Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ kỹ thuật địa chất với đề tài "Cấu trúc địa chất bể trầm tích Mesozoi muộn Phú Quốc khu vực Tây Nam Việt Nam" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Đào Viết Cảnh, bảo vệ năm 2020 tại Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, thuộc chuyên ngành Kỹ thuật địa chất (mã số: 62520501). Công trình được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Phạm Huy Long và TS. Trần Anh Tú.

Về tính cấp thiết, vùng thềm lục địa Tây Nam Việt Nam đã triển khai nhiều đợt thu nổ địa chấn 2D, 3D và khoan vào các đối tượng địa chất trước Kainozoi nhằm phục vụ công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam. Tuy nhiên, việc đánh giá chi tiết hệ thống dầu khí gặp nhiều trở ngại do hiểu biết về cấu trúc địa chất, địa tầng, kiến trúc và lịch sử tiến hóa kiến tạo còn hạn chế. Công tác minh giải địa chất từ số liệu địa chấn thềm lục địa chưa có sự liên kết chặt chẽ với các nghiên cứu thực địa trên các đảo cách xa nhau hàng trăm kilômét. Các vấn đề cốt lõi như ranh giới trên và dưới, diện phân bố không gian và cấu trúc dưới sâu của các thể địa chất vẫn chưa được xác lập rõ ràng.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án chỉ ra tập trung vào các điểm:

  1. Mối quan hệ địa tầng giữa trầm tích tại quần đảo Thổ Chu (nơi hệ tầng Thổ Chu được xác lập) với các trầm tích xếp vào hệ tầng này trên đảo Phú Quốc chưa được làm sáng tỏ.
  2. Ranh giới không gian của bể trầm tích Mesozoi muộn Phú Quốc tại khu vực thềm lục địa chưa được khoanh định cụ thể.
  3. Lịch sử tiến hóa kiến tạo của bể trong giai đoạn Mesozoi muộn đến Kainozoi sớm chưa được làm rõ do thiếu tài liệu địa chấn 3D và số liệu từ các giếng khoan sâu chạm đáy bể.

Mục tiêu tổng quát của luận án là làm sáng tỏ cấu trúc địa chất, bao gồm địa tầng, kiến trúc và lịch sử tiến hóa kiến tạo của bể trầm tích Mesozoi muộn Phú Quốc khu vực Tây Nam Việt Nam, phục vụ công tác đánh giá hệ thống dầu khí.

Để đạt mục tiêu trên, tác giả xác định ba nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Nhiệm vụ 1: Làm sáng tỏ địa tầng của bể (phân chia các phân vị địa tầng, đặc điểm và mối quan hệ giữa các phân vị địa tầng).
  2. Nhiệm vụ 2: Làm sáng tỏ kiến trúc của bể (hệ thống nếp uốn, khe nứt và đứt gãy).
  3. Nhiệm vụ 3: Làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa kiến tạo của bể qua các thời kỳ địa chất (giai đoạn tạo tầng móng; quá trình hình thành bể; nén ép, bóc mòn; tạo tầng phủ). Đồng thời, bước đầu đánh giá các yếu tố của hệ thống dầu khí.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Bể trầm tích Mesozoi muộn Phú Quốc tại khu vực Tây Nam Việt Nam.
  • Phạm vi không gian: Thềm lục địa, các đảo và vùng ven biển Tây Nam Việt Nam, giới hạn trong tọa độ từ 6°30’ đến 10°30’ vĩ độ bắc và từ 102°00’ đến 105°00’ kinh độ đông.
  • Phạm vi thời gian địa chất: Trọng tâm là các phân vị địa chất tuổi Mesozoi muộn (Jura – Creta), mở rộng nghiên cứu tầng móng Paleozoi muộn – Mesozoi sớm và tầng phủ Kainozoi.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Lịch sử nghiên cứu địa chất và dầu khí khu vực Tây Nam Việt Nam được tác giả hệ thống hóa qua ba giai đoạn đo vẽ bản đồ địa chất và các đợt thăm dò dầu khí:

Giai đoạn thứ nhất gắn liền với các công trình của các nhà địa chất Pháp, tiêu biểu là Bản đồ địa chất Việt Nam - Campuchia - Lào tỷ lệ 1:2.000.000 (tái bản lần 3 năm 1971). Các tác giả thời kỳ này dựa trên học thuyết Địa máng, quy toàn bộ các đá trầm tích lục nguyên Mesozoi muộn ở Thổ Chu, An Thới, Phú Quốc và Tây Nam Campuchia vào đơn vị Indosinias thượng.

Giai đoạn thứ hai (1975 đến đầu thập niên 1990) gồm các công trình đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:500.000 theo quy phạm địa tầng thời kỳ đó. Ban đầu, các đá trầm tích trước Đệ Tứ ở Phú Quốc, An Thới, Thổ Chu và vùng Tà Pa, Nam Quy (An Giang) được xếp vào hệ tầng Phú Quốc tuổi Jura muộn - Creta sớm, sau đó chuyển sang tuổi Jura không phân chia. Tiếp đó, các tác giả tách đá trầm tích Tà Pa và Nam Quy sang hệ tầng Dầu Tiếng (T3 dt), trong khi trầm tích tại Thổ Chu, An Thới và Phú Quốc được đưa về tuổi Creta sớm.

Giai đoạn thứ ba (từ sau năm 1994) áp dụng Quy phạm Địa tầng Việt Nam (1994). Nhóm tờ bản đồ Hà Tiên - Phú Quốc tỷ lệ 1:50.000 xếp các trầm tích trên đảo Phú Quốc vào hệ tầng Phú Quốc có tuổi Miocen giữa - muộn. Từ năm 2000 đến 2004, Liên đoàn Địa chất thủy văn - Địa chất công trình miền Nam khảo sát nguồn nước và xác lập hệ tầng Thổ Chu (Creta sớm) và hệ tầng Hàm Ninh (Creta muộn). Đến năm 2005, công trình "Các phân vị địa tầng Việt Nam" gộp cả hai hệ tầng trên vào tên gọi chung là hệ tầng Phú Quốc nhưng chưa chỉ định được mặt cắt chuẩn đại diện cho toàn bể. Năm 2009, công trình "Địa chất và Tài nguyên Việt Nam" mô tả địa tầng theo 6 liên dãy (megasequence), trong đó khái niệm bể trầm tích bị đồng nhất với phân vùng địa lý tự nhiên.

Về công tác dầu khí và kiến tạo:

  • Phan Trung Điền (2005, 2007) lần đầu đưa ra khái niệm "bể Mesozoi muộn Phú Quốc – Kompongsom", nhưng chưa xác định ranh giới khép kín. Các nghiên cứu sau đó (2008–2019) sử dụng nhiều tên gọi khác nhau như "vùng Phú Quốc - Kompong Som", "bể Phú Quốc", "bể trước Đệ tam Phú Quốc", phản ánh sự thiếu nhất quán về phân vị và cấu trúc.
  • Về kiến tạo mảng: Metcalfe (2013) xác định đới khâu Sa Kaeo và cung núi lửa Chanthaburi; Wakita và đồng nghiệp (2015) nghiên cứu thạch học hệ tầng Hòn Chuối; Đào Viết Cảnh và đồng nghiệp (2015, 2016) đề xuất đới khâu Sa Kaeo - Hòn Chuối; nhóm tác giả biên soạn công trình kiến tạo Việt Nam (2017) xác lập cung núi lửa pluton Đà Lạt - Tri Tôn - Hải Nam và chu kỳ Sundaland.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết là: Xóa bỏ sự thiếu thống nhất trong phân chia thạch địa tầng rời rạc giữa đất liền và hải đảo; xác lập một phân vị địa tầng ranh giới bất chỉnh hợp khu vực để liên kết tài liệu địa chấn phản xạ thềm lục địa với các vết lộ trên đảo; xác định chính xác ranh giới không gian và cấu trúc kiến tạo sâu của bể trầm tích Phú Quốc dựa trên nguồn tài liệu mới là khối địa chấn 3D và giếng khoan sâu PQ-X.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên nền tảng lý thuyết Kiến tạo Mảng thạch quyển, lý thuyết phân tích bể trầm tích (Dickinson, Kingston và đồng nghiệp) và Hướng dẫn Địa tầng Quốc tế (Hedberg 1976, Salvador 1994) về phân vị ranh giới bất chỉnh hợp (unconformity-bounded unit).

Tác giả sử dụng tổ hợp 8 phương pháp nghiên cứu chuyên ngành:

  1. Phương pháp thu thập, phân tích, tổng hợp, đánh giá tài liệu: Tổng hợp hơn 100 công trình nghiên cứu chuyên đề, các báo cáo tìm kiếm thăm dò dầu khí và bản đồ địa chất các tỷ lệ.
  2. Phương pháp khảo sát thực địa bổ sung: Tiến hành qua 5 đợt khảo sát (2012–2016) trên các đảo Phú Quốc, Hòn Nghệ, Hòn Đá Bạc, Hòn Chuối, Hòn Buông, các quần đảo Nam Du, Bà Lụa, Hải Tặc và dải ven biển Cà Mau - Hà Tiên để đo đạc thế nằm, quan sát ranh giới phân lớp và lấy mẫu thạch học, địa hóa.
  3. Phương pháp địa vật lý giếng khoan: Sử dụng đường cong gamma tự nhiên (GR) để phân biệt cát kết, bột kết, sét kết; kết hợp đường cong điện trở và đo mật độ khối ($\Phi_D$), nơtron nhiệt ($\Phi_N$), siêu âm ($\Phi_T$) theo các công thức: $$\Phi_D = \frac{\rho_{ma} - \rho_b}{\rho_{ma} - \rho_f}$$ $$\Phi_N = \frac{W - W_{ma}}{W_f - W_{ma}}$$ $$\Phi_T = \frac{\Delta T - \Delta T_{ma}}{\Delta T_f - \Delta T_{ma}}$$ (Trong đó $\rho_b$, $W$, $\Delta T$ là các giá trị đo ghi; các ký hiệu $ma$ và $f$ lần lượt là thông số của xương đá và chất lưu) nhằm xác định độ rỗng và thành phần chất lưu vỉa.
  4. Phương pháp thạch địa tầng: Phân chia các thể địa chất phân lớp thành hệ tầng, tập, lớp theo Quy phạm Địa tầng Việt Nam (1994) và đối sánh mặt cắt chuẩn (stratotyp).
  5. Phương pháp địa chấn địa tầng: Nhận diện các bề mặt bất chỉnh hợp thông qua các dấu hiệu tiếp xúc phản xạ địa chấn gồm bào mòn (erosional truncation), chống nóc (toplap), phủ đáy (downlap), gá đáy (onlap); phân tích tướng địa chấn qua các kiểu phân lớp (song song, á song song, phân kỳ, xicma, uốn lượn xiên chéo, hỗn loạn) và nhận diện cấu trúc đứt gãy, nếp uốn.
  6. Phương pháp phân định phân vị địa tầng theo ranh giới bất chỉnh hợp: Xác lập đơn vị cơ bản là đồng tụ (synthem) được giới hạn bởi các bất chỉnh hợp khu vực.
  7. Phương pháp phân tích tổ hợp thạch kiến tạo: Phân tích sự cộng sinh của các đá trầm tích, magma trong từng bối cảnh kiến tạo gắn với 6 giai đoạn của chu kỳ Wilson.
  8. Phương pháp phân loại bể trầm tích: Phân loại theo cơ chế hình thành, chế độ kiến tạo và tổ hợp thạch kiến tạo tương ứng.
Nguồn tư liệu Quy mô / Khối lượng dữ liệu Mục đích sử dụng trong luận án
Tuyến địa chấn 2D VF-90 (11.070 km), PQ-05 (2.400 km), PQ-09 (6.200 km) Phân tích mạng lưới địa chấn địa tầng vùng thềm lục địa
Khối địa chấn 3D Khoảng 600 km² tại Lô 42 Minh giải cấu trúc sâu, mặt cắt uốn nếp và bình đồ thời gian đứt gãy
Giếng khoan sâu Giếng PQ-X (độ sâu 3.060 m MD / 3.024 m TVDSS) Cung cấp số liệu địa vật lý giếng khoan và mẫu vụn đáy bể
Giếng khoan nông Giếng Enreca-2 (sâu 504 m) tại tây nam Phú Quốc Cung cấp tài liệu cổ sinh và địa hóa dầu khí phần trên hệ tầng Thổ Chu
Khảo sát thực địa 5 đợt khảo sát thực tế (2012–2016) trên các hải đảo Thu thập mẫu thạch học, thạch địa hóa, đo khe nứt và mặt tiếp xúc lớp

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan khu vực nghiên cứu

Chương này tổng kết điều kiện địa lý tự nhiên, kinh tế - xã hội và lịch sử nghiên cứu địa chất vùng biển - đảo Tây Nam Việt Nam. Khu vực nghiên cứu trải dài 200 km bờ biển từ Hà Tiên đến mũi Cà Mau; vùng biển có độ sâu nông từ 0 đến 80 m nước. Đảo lớn nhất là Phú Quốc với diện tích đường bờ 574 km² (chiều rộng đông - tây khoảng 25 km, dài bắc - nam khoảng 50 km, đỉnh núi Chúa cao 603 m).

Tác giả phân tích chi tiết các kết quả đạt được từ các mạng lưới địa chấn 2D (VF-90, PQ-05, PQ-09), khối địa chấn 3D tại Lô 42 và giếng khoan sâu PQ-X. Về tiến hóa kiến tạo, chương này tổng kết các mô hình ghép nối vi lục địa hình thành Sundaland từ Gondwana vào Trias muộn dọc các đới khâu Nan - Uttaradit, Bentong - Raub và Sa Kaeo - Hòn Chuối. Chương 1 chỉ ra 4 vấn đề tồn tại lớn trong các nghiên cứu trước đây: sự thiếu đồng nhất trong định danh thạch địa tầng; mối liên kết mơ hồ giữa mặt cắt Thổ Chu và Phú Quốc; việc sử dụng tài liệu địa chấn cũ thiếu liên kết giếng khoan sâu dẫn đến ranh giới bể bị sai lệch; và sự thiếu vắng mô hình tiến hóa kiến tạo giai đoạn Mesozoi muộn – Kainozoi sớm cho bể Phú Quốc.

Chương 2: Cơ sở tài liệu, phương pháp luận và các phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả hệ thống dữ liệu thực tế và luận giải cơ sở khoa học của tổ hợp 8 phương pháp nghiên cứu. Tác giả trình bày phương pháp luận nghiên cứu bể trầm tích như một thể địa chất phát triển trên biến dạng thạch quyển, bao gồm tầng móng, thể trầm tích lấp đầy bể và tầng phủ Kainozoi.

Chương này trình bày chi tiết quy chuẩn phân loại thạch địa tầng theo Quy phạm Địa tầng Việt Nam (1994) và Hướng dẫn Địa tầng Quốc tế (1994). Tác giả thiết lập mối liên hệ giữa các thông số trường sóng địa chấn (tần số, biên độ, tốc độ truyền sóng, độ liên tục) với đặc điểm địa chất thực tế. Đồng thời, chương 2 định nghĩa khái niệm đồng tụ (synthem) – đơn vị cơ bản bị giới hạn bởi các bất chỉnh hợp khu vực – làm cơ sở cho việc xác lập phân vị mới ở các chương sau.

Chương 3: Khái quát đặc điểm địa chất khu vực Tây Nam Việt Nam và vùng kế cận

Chương 3 khái quát toàn diện các thể địa chất trước Kainozoi lộ ra trên vùng ven biển và các đảo:

  • Hệ tầng Hòn Heo (D hh): Đá phiến silic tại quần đảo Bà Lụa.
  • Hệ tầng Hòn Chuối (C2-P1 hc): Trầm tích tro - bụi núi lửa xen đá vôi và sét kết, phân chia thành 4 tập thạch học, bị xuyên cắt bởi đai mạch andesit rộng 4 m.
  • Hệ tầng Hà Tiên (P1-2 ht): Đá vôi chờm phủ lên trầm tích phun trào hệ tầng Hòn Ngang theo đứt gãy nghịch phương tây bắc - đông nam tại Thạch Động.
  • Hệ tầng Đất Đỏ (P3 dt): Lộ tại phía tây Hòn Củ Tron (quần đảo Nam Du).
  • Hệ tầng Minh Hòa (T2a mh): Đá vôi tạo dăm kết tại Hòn Nghệ.
  • Hệ tầng Tây Hòn Nghệ (T2l tn): Trầm tích lục nguyên phân lớp mỏng bị xâm nhập granitoid Định Quán - Đèo Cả xuyên cắt.
  • Hệ tầng Hòn Ngang (T2-3 hn): Trầm tích xen phun trào ryolit tại quần đảo Nam Du.
  • Phức hệ Hòn Khoai (T3 hk): Đá granit biotit hạt mịn lộ tại Hòn Đá Bạc.
  • Hệ tầng Tà Pa (J1-2 tp): Bột kết xen cát kết màu xám tím tại Tri Tôn và đông Hòn Nghệ.
  • Hệ tầng Hòn Mấu (J3-K hm): Đá phun trào andesit tại nam quần đảo Nam Du.
  • Phức hệ Định Quán - Đèo Cả ($\gamma\delta$J3-K dd): Granitoid sáng màu lộ tại Hòn Sóc.
  • Hệ tầng Thổ Chu (J3-K1 tc) và Hệ tầng Hàm Ninh (K2 hn).

Về tầng phủ Kainozoi ở thềm lục địa, tác giả khái quát 5 phân vị: Hệ tầng Kim Long (Oligocen muộn), Ngọc Hiển (Miocen sớm), Đầm Dơi (Miocen giữa), Minh Hải (Miocen muộn) và Biển Đông (Pliocen - Đệ Tứ). Phần cuối chương phân tích bối cảnh kiến tạo cung núi lửa rìa lục địa tích cực Jura muộn - Creta (cung núi lửa pluton Đà Lạt - Tri Tôn - Hải Nam) do sự hút chìm của Biển Đông cổ.

Chương 4: Cấu trúc địa chất bể trầm tích Mesozoi muộn Phú Quốc khu vực Tây Nam Việt Nam

Chương 4 là nội dung trọng tâm của luận án, giải quyết toàn diện 3 nhiệm vụ đã đặt ra:

  1. Về địa tầng: Tác giả xác lập đồng tụ Dương Đông tuổi Mesozoi muộn. Đồng tụ này được giới hạn bởi bất chỉnh hợp nóc BCH1 (bề mặt 'Blue' ngăn cách với đáy Kainozoi) và bất chỉnh hợp đáy BCH2 (bề mặt 'Orange' ngăn cách với đá móng). Tại giếng khoan PQ-X, ranh giới BCH2 được bắt gặp ở độ sâu 2548 m MD (2517 m TVDSS); phần đá nằm dưới ranh giới này là đá phun trào có hàm lượng $SiO_2$ từ 52,92% đến 55,70%, được liên kết với hệ tầng Hòn Ngang (T2-3 hn). Đồng tụ Dương Đông được phân chia thành 3 tầng địa chấn và đối sánh với 3 phân vị thạch địa tầng tương ứng:
  • Tầng địa chấn SQ3 tương ứng hệ tầng Rạch Giá (J1-2 rg): Phân vị được xác lập mới, nằm ở phần đáy bể, bắt gặp tại giếng khoan PQ-X.
  • Tầng địa chấn SQ2 tương ứng hệ tầng Thổ Chu (J3-K1 tc): Phần dưới lộ ra tại quần đảo Thổ Chu và bắt gặp ở giếng PQ-X; phần trên lộ ra tại đảo Phú Quốc và giếng khoan Enreca-2, chứa các vỉa than mỏng, đá huyền và gỗ hóa thạch.
  • Tầng địa chấn SQ1 tương ứng hệ tầng Hàm Ninh (K2 hn): Gặp tại đảo Phú Quốc (khu vực Mũi Hạnh, sườn nam núi Hàm Ninh theo đường ĐT47, tiếp xúc chỉnh hợp với hệ tầng Thổ Chu tại đường ĐT973 phía nam cầu Suối Cái) và phát triển tại các nếp lõm thềm lục địa.

  1. Về kiến trúc: Xác định các cấu trúc uốn nếp lớn gồm nếp lõm Tây Thổ Chu, nếp lồi Thổ Chu và nếp lõm Tây Phú Quốc (phương kinh tuyến bắc - nam); nếp lồi Nam Thổ Chu phương tây bắc - đông nam (nơi trầm tích Mesozoi muộn đã bị bóc mòn hoàn toàn). Hệ thống khe nứt cộng ứng có phương tây bắc - đông nam (160-340° đến 170-350°) và đông đông bắc - tây tây nam (60-240° đến 70-250°) tại dãy núi Bảy Rồng. Hệ thống đứt gãy gồm các đứt gãy nghịch phương kinh tuyến và hệ thống đứt gãy trượt bằng trái phương tây bắc - đông nam có góc dốc lớn, gần như thẳng đứng, nhận diện rõ trên bình đồ thời gian (time-slice) khối địa chấn 3D.

  2. Về lịch sử tiến hóa kiến tạo: Phục hồi 5 thời kỳ phát triển của bể:

  • Jura sớm - giữa: Bể dạng giữa núi phát triển trên cung núi lửa Chanthaburi.
  • Jura muộn - Creta: Chuyển sang chế độ bể sau cung, tích tụ trầm tích đồng tụ Dương Đông.
  • Paleocen - Eocen: Bể bị nén ép mạnh mẽ, nâng lên và chịu bóc mòn khu vực.
  • Oligocen - Miocen sớm: Sụt lún mạnh tại rìa tây nam (hình thành bể Malay - Thổ Chu), trong khi phần đông bắc tiếp tục bị nâng và bóc mòn.
  • Miocen giữa - Đệ Tứ: Chế độ sụt lún bình ổn, biển tiến từ tây nam lan sang đông bắc.
  1. Về hệ thống dầu khí: Đánh giá đá sinh tiềm năng gồm trầm tích hệ tầng Hòn Chuối và các tập sét kết chứa than, sét than của hệ tầng Thổ Chu; đá chứa gồm cát kết đa khoáng thuộc các hệ tầng Rạch Giá, Thổ Chu, Hàm Ninh; đá chắn gồm các tập sét nội tầng và sét Kainozoi phủ trên bất chỉnh hợp BCH1; bẫy cấu tạo là các nếp lồi Thổ Chu và nếp lồi bị phân cắt bởi đứt gãy.
Tầng địa chấn Phân vị thạch địa tầng tương ứng Tuổi địa chất Ranh giới phản xạ địa chấn khống chế Đặc điểm thạch học chủ yếu
SQ1 Hệ tầng Hàm Ninh ($K_2\text{ hn}$) Creta muộn Nóc là BCH1 ('Blue'), đáy là mặt 'Yellow' Cát kết hạt thô màu nâu xám chứa sạn sỏi đa khoáng, bột kết, sét kết
SQ2 Hệ tầng Thổ Chu ($J_3-K_1\text{ tc}$) Jura muộn - Creta sớm Nóc là mặt 'Yellow', đáy là mặt 'Pink' Cát kết, bột kết xen sét kết phân lớp song song, chứa thấu kính than mỏng, đá huyền, gỗ hóa thạch
SQ3 Hệ tầng Rạch Giá ($J_{1-2}\text{ rg}$) Jura sớm - giữa Nóc là mặt 'Pink', đáy là BCH2 ('Orange') Cát kết, sét kết kết vón nằm ở đáy đồng tụ, bắt gặp tại giếng PQ-X

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án bảo vệ thành công hai luận điểm khoa học và đóng góp các kết quả mới cụ thể:

  1. Đóng góp về lý luận và địa tầng:
  • Lần đầu tiên xác lập phân vị địa tầng ranh giới bất chỉnh hợp "đồng tụ Dương Đông tuổi Mesozoi muộn khu vực Tây Nam Việt Nam" theo Hướng dẫn Địa tầng Quốc tế, tạo cơ sở khoa học để liên kết các phân vị địa chấn địa tầng thềm lục địa với các phân vị thạch địa tầng trên các đảo.
  • Lần đầu tiên xác lập hệ tầng mới: Hệ tầng Rạch Giá có tuổi Jura sớm - giữa ($J_{1-2}\text{ rg}$) tương ứng với tầng địa chấn SQ3 nằm ở phần đáy đồng tụ.
  • Chuẩn hóa và làm rõ cấu trúc hệ tầng Thổ Chu ($J_3-K_1\text{ tc}$): Chỉ ra rằng lát cắt tại quần đảo Thổ Chu trước đây thực chất chỉ đại diện cho phần dưới của hệ tầng; trong khi trầm tích lục nguyên lộ trên đảo Phú Quốc và giếng khoan Enreca-2 thuộc về phần trên.
  • Xác định phạm vi phân bố mở rộng của hệ tầng Hàm Ninh ($K_2\text{ hn}$) ngoài đảo Phú Quốc sang nếp lõm Tây Phú Quốc và nếp lõm Tây Thổ Chu.
  • Bổ sung dữ liệu thạch học, thạch địa hóa và địa hóa dầu khí của hệ tầng Hòn Chuối, khẳng định sự hiện diện của bồn biển sau cung giữa cung núi lửa Sukhothai - Chanthaburi và khối lục địa Đông Dương giai đoạn Carbon muộn – đầu Permi sớm.
  1. Đóng góp về cấu trúc và kiến tạo:
  • Chính xác hóa ranh giới không gian khép kín của bể trầm tích Mesozoi muộn Phú Quốc tại khu vực Tây Nam Việt Nam.
  • Xác định hình thái các cấu trúc uốn nếp lớn: nếp lõm Tây Thổ Chu, nếp lồi Thổ Chu, nếp lõm Tây Phú Quốc theo phương kinh tuyến và nếp lồi Nam Thổ Chu theo phương tây bắc - đông nam.
  • Làm rõ hệ thống đứt gãy nghịch phương kinh tuyến và đứt gãy trượt bằng trái phương tây bắc - đông nam có góc dốc lớn.
  • Khôi phục bức tranh tiến hóa kiến tạo 5 thời kỳ từ Jura sớm đến Đệ Tứ, xác định rõ bản chất bể giữa núi (Jura sớm - giữa) và sau cung (Jura muộn - Creta) trên cung núi lửa Chanthaburi.
  1. Đóng góp thực tiễn và kiến nghị:
  • Bản đồ đẳng thời (TWT) nóc, đáy, bề dày của đồng tụ Dương Đông và các hệ tầng thành phần cung cấp luận cứ trực tiếp để khoanh vùng diện tích thăm dò dầu khí trước Kainozoi.
  • Phát hiện cấu trúc nếp lồi Nam Thổ Chu đã bị bóc mòn hoàn toàn trầm tích Mesozoi muộn giúp các nhà điều hành dầu khí loại trừ rủi ro khi chọn vị trí giếng khoan.
  • Kiến nghị tiếp tục thu nổ địa chấn 3D bổ sung tại các cấu tạo nếp lồi có triển vọng và khoan thẩm lượng các đối tượng trước Kainozoi chưa bị bóc mòn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Văn bản luận án phản ánh các hạn chế khách quan về mặt tư liệu:

  • Mạng lưới tuyến địa chấn có mật độ và chất lượng không đồng đều; tài liệu địa chấn 3D mới chỉ bao phủ một diện tích giới hạn (khoảng 600 km² tại vùng phía nam Lô 42), chưa phủ khắp toàn bộ diện tích phân bố của bể.
  • Số liệu giếng khoan sâu trước Kainozoi chạm đáy bể tại thềm lục địa Tây Nam Việt Nam mới chỉ có một giếng khoan duy nhất là giếng PQ-X; giếng Enreca-2 trên đảo Phú Quốc chỉ dừng ở chiều sâu nông (504 m).
  • Đánh giá hệ thống dầu khí mới dừng ở mức sơ bộ dựa trên các mẫu thạch học, địa hóa rải rác từ thực địa và mẫu vụn giếng khoan, chưa có mẫu lõi liên tục để đo đạc thông số nhiệt và động học sinh hydrocarbon một cách toàn diện.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được xác định là: Thu nổ địa chấn 3D mở rộng trên các cấu trúc nếp lồi Thổ Chu và các đới nếp lõm phụ cận; khoan thêm các giếng khoan sâu thăm dò đối tượng trước Kainozoi nhằm lấy mẫu lõi kiểm chứng các chỉ tiêu độ rỗng, độ thấm và tính chất chất lưu chứa của hệ tầng Rạch Giá và hệ tầng Thổ Chu.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên ngành phục vụ các nhóm đối tượng:

  • Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học thuộc các ngành Kỹ thuật địa chất, Địa chất dầu khí, Địa tầng học và Kiến tạo học: Tham khảo phương pháp luận kết hợp địa chấn địa tầng với phân vị ranh giới bất chỉnh hợp để xử lý các bài toán địa tầng phức tạp vùng biển - đảo.
  • Các nhà địa chất, kỹ sư địa vật lý tại Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP) và Công ty Điều hành Dầu khí Phú Quốc (Phu Quoc POC): Sử dụng hệ thống bản đồ cấu trúc đẳng thời TWT nóc, đáy, bề dày và cột thạch học chuẩn để lập mô hình minh giải địa chất và tối ưu hóa vị trí giếng khoan thăm dò.
  • Các cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên biển: Cung cấp cơ sở khoa học phục vụ quản lý tài nguyên địa chất và định hướng quy hoạch điều tra cơ bản vùng thềm lục địa Tây Nam.

Phần nội dung có giá trị tham khảo cao nhất gồm: Chương 2 về quy trình minh giải địa chấn địa tầng kết hợp số liệu carota giếng khoan; Chương 4 về mô tả chi tiết ranh giới bất chỉnh hợp BCH1, BCH2, đặc điểm thạch học giếng PQ-X và các bản đồ cấu trúc thời gian.

Câu hỏi thường gặp

  1. Đồng tụ Dương Đông là gì và được xác lập dựa trên cơ sở khoa học nào? Đồng tụ Dương Đông là phân vị địa tầng ranh giới bất chỉnh hợp (unconformity-bounded unit) tuổi Mesozoi muộn lần đầu tiên được xác lập trong luận án theo Hướng dẫn Địa tầng Quốc tế. Đơn vị này được giới hạn phía trên bởi bất chỉnh hợp BCH1 (nóc tầng phản xạ 'Blue', ngăn cách với đáy Kainozoi) và phía dưới bởi bất chỉnh hợp BCH2 (mặt phản xạ 'Orange', ngăn cách với móng trước Mesozoi muộn). Phân vị này bao hàm toàn bộ các thể trầm tích lấp đầy bể Phú Quốc.

  2. Ba tầng địa chấn thuộc đồng tụ Dương Đông tương ứng với những hệ tầng nào? Ba tầng địa chấn từ dưới lên trên gồm: SQ3 tương ứng hệ tầng Rạch Giá tuổi Jura sớm - giữa ($J_{1-2}\text{ rg}$); SQ2 tương ứng hệ tầng Thổ Chu tuổi Jura muộn - Creta sớm ($J_3-K_1\text{ tc}$); và SQ1 tương ứng hệ tầng Hàm Ninh tuổi Creta muộn ($K_2\text{ hn}$).

  3. Ranh giới đáy của bể (BCH2) được xác định tại giếng khoan PQ-X ở độ sâu nào? Ranh giới đáy BCH2 bắt gặp tại độ sâu 2548 m MD (tương ứng 2517 m TVDSS) trong giếng khoan PQ-X. Tại độ sâu từ 2640 đến 2680 m MD dưới ranh giới này, kết quả phân tích thạch địa hóa xác định đá phun trào có hàm lượng $SiO_2$ từ 52,92% đến 55,70%, được đối sánh với đá phun trào ryolit - andesit thuộc hệ tầng Hòn Ngang ($T_{2-3}\text{ hn}$).

  4. Các đới uốn nếp lớn nào được xác lập trong bể trầm tích Phú Quốc? Các đới uốn nếp lớn gồm có: nếp lõm Tây Thổ Chu, nếp lồi Thổ Chu và nếp lõm Tây Phú Quốc phát triển theo phương kinh tuyến bắc - nam; cùng với nếp lồi Nam Thổ Chu phát triển theo phương tây bắc - đông nam, nơi các đá trầm tích Mesozoi muộn đã bị bóc mòn hoàn toàn.

  5. Bể trầm tích Phú Quốc phát triển trên móng kiến tạo nào và cơ chế hình thành ra sao? Bể phát triển trên móng cung núi lửa Chanthaburi (vốn được tách giãn từ rìa tây khối lục địa Đông Dương trong giai đoạn Carbon muộn - Trias). Bể trải qua cơ chế giữa núi trong thời kỳ Jura sớm - giữa, chuyển sang cơ chế sau cung trong thời kỳ Jura muộn - Creta, sau đó bị nén ép và bóc mòn trong Paleocen - Eocen trước khi chuyển sang các chế độ sụt lún trong Kainozoi.

Kết luận

Luận án của tác giả Đào Viết Cảnh đã làm sáng tỏ cấu trúc địa chất bể trầm tích Mesozoi muộn Phú Quốc khu vực Tây Nam Việt Nam thông qua việc xác lập đồng tụ Dương Đông gồm ba tầng địa chấn SQ3, SQ2, SQ1 tương ứng với các hệ tầng Rạch Giá, Thổ Chu và Hàm Ninh. Công trình đã khoanh định ranh giới không gian của bể, xác lập hệ thống nếp uốn, đứt gãy sâu và khôi phục 5 thời kỳ tiến hóa kiến tạo từ Jura sớm đến Đệ Tứ. Các kết quả nghiên cứu địa tầng và kiến trúc kết hợp với tài liệu giếng khoan sâu PQ-X cung cấp luận cứ khoa học quan trọng cho việc đánh giá tiềm năng dầu khí vùng thềm lục địa Tây Nam Việt Nam.