MỞ ĐẦU Dầu khí là nguồn nguyên liệu năng lượng cơ bản nhất của loài người, đã được biết đến từ lâu. Chúng được thành tạo từ những vật liệu hữu cơ ban đầu được chôn vùi ở độ sâu thích hợp dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao. Khi gặp điều kiện thuận lợi, dầu khí tích tụ lại ở bẫy dầu, thành các vỉa dầu, nếu những vỉa dầu khí này có giá trị công nghiệp thì chúng trở thành các mỏ dầu khí. Thềm lục địa và đất liền Việt Nam từ lâu đã được các nhà địa chất trong và ngoài nước đánh giá là vùng tồn tại các bể trầm tích có tiềm năng dầu khí.
Vũng trũng An Châu là một trong những bể được các nhà nghiên cứu đánh giá là bể trầm tích có triển vọng dầu khí và đã được nghiên cứu từ rất sớm. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu vẫn còn nhiều điều chưa được làm sáng tỏ. Tính cấp thiết của đề tài Việc nghiên cứu địa chất, khoáng sản khu vực An Châu nói chung cũng như công tác tìm kiếm, thăm dò khu vực bể Mesozoi An Châu nói riêng, đã được tiến hành tương đối đồng bộ và bài bản từ những năm 70 của thế kỷ 20. Tuy nhiên, trong khu vực nghiên cứu, công tác chủ yếu tập trung vào nghiên cứu cấu trúc – kiến tạo, địa tầng, tìm kiếm khoáng sản mà chưa đi sâu vào nghiên cứu thạch học cũng như môi trường trầm tích thành tạo.
Nghiên cứu đặc điểm thạch học trầm tích hết sức quan trọng trong công tác điều tra, khảo sát tài nguyên dầu khí thông qua việc đánh giá tiềm năng các tầng sinh, chứa và chắn. Mỗi một loại đá trầm tích đều có một đặc điểm sinh, chứa và chắn dầu khí riêng biệt. Nghiên cứu môi trường trầm tích nhằm xác định các môi trường thuận lợi hình thành cũng như xu hướng phát triển, quy luật phân bố các tầng trầm tích sinh, chứa và chắn trong không gian. Trong quá trình học tập tại trường, học viên đã được giới thiệu và biết đến phương pháp nghiên cứu thạch học bằng kính hiển vi phân cực.
Qua tìm hiểu, học viên nhận thấy những ưu điểm của phương pháp này trong việc nghiên cứu đặc điểm thạch học trầm tích khu vực trũng An Châu. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn và làm cơ sở khoa học cho việc đánh giá triển vọng dầu khí khu vực nghiên cứu, học viên đã lựa chọn đề tài luận văn Thạc sĩ của mình với tiêu đề: “Đặc điểm thạch học và môi trường trầm tích Mesozoi khu vực trung tâm trũng An Châu” với mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu như sau: 1 z Mục tiêu Làm sáng tỏ đặc điểm trầm tích và môi trường trầm tích Mesozoi khu vực An châu làm cơ sở cho việc đánh giá triển vọng dầu khí liên quan. Nhiệm vụ - Khảo sát thực địa và thu thập mẫu bổ sung - Phân tích mẫu và xử lý kết quả phân tích - Xác định đặc điểm thạch học và môi trường trầm tích Mesozoi khu vực An Châu - Đánh giá khả năng chứa dầu khí trên cơ sở nghiên cứu thạch học và môi trường trầm tích. Từ mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn đã nêu như trên, học viên đã xây dựng bố cục luận văn bao gồm ba chương chính như sau: - Tổng quan khu vực nghiên cứu.
- Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu. - Đặc điểm thạch học và môi trường trầm tích Mesozoi. - Đánh giá khả năng chứa dầu khí trên cơ sở nghiên cứu thạch học và môi trường trầm tích. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU Trũng An Châu với diện tích khoảng 10 nghìn km2, thuộc khu vực đông bắc bộ, nằm trong phạm vi các tỉnh: Lạng Sơn, Bắc Giang, Quảng Ninh, được giới hạn phía bắc bởi biên giới với Trung Quốc, phía tây bắc là quốc lộ 1A và phía đông và nam là quốc lộ 18.
Khu vực trũng An Châu có địa hình thuộc kiểu miền núi và trung du bắc bộ. Phía bắc và đông địa hình phân cắt mạnh, có độ chênh cao lớn (100- 1500), với một số đỉnh núi cao tiêu biểu như đỉnh Mẫu Sơn (1541m), Yên Tử (1068m), Cao Xiêm (1429m). Phía tây bắc là địa hình Karst hiểm trở. Chuyển xuống khu vực trung tâm là địa hình trung du với những đồi gò thấp, sườn thoải.
Hệ thống sông ngòi trong khu vực khá phát triển, các hệ thống sông chính bao gồm: Sông Thương (chảy dọc QL1A), sông Lục Nam (khu vực Lục Nam, Lục Ngạn), sông Phố Cũ (Tiên Yên), sông Ba Chẽ (khu vực Ba Chẽ). Sông suối trong khu vực thường chảy quanh co, vách dốc, dòng sông lộ đá gốc, nhiều ghềnh thác, thường gây sạt lở, lũ quét khi có mưa lớn. Khu vực nghiên cứu được coi là phần trung tâm của trũng An Châu, được ngăn cách với 2 cánh bởi các đứt gãy. Phía bắc là đới đứt gãy Cao Bằng- Tiên Yên, kéo dài theo phương TB- ĐN, thể hiện bởi các đới dập vỡ lớn, các đới cataclazit, các mặt trượt, sự dịch chuyển các đá và cấu tạo và các biểu hiện địa hình, địa mạo dạng tuyến phát triển có quy luật.
Ngăn cách với phía nam là đới đứt gãy Yên Tử- Tấn Mài. Đới này kéo dài từ Thái Nguyên, nơi nó nhập với hệ thống đới đứt gãy Sơn Dương- Thái Nguyên- Đồng Mỏ và kéo dài theo phương Đ- ĐN qua Yên Tử. Vị trí nghiên cứu 4 z 1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 1.
Nghiên cứu địa chất và khoáng sản Nghiên cứu đặc điểm địa chất và khoáng sản ở khu vực An Châu đã được tiến hành từ rất lâu, một cách có hệ thống trong các công trình điều tra địa chất và khoáng sản, thành lập bản đồ với các tỷ lệ khác nhau. Công trình thành lập Bản đồ địa chất miền Bắc Việt nam tỷ lệ 1: 500.000 được thực hiện trong những năm 1961- 1963 bởi các nhà địa chất Đoàn 20, Tổng cục Địa chất, với sự giúp đỡ của một nhóm chuyên gia Liên Xô (cũ) do A. Đovjikov chủ biên. Sau đó, các tài liệu này được tổng hợp với kết quả đo vẽ tỷ lệ 1: 500.000 miền Nam Việt Nam của Nguyễn Xuân Bao để thành lập "Bản đồ địa chất Việt Nam" tỷ lệ 1: 500.000 (1988) do Trần Đức Lương và Nguyễn Xuân Bao đồng chủ biên.
Các nghiên cứu địa chất và khoáng sản ở tỷ lệ lớn hơn (1/200.000) trong khu vực An Châu được tiến hành từ năm những năm 1974- 1979. Tờ bản đồ Lạng Sơn được tiến hành đo vẽ địa chất và điều tra khoáng sản ở tỷ lệ 1:200.000 từ năm 1974 – 1976 do các nhà địa chất Đoàn 20G, Liên đoàn Bản đồ địa chất thực hiện. Tờ Móng Cái đã được đo vẽ địa chất ở tỷ lệ 1:200.000 cùng với tờ Hạ Long (Hòn Gai) giáp kề về phía tây, công việc do Nguyễn Công Lượng làm chủ biên cùng với các nhà địa chất Đoàn 20G thuộc Liên đoàn Bản đồ địa chất thực hiện năm 1976-1979. Tờ Hải Phòng đã được đo vẽ địa chất ở tỷ lệ 1:200.000 do Đoàn 204 thuộc Liên đoàn Bản đồ địa chất thực hiện năm 1976-1979.
Sau này công tác đo vẽ bản đồ địa chất khoáng sản ở tỷ lệ 1/50.000 đã được tiến hành phủ khắp diện tích của khu vực nghiên cứu. Năm 2000, Cục địa chất Việt Nam đã tiến hành hiệu đính và thành lập xong các loạt bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1/200.000 trên toàn quốc dựa vào những kết quả đo vẽ nêu trên. Khu vực nghiên cứu thuộc 4 tờ: Lạng Sơn, Móng Cái, Hải Phòng và Hạ Long. Các kết quả nghiên cứu địa chất và khoáng sản nêu trên đã xác định tương đối chi tiết đặc điểm cấu trúc kiến tạo, đặc biệt là phân chia chi tiết địa tầng khu vực nghiên cứu.
Đây là cơ sở khoa học quan trọng để tiến hành công tác tìm kiếm thăm dò khoáng sản nói chung và dầu khí nói riêng 1. Nghiên cứu tìm kiếm, thăm dò dầu khí Cũng như một số khoáng sản khác của Việt Nam, dầu khí trong một số thành tạo trước Kainozoi đã được phát hiện từ đầu thế kỷ 20. Song do nhiều điều kiện và hoàn cảnh khác nhau, các đối tượng này đã không được chú ý thăm dò. Cuối thế kỷ 20, nhờ nhiều phát hiện mỏ dầu khí trong các tầng chứa móng của các bể trầm tích khác nhau, các thành tạo trước Kainozoi đã trở thành đối tượng hấp dẫn về tiềm năng dầu khí và được quan tâm nhiều hơn ở Việt Nam hiện nay.
5 z Bể Mesozoi An Châu đã được tiến hành tìm kiếm, thăm dò theo phương pháp truyền thống hướng vào các đối tượng cấu tạo thuộc các tập trầm tích Mesozoi lấp đầy bể. Kết quả tìm kiếm, thăm dò bể trong suốt thập kỷ 70 của thế kỷ 20 với nhiều giếng khoan thăm dò trên các cấu tạo Bắc Chũ, Lưỡng Mã, Giảo Liên nhưng chưa phát hiện được các biểu hiện dầu khí, trong khi đó các sản phẩm biến đổi của hydrocarbon dưới dạng asphalt và đá phiến cháy phân tán phổ biến và có nơi khá tập trung trong các đá phiến vôi Paleozoi thuộc miền Bắc Việt Nam và Nam Trung Quốc. Tại bể Shiwan - Dazhan đã có những phát hiện dầu khí cả trong móng Paleozoi lẫn lớp phủ trầm tích Mesozoi. Những kết quả thăm dò dầu khí trong bể trước đây và một số phân tích mới trong bể An Châu của Việt Nam gần đây cho thấy những biểu hiện đáng lưu ý của hệ thống dầu khí và có thể tồn tại một số đối tượng tiềm năng.
Các trầm tích có biểu hiện tiềm năng sinh trong bể Mesozoi An Châu Một số kết quả phân tích cho thấy trong bể An Châu và các vùng lân cận tồn tại một số tầng trầm tích giàu vật chất hữu cơ. Các trầm tích sét vôi và đá vôi màu xám đen thường phân bố trong các đới Paleozoi rìa bể An Châu; còn các trầm tích sét và sét than thường tập trung trong bể An Châu và các bể than lân cận. Các tập sét, sét than Nori - Reti xen trong hệ tầng Hòn Gai, Văn Lãng phân bố rộng trong vùng Quảng Ninh và Trung tâm bể An Châu thường có tổng carbon hữu cơ cao (TOC ~ 0,9 - 35%wt). Vào đầu Mesozoi muộn, các trầm tích này có thể còn trong thời kỳ trưởng thành với khả năng sinh khí và condensat do nguồn vật chất hữu cơ chủ yếu là thực vật trên cạn.
Tiềm năng và các loại đá chứa Trước Kainozoi của bể An Châu Từ các kết quả thăm dò trước đây cùng một số khảo cứu và phân tích mới cho thấy tiềm năng chứa của bể Mesozoi An Châu gồm cả các trầm tích vụn Mesozoi và có thể cả carbonat Paleozoi.