Luận án KS: Cơ chế kiến tạo - địa động lực các bồn trũng đệ tam Tu Chinh-Vũng Mây - Phạm Thị Thu Hằng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------- Phạm Thị Thu Hằng CƠ CHẾ KIẾN TẠO - ĐỊA ĐỘNG LỰC HÌNH THÀNH CÁC BỒN TRŨNG ĐỆ TAM KHU VỰC TƢ CHÍNH - VŨNG MÂY LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội, 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------- Phạm Thị Thu Hằng CƠ CHẾ KIẾN TẠO - ĐỊA ĐỘNG LỰC HÌNH THÀNH CÁC BỒN TRŨNG ĐỆ TAM KHU VỰC TƢ CHÍNH - VŨNG MÂY Chuyên ngành: ĐỊA CHẤT HỌC Mã số: 62440201 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN ÁN GS. Trần Văn Trị NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. Nguyễn Văn Vƣợng PGS. Nguyễn Trọng Tín Hà Nội, 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi.

Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa t ừng đƣợc ai công bố trong bất cứ công trình nào. Tác giả Phạm Thị Thu Hằng i LỜI CẢM ƠN Luận án đƣợc thực hiện tại Khoa Địa chất, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Văn Vƣợng Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên và PGS. Nguyễn Trọng Tín Viện Dầu Khí Việt Nam.

Nghiên cứu sinh (NCS) xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với sự giúp đỡ và hƣớng dẫn tận tình, hiệu quả của thầy hƣớng dẫn. Trong quá trình thực hiện luận án NCS cũng nhận đƣợc nhiều ý kiến đóng góp quý báu, sự quan tâm giúp đỡ của các thầy cô và các nhà khoa học: GS. Trần Nghi, PGS. Phan Văn Quýnh, GS.

Phan Trƣờng Thị, PGS. Chu Văn Ngợi và chuyên viên Trần Hữu Thân. Trong suốt quá trình nghiên cứu, NCS luôn nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ của các cơ quan: Khoa Địa Chất, Phòng Sau Đại học, Phòng Công tác Chính trị Sinh viên - Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên; Viện Nghiên Cứu Địa Môi Trƣờng và Thích ứng Biến đổi Khí hậu đã tạo mọi điều kiện cho NCS đƣợc tham gia trực tiếp các đề tài nghiên cứu liên quan đến luận án. Đặc biệt nghiên cứu sinh đƣợc tham gia trực tiếp xử lý, phân tích các số liệu địa chấn của 2 đề tài hợp tác với tập đoàn Dầu khí Việt Nam và đề tài KC09.

Nghiên cứu sinh cũng bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các thầy cô, các nhà khoa học, các đồng nghiệp và gia đình đã luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ NCS hoàn thành luận án. ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. II MỤC LỤC. III DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.

VI DANH MỤC BẢNG BIỂU. VI DANH MỤC HÌNH VẼ. VII MỞ ĐẦU. TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU.

ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN. TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT. Đặc điểm cấu trúc địa chất. Đặc điểm địa tầng.

LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU. Lịch sử nghiên cứu kiến tạo - địa động lực Biển Đông trong Kainozoi. Lịch sử nghiên cứu khu vực Tƣ Chính - Vũng Mây trong Kainozoi. CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ HỆ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

CƠ SỞ TÀI LIỆU. Tài liệu địa chấn. Tài liệu khoan và các tài liệu khác. CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Một số khái niệm cơ bản. Phƣơng pháp luận. Các phƣơng pháp nghiên cứu. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ BIẾN DẠNG KIẾN TẠO.

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤN – ĐỊA TẦNG. CÁC BỀ MẶT BẤT CHỈNH HỢP. Bất chỉnh hợp khu vực (BCHKV). Bất chỉnh hợp địa phƣơng.

ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG ĐỨT GÃY. Phân loại đứt gãy theo phƣơng phát triển. Phân loại theo vai trò kiến tạo. Phân loại đứt gãy theo cấp bậc.

Đặc điểm một số đứt gãy điển hình. ĐẶC ĐIỂM CÁC KIẾN TRÚC UỐN NẾP. Nếp uốn trong các thành tạo trầm tích Oligocen. Nếp uốn trong các thành tạo trầm tích Miocen giữa.

Nếp uốn trong các thành tạo trầm tích Miocen trên. Nếp uốn trong các thành tạo trầm tích Pliocen. HOẠT ĐỘNG NÚI LỬA TRẺ. PHÂN TẦNG CẤU TRÚC.

Tầng cấu trúc móng (A). Tầng cấu trúc Kainozoi (B). PHÂN VÙNG CẤU TRÚC. Nguyên tắc phân vùng cấu trúc kiến tạo.

Các đơn vị cấu trúc - kiến tạo chính. CƠ CHẾ KIẾN TẠO HÌNH THÀNH VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC BỒN TRŨNG ĐỆ TAM. CƠ CHẾ KIẾN TẠO ĐỊA ĐỘNG LỰC HÌNH THÀNH BIỂN ĐÔNG. CƠ CHẾ KIẾN TẠO – ĐỊA ĐỘNG LỰC TƢ CHÍNH – VŨNG MÂY.

Cơ chế tạo Rift Oligocen – Miocen giữa. Chế độ lún chím nhiệt Miocen muộn. Chế độ sụt lún, căng giãn, nâng vòm khối tảng Pliocen – Đệ Tứ. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN KIẾN TẠO CÁC BỒN TRŨNG ĐỆ TAM.

Bồn trũng Bắc Phúc Nguyên. Bồn Tây Vũng Mây. Bồn trũng Đông Nam Tƣ Chính .129 iv KẾT LUẬN .132 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .134 TÀI LIỆU THAM KHẢO .136 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BCH: Bất chỉnh hợp VCHC: Vật chất hữu cơ VPI: Viện dầu khí Việt Nam TC-VM: Tƣ Chính - Vũng Mây THTKT: Tổ hợp thạch kiến tạo NCS: Nghiên cứu sinh TB-ĐN: Tây Bắc – Đông Nam ĐB-TN: Đông Bắc – Tây Nam DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3. Mô tả đặc điểm của một số đứt gãy chính trong khu vực Tƣ Chính - Vũng Mây.

Thống kê các giai đoạn hoạt động của các đứt gãy chính trong khu vực Tƣ Chính - Vũng Mây. Các hệ thống đứt gãy cấp 1 có vai trò tạo bồn, trũng trong giai đoạn Oligocen, Miocen sớm. Bề dày trầm tích của các phụ trũng trong trũng Đệ Tam Bắc Phúc Nguyên. Đặc điểm của các đứt gãy trong cấu trúc phân dị Đá Lát - Đá Tây.

Đặc điểm của các đứt gãy hoạt động trong bồn trũng Đông Nam Tƣ Chính. Tóm tắt lịch sử phát triển kiến tạo - địa động lực các bồn trũng khu vực Tƣ Chính - Vũng Mây. 124 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. Sơ đồ vị trí khu vực Tƣ chính - Vũng Mây trên thềm lục địa Việt Nam.

Bản đồ cấu trúc mặt Moho ở khu vực nghiên cứu [31]. Bản đồ phân vùng cấu tạo khu vực Tƣ Chính - Vũng Mây [22]. Bản đồ phân vùng cấu trúc khu vực Tƣ Chính - Vũng Mây [3]. Hệ thống đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam, tuyến MC- 40 [3].

Bản đồ hệ thống đứt gãy bể Tƣ Chính - Vũng Mây [3]. Cột địa tầng giếng khoan PV-94-2X (theo VPI) [22]. Ảnh mẫu ở độ sâu 2320 m; Nicon +; x 125. Mô hình thúc trồi của mảng Ấn - Úc vào Âu - Á.

Mô hình mở Biển Đông theo cơ chế kéo tấm (Hall (1997), Morley (2002)) [52, 56]. Các tuyến địa chấn MC đƣợc lựa chọn minh giải chi tiết đi quacác bồn trũng Đệ Tam. Biểu đồ địa chấn tổng hợp giếng khoan PV-94-2X [22]. Mặt cắt địa chấn cắt qua cấu trúc nâng Tƣ Chính có lỗ khoan PV-94-2X [22].

Các dạng kết thúc phản xạ [23]. Các dấu hiệu gá đáy, bào mòn, cắt cụt trầm tích trên tài liệu địa chấn khu vực Tƣ Chính – Vũng Mây. Các kiểu cấu tạo phản xạ địa chấn [23]. Các kiểu dạng đứt gãy listric [78] trong Kainozoi khu vực TC- VM.

Các kiểu đứt gãy và mối quan hệ với các trục ứng suất thành tạo [78]. Xác định góc dốc, cự ly dịch chuyển của các tầng ở 2 bên cánh đứt gãy thuận, listric (MC-52). Mặt cắt địa chấn MC-38 hƣớng TB-ĐN gồm 5 mặt BCH có tuổi từ Oligocen – Pliocen – Đệ Tứ. Mặt cắt địa chấn tuyến MC-36 khi chƣa minh giải.

Mặt cắt địa chấn tuyến MC-36 sau khi minh giải các ranh giới bất chỉnh hợp khu vực và địa phƣơng. Bản đồ hệ thống đứt gãy hiện tại khu vực Tƣ Chính - Vũng Mây (thu nhỏ từ tỉ lệ 1:250. Bản đồ hệ thống đứt gãy hiện tại phân loại theo phƣơng phát triển khu vực Tƣ Chính - Vũng Mây (thu nhỏ từ tỉ lệ 1:250. Tuyến MC - 36 có phƣơng TB - ĐN cắt qua một loạt các đứt gãy thuận, listric F4, F5, F7, F8.

Mặt cắt địa chấn tuyến MC-20 cắt qua đứt gãy á kinh tuyến F20, F21 ở Đông Nam Tƣ Chính. Mặt cắt địa chấn MC - 60 cắt đứt gãy thuận, listric có phƣơng á kinh tuyến, ĐB-TN và á vĩ tuyến cắt qua phần đuôi đới tách giãn Biển Đông. Mặt cắt địa chấn MC-63 phƣơng ĐB -TN cắt qua đứt gãy Tƣ Chính (F18). Mặt cắt địa chấn MC-12 cắt qua các đứt gãy thuận, listric bồn trũng phía Nam khu vực Tƣ Chính - Vũng Mây.

Mặt cắt địa chấn MC - 11 có phƣơng ĐB-TN cắt qua các đứt gãy phƣơng ĐB - TN nghịch chờm N12. Đứt gãy nghịch chờm tuổi Miocen giữa (Mặt cắt tuyến MC 71-107). Mặt cắt địa chấn tuyến MC-29 có phƣơng Đông bắc - Tây Nam cắt qua các đứt gãy nghịch tuổi Oligocen muộn. Mặt cắt địa chấn tuyến MC-32 có phƣơng Tây Bắc - Đông Nam cắt qua đứt gãy F3 (đứt gãy Đông Bắc Nam Côn Sơn).

Mặt cắt địa chấn tuyến MC-36 có phƣơng Tây Bắc - Tây Nam cắt qua đứt gãy F3 (đứt gãy Đông Bắc Nam Côn Sơn). Mặt cắt địa chấn MC - 52 phƣơng TB-ĐN cắt qua đứt gãy F16 và F7. Mặt cắt địa chấn MC- 36, MC-60 phƣơng TB-ĐN cắt qua đứt gãy listric đứt gãy Biển Đông 2 (F7). Mặt cắt địa chấn MC - 36 có phƣơng TN- ĐN cắt qua đứt gãy F11, F12.

Mặt cắt địa chấn MC-57 có phƣơng ĐB -TN cắt qua đứt gãy F18. Mặt cắt địa chấn cắt qua phía Bắc cấu trúc nâng Đá Lát (tuyến MC-64) bị uốn nếp, nghịch đảo kiến tạo cuối các pha N12. Mặt cắt địa chấn cắt qua trung tâm bồn trũng Tây Vũng Mây (tuyến MC- 49) trầm tích bị uốn nếp, đứt gãy thuận b ng, nghịch đảo kiến tạo vào cuối N12. Trầm tích Kanozoi bị uốn nếp do hoạt động nén ép cuối Miocen muộn theo phƣơng Tây Bắc -Đông Nam (mặt cắt địa chấn MC-38).

Cắt địa chấn MC - 44 có phƣơng Tây Bắc - Đông Nam thể hiện hoạt động núi lửa trong Pliocen - Đệ Tứ xuyên cắt qua các tập trầm tích Đệ Tam. Mặt cắt địa chấn MC - 46 có phƣơng Tây Bắc - Đông Nam thể hiện hoạt động núi lửa trong Pliocen - Đệ Tứ cắt qua các tập trầm tích Đệ Tam. Sơ đồ phân bố núi lửa trong khu vực TC - VM (thu nhỏ từ bản đồ tỉ lệ 1:250. Các tầng cấu trúc khu vực Tƣ Chính - Vũng Mây (VPI) [10,13,22] (có bổ sung và sửa đổi).

Mặt cắt địa chấn STC06-52 cắt qua bồn trũng Bắc Phúc Nguyên đã đƣợc minh giải gồm đầy đủ các tầng cấu trúc trƣớc và sau Kainozoi.