀ SÉT THAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 4. CHƯƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA VÀ KHẢ NĂNG SINH DẦU - KHÍ CỦA ĐÁ MẸ THAN VÀ SÉT THAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 4.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA
• 4.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA CHẤT CHIẾT TRONG THAN VÀ MỐI QUAN HỆ VỚI CÁC SẢN PHẨM DẦU - KHÍ TRONG KHU VỰC
• 4.3. ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG SINH HYDROCACBON CỦA THAN VÀ SÉT THAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC PHỤ LỤC
• DANH MỤC BẢN ẢNH
• MỞ ĐẦU
• KẾT LUẬN
• KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Tổng quan về đặc điểm địa hóa và thạch học hữu cơ của than Miocen

Đặc điểm địa hóa và thạch học hữu cơ của than và sét than trong trầm tích Miocen khu vực Bắc Bể Sông Hồng là một chủ đề quan trọng trong nghiên cứu địa chất. Than Miocen không chỉ có giá trị kinh tế mà còn là nguồn tài nguyên năng lượng tiềm năng. Nghiên cứu này nhằm làm rõ các đặc điểm địa hóa và thạch học của than, từ đó đánh giá khả năng sinh dầu khí của chúng. Các phương pháp nghiên cứu hiện đại như phân tích thạch học hữu cơ và địa hóa học đã được áp dụng để thu thập dữ liệu chính xác và đáng tin cậy.

1.1. Đặc điểm địa hóa của than Miocen

Than Miocen trong khu vực Bắc Bể Sông Hồng có đặc điểm địa hóa phong phú. Các thành phần hóa học của than cho thấy sự biến đổi từ giai đoạn hình thành đến giai đoạn biến chất. Đặc biệt, hàm lượng carbon hữu cơ và các chỉ số địa hóa như TOC, HI, và S2 được phân tích để đánh giá khả năng sinh hydrocacbon. Kết quả cho thấy than Miocen chủ yếu chứa kerogen loại III, có tiềm năng sinh khí cao.

1.2. Thạch học hữu cơ của than và sét than

Thạch học hữu cơ của than và sét than trong trầm tích Miocen được nghiên cứu thông qua việc phân tích thành phần maceral. Các loại maceral như vitrinite, inertinite, và liptinite được xác định và phân loại. Sự phân bố của các loại maceral này không chỉ phản ánh môi trường lắng đọng mà còn ảnh hưởng đến khả năng sinh dầu khí của than. Nghiên cứu cho thấy rằng than Miocen chủ yếu chứa maceral nhóm huminit và vitrinite.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu than Miocen

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về than Miocen, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc xác định chính xác đặc điểm địa hóa và thạch học của chúng. Các vấn đề như sự không đồng nhất trong thành phần vật chất hữu cơ và điều kiện địa chất phức tạp đã gây khó khăn cho việc đánh giá tiềm năng sinh dầu khí. Hơn nữa, việc thiếu dữ liệu từ các mẫu nghiên cứu cũng là một thách thức lớn.

2.1. Sự không đồng nhất trong thành phần vật chất hữu cơ

Sự không đồng nhất trong thành phần vật chất hữu cơ của than Miocen là một vấn đề lớn. Các mẫu than từ các vị trí khác nhau có thể có thành phần maceral và chỉ số địa hóa khác nhau, điều này làm cho việc đánh giá khả năng sinh dầu khí trở nên khó khăn. Cần có các phương pháp phân tích chính xác hơn để xác định rõ ràng sự biến đổi này.

2.2. Thiếu dữ liệu từ các mẫu nghiên cứu

Việc thiếu dữ liệu từ các mẫu nghiên cứu là một thách thức lớn trong việc đánh giá tiềm năng sinh dầu khí của than Miocen. Nhiều mẫu chỉ được phân tích một cách đơn lẻ, không đủ để đưa ra kết luận chính xác về đặc điểm địa hóa và thạch học. Cần có một nghiên cứu toàn diện hơn với nhiều mẫu từ các khu vực khác nhau để có cái nhìn tổng quát hơn.

III. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm địa hóa và thạch học hữu cơ

Để nghiên cứu đặc điểm địa hóa và thạch học hữu cơ của than và sét than trong trầm tích Miocen, nhiều phương pháp hiện đại đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm phân tích thạch học hữu cơ, phân tích nhiệt phân tiêu chuẩn Rock-Eval, và phân tích sắc ký. Những phương pháp này giúp xác định rõ ràng thành phần vật chất hữu cơ và khả năng sinh hydrocacbon của than.

3.1. Phân tích thạch học hữu cơ

Phân tích thạch học hữu cơ là phương pháp chính được sử dụng để nghiên cứu thành phần maceral trong than và sét than. Phương pháp này cho phép xác định các loại maceral và đánh giá môi trường lắng đọng của chúng. Kết quả từ phân tích này cung cấp thông tin quan trọng về khả năng sinh dầu khí của than.

3.2. Phân tích nhiệt phân tiêu chuẩn Rock Eval

Phân tích nhiệt phân tiêu chuẩn Rock-Eval là một phương pháp quan trọng trong việc đánh giá khả năng sinh hydrocacbon của đá mẹ. Phương pháp này giúp xác định các chỉ số như TOC, HI, và S2, từ đó đánh giá tiềm năng sinh dầu khí của than và sét than. Kết quả từ phân tích này cho thấy than Miocen có khả năng sinh khí cao.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu than Miocen

Nghiên cứu về đặc điểm địa hóa và thạch học hữu cơ của than Miocen không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp dầu khí. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để cải thiện các chiến lược tìm kiếm và khai thác dầu khí, đồng thời giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất năng lượng từ than.

4.1. Tối ưu hóa quy trình khai thác dầu khí

Kết quả nghiên cứu về đặc điểm địa hóa và thạch học hữu cơ của than Miocen có thể giúp tối ưu hóa quy trình khai thác dầu khí. Việc hiểu rõ thành phần vật chất hữu cơ và khả năng sinh hydrocacbon sẽ giúp các công ty dầu khí đưa ra các quyết định chính xác hơn trong việc khai thác tài nguyên.

4.2. Cải thiện chiến lược tìm kiếm dầu khí

Nghiên cứu này cũng có thể cải thiện các chiến lược tìm kiếm dầu khí trong khu vực Bắc Bể Sông Hồng. Bằng cách xác định rõ ràng các đặc điểm địa hóa và thạch học của than, các nhà nghiên cứu có thể phát triển các phương pháp tìm kiếm hiệu quả hơn, từ đó tăng khả năng phát hiện các mỏ dầu khí tiềm năng.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu than Miocen

Nghiên cứu về đặc điểm địa hóa và thạch học hữu cơ của than và sét than trong trầm tích Miocen khu vực Bắc Bể Sông Hồng đã cung cấp nhiều thông tin quý giá. Kết quả nghiên cứu không chỉ làm rõ các đặc điểm của than mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực địa chất và năng lượng. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho ngành công nghiệp dầu khí.

5.1. Hướng đi mới cho nghiên cứu địa chất

Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu địa chất trong khu vực Bắc Bể Sông Hồng. Việc áp dụng các phương pháp hiện đại sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong việc đánh giá tiềm năng sinh dầu khí của các trầm tích chứa than.

5.2. Tăng cường hợp tác nghiên cứu

Tương lai của nghiên cứu than Miocen cũng cần sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhà nghiên cứu và các công ty dầu khí. Sự kết hợp này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình nghiên cứu và khai thác, từ đó nâng cao hiệu quả trong ngành công nghiệp dầu khí.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Công trình luận án tiến sĩ địa chất của nghiên cứu sinh Lê Hoài Nga với đề tài "Đặc điểm địa hóa và thạch học hữu cơ của than và sét than trong trầm tích Miocen khu vực phía bắc bể Sông Hồng" được thực hiện tại Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, thuộc chuyên ngành Khoáng vật học và Địa hóa học (mã số: 62 44 02 05), dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.TS. Trần Nghi và TS. Trần Đăng Hùng (bảo vệ năm 2015).

Trong công tác đánh giá địa hóa đá mẹ sinh dầu khí truyền thống, các phương pháp hóa học (như nhiệt phân Rock-Eval, sắc ký lỏng, sắc ký khí, sắc ký khối phổ) thường được sử dụng nhằm lượng hóa các chỉ số phát sinh hydrocacbon. Tuy nhiên, hệ phương pháp này chỉ cung cấp các giá trị trung bình tổng thể, không phản ánh rõ nét tính không đồng nhất, phức tạp của vật chất hữu cơ phân tán và tập trung. Ngược lại, phương pháp quang học phân tích thạch học hữu cơ (thạch học than) cho phép quan sát trực tiếp các vi phần hữu cơ (maceral), xác định nguồn vật liệu tiền thân, điều kiện bảo tồn và môi trường tích tụ. Trước thời điểm nghiên cứu, hướng tiếp cận kết hợp thạch học hữu cơ và địa hóa ở bể Sông Hồng chủ yếu tập trung vào các thành tạo trầm tích Oligocen trên đất liền và đảo Bạch Long Vĩ (dự án ENRECA), trong khi các tầng trầm tích chứa than và sét than Miocen trong các giếng khoan thăm dò ngoài khơi phía bắc bể Sông Hồng mới chỉ có một số phân tích mẫu đơn lẻ từ thập niên 1990 của các nhà thầu dầu khí. Đây chính là khoảng trống nghiên cứu mà luận án hướng tới giải quyết.

Mục tiêu chính của luận án là ứng dụng phương pháp quang học phân tích thành phần maceral của than, sét than thu thập ở Bắc bể Sông Hồng; đánh giá đặc điểm, nguồn gốc, loại vật liệu, môi trường thành tạo, điều kiện bảo tồn, mức độ biến chất và khả năng sinh hydrocacbon của than và sét than trong trầm tích Miocen khu vực nghiên cứu.

Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định gồm hai nội dung:

1. Phân tích đặc điểm thạch học hữu cơ, môi trường thành tạo và mức độ biến chất của đối tượng than và sét than trong trầm tích Miocen.
2. Tổng hợp các tài liệu phân tích địa hóa, đánh giá khả năng sinh hydrocacbon của than và sét than trong trầm tích Miocen.

Hai luận điểm bảo vệ của luận án gồm:

1. Than trong trầm tích Miocen khu vực nghiên cứu thuộc loại than humic; thành phần maceral nhóm huminit/vitrinit là chủ yếu. Nguồn vật liệu tạo than là cây bụi và ít thực vật bậc cao. Mức độ biến chất của than từ nhãn than á bitum đến than bitum chất bốc cao.
2. Than á bitum - than bitum chất bốc cao và sét than trong trầm tích Miocen khu vực nghiên cứu chứa kerogen loại III và hỗn hợp của loại III và loại II, có tiềm năng sinh khí là chính.

Đối tượng nghiên cứu là các tập than và sét than trong trầm tích Miocen (gồm các phụ thống Miocen dưới, Miocen giữa và Miocen trên). Phạm vi không gian bao gồm diện tích các lô 102 - 106 ngoài khơi khu vực phía Bắc bể Sông Hồng và một phần diện tích lô MVHN-01KT trên Miền võng Hà Nội (MVHN), tập trung vào các mẫu từ ba giếng khoan 102-CQ-1X, 102-HD-1X và 01-KT-TB-08 nằm trong đới nghịch đảo kiến tạo Miocen. Phạm vi thời gian địa chất tập trung vào địa tầng Đệ Tam thống Miocen trong mối tương quan với lịch sử phát triển Kainozoi của toàn bể.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án tổng thuật lịch sử nghiên cứu địa chất trầm tích, thạch học than và địa hóa dầu khí từ các công trình quốc tế và trong nước:

Về địa tầng và cấu trúc bể Sông Hồng: Hệ thống phân vị địa tầng Kainozoi được kế thừa từ các công trình xác lập của Palustovich B. và Nguyễn Ngọc Cư (1972) với hệ tầng Phong Châu tại GK 100; Golovenok V. và Lê Văn Cân (1966) với hệ tầng Phủ Cừ tại GK 2 và hệ tầng Vĩnh Bảo tại GK 3; Phan Huy Quỳnh, Đỗ Bạt (1983) và Lê Văn Cự (1985) về tính chu kỳ trầm tích 3 nhịp của hệ tầng Phủ Cừ; Trịnh Dánh với các nghiên cứu cổ thực vật định tuổi hệ tầng Đình Cao, Phủ Cừ, Tiên Hưng; cùng các công trình tổng hợp cấu trúc kiến tạo của Trần Nghi, Đỗ Bạt và cộng sự.

Về lý thuyết thạch học than và biến đổi vật chất hữu cơ: Luận án dẫn xuất định nghĩa than từ Moore (1989) theo quan điểm sinh thái học, Teichmuller (1989) theo quá trình than hóa/trưởng thành nhiệt, và định nghĩa của Schopf (1956) về hàm lượng cacbon và nguồn gốc đầm lầy than bùn. Quá trình biến đổi nhiệt và phân loại nhãn than được đối chiếu theo Levin (1993), Tissot & Welte (1984), Flores (2014) và Stach et al. (1982). Durand (1980) chứng minh lượng chất chiết và alkan từ kerogen loại III và than đạt đỉnh khi độ phản xạ vitrinit đạt khoảng 0,8 - 0,9%.

Về mô hình cổ môi trường trầm tích than: Tác giả điểm lại hai mô hình vi thạch học phổ biến:

• Mô hình Diessel (1986, 1992) sử dụng Chỉ số bảo tồn mô (Tissue Preservation Index - TPI) và Chỉ số keo hóa (Gelification Index - GI) để phân định tướng môi trường đầm lầy, đồng bằng châu thổ và ảnh hưởng của dao động mực nước ngầm.
• Mô hình Calder (1991, Calder et al., 1991) sử dụng Chỉ số thực vật (Vegetation Index - VI) và Chỉ số ảnh hưởng nước ngầm (Groundwater Index - GWI) để phân biệt thảm thực vật giàu/nghèo lignin và điều kiện thủy văn.

Về hệ thống phân loại maceral và địa hóa đá mẹ: Luận án áp dụng hệ thống phân loại maceral của Ủy ban Quốc tế về Thạch học Than và Hữu cơ (ICCP 1998, 2001; Ssykorova et al., 2005) gồm 4 nhóm: Huminit, Vitrinit, Liptinit và Inertinit. Các tiêu chuẩn phân loại tiềm năng đá mẹ và kerogen qua Rock-Eval được tổng hợp từ Peters (1986), Hunt (1996), Tissot & Welte (1984), cùng phân loại steran $C_{27}-C_{28}-C_{29}$ của Huang & Meinschein (1979).

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết là sự thiếu hụt các dữ liệu thạch học hữu cơ chi tiết về thành phần maceral, chỉ số cấu trúc mô thực vật, mức độ keo hóa và mối quan hệ với các thông số địa hóa nhiệt phân/chất chiết của than và sét than Miocen tại khu vực ngoài khơi phía Bắc bể Sông Hồng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án xây dựng khung phân tích dựa trên lý thuyết than hóa qua 5 giai đoạn biến đổi của vật chất hữu cơ:

1. Giai đoạn than bùn hóa (sinh hóa): Hoạt động phân hủy sinh vật kỵ khí trong phạm vi 10m bề mặt đầm lầy tạo than, diễn ra phản ứng cô đặc và polymer hóa tạo than bùn và than nâu.
2. Giai đoạn khử nước (Dehydration / Vitrinit hóa): Nén ép đẩy nước lỗ rỗng, phân hủy bẻ gãy các nhóm chức chứa oxy (-OH, -COOH, -$OCH_3$, C=O), huminit maceral chuyển hóa thành vitrinit maceral, than chuyển từ nhãn á bitum C sang á bitum B (tương ứng điểm chớm trưởng thành).
3. Giai đoạn bitum hóa (Bituminization): Kéo dài từ than á bitum A đến than bitum chất bốc cao A (tương ứng cửa sổ tạo dầu đến đỉnh tạo dầu), sinh hydrocacbon lỏng từ maceral nhóm liptinit và vitrinit giàu hydro.
4. Giai đoạn khử bitum (Debituminization): Từ than bitum chất bốc cao A đến bitum chất bốc thấp, cracking nhiệt phân tử lớn thành phân tử nhỏ, tạo khí ẩm ($CH_4$) và condensate.
5. Giai đoạn graphit hóa (Graphitization): Mất hydro nhanh chóng, tạo khí khô, độ phản xạ vitrinit tăng cao tương đương inertinit.

Hệ thống phân loại maceral theo ICCP được áp dụng để định danh các nhóm:

• Nhóm Huminit (than nhãn thấp/than nâu): Gồm 3 phụ nhóm: Telohuminit (Textinit, Ulminit), Detrohuminit (Attrinit, Densinit), và Gelohuminit (Corpohuminit, Gelinit).
• Nhóm Vitrinit (than nhãn trung bình - cao): Telovitrinit (Telinit, Telocollinit), Detrovitrinit (Vitrodetrinit, Desmocollinit), và Gelovitrinit (Corpogelinit, Gelocollinit).
• Nhóm Liptinit: Cutinit, Suberinit, Sporinit, Resinit, Alginit, Bituminit, Exudatinit...
• Nhóm Inertinit: Fusinit, Semifusinit, Inertodetrinit...

Các chỉ số định lượng cổ môi trường:

• Chỉ số bảo tồn mô ($TPI$) và chỉ số keo hóa ($GI$) theo Diessel:

$$\text{TPI} = \frac{\text{Telinit} + \text{Telocollinit} + \text{Fusinit} + \text{Semifusinit}}{\text{Desmocollinit} + \text{Vitrodetrinit} + \text{Inertodetrinit}}$$

$$\text{GI} = \frac{\text{Tổng nhóm Vitrinit} + \text{Macrinit}}{\text{Semifusinit} + \text{Fusinit} + \text{Inertodetrinit}}$$

• Chỉ số thực vật ($VI$) và chỉ số nước ngầm ($GWI$) theo Calder:

$$\text{VI} = \frac{\text{Telovitrinit} + \text{Suberinit} + \text{Resinit} + \text{Fusinit}}{\text{Detrovitrinit} + \text{Liptodetrinit} + \text{Alginit} + \text{Inertodetrinit}}$$

$$\text{GWI} = \frac{\text{Gelovitrinit} + \text{Khoáng vật}}{\text{Telovitrinit} + \text{Detrovitrinit}}$$

Phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu

Bộ dữ liệu thực tế gồm 24 mẫu than và sét than chọn lọc từ mùn khoan thuộc 3 giếng khoan thăm dò:

• GK 102-CQ-1X (cấu tạo Cây Quất, Lô 102): 16 mẫu than và sét than.
• GK 102-HD-1X (cấu tạo Hoa Đào, Lô 102): 02 mẫu than và sét than.
• GK 01-KT-TB-08 (Lô MVHN-01KT, Miền võng Hà Nội): 06 mẫu than.

Các phương pháp phân tích thực nghiệm bao gồm:

1. Phương pháp thạch học hữu cơ: Mẫu được đúc khối mài bóng, quan sát dưới kính hiển vi quang học phân cực trong môi trường dầu nhúng (độ phóng đại x25, x50) dưới ánh sáng trắng phản xạ và ánh sáng huỳnh quang phản xạ. Đếm điểm xác định thành phần phần trăm thể tích các nhóm maceral và khoáng vật.
2. Phương pháp đo độ phản xạ Vitrinit ($R_o, %$): Đo cường độ ánh sáng phản xạ của maceral vitrinit trong dầu nhúng để định lượng mức độ biến chất nhiệt.
3. Phương pháp nhiệt phân Rock-Eval: Xác định hàm lượng cacbon hữu cơ tổng số ($TOC, %$), hydrocacbon tự do ($S_1$), hydrocacbon sinh ra do nứt nhiệt kerogen ($S_2$), nhiệt độ đỉnh sinh nhiệt cực đại ($T_{max}$), chỉ số hydro ($HI = S_2 \times 100 / TOC$), chỉ số oxy ($OI$), chỉ số sản sinh ($PI$).
4. Phương pháp sắc ký: Sắc ký lỏng (LC) tách các hợp phần no, thơm, nhựa, asphalten; sắc ký khí (GC) và sắc ký khí - khối phổ (GC-MS) phân tích các hydrocacbon no $C_{15+}$, tỷ số Pristan/Phytan ($Pr/Ph$), $Pr/nC_{17}$, $Ph/nC_{18}$, phân bố ion m/z 217 (steran $C_{27}, C_{28}, C_{29}$) và ion m/z 191 (hopan/terpan).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Địa chất khu vực nghiên cứu

Chương 1 tổng hợp bối cảnh kiến tạo và địa tầng khu vực nghiên cứu thuộc đới Tây Bắc bể Sông Hồng:

• Cấu trúc địa chất: Bể Sông Hồng là bể trầm tích Kainozoi hình thoi kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam, bề dày trầm tích trũng trung tâm đạt tới 16 km. Đới Tây Bắc (gồm Miền võng Hà Nội và các lô 102-106) có cấu trúc uốn nếp phức tạp kèm nghịch đảo kiến tạo trong Miocen. Do chuyển động trượt bằng đổi dấu từ trái sang phải của đứt gãy Sông Hồng vào cuối Miocen, khu vực hình thành hàng loạt cấu tạo dạng hoa (flower structures) như Cây Quất, Hoa Đào, Hoàng Long, Bạch Long... Chiều dày trầm tích bị bóc mòn sau nghịch đảo được khôi phục qua địa chấn và $R_o$ có nơi vượt quá 1000m.
• Đặc điểm địa tầng trầm tích:
  • Thống Eocen (Hệ tầng Phù Tiên - $E_2 pt$): Cát kết, bột kết màu tím gan gà, cuội kết hỗn tạp lấp đầy địa hào hẹp sụt lún nhanh, môi trường đầm hồ - tiền châu thổ; bề dày tại mặt cắt chuẩn GK 104 đạt 316m.
  • Thống Oligocen (Hệ tầng Đình Cao - $E_3 đc$): Phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Phù Tiên, gồm cát kết xám sáng xen cuội sạn kết dạng puding, chuyển lên bột kết sét kết chứa bào tử phấn Trudopolis, Cicatricosisporites dorogensis; môi trường aluvi/đầm hồ.
  • Thống Miocen dưới (Hệ tầng Phong Châu - $N_1^1 pch$): Cát kết hạt mịn xen kẽ cát bột kết cấu tạo phân lớp gợn sóng mỏng dạng "sọc vằn"; bề dày 400 - 1400m; môi trường đồng bằng châu thổ xen kẽ các pha biển.
  • Thống Miocen giữa (Hệ tầng Phủ Cừ - $N_1^2 pc$): Bề dày 1500 - 2000m, gồm 3 nhịp trầm tích cát - bột - sét kết chứa than và tập hợp cổ sinh Globorotalia mayerii, Orbulina universa; môi trường đồng bằng châu thổ chuyển dần sang châu thổ ngập nước/tiền châu thổ ra phía biển.
  • Thống Miocen trên (Hệ tầng Tiên Hưng - $N_1^3 th$): Phân nhịp rõ rệt từ cát sạn kết sang sét bột kết xen nhiều lớp than nâu; tại GK 01-KT-TB-08 tổng độ dày vỉa than đạt 54,28m (gồm 37 vỉa); môi trường đồng bằng châu thổ đến tam giác châu ngập nước.
  • Thống Pliocen (Hệ tầng Vĩnh Bảo - $N_2 vb$): Bề dày 200 - 500m, trầm tích cát kết bở rời chứa hóa thạch biển (Globigerina), môi trường thềm biển.
  • Hệ Đệ Tứ: Gồm thống Pleistocen (Hệ tầng Hải Dương - $Q_1 hd$, dày 50 - 100m) và thống Holocen (Hệ tầng Kiến Xương - $Q_2 kx$, dày 20 - 100m).
• Lịch sử tiến hóa địa chất: Gồm 4 giai đoạn: Tiền tách giãn (trước Eocen giữa), Tách giãn (Eocen giữa - Oligocen), Sau tách giãn - sụt lún oằn võng và mở rộng bể kèm nghịch đảo kiến tạo (Miocen), và Giai đoạn tạo thềm (Pliocen - Đệ Tứ).

Chương 2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 thiết lập cơ sở phân loại học thuật và quy trình thực nghiệm:

• Trình bày chi tiết đặc điểm 4 nhóm maceral (Huminit, Vitrinit, Liptinit, Inertinit) theo tiêu chuẩn ICCP.
• Phân tích cơ chế biến đổi hóa - lý trong 5 pha than hóa (than bùn hóa $\rightarrow$ khử nước $\rightarrow$ bitum hóa $\rightarrow$ khử bitum $\rightarrow$ graphit hóa) và mối tương quan với cửa sổ tạo dầu/khí của kerogen.
• Thiết lập hệ thống công thức định lượng chỉ số cổ môi trường đầm lầy: TPI, GI (Diessel) và VI, GWI (Calder).
• Tổng thuật tình hình nghiên cứu thạch học than thế giới và các công trình dự án ENRECA tại miền Bắc Việt Nam.
• Trình bày quy trình kỹ thuật chuẩn bị mẫu mài bóng, kỹ thuật đo hiển vi huỳnh quang/ánh sáng trắng, chu trình nhiệt phân Rock-Eval và sơ đồ phân tích sắc ký GC/GC-MS.

Chương 3. Đặc điểm thạch học hữu cơ của than và sét than khu vực nghiên cứu

Chương 3 trình bày kết quả phân tích quang học định lượng và định tính trên các tập mẫu:

• Thành phần maceral trong trầm tích Miocen dưới (GK 102-CQ-1X):
  • Nhóm Vitrinit chiếm ưu thế tuyệt đối (70 - 90% thể tích vật chất hữu cơ), chủ yếu là telocollinit và desmocollinit, corpogelinit.
  • Nhóm Liptinit xuất hiện với hàm lượng đáng kể, bao gồm cutinit (phân bố trên nền vitrinit), suberinit (phát quang yếu cộng sinh với corpogelinit), alginit trên nền chất hữu cơ vô định hình phát quang mạnh ở độ sâu 2240 - 2250m, resinit, bituminit và exudatinit.
  • Nhóm Inertinit chiếm tỷ lệ thấp (fusinit, inertodetrinit).
  • Quan sát thạch học ghi nhận bituminit và exudatinit lấp đầy các khe nứt của vitrinit; ghi nhận dấu hiệu dầu di thoát rõ rệt trong các khe nứt của mảnh vitrinit ở độ sâu 2680 - 2690m và 3000 - 3010m.
  • Khoáng vật đi kèm: Pyrit dạng trứng cá (framboidal pyrite) và khoáng vật cacbonat phân bố rải rác trên nền vitrinit.
• Thành phần maceral trong trầm tích Miocen giữa (GK 102-HD-1X, GK 102-CQ-1X):
  • Nhóm Vitrinit chiếm ưu thế; ghi nhận dấu hiệu dầu di thoát lấp đầy khe nứt vitrinit cùng pyrit dạng trứng cá và cacbonat tại mẫu than độ sâu 3000 - 3010m (GK 102-HD-1X).
• Thành phần maceral trong trầm tích Miocen trên (GK 01-KT-TB-08, MVHN):
  • Nhóm Huminit/Vitrinit chiếm chủ đạo với độ keo hóa biến thiên từ attrinit, densinit sang telocollinit, desmocollinit; nguồn gốc tàn tích mô thực vật thân bụi và cây cỏ.
• Cổ môi trường thành tạo than:
  • Giá trị $TPI < 1$ và $VI < 3$ chiếm đa số trong các mẫu nghiên cứu, chỉ ra rằng nguồn thực vật tạo than chủ yếu là cây bụi nhỏ, cây cỏ đầm lầy nghèo lignin, ít thực vật thân gỗ bậc cao.
  • Chỉ số $GI$ và $GWI$ phản ánh môi trường đầm lầy ẩm ướt liên tục, đầm lầy bãi bồi/tam giác châu ngập nước chịu ảnh hưởng của các đợt ngập triều hoặc nước lợ ven biển (phù hợp với sự xuất hiện của pyrit dạng trứng cá $> 1%$).

Phân vị địa tầng	Giếng khoan / Độ sâu tiêu biểu	Nhóm Maceral chủ đạo	Maceral nhóm Liptinit quan sát được	Dấu hiệu khoáng vật & biến đổi
Miocen dưới	GK 102-CQ-1X (2060m – 3010m)	Vitrinit (70 – 90%)	Cutinit, Suberinit, Alginit, Bituminit, Exudatinit	Dầu di thoát trong khe nứt vitrinit (2680m, 3000m); Pyrit trứng cá, Cacbonat
Miocen giữa	GK 102-HD-1X (3000m – 3010m)	Vitrinit	Cutinit, Resinit, Exudatinit	Dầu di thoát trong khe nứt vitrinit (3000m); Pyrit trứng cá, Cacbonat
Miocen trên	GK 01-KT-TB-08 (821m – 839m)	Huminit / Vitrinit	Sporinit, Cutinit, Resinit	Mức độ than hóa thấp (á bitum), cấu trúc mô cây bụi/cây cỏ

Chương 4. Đặc điểm địa hóa và khả năng sinh dầu - khí của đá mẹ than và sét than khu vực nghiên cứu

Chương 4 kết hợp dữ liệu nhiệt phân và địa hóa phân tử đánh giá khả năng sinh hydrocacbon:

• Đặc điểm địa hóa Rock-Eval:
  • Hàm lượng $TOC$ trong các vỉa than đạt $> 50%$, trong các lớp sét than đạt từ $2%$ đến $> 10%$, thuộc nhóm đá mẹ giàu vật chất hữu cơ.
  • Giá trị tiềm năng sinh $S_2$ và chỉ số hydro $HI$ (chủ yếu dao động trong khoảng $150 - 300\text{ mg HC/g TOC}$) xác định kerogen trong than và sét than Miocen thuộc Kerogen loại III và hỗn hợp Kerogen loại III - II.
  • Độ phản xạ vitrinit ($R_o$) tăng có quy luật theo chiều sâu: các mẫu than nông (Miocen trên GK 01-KT-TB-08) có $R_o \approx 0,45 - 0,55%$ (nhãn á bitum, chớm trưởng thành); các mẫu sâu $> 2500\text{m}$ (GK 102-CQ-1X và 102-HD-1X) có $R_o$ đạt $0,65 - 0,85%$ và $T_{max} > 435^\circ\text{C}$ (nhãn bitum chất bốc cao, nằm trọn trong cửa sổ tạo dầu - khí).
• Đặc điểm chất chiết và dấu hiệu phân tử:
  • Sắc ký khí ($GC$) hợp phần no $C_{15+}$ cho thấy tỷ số $Pr/Ph > 1$, đồ thị quan hệ $Pr/nC_{17}$ so với $Ph/nC_{18}$ chỉ thị môi trường lắng đọng oxy hóa yếu đến khử yếu của trầm tích chứa vật chất hữu cơ lục địa.
  • Khối phổ ký ($GC\text{-}MS$, m/z 217) xác nhận ưu thế nổi trội của $C_{29}$ Steran (nguồn gốc thực vật bậc cao lục địa) so với $C_{27}$ và $C_{28}$ Steran.
  • Dải phân bố hydrocacbon no trong chất chiết than tại GK 102-CQ-1X tương đồng với dải hydrocacbon của các biểu hiện dầu ghi nhận trong trầm tích Miocen trên cùng giếng khoan.
• Đánh giá tiềm năng sinh:
  • Than và sét than Miocen khu vực phía Bắc bể Sông Hồng có tiềm năng sinh khí là chủ đạo do ưu thế của kerogen loại III.
  • Đồng thời, ở các đới lún sâu ($R_o > 0,65%$), than và sét than có khả năng sinh dầu lỏng và condensate nhờ sự đóng góp của các maceral nhóm liptinit (cutinit, suberinit, alginit, bituminit) và các pha vitrinit giàu hydro.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận

1. Luận án đã ứng dụng phương pháp thạch học hữu cơ sử dụng ánh sáng phản xạ trắng và huỳnh quang để xác định hệ thống thành phần maceral, đặc điểm quang học và sự chuyển hóa maceral trong các giai đoạn than hóa của than và sét than Miocen vùng Tây Bắc bể Sông Hồng.
2. Thiết lập được mối liên hệ giữa các chỉ số thạch học ($TPI, GI, VI, GWI$) với thông số địa hóa để làm sáng tỏ điều kiện cổ môi trường lắng đọng: than bùn Miocen hình thành trong môi trường đầm lầy ẩm ướt, đầm lầy đồng bằng châu thổ ngập nước chịu ảnh hưởng nước lợ/ven biển với vật liệu tiền thân chủ yếu là cây bụi và cây cỏ nhỏ.
3. Đánh giá toàn diện tiềm năng sinh hydrocacbon của than và sét than Miocen: xác định kerogen thuộc loại III và hỗn hợp III-II, có tiềm năng sinh khí là chính, đồng thời chỉ ra khả năng sinh dầu/condensate của than bitum chất bốc cao thông qua bằng chứng vi quan sát về bituminit, exudatinit và sự di thoát dầu trong các vi khe nứt vitrinit.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn và kiến nghị

1. Cung cấp luận cứ khoa học khẳng định vai trò của các tập trầm tích lục nguyên chứa than và sét than Miocen như những tầng đá mẹ sinh khí và dầu quan trọng tại các lô ngoài khơi phía Bắc bể Sông Hồng (đặc biệt trong các cấu tạo nghịch đảo như Cây Quất, Hoa Đào).
2. Kết quả nghiên cứu là cơ sở thực tế để đưa phương pháp thạch học hữu cơ vào quy trình thường quy trong tìm kiếm thăm dò dầu khí và đánh giá tiềm năng khí than (CBM) tại Việt Nam.
3. Kiến nghị mở rộng thu thập mẫu lõi và mẫu mùn khoan tại các cấu tạo lân cận ở bể Sông Hồng và các bể trầm tích Đệ Tam khác nhằm hoàn thiện bản đồ tướng địa hóa - thạch học hữu cơ trên toàn thềm lục địa.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Do tính chất tài liệu thu thập từ các giếng khoan thăm dò thực tế, số lượng mẫu phân tích thạch học hữu cơ còn hạn chế (24 mẫu tại 3 giếng khoan 102-CQ-1X, 102-HD-1X và 01-KT-TB-08); mẫu nghiên cứu chủ yếu là mẫu mùn khoan (cuttings), chưa có chuỗi mẫu lõi liên tục (core) đại diện cho toàn bộ các tập vỉa than trên toàn diện tích các lô ngoài khơi.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Thu thập bổ sung các mẫu lõi khoan từ các giếng khoan thăm dò mới; mở rộng nghiên cứu sang các khu vực trung tâm và phía Nam bể Sông Hồng; thực hiện các phân tích động học nhiệt phân (kinetics) để mô phỏng định lượng chi tiết hơn sản lượng khí và condensate di thoát theo thời gian địa chất.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo hữu ích cho:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Địa chất Dầu khí, Khoáng vật học, Địa hóa học và Địa tầng học: Tham khảo phương pháp phân loại maceral theo tiêu chuẩn ICCP, kỹ thuật hiển vi quang học huỳnh quang trong thạch học hữu cơ, và phương pháp tính toán các chỉ số cổ môi trường ($TPI, GI, VI, GWI$).
• Kỹ sư địa chất, chuyên gia tìm kiếm thăm dò tại các đơn vị dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, Viện Dầu khí Việt Nam, Tổng Công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí): Tham khảo dữ liệu thực tế về thông số Rock-Eval, sắc ký phân tử GC-MS và đánh giá tiềm năng tầng đá mẹ than/sét than Miocen đới nghịch đảo bể Sông Hồng và Miền võng Hà Nội.

Câu hỏi thường gặp

1. Than và sét than Miocen khu vực phía Bắc bể Sông Hồng thuộc loại than nào và mức độ biến chất ra sao?

Than Miocen trong khu vực nghiên cứu thuộc loại than humic. Mức độ biến chất (nhãn than) tăng dần theo chiều sâu chôn vùi từ than á bitum ($R_o \approx 0,45 - 0,55%$ ở các giếng khoan nông vùng Miền võng Hà Nội như GK 01-KT-TB-08) đến than bitum chất bốc cao ($R_o \approx 0,65 - 0,85%$ ở các giếng khoan sâu ngoài khơi như GK 102-CQ-1X và 102-HD-1X).

2. Thành phần maceral chủ yếu trong than và sét than Miocen gồm những nhóm nào?

Thành phần maceral bị chi phối chủ yếu bởi nhóm Huminit/Vitrinit (chiếm 70 - 90% thể tích vật chất hữu cơ, gồm telocollinit, desmocollinit, corpogelinit). Nhóm Liptinit có mặt với tỷ lệ đáng kể gồm cutinit, suberinit, alginit, resinit, bituminit và exudatinit. Nhóm Inertinit chiếm tỷ lệ thấp (fusinit, inertodetrinit).

3. Bằng chứng vi quan sát nào chứng minh than Miocen có khả năng sinh và di thoát hydrocacbon dạng lỏng?

Dưới kính hiển vi quang học ánh sáng phản xạ và huỳnh quang dầu nhúng, tác giả đã quan sát thấy maceral bituminit và exudatinit lấp đầy các khe nứt của vitrinit, đồng thời ghi nhận hiện tượng dầu di thoát trực tiếp trong các vi khe nứt của mảnh vitrinit ở mẫu than các độ sâu 2680 - 2690m, 3000 - 3010m tại GK 102-CQ-1X và độ sâu 3000 - 3010m tại GK 102-HD-1X.

4. Các chỉ số TPI, GI, VI, GWI phản ánh điều gì về cổ môi trường tích tụ than bùn Miocen?

Các giá trị $TPI < 1$ và $VI < 3$ chỉ ra rằng nguồn vật liệu tạo than chủ yếu là cây bụi nhỏ và cây cỏ đầm lầy nghèo lignin, ít thực vật thân gỗ bậc cao. Chỉ số $GI$ và $GWI$ cùng sự có mặt của pyrit dạng trứng cá ($FeS_2 > 1%$) và khoáng vật cacbonat chứng minh than được tích tụ trong môi trường đầm lầy ẩm ướt liên tục thuộc đồng bằng châu thổ/tam giác châu ngập nước chịu ảnh hưởng của nước lợ ven biển.

5. Khả năng sinh dầu khí chính của các tầng than và sét than Miocen được đánh giá như thế nào?

Kết quả phân tích Rock-Eval và sắc ký phân tử ($C_{29}$ Steran chiếm ưu thế, $Pr/Ph > 1$) xác định vật chất hữu cơ thuộc Kerogen loại III và hỗn hợp loại III - II. Do đó, than và sét than Miocen có tiềm năng sinh khí là chủ đạo, đồng thời có khả năng sinh dầu nhẹ và condensate tại các khu vực lún sâu đạt ngưỡng trưởng thành nhiệt catagenes.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Lê Hoài Nga đã kết hợp phương pháp quang học thạch học hữu cơ và địa hóa truyền thống để nghiên cứu than và sét than trong trầm tích Miocen khu vực phía Bắc bể Sông Hồng. Kết quả nghiên cứu đã làm sáng tỏ thành phần maceral (nhóm huminit/vitrinit chiếm ưu thế), nguồn vật liệu tạo than từ thực vật cây bụi/cây cỏ đầm lầy đồng bằng châu thổ ngập nước, và mức độ biến chất từ á bitum đến bitum chất bốc cao. Luận án xác định kerogen thuộc loại III và hỗn hợp III-II với tiềm năng sinh khí là chính cùng khả năng sinh dầu/condensate tại các đới lún sâu, cung cấp cơ sở khoa học phục vụ công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí trong khu vực.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu Chƣơng 1. Địa chất khu vực nghiên cứu Chƣơng 2. Cơ sở lý thuyết và phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 3. Đặc điểm thạch học hữu cơ của than và sét than khu vực nghiên cứu Chƣơng 4.

Đặc điểm địa hóa và khả năng sinh dầu- khí của đá mẹ chứa than và sét than khu vực nghiên cứu Kết luận Kiến nghị 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1. ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. VỊ TRÍ VÙNG NGHIÊN CỨU Bể Sông Hồng là bể trầm tích Kainozoi lớn chứa dầu khí trên thềm lục địa phía Bắc Việt Nam. Tổng diện tích trên phần hải phận của Việt Nam rộng khoảng 160.000km2, bao gồm cả phần đất liền MVHN, vùng biển nông ven bờ và phần diện tích ngoài khơi Vịnh Bắc Bộ kéo dài đến biển miền Trung Việt Nam.

Bể có dạng hình thoi kéo dài với chiều dày trầm tích ở trũng trung tâm có thể lên đến 16km. Cấu trúc địa chất bể Sông Hồng phức tạp, thay đổi từ đất liền ra biển theo hƣớng Tây Bắc- Đông Nam và Nam [5], gồm:  Vùng Tây Bắc: bao gồm MVHN và một số lô phía Tây Bắc của Vịnh Bắc Bộ. Đây là vùng uốn nếp phức tạp kèm nghịch đảo kiến tạo trong Miocen.  Vùng Trung tâm từ lô 107 - 108 đến lô 114 -115 với mực nƣớc biển dao động từ 20 - 90m.

 Vùng phía Nam từ lô 115 - 121 với cấu trúc khác hẳn so với hai vùng nói trên, với địa hào - bán địa hào nhỏ phát triển dọc theo các đứt gãy và thềm cacbonat - ám tiêu san hô phát triển trên địa lũy Tri Tôn. Vùng nghiên cứu nằm trong vùng cấu trúc Tây Bắc bể Sông Hồng bao gồm diện tích các lô 102 - 106 và một phần lô MVHN-01KT trên MVHN (Hình 1. Tuy nhiên, thực tế lấy mẫu cho thấy, than và sét than trong trầm tích Miocen chủ yếu có trong các GK 102-CQ-1X, 102-HD-1X và các GK thăm dò khí than trong khu vực MVHN. Do đó, các mẫu đƣợc chọn trong luận án này đƣợc lấy ở ba giếng 102-CQ-1X, 102-HD-1X và 01-KT-TB-08 (GK có độ dày tổng cộng các vỉa than lớn nhất trong số các giếng thăm dò khí than); các GK này đều nằm trong đới nghịch đảo kiến tạo Miocen.

19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 01-KT-TB-08 102-CQ-1X 102-HD-1X Hình 1. Phân vùng cấu trúc bể trầm tích Sông Hồng và khu vực nghiên cứu [4] 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG TRẦM TÍCH 1. Thống Eocen (E2) Hệ tầng Phù Tiên (E2 pt) Hệ tầng Phù Tiên đƣợc đặt theo tên địa phƣơng nơi đặt giếng khoan 104- giếng khoan đầu tiên phát hiện trầm tích của hệ tầng.

Mặt cắt chuẩn đƣợc xác lập tại GK 104 từ độ sâu 3544m đến 3860m gồm các lớp cát kết, sét bột kết màu tím gan gà, màu xám xen các lớp cuội kết kích thƣớc rất khác nhau từ vài cm đến vài chục cm. Cuội thƣờng là ryolit, đá phiến kết tinh và quazit. Cát kết có thành phần đa khoáng, độ mài tròn, chọn lọc kém, nhiều hạt thạch anh, canxít bị gặm mòn, xi măng canxit - serixit. Bột kết rắn chắc, màu tím chứa serixit và oxit sắt.

Trên cùng là lớp cuội kết hỗn tạp màu tím, màu đỏ xen các đá phiến sét với nhiều vết trƣợt láng bóng. Bề dày của hệ tầng đạt 316m. Trầm tích thuộc hệ tầng Phù Tiên ở GK 107T-PA-1X Vịnh Bắc Bộ (3050-3535 m) gồm: cuội sạn có kích thƣớc nhỏ, thành phần chủ yếu là các mảnh đá granit và đá biến chất xen kẽ là cát kết, sét kết màu xám, màu nâu có các mặt trƣợt hoặc bị phân phiến mạnh. Đá của hệ tầng bị biến đổi thứ sinh mạnh từ giai đoạn katagenes muộn (107T-PA-1X) metagenes sớm.

Bề dày hệ tầng khoảng gần 500 m. Trên các mặt cắt địa chấn, trầm tích của hệ tầng Phù Tiên đƣợc thể hiện bằng tập địa chấn nằm ngang, phân bố ở phần đáy các địa hào sâu và hẹp và nằm dọc theo các đứt gãy sâu; phủ bất chỉnh hợp ngay trên mặt móng (trƣớc Đệ tam) [1,4]. Trong trầm tích có mặt các phấn hoa lục địa và dấu vết thực vật ngập mặn, có khoáng vật pyrit chỉ ra môi trƣờng trầm tích đầm hồ - tiền châu thổ. Đây là dạng thành tạo trầm tích lấp đầy các địa hào sụt lún nhanh.

21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Trong bột kết và sét kết của hệ tầng Phù Tiên đã phát hiện thấy các bào tử phấn hoa: Arancarya, Klukisporites, Cicatricosisportes, Trudopollenites, Trudopolis, Tricolporopollenites, Ephedripites. tập hợp lại chúng đã tạo thành đới Trudopolis đặc trƣng cho hệ tầng. Hóa thạch định tuổi là tập hợp bào tử phấn hoa Cica, dorogensis, F. trilobata, đặc biệt là Trudopolis và Ephedrripilis [1,4].

Thống Oligocen (E3) Hệ tầng Đình Cao (E3 đc) Hệ tầng Đình Cao phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Phù Tiên mang tên thôn Đình Cao, nơi đặt GK 104 đã khoan qua mặt cắt chuẩn của hệ tầng. Mặt cắt chuẩn (2396-3544m) gồm chủ yếu là cát kết màu xám sáng, xám sẫm đôi chỗ phớt tím, xen các lớp cuội, sạn kết dạng puding, chuyển lên trên là các lớp bột kết, sét kết màu xám, đen rắn chắc xen ít lớp cuội sạn. Trong đá đã gặp các hoá thạch bào tử phấn hoa nhƣ Verrucatosporites, Florschuetzia trilobata v. Hóa thạch đã tìm thấy trong hệ tầng Đình Cao gồm: vết in lá thực vật, bào tử phấn hoa, Diatomae và động vật nƣớc ngọt.

Các hóa thạch thực vật thuộc các họ ôn đới điển hình của Fagaceae, Lauraceae, Betulaceae, Ulmaceae và các dạng đầm lầy với tỷ lệ nhỏ hơn của Graminophyllum, Phragmites, Arundo đƣợc Trịnh Dánh gọi là phức hệ cận nhiệt đới/nóng ẩm. Ngoài ra, còn có các dạng bào tử phấn hoa: Alnipollenits, Quercidites, Liquidambarpollenits, Tricolpites longicolpus, Pinuspollenits, Magnastriatites howardi, Verrucatosporites usmensis, Triletes, Triporocolpites, Tricolpopollenits, Corsinipollenits, Lycopodiumsporites neogenicus, Cicatricosisporites dorogensis, Verrucatopollenits pachydermus, Florschuerzia trilobata, Gothanopollis bassensis, Tsugapollenits, Dacrydium (rất ít), các tảo nƣớc ngọt. Tuổi Oligocen của phức hệ này dựa trên cơ sở: Cicatricosisporites dorogensis (LAD trong Oligocen muộn); 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Lycopodumsporites neogenicus (chỉ trong Oligocen); còn theo Gothanopollis bassensis (chỉ trong Oligocen muộn); Florschuetzia trilobata (FAD trong Eocen/Oligocen). Ngoài ra trong trầm tích của hệ tầng này còn thấy có động vật nƣớc ngọt Viviparus kích thƣớc nhỏ [1,4].

Hệ tầng Đình Cao phát triển mạnh ở khu vực Đông Quan, Thái Thụy, Tiền Hải. Trong khu vực phía bắc bể Sông Hồng, trầm tích thuộc hệ tầng gặp trong GK 107T-PA-1X. Thành phần gồm cát kết xám sáng, xám tối, xám xanh hạt nhỏ đến vừa, ít hạt thô, đôi khi cuội, sạn độ chọn lọc trung bình đến tốt. Đá gắn kết chắc, xi măng là cacbonat, sét, thạch anh và ít ôxit sắt.

Đôi chỗ gặp glauconit, cát kết thuộc loại litharenit, ít sublitharenit và litharenit felspat. Sét kết xám sáng, xám tối, xám nâu sẫm có các mặt láng bóng, đôi khi có các thấu kính than hoặc các lớp sét vôi mỏng, chứa hoá thạch động vật. Đá bị biến đổi thứ sinh vào giai đoạn hậu sinh muộn. Với những đặc điểm trầm tích, cổ sinh nêu trên, có thể thấy rằng trầm tích hệ tầng Đình Cao thành tạo trong môi trƣờng đầm hồ/aluvi, liên quan đến các địa hào, bán địa hào và có liên hệ chặt chẽ với quá trình hình thành trầm tích hệ tầng Phù Tiên.

Trầm tích tuổi Oligocen với tiềm năng hữu cơ cực tốt cũng đã đƣợc chứng minh trong GK ENRECA3 trên đảo Bạch Long Vĩ [1, 4, 10]. Thống Miocen - Phụ thống Miocen dƣới (N11) Hệ tầng Phong Châu (N11 pch) Mặt cắt chuẩn của hệ tầng Phong Châu đƣợc Palustovich B. và Nguyễn Ngọc Cƣ xác lập năm 1972 khi tổng kết địa tầng GK 100 tại Phong Châu, huyện Tiên Hƣng, tỉnh Thái Bình. Đặc trƣng của hệ tầng Phong Châu là sự xen kẽ liên tục giữa những lớp cát kết hạt trung, hạt nhỏ màu xám trắng, xám xanh gắn kết rắn chắc với những lớp cát bột kết có cấu tạo phân lớp rất mỏng 23 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] từ vài mm đến vài cm tạo thành các cấu tạo dạng mắt, dạng thấu kính, dạng gợn sóng và đƣợc gọi là các đá ―sọc vằn‖[1, 4, 10].

Hóa thạch tìm thấy trong hệ tầng Phong Châu gồm bào tử phấn hoa và lá cây. Tuổi của hệ tầng đƣợc xác định dựa trên cơ sở các hóa thạch thực vật và bào tử phấn hoa: Betulapollenits, Pinuspollenits, Quercidites, Selaginella, Pteris, Polypodiaceiosporites, Acrostichum, Tsugapollenits, Alnipollenits, Florschuetzia levipoli đã lập nên các đới phức hệ Betula - Alnipollenits và đới Florschuetzia levipoli. Trầm tích hệ tầng Phong Châu phân bố chủ yếu theo dải Khoái Châu - Tiền Hải và có thể phát triển ra vịnh Bắc Bộ (103-TH-1X) trong sự xen kẽ giữa các lớp cát kết, cát bột kết có những lớp sét chứa dấu vết than hoặc những lớp đá vôi mỏng (103-TG-1X, 103PV-HOL-1X). Cát kết xám, xám sáng, xám tối, xám xanh; hạt nhỏ đến trung, ít hạt thô (103-TH-1X); độ chọn lọc trung bình đến tốt; xi măng gắn kết chủ yếu là canxit, có ít sét (kaolinit, illit và ít crolit) [1, 4, 10].

Các đá của hệ tầng bị biến đổi thứ sinh trong giai đoạn từ hậu sinh sớm đến muộn [1, 4, 10]. Trầm tích hệ tầng Phong Châu phủ bất chỉnh hợp trên các trầm tích hệ tầng Đình Cao và các đá cổ hơn, bề dày thay đổi từ 400-1400m. Chúng đƣợc thành tạo trong môi trƣờng đồng bằng châu thổ có xen kẽ nhiều pha biển [1, 4, 10] 24 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Cột địa tầng tổng hợp khu vực phía Bắc bể Sông Hồng [4] 25 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Thống Miocen – Phụ thống Miocen giữa (N12) Hệ tầng Phủ Cừ (N12 pc) Hệ tầng Phù Cừ (N12 pc) lần đầu đƣợc Golovenok V., Lê Văn Chân (1966) mô tả tại GK 2 (độ sâu 960 - 1.180 m) trên cấu tạo Phù Cừ. Tuy nhiên, lúc đó mới chỉ gặp một phần của hệ tầng gồm: trầm tích có tính chu kỳ rõ rệt bao gồm các lớp cát kết hạt trung, cát bột kết phân lớp mỏng (dạng sóng, thấu kính, xiên chéo), bột kết, sét kết cấu tạo khối trong đó chứa nhiều hóa đá thực vật, dấu vết động vật ăn bùn, Hoá thạch Foraminifera và lớp than nâu. Sau này, khi xem xét lại toàn bộ hệ tầng Phủ Cừ tại các giếng khoan cắt qua toàn bộ hệ tầng (GK100, 101, 102, 204) và quan hệ của chúng với hệ tầng Tiên Hƣng nằm trên, theo quan điểm về nhịp và chu kỳ trầm tích Phan Huy Quynh, Đỗ Bạt (1983) và Lê Văn Cự (1985) đã chia trầm tích của hệ tầng Phủ Cừ thành 3 phần, mỗi phần là một nhịp trầm tích gồm các trầm tích cát - bột, sét kết có chứa than và các hóa đá thực vật [1, 4, 10].