Luận án: Đặc điểm địa hóa và thạch học hữu cơ than, sét than Miocen khu vực Bắc Bể Sông Hồng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------***------------ LÊ HOÀI NGA ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA VÀ THẠCH HỌC HỮU CƠ CỦA THAN VÀ SÉT THAN TRONG TRẦM TÍCH MIOCEN KHU VỰC PHÍA BẮC BỂ SÔNG HỒNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HÀ NỘI - 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------***------------ LÊ HOÀI NGA ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA VÀ THẠCH HỌC HỮU CƠ CỦA THAN VÀ SÉT THAN TRONG TRẦM TÍCH MIOCEN KHU VỰC PHÍA BẮC BỂ SÔNG HỒNG Chuyên ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học Mã số: 62 44 02 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Người hướng dẫn khoa học: GS. TRẦN NGHI TS. TRẦN ĐĂNG HÙNG Xác nhận NCS đã chỉnh sửa theo Quyết nghị của Hội đồng đánh giá luận án Người hướng dẫn khoa học Chủ tịch hội đồng đánh giá Luận án Tiến sĩ GS. Trần Nghi PGS.

Nguyễn Văn Vượng HÀ NỘI - 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi với sự hướng dẫn khoa học của tập thể cán bộ hướng dẫn. Các kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nghiên cứu sinh Lê Hoài Nga LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Luận án được thực hiện tại Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của Giáo sư, Tiến sĩ, Nhà giáo Nhân dân Trần Nghi - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên và Tiến sĩ Trần Đăng Hùng - Tổng Công ty Thăm dò Khai thác. Với lòng kính trọng và biết ơn, nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn chân thành tới sự hướng dẫn tận tình của các thầy hướng dẫn.

Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, tạo điều kiện và động viên của tập thể lãnh đạo Viện Dầu khí Việt Nam, Trung tâm Nghiên cứu Tìm kiếm Thăm dò và Khai thác dầu khí, các cán bộ phòng Địa hóa và đặc biệt cảm ơn sự hỗ trợ nhiệt tình của Ban chủ nhiệm dự án ENRECA, các cán bộ chuyên gia trong dự án thuộc Cục Địa chất Đan Mạch và Greenland. Xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo - cán bộ Khoa Địa chất, các cán bộ phòng ban của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều kiện, giúp đỡ nghiên cứu sinh trong suốt quá trình học tập tại trường. Xin gửi lời tri ân sâu sắc đến sự ủng hộ, động viên tinh thần lớn lao của gia đình, bạn bè đã dành cho nghiên cứu sinh trong suốt quá trình học tập, làm việc và hoàn thành luận án này. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG.

4 DANH MỤC HÌNH VẼ. ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU. VỊ TRÍ VÙNG NGHIÊN CỨU. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG TRẦM TÍCH.

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Môi trƣờng thành tạo than bùn. Quá trình biến đổi của VCHC trong trầm tích – quá trình than hóa.

Thành phần vật chất hữu cơ trong than – loại kerogen. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THẠCH HỌC THAN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM. Lịch sử nghiên cứu thạch học than trên thế giới. Lịch sử nghiên cứu thạch học than ở Việt Nam.

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Phƣơng pháp phân tích thạch học hữu cơ. Phƣơng pháp phân tích độ phản xạ vitrinit. Phƣơng pháp nhiệt phân tiêu chuẩn Rock-Eval.

Phƣơng pháp sắc ký. ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC HỮU CƠ CỦA THAN VÀ SÉT THAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU. THÀNH PHẦN MACERAL TRONG THAN VÀ SÉT THAN. Thành phần maceral trong than, sét than phụ thống Miocen dƣới.

Thành phần maceral trong than, sét than phụ thống Miocen giữa. Thành phần maceral trong than phụ thống Miocen trên. ĐIỀU KIỆN CỔ MÔI TRƢỜNG THÀNH TẠO THAN. 96 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 4.

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA VÀ KHẢ NĂNG SINH DẦU - KHÍ CỦA ĐÁ MẸ THAN VÀ SÉT THAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA. ĐẶC ĐIỂM CỦA CHẤT CHIẾT TRONG THAN VÀ MỐI QUAN HỆ VỚI CÁC SẢN PHẨM DẦU -KHÍ TRONG KHU VỰC. ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG SINH HYDROCACBON CỦA THAN VÀ SÉT THAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU.

122 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN. 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 140 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT GK: Giếng khoan GC: Sắc ký khí GCMS: Khối phổ ký HC: Hydrocacbon hay dầu, khí HI: Chỉ số hydrogen LC: Sắc ký lỏng MVHN: Miền võng Hà Nội Pr: Pristan Ph: Phytan RE: Rock Eval Ro,%: Độ phản xạ ánh sáng trong môi trƣờng dầu nhúng của vitrinit S1: Hydrocacbon tự do trong phép phân tích Rock Eval S2: Hydrocacbon đƣợc sinh ra trong phép phân tích Rock Eval TOC,%: Tổng hàm lƣợng cacbon hữu cơ tính bằng phần trăm trong đá Tmax: Nhiệt độ cực đại tại đỉnh pick S2 trong phép phân tích Rock Eval VCHC: Vật chất hữu cơ 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Phân loại kerogen theo nguồn gốc và dạng maceral.

Các hệ thống phân loại maceral thông dụng hiện nay. Hệ thống phân loại maceral đƣợc sử dụng trong luận án. Phân loại đá mẹ theo chỉ tiêu phân tích nhiệt phân RE. Tổng hợp các chỉ tiêu phân loại kerogen [55] có chỉnh sửa.

Ngƣỡng trƣởng thành của đá mẹ theo Ro và Tmax. Phân loại đá mẹ theo hàm lƣợng bitum [52]. Thành phần maceral trong than, sét than và sét Miocen dƣới GK 102-CQ-1X. Thành phần maceral trong mẫu than Miocen giữa.

Thành phần maceral trong mẫu than Miocen trên GK 01-KT-TB- 08 lô MVHN-01KT khu vực MVHN. Kết quả phân tích RE mẫu sét, sét than và than khu vực nghiên cứu. Độ sâu đạt ngƣỡng trƣởng thành của đá mẹ tại giếng khoan. Thứ tự sinh dầu từ các maceral [90].

119 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. Phân vùng cấu trúc bể trầm tích Sông Hồng và khu vực nghiên cứu. Cột địa tầng tổng hợp khu vực phía Bắc bể Sông Hồng [4]. Mặt cắt mô tả các yếu tố cấu trúc khu vực nghiên cứu [4].

Mô hình mối tƣơng quan giữa độ ẩm, xu thế hydrocarbon với nhãn than, trạng thái than hóa và độ phản xạ vitrinit (Flores, 2014 chỉnh sửa theo Levin,1993) [24]. Vị trí GK Enreca-3 và vị trí các điểm lấy mẫu thực địa tại khu vực đới nghịch đảo Oligocen Bạch Long Vĩ [59]. Biểu đồ tần xuất phân bố hàm lƣợng maceral trong mẫu sét GK Enreca-3 trên đảo Bạch Long Vĩ. Sơ đồ chu trình nhiệt phân [52, 85].

Sơ đồ hệ thống sắc ký khí [47]. Cột địa tầng GK 102-CQ-1X. 74 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Alginit trên nền vật chất hữu cơ vô định hình có khả năng phát quang trong mẫu sét GK 102-CQ-1X độ sâu 2240-2250m (ánh sáng trắng và ánh sáng huỳnh quang phản xạ, x50 trong dầu nhúng).

79 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Cutinit (Cu) phân bố trên nền vitrinit trong mẫu than 102-CQ-1X ở độ sâu 3000-3010m (ánh sáng phản xạ trắng - trên - và huỳnh quang–dƣới, x50 trong dầu nhúng. Suberinit (Su) phát quang yếu phân bố cộng sinh với Corpogelinit (Cg) trong mẫu 102-CQ-1X độ sâu 3000-3010m (ánh sáng phản xạ trắng – dƣới - và huỳnh quang–trên, x50 trong dầu nhúng. Bituminit maceral lấp đầy trong các khe nứt của vitrinit mẫu than tại GK 102-CQ-1X (ánh sáng trắng phản xạ -hình bên trái- và ánh sáng huỳnh quang, x50 trong dầu nhúng).

Dấu hiệu dầu di thoát trong mẫu than 102-CQ-1X độ sâu 2680-2690m (ánh sáng trắng phản xạ, x50 trong dầu nhúng). Exudatinit phân bố cộng sinh với Cutinit (Cu), lấp đầy trong các kẽ nứt của vitrinit mẫu than GK 102-CQ-1X độ sâu 2680-2690m (ánh sáng trắng phản xạ và ánh sáng huỳnh quang, x50 trong dầu nhúng). Dấu hiệu dầu di thoát trong khe nứt của mảnh vitrinit mẫu than GK 102-CQ-1X: a) độ sâu 2680-2690m (x50); b) độ sâu 3000-3010m (x25) (ánh sáng trắng phản xạ trong dầu nhúng). 85 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Khoáng vật cacbonat và pyrite dạng trứng cá phân bố trên nền mảnh vitrinit trong mẫu than và sét than Miocen dƣới GK 102-CQ-1X (ánh sáng trắng phản xạ, x50 trong dầu nhúng). Cột địa tầng GK 102-HD-1X. Dấu hiệu dầu di thoát trong các khe nứt của vitrinit - mẫu than Miocen giữa GK 102-HD-1X độ sâu 3000-3010m (ánh sáng trắng phản xạ, x25 trong dầu nhúng). Khoáng vật pyrite dạng trứng cá và khoáng vật cacbonat trong mẫu than Miocen giữa GK 102-HD-1X độ sâu 3000-3010m (ánh sáng trắng, x50 trong dầu nhúng).

91 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. a) Nhãn than theo độ phản xạ vitrinit , b) Mức độ trƣởng thành của than theo độ phản xạ vitrinit. Môi trƣờng tích tụ trầm tích chứa than [16, 17]. Môi trƣờng thành tạo của than khu vực nghiên cứu [17].

Biểu đồ quan hệ S2 và TOC của than và sét than Miocen dƣới khu vực nghiên cứu. Biểu đồ quan hệ HI và TOC của than và sét than Miocen dƣới khu vực nghiên cứu. Biểu đồ S2 và TOC của than và sét than Miocen giữa khu vực nghiên cứu. Biểu đồ quan hệ HI và TOC của than và sét than Miocen giữa khu vực nghiên cứu.

Biểu đồ phân loại kerogen trong than/sét than Miocen dƣới vùng nghiên cứu. Biểu đồ phân loại kerogen trong than/sét than Miocen giữa vùng nghiên cứu. Biểu đồ quan hệ Pr/nC17 với Ph/nC18 trong trầm tích Miocen dƣới khu vực nghiên cứu. Biểu đồ tam giác thể hiện mối quan hệ giữa C27-28-29 steran trong chất chiết [29].

Độ phản xạ vitrinit các GK khu vực nghiên cứu. Dải sắc ký hydrocacbon bão hòa mẫu chất chiết từ than. Kết quả GCMS hợp phần no (m/z 217) mẫu chất chiết từ than GK 102-CQ-1X độ sâu 2660-2670m. 112 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Kết quả GCMS hợp phần no (m/z 191) mẫu chất chiết từ than GK 102-CQ-1X độ sâu 2660-2670m. Kết quả GCMS hợp phần no (m/z 217) của chất chiết từ than GK 102-HD-1X độ sâu 3000-3010m. Kết quả GCMS hợp phần no (m/z 191) của chất chiết từ than GK 102-HD-1X độ sâu 3000-3010m. Dải phân bố hydrocacbon no C15+ của các dấu hiệu dầu trong trầm tích Miocen trên GK 102-CQ-1X.

116 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC PHỤ LỤC Phụ lục 1. Phân loại than theo nhãn than và các chỉ số trƣởng thành của vật chất hữu cơ [78].