CÁC CẤU TRÚC HÌNH THÁI BỂ NAM CÔN SƠN

ĐẶNG VĂN BÁT1, CÙ MINH HOÀNG 2, NGÔ THỊ KIM CHI1, NGUYỄN QUỐC HƯNG1,
 NGUYỄN THỊ ANH THƠ2, LÊ CHI MAI3, NGUYỄN KHẮC ĐỨC1

1Trường đại học Mỏ - Địa chất; 2Công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí; 3Viện Dầu khí Việt Nam

Tóm tắt: Bể Nam Côn Sơn là một trong những bồn trũng có tiềm năng dầu khí lớn ở thềm lục địa Nam Việt Nam. Bể được hình thành do quá trình tách giãn biển Đông và va chạm của mảng Á-Âu với mảng Ấn-Úc với lớp phủ Kainozoi dày. Trên cơ sở phân tích cấu trúc của móng và đặc điểm địa chất của lớp phủ Kainozoi, các tác giả đã phân chia 5 đơn vị cấu trúc hình thái của bể như sau: 1. Nâng địa luỹ Đại Hùng, 2. Võng sụt trung tâm, 3. Nâng dạng bậc Hồng, 4. Nâng dạng khối Đông nam, 5. Nâng phân dị Tây - tây bắc. Các cấu trúc hình thái phân cách với nhau bởi các hệ thống đứt gãy. Phân tích cấu trúc hình thái cho phép các tác giả nhận xét bể Nam Côn Sơn có xu hướng biến dạng theo phương đông bắc - tây nam ở đông bắc, sang phương kinh tuyến ở phía tây và tây nam.

Bể Nam Côn Sơn là một bồn trũng lớn có diện tích khoảng gần 100.000 km2, nằm ở thềm lục địa Nam Việt Nam. Cùng với bể Cửu Long, Nam Côn Sơn là một trong những bể có tiềm năng dầu khí. Để góp phần làm sáng tỏ cấu trúc địa chất và lịch sử tiến hoá của bể, trong bài báo này các tác giả đề cập đến các cấu trúc hình thái của bể. Khái niệm cấu trúc hình thái là một khái niệm được V. P. Gerasimov đưa vào trong văn liệu địa chất - địa mạo từ những năm 40 của thế kỷ trước để chỉ các cấu trúc địa chất thể hiện trực tiếp trên địa hình hiện tại, hay nói một cách khác là địa hình hiện tại phản ánh cấu trúc địa chất thành tạo nên chúng. Việc phân tích các cấu trúc hình thái cho phép chúng ta xác định mối quan hệ giữa địa hình với cấu trúc địa chất, từ đó có thể xác định các cấu trúc thuận lợi tích tụ dầu khí. Trước khi nghiên cứu chi tiết các cấu trúc hình thái, chúng ta cùng xem xét vị trí của bể Nam Côn Sơn trên bình đồ kiến trúc khu vực.

I. VỊ TRÍ KIẾN TẠO CỦA BỂ NAM CÔN SƠN

Bể Nam Côn Sơn bị giới hạn về phía bắc bởi đới nâng Phan Rang, ngăn cách với bể Phú Khánh ở phía tây bắc bởi đới nâng Côn Sơn, ngăn cách với bể Cửu Long ở phía tây và phía nam bởi đới nâng Khorat-Natuna. Ranh giới phía đông, đông nam của bể được giới hạn bởi đơn nghiêng Đà Lạt - Vũng Mây và bể Trường Sa, phía đông nam là bể Vũng Mây.

Vị trí kiến tạo của bể Nam Côn Sơn được thể hiện trên Hình 1. Trên sơ đồ này, chúng ta thấy rất rõ bể nằm trên kiểu vỏ chuyển tiếp giữa các miền vỏ lục địa và kiểu vỏ đại dương.

Miền vỏ lục địa bao gồm các địa khối Inđosini và Tây Borneo với các đai uốn nếp Hercyni muộn Thái Lan - Malaysia, các đai pluton Mesozoi muộn rìa lục địa Đông Á. Các cấu trúc này đều chịu tác động mạnh của quá trình hoạt hoá magma-kiến tạo trong Mesozoi-Kainozoi, nhờ đó các võng chồng Mesozoi được thành tạo. Đai xâm nhập pluton Mesozoi muộn rìa lục địa Đông Á ảnh hưởng trực tiếp đến đặc trưng cấu trúc, thành phần móng của các bể Kainozoi trên thềm lục địa, trong đó có bể Nam Côn Sơn. Trong giai đoạn Kainozoi, thềm lục địa Việt Nam bị chi phối bởi 2 trường kiến tạo cơ bản: trường kiến tạo Himalaya và trường kiến tạo Biển Đông. Trường kiến tạo Himalaya được đặc trưng bởi quá trình nén ép ở tây bắc và căng giãn ở tây nam, tạo nên các cấu trúc toả tia, kéo tách. Trường kiến tạo Biển Đông được đặc trưng bởi quá trình tách giãn theo phương đông bắc - tây nam. Bể Nam Côn Sơn hình thành và phát triển trên móng của địa khối Inđosini, bị chi phối bởi hai trường kiến tạo nêu trên đã tạo nên các cấu trúc bậc cao khác nhau, vừa bị phân cắt dọc và phân cắt ngang.

Hình 1. Vị trí bể Nam Côn Sơn trên thềm lục địa Việt Nam

Đới nâng Côn Sơn là một phức nếp lồi phát triển kéo dài theo phương đông bắc. Ở phía tây nam, đới nâng này gắn liền với đới nâng Khorat-Natuna, nhô cao và lộ ra ở đảo Côn Sơn. Đới nâng này chủ yếu cấu tạo bởi các đá xâm nhập và phun trào thuộc đai pluton rìa lục địa Đông Á có tuổi Mesozoi muộn. Cần lưu ý rằng, đới nâng Khorat-Natuna là một bộ phận của lục địa Sunda cổ, kéo dài theo phương tây bắc - đông nam từ Thái Lan qua tây nam Việt Nam và xuống đến đảo Sunda của Inđonesia. Đới nâng Phan Rang là một bộ phận của địa khối Inđosini bị sụt lún theo quá trình sụt lún của thềm lục địa Việt Nam. Đới này được cấu tạo chủ yếu bởi các đá xâm nhập, phun trào, trầm tích phun trào có tuổi Mesozoi giữa-muộn. Như vậy, miền vỏ chuyển tiếp ở đây thực chất là miền vỏ lục địa bị thoái hoá và nhấn chìm trong Kainozoi.

II. CÁC CẤU TRÚC HÌNH THÁI BỂ NAM CÔN SƠN

Hiện nay, chưa có một công trình nghiên cứu nào đề cập chi tiết về cấu trúc hình thái của bể Nam Côn Sơn*. Nguyễn Trọng Tín [2], trong luận án Tiến sĩ về các bẫy dầu khí của bể và Cù Minh Hoàng [1], trong luận án Tiến sĩ về tầng lục nguyên chứa dầu khí tuổi Miocen, mới chỉ dừng lại ở mức độ phân chia các đơn vị cấu trúc của bể dựa theo những đặc điểm về cấu trúc địa chất. Trong công trình nghiên cứu này, đứng trên quan điểm cấu trúc hình thái của V.P. Gerasimov [2], các tác giả đề cập đến việc phân chia chi tiết các cấu trúc hình thái của bể, góp phần vào việc nghiên cứu địa động lực và cơ chế hình thành các bể trên thềm lục địa Việt Nam. Phải khẳng định rằng, việc phân chia các cấu trúc hình thái cần phải dựa trên những tiêu chí nhất định, trước hết phải dựa trên hai yếu tố cơ bản là đặc điểm địa hình và cấu trúc địa chất. Bể Nam Côn Sơn hiện nay đã được các trầm tích Kainozoi lấp đầy với độ dày khá lớn. Địa hình đáy biển, với độ sâu trên dưới 100 m, tạo thành một bể khép kín, ít phân dị. Vì vậy, nếu sử dụng đặc điểm địa hình hiện tại để phân tích cấu trúc hình thái thì không phản ánh được nội dung, bản chất của các cấu trúc. Để khắc phục điều này, các tác giả đã chọn địa hình của bề mặt móng trước Kainozoi của bể làm tiêu chí quan trọng để phân tích. Trong các bản đồ về bề mặt bất chỉnh hợp đã được thành lập theo các tài liệu địa vật lý thì bề mặt móng thể hiện mức độ phân dị rõ rệt nhất.

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

* Trong quyển “Địa chất và Tài nguyên dầu khí Việt Nam” của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam do Nguyễn Hiệp chủ biên, Nxb. KH&KT, 2007, Nguyễn Giao và Nguyễn Trọng Tín có bài “Bể trầm tích Nam Côn Sơn và tài nguyên dầu khí”: 317-361 mà bạn đọc có thể tham khảo thêm (BBT).

Hình 2. Các cấu trúc hình thái bể Nam Côn Sơn

Sự phân dị địa hình của địa hình móng liên quan chặt chẽ với địa động lực của khu vực trong Kainozoi. Tiêu chí cấu trúc ở đây được dựa trên không những cấu trúc móng mà còn dựa vào cấu trúc của các lớp phủ Kainozoi, độ dày và đặc điểm biến dạng của chúng. Tên gọi của các kiểu cấu trúc hình thái có thể gắn với địa danh hoặc vị trí khu vực. Ranh giới của các kiểu cấu trúc hình thái thường trùng với ranh giới của các hệ thống đứt gãy, mà sự thể hiện của chúng trên địa hình bề mặt móng là những vách dốc đứng, có sự thay đổi độ sâu rất nhanh. Dựa trên những tiêu chí trên, các cấu trúc hình thái của bể Nam Côn Sơn có thể được phân chia như sau (Hình 2).

1. Cấu trúc nâng địa luỹ Đại Hùng

 Đây là cấu trúc hình thái nằm ở đông bắc của bể, kéo dài theo phương đông bắc - tây nam, được ngăn cách bởi khối nâng Côn Sơn ở phía đông bắc bằng một đới sụt sâu đến 6000-8000 m. Đới sụt này chính là biểu hiện trực tiếp của đứt gãy tây bắc Đại Hùng. Càng đi về phía nam, đứt gãy này có xu hướng chạy theo phương á vĩ tuyến, làm cho địa lũy càng được mở rộng. Cánh đông nam của cấu trúc hình thái cũng được giới hạn bởi hệ thống đứt gãy chạy theo phương đông bắc - tây nam, thể hiện trên địa hình là một vách dốc từ độ sâu 10.000 đến 13.000 m. Hai hệ thống đứt gãy này đã làm cho địa luỹ có hình thái bất đối xứng. Cấu trúc hình thái được bắt đầu từ cấu tạo nâng địa phương ở đông bắc của vùng, nơi đặt giếng khoan 4B-1X. Tại đây móng nhô cao đến độ sâu 2000 m. Đi về phía đông nam, móng tiếp tục lún chìm đến độ sâu 3000 m (ở giếng khoan 04A-1X); 3200-3400 m (ở giếng khoan ĐH-1; ĐH-3 thuộc lô 05-1) và  5000-6000 m (ở phía đông bắc của lô 11-1). Như vậy bề mặt móng trước Kainozoi hoàn toàn trùng với cấu trúc nâng Đại Hùng, nơi đang khai thác mỏ dầu khí quan trọng của bể Nam Côn Sơn. Cấu trúc hình thái còn bị xê dịch bởi hàng loạt các hệ thống đứt gãy trẻ có phương kinh tuyến. Lớp phủ Kainozoi ở đây chủ yếu là các trầm tích lục nguyên có tuổi Miocen sớm-giữa, đá vôi Miocen giữa và trên cùng là trầm tích Miocen muộn - Đệ tứ.

2. Võng sụt Trung tâm 

Đây là một võng sụt chiếm diện tích lớn ở trung tâm và phía đông của bể Nam Côn Sơn, chiếm toàn bộ diện tích của lô 05-3, một ít của lô 05-2 ở phía đông và lô 11-2 ở phía tây. Võng sụt kéo dài theo phương đông bắc - tây nam, trùng với phương chung của bể trầm tích Kainozoi nguyên sinh Nam Côn Sơn. Tuy vậy, về mặt hình thái, võng Trung tâm có hình dạng rất phức tạp, bị thu hẹp diện tích ở phần giữa do khối nâng ở phía đông nam của bể nhô cao. Khối nâng này đã chia võng thành hai phần. Phần phía bắc có diện tích trùng với phần phía bắc của lô 05-3, được giới hạn bởi đường đẳng sâu 14.000 m của móng. Đường đẳng sâu này tạo cho phần nam của võng có dạng bầu dục, mà trục dài chạy theo phương tây bắc - đông nam. Như vậy, có thể nhận xét rằng, võng Trung tâm có xu hướng chuyển trục lún chìm từ phương vĩ tuyến ở phía bắc sang phương tây bắc - đông nam ở phía nam. Võng sụt Trung tâm được đặc trưng bởi quá trình kiến tạo sụt lún mạnh từ độ sâu 1400 m ở ven rìa đến 14.000 m ở trung tâm. Građien sụt lún ở đây có thể đạt tới 500-1000 m. Trũng được lấp đầy bởi các trầm tích Oligocen dưới cùng với đặc trưng thành phần phức tạp và độ dày lớn. Không loại trừ khả năng có mặt các thành tạo Eocen ở trung tâm của võng. Phần trung tâm của võng, tuy chiều sâu lớn, nhưng tồn tại một số cấu trúc nâng bậc cao, có kích thước không lớn như cấu tạo Thổ tinh, Mộc tinh, Thiên ứng. Đó là các cấu trúc kiểu địa luỹ có tiềm năng chứa dầu khí. Các thành tạo Kainozoi ở đây có khả năng bị phức tạp hoá bởi các thành tạo magma hình nấm, các đai mạch.

3. Cấu trúc nâng dạng bậc Hồng

Cấu trúc hình thái này nằm ở phía nam của bể Nam Côn Sơn trên phạm vi diện tích của các lô 12E, 12W và chạy theo phương đông bắc - tây nam. Cánh đông nam của cấu trúc này được giới hạn bởi hệ thống đứt gãy Hồng, tạo thành vách dốc đứng với độ sâu của móng ở vị trí từ 1000 m bị sụt đến trên 6000 m. Phía bắc của cấu trúc hình thái bị giới hạn bởi đứt gãy chạy theo phương vĩ tuyến, ngăn cách với cấu trúc hình thái nâng Tây Bắc. Đứt gãy này nằm ở phía nam của giếng khoan 12C-1X. Tính nâng dạng bậc của cấu trúc hình thái được thể hiện rõ nét trên độ sâu hiện tại của bề mặt móng. Phần nhô cao nhất của móng đến độ sâu 1000 m nằm trên cấu tạo Hồng (tại vị trí giếng khoan Hồng-1X). Từ đây móng hạ thấp dần về phía tây bắc trên những độ sâu khác nhau. Có thể ghi nhận ba bậc của móng ở các độ sâu 3000-3200 m; 3800-4200 m và 6000 m. Các bậc này đều liên quan chặt chẽ đến các cánh sụt của hệ thống đứt gãy chạy theo phương đông bắc - tây nam. Từ đây có thể suy đoán được cự ly dịch trượt thẳng đứng của chúng đạt tới hàng vài trăm m. Trên địa hình mặt móng các bậc này tạo thành những trũng bất đối xứng song song, kéo dài. Các trũng có độ sâu lớn thường nằm ở phía tây bắc.

4. Cấu trúc nâng dạng khối Đông nam

Cấu trúc hình thái nâng dạng khối phân bố ở đông nam bể, trên phạm vi lô 06; 06-1, bị giới hạn ở phía tây bởi đứt gãy Dừa, phía bắc là đứt gãy chạy theo phương vĩ tuyến, gần trùng với vĩ độ 7o50’. Tại đây, địa hình móng được nâng cao nhất tới độ sâu 3400 m ở giếng khoan 06-D-1X. Khác với các cấu trúc hình thái đã nêu trên, cấu trúc này có đặc trưng là bị chia cắt thành từng khối bởi các hệ thống đứt gãy chạy theo phương á kinh tuyến và á vĩ tuyến. Kích thước của mỗi khối đạt khoảng hàng chục kilomet vuông. Khu vực tây bắc bị sụt lún mạnh nhất và chuyển tiếp dần xuống võng Trung tâm. Nhìn chung trên toàn bộ bể, cấu trúc hình thái này bị chia cắt, phá huỷ mạnh nhất. Phía tây của cấu trúc là khối nâng Dừa, nơi có móng nhô cao đến độ sâu 4200 m. Khối nâng này có diện tích khoảng 400 km2 nâng lên như là một cấu tạo độc lập.

5. Cấu trúc nâng phân dị Tây-Tây bắc

Cấu trúc hình thái này nằm ở phía tây và tây bắc của bể, trên các lô 27, 28, 29 và nửa phía tây của các lô 19, 20, 21, 22. Chúng bị giới hạn bởi đứt gãy Sông Đồng Nai ở phía đông và đứt gãy Sông Hậu ở phía tây. Cấu trúc chạy theo phương hầu như là kinh tuyến. Được giới hạn phía bắc bởi khối nâng Côn Sơn, nơi địa hình móng nâng cao gần 300 m, cấu trúc hình thái có phương thay đổi rõ rệt so với khối nâng này. Đặc trưng phân dị của cấu trúc được thể hiện trên địa hình móng là những dải sụt dạng bậc từ tây sang đông, từ đứt gãy Sông Hậu sang đứt gãy Sông Đồng Nai, nơi móng có độ sâu từ 1500 đến 3000 m. Như vậy, cấu trúc được đặc trưng bởi sự sụt nghiêng về phía đông do kết quả hoạt động đứt gãy khối tảng phát triển theo phương bắc nam tạo nên. Bên cạnh đó, tính phân dị còn được thể hiện bởi các trũng hẹp sâu đến 3000-4000 m của bề mặt móng, chạy theo phương đông bắc - tây nam. Phía tây của đứt gãy Sông Hậu, nơi tiếp xúc với khối nâng Khorat-Natuna, địa hình móng tương đối ổn định, phát triển như là một đơn nghiêng, nghiêng dần về phía đông. Bên cạnh những hệ thống đứt gãy chạy theo phương kinh tuyến, tại đây còn gặp những hệ thống đứt gãy chạy theo phương đông bắc - tây nam. Các hệ thống đứt gãy này đều bị xê dịch bởi hệ thống đứt gãy theo phương kinh tuyến với cự li tới hàng trăm m. Điều đó chứng tỏ hệ thống đứt gãy phương kinh tuyến là những đứt gãy trẻ. Chiều dày của trầm tích Kainozoi ở đây đạt tới 5000 m.

Từ việc phân tích cấu trúc hình thái trên có thể nhận xét là các cấu trúc hình thái ở bể Nam Côn Sơn có phương cấu trúc khác nhau. Ở phía đông, đông bắc của bể, cấu trúc địa luỹ Đại Hùng, võng sụt Trung tâm đều có phương đông bắc - tây nam. Ở phía tây và phía nam các cấu trúc hình thái có phương kinh tuyến. Ở góc đông nam của bể, trên cấu trúc nâng khối tảng đông nam các khối cũng có xu hướng chạy theo phương đông bắc - tây nam. Các cấu trúc hình thái này cũng bị khống chế bởi những hệ thống đứt gãy có phương khác nhau: phương đông bắc - tây nam và phương á kinh tuyến bắc-nam. Như vậy, trên bình đồ cấu trúc hiện tại, bể Nam Côn Sơn có xu hướng thay đổi phương cấu trúc từ đông bắc - tây nam sang bắc-nam. Đây là một vấn đề cần được tiếp tục nghiên cứu trên cơ sở phân tích địa động lực khu vực.

Từ những kết quả nghiên cứu trên, có thể rút ra một số kết luận sau đây:

1. Bể Nam Côn Sơn hình thành và phát triển trên miền vỏ lục địa bị thoái hoá và nhấn chìm trong Kainozoi. Bể hình thành trên móng của địa khối Inđosini, bị chi phối bởi hai trường kiến tạo khu vực là các trường kiến tạo Himalaya và Biển Đông.

2. Bể được phân chia thành năm đơn vị cấu trúc hình thái: nâng địa luỹ Đại Hùng; võng sụt Trung tâm; nâng dạng bậc Hồng; nâng dạng khối Đông nam và cấu trúc hình thái nâng phân dị Tây - Tây bắc. Các cấu trúc hình thái kể trên bị khống chế bởi các đứt gãy có phương khác nhau: đứt gãy tây bắc Đại Hùng, tây bắc võng sụt Trung tâm có phương đông bắc - tây nam, đứt gãy Sông Hậu, Sông Đồng Nai, Hồng có phương kinh tuyến.

3. Các cấu trúc hình thái và các hệ thống đứt gãy làm cho bình đồ cấu trúc của bể Nam Côn Sơn có xu hướng biến dạng từ phương đông bắc - tây nam ở phía đông bắc sang phương kinh tuyến ở phía tây và nam.

Bài báo được hoàn thành với sự hỗ trợ của Chương trình Nghiên cứu cơ bản, đề tài mang mã số 7.145.06.

VĂN LIỆU

1. Cù Minh Hoàng, 2005. Đặc điểm địa chất các thành tạo lục nguyên chứa dầu khí tuổi Miocen bể Nam Côn Sơn. Tóm tắt luận án TS địa chất. Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội.

2. Nguyễn Trọng Tín, 1996. Cấu trúc và lịch sử địa chất các vòm nâng địa phương của trầm tích Kainozoi bể Nam Côn Sơn và triển vọng dầu khí. Tóm tắt luận án TS Khoa học Địa lý - Địa chất. Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội.   

3. Gerasimov V.P., 1947. Cấu trúc hình thái và hình thái điêu khắc của Trái đất. Nxb Nauka, Moskva (tiếng Nga).