Luận án tiến sĩ: Nguồn gốc cát kết trầm tích Miocen Hạ, Tây Bắc, Trung Tâm bể Cửu Long

Các bể trầm tích Đệ Tam trên thềm lục địa Việt Nam có cấu trúc phức tạp. Chúng chứa hệ thống dầu khí hấp dẫn và đa dạng. Sự tiến hóa địa chất thềm liên quan trực tiếp sự hình thành và phát triển Biển Đông. Điều này đặc biệt đúng từ cuối Mezozoi và suốt Kainozoi. Việc nghiên cứu nguồn gốc cát kết trong trầm tích Miocen Hạ là cần thiết. Lịch sử tiến hóa, quá trình hình thành các thành hệ chứa dầu khí còn nhiều điểm chưa rõ. Mối liên hệ với quá trình phong hóa, vận chuyển đá gốc từ lục địa vẫn là khoảng trống. Khu vực Tây Bắc và Trung Tâm bể Cửu Long cần được nghiên cứu chuyên sâu để lấp đầy khoảng trống này.

Mục tiêu chính là làm sáng tỏ nguồn gốc cát kết trong trầm tích Miocen Hạ. Vùng Tây Bắc và Trung Tâm bể Cửu Long là trọng tâm. Nghiên cứu xác định cầu nối giữa nguồn trầm tích lục địa và thềm lục địa. Từ đó, đưa ra đánh giá và định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo. Việc xác định provenance cát kết giúp hiểu rõ hơn nguồn cung cấp vật liệu trầm tích. Kết quả có ý nghĩa chiến lược cho công tác thăm dò và khai thác hydrocarbon.

Luận án đề xuất tổ hợp phương pháp nghiên cứu toàn diện. Các phương pháp bao gồm thu thập và tổng hợp tài liệu hiện có. Thạch học trầm tích là phương pháp cốt lõi để mô tả đá. Phân tích tuổi đồng vị U-Pb zircon bằng LA-ICP-MS cung cấp dữ liệu định tuổi. Phân tích địa chấn địa tầng và địa tầng phân tập giúp xác định cấu trúc lớn. Dữ liệu địa vật lý giếng khoan được sử dụng để đánh giá tính chất đá. Các phương pháp thạch địa hóa và địa thống kê hỗ trợ phân tích chuyên sâu. Tổ hợp này đảm bảo tính khách quan và khoa học của kết quả nghiên cứu provenance cát kết.

Phân tích tuổi đồng vị U-Pb zircon là chìa khóa xác định nguồn gốc. Tuổi zircon trong trầm tích Miocen Hạ tập trung chính trong khoảng 106-110 Tr.n. Một phần nhỏ zircon có tuổi tiền Cambri, Ordovic-Silur và Pecmi-Trias. Phân tích thạch học trầm tích cung cấp thông tin chi tiết về thành phần khoáng vật cát kết. Kết quả đối sánh cổ địa lý tướng đá làm sáng tỏ. Dữ liệu này giúp liên hệ trực tiếp với các phức hệ magma Creta thuộc rìa Đông Nam đới Đà Lạt. Provenance cát kết được xác định rõ ràng thông qua tuổi và thành phần.

Phân tích địa chấn địa tầng cung cấp cái nhìn tổng thể về kiến tạo bể Cửu Long. Địa tầng phân tập giúp xác định các chuỗi lắng đọng và thay đổi mực nước biển. Dữ liệu địa vật lý giếng khoan hỗ trợ đánh giá tính chất đá chứa. Các thông tin này bổ sung cho phân tích thạch học. Chúng giúp xác định môi trường lắng đọng và sự phân bố của các tướng đá. Ứng dụng các phương pháp này làm tăng độ tin cậy của kết quả nghiên cứu về nguồn cung cấp vật liệu trầm tích.

Trầm tích Miocen Hạ chủ yếu là đá Arkos và lithic Arkos. Nguồn gốc chính của chúng là từ đá granitoid. Đá có độ chọn lọc hạt từ kém đến trung bình. Hình dạng hạt từ bán góc cạnh đến bán tròn cạnh. Các đặc điểm này cho thấy vật liệu được vận chuyển không quá xa nguồn cung cấp. Thành phần chủ yếu bao gồm thạch anh, fenspat và mảnh đá. Ximăng và matrix gồm sét và cacbonat. Sự hiện diện ít thạch anh thứ sinh phản ánh quá trình diagenesis diễn ra. Các phân tích này cung cấp cái nhìn sâu sắc về thành phần khoáng vật cát kết.

Thành phần hạt vụn trầm tích Miocen Hạ tương đồng với khoáng vật vỡ vụn. Chúng đến từ các đá xâm nhập và núi lửa. Các phức hệ Định Quán, Đèo Cả, Ankroet, Nha Trang có mối liên hệ chặt chẽ. Đặc biệt, tuổi các hạt zircon trong trầm tích Miocen Hạ tương đồng. Chúng cùng tuổi với zircon từ các phức hệ này. Sự đối sánh cổ địa lý tướng đá làm sáng tỏ cầu nối với phức hệ magma Creta. Phức hệ này thuộc rìa Đông Nam đới Đà Lạt. Điều này khẳng định provenance cát kết từ các nguồn địa chất cụ thể.

Trầm tích Miocen Hạ được chia thành hai tầng BI. Chúng được xếp vào hệ tầng Bạch Hổ (15.n). Hệ tầng Bạch Hổ nằm trên hệ tầng Trà Tân (23.n). Việc xác định chính xác địa tầng Miocen Hạ rất quan trọng. Nó giúp định vị các lớp chứa tiềm năng trong bể Cửu Long. Hiểu biết về địa tầng là cơ sở cho các hoạt động thăm dò dầu khí. Phân tích địa tầng cũng cung cấp bối cảnh cho môi trường lắng đọng.

Cát kết Miocen Hạ lắng đọng trong môi trường đa dạng. Các môi trường này bao gồm sông, đầm hồ, châu thổ. Lắng đọng cũng xảy ra trong môi trường biển nông. Vị trí trầm tích gần nguồn cung cấp vật liệu. Điều này được suy ra từ độ chọn lọc hạt từ kém đến trung bình. Hình dạng hạt từ bán góc cạnh đến bán tròn cạnh cũng chứng minh. Môi trường lắng đọng đóng vai trò quan trọng trong sự tích tụ trầm tích. Nó ảnh hưởng đến sự phân bố của thành phần khoáng vật cát kết.

Ximăng và matrix trong cát kết chủ yếu gồm sét và cacbonat. Thạch anh thứ sinh được tìm thấy với tỷ lệ thấp. Điều này cho thấy quá trình diagenesis diễn ra. Quá trình diagenesis ảnh hưởng đến độ rỗng và độ thấm của đá chứa. Hiểu rõ quá trình này là cần thiết để đánh giá chất lượng chứa hydrocarbon. Diagenesis có thể làm thay đổi đáng kể đặc tính vật lý của đá trầm tích.

Nguồn vật liệu của trầm tích Miocen Hạ có nguồn gốc từ sản phẩm phong hóa bóc mòn. Các sản phẩm này đến từ phức hệ magma tuổi Creta đới Đà Lạt. Địa khối Kon Tum cũng là một nguồn cung cấp vật liệu trầm tích quan trọng. Kết quả phân tích tuổi zircon U-Pb khẳng định điều này. Provenance cát kết từ các nguồn đá mẹ granitoid đã được xác lập. Điều này cung cấp cái nhìn rõ ràng về lịch sử địa chất khu vực.

Vật liệu trầm tích được vận chuyển chủ yếu theo hướng từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Đây là hướng tích tụ chính của trầm tích trong bể Cửu Long. Hướng vận chuyển này giải thích sự phân bố về chất lượng chứa của đá. Các khu vực gần nguồn cung cấp vật liệu thường có chất lượng tốt hơn. Phân tích tướng đá và cấu trúc trầm tích hỗ trợ xác định hướng này. Nó quan trọng trong việc dự đoán vị trí các tích tụ hydrocarbon.

Khối magma trong khu vực nghiên cứu chủ yếu là granit giòn. Chúng rất dễ dập vỡ, tạo ra nhiều vật liệu phong hóa. Pha tách giãn biển động và biến đổi khí hậu đã xảy ra. Mực nước biển dâng trong Miocen sớm tạo không gian lắng đọng cho vật liệu. Các yếu tố này thể hiện rõ sự tiến hóa của magma và kiến tạo bể Cửu Long. Chúng ảnh hưởng đến nguồn cung cấp vật liệu trầm tích và sự phân bố của chúng.

Kết quả phân vùng chỉ ra khu vực chứa tốt nhất là phần Tây Bắc của bể. Khu vực kế tiếp về phía Trung Tâm và phần rìa giáp phía Tây. Chúng được đánh giá có chất lượng chứa từ khá đến trung bình. Vùng có chất lượng chứa kém nhất là phần rìa ngoài cùng của bể. Điều này là do vị trí xa nguồn cung cấp vật liệu. Đánh giá này có ý nghĩa quan trọng trong công tác thăm dò hydrocarbon.

Nghiên cứu làm sáng tỏ quá trình tiến hóa magma – trầm tích. Khu vực nghiên cứu và khu vực phụ cận được hiểu rõ hơn. Khối magma trong khu vực chủ yếu là granit giòn, dễ dập vỡ. Pha tách giãn biển động và biến đổi khí hậu đã xảy ra. Mực nước biển dâng trong Miocen sớm tạo không gian cho vật liệu lắng đọng. Điều này thể hiện rõ sự tiến hóa của magma và hình thái bể Cửu Long. Yếu tố kiến tạo bể Cửu Long đóng vai trò quyết định.

Luận án cung cấp đánh giá và định hướng ban đầu. Các nghiên cứu chuyên sâu kế tiếp cần được thực hiện. Mục tiêu là xác định rõ ràng hơn cầu nối giữa nguồn trầm tích lục địa và thềm lục địa. Nghiên cứu sâu hơn về quá trình diagenesis có thể được phát triển. Phân tích tướng đá chi tiết hơn cũng cần thiết. Kết quả này sẽ tối ưu hóa hiệu quả thăm dò và khai thác hydrocarbon.