CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan khu vực bể Sông Hồng 1. Đặc điểm địa lý Bể Sông Hồ ng nằ m trong khoảng 106º9’44”÷110º0’18” kinh đô ̣ Đông, 14o0’÷21o30’ vi ̃ đô ̣ Bắ c [7]. Về địa lý, bể Sông Hồng có một phần nhỏ diện tích nằm trên đất liền thuộc đồng bằng Sông Hồng, còn phần lớn diện tích thuộc vùng biển vịnh Bắc Bộ và biển miền Trung thuộc các tỉnh từ Quảng Ninh đến Bình Định.
Bể có lớp phủ trầm tích Đệ Tam dày hơn 14km, có dạng hình thoi kéo dài từ miền võng Hà Nội (MVHN) ra vịnh Bắc Bộ và biển miền Trung. Dọc rìa phía Tây bể trồi lộ các đá móng Paleozoi - Mesozoi. Phía Đông Bắc giáp với bể Tây Lôi Châu, phía Đông lộ móng Pleozoi - Mesozoi đảo Hải Nam, Đông Nam là bể Nam Hải Nam, phía Nam giáp bể trầm tích Phú Khánh [6] (hình 1. Sơ đồ vị trí bể trầm tích Sông Hồng (Viện Dầu khí, 2015) Bể có cấu trúc địa chất phức tạp thay đổi từ đất liền ra biển, bao gồm các vùng địa chất khác nhau: vùng Tây Bắc, vùng Trung tâm và vùng phía Nam.
Phía Nguyễn Văn Sử BM. Địa chất dầu khí ứng dụng 18 Bắc bể Sông Hồng, độ sâu nước biển dao động khoảng 20-40m, địa hình đáy biển thoải dần về phía Đông Nam và đạt chiều sâu lớn nhất tại khu vực giáp bể Phú Khánh và bể Đông Bắc Tri Tôn. Vùng Trung tâm bao gồm diện tích các lô từ 107 đến 114-115), độ sâu nước biển khoảng 20-90m, có cấu trúc tương đối đa dạng và phức tạp, chiều dày trầm tích lên tới 16km. Vùng phía Nam (từ lô 115 đến lô 121), mực nước thay đổi từ 30 đến 800m có chỗ trên 1.000m, đây là vùng có cấu trúc khác hẳn với các vùng khác trong bể Sông Hồng vì có móng nhô cao trên địa lũy Tri Tôn tạo thềm cacbonat và ám tiêu san hô [7].
Đặc điểm địa tầng trầm tích Địa tầng trầm tích của bể Sông Hồng tương đối phức tạp và khác nhau giữa các phân vùng cấu trúc, bao gồm các thành tạo móng trước Kainozoi, các trầm tích Paleogen, Neogen và Đệ Tứ. Trong phạm vi nghiên cứu, luận văn trình bày đặc điểm địa tầng trầm tích vùng phía Bắc bể Sông Hồng. Đá móng trước Kainozoi Đá móng trước Kainozoi đã được phát hiện ở các vùng rìa của Bể Sông Hồng (MVHN và các vùng kề cận MVHN) và dọc theo bờ biển từ Bắc vào đến miền Trung và các đảo lân cận gần bờ biển Việt Nam. Thành phần đá móng rất đa dạng và không đồng nhất: granitoid nứt nẻ (gặp ở giếng khoan 104-2), đá phiến kết tinh Proterozoi (ở giếng khoan 15 Nam Định), đá vôi C-P (ở giếng khoan 8 Hải Dương, 81 Thụy Anh), đá phun trào ryolit tuổi Trias (ở giếng khoan 104) [6], [7].
Trầm tích Kainozoi ➢ Hệ Paleogen, thống Eocen - Hệ tầng Phù Tiên (E2 pt) Hệ tầng Phù Tiên (E2 pt) nằm bất chỉnh hợp trên đá móng, được Phạm Hồng Quế xác lập tại giếng khoan 104 (MVHN) từ độ sâu 3.860m gồm các lớp cát kết, sét bột kết màu tím gan gà, màu xám xen các lớp cuội kết kích thước rất khác nhau từ vài cm đến vài chục cm. Trầm tích tuổi này chưa phát hiện phía Nam bể mà mới gặp ở vết lộ, một số giếng khoan ở MVHN và khu vực Đông bắc đứt gãy Sông Lô. Hóa thạch đặc trưng bởi các bào tử phấn hoa thuộc đới Trudopolis gồm Arancarya, Klukisporites, Trudopollenites, Trudopolis, Tricolporopollenites. Môi trường thành tạo trầm tích chủ yếu là lục địa, xen lẫn đầm hồ [6], [7].
Nguyễn Văn Sử BM. Địa chất dầu khí ứng dụng 19 Hình 1. Cột địa tầng tổng hợp Bắc bể Sông Hồng (Nguyễn Thị Dậu, 2012) Nguyễn Văn Sử BM. Địa chất dầu khí ứng dụng 20 ➢ Hệ Paleogen, thống Oligocen - Hệ tầng Đình Cao (E3) Hệ tầng Đình Cao (E3) phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Phù Tiên mang tên thôn Đình Cao, nơi đặt giếng khoan 104 đã khoan qua mặt cắt chuẩn của hệ tầng.
Tại giếng khoan 102-TB-1X ở độ sâu 2.850m, trầm tích Oligocen chủ yếu là cát kết xen kẽ ít bột kết cát kết và than mỏng. Cát hạt mịn đến trung, xi măng cacbonat, sét, đôi khi gặp glauconit, pirit. Sét kết màu xám, xám nâu gắn kết yếu đến trung bình và mảnh vụn than. Khu vực giếng khoan 107T-PA-1X gặp bột kết, sét kết xám sẫm chứa mica, pyrit xen kẽ những lớp than mỏng đặc trưng cho môi trường đầm hồ.
Hóa thạch đặc trưng cho tuổi Oligocen gồm Cicatricosisporites, Florschuetzia trilobata và Verrutricosisporites pachydermus. Hệ tầng được thành tạo trong môi trường đầm hồ - alluvi [6], [7] (hình 1. ➢ Hệ Neogen, thống Miocen Ở phía Bắc và Đông Bắc bể Sông Hồng, trầm tích Miocen được chia thành các hệ tầng: Phong Châu (Miocen dưới), Phù Cừ (Miocen giữa) và Tiên Hưng (Miocen trên). Phía Nam bể các trầm tích Miocen được phân thành các hệ tầng: Sông Hương (Miocen dưới), Tri Tôn (Miocen giữa) và Quảng Ngãi (Miocen trên).
Hệ Neogen, thống Miocen, phụ thống dưới - Hệ tầng Phong Châu (N11pch) Hệ tầng Phong Châu (N11pch) nằm phủ bất chỉnh hợp trên các trầm tích hệ tầng Đình Cao hoặc các đá cổ hơn. Mặt cắt chuẩn của hệ tầng Phong Châu được Palustovich B. và Nguyễn Ngọc Cư xác lập năm 1972 khi tổng kết địa tầng giếng khoan 100 tại Phong Châu, huyện Tiên Hưng, tỉnh Thái Bình. Đặc trưng của mặt cắt là sự xen kẽ liên tục giữa những lớp cát kết hạt trung, hạt nhỏ màu xám trắng, xám xanh gắn kết chặt với những lớp cát bột kết có cấu tạo phân lớp rất mỏng từ vài milimet đến centimet.
Trầm tích hệ tầng Phong Châu phân bố chủ yếu theo dải Khoái Châu - Tiền Hải và phát triển ra vịnh Bắc Bộ, gặp ở giếng khoan 102-TB-1X, 103T-H-1X mỏng ở phần diện tích hai đầu Bắc và Nam bể, nhưng rất dày ở gần trung tâm bể. Thành phần trầm tích bao gồm các lớp cát kết hạt mịn, cát bột kết xen kẽ và sét kết chứa các thấu kính vết than, sét than mỏng hoặc những lớp kẹp đá vôi mỏng. Cát kết xám, xám sáng, xám tối, xám xanh hạt nhỏ đến trung, ít hạt thô, chọn lọc trung bình đến tốt. Sét kết màu xám sáng xám xanh, xám nâu tối, hồng nhạt và Nguyễn Văn Sử BM.
Địa chất dầu khí ứng dụng 21 nâu đỏ, thành phần chủ yếu là kaolinit, illit và ít clorit. Hóa thạch tìm thấy bao gồm: Florschuetzia levipoli, Florschuetzia trilobata, Florschuetzia semilobata, Ammonia spp., Quinqueloculina, Globigerinoides, Haplophamoide và Cyclicargolithus floridanus. Môi trường thành tạo chủ yếu là đồng bằng châu thổ có xen kẽ nhiều pha biển và trầm tích biển [6], [7] (hình 1. Hệ Neogen, thống Miocen, phụ thống giữa - Hệ tầng Phù Cừ (N12pc) Hệ tầng Phù Cừ (N12pc) lần đầu được Golovenok V., Lê Văn Chân (1966) mô tả tại giếng khoan 2 (độ sâu 960÷1.180 m) trên cấu tạo Phù Cừ.
Trầm tích hệ tầng Phù Cừ bao gồm các lớp cát kết hạt nhỏ, cát bột kết phân lớp mỏng, bột kết, sét kết cấu tạo khối trong đó chứa nhiều hóa đá thực vật và lớp than nâu. Cát kết có thành phần ít khoáng, độ lựa chọn tốt. Hệ tầng chủ yếu gồm cát kết, sét bột kết, than và đôi nơi gặp các lớp mỏng cacbonat. Cát kết có màu xám sáng đến xám xanh, hạt nhỏ đến vừa đôi khi hạt thô, độ chọn lọc trung bình đến tốt.
Sét bột kết xám sáng màu đến tối, chứa rất ít cacbonat. Hệ tầng Phù Cừ có chiều dày thay đổi từ 1.000m, ở trũng Trung tâm đạt tới 4. Phức hệ hóa thạch phổ biến các dạng như: Florschuetzia trilobata, Florschuetzia semiloba, Quinqueloenlia, Globorotalia mayeri, Orbulina universa, Discoaster kugleri và Sphenolithus heteromorphus. Trầm tích của hệ tầng Phù Cừ được hình thành trong môi trường châu thổ, prodelta (giếng khoan 102-HD-1X, 103T-H-1X, 103T-G-1X) [6], [7].
Hệ Neogen, thống Miocen, phụ thống trên - Hệ tầng Tiên Hưng (N13th) Hệ tầng Tiên Hưng (N13th) phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Phù Cừ được mô tả lần đầu tiên trên cấu tạo Tiên Hưng thuộc tỉnh Thái Bình. Trầm tích có tính phân nhịp rõ ràng với thành phần chủ yếu là cát kết, chứa nhiều vỉa than có độ dày khác nhau. Các lớp cát kết phân lớp dày dạng khối, màu xám nhạt, mờ đục hoặc xám xanh, hạt nhỏ đến thô, độ chọn lọc từ trung bình đến kém, chứa các hóa đá động vật và vụn than nâu được gắn kết trung bình đến kém bởi xi măng cacbonat và sét. Sét bột kết màu xám xanh, xám sáng có chỗ xám nâu, xám đen chứa vụn than và các hóa đá, đôi khi có glauconit, pyrit.
Hệ tầng có bề dày từ 400÷4. Tuổi của phức hệ được xác định theo sự có mặt của hóa thạch Discoaster berggrenii, Discoaster quinqueramus, Florchuetzia meridionalis và Stenochlaena laurifolia. Nguyễn Văn Sử BM. Địa chất dầu khí ứng dụng 22 Môi trường tích tụ của trầm tích hệ tầng Tiên Hưng chủ yếu là đồng bằng châu thổ và biển nông ven bờ [6], [7] (hình 1.
➢ Hệ Neogen, thống Pliocen - Hệ tầng Vĩnh Bảo (N2vb) Hệ tầng Vĩnh Bảo (N2vb) nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng Tiên Hưng phân bố rộng khắp và có xu hướng dày dần ra phía trung tâm bể, dày nhất ở trũng Trung tâm bể Sông Hồng (2. Mặt cắt đặc trưng của hệ tầng được xây dựng trong khoảng độ sâu 245÷510m của giếng khoan 13 tại Vĩnh Bảo, Hải Phòng do Golovenok V. và Lê Văn Chân thành lập năm 1966. Hệ tầng Vĩnh Bảo đặc trưng bởi thành phần thạch học là cát bở rời xám sáng đến xám sẫm, hạt nhỏ đến vừa, đôi khi thô đến rất thô, chọn lọc trung bình đến tốt xen với sét màu xám, xám xanh, mềm, chứa mica, nhiều pyrit, glauconit và phong phú các mảnh vỏ động vật biển.
Hóa thạch đăcnh trưng bao gồm trùng lỗ Globigerina bulloides, Globigerina nepenthes, Globigerinoides ruber, tảo vôi Reticulofenestra pseudoumbilica, Discoaster surculus, Discoaster pentaradiatus, Discoaster brouweri và phấn Dacrydium, Stenochlaena laurifolia. Hệ tầng Vĩnh Bảo chủ yếu được hình thành trong môi trường thềm [6], [7] (hình 1. ➢ Hệ Đệ Tứ, thống Pleistocen (N2) - Hệ tầng Hải Dương và Kiến Xương Các trầm tích Đệ Tứ còn ít được nghiên cứu trong địa chất dầu khí, phủ bất chỉnh hợp trên trầm tích Pliocen. Thành phần thạch học bao gồm cuội, sạn, cát bở rời (hệ tầng Kiến Xương) và cát, bột, sét và một số nơi có than bùn (hệ tầng Hải Dương) là các trầm tích lục địa xen các pha biển ở MVHN [7] (hình 1.
Đặc điểm cấu trúc kiến tạo 1. Đặc điểm kiến tạo khu vực Từ cuối Kreta đến Eocen sớm, mảng Ấn Độ dần tiệm cận tới Nam mảng Âu - Á và thực sự va chạm vào phía Nam mảng Âu - Á vào Miocen giữa.