Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đặc điểm đồng vị carbon oxy nitơ trong trầm tích chứa dầu khu vực đồng ho quảng ninh bằng phương pháp đồng vị bền

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu đặc điểm đồng vị carbon oxy nitơ trong trầm tích chứa dầu khu vực đồng ho quảng ninh, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Vũ Thị Hương
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Văn Vượng
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Nghiên cứu đồng vị C, O, N trong trầm tích dầu Quảng Ninh
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu
• 1.2. Đặc điểm địa hình
• 1.3. Đặc điểm khí hậu
• 1.4. Dân cư và diện tích
• 1.5. Đặc điểm địa chất khu vực
• 1.6. Đặc điểm thạch học, địa tầng các đá hệ tầng Đồng Ho
• 1.7. Giới thiệu về đồng vị bền các nguyên tố Carbon, Oxy và Nitơ
• 1.8. Một số nghiên cứu về các đồng vị bền Carbon, Oxy và Nitơ trong môi trường và cổ khí hậu
• 1.9. Các phương pháp phân tích đồng vị bền Carbon, Oxy và Nitơ trong trầm tích và ứng dụng trong nghiên cứu điều kiện cổ khí hậu
• 1.10. Phương pháp phân tích đồng vị bền C và N trong các trầm tích
• 1.11. Phương pháp phân tích đồng vị bền O trong trầm tích
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu
• 2.2. Quy trình và phương pháp phân tích thành phần đồng vị
• 2.3. Phương pháp xử lý mẫu trước khi phân tích
• 2.4. Phương pháp phân tích
• 2.5. Xử lý số liệu
• 2.6. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất phục vụ nghiên cứu
• 2.7. Các điều kiện đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Tối ưu các điều kiện phân tích đồng vị trên thiết bị IRMS
• 3.2. Tìm dòng ion của các đồng vị bền
• 3.3. Điều chỉnh độ nhạy. Lựa chọn hình dạng peak và độ hội tụ
• 3.4. Hiệu chỉnh kết quả đo
• 3.5. Xây dựng đường tương quan giữa giá trị raw đo được và giá trị đúng của đồng vị trong mẫu chuẩn
• 3.6. Phân tích mẫu thực
• 3.7. Phân tích đồng vị Carbon trong mẫu trầm tích
• 3.8. Phân tích đồng vị Oxy trong mẫu trầm tích
• 3.9. Phân tích đồng vị Nitơ trong mẫu trầm tích. Đánh giá kết quả phân tích
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu đồng vị C O N trong trầm tích dầu Quảng Ninh

Nghiên cứu đồng vị C, O, N trong trầm tích dầu tại khu vực Quảng Ninh là một lĩnh vực quan trọng trong khoa học môi trường và địa chất. Các đồng vị này cung cấp thông tin quý giá về nguồn gốc và điều kiện hình thành của trầm tích chứa dầu. Đặc biệt, hệ tầng Đồng Ho, với các trầm tích chứa dầu phong phú, đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu. Việc phân tích đồng vị bền giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển của trầm tích dầu, từ đó đưa ra những dự đoán về tiềm năng khai thác dầu khí trong khu vực.

1.1. Đặc điểm địa chất và môi trường trầm tích dầu Quảng Ninh

Khu vực Quảng Ninh, đặc biệt là hệ tầng Đồng Ho, có đặc điểm địa chất phong phú với các trầm tích tuổi Đệ tam. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng trầm tích này chứa nhiều vật chất hữu cơ, là nguồn gốc chính cho sự hình thành dầu khí. Đặc điểm địa chất của khu vực này không chỉ ảnh hưởng đến sự hình thành dầu mà còn đến các điều kiện môi trường xung quanh, như khí hậu và địa hình.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu đồng vị trong trầm tích dầu

Nghiên cứu đồng vị C, O, N trong trầm tích dầu không chỉ giúp hiểu rõ hơn về nguồn gốc của dầu mà còn cung cấp thông tin về điều kiện cổ khí hậu. Các đồng vị này cho phép xác định các quá trình sinh học và hóa học đã diễn ra trong quá trình hình thành trầm tích. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá tiềm năng khai thác dầu khí trong tương lai.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu đồng vị trong trầm tích dầu

Mặc dù nghiên cứu đồng vị trong trầm tích dầu mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng gặp phải không ít thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là việc thu thập mẫu trầm tích đại diện cho toàn bộ khu vực nghiên cứu. Ngoài ra, việc phân tích đồng vị yêu cầu các thiết bị hiện đại và kỹ thuật cao, điều này có thể gây khó khăn cho các nhà nghiên cứu trong việc tiếp cận công nghệ. Hơn nữa, việc giải thích kết quả phân tích đồng vị cũng cần sự am hiểu sâu sắc về địa chất và môi trường.

2.1. Khó khăn trong việc thu thập mẫu trầm tích

Việc thu thập mẫu trầm tích đại diện cho toàn bộ khu vực nghiên cứu là một thách thức lớn. Các yếu tố như địa hình, khí hậu và sự phân bố của các trầm tích có thể ảnh hưởng đến khả năng thu thập mẫu. Điều này có thể dẫn đến việc thiếu thông tin cần thiết cho việc phân tích đồng vị.

2.2. Yêu cầu về công nghệ và thiết bị phân tích

Phân tích đồng vị yêu cầu các thiết bị hiện đại như khối phổ kế đồng vị bền (IRMS). Việc tiếp cận công nghệ này có thể gặp khó khăn, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Điều này có thể hạn chế khả năng nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này.

III. Phương pháp nghiên cứu đồng vị C O N trong trầm tích dầu

Để nghiên cứu đồng vị C, O, N trong trầm tích dầu, các nhà nghiên cứu thường sử dụng phương pháp đồng vị bền. Phương pháp này cho phép xác định tỷ lệ đồng vị trong mẫu trầm tích, từ đó suy ra nguồn gốc và điều kiện hình thành. Các bước chính trong quy trình nghiên cứu bao gồm thu thập mẫu, xử lý mẫu và phân tích bằng thiết bị IRMS. Mỗi bước đều yêu cầu sự chính xác và cẩn thận để đảm bảo kết quả đáng tin cậy.

3.1. Quy trình thu thập và xử lý mẫu trầm tích

Quy trình thu thập mẫu trầm tích bao gồm việc lựa chọn vị trí lấy mẫu, thu thập mẫu và bảo quản mẫu. Sau khi thu thập, mẫu cần được xử lý để loại bỏ tạp chất và chuẩn bị cho phân tích. Việc xử lý mẫu đúng cách là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của kết quả phân tích.

3.2. Phân tích đồng vị bằng thiết bị IRMS

Phân tích đồng vị bằng thiết bị IRMS là bước quan trọng trong nghiên cứu. Thiết bị này cho phép đo tỷ lệ đồng vị một cách chính xác và nhanh chóng. Kết quả phân tích sẽ cung cấp thông tin về nguồn gốc và điều kiện hình thành của trầm tích dầu, từ đó giúp đánh giá tiềm năng khai thác.

IV. Kết quả nghiên cứu đồng vị trong trầm tích dầu Quảng Ninh

Kết quả nghiên cứu đồng vị C, O, N trong trầm tích dầu tại khu vực Quảng Ninh đã chỉ ra rằng các đồng vị này có sự biến đổi rõ rệt giữa các mẫu. Điều này cho thấy sự khác biệt trong nguồn gốc và điều kiện hình thành của các trầm tích. Các kết quả này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn trong việc đánh giá tiềm năng khai thác dầu khí trong khu vực.

4.1. Phân tích kết quả đồng vị C trong trầm tích

Kết quả phân tích đồng vị C cho thấy sự biến đổi đáng kể giữa các mẫu trầm tích. Điều này cho thấy sự khác biệt trong nguồn gốc hữu cơ của các trầm tích, từ đó giúp xác định các điều kiện hình thành dầu khí trong khu vực.

4.2. Đánh giá kết quả đồng vị O và N trong trầm tích

Kết quả phân tích đồng vị O và N cũng cho thấy sự biến đổi rõ rệt. Các đồng vị này cung cấp thông tin về điều kiện môi trường trong quá trình hình thành trầm tích, từ đó giúp hiểu rõ hơn về lịch sử địa chất của khu vực.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu đồng vị trong trầm tích dầu

Nghiên cứu đồng vị C, O, N trong trầm tích dầu Quảng Ninh đã mở ra nhiều hướng đi mới trong việc hiểu rõ hơn về nguồn gốc và điều kiện hình thành dầu khí. Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc đánh giá tiềm năng khai thác dầu khí trong khu vực. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các đồng vị này để có cái nhìn toàn diện hơn về trầm tích dầu tại Quảng Ninh.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu đồng vị trong tương lai

Nghiên cứu đồng vị sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu rõ hơn về nguồn gốc và điều kiện hình thành dầu khí. Các nghiên cứu sâu hơn sẽ giúp cải thiện khả năng dự đoán tiềm năng khai thác dầu khí trong tương lai.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực đồng vị

Định hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các phương pháp phân tích mới và cải thiện quy trình thu thập mẫu. Điều này sẽ giúp nâng cao độ chính xác và độ tin cậy của các kết quả nghiên cứu đồng vị trong trầm tích dầu.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hệ tầng Đồng Ho, thuộc khu vực Hoành Bồ, Quảng Ninh, là một bể trầm tích tuổi Đệ Tam có tiềm năng dầu khí tương đối cao với bề dày biến thiên từ 140 đến 430 mét. Khu vực này đã được các nhà địa chất đánh giá là tầng đá mẹ chứa dầu khí quan trọng, đặc biệt là các đá trầm tích Oligocen tướng đầm hồ, vũng vịnh giàu vật chất hữu cơ. Nghiên cứu đặc điểm đồng vị bền của các nguyên tố Carbon (C), Oxy (O) và Nitơ (N) trong trầm tích chứa dầu tại Đồng Ho nhằm làm sáng tỏ điều kiện cổ khí hậu và môi trường hình thành các tầng đá sinh dầu khí, góp phần định hướng thăm dò dầu khí ở vùng Đông Bắc bể Sông Hồng.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát thành phần đồng vị bền C, O, N trong các mẫu trầm tích lấy dọc suối Đồng Ho, từ đó đánh giá điều kiện cổ khí hậu và môi trường trầm tích. Phạm vi nghiên cứu bao gồm khoảng 40 mẫu trầm tích thu thập tại các vị trí lộ ra của hệ tầng Đồng Ho, với thời gian nghiên cứu chủ yếu trong giai đoạn 2016-2017. Ý nghĩa của nghiên cứu không chỉ nằm ở việc cung cấp dữ liệu khoa học về cổ khí hậu Oligocen mà còn hỗ trợ đánh giá tiềm năng sinh dầu khí, góp phần phát triển ngành công nghiệp dầu khí trong nước.

Các số liệu thu thập được bao gồm thành phần đồng vị bền δ13C, δ15N và δ18O trong các mẫu trầm tích, cùng với đặc điểm địa chất, thạch học và địa tầng chi tiết của khu vực nghiên cứu. Nghiên cứu cũng ứng dụng các phương pháp phân tích hiện đại như khối phổ đồng vị bền IRMS kết hợp với phân tích nguyên tố EA và nhiệt phân HT, đảm bảo độ chính xác và tin cậy cao trong kết quả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết đồng vị bền, trong đó các đồng vị của nguyên tố Carbon, Oxy và Nitơ được sử dụng làm chỉ thị sinh địa hóa và cổ khí hậu. Đồng vị bền là các nguyên tử của cùng một nguyên tố có số proton bằng nhau nhưng khác nhau về số neutron, dẫn đến sự khác biệt nhỏ về khối lượng nguyên tử. Các đồng vị phổ biến trong nghiên cứu này là 12C và 13C, 16O, 17O, 18O, 14N và 15N.

Lý thuyết về tỷ số đồng vị δ (delta) được áp dụng để biểu thị sự khác biệt tương đối về thành phần đồng vị giữa mẫu nghiên cứu và mẫu chuẩn quốc tế. Giá trị δ được tính theo công thức:

$$ \delta = \left( \frac{R_{mẫu}}{R_{chuẩn}} - 1 \right) \times 1000 , \text{‰} $$

trong đó $R$ là tỷ số đồng vị nặng/nhẹ. Giá trị δ có thể mang dấu âm hoặc dương, phản ánh sự phong hóa, biến đổi môi trường và điều kiện cổ khí hậu.

Ngoài ra, mô hình chu trình sinh địa hóa của các nguyên tố C, N, O trong các quyển của Trái Đất (khí quyển, thủy quyển, sinh quyển, thạch quyển) được sử dụng để giải thích sự phân bố và biến đổi đồng vị trong trầm tích. Các khái niệm chính bao gồm:

• Đồng vị bền và đồng vị phóng xạ
• Tỷ số đồng vị δ13C, δ15N, δ18O
• Chu trình sinh địa hóa và ảnh hưởng môi trường
• Ứng dụng đồng vị bền trong tái tạo cổ khí hậu và môi trường trầm tích

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là khoảng 40 mẫu trầm tích chứa dầu được thu thập dọc theo suối Đồng Ho, huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh. Mẫu được lựa chọn kỹ lưỡng tại các vị trí lộ ra của các tập trầm tích khác nhau trong hệ tầng Đồng Ho, đảm bảo đại diện cho các điều kiện trầm tích và môi trường khác nhau.

Phương pháp phân tích đồng vị bền bao gồm:

• Chuẩn bị mẫu: nghiền mịn, loại bỏ carbonate bằng axit HCl 1N đối với phân tích đồng vị C, rửa sạch và sấy khô mẫu.
• Tách khoáng vật sét bằng phương pháp lắng động trong ống pipet theo thời gian lắng 40s, 16 phút, 59 phút và 15 giờ để phân tích các cấp hạt khác nhau.
• Phân tích đồng vị bền C và N bằng hệ thống phân tích nguyên tố EA kết hợp khối phổ đồng vị IRMS.
• Phân tích đồng vị bền O bằng phương pháp nhiệt phân nhiệt độ cao HT kết hợp IRMS.
• Sử dụng các mẫu chuẩn quốc tế như USGS 40, USGS 41, USGS 26 để chuẩn hóa kết quả.
• Xử lý số liệu bằng phần mềm Nu Instrument và Excel, đánh giá độ lặp lại (SD, RSD) để đảm bảo độ chính xác.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng 12 tháng, từ khảo sát thực địa, chuẩn bị mẫu, phân tích đồng vị đến xử lý và thảo luận kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phân bố đồng vị Carbon (δ13C): Giá trị δ13C trong các mẫu trầm tích dao động từ -28‰ đến -22‰, phản ánh sự biến đổi nguồn hữu cơ và điều kiện môi trường trầm tích. Mẫu ở tập trầm tích chứa nhiều vật chất hữu cơ có giá trị δ13C thấp hơn trung bình khoảng 25%, cho thấy nguồn hữu cơ chủ yếu là thực vật C3 trong môi trường đầm lầy.

2. Phân bố đồng vị Nitơ (δ15N): Giá trị δ15N trong các mẫu dao động từ 2‰ đến 6‰, với mức trung bình khoảng 4‰. Mẫu trầm tích ở các lớp giàu vật chất hữu cơ có δ15N cao hơn khoảng 30% so với các lớp cát kết hạt thô, cho thấy sự phong hóa và biến đổi sinh địa hóa nitơ trong môi trường trầm tích.

3. Phân bố đồng vị Oxy (δ18O): Giá trị δ18O dao động từ -10‰ đến -5‰, phản ánh điều kiện cổ khí hậu và nguồn nước hình thành trầm tích. Các mẫu ở tầng sét bột kết có δ18O cao hơn khoảng 20% so với các mẫu cát kết, cho thấy môi trường trầm tích có sự thay đổi độ ẩm và nhiệt độ trong quá khứ.

4. Độ tin cậy phương pháp: Độ lệch chuẩn (SD) của các phép đo δ13C, δ15N và δ18O lần lượt là 0,15‰, 0,12‰ và 0,18‰, với độ lệch chuẩn tương đối (RSD) dưới 1%, chứng tỏ phương pháp phân tích đồng vị bền EA-IRMS và HT-IRMS có độ chính xác cao.

Thảo luận kết quả

Các giá trị đồng vị bền thu được cho thấy sự biến đổi rõ rệt của môi trường trầm tích và điều kiện cổ khí hậu trong hệ tầng Đồng Ho. Giá trị δ13C thấp trong các lớp trầm tích giàu hữu cơ phù hợp với môi trường đầm lầy và hồ nước ngọt, nơi thực vật C3 phát triển mạnh. Giá trị δ15N cao hơn trong các lớp này phản ánh quá trình phân hủy và tái chế nitơ trong môi trường kỵ khí, phù hợp với các nghiên cứu tương tự ở các bể trầm tích khác trong khu vực Đông Nam Á.

Giá trị δ18O cho thấy sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm trong quá khứ, tương ứng với các giai đoạn cổ khí hậu Oligocen đã được ghi nhận trong các nghiên cứu trước đây. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu về đồng vị bền trong trầm tích Holocene ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long, cho thấy tính ứng dụng rộng rãi của phương pháp đồng vị bền trong tái tạo cổ khí hậu.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố giá trị δ13C, δ15N và δ18O theo chiều sâu mẫu, hoặc bảng so sánh giá trị đồng vị giữa các tập trầm tích khác nhau, giúp minh họa rõ ràng sự biến đổi môi trường và điều kiện trầm tích.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Mở rộng nghiên cứu đồng vị bền: Tiến hành phân tích đồng vị bền trên diện rộng hơn tại các bể trầm tích khác trong khu vực Đông Bắc để xây dựng bản đồ đồng vị bền, hỗ trợ đánh giá tiềm năng dầu khí. Thời gian thực hiện: 2-3 năm; chủ thể: các viện nghiên cứu địa chất và dầu khí.

2. Ứng dụng đồng vị bền trong thăm dò dầu khí: Áp dụng kết quả nghiên cứu đồng vị bền để định hướng tìm kiếm các tầng đá mẹ có tiềm năng sinh dầu khí cao, tăng hiệu quả thăm dò. Thời gian: 1-2 năm; chủ thể: các công ty dầu khí và cơ quan quản lý.

3. Phát triển phương pháp phân tích đồng vị bền: Nâng cao độ chính xác và độ nhạy của thiết bị phân tích IRMS, đồng thời đào tạo nhân lực chuyên sâu về kỹ thuật phân tích đồng vị bền. Thời gian: liên tục; chủ thể: các trường đại học và trung tâm nghiên cứu.

4. Tích hợp dữ liệu đồng vị bền với các chỉ số địa chất khác: Kết hợp phân tích đồng vị bền với dữ liệu địa tầng, khoáng vật, phấn hoa để tái tạo chi tiết hơn về cổ khí hậu và môi trường trầm tích, phục vụ nghiên cứu khoa học và ứng dụng thực tiễn. Thời gian: 2 năm; chủ thể: các nhóm nghiên cứu đa ngành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu địa chất và dầu khí: Sử dụng dữ liệu đồng vị bền để đánh giá tiềm năng dầu khí và nghiên cứu cổ khí hậu trong các bể trầm tích.

2. Chuyên gia môi trường và khí hậu: Áp dụng phương pháp đồng vị bền để tái tạo điều kiện khí hậu và môi trường trong quá khứ, phục vụ dự báo biến đổi khí hậu.

3. Sinh viên và học viên cao học ngành Hóa phân tích, Địa chất: Tham khảo quy trình chuẩn bị mẫu, phương pháp phân tích và xử lý số liệu đồng vị bền trong nghiên cứu khoa học.

4. Cơ quan quản lý tài nguyên và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để hoạch định chính sách bảo vệ môi trường và phát triển bền vững tài nguyên dầu khí.

Câu hỏi thường gặp

1. Phân tích đồng vị bền có thể áp dụng cho những loại mẫu nào?
   Phương pháp đồng vị bền có thể áp dụng cho nhiều loại mẫu như trầm tích, đất, nước, sinh vật và khí quyển. Ví dụ, trong nghiên cứu này, trầm tích chứa dầu được phân tích để đánh giá cổ khí hậu và môi trường.

2. Tại sao cần loại bỏ carbonate khi phân tích đồng vị Carbon?
   Carbonate có giá trị δ13C cao (~0‰) có thể gây sai số khi phân tích vật chất hữu cơ có giá trị δ13C thấp (-10‰ đến -30‰). Do đó, loại bỏ carbonate giúp đảm bảo độ chính xác của kết quả.

3. Độ chính xác của phương pháp phân tích đồng vị bền như thế nào?
   Phương pháp EA-IRMS và HT-IRMS có độ chính xác cao với độ lệch chuẩn SD dưới 0,2‰ và độ lệch chuẩn tương đối RSD dưới 1%, phù hợp cho nghiên cứu địa hóa và cổ khí hậu.

4. Giá trị δ có ý nghĩa gì trong nghiên cứu cổ khí hậu?
   Giá trị δ phản ánh sự khác biệt về thành phần đồng vị giữa mẫu và chuẩn quốc tế, từ đó suy ra điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, nguồn hữu cơ và quá trình sinh địa hóa trong quá khứ.

5. Làm thế nào để đảm bảo độ tin cậy của kết quả phân tích?
   Đảm bảo độ tin cậy bằng cách sử dụng mẫu chuẩn quốc tế, thực hiện phân tích lặp lại, kiểm soát điều kiện thiết bị và xử lý mẫu đúng quy trình chuẩn.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xác định được đặc điểm phân bố đồng vị bền C, O, N trong trầm tích chứa dầu hệ tầng Đồng Ho, Quảng Ninh với giá trị δ13C từ -28‰ đến -22‰, δ15N từ 2‰ đến 6‰ và δ18O từ -10‰ đến -5‰.
• Phương pháp phân tích đồng vị bền EA-IRMS và HT-IRMS được tối ưu và đánh giá có độ chính xác cao, độ lặp lại tốt với SD dưới 0,2‰.
• Kết quả đồng vị bền phản ánh rõ ràng điều kiện cổ khí hậu và môi trường trầm tích Oligocen, góp phần làm sáng tỏ quá trình hình thành các tầng đá mẹ chứa dầu khí.
• Đề xuất mở rộng nghiên cứu đồng vị bền tại các bể trầm tích khác và ứng dụng trong thăm dò dầu khí nhằm nâng cao hiệu quả khai thác tài nguyên.
• Khuyến khích các nhà nghiên cứu, chuyên gia và cơ quan quản lý sử dụng kết quả để phát triển ngành dầu khí và bảo vệ môi trường bền vững.

Hành động tiếp theo là triển khai các đề xuất nghiên cứu mở rộng và ứng dụng thực tiễn, đồng thời đào tạo nhân lực chuyên sâu về phân tích đồng vị bền nhằm nâng cao năng lực nghiên cứu trong nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Hệ tầng Đồng Ho gồm các trầm tích tuổi Đệ tam tƣớng lục địa chứa than và chứa bitum phân bố hạn chế ở khu vực Hoành Bồ tỉnh Quảng Ninh. Đá phiến chứa than và chứa bitum ở Đồng Ho đã đƣợc các nhà địa chất Pháp phát hiện từ những năm 20 của thế kỷ trƣớc. Bề dày của hệ tầng Đồng Ho biến thiên khá nhiều dao động trong khoảng 140-430m. Mặt cắt chuẩn của hệ tầng đƣợc các nhà địa chất Việt Nam xác lập dọc theo suối Đồng Ho ở khu vực thị trấn Trới, huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh.

Tầng đá sinh dầu của hệ tầng Đồng Ho thuộc khu vực Đồng Ho, huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh đƣợc các nhà nghiên cứu địa chất dầu khí đánh giá là tầng đá mẹ có tiềm năng dầu khí tƣơng đối cao (Petersen và cộng sự, 2001, 2004, 2005). Các đá trầm tích tuổi Oligocen tƣớng đầm hồ, vũng vịnh giàu vật chất hữu cơ là loại đá mẹ phổ biến trong hầu hết các bể trầm tích dầu khí ở thềm lục địa Việt Nam. Vì vậy, nếu làm sáng tỏ đƣợc điều kiện cổ khí hậu hình thành các đá trầm tích sinh dầu khí ở Đồng Ho không những có ý nghĩa về mặt khoa học (cung cấp thêm các bằng chứng về điều kiện cổ khí hậu trong thời kỳ Oligocen, là thời gian hình thành các đá mẹ của hầu hết các bể trầm tích dầu khí ở thềm lục địa Việt Nam) mà còn có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá tiềm năng sinh dầu của các tầng đá tƣơng tự ở Việt Nam, đinh hƣớng cho việc mở rộng khả năng thăm dò tìm kiếm dầu khí ở khu vực đông bắc bể Sông Hồng. Để góp phần giải quyết những vấn đề nêu trên,học viên đã lựa chọn đề tài của luận văn “Nghiên cứu đặc điểm đồng vị Carbon, Oxy, Nitơ trong trầm tích chứa dầu khu vực Đồng Ho, Quảng Ninh bằng phƣơng pháp đồng vị bền”.

1 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu 1. Vị trí địa lý Tầng đá chứa bitum của hệ tầng Đồng Ho lộ ra ở khu vực thị trấn Trới trên đƣờng QL279 cách thành phố Hạ Long khoảng 15 km về phía Tây Bắc, thuộc huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh. Các đá chứa bitum của hệ tầng đƣơc đánh giá là có tiềm năng sinh dầu khí tƣơng đối cao (Petersen và cộng sự, 2001; 2004, 2005).

Nằm ở phía nam tỉnh Quảng Ninh, huyện Hoành Bồ có ranh giới phía bắc tiếp giáp với huyện Ba Chẽ, phía tây bắc giáp huyện Sơn Động (Bắc Giang), phía tây giáp Thành phố Uông Bí, phía nam giáp thị xã Quảng Yên và thành phố Hạ Long, phía đông giáp Thành phố Cẩm Phả (Hình 1.Vị trí vùng nghiên cứu (hình chữ nhật trắng trên sơ đồ) 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Đặc điểm địa hình Hoành Bồ có địa hình đa dạng với các kiểu địa hình: miền núi, trung du và đồng bằng ven biển, tạo nên sự đa dạng, thuận lợi cho phát triển kinh tế miền núi, kinh tế trung du và kinh tế ven biển. Toàn bộ huyện Hoành Bồ nằm trong vùng núi thuộc cánh cung Đông Triều chạy dài từ Tây sang Đông. Hoành Bồ có dãy núi Thiên Sơn ở phía đông với đỉnh Amvát cao nhất là 1.091m, nối với núi Mãi Gia và núi rừng Khe Cát tạo nên một hệ thống núi kiểu mái nhà, chia địa hình dốc về hai phía bắc và nam.

Sông suối cũng chia thành 2 hệ thống: phía Bắc chảy về huyện Ba Chẽ đổ ra sông Ba Chẽ, phía Nam sông suối chảy dồn về vịnh Cửa Lục và suối Míp chảy về hồ Yên Lập để đổ ra vịnh Hạ Long. Đặc điểm địa hình chủ yếu của khu vực Hoành Bồ có thể đƣợc chia thành 4 loại nhƣ sau: - Địa hình núi thấp: có độ cao tuyệt đối từ 500m đến 1.090m ở các xã Đồng Sơn, Kỳ Thƣợng chiếm khoảng 12% diện tích tự nhiên. Vùng địa hình núi thấp này có độ dốc >350, mức độ chia cắt ngang tƣơng đối lớn từ 3,5-4,5 km/km2 nên quá trình xói mòn diễn ra mạnh. - Địa hình đồi: có độ cao tuyệt đối từ 20m-500m,chiếm khoảng 70% diện tích tự nhiên.

Vùng địa hình đồi bao gồm các đồi dạng bát úp và cấu tạo bởi đá lục nguyên của hệ tầng Hòn Gai, hệ tầng Hà Cối, phân bố theo hƣớng Đông Tây, độ dốc từ 12 đến 35 độ, một số khối đá vôi có cấu tạo dốc đứng, phân bổ rải rác trong khu vực đồi. Địa hình đồi có mật độ chia cắt trung bình từ 3,2-4,5km/km2. Quá trình phong hoá và xói mòn diễn ra mạnh ở địa hình đồi nên lớp phủ thổ nhƣỡng thƣờng có bề dày mỏng đến trung bình. - Địa hình thung lũng: chiếm 8% diện tích, thƣờng hẹp, dốc với cấu tạo chữ V, ít có hìnhU.

Do đó khả năng tận dụng để canh tác hạn chế. - Địa hình đồng bằng: chiếm 10% diện tích, đây là diện tích đất nông nghiệp trồng lúa chủ yếu của huyện. 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] - Các đồi sót cấu tạo bởi đá vôi: chủ yếu tập trung ở xã Sơn Dƣơng, Thống Nhất, Vũ Oai. Các đồi sót này có giá trị khai thác làm đá xây dựng hoặc nguyên liệu làm xi măng.

Đặc điểm khí hậu Cũng nhƣ các huyện thị khác của tỉnh Quảng Ninh, khu vực Hoành Bồ có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Ngoài ra, là một huyện miền núi địa hình phức tap, nằm sát biển, chịu ảnh hƣởng sâu sắc vùng khí hậu Đông Bắc đã tạo nên cho Hoành Bồ một kiểu khí hậu độc đáo, đa dạng so với các vùng lân cận với các đặc trƣng chính nhƣ sau: - Nhiệt độ không khí trung bình năm từ 22-290C, cao nhất 380C, thấp nhất 50C. Nhìn chung nhiệt độ phân bố đồng đều giữa các tháng, mùa hè nhiệt độ biến đổi từ 26-280C, mùa đông 15-210C. Nhìn chung, điều kiện nhiệt độ nhƣ vậy cũng đủ cung cấp cho cây lƣơng thực, cây màu và cây công nghiệp.

- Lƣợng mƣa trung bình năm khá lớn dao động trong khoảng 2.016mm, năm mƣa cao nhất 2.818mm, thấp nhất 870mm. Mùa mƣa từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm tới 89% tổng lƣợng mƣa năm. Mùa khô từ tháng từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, tháng ít mƣa nhất là tháng 12. - Độ ẩm không khí trung bình năm là 82%, thấp nhất 18%.Độ ẩm chênh lệch không lớn trong năm thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, song cũng ảnh hƣởng không tốt cho việc chế biến và bảo quản thức ăn, gia súc, giống cây trồng.

- Gió: mùa đông thịnh hành hƣớng gió Bắc hoặc Đông Bắc với tốc độ trung bình 2,9-3,6m/s. Mùa hè thịnh hành gió hƣớng Nam và Đông Nam với tốc độ trung bình 3,4-3,7m/s. Dân cư và diện tích Về dân cƣ, Hoành Bồ có dân số (1-4-1999) 55.069 ngƣời, gồm nhiều dân tộc (Kinh 71%, Dao 18,8%, Sán Dìu 5,4%, Tày 3,3%, Hoa 1,2%). Hoành Bồ có diện tích tự nhiên là 84.354,34 ha chiếm 13,65% diện tích tự nhiên của tỉnh Quảng Ninh (Cổng Thông tin điện tử Quảng Ninh).

4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Đặc điểm địa chất khu vực Ở khu vực nghiên cứu lộ các đá trầm tích của hệ tầng Cát Bà, hệ tầng Bắc Sơn, hệ tầng Bình Liêu, hệ tầng Hòn Gai, hệ tầng Đồng Ho, hệ tầng Tiêu Giao và các trầm tích Đệ tứ. 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Bản đồ địa chất khu vực nghiên cứu (Cục bản đồ và địa chất Việt Nam, 1999, tỷ lệ 1:200000) Hệ tầng Cát Bà (C1 cb) Mặt cắt chuẩn của hệ tầng đƣợc mô tả ở đảo Cát Bà đƣợc chia làm 2 phần: Phần dƣới: đá vôi xám đen, phân lớp vừa đến dày, đá vôi chứa silic kẹp ít lớp mỏng đá phiến cháy và đá vôi xám trắng, đá vôi trứng cá,chứa Syringopora geniculata, Schizophoria cf.

resupinata, Cyclocyclicus aff. tieni, Parathurammina procushmani, Septaglomospiranella grozdilovae, Chernyshinella disputabilis, Septatournayella questida, Dainella nucula, D. Phần trên: đá vôi màu xám, xám sẫm, phân lớp vừa đến dày và dạng khối, chứa Endothyranopsis crassa sphaerica, Archaediscus sp. mediocris, Eostaffella mosquensis.

Hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs) Theo Nguyễn Văn Liêm, 1974, Hệ tầng Bắc Sơn lộ ra một diện nhỏ dƣới dạng những chỏm núi ở phía bắc vùng nghiên cứu, gồm đá vôi phân lớp trung bình 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] đến dày hoặc dạng khối xen đá vôi trứng cá, đá vôi sét và thấu kính đá vôi silic. Các tầng vi cổ sinh trên phân bố từ Carbon đến Permi. Hệ tầng Bắc Sơn đƣợc định tuổi Carbon-Permi, dày 600-950m. Hệ tầng Bình Liêu (T2a bl) Bề dày chung của phân hệ tầng lớn hơn 1000m.

Trong những lớp thuộc phần cao của phân hệ tầng, ở chân đèo Tài Phạt và vùng bản Buông, đã tìm thấy Cúc đá tuổi Anisi Leiophyllites sp.cùng các Hai mảnh Modiolus aff. frugi, Mytilus cf. gibbus; còn ở vùng Ba Chẽ đã tìm đƣợc Modiolus nachamensis, Unionites cf. Phân hệ tầng trên (T2a bl2): phân bố thành dải kéo dài từ bắc Minh Cầm đến tây bắc Ba Chẽ.

Dọc sông Ba Chẽ đã quan sát đợc những mặt cắt đặc trng cho phân hệ tầng, gồm cát kết tuf phân lớp vừa xen bột kết và cát kết phân lớp mỏng, dày 600-1000m. Trong bột kết màu nâu ở Lâm Kỳ Thƣợng, Khe Lao và Hà Lâu đã thu thập đƣợc hai mảnh tuổi Anisi, nhƣ: Costatoria chegarperahensis, C. proharpa, Gervillia modiolaeformis, G. mytiloides, Modiolus triqueter, Posidonia cf.

aequilatera, Neoschizodus ovatus elongatus. Bề dày chung của hệ tầng Bình Liêu có thể đạt tới gần 2000m. Ranh giới dới của hệ tầng không quan sát đƣợc ở trong vùng; về phía trên, hệ tầng phát triển liên tục lên hệ tầng Nà Khuất. Hệ tầng Hòn Gai (T3n-r hg) Theo Pavlov (trong Đovjikov A.

và cộng sự, 1965), các thành tạo của hệ tầng lộ ra rải rác ở vùng nghiên cứu, các mảnh than của hệ tầng đƣợc tìm thấy dọc theo suối Đồng Ho. Đây là hệ tầng chứa than cung cấp nguồn nhiên liệu quan trọng nhất của nƣớc ta. Than ở đây là loại anthracit có chất lƣợng tốt, đã đƣợc khai thác từ thế kỷ 19, và cho đến nay vẫn tiếp tục đƣợc khai thác. Dựa theo độ chứa than, hệ tầng Hòn Gai đƣợc chia làm hai phân hệ tầng.

Phân hệ tầng dƣới (T3n-r hg1): lộ ra ở các vùng Hà Tu, Đèo Bụt, Quang 7 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Hanh, Dơng Huy, Hà Lầm, Giáp Khẩu, Mông Dƣơng, đảo Cái Bầu và bắc cảng Cuốc Bê. Theo mặt cắt Quang Hanh và đảo Cái Bầu, phân hệ tầng đƣợc chia ra làm 15 tập. Phân hệ tầng trên (T3n-r hg2): phân bố ở vùng vịnh Cuốc Bê, Bàng Nâu và đảo Cái Bầu, bao gồm chủ yếu các trầm tích hạt thô. Mặt cắt đặc trƣng lộ ra dọc suối Lại, gồm 3 tập.Tập 16: cuội kết thạch anh xám sáng, dày 100m.