Luận án tiến sĩ về cấu trúc địa chất trũng sông Hồng và tài nguyên than

Luận án tiến sĩ nghiên cứu địa chất nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất trũng sông hồng theo tài liệu địa vật lý phục vụ, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng dụng

• Tác giả: Lại Mạnh Giàu
• Người hướng dẫn: TSKH Phạm Khoản
• Trường học: Trường Đại học Mỏ - Địa chất
• Chuyên ngành: Kỹ thuật địa vật lý
• Đề tài: Nghiên Cứu Cấu Trúc Địa Chất Trũng Sông Hồng Qua Tài Liệu Địa Vật Lý
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC BẢN VẼ CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC BẢNG BIỂU CỦA LUẬN ÁN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ
• 1.1. KHÁI QUÁT LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ TRŨNG SÔNG HỒNG
• 1.1.1. Giai đoạn trước năm 1954
• 1.1.2. Giai đoạn sau năm 1954
• 1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT
• 1.2.1. Khoáng sản
• 1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA VẬT LÝ
• 1.3.1. Đặc điểm địa điện, tellur và từ tellur
• 1.3.2. Đặc điểm trường trọng lực
• 1.3.3. Đặc điểm trường sóng địa chấn và vận tốc truyền sóng
• 1.3.4. Đặc điểm một số trường địa vật lý theo tài liệu địa vật lý lỗ khoan
• 1.3.5. Đặc điểm tham số vật lý một số đá và than
• 1.4. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN THAN THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT
• 1.4.1. Vùng tài nguyên 1 Khoái Châu - Tiền Hải
• 1.4.2. Vùng tài nguyên 2 Quỳnh Phụ - Thái Thuỵ
• 1.4.3. Vùng tài nguyên 3 Xuân Trường - Vũ Tiên
• 1.5. MỘT SỐ TỒN TẠI
• 1.5.1. Về nghiên cứu cấu trúc địa chất
• 1.5.2. Về nghiên cứu điều tra tài nguyên than
• 2. CHƯƠNG 2: HỆ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG PHỤC VỤ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN THAN
• 2.1. HỆ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ
• 2.1.1. Hệ phương pháp địa vật lý đã sử dụng thăm dò dầu khí
• 2.1.2. Hệ phương pháp địa vật lý lựa chọn điều tra tài nguyên than
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP TRỌNG LỰC
• 2.2.1. Dị thường trọng lực
• 2.2.2. Phương pháp xử lý trường dị thường trọng lực
• 2.3. PHƯƠNG PHÁP TUYẾN ĐỊA CHẤN THẲNG ĐỨNG (VSP)
• 2.3.1. Phương pháp xử lý tài liệu tuyến địa chấn thẳng đứng (VSP)
• 2.4. PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ LỖ KHOAN
• 2.4.1. Phương pháp điện trở
• 2.4.2. Các phương pháp phóng xạ
• 2.4.3. Phương pháp xác định trạng thái kỹ thuật lỗ khoan
• 2.5. PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ
• 2.5.1. Phương pháp kỹ thuật thu nổ địa chấn phản xạ
• 2.5.2. Phương pháp xử lý tài liệu địa chấn phản xạ
• 2.5.3. Minh giải địa chất tài liệu địa chấn phản xạ
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC, YẾU TỐ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHỐNG CHẾ TÀI NGUYÊN THAN VÀ KHOANH ĐỊNH CÁC TẬP ĐÁ CHỨA THAN TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
• 3.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
• 3.1.1. Đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu trọng lực
• 3.1.2. Sơ đồ đẳng sâu đáy trầm tích hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng theo tài liệu địa chấn phản xạ
• 3.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT PHẦN ĐÔNG NAM DẢI NÂNG KHOÁI CHÂU - TIỀN HẢI THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ, VSP VÀ ĐỊA VẬT LÝ LỖ KHOAN
• 3.2.1. Xử lý phân tích tài liệu địa chấn phản xạ
• 3.2.2. Xác định ranh giới phản xạ
• 3.2.3. Khoanh định các tập địa chấn phản xạ
• 3.2.4. Xác định tính liên tục của các ranh giới phản xạ
• 3.2.5. Xác định đứt gãy kiến tạo, đới dập vỡ
• 3.2.6. Khoanh định các tập chứa than
• 3.3. CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT PHẦN ĐÔNG NAM DẢI NÂNG KHOÁI CHÂU - TIỀN HẢI THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ
• 3.3.1. Cấu trúc địa chất phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải theo tài liệu địa chấn phản xạ 2D trên tuyến khảo sát
• 3.3.2. Cấu trúc địa chất phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải theo tài liệu địa chấn phản xạ 2D trên diện tích khảo sát
• 3.4. KHOANH ĐỊNH CÁC TẬP ĐÁ CHỨA THAN VÀ KHÔNG CHỨA THAN
• 3.4.1. Khoanh định tập đá chứa than
• 3.4.2. Phân chia tập đá ít chứa than và không chứa than
• CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Đặc điểm cấu trúc địa chất trũng sông Hồng

Nghiên cứu cấu trúc địa chất trũng sông Hồng là một lĩnh vực quan trọng trong việc đánh giá tài nguyên thiên nhiên. Tài liệu địa vật lý cung cấp thông tin quý giá về các đặc điểm địa chất của khu vực này. Trũng sông Hồng có cấu trúc địa chất phức tạp, bao gồm nhiều lớp trầm tích khác nhau. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng khu vực này có tiềm năng lớn về tài nguyên than. Việc phân tích các tài liệu địa chất và địa vật lý giúp xác định các yếu tố cấu trúc khống chế tài nguyên than. Đặc biệt, các phương pháp như trọng lực và địa chấn phản xạ đã được áp dụng để xác định vị trí và tính chất của các lớp địa chất. Những thông tin này không chỉ có giá trị trong việc khai thác tài nguyên mà còn trong việc bảo vệ môi trường.

1.1. 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 thành hai giai đoạn chính. Giai đoạn trước năm 1954, các nhà địa chất Pháp đã thực hiện nhiều nghiên cứu sơ bộ về cấu trúc địa chất của khu vực này. Họ đã phát hiện ra các lớp trầm tích lục địa và biển, cũng như các vỉa than đầu tiên. Giai đoạn sau năm 1954, nghiên cứu đã được mở rộng với sự tham gia của nhiều nhà khoa học trong nước. Các tài liệu địa vật lý đã được thu thập và phân tích, giúp làm rõ hơn về cấu trúc địa chất và phân bố tài nguyên than. Những nghiên cứu này đã tạo nền tảng cho các công trình nghiên cứu tiếp theo, góp phần vào việc phát triển ngành công nghiệp khai thác than tại Việt Nam.

1.2. Đặc điểm địa chất và địa vật lý trũng sông Hồng

Trũng sông Hồng có đặc điểm địa chất đa dạng với nhiều loại đá và trầm tích khác nhau. Các nghiên cứu cho thấy khu vực này có sự phân bố không đồng đều của các loại tài nguyên. Đặc biệt, các lớp than nằm sâu dưới lớp phủ dày, điều này đòi hỏi các phương pháp nghiên cứu hiện đại để xác định chính xác vị trí và trữ lượng. Tài liệu địa vật lý cho thấy sự tồn tại của các đứt gãy và cấu trúc địa chất phức tạp, ảnh hưởng đến khả năng khai thác tài nguyên. Việc phân tích các trường trọng lực và địa chấn phản xạ đã giúp xác định các yếu tố cấu trúc khống chế tài nguyên than, từ đó đưa ra các giải pháp khai thác hiệu quả hơn.

II. Hệ phương pháp địa vật lý nghiên cứu cấu trúc địa chất

Hệ phương pháp địa vật lý được lựa chọn cho nghiên cứu cấu trúc địa chất trũng sông Hồng bao gồm nhiều kỹ thuật hiện đại. Phương pháp trọng lực được sử dụng để xác định các đứt gãy và cấu trúc địa chất khu vực. Phương pháp địa chấn phản xạ và VSP (Vertical Seismic Profiling) giúp phân tích sâu hơn về các lớp địa chất và xác định vị trí của các vỉa than. Các phương pháp này không chỉ giúp xác định cấu trúc địa chất mà còn cung cấp thông tin về tính chất vật lý của các lớp đá. Việc áp dụng các phương pháp này đã cho thấy hiệu quả cao trong việc nghiên cứu và đánh giá tài nguyên than tại khu vực trũng sông Hồng.

2.1. Phương pháp trọng lực

Phương pháp trọng lực là một trong những công cụ quan trọng trong nghiên cứu cấu trúc địa chất. Nó cho phép xác định các dị thường trọng lực, từ đó suy ra các đặc điểm địa chất bên dưới. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khu vực trũng sông Hồng có nhiều đứt gãy và cấu trúc địa chất phức tạp. Việc phân tích các dữ liệu trọng lực giúp xác định vị trí và tính chất của các lớp địa chất, từ đó đưa ra các dự báo về tài nguyên than. Phương pháp này đã được áp dụng thành công trong nhiều nghiên cứu trước đây và tiếp tục được sử dụng trong các nghiên cứu hiện tại.

2.2. Phương pháp địa chấn phản xạ

Phương pháp địa chấn phản xạ là một kỹ thuật quan trọng trong việc nghiên cứu cấu trúc địa chất. Nó cho phép thu thập thông tin chi tiết về các lớp địa chất thông qua việc phân tích sóng địa chấn phản xạ. Kỹ thuật này đã được áp dụng để xác định các ranh giới phản xạ và khoanh định các tập chứa than. Các nghiên cứu cho thấy rằng phương pháp địa chấn phản xạ có thể cung cấp thông tin chính xác về cấu trúc địa chất, giúp nâng cao hiệu quả trong việc khai thác tài nguyên. Việc kết hợp giữa phương pháp địa chấn và trọng lực đã tạo ra một cái nhìn tổng thể về cấu trúc địa chất khu vực trũng sông Hồng.

III. Đặc điểm cấu trúc yếu tố cấu trúc địa chất khống chế tài nguyên than

Nghiên cứu cấu trúc địa chất trũng sông Hồng cho thấy có nhiều yếu tố cấu trúc khống chế tài nguyên than. Các đứt gãy và nếp lồi, nếp lõm là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phân bố của các vỉa than. Việc phân tích các tài liệu địa vật lý đã giúp xác định rõ hơn về các yếu tố này. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khu vực dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải có tiềm năng lớn về tài nguyên than. Việc khoanh định các tập chứa than và không chứa than là rất cần thiết để đưa ra các giải pháp khai thác hiệu quả. Những thông tin này không chỉ có giá trị trong việc khai thác tài nguyên mà còn trong việc bảo vệ môi trường.

3.1. Đặc điểm cấu trúc địa chất trũng sông Hồng

Cấu trúc địa chất trũng sông Hồng rất đa dạng với nhiều loại đá và trầm tích khác nhau. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khu vực này có sự phân bố không đồng đều của các loại tài nguyên. Đặc biệt, các lớp than nằm sâu dưới lớp phủ dày, điều này đòi hỏi các phương pháp nghiên cứu hiện đại để xác định chính xác vị trí và trữ lượng. Tài liệu địa vật lý cho thấy sự tồn tại của các đứt gãy và cấu trúc địa chất phức tạp, ảnh hưởng đến khả năng khai thác tài nguyên. Việc phân tích các trường trọng lực và địa chấn phản xạ đã giúp xác định các yếu tố cấu trúc khống chế tài nguyên than, từ đó đưa ra các giải pháp khai thác hiệu quả hơn.

3.2. Yếu tố cấu trúc khống chế tài nguyên than

Các yếu tố cấu trúc như đứt gãy, nếp lồi và nếp lõm có vai trò quan trọng trong việc xác định vị trí và trữ lượng của các vỉa than. Nghiên cứu cho thấy rằng các đứt gãy lớn như đứt gãy Thái Bình và Vĩnh Ninh có ảnh hưởng lớn đến sự phân bố của tài nguyên than. Việc phân tích các tài liệu địa vật lý đã giúp xác định rõ hơn về các yếu tố này. Những thông tin này không chỉ có giá trị trong việc khai thác tài nguyên mà còn trong việc bảo vệ môi trường. Việc khoanh định các tập chứa than và không chứa than là rất cần thiết để đưa ra các giải pháp khai thác hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ địa chất của nghiên cứu sinh Lại Mạnh Giàu với đề tài "Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý phục vụ điều tra tài nguyên than" được thực hiện tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất, dưới sự hướng dẫn của GS. TSKH Phạm Khoản và PGS. TS Nguyễn Trọng Nga. Công trình thuộc chuyên ngành Kỹ thuật địa vật lý (mã số: 62520502), được hoàn thành vào năm 2017.

Tính cấp thiết của luận án xuất phát từ yêu cầu an ninh năng lượng quốc gia theo các văn bản chỉ đạo của Đảng và Chính phủ:

• Nghị quyết số 18-NQ/TW ngày 25/10/2007 của Bộ Chính trị về “Định hướng chiến lược phát triển năng lượng quốc gia Việt Nam đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2050”.
• Quyết định số 1855/QĐ-TTg ngày 27/12/2007 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia, chỉ đạo tranh thủ các nguồn vốn để thăm dò đánh giá trữ lượng và nghiên cứu khả năng khai thác vùng than đồng bằng sông Hồng.
• Quyết định số 89/2008/QĐ-TTg ngày 07/07/2008 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược ngành Than Việt Nam, đặt mục tiêu thăm dò tỉ mỉ một phần tài nguyên bể than đồng bằng sông Hồng đến năm 2010 và đánh giá xong phần tài nguyên đến năm 2015.

Bối cảnh thực tế cho thấy nhu cầu than của Việt Nam giai đoạn đến năm 2025 tăng từ 93,8 ÷ 122,4 triệu tấn lên 337,7 ÷ 429,5 triệu tấn, trong khi tổng sản lượng than khai thác tại vùng Đông Bắc chỉ đạt 70 ÷ 75 triệu tấn vào năm 2020 và trên 80 triệu tấn vào năm 2025. Sự thiếu hụt này thúc đẩy việc triển khai Đề án "Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền bể Sông Hồng". Tuy nhiên, tầng chứa than ở trũng Sông Hồng nằm sâu dưới lớp phủ trầm tích dày, cấu trúc kiến tạo phức tạp, các tài liệu địa chất trước đó chưa đủ chi tiết để xác lập ranh giới vỉa than ở quy mô công nghiệp. Khoảng trống nghiên cứu đặt ra là cần xây dựng một tổ hợp phương pháp địa vật lý phù hợp để làm sáng tỏ cấu trúc sâu, khống chế tầng chứa than và khoanh định diện tích triển vọng.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án gồm:

1. Chính xác hóa đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng trên cơ sở xử lý, phân tích, luận giải địa chất tài liệu trọng lực, địa chấn phản xạ, địa chấn thẳng đứng (VSP), địa vật lý lỗ khoan và mẫu lõi khoan.
2. Phân chia các đới, dải cấu trúc địa chất khu vực và địa phương; xác định các yếu tố cấu trúc khống chế tài nguyên than và các tập chứa than trong hệ tầng Tiên Hưng.
3. Khoanh định diện tích triển vọng phục vụ trực tiếp cho công tác thăm dò than thử nghiệm trong giai đoạn tiếp theo.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Cấu trúc địa chất đới sụt trung tâm trũng Sông Hồng qua các trường vật lý (trường dị thường trọng lực, trường sóng địa chấn phản xạ, trường địa vật lý lỗ khoan gồm điện trở, thế phân cực, phóng xạ gamma và mật độ) và mối quan hệ của chúng với tầng trầm tích chứa than.
• Phạm vi không gian: Trũng Sông Hồng được khống chế bởi hai đứt gãy phương Tây Bắc - Đông Nam là đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Sông Thái Bình, tổng diện tích nghiên cứu khu vực khoảng 2.765 km² thuộc 6 tỉnh, thành phố: Hưng Yên, Nam Định, Hà Nam, Hải Dương, Thái Bình và Hải Phòng. Khu vực nghiên cứu chi tiết có diện tích 782 km² tại phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải (thuộc tỉnh Thái Bình và Hưng Yên), giới hạn bởi đứt gãy Thái Bình và đứt gãy Vĩnh Ninh.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Lịch sử nghiên cứu địa chất và địa vật lý trũng Sông Hồng được tác giả phân kỳ thành hai giai đoạn lớn:

Giai đoạn trước năm 1954

• Các nhà địa chất Pháp như Fromaget J., Jacob Ch., Dussault L. bước đầu nhận định vùng châu thổ Sông Hồng có trầm tích lục địa và lục nguyên biển chứa than nâu tuổi Neogen. Năm 1889, vỉa than đầu tiên được tìm thấy tại thị xã Yên Bái.
• Colani M. (1917–1920) nghiên cứu hóa thạch thực vật từ phía nam Việt Trì đến Phú Thọ, định tuổi Miocen - Pliocen.
• Fromaget J. (1922) và Saurin E. (1942) nghiên cứu trầm tích kỷ Đệ tam và xác định dải Neogen Bạch Long Vĩ là phần kéo dài của trũng lục địa qua miền võng châu thổ Sông Hồng.

Giai đoạn sau năm 1954

• Golovenok V.K. (1959–1965) hệ thống lại các hệ tầng địa chất trũng Hà Nội trong công trình nghiên cứu dầu khí.
• Năm 1961, Đoàn Địa chất 36 khoan lỗ khoan LK.1 sâu 1.200 m tại xã Phùng Hưng (Khoái Châu, Hưng Yên), phát hiện 12 vỉa than nâu trong trầm tích Miocen.
• Macsiutova V.A., Hồ Đắc Hoài, Tăng Mười, Phan Thế Cầu (1965–1969) sử dụng phương pháp điện, trọng lực, địa chấn vẽ bản đồ cấu trúc trầm tích Kainozoi đến độ sâu 3.000 m, chia thành 3 đới: Đông Bắc, Tây Nam và Trung Tâm.
• Phan Thế Cầu, Vedrisev V.K. (1969) và Đoàn Địa vật lý 36D dùng tổ hợp phương pháp điện (VES, Telua, Từ Telua, Điện trường nhân tạo) xác định chiều dày Kainozoi đạt tới 4.000 m.
• Về địa tầng: Vũ Nhi, Phan Huy Quynh, Trịnh Dánh (1975) nghiên cứu thực vật hóa thạch hệ tầng Tiên Hưng; Nguyễn Ngọc Cừ mô tả hệ tầng Phong Châu tại LK.100 (Tiên Hưng); Lê Văn Cự, Nguyễn Địch Dỹ (1982) xác lập trầm tích hệ tầng Đình Cao tuổi Oligocen tại LK.104.
• Về công tác thăm dò than: Ngô Tất Chính (1977, 1987) tính trữ lượng than cấp C1 và C2 khu Bình Minh - Khoái Châu đến mức -1.200 m; Vũ Xuân Doanh (1986) phân chia 3 phụ điệp chứa than trong điệp Tiên Hưng, dự báo tài nguyên khoảng 210 tỷ tấn than nâu trên diện tích 2.500 km²; Dự án hợp tác TKV - NEDO (1998–2003) khoan 19 lỗ khoan trên diện tích 932 km² xác nhận than phân bố kéo dài ra thềm lục địa; Công ty Anzoil (1994–1997) đo mới 2.214 km và xử lý lại 3.400 km tuyến địa chấn 2D; các công ty Maurel & Prom, PIDC và Liên doanh PVN - Arrow Energy thi công các lỗ khoan sâu phát hiện các vỉa than dày từ 2 ÷ 8 m ở độ sâu dưới -300 m.

Khoảng trống nghiên cứu mà luận án giải quyết: Trước thời điểm thực hiện đề tài, ngoại trừ diện tích 85 km² tại Khoái Châu được thăm dò tương đối chi tiết, toàn bộ diện tích rộng lớn còn lại của trũng Sông Hồng mới dừng lại ở mức độ phát hiện các tầng chứa than qua các giếng khoan dầu khí đơn lẻ, chưa khoanh nối được các vỉa than cụ thể và chưa có công trình nào thiết lập hệ phương pháp địa vật lý đồng bộ kết hợp trọng lực, địa chấn 2D, VSP và carota lỗ khoan để minh giải cấu trúc khống chế vỉa than.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết kiến tạo

Luận án áp dụng thuyết Kiến tạo mảng (thuyết động), bác bỏ thuyết Địa máng (thuyết tĩnh) không còn phù hợp. Trũng Sông Hồng được xác định là một địa hào dạng kéo toạc (pull-apart basin) phương Tây Bắc - Đông Nam hình thành do hoạt động trượt bằng trái của đới đứt gãy Sông Hồng dưới tác động của sự va chạm giữa mảng Ấn Độ và mảng Âu - Á từ Eocen đến Oligocen sớm (theo các nghiên cứu của Tapponnier, 1982; Rangin, 1995; Trần Tất Thắng, 2000). Quá trình tiến hóa kiến tạo gồm:

• Giai đoạn đồng tạo rift (syn-rift) trong Eocen - Oligocen: Sụt võng mạnh mẽ, lắng đọng trầm tích sông, hồ, đầm lầy.
• Giai đoạn nghịch đảo kiến tạo (inversion tectonic) vào Miocen giữa - muộn: Nén ép tạo nên các nếp uốn lồi, uốn lõm và đứt gãy nghịch (như đứt gãy Vĩnh Ninh).
• Giai đoạn sụt lún nhiệt (thermal subsidence) sau Miocen muộn đến Đệ tứ: Trầm tích phủ lấp từ từ trong môi trường biển nông đến đồng bằng châu thổ.

Đặc trưng tham số vật lý của đá và than

Sự khác biệt về mật độ, vận tốc truyền sóng, điện trở suất và tính chất phóng xạ giữa vỉa than và đất đá vây quanh tạo cơ sở vật lý cho việc minh giải:

Đối tượng địa chất / Loại đá	Mật độ ($\text{g/cm}^3$)	Vận tốc truyền sóng $V_p$ ($\text{m/s}$)	Đặc trưng điện trở suất / Carota	Đặc trưng trường sóng địa chấn
Than nâu (biến chất thấp)	$1,2 \div 1,3$	$1.400 \div 1.800$	Điện trở suất cao, thế SP giảm, phóng xạ tự nhiên (GR) thấp	Tần số trung bình - cao, biên độ lớn, độ liên tục cao, phản xạ song song
Cát kết hạt thô (gắn kết yếu)	$1,7 \div 2,2$	Trung bình $\approx 1.700$	Điện trở suất trung bình, tính thấu sóng cao	Phân lớp xiên chéo hoặc phân tán
Sạn kết (gắn kết yếu)	$1,8 \div 2,3$	Xấp xỉ $2.000$	Điện trở suất biến đổi	Mất sóng cục bộ
Cát kết hạt nhỏ (gắn kết yếu)	$1,9 \div 2,4$	Trung bình $\approx 2.200$	Điện trở suất trung bình	Biên độ trung bình, tần số cao
Bột kết, sét kết (gắn kết TB)	$2,0 \div 2,5$	$2.500 \div 3.500$	Điện trở suất thấp, phóng xạ GR cao	Phân lớp ngang liên tục, biên độ yếu
Bột kết (gắn kết trung bình - yếu)	$2,1 \div 2,5$	Lên tới $4.000$	Điện trở suất thấp, SP tăng	Phân lớp ngang, sóng thấu qua nhiều
Sét kết quánh, gắn kết chắc	$2,2 \div 2,6$	$2.600 \div 2.800$	Mật độ cao, GR cao	Mặt phản xạ tương đối rõ
Đá móng trước Kainozoi	$2,6 \div 2,8$	$> 4.500$	Chênh lệch mật độ so với trầm tích từ $0,5 \div 1,2 \text{ g/cm}^3$	Dị thường trọng lực dương, ranh giới bất chỉnh hợp rõ

Hệ phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu

Luận án sử dụng tổ hợp 4 phương pháp địa vật lý kỹ thuật:

1. Phương pháp Trọng lực: Phân tích trường dị thường trọng lực Bughe (biên độ biến thiên 36 mGal, từ 0 đến -36 mGal), xử lý các thuật toán nâng trường lên các độ cao 1.000 m, 3.000 m, 5.000 m, 7.000 m, 10.000 m, tính đạo hàm đứng và trường dư Trend nhằm xác định cấu trúc móng sâu, đới nâng, đới sụt và 7 hệ thống đứt gãy kiến tạo khu vực.
2. Phương pháp Địa chấn thẳng đứng (VSP): Thực hiện tại các lỗ khoan sâu để liên kết chính xác giữa thang thời gian truyền sóng ($t_0$) và thang chiều sâu thực tế ($H$), định danh các tầng phản xạ chuẩn từ H1 đến H5.
3. Phương pháp Địa vật lý lỗ khoan (Carota): Sử dụng phương pháp điện trở, thế phân cực tự nhiên (SP), gamma tự nhiên (GR), gamma-gamma mật độ trên tổng khối lượng 16.000 m lỗ khoan để định lượng chiều dày, chiều sâu và số lượng vỉa than (ví dụ tại LK.108, LK07.SH, LK98.SH).
4. Phương pháp Địa chấn phản xạ 2D: Đo vẽ 200 km tuyến địa chấn mới và xử lý lại tài liệu cũ; áp dụng hệ thống quan sát đuổi nhau, nguồn nổ hố khoan; xử lý dịch chuyển địa chấn, hiệu chỉnh tĩnh, hiệu chỉnh động; phân tích các thuộc tính địa chấn chuyên biệt:
   • Thuộc tính Envelope (bao biên độ): Làm rõ vị trí đứt gãy kiến tạo và đới dập vỡ.
   • Thuộc tính Pha tức thời (Instantaneous Phase): Làm nổi bật tính liên tục của các ranh giới phân lớp địa tầng.
   • Thuộc tính Trở kháng âm tương đối (Relative Acoustic Impedance): Nâng cao độ phân giải ranh giới vỉa.
   • Thuộc tính Năng lượng trung bình (Average Energy): Tách biệt các tập chứa than (biên độ cao, sóng liên tục) với các tập không chứa than (biên độ thấp, hình ảnh mờ nhạt).

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa chất, địa vật lý

Chương 1 tổng hợp toàn diện các diện mạo địa chất, kiến tạo, địa vật lý và khoáng sản của trũng Sông Hồng:

• Đặc điểm địa tầng Kainozoi:
  • Hệ Paleogen ($E$): Hệ tầng Phù Tiên ($E_2pt$, dày $500 \div 600\text{ m}$, tướng lũ tích - sông hồ) và hệ tầng Đình Cao ($E_3đc$, dày $1.000 \div 1.500\text{ m}$, tướng đầm hồ - aluvi).
  • Hệ Neogen ($N$): Hệ tầng Phong Châu ($N_1^1pch$, dày $400 \div 1.000\text{ m}$); hệ tầng Phù Cừ ($N_1^2pc$, dày $1.000 \div 1.200\text{ m}$); hệ tầng Tiên Hưng ($N_1^3th$) chứa than chính, được chia thành 3 tập:
    • Tập 1 ($N_1^3th_1$, dày $250 \div 650\text{ m}$): Chứa trên 20 vỉa than, trong đó có 5 vỉa đạt giá trị công nghiệp.
    • Tập 2 ($N_1^3th_2$, dày $590 \div 1.000\text{ m}$): Chứa $15 \div 20$ vỉa than, hệ số chứa than đạt $1 \div 10%$.
    • Tập 3 ($N_1^3th_3$, dày $250 \div 700\text{ m}$): Chứa $5 \div 27$ vỉa than, chiều dày vỉa từ $0,1 \div 5\text{ m}$ (phổ biến $2 \div 3\text{ m}$).
  • Hệ tầng Vĩnh Bảo ($N_2vb$, dày $200 \div 500\text{ m}$): Trầm tích vũng vịnh biển nông.
  • Hệ Đệ tứ ($Q$): Gồm các hệ tầng Lệ Chi ($Q_1^1lc$), Hà Nội ($Q_1^{2-3}hn$), Vĩnh Phúc ($Q_1^3vp$), Hải Hưng ($Q_2^{1-2}hh$) và Thái Bình ($Q_2^3tb$).
• Phân tầng cấu trúc: Gồm 3 tầng: Tầng cấu trúc dưới (móng trước Kainozoi); Tầng cấu trúc giữa (trầm tích Kainozoi Eocen - Miocen chứa than, dày đến 4.000 m, chia thành 2 phụ tầng); Tầng cấu trúc trên (Pliocen - Đệ tứ).
• Các dải cấu trúc chính trong đới sụt trung tâm:
  • Dải sụt Xuân Trường - Vũ Tiên: Trầm tích Kainozoi dày từ vài trăm mét đến 3.000 m.
  • Dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải: Kainozoi dày nhất trên 7.000 m, bị nén ép uốn nếp mạnh tạo các nếp lồi Tiền Hải, Kiến Xương, nếp lõm Kiến Xương - Tiền Hải, Phù Cừ, Đông Hưng.
  • Dải sụt Quỳnh Phụ - Thái Thụy: Kainozoi dày từ $3.000 \div 5.500\text{ m}$, chứa nếp lõm Quỳnh Phụ - Thái Thụy.
• Khoáng sản than nâu: Tập trung tại 3 vùng tài nguyên:
  • Vùng 1 (Khoái Châu - Tiền Hải): Diện tích $940\text{ km}^2$, tài nguyên dự báo 89,44 tỷ tấn (liên quan tập 1, 2, 3 hệ tầng Tiên Hưng).
  • Vùng 2 (Quỳnh Phụ - Thái Thụy): Diện tích $1.379\text{ km}^2$, tài nguyên dự báo 105,3 tỷ tấn (liên quan tập 1, 2, 3 hệ tầng Tiên Hưng).
  • Vùng 3 (Xuân Trường - Vũ Tiên): Diện tích $446\text{ km}^2$, tài nguyên dự báo 4,743 tỷ tấn (liên quan tập 1, 2 hệ tầng Tiên Hưng).
  • Đặc tính than: Nhóm vitrinit chiếm $85 \div 90%$, tỷ trọng trung bình $1,38\text{ g/cm}^3$, thành phần hóa học $C_{tb} = 72,29%$, $H_{tb} = 4,42%$, $O_{tb} = 23,09%$, $N_{tb} = 2%$, nhiệt độ nóng chảy của tro từ $1.396^\circ\text{C} \div 1.458^\circ\text{C}$.
• Đặc điểm địa vật lý: Trọng lực Bughe thể hiện 3 cấu trúc trường (Tây Nam, Trung Tâm, Đông Bắc) tương ứng với độ sâu móng và chiều dày tầng than; tài liệu địa chấn phản xạ phân tách rõ hai tầng sóng: tầng nông ($0 \div 400\text{ m}$, vận tốc $1.500 \div 2.200\text{ m/s}$, nằm ngang) và tầng sâu ($400 \div 3.500\text{ m}$, vận tốc $1.800 \div 2.900\text{ m/s}$, chứa nhiều ranh giới bất chỉnh hợp và tập than phản xạ mạnh).

Chương 2: Hệ phương pháp địa vật lý nghiên cứu cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng phục vụ điều tra tài nguyên than

Chương 2 thiết lập quy trình kỹ thuật cho từng phương pháp thành phần:

• Đánh giá và lựa chọn hệ phương pháp: Phân tích sự khác biệt giữa thăm dò dầu khí (tập trung cấu trúc vòm sâu) và điều tra than (cần độ phân giải cao ở chiều sâu $300 \div 1.500\text{ m}$, theo dõi liên tục vỉa mỏng).
• Phương pháp Trọng lực: Xử lý bản đồ dị thường Bughe bằng phương pháp lọc số, phân tích trường dư, tính đạo hàm bậc nhất theo phương thẳng đứng và nâng trường lên các mức cao khác nhau nhằm bóc tách dị thường móng sâu khỏi dị thường cục bộ tầng chứa than.
• Phương pháp Địa chấn thẳng đứng (VSP): Quy trình đo đạc trong giếng khoan kết hợp nguồn nổ bề mặt, xử lý tách sóng dọc ($P$), hiệu chỉnh vận tốc truyền sóng, xây dựng băng địa chấn tổng hợp (synthetic seismogram) để liên kết chính xác các pha sóng với các tập địa tầng thực tế.
• Phương pháp Địa vật lý lỗ khoan: Quy trình tổ hợp đo Carota điện trở (chuẩn ngắn, chuẩn dài), thế tự phân cực (SP), đo phân rã phóng xạ tự nhiên (Gamma Ray), mật độ Gamma - Gamma ($GGK-D$) và đo đường kính lỗ khoan (Caliper) nhằm nhận dạng chính xác ranh giới vách/trụ vỉa than.
• Phương pháp Địa chấn phản xạ 2D:
  • Thông số thu nổ: Sử dụng nguồn nổ hố khoan sâu $8 \div 15\text{ m}$, lượng nổ $0,5 \div 1,5\text{ kg}$, hệ thống quan sát đa kênh đối xứng/đuổi nhau.
  • Xử lý số liệu: Triệt giảm sóng lặp, lọc nhiễu tần số thấp/cao, hiệu chỉnh tĩnh bề mặt, phân tích vận tốc chi tiết, xếp chồng điểm giữa chung (CMP stack) và dịch chuyển sau xếp chồng (Post-stack migration).
  • Minh giải thuộc tính: Ứng dụng các thuật toán phân tích thuộc tính địa chấn tức thời (instantaneous attributes) để khoanh định đới đứt gãy và phân tầng chứa than.

Chương 3: Đặc điểm cấu trúc, yếu tố cấu trúc địa chất khống chế tài nguyên than và khoanh định các tập đá chứa than trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý

Chương 3 trình bày các kết quả nghiên cứu cấu trúc và phân chia tập than:

• Cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu trọng lực:
  • Xác định và chính xác hóa vị trí của 7 đứt gãy sâu khu vực: đứt gãy Hưng Yên, Sông Chảy, Thái Bình, Vĩnh Ninh, Sông Lô, Sông Thái Bình và Kiến Thụy.
  • Phân chia trũng Sông Hồng thành 3 đới cấu trúc: Đới nâng Đông Bắc, Đới sụt Trung tâm và Đới nâng Tây Nam.
  • Trong Đới sụt Trung tâm, phân định rõ 3 dải cấu trúc bậc hai: Dải Khoái Châu - Tiền Hải, Dải Quỳnh Phụ - Thái Thụy và Dải Xuân Thủy - Hưng Hà (Xuân Trường - Vũ Tiên).
• Bản đồ đẳng sâu: Xây dựng sơ đồ đẳng sâu đáy trầm tích hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng tỷ lệ 1:100.000 và các mặt cắt địa chấn - địa chất khu vực qua tài liệu địa chấn phản xạ 2D.
• Cấu trúc chi tiết phần Đông Nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải (782 km²):
  • Liên kết 5 ranh giới phản xạ địa chấn chuẩn ký hiệu từ H1 đến H5 tương ứng với các ranh giới địa tầng trong hệ tầng Tiên Hưng và các hệ tầng lân cận.
  • Minh giải chi tiết cấu trúc trên các tuyến địa chấn trọng điểm: Tuyến T.12 (vùng Kiến Xương), Tuyến T.16 (vùng Tiền Hải), Tuyến TT-2-2 (cắt qua Tiền Hải, Kiến Xương, Đông Hưng) và đối sánh với kết quả carota tại các lỗ khoan LK07.SH, LK98.SH, LK.108.
  • Định vị các cấu trúc nếp uốn cục bộ có ý nghĩa khống chế than: Nếp lồi Tiền Hải, nếp lõm Kiến Xương - Tiền Hải, vùng sụt Phượng Ngãi, nếp lồi Kiến Xương.
• Khoanh định các tập đá chứa than và không chứa than:
  • Xác lập dấu hiệu nhận dạng tập chứa than trên băng địa chấn: Tần số trung bình - cao, biên độ sóng lớn, mức độ liên tục cao và cấu trúc phản xạ song song. Ngược lại, tập không chứa than có biên độ sóng thấp, hình ảnh mờ nhạt trên mặt cắt thuộc tính năng lượng trung bình.
  • Khoanh định chi tiết phạm vi phân bố của 3 tập chứa than thuộc hệ tầng Tiên Hưng ($N_1^3th_1, N_1^3th_2, N_1^3th_3$).
  • Phát hiện và khoanh định 2 tập chứa than mới có giá trị công nghiệp phát triển theo hướng mở rộng ra phía biển Đông.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học

1. Lựa chọn và xác lập được hệ phương pháp địa vật lý phối hợp hợp lý, bao gồm: Phương pháp trọng lực nghiên cứu cấu trúc đứt gãy khu vực; Tổ hợp địa chấn phản xạ 2D, địa chấn thẳng đứng (VSP) và địa vật lý lỗ khoan để nghiên cứu cấu trúc địa phương và khoanh định chi tiết vỉa than.
2. Ứng dụng các thuật toán xử lý thuộc tính địa chấn 2D (Envelope, pha tức thời, trở kháng âm tương đối, năng lượng trung bình) cho đối tượng vỉa than nằm sâu dưới lớp phủ dày, giải quyết bài toán phân dị sóng địa chấn yếu trong trầm tích lục nguyên chứa than.
3. Lần đầu tiên khoanh định chi tiết các yếu tố cấu trúc kiến tạo khống chế vỉa than, liên kết 5 ranh giới phản xạ chuẩn (H1 ÷ H5) và xác lập sự phân bố của các tập chứa than hệ tầng Tiên Hưng tại dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải.

Ý nghĩa thực tiễn và giải pháp đề xuất

1. Chính xác hóa bản đồ cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng tỷ lệ 1:100.000 và sơ đồ cấu trúc chi tiết phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải tỷ lệ 1:10.000.
2. Khẳng định dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải là khu vực có triển vọng than lớn nhất trong toàn trũng, hội tụ đầy đủ điều kiện địa chất để chuyển giao sang giai đoạn thăm dò chi tiết và khai thác thử nghiệm.
3. Việc phát hiện 2 tập chứa than mới phát triển theo hướng ra phía biển đã bổ sung tài nguyên đáng kể cho bể than Sông Hồng.
4. Đề xuất quy trình công nghệ xử lý, minh giải địa chấn - địa vật lý lỗ khoan có thể áp dụng mở rộng cho các diện tích khác trong trũng Sông Hồng (Quỳnh Phụ - Thái Thụy, Xuân Trường - Vũ Tiên) cũng như các bể trầm tích Đệ tam tương tự tại Việt Nam.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các dữ kiện được trình bày trong luận án, các hạn chế và định hướng tiếp theo gồm:

• Về tài liệu địa điện và từ tellur: Số lượng tuyến đo từ tellur còn ít (chỉ có 3 tuyến đo sâu năm 2008 của Viện Địa chất), mạng lưới chưa bao phủ toàn diện trũng Sông Hồng nên việc làm sáng tỏ ranh giới móng sâu ở một số đới sụt cục bộ chủ yếu phải dựa vào tài liệu trọng lực và giếng khoan sâu dầu khí.
• Về phạm vi chi tiết hóa: Luận án mới tập trung giải quyết chi tiết ở tỷ lệ 1:10.000 trên diện tích 782 km² tại dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải. Các dải cấu trúc còn lại như Quỳnh Phụ - Thái Thụy và Xuân Trường - Vũ Tiên có mật độ tuyến địa chấn và công trình khoan còn thưa.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Cần tiếp tục triển khai mạng lưới địa chấn phản xạ độ phân giải cao và các lỗ khoan kiểm chứng sâu hơn 1.000 m tại vùng Quỳnh Phụ - Thái Thụy và vùng kéo dài ra thềm lục địa vịnh Bắc Bộ để hoàn thiện mô hình cấu trúc bể than trên toàn bộ quy mô đồng bằng sông Hồng.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên môn cho các đối tượng sau:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật địa vật lý, Địa chất khoáng sản, Địa chất dầu khí tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên và các viện nghiên cứu chuyên ngành.
• Cơ quan quản lý và quy hoạch năng lượng: Bộ Tài nguyên và Môi trường, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Bộ Công Thương trong việc xây dựng quy hoạch thăm dò, khai thác bể than đồng bằng sông Hồng phục vụ an ninh năng lượng quốc gia.
• Các doanh nghiệp thăm dò, khai thác khoáng sản: Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV), Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam (PVN), Tổng công ty Đông Bắc trong việc áp dụng quy trình xử lý thuộc tính địa chấn và carota giếng khoan để tối ưu hóa vị trí các lỗ khoan thăm dò than nâu và khí than.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Phân vị địa tầng nào trong trũng Sông Hồng chứa tài nguyên than chính và được phân chia ra sao?

Tài nguyên than chính trong trũng Sông Hồng tập trung ở hệ tầng Tiên Hưng ($N_1^3th$), tuổi Miocen muộn. Hệ tầng này được chia thành 3 tập chứa than:

• Tập 1 ($N_1^3th_1$): Dày $250 \div 650\text{ m}$, chứa trên 20 vỉa than với 5 vỉa đạt giá trị công nghiệp, thành tạo trong môi trường đồng bằng hóa đầm lầy ven biển.
• Tập 2 ($N_1^3th_2$): Dày $590 \div 1.000\text{ m}$, chứa $15 \div 20$ vỉa than phân bố đồng đều, hệ số chứa than đạt $1 \div 10%$, môi trường đầm lầy lục địa khử mạnh.
• Tập 3 ($N_1^3th_3$): Dày $250 \div 700\text{ m}$, chứa $5 \div 27$ vỉa than, chiều dày mỗi vỉa phổ biến từ $2 \div 3\text{ m}$, môi trường đầm lầy xen lũ tích sông.

2. Luận án đã lựa chọn hệ phương pháp địa vật lý nào để nghiên cứu cấu trúc và vỉa than?

Luận án lựa chọn tổ hợp 4 phương pháp địa vật lý kỹ thuật:

• Phương pháp Trọng lực (phân tích dị thường Bughe, lọc số, nâng trường, đạo hàm đứng) để xác định cấu trúc móng và hệ thống 7 đứt gãy khu vực.
• Phương pháp Địa chấn phản xạ 2D (phân tích thuộc tính biên độ, pha tức thời, trở kháng âm tương đối, năng lượng trung bình) để theo dõi các tầng phản xạ H1 ÷ H5 và khoanh định tập than.
• Phương pháp Tuyến địa chấn thẳng đứng (VSP) để chuẩn hóa vận tốc truyền sóng và liên kết chính xác thời gian địa chấn với chiều sâu thực tế giếng khoan.
• Phương pháp Địa vật lý lỗ khoan (đo điện trở, SP, gamma tự nhiên, gamma-gamma mật độ) để xác định chính xác chiều sâu, chiều dày từng vỉa than.

3. Cấu trúc kiến tạo trũng Sông Hồng được phân chia như thế nào theo kết quả nghiên cứu?

Theo tài liệu địa vật lý, cấu trúc trũng Sông Hồng gồm:

• 3 tầng cấu trúc: Tầng dưới (móng trước Kainozoi), Tầng giữa (trầm tích Kainozoi Eocen - Miocen chứa than), Tầng trên (Pliocen - Đệ tứ).
• 3 đới cấu trúc khu vực: Đới nâng Đông Bắc, Đới sụt Trung tâm và Đới nâng Tây Nam.
• 3 dải cấu trúc bậc hai trong Đới sụt Trung tâm: Dải Khoái Châu - Tiền Hải, Dải Quỳnh Phụ - Thái Thụy và Dải Xuân Thủy - Hưng Hà (Xuân Trường - Vũ Tiên).
• 7 đứt gãy chính khống chế: Hưng Yên, Sông Chảy, Thái Bình, Vĩnh Ninh, Sông Lô, Sông Thái Bình và Kiến Thụy.

4. Thuộc tính địa chấn nào được ứng dụng hiệu quả nhất để nhận diện tập đá chứa than?

Thuộc tính Năng lượng trung bình (Average Energy) và Bao biên độ (Envelope) mang lại hiệu quả cao nhất:

• Trên mặt cắt thuộc tính năng lượng trung bình, các tập đá chứa than thể hiện biên độ sóng cao vượt trội, hình ảnh sắc nét và độ liên tục cao do sự tương phản trở kháng âm học lớn giữa than ($V_p = 1.400 \div 1.800\text{ m/s}$, mật độ $1,2 \div 1,3\text{ g/cm}^3$) và các lớp sét/cát kết vây quanh.
• Các tập không chứa than phản ánh năng lượng yếu, biên độ thấp và hình ảnh mờ nhạt. Thuộc tính Envelope giúp vạch rõ các đới dập vỡ đứt gãy kiến tạo cắt qua vỉa than.

5. Dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải có vị trí và tiềm năng tài nguyên than như thế nào trong trũng Sông Hồng?

Dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải được giới hạn bởi đứt gãy Thái Bình ở phía tây nam và đứt gãy nghịch Vĩnh Ninh ở phía đông bắc, diện tích nghiên cứu chi tiết đạt 782 km². Đây là cấu trúc chứa than quan trọng nhất với tài nguyên dự báo đạt 89,44 tỷ tấn than nâu trong hệ tầng Tiên Hưng. Cấu trúc địa phương gồm các nếp lồi Tiền Hải, Kiến Xương và nếp lõm Kiến Xương - Tiền Hải đều chứa các tập than có giá trị công nghiệp cao, được luận án đánh giá là diện tích triển vọng nhất để triển khai thăm dò khai thác thử nghiệm.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Lại Mạnh Giàu đã hoàn thành việc xây dựng và ứng dụng tổ hợp phương pháp địa vật lý (trọng lực, địa chấn 2D, VSP, địa vật lý lỗ khoan) để làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng. Công trình đã chính xác hóa hệ thống 7 đứt gãy khu vực, phân chia các đới/dải kiến tạo và xây dựng bản đồ đẳng sâu đáy hệ tầng Tiên Hưng tỷ lệ 1:100.000. Kết quả nghiên cứu chi tiết 782 km² tại dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải đã khoanh định chính xác 3 tập chứa than và phát hiện 2 tập chứa than mới có giá trị công nghiệp phát triển về phía biển. Đây là công trình khoa học có độ tin cậy cao, cung cấp cơ sở dữ liệu và phương pháp luận quan trọng phục vụ trực tiếp cho chiến lược điều tra, đánh giá và quy hoạch tài nguyên than đồng bằng sông Hồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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.