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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TUẤN NGUỒN GỐC CÁT KẾT TRONG TRẦM TÍCH MIOCEN HẠ VÙNG TÂY BẮC VÀ TRUNG TÂM BỂ CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH - NĂM 2024 VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY, HO CHI MINH CITY HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY NGUYEN TUAN SANDSTONE PROVENANCE IN LOWER MIOCENE SEDIMENTS, NORTHWEST AND CENTRAL PARTS OF THE CUU LONG BASIN DOCTOR OF PHILOSOPHY HO CHI MINH CITY- 2024 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TUẤN NGUỒN GỐC CÁT KẾT TRONG TRẦM TÍCH MIOCEN HẠ VÙNG TÂY BẮC VÀ TRUNG TÂM BỂ CỬU LONG Chuyên ngành: Kỹ thuật Dầu khí Mã số chuyên ngành: 9520604 Phản biện độc lập: PGS.

Đặng Trường An Phản biện độc lập: PGS. Nguyễn Trọng Tín Phản biện: PGS. Trần Vĩnh Tuân Phản biện: PGS. Nguyễn Việt Kỳ Phản biện: PGS.

Nguyễn Đình Tứ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. Trần Văn Trị LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan luận án “NGUỒN GỐC CÁT KẾT TRONG TRẦM TÍCH MIOCEN HẠ VÙNG TÂY BẮC VÀ TRUNG TÂM BỂ CỬU LONG” là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Trần Văn Xuân và GS. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.

Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tác giả luận án Chữ ký Nguyễn Tuấn i TÓM TẮT LUẬN ÁN Thềm lục địa Việt Nam bao gồm các cấu trúc địa chất phức tạp trong đó chủ yếu là các bể trầm tích Đệ Tam với hệ thống dầu khí hấp dẫn và đa dạng trên rìa Tây biển Đông Việt Nam. Sự tiến hoá địa chất của thềm liên quan với sự hình thành và phát triển biển Đông đặc biệt từ cuối Mezozoi và trong suốt Kainozoi. Việc nghiên cứu làm sáng tỏ nguồn gốc cũng như lịch sử tiến hóa, quá trình hình thành các thành hệ chứa dầu khí ngoài khơi, mối liên hệ với quá trình phong hóa, vận chuyển đá gốc từ lục địa của Miocen hạ vùng Tây Bắc và Trung Tâm bể Cửu Long cho đến này vẫn là khoảng trống bỏ ngỏ.

Trên cơ sở tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới, kết hợp luận giải lựa chọn các tiếp cận phù hợp, tác giả đề xuất tổ hợp phương pháp nghiên cứu: thu thập tổng hợp tài liệu, thạch học trầm tích, phân tích tuổi đồng vị U-Pb zircon bằng LA-ICP-MS, phân tích địa chấn địa tầng và địa tầng phân tập, phân tích địa vật lý giếng khoan, và bỗ trợ thêm các phương pháp thạch địa hoá, địa thống kê để nghiên cứu quá trình hình thành thành hệ trầm tích hạt vụn nói chung, thành hệ chứa dầu khí trong trầm tích tuổi Miocen hạ vùng Tây Bắc và Trung Tâm bể Cửu Long nói riêng, từ đó bước đầu đánh giá, định hướng cho những nghiên cứu chuyên sâu kế tiếp nhằm đạt mục tiêu cuối cùng là xác định cầu nối giữa nguồn trầm tích lục địa và thềm lục địa. Tổng hợp, phân tích, kế thừa và đối sánh các nguồn tài liệu kết hợp phân tích tuổi đồng vị U- Pb zircon trong trầm tích hạt vụn Miocen hạ phần Tây Bắc và Trung Tâm bể Cửu Long có tuổi được xác định tập trung chính trong khoảng 106-110 Tr.n và một phần zircon với tỷ lệ thấp hơn có tuổi tiền Cambri, Ordovic-Silur và Pecmi-Trias, đối sánh cổ địa lý tướng đá đã làm sáng tỏ cầu nối với các phức hệ magma Creta thuộc rìa Đông Nam đới Đà Lạt. Thành phần hạt vụn trầm tích Miocen hạ giống với các khoáng vật vỡ vụn của các đá xâm nhập, núi lửa của các phức hệ Định Quán, Đèo Cả, Ankroet, Nha Trang, đặc biệt đồng thời tuổi các hạt zircon trong trầm tích Miocen hạ tương đồng cùng tuổi với các hạt zircon các phức hệ này. Trầm tích Miocen hạ được chia thành 2 tầng BI.

Đá phần lớn thuộc loại Arkos và lithic Arkos có nguồn gốc chủ yếu từ đá granitoid, độ chọn lọc từ kém đến trung bình, hình dạng hạt từ bán góc cạnh đến bán tròn cạnh, vận chuyển gần nguồn, và lắng đọng trong môi trường sông, đầm hồ, châu thổ đến biển nông. Thành phần chủ yếu là thạch anh, fenspat và mảnh đá, ximăng và matrix gồm sét và cacbonat, ít thạch anh thứ sinh, có vị trí trầm tích gần nguồn. Trầm tích Miocen hạ bể Cửu Long được xếp vào hệ tầng Bạch Hổ (15.n), nằm trên hệ tầng Trà Tân (23. Nguồn vật liệu của trầm tích Miocen hạ có nguồn gốc từ sản phẩm của quá trình phong hóa bóc mòn, vận chuyển chủ yếu theo hướng từ Tây Bắc xuống Đông Nam, tích tụ từ các phức hệ magma tuổi Creta đới Đà Lạt và địa khối Kon Tum.

Kết quả phân vùng cho thấy, khu vực chứa tốt nhất là phần Tây Bắc của bể. Khu vực kế tiếp về phía Trung Tâm và phần rìa giáp khu vực phía Tây của bể được đánh giá là vùng có chất lượng chứa từ khá đến trung bình. Vùng có chất lượng chứa kém nhất là phần rìa ngoài cùng của bể do ở xa nguồn cung cấp vật liệu. Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần làm sáng tỏ quá trình tiến hóa magma – trầm tích khu vực nghiên cứu và khu vực phụ cận.

Khối magma trong khu vực nghiên cứu thành phần chủ yếu là granit giòn rất dễ dập vỡ, thêm vào đó là có pha tách giãn biển động và biến đổi khí hậu khiến mực nước biển dâng trong Miocen sớm tạo điều kiện có không gian các hạt vật liệu lắng đọng và tích tụ, thông qua đó thể hiện rõ tiến hoá của magma và hình thành trầm tích Miocen sớm trong khu vực nghiên cứu. ii ABSTRACT The continental shelf of Vietnam encompasses complex geological structures, primarily characterized by the Tertiary sedimentary basins, which hosts a diverse and compelling system of oil and gas reserves, especially along the western edge of the East Sea off the coast of Vietnam. The geological evolution of this shelf is closely tied to the formation and development of the East Sea, particularly since the late Mesozoic era and throughout the entire Cenozoic period. Research aimed at elucidating the origin, evolutionary history, the formation of offshore petroleum reservoirs, and their connection to processes such as weathering phenomena, bedrocks transport from the lower Miocene continents in northwestern and central Cuu Long Basin has remained open questions, awaiting further investigation.

Based on an overview of the research both domestically and globally, the author proposes a combined research approach that includes collecting and synthesizing existing literature, sedimentary petrology, U-Pb dating of zircon by LA-ICP-MS, seismic and stratigraphic analysis, well-logging analysis, and supplementary methods like sedimentary geochemistry, and geostatistics to study the formation processes of clastic sediment systems in general and oil and gas-bearing systems within the lower Miocene clastic sediments in the northwestern and central regions Cuu Long Basin in particular. This is done with the initial aim of evaluating and directing further in-depth studies to ultimately establish a connection between continental sediment sources and the continental shelf. The synthesis, analysis, and cross-referencing of various data sources, along with the examination of U- Pb zircon isotope ages within lower Miocene clastic sediments of the northwestern and central regions Cuu Long Basin, primarily within the age range of 106-110 million years and The low rate of zircon has ages predating the Cambrian, Ordovician-Silurian, and Permian-Triassic, and comparing the paleogeographic, has revealed a connection with the Cretaceous magmatic complexes of the southeastern margin of the Dalat Plateau. The composition of the lower Miocene clastic sediments resembles the fragmented minerals found in intrusive rocks and igneous rocks of complexes such as Dinh Quan, Deo Ca, Ankroet, Nha Trang.

Additionally, the ages of zircon grains in the lower Miocene clastic sediments are similar to those found in these complexes. The Miocene clastic sediments in the Cuu Long basin can be divided into two layers: BI. The majority of the rocks belong to the Arkos and lithic Arkos types, primarily sourced from granitoid rocks. The selection of materials ranges from poor to moderate, and the grain shapes vary from sub-angular to sub-rounded.

These sediments were transported from near the source and deposited in environments ranging from rivers and lakes to continental shelves. The main constituents are quartz, feldspar, rock fragments, cemente, and a matrix composed of clay and carbonate, with few secondary quartz grains, indicating a proximal sedimentary source. In terms of geological classification, the lower Miocene sediments of the Cuu Long basin align with the Bach Ho formation (15. These sediments overlie the Tra Tan formation (23.82 Ma), the Tra Cu formation (27.9 Ma), and the Ca Coi formation (33.

The materials within the lower Miocene sediments originate from the products of weathering, erosion, transport mainly in a northwest to southeast direction, and accumulation from the magma complexes within Cretaceous age Da Lat zone and the Kon Tum plateau. The partitioning results show that the best-preserved area is in the northwest part of the basin. The next region towards the central area and the border area with the western part of the basin are evaluated to have storage quality ranging from decent to moderate. The poorest storage quality is in the outermost fringe of the basin due to its distance from the material supply source.

The research findings contribute to a better understanding of the magmatic-sedimentary evolution in the research area and its adjacent regions. The primary magmatic component in the research area consists of brittle granite, which is highly prone to fragmentation. Additionally, the region experienced expansion of the East Sea and climate change, resulting in rising sea levels during the early Miocene, which created gap conditions for the deposition and accumulation of material particles. These processes provide insights into the evolution of magmatism and the formation of early Miocene sediments in the study area.

iii LỜI CẢM ƠN Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Kỹ thuật Địa chất Dầu khí, Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí, trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Trần Văn Xuân, Trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh và GS. Trần Văn Trị, Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam. Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.

Trần Văn Xuân và GS. Trần Văn Trị đã hướng dẫn tận tình, chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô, và Đồng nghiệp Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí, Trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh, và một số đơn vị khác trong ngành đã giúp đỡ và đóng góp ý kiến để tác giả hoàn thành luận án này. Tác giả cũng xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến Tập đoàn Dầu Khí Quốc gia Việt Nam, Liên doanh Việt - Nga, Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí, Viện Dầu khí Việt Nam, Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam, đặc biệt Đề tài cấp Đại học Quốc gia loại B mã số 562-2022-20-06 chủ nhiệm PGS.