CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ 1. KHÁI QUÁT LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ TRŨNG SÔNG HỒNG Lịch sử nghiên cứu địa chất trũng Sông Hồng được chia làm hai giai đoạn. Giai đoạn trước năm 1954 Giai đoạn này nghiên cứu địa chất ở Việt Nam nói riêng và Đông Dương nói chung gắn liền với hoạt động của các nhà địa chất Pháp. Fromaget J; Jacob Ch; Dussanlt L.
trong công trình tổng hợp địa chất của mình đã nhận xét: ở các hố lõm địa phương vùng châu thổ Sông Hồng Bắc Kỳ Việt Nam có thể có trầm tích lục địa và lục nguyên biển, chứa tàn tích thực vật hoặc những lớp than nâu mỏng, tuổi tương ứng Neogen (?). Năm 1889 các nhà địa chất Pháp đã tìm thấy vỉa than đầu tiên ở thị xã Yên Bái, rồi dần phát hiện nhiều điểm than dọc Sông Hồng từ Lào Cai đến Phú Thọ. Colani M (1917- 1920) khi nghiên cứu về thực vật đã xác định các phức hệ hoá đá thực vật tìm thấy ở phía nam Việt Trì đến Phú Thọ có tuổi Miocen- Pliocen. Năm 1922, tại Hội nghị địa chất Quốc tế lần thứ 17 trong báo cáo về địa chất Đông Dương Fromaget J đã viết: trầm tích kỷ Thứ ba ở Bắc Việt Nam là những thành phần hồ, sông và các phần lún chìm kiểu tam giác châu, có thể có tích tụ kiểu xen lẫn, chu kỳ đầu tiên là sự thành tạo các trầm tích trẻ ở châu thổ Sông Hồng.
Khi phát hiện được các trầm tích Neogen ở Bạch Long Vĩ Saurin E (1942) cho rằng: đây là phần tiếp tục của dải Neogen Yên Bái- Việt Trì chìm xuống qua miền võng châu thổ Sông Hồng. Tóm lại: Công tác nghiên cứu địa chất trước năm 1954 về vùng trũng Sông Hồng còn rất ít ỏi, song những kết luận khi phân chia địa tầng xếp tuổi đất đá và các phát hiện về các điểm lộ than nâu biến chất thấp trong Neogen cũng phần nào phản ánh đặc điểm địa tầng vùng châu thổ Sông Hồng làm cơ sở cho các nghiên cứu sau này, đặc biệt về tìm kiếm thăm dò than.Vị trí vùng nghiên cứu 1. Giai đoạn sau năm 1954 Để phục vụ công cuộc xây dựng đất nước, ngành Địa chất Việt Nam được chú ý đầu tư phát triển, công tác điều tra, thăm dò địa chất ở nhiều tỉ lệ được triển khai nhằm đánh giá lại và phát hiện thêm các loại khoáng sản như: apatit, than, chì - kẽm, thiếc…. Đồng bằng Sông Hồng cũng là đối tượng được quan tâm đầu tư sớm để nghiên cứu tìm kiếm khoáng sản nhiên liệu.K (1959 - 1965) trong công trình “Địa chất và triển vọng dầu khí ở Việt Nam” đã hệ thống lại toàn bộ các hệ tầng của vùng trũng Hà Nội và nhấn mạnh đến khả năng chứa khoáng sản cháy ở vùng này.E và nnk (1965) trong báo cáo lập bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam 1/500.000 trên cơ sở cấu trúc riêng biệt của châu thổ Sông Hồng đã tách riêng thành một cấu trúc gọi là đới Hà Nội.
Đới Hà Nội chứa các trầm tích Neogen - Đệ tứ, có chiều dày từ 1.500 m, gồm vật liệu lục nguyên chứa dầu mỏ và than biến chất thấp. 9 Về phát hiện các tầng than Năm 1961 Đoàn địa chất 36 khoan lỗ khoan số 1 ở xã Phùng Hưng- Khoái Châu sâu 1.200 m đã phát hiện trong trầm tích Miocen có chứa 12 vỉa than nâu biến chất thấp đạt giá trị công nghiệp. Từ đó đến nay, nhiều công trình nghiên cứu về đặc điểm địa chất và khả năng chứa khoáng sản của miền võng Hà Nội tiếp tục được triển khai. Về nghiên cứu cấu trúc Năm 1965- 1969 Macsiutova V.A, Hồ Đắc Hoài, Tăng Mười, Phan Thế Cầu (1965- 1969) bằng các phương pháp địa vật lý (điện, trọng lực, địa chấn) đã vẽ được bản đồ cấu trúc địa chất các trầm tích Kainozoi ở miền võng Hà Nội đến chiều sâu 3.000 với các đới cấu tạo được chia như sau: + Đới đông bắc gồm: Thuận Thành, Gia Lương, Thanh Miện, Hải Phòng.
+ Đới tây nam gồm: Nam Định, Phủ Lý, Sơn Tây. + Đới trung tâm gồm: Hà Nội, Khoái Châu, Tiền Hải, Đông Quan. Từ năm 1969 đến năm 1978 Phan Thế Cầu, Vedrisev V.K (1969) và đoàn địa vật lý 36D dùng tổ hợp các phương pháp thăm dò điện gồm: VES, thiết lập trường Telua, từ Telua, điện trường nhân tạo (ĐNT) đã xác định bề dày đất phủ Kainozoi miền võng Hà Nội dày tới 4. Công tác khoan cấu tạo được bắt đầu từ năm 1962 chủ yếu tập trung ở vùng trũng Hà Nội với chiều sâu các lỗ khoan từ 150- 1.200 m và khoan sâu bắt đầu từ năm 1970 với lỗ khoan sâu nhất đạt 3.100- Tiên Hưng) trong đó có những lỗ khoan đã phát hiện được khí và than (LK.
Kết quả khảo sát địa chất, địa vật lý, khoan trong giai đoạn này đã góp phần làm rõ hơn bức tranh cấu trúc dưới lớp phủ Đệ tứ ở miền trũng Hà Nội, phát hiện được các hệ thống đứt gãy sông Chảy, sông Lô, Vĩnh Ninh. Và các dải nâng, các vùng sụt có bề dày trầm tích Đệ tam lớn hơn 3.000 m có triển vọng về khí và than nâu. Góp phần định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo. Về nghiên cứu địa tầng Glovenok V.
- Hệ Neogen- Thống Pliocen (N2): hệ tầng Vĩnh Bảo (tương ứng Pliocen- tích tụ biển nông). Vũ Nhi, Phan Huy Quynh, Trịnh Dánh (1975) trên cơ sở nghiên cứu hoá đá thực vật cho rằng hệ tầng Phan Lương có tuổi tương ứng với hệ tầng Tiên Hưng (Miocen muộn). Nguyễn Ngọc Cừ khi nghiên cứu lỗ khoan số 100 ở Tiên Hưng (sâu 3.303 m) đã phát hiện phân vị địa tầng chuyển tiếp dưới hệ tầng Phù Cừ, tích tụ lục nguyên và đặt tên là hệ tầng Phong Châu tương ứng Miocen hạ (N1). Trên cơ sở nghiên cứu LK.104 (xã Đình Cao- Phù Cừ- Hưng Yên) tại chiều sâu 3.000 m gặp tầng sét kết màu đỏ bị ép nén mạnh (dày 100 m) nằm trên mặt tầng cuội rắn chắc sáng màu (dày hơn 400 m) nằm không chỉnh hợp trên mặt bào mòn của đá phun trào ryolit (T2l), Lê Văn Cự xếp tầng này vào điệp Đình Cao tuổi Paleocen và sau đó khi nghiên cứu bào tử phấn hoa Nguyễn Địch Dỹ (1982) đã xếp trầm tích này vào Oligocen và Eocen.
Đề án “Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền bể Sông Hồng” chỉ có 20 mẫu đồng vị, trong đó 10 mẫu để xác định tuổi tuyệt đối cho than và 10 mẫu cho các đối tượng khác [36]. Về tìm kiếm, thăm dò than Năm 1977, Tổng cục Địa chất đã giao nhiệm vụ cho Liên đoàn Địa chất 9 và Đoàn 904 tiến hành tìm kiếm thăm dò than nâu khu Khoái Châu. - Ngô Tất Chính [25] trong báo cáo “Kết quả thăm dò sơ bộ than khu Bình Minh- Châu Giang- Hải Hưng” đã tính trữ lượng than ở đây đến cấp C1 với mạng lưới công trình khoan 1. Tiếp sau đó năm 1987 trong báo cáo “Kết quả tìm kiếm tỷ mỉ than khu Khoái Châu - Châu Giang - Hải Hưng”, ông đã tính trữ lượng 11 cấp C2 (với mạng lưới công trình khoan 2.000 m), riêng từ tuyến III đến tuyến IV (mạng lưới 1.000 m) tính trữ lượng tính cấp C1 và trữ lượng toàn khu Khoái Châu đến mức -1.
- Vũ Xuân Doanh [5], trong báo cáo thông tin triển vọng than miền võng Hà Hội và “Báo cáo triển vọng chất lượng và trữ lượng than miền võng Hà Nội” cho rằng miền võng Hà Nội: có diện tích chứa than đến 2.500 km2, với bề dày trầm tích trung bình 2.100 m và chứa từ 30- 100 vỉa than; than được thành tạo và bảo tồn trong trầm tích Miocen thượng, điệp Tiên Hưng. - Vũ Xuân Doanh [5], tiếp đó trong báo cáo “Độ chứa than miền võng Hà Nội” sau khi nghiên cứu chi tiết về trầm tích điệp Tiên Hưng đã phân chia thành 3 phụ điệp chứa than và đánh giá về triển vọng than. Ông dự báo trong trầm tích điệp Tiên Hưng chứa khoảng 210 tỷ tấn than biến chất thấp. - Năm 1998, Tập đoàn Công nghiệp Than- Khoáng sản Việt Nam (TKV) đã hợp tác với Tổ chức phát triển Công nghệ và Năng lượng mới Nhật Bản (NEDO) tiến hành thăm dò tại khu vực đồng bằng Sông Hồng (1998- 2003) trên diện tích khoảng 932 km2.
Công việc tiến hành chủ yếu là: lấy mẫu lõi lỗ khoan, quan trắc lỗ khoan bằng phương pháp ĐVL (địa chấn phản xạ và địa chấn VSP); khoan 19 lỗ khoan chủ yếu ở khu Bình Minh- Khoái Châu (11 lỗ). Theo kết quả khoan, tập thể tác giả đã xác nhận trong các trầm tích Neogen vùng đồng bằng Sông Hồng, các vỉa than tồn tại từ Khoái Châu kéo dài ra thềm lục địa Neogen vịnh Bắc Bộ và tầng Neogen từ bắc Khoái Châu qua Hà Nội đến Đan Phượng không có than. - Từ năm 1994 - 1997, Công ty Anzoil đã tiến hành: 3 đợt thu nổ địa chấn 2D với 2.214 km tuyến; xử lý lại 3.400 km tuyến địa chấn 2D được thu nổ ở giai đoạn trước (1976- 1983) bằng việc xử lý công nghệ mới như dịch chuyển địa chấn và hiệu chỉnh động nên kết quả thu được tốt hơn nhiều so với tài liệu cũ; minh giải toàn bộ tài liệu địa chấn (kể cả thu nổ mới và xử lý lại), phân tích lại các lỗ khoan cũ (tài liệu ĐVL lỗ khoan và mẫu). Kết quả đã chính xác hoá được cấu trúc miền võng Hà Nội đồng thời phân chia được 3 đới triển vọng gắn liền với bẫy dầu khí cần tìm kiếm, thăm dò là: đới cấu tạo vòm kèm đứt gãy xoay kéo Oligocen phân bố chủ yếu ở trũng Đông Quan; đới các cấu tạo 12 chôn vùi phân bố ở rìa đông bắc miền võng Hà Nội; đới cấu tạo nghịch đảo Miocen phân bố ở trung tâm và đông nam miền võng Hà Nội (dải nâng Khoái Châu- Tiền Hải- Kiến Xương trước đây) và đã tiến hành khoan ở đây 8 lỗ khoan.
- Tiếp đó Công ty dầu khí Maurel & Prom (Pháp) thay thế Anzoil tiếp tục nghiên cứu tìm dầu khí ở miền võng Hà Nội và khoan 2 lỗ khoan ở Phù Cừ (sâu 2. Kết quả ngoài việc phát hiện chính là dầu và khí còn chỉ ra rằng trầm tích Neogen đồng bằng Sông Hồng chứa nhiều vỉa than có giá trị công nghiệp rất đáng được quan tâm đầu tư đánh giá. Trên đất liền phần hoàn trả của Công ty trên, Công ty Đầu tư và Phát triển dầu khí (PIDC) thực hiện tiếp thăm dò và đã khoan 3 lỗ khoan.