Tiến hóa cấu trúc địa chất và môi trường trầm tích Miocen khu vực bể Phú Khánh

Nội dung text: Tiến hóa cấu trúc địa chất và môi trường trầm tích Miocen khu vực bể Phú Khánh

1. VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 Original article Evolution of Geological Structural and Sedimentary Environment Change in Miocene of Phu Khanh Basin Tran Thi Dung*, Tran Nghi, Chu Van Ngoi, Nguyen The Hung, Nguyen Thi Huyen Trang Faculty of Geology, VNU University of Science, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam Received 13 February 2019 Revised 11 March 2019; Accepted 11 March 2019 Abstract: Phu Khanh basin located in the central Vietnam and bounded by the longitude of 109o- 112oE and the latitude of 11o-15oN. The geological evolution history of the basin in Miocene is a 1 very complicated, included three sedimentary cycles of Early Miocene (N1 ), Middle Miocene 2 3 (N1 ) and Late Miocene (N1 ). Each of these sedimentary cycles was generated and deformed by a general rule as follow: subsidence, sedimentary filling to be buried deeply and unconsolided sediments being become sedimentary rocks by diagenesis process and then continuously changed by catagenesis process. At the end of each cycle, the secondary basins were uplifted over the water surface and eroded to creat the angle or stratigraphic unconformities. Three strong deformation factors are faults, compressions, and volcanic activities. The study also demonstrated that the depositional formation of Phu Khanh basin in Miocene is existed three typical eroded surfaces as: (1) The top of early Miocene is an angle unconformity in the age of 16 million years, equivalent to the age of seafloor spreading in the East Vietnam Sea; (2) The top of middle Miocene is also an angle unconformity in the age of 11 million years and (3) The top of late Miocene is 5.5 million years and this surface is both angle unconformity and stratigraphic boundary between Late Miocene and Pliocene - Quaternary sedimentary formations. The present geological structure of Phu Khanh basin is considered as the one of Pliocene - Quaternary dued to the control of East Sea Western fault system 1090-1100E in longitudinal direction and Tuy Hoa Shear Zone in northwestern direction that strongly activated in Pliocene - Quaternary. The geological structure of the three secondary basins of Early Miocene, Middle Miocene and Late Miocene was affected by four main factors: (1) thermal subsidence at the center; (2) uplifting in the western margin; (3) the impact of the Red River strike-slip fault and (4) the compressive force from the southeast of seafloor spreading zone. The geological structural development history of Miocene deposits in Phu Khanh basin is proven by the sedimentary evolution and the strong deformation of these three cycles. Keywords: Phu Khanh basin, geological structural, secondary basin, deformation.* ___ * Corresponding author. E-mail address: trandung251112@gmail.com 71
2. VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 Tiến hóa cấu trúc địa chất và môi trường trầm tích Miocen khu vực bể phú khánh Trần Thị Dung*, Trần Nghi, Chu văn Ngợi, Nguyễn Thế Hùng, Nguyễn Thị Huyền Trang Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 13 tháng 2 năm 2019 Chỉnh sửa ngày 11 tháng 3 năm 2019; Chấp nhận đăng ngày 11 tháng 3 năm 2019 Tóm tắt: Bể Phú Khánh nằm trên vùng biển miền Trung Việt Nam giới hạn trong khoảng kinh tuyến 109o-112030’E và vĩ tuyến 10030’-15oN. Khu vực bể Phú Khánh có một lịch sử phát triển địa 1 2 chất trong Miocen rất phức tạp với 3 chu kì trầm tích: Miocen sớm (N1 ), Miocen giữa (N1 ) và 3 Miocen muộn (N1 ). Mỗi chu kì trầm tích này được sinh ra và bị biến dạng theo một quy luật là sụt lún, lấp đầy trầm tích nhấn chìm sâu và vật liệu trầm tích bở rời biến thành đá trầm tích (diagenesis) và tiếp tục bị biến đổi thứ sinh trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tăng cao (catagenesis). Cuối mỗi chu kì các bể trầm tích thứ cấp bị nâng lên khỏi mặt nước và bị bào mòn tạo ra bất chỉnh hợp góc hoặc bất chỉnh hợp địa tầng. Ba yếu tố gây biến dạng mạnh mẽ là: đứt gãy, nén ép và hoạt động núi lửa. Nghiên cứu cho thấy rằng trong thành tạo trầm tích Miocen bể Phú Khánh có 3 mặt bào mòn tiêu biểu: (1) Nóc Miocen sớm là bất chỉnh hợp góc có tuổi 16 triệu năm tương đương với tuổi dừng tách giãn đáy Biển Đông; (2) Nóc Miocen giữa cũng là bất chỉnh hợp góc có tuổi 11 triệu năm; (3) Nóc Miocen muộn có tuổi 5,5 triệu năm vừa có bất chỉnh hợp địa tầng vừa có bất chỉnh hợp góc giữa Miocen và Pliocen-Đệ Tứ. Cấu trúc địa chất của bể Phú Khánh hiện tại là cấu trúc của Pliocen-Đệ Tứ do khống chế của hệ thống đứt gãy sụt bậc 109o-110oE theo hướng kinh tuyến và đới đứt gãy xiết trượt Tuy Hòa theo hướng tây bắc đông nam hoạt động tích cực trong Pliocen- Đệ Tứ. Còn cấu trúc địa chất của 3 bể thứ cấp Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn bị ảnh hưởng của 4 nguồn lực chính: (1) sụt lún nhiệt ở trung tâm; (2) nâng trồi đới ven rìa phía tây; (3) ảnh hưởng của đứt gãy trượt bằng Sông Hồng và (4) lực ép từ phía đông nam của đới tách giãn Biển Đông. Lịch sử phát triển cấu trúc địa chất Miocen của bể Phú Khánh được minh chứng bằng tiến hóa và sự biến dạng mạnh mẽ trầm tích của 3 chu kỳ nói trên. Từ khóa: Bể Phú Khánh, cấu trúc địa chất, bể thứ cấp, biến dạng. 1. Mở đầu sâu sườn lục địa hiện đại, giới hạn trong khoảng kinh tuyến 109o00’ – 112o30’E và vĩ tuyến Bể Phú Khánh nằm trên vùng biển Miền 10o30’ – 15o00’N. Theo ranh giới của bể trầm Trung Việt Nam, chiếm một diện tích rộng lớn tích bể Phú Khánh giáp với bể Sông Hồng ở từ vùng nước nông thềm lục địa đến vùng nước phía bắc, bể Cửu Long ở phía nam, bể Nam ___ Côn Sơn ở phía đông nam (hình 1) [1]. Tác giả liên hệ. Khu vực bể Phú Khánh có một lịch sử phát Địa chỉ Email: trandung251112@gmail.com triển địa chất phức tạp bắt đầu từ Paleogen và kết thúc trong giai đoạn Đệ tứ. Lịch sử đó được 72
3. T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 73 ghi lại một cách sinh động bởi 6 chu kỳ trầm Việt Nam đã hợp tác với Mỹ và Nga đã thu nổ 1 2 1 tích tương ứng với 6 bể thứ cấp (E3 , E3 , N1 , được khoảng 7000 km tuyến địa vật lý 1,2,3. 2 3 N1 , N1 và N2 - Q). Trong đó 3 bể thứ cấp trong Năm 2002 – 2003, Phạm Quang Trung và nnk, Miocen vừa có tính chu kỳ theo thời gian vừa bị đã tiếp tục nghiên cứu các mẫu lộ dầu ở đầm phân hóa về cấu trúc theo không gian do bối Thị Nại song vẫn chưa đi đến lời kết thỏa đáng cảnh kiến tạo liên tục thay đổi. Lịch sử nghiên về nguồn gốc dầu mỏ nơi đây. Cũng trong thời cứu địa chất bể Phú Khánh có thể ghi nhận khởi gian này dự án ENRECA do viện dầu khí hợp đầu là Saurin (1944 - 1964) nghiên cứu điểm lộ tác với Cục Địa chất Đan Mạch đã tiến hành đầu tiên ở đầm Thị Nại (Bình Định) trên đất nghiên cứu tổng thể địa chất dầu khí bể Phú liền gần với bể Phú Khánh 1-3 đã phát hiện ra Khánh. Kết quả nghiên cứu chủ yếu dựa trên các lớp Sapropel giàu tảo có nguồn gốc dầu mỏ. minh giải định tính các mặt cắt địa chấn 2D mà Từ năm 1979 đến 2006 Tổng công ty dầu khí chưa có mẫu khoan 2, 3. Hình 1. Vị trí bể Phú Khánh trên thềm lục địa Việt Nam và các tuyến địa chấn [1].
4. 74 T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 Về nghiên cứu kiến tạo địa động lực Briais nhiều pha kiến tạo muốn xác định được các tổ A. et al (1993), M. Longley (1997), T.Y. Lee, hợp cộng sinh tướng cần phải khôi phục từng L.A. Lawver (1994) 4-7 đã phân lịch sử kiến bể thứ cấp (secondary basins) thì mới tường tạo khu vực Biển Đông thành 3 giai đoạn: (1) minh địa hình cổ và các tướng trầm tích. Trên giai đoạn tiền rift – trước 50 triệu năm là giai các mặt cắt vuông góc với đường bờ từ thềm đoạn san bằng kiến tạo; (2) giai đoạn đồng rift trong đến thềm ngoài, các tác giả đã bỏ qua đới từ 50 – 17 triệu năm (từ Eocen đến Miocen đứt gãy phá hủy 109oE – 110oE.Đây là đới đứt sớm); (3) Giai đoạn sau rift từ 16 triệu năm đến gãy thuận sụt bậc thang đã nhấn chìm toàn bộ nay. Theo quan điểm của Taponier (1982, trầm tích Kainozoi được thành tạo ở ven biển 1986) [8, 9] giai đoạn này chấm dứt hoạt động xen biển nông xuống vùng biển nước sâu thúc trồi của vi mảng Đông Dương về phía (>500m nước) 10. Michael B.W. Fyhn et all đông nam. Đứt gãy sông Hồng đổi hướng từ (2013) [12] lại đưa ra thêm những kết quả trượt bằng trái sang trượt bằng phải. Năm 2009, nghiên cứu mới của bể Phú Khánh như trầm nhóm tác giả Đan Mạch 10, 11 đã đánh giá lại tích vụn aluvi (alluvial – neritic siliciclastic) vai trò va chạm của mảng Ấn Độ váo Á Âu, đứt trầm tích vụn biển sâu (bathyal siliciclastic) và gãy trượt trái Ailaoshan – Sông Hồng với biên châu thổ basalt (basalt delta). Các đới tướng độ 1000 km, đứt gãy Mae Ping, mở Biển Đông trầm tích nói trên được xác định một cách ước trong Neogen và đứt gãy trượt bằng á kinh lệ trên mặt cắt địa chấn là không đúng với quy tuyến qua bể Phú Khánh và Nam Côn Sơn. luật phân bố các nhóm tướng theo mặt cắt từ Năm 2007, Trần Ngọc Toản và Nguyễn Hồng dưới lên và theo không gian từ rìa vào trung Minh 1 đã tổng kết lại quan điểm phân chia tâm bể. Trong Oligocen - Miocen bể Phú các yếu tố cấu trúc chính của bể Phú Khánh Khánh không có trầm tích biển sâu như các tác gồm: (1) Thềm Đà Nẵng; (2) Thềm Phan Rang; giả đã mô tả. Khái niệm châu thổ basalt không (3) Đới nâng Tri Tôn; (4) Trũng sâu Phú tồn tại trong địa chất.Nếu chỉ suy luận từ trường Khánh; (5) Đới cắt trượt Tuy Hòa. Tuy nhiên, sóng địa chấn là điều không thuyết phục. D. các đơn vị cấu trúc này thực chất là đơn vị cấu Savva, et al (2013) 13 đã phân tích và chứng trúc hiện tại được xác lập bắt đầu từ Pliocen minh hiện tượng nóng chảy vát mỏng vỏ lục địa đến nay. do manti trên và dâng cao bề mặt Moho của bể Gwang H. Lee, Joel s. Watkins, etal (1998) Phú Khánh. Đồng thời xuất hiện hệ thống đứt dựa trên các tập phản xạ địa chấn có đóng góp gãy listric thuộc phần trên của vỏ (upper crust) đáng ghi nhận là chia bể Phú Khánh ra 5 tập địa (hình 2). Kết quả nghiên cứu này đã thể hiện sự chấn – địa tầng: Eocen – Oligocen, Miocen tiến bộ về nhận thức đối với cơ chế địa động dưới, Miocen giữa, Miocen trên và Pleiocen – lực tạo các bể vùng nước sâu thềm lục địa Việt Đệ tứ. Tuy nhiên, việc phân chia này chỉ mới Nam. dựa trên cơ sở ranh giới các tập địa chấn mà Trần Nghi, et al (2013, 2014) 2, 14 đã xây chưa phân tích tướng trầm tích qua đặc điểm dựng bản đồ cấu trúc 3D của vỏ lục địa trước trường sóng địa chấn nên đường cong thay đổi Kainozoi và Kainozoi (hình 3) và đưa ra mô mực nước biển chưa có sức thuyết phục. hình đối xứng thắt cổ “chày” (hình 4) để mô tả Michael B.W Fyhn et al (2009) đã phân chia ra hiện tượng sụt lún lan tỏa mở rộng dần của các 3 đới tướng trầm tích từ ven rìa đến biển nông bể thứ cấp từ Oligocen sớm đến Miocen muộn của bể Phú Khánh gồm đới tướng aluvi và quạt do vỏ lục địa trước Kainozoi bị nóng chảy vát ngầm châu thổ (fan deltas), carbonat khối xây mỏng bởi các “chùm lưỡi” manti trên. Bề mặt (carbonate buildup) và carbonat dạng nền Moho dâng cao theo từng chu kỳ và tạo nên (carbonate platform). Việc phân chia đới tướng hiện tượng căng giãn làm xuất hiện khe nứt trầm tích này hết sức ước lệ mà không được xuyên sâu từ trầm tích Kainozoi xuống mái chứng minh bằng mẫu thạch học trầm tích. Trên manti làm kênh dẫn magma xuyên lên theo tuổi mặt cắt địa chấn hiện tại đã bị biến dạng qua khác nhau. Trần Nghi và nnk (2014, 2018) 15,
5. T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 75 16 đã đưa ra quan điểm sụt lún nhiệt không đá lục nguyên ít khoáng và đá carbonat thềm tách giãn là cơ chế kiến tạo cơ bản của bể Phú nông – vũng vịnh từ 16 – 5 triệu năm tương ứng Khánh. Đồng thời đã chia trầm tích kainozoi bể với giai đoạn sau tách giãn đáy Biển Đông; (3) Phú Khánh thành 6 phức tập (sequence) và 3 tổ Tổ hợp đá lục nguyên ít khoáng, đơn khoáng và hợp thạch kiến tạo: (1) Tổ hợp đá lục nguyên đa ám tiêu san hô tương ứng với giai đoạn tạo lớp 1 khoáng từ 32 – 16 triệu năm (E2 – N1 ) tương phủ thềm Pliocen – Đệ tứ (5 triệu năm đến nay) ứng với giai đoạn tách giãn đáy Biển Đông đặc 2, 14 - 17. trưng cho địa hào nội lục và ven rìa; (2) Tổ hợp Hình 2. Cấu trúc địa chất sâu của đới sụt lún trung tâm theo mặt cắt L09 của bể Phú Khánh có dạng đối xứng thắt cổ chày. Bề mặt Moho dâng cao, tại đó đáy bể trầm tích Kainozoi sụt lún sâu nhất (nguồn tài liệu: D. Savva et al, 2013) Hình 3. Sơ đồ khối cấu trúc bề mặt Moho khu vực bể Phú Khánh và các vùng lân cận (Trần Nghi, Nguyễn Duy Tuấn, Trần Thị Dung, 2014)
6. 76 T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 Hình 4. Bản đồ đẳng dày trầm tích Kanozoi bể Phú Khánh (Trần Nghi, Nguyễn Duy Tuấn, Trần Thị Dung, 2014) Tuy nhiên, những công trình nghiên cứu 2. Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu trên đây vẫn chưa làm sáng tỏ được đặc điểm cấu trúc của từng thời kỳ, lịch sử biến động cấu 2.1. Cơ sở tài liệu trúc và cơ chế kiến tạo – địa động lực để tạo nên bối cảnh kiến tạo của khu vực bể Phú Nghiên cứu lịch sử biến động cấu trúc địa Khánh- bị biến dạng mạnh mẽ theo chu kỳ từ chất Miocen bể Phú Khánh đã kế thừa kết quả Miocen đến nay trong mối quan hệ với sự đổi nghiên cứu và một khối lượng lớn tài liệu gốc hướng của đới tách giãn đáy Biển Đông. Nội và tài liệu trung gian các đề tài cấp nhà nước dung bài báo này sẽ giới thiệu đặc điểm các thuộc chương trình KC-09/06-10, KC-09/11-15 kiểu biến dạng và chu kỳ biến dạng trong và 2 đề tài cấp ngành hợp tác giữa Đại học Miocen trong mối quan hệ với chu kỳ kiến tạo. Quốc gia Hà Nội và Tập đoàn Dầu khí (HĐ số Chu kỳ đó được thể hiện qua 3 chu kỳ tướng 4053/HĐ-DKVNvà HĐ số 4053/HĐ-DKVN). trầm tích và tổ hợp thạch – kiến tạo: chu kỳ Các dạng tài liệu được chọn lọc và xử lý cho Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn. nội dung của bài báo như sau: Nói một cách khác nghiên cứu biến động cấu 1) Một số mặt cắt địa chấn gốc thu nổ đại trúc và lịch sử kiến tạo tập thể tác giả đã tiếp diện trên bể Phú Khánh được minh giải lại theo cận từ quan điểm hệ thống và mối quan hệ nhân quan điểm và phương pháp mới (Hình 1); – quả giữa tướng trầm tích, sự biến dạng của đá 2) Tài liệu trọng lực và bề mặt Moho của bể trầm tích và hoạt động các pha kiến tạo trong Phú Khánh được sử dụng để chồng chập đối Miocen bể Phú Khánh. chiếu với độ sâu đáy của trầm tích Kainozoi;
7. T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 77 3) Mẫu lát mỏng thạch học Miocen của bể t1i và t2i là chiều dài cánh nâng và cánh sụt Phú Khánh và các bể Nam Côn Sơn, Tư Chính - của đứt gãy thuận thứ i Vũng Mây được phân tích và luận giải mới theo n1ivà n2i chiều dài cánh nâng và cánh sụt của phương pháp phân tích tướng và địa tầng phân đứt gãy nghịch thứ i tập (Hình 15 đến hình 21). u1ivà u2i là chiều dài 2 cạnh bên của tam giác 2.2. Phương pháp nghiên cứu vẽ theo một nếp uốn thứ i c1i và c2i là chiều dài 2 cánh nâng và sụt của 1) Phương pháp luận 1 đứt gãy thuận cánh chúc (listrict) thứ i Trên cơ sở nhận thức về mối quan hệ nhân Đây là bước quan trọng nhất đối với việc tái quả giữa quá trình trầm tích, sự thay đổi mực hiện lại một bể trầm tích nguyên thủy để thành nước biển và chuyển động kiến tạo tư tưởng lập bản đồ cấu trúc địa chất qua các thời kỳ. chủ đạo đối với lịch sử phát triển địa chất bể (2) Bước 2: Thành lập bản đồ đẳng dày trầm Phú Khánh được tiếp cận từ 3 vấn đề: 1 2 tích nguyên thủy của 3 bể thứ cấp (N1 , N1 , 3 - Nghiên cứu lịch sử phát triển cấu trúc địa N1 ). chất bể Phú Khánh thực chất là nghiên cứu tiến Xưa nay các bản đồ đẳng dày của trầm tích hóa các bể thứ cấp Miocen sớm, Miocen giữa Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn và Miocen muộn trong mối quan hệ với hoạt được các tác giả thành lập dựa trên bề dày hiện động kiến tạo. tại, tức bề dày đã bị thay đổi so với bề dày - Tiến hóa các bể trầm tích thứ cấp theo chu nguyên thủy do hàng loạt các hoạt động biến kỳ. Chu kỳ được biểu thị bởi sự lặp đi lặp lại dạng như trên đã đề cập. Vì vậy, bản đồ đẳng của các phức hệ tướng trầm tích theochiều dày của 3 bể thứ cấp sẽ được thành lập trên cơ thẳng đứng. Ranh giới giữa các chu kỳ là bề sở các mặt cắt phục hồi của các bể thứ cấp là mặt gián đoạn trầm tích. bước tiếp theo sau khi thành lập các mặt cắt - Các bể thứ cấp trong Miocen đều bị biến phục hồi. dạng và tuân theo quy luật là bể càng cổ thì bị (3) Bước 3:Xác định khối nâng - khối sụt và biến dạng càng mạnh. Những hiện tượng biến biểu diễn đứt gãy đồng trầm tích lên bản đồ. dạng đặc trưng là: đứt gãy, uốn nếp, ép trồi - Phương pháp phân tích tổ hợp thạch kiến móng và hoạt động núi lửa làm thay đổi thế tạo: Giữa thành phần thạch học và hoạt động nằm ban đầu của các lớp đá trầm tích. kiến tạo có mối quan hệ nhân quả. Mỗi một loại 2) Phương pháp nghiên cứu: đá trầm tích là kết quả của một bối cảnh kiến - Phương pháp minh giải các kiểu biến dạng tạo tương ứng. Phương pháp phân tích quan hệ bể thứ cấp: (1) Biến dạng do sụt lún nhiệt; (2) giữa một nhóm thạch học và một bối cảnh kiến Biến dạng đứt gãy; (3) Biến dạng uốn nếp do tạo tương ứng gọi là phương pháp thạch-kiến nén ép; (4) Biến dạng do nâng trồi móng; (5) tạo. Theo nguyên tắc đó Trần Thị Dung và Trần Biến dạng do hoạt động núi lửa. Nghi (2018) [16] đã xây dựng được 3 tổ hợp thạch kiến tạo cho các bể Kainozoi vùng nước - Phương pháp thành lập bản đồ cấu trúc của sâu thềm lục địa Việt Nam như sau: bể thứ cấp gồm các bước: (1) Tổ hợp phức hệ tướng trầm tích lục (1) Bước 1: Phục hồi mặt cắt bể thứ cấp theo nguyên lục địa đa khoáng chọn lọc, mài tròn công thức Trần Nghi (2013, 2014) [2, 15] như kém đặc trưng cho bối cảnh địa hào lục địa tuổi sau: Eocen-Oligocen đến Miocen sớm (35-16 triệu 푛 푛 Lnt = ∑푖=1(푡1푖 + 푡2푖) + ∑푖=1(푛1푖 + 푛2푖) + năm BP) (giai đoạn đầu rift); 푛 푛 ∑푖=1( 1푖 + 2푖) + ∑푖=1( 1푖 + 2푖) (2) Tổ hợp phức hệ tướng lục nguyên ít Trong đó: khoáng và carbonat ám tiêu đặc trưng cho bối
8. 78 T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 cảnh kiến tạo bình ổn có chu kỳ kéo dài từ mt/amr: Tướng châu thổ ngầm (amr) xen kẽ Miocen giữa đến Miocen muộn; tướng biển dâng (mt) (rising sea level); (3) Tổ hợp phức hệ tướng lục nguyên ít amr/mt: Tướng biển biển tiến (mt) xen kẽ khoáng và carbonat đặc trưng cho 2 bối cảnh tướng châu thổ ngầm (amr). kiến tạo bị phân dị: Bối cảnh tạo thềm lục địa rộng lớn trong Pliocen và bối cảnh kiến tạo phân dị tạo thềm và sườn lục địa hiện đại. 2. Kết quả nghiên cứu - Phương pháp tích hợp giữa cộng sinh 2.1. Bối cảnh địa chất hiện tại của bể Phú tướng và địa tầng phân tập. Giữa tướng trầm Khánh tích và các miền hệ thống có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Mỗi một bối cảnh địa hình 1) Phân tầng cấu trúc sâu của bể Phú nguyên thủy và một miền hệ thống trầm tích Khánh được đặc trưng bởi một tổ hợp cộng sinh tướng Theo phương thẳng đứng mặt cắt cấu trúc nhất định. Vì vậy, nguyên tắc thành lập bản đồ địa chất của bể Phú Khánh có dạng đối xứng tướng đá - cổ địa lý là phải dựa trên bản đồ cấu thắt cổ chày. Tại khu vực trung tâm của đới sụt trúc địa chất nguyên thủy và miền hệ thống lún bề dày trầm tích Kainozoi thay đổi từ 10- trầm tích được Trần Nghi (2014) tích hợp thành 12km. Tại đó đáy bể Kainozoi võng xuống còn 3 công thức: bề mặt Moho lại dâng cao. Hình dáng cấu trúc (1) Miền hệ thống trầm tích biển thấp: đối xứng này là bằng chứng của quá trình nóng LST (Tướng lục địa + tướng chuyển tiếp + chảy đáy của vỏ lục địa trước Kainozoi do hoạt tướng biển) = ar + (amr + mt/amr) động đối lưu của lưỡi manti. Tại trung tâm của (2) Miền hệ thống trầm tích biển tiến: lưỡi manti vỏ lục địa bịvát mỏng và tiêu biến TST(Tướng biển + tướng chuyển tiếp + vào mái manti mạnh mẽ nhất. Khối lượng vỏ tướng lục địa) = (mr/mt + amr/mt + mt) + amt + lục địa bị vát mỏng đến đâu lập tức được bề mặt at Moho dâng cao áp sát đến đó. Tuy nhiên, cho đến thời gian hiện tại vỏ lục địa trước Kainozoi (3) Miền hệ thống trầm tích biển cao: vẫn còn giữ được bề dày 8-10km (hình 4). HST (Tướng lục địa + tướng chuyển tiếp + tướng biển) = ah + amh + (mt/amh + mt/mh) 2) Bình đồ cấu trúc địa chất hiện tại của bể Trong đó : Phú Khánh gồm 5 đới chính: (1) Đới I: đới ar: Tướng aluvi thuộc miền hệ thống trầm thềm trong (gồm thềm Đà Nẵng và thềm Phan tích biển thấp (a - alluvial; r- regressive); Rang), đới nâng yếu, phân bố ở rìa tây giáp với at: Tướng aluvi thuộc miền hệ thống trầm phần đất liền có độ sâu 0-200m nước. Đới này tích biển tiến (a-alluvial, t- transgressive); có cấu trúc thềm điển hình chưa bị biến dạng, ah: Tướng aluvi thuộc miền hệ thống trầm địa hình nghiêng thoải về phía đông, cấu tạo các tích biển cao (a-Tướng alluvi, h-highstand đá trầm tích Kainozoi còn giữ nguyên dạng systems tract); phân kỳ và nêm tăng trưởng của châu thổ ngầm; (2) Đới II: đới chuyển tiếp rìa trong. Từ thềm amr: Tướng sông - biển thuộc miền hệ thống trong ra đới trung tâm có dạng địa hình sụt bậc trầm tích biển thấp (am- delta; r - regressive) thang do tác động của hệ thống đứt gãy phương amt: Tướng sông - biển thuộc miền hệ thống kinh tuyến 109-110oE xảy ra từ Miocen muộn trầm tích biển tiến (am- estuary; t - đến nay. Độ sâu thay đổi từ 200-500m nước. transgressive); Đây là đới phá hủy kiến tạo, đất đá Miocen bị amh: Tướng sông - biển thuộc miền hệ biến dạng bởi 2 nguồn lực: (a) Sụt lún nhiệt thống trầm tích biển cao (am - delta; h - trung tâm;(b) Đứt gãy trượt bằng phải sụt bậc highstand); thang. Bề mặt đứt gãy là những mặt trượt
9. T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 79 nghiêng về phía đông 60-70o; (3) Đới III: Đới tích Kainozoi lớn nhất của đới sụt lún trung tâm sụt lún trung tâm (trũng Phú Yên), hiện tại nằm đạt tới khoảng 10 km. Tại đây ranh giới đáy ở độ sâu từ 500-2000 m nước. Đới có hình tam trầm tích Kainozoi và bề mặt Moho có dạng đối giác, cạnh đáy chạy song song với đới đứt gãy xứng thắt cổ chày (hình 2. Mặt cắt địa chấn 109-110oE, một cạnh bên chạy song song với tuyến L09 của D. Savva đã minh giải lại). Hiện phương tách giãn đáy Biển Đông, cạnh bên còn tượng này xảy ra ở giai đoạn đầu của chu kỳ lại chạy theo phương á vĩ tuyến. Bề dày trầm Wilson (2003). Hình 5. Mô hình đối xứng thắt cổ chày cấu trúc sâu bể Phú Khánh khu vực sụt lún trung tâm theo mặt cắt L08. Hình 6. Sơ đồ biểu diễn cơ chế hình thành đứt gãy listric (thuận cánh chúc): Sự phối hợp các nguồn lực: Vỏ lục địa trước Kz bị nóng chảy vát mỏng tạo bể thứ cấp sụt lún; Bề mặt Moho dâng cao tạo lực căng giãn; Xuất hiện các đứt gãy có bề mặt đứt gãy cong lõm hướng vào tâm bể. 1- giai đoạn sụt lún đầu tiên, bể trầm tích thứ cấp có thế nằm nằm ngang 2- bể thứ cấp đầu tiên bị biến dạng bởi đứt gãy listric
10. 80 T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 Trần Nghi (2013) gọi đây là hiện tượng sụt - Phân loại đứt gãy lún nhiệt [2]. Lưỡi nhiệt manti đã làm nóng Hoạt động đứt gãy là hiện tượng biến dạng chảy vát mỏng và tiêu biến từng phần vỏ lục địa phổ biến nhất của các bể trầm tích Kainozoi trước Kainozoi. Kết quả bề mặt Moho dâng cao vùng nước sâu trên thềm lục địa Việt Nam. và bề mặt vỏ lục địa sụt lún xuống tạo bồn Riêng bể Phú Khánh đã có nhiều công trình trũng và kéo theo quá trình lắng đọng đền bù nghiên cứu và quan điểm phân loại đứt gãy trầm tích. Đến đây có 2 câu hỏi được đặt ra như khác nhau nhằm phục vụ cho mục tiêu riêng sau: (1) Tại sao trầm tích lục nguyên tướng biển của mìnhtrong bối cảnh chưa có một hệ thống nông tuổi Pliocen ở đới trung tâm hiện tại lại tiêu chí phân loại và quan điểm thống nhất [1, nằm ở biển sâu? (2) Đã có ý kiến cho rằng trầm 3, 14, 15]. Bài báo này sẽ trình bày quan điểm tích Miocen được thành tạo ở môi trường biển riêng của tác giả nhằm mục tđích là làm sáng tỏ sâu. Điều đó đúng hay sai? Đáp án của các câu cơ chế địa động lực và vai trò các đứt gãy trong hỏi trên đây chắc chắn phải do các nhà địa chất lịch sử hình thành và phát triển các bể trầm tích trầm tích trả lời. Nội dung bài báo này sẽ trả lời Miocen của bể Phú Khánh. Trên cơ sở minh thỏa đáng 2 câu hỏi nói trên; Đới IV: Đới nâng giải định lượng hàng loạt các đứt gãy trênmặt ngoài (đới nâng Khánh Hòa) có độ sâu thay đổi cắt địa chấn và phân tích mối quan hệ nhân quả từ 2500-3500m nước. Địa hình tương tự một giữa hình thái hình học của chúng với cơ chế dãy núi ngầm phân dị phức tạp được hình thành sinh thành có thể phân loại đứt gãy làm 3 cấp : từ Miocen muộn đến nay. Trầm tích Pliocen có Đứt gãy cấp I là đứt gãy thuận đồng trầm tích, mặt trong hầu hết các hẻm giữa núi song có độ đóng vai trò tạo bể thứ cấp; Đứt gãy cấp II là sâu thấp dần khi đi từ trung tâm của đới nâng đứt gãy sau trầm tích, là đứt gãy phá hủy toàn đến trung tâm đới tách giản Biển Đông; Đới V: bộ các lớp đá của một bể thứ cấp. Đứt gãy cấp Đới phá hủy xiết ép Tuy Hòa phân bố theo II có thể xuyên qua 2 hoặc 3 bể thứ cấp do phát o hướng tây bắc - đông nam 120 (hình 7, 8, 9). triển kế thừa và xuyên kỳ; Đứt gãy cấp III là đứt gãy nhánh của đứt gãy cấp II, thường phát 2.2. Các kiểu biến dạng điển hình triển trong phạm vi nội bộ một bể thứ cấp. 1) Biến dạng đứt gãy Hình 7. Mặt cắt địa chấn tuyến L01 bể Phú Khánh chỉ ra 5 kiểu biến dạng: Đới I- Đứt gãy thuận đồng trầm tích; Đới II- Đứt gãy trượt bằng – thuận sụt lún; Đới III- Sụt lún oằn võng do nén ép; Đới IV- Nâng trồi do hoạt động núi lửa trẻ (N2-Q); Đới V- Đới cấu trúc Domino do bị nén ép
11. T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 81 Hình 8. Bản đồ cấu trúc địa chất Đệ Tứ bể Phú Khánh.
12. 82 T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 - Phân tích các cấp và kiểu đứt gãy đột ngột từ rìa ra trung tâm; và (2)Tại vị trí tăng Đứt gãy cấp I (đứt gãy thuận đồng trầm bề dày trầm tích đột ngột của bể thứ cấp thì ở tích) sinh thành đồng thời với quá trình sụt lún tầng móngcủa bể thứ cấp này chúng lại đóng nhiệt. Chúng phân bố thành 2 hệ thống đối vai trò là đứt gãy sau trầm tích (Hình 9). xứng nằm 2 bên rìa và hướng vào trung tâm của Đứt gãy cấp II (đứt gãy sau trầm tích) được các địa hào (giai đoạn đầu của rift). Hệ thống thể hiện trong bể Phú Khánh hết sức phong phú đứt gãy nàycó thể thấy rõ 2 bên rìa của các bể và đa dạng gồm 4 kiểu: đứt gãy trượt bằng, đứt thứ cấp Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen gãy nghịch, đứt gãy listrict (đứt gãy thuận cánh muộn của đới sụt lún trung tâm (đới III) với 2 chúc) và đứt gãy trượt bằng - xoay. dấu hiệu nhận biết là: (1) Bề dày trầm tích tăng Hình 9. Mặt cắt địa chấn tuyến L06 bể Phú Khánh chỉ ra 4 đới cấu trúc: Đới I- Thềm trong (thềm Đà nẵng); Đới II- Đới đứt gãy kép xiết trượt Tuy Hòa (đứt gãy trượt bằng và đứt gãy thuận cánh chúc); Đới III- Đới sụt lún trung tâm; Đới IV- Đới nâng ngoài. (1) Đứt gãy trượt bằng điển hình nhất là đứt (2) Đới đứt gãy trượt bằng và đứt gãy gãy trượt bằng phải đồng thời với sụt bậc thang thuận đồng trầm tích xảy ra đồng thờiquá trình tạo nên một đới phá hủy theo hướng kinh tuyến sụt lún nhiệt tạo nên một địa hào bất đối xứng và lan rộng từ kinh tuyến 109o đến 110oE và các phát triển thành một đới rộng từ Khánh Hòa đến mặt trượtnghiêng một góc từ 45-60ovề phía Bình Thuận theo hướng tây bắc - đông namcó đông trong khoảng độ sâu 200-500m nước. tên gọi là đới xiết trượt Tuy Hòa (Hình 9, 10). Trên các tuyến địa chấn thu nổ theo phương á (3) Đứt gãy listrict (đứt gãy thuận cánh vĩ tuyến cắt qua đới đứt gãy phá hủy nói trên chúc) phân bố ở rìa phía đông và tây của trũng (Hình 10) các trường sóng địa chấn bị vò nhàu, trung tâm, hai bên cánh của đới cấu trúc Tuy đứt đoạn và nghiêng về phía đông. Trên mặt Hòa do 2 nguồn lực sụt lún nhiệt và căng giãn trượt của các đứt gãy còn giữ lại khá nhiều khối ven rìa do lực ép trồi của mặt Moho (Hình 2, 9, trượt nằm ở sườn và chân sườn. Trầm tích 10); Pliocen ở thềm ngoài thuộc tướng lục nguyên (4) Đứt gãy trượt bằng - xoay hay “trôi- biển nông ven bờ song hiện tại nằm ở độ sâu trượt” đã làm biến dạng và chia cắt các bể thứ trên 500m là bằng chứng của biên độ sụt bậc rất cấp Oligocen, Miocen sớm và Miocen giữa lớn trong Đệ Tứ. Nghĩa là hệ thống đứt gãy phá thành các “mảnh” như “giả bán địa hào và giả hủy này vẫn đang hoạt động. Mặt khác, sự dịch địa lũy”. Ranh giới các địa khối này chính là bề chuyển từ bắc xuống nam của cánh phía đông mặt đứt gãy có dạng cong lõm hướng vào nhau (thềm ngoài) là nguyên nhân bẻ gãy đuôi của và bất đối xứng (Mặt cắt L12(D. Savva,2013) trục tách giãn đáy Biển Đông từ phương á vĩ đã được minh giải lại – hình 11). tuyến (trước 16 triệu năm) chuyển thành phương đông bắc -tây nam hiện tại.
13. T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 83 Hình 10. Mặt cắt địa chấn tuyến L03 bể Phú Khánh chỉ ra 3 đới cấu trúc: Đới I- Cấu tạo tỏa tia do đứt gãy đồng trầm tích; Đới II- Đới chuyển tiếp, đứt gãy thuận sụt bậc và trượt bằng; Đới III- Đới sụt lún Đệ Tứ. Hình 11. Các đứt gãy trượt bằng – xoay được minh giải trên tuyến L12 [13]. Đứt gãy cấp III là nhánh của đứt gãy cấp II phương thẳng đứng chỉ phát triển trong giới hạn có dạng như cành cây hướng vào trung tâm của của một bể thứ cấp và theo không gian thường đới sụt lún (Hình 9). Đứt gãy cấp III theo
14. 84 T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 phát triển trong quy mô của một cấu trúc trúc Phân tầng cấu trúc theo chu kỳ trầm tích: địa chất. Trong Miocen có 3 tầng cấu trúc ứng với 3 2) Biến dạng sụt lúnthường tạo nên các oằn chu kỳ trầm tích cơ bản: (1) Tầng cấu trúc võng ở trung tâm của sụt lún nhiệt (Mặt cắt Miocen sớm được đặc trưng bởi tổ hợp thạch CSL07-10). Tuy nhiên, bể Phú Khánh còn xuất kiến tạo lục nguyên đa khoáng lấp đầy địa hào; hiện nhiều biến dạng oằn võng có quy mô nhỏ (2) Tầng cấu trúc Miocen giữa được đặc trưng do có sự xen kẽ giữa các khối sụt và khối nâng bởi 2 tổ hợp thạch kiến tạo lục nguyên ít địa phương (Hình 9). khoáng và carbonat vũng vịnh thềm;(3) Tầng 3) Các bề mặt bất chỉnh hợp các bể thứ cấp cấu trúc Miocen muộn được đặc trưng bởi tổ do nén ép, nâng trồi và bào mòn hợp thạch kiến tạo lục nguyên và carbonat vụn sinh vật (hình 12). Trong tất cả các mặt cắt địa chấn trong khu vực bể Phú Khánh đều thể hiện rõ ba bể thứ cấp 2.4. Chu kỳ trầm tích và lịch sử biến đổi cấu Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn có trúc địa chất 3 bề mặt bất chỉnh hợp và cũng là 3 bề mặt bào mòn đóng vai trò ranh giới giữa các bể thứ cấp: Mỗi chu kỳ trầm tích đều xảy ra 2 giai đoạn Ranh giới bào mòn bất chỉnh hợp góc giữa phát triển địa chất: (1) Sụt lún, lấp đầy vật liệu 2 1 Miocen giữa và Miocen sớm (N1 /N1 ); Ranh trầm tích và biến trầm tích bở rời thành đá trầm giới bào mòn bất chỉnh hợp địa tầng giữa tích (diagenesis); (2) Nén ép, nâng trồi và bào 3 2 Miocen giữa và Miocen muộn (N1 /N1 ); Ranh mòn tạo ranh giới bất chỉnh hợp giữa các bể giới bào mòn bất chỉnh hợp góc giữa Pliocen- thứ cấp. 3 Đệ Tứ và Miocen muộn (N2-Q/N1 ) (Hình 7, 9, Trên mặt cắt phục hồi của bể thứ cấp 10). Miocen sớm đã tái hiện địa hình của đáy bể 4) Biến dạng do hoạt động núi lửa trầm tích trong suốt thời gian sụt lún kiến tạo và Hoạt động núi lửa thường xảy ra tại những hoàn thành quá trình lắng đọng đền bù trầm tích vị trí xung yếu, nơi đó vỏ lục địa trước (hình 13). Trên mặt cắt phục hồi, bản đồ đẳng Kainozoi bị nóng chảy vát mỏng, bề mặt Moho dày trầm tích và bản đồ cấu trúc địa chất đã chỉ dâng cao, xuất hiện một hệ thống khe nứt có ra nguyên trạng của bể trầm tích thứ cấp sau khi phương thẳng đứng do căng giãn xuyên cắt vào kết thúc giai đoạn sụt lún (hình 14). các đá trầm tích Kainozoi đóng vai trò kênh dẫn Mỗi một bể thứ cấp có 2 bối cảnh địa magma. Nếu ở quy mô nhỏ sẽ tạo nên các thể chất khác nhau cấu thành một chu kỳ hoạt động đá mạch, tuy nhiên khi ở quy mô lớn sẽ xảy ra kiến tạo: (1) Bối cảnh cấu trúc địa chất nguyên các hoạt động phun trào núi lửa mạnh mẽ hơn thủy đã phục hồi (hình 14) và (2) Bối cảnh cấu xuyên qua các lớp đá trầmtích. Các hoạt động trúc địa chất đã trải qua quá trình biến dạng núi lửa trẻ tuổi Pliocen - Đệ Tứ tạo nên các núi (hình 9, 10). Trong giai đoạn đầu và gần cuối lửa đơn độc (sea mount)trên đáy biển. Mặt cắt Miocen sớm thế nằm các đá trầm tích còn nằm tuyến L01 thấy rõ một núi lửa xuyên qua cả ngang chưa bị biến dạng. Cấu trúc địa chất của trầm tích Pliocen và làm biến dạng tất cả các bể Phú Khánh gồm 3 đới: (1) Đới nâng rộng lớn lớp đá trầm tích có tuổi từ Oligocen đến nhất phân bố ở rìa phía tây của bể; (2) Đới nâng Pliocen. Núi lửa này đã làm oằn võng các lớp yếu kéo dài theo phương đông bắc tây nam, đá trầm tích gây nên sự nhầm lẫn về tướng trầm phân bố ở phía đông đông nam của bể; (3) Đới tích hồ. Đồng thời, tạo nên một đới phá hủy giả sụt lún mạnh phân bố ở khu vực trung tâm bể kề áp (onlap) tiếp xúc giữa đá trầm tích và sườn (hình 14). Vật liệu trầm tíchđược cung cấp chủ các thể núi lửa (Hình 7). yếu là từ khối nâng ở phía tây và khối nâng dạng tuyến ở phía đông đông nam đóng vai trò 2.3. Lịch sử biển đổi cấu trúc địa chất qua mỗi là miền xâm thực. Thành phân trầm tích chủ thời kỳ yếu là lục nguyên (cát kết đa khoáng, bột kết và
15. T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 85 sét kết) lắng đọng ở các môi trường aluvi, châu lục nguyên do các dòng sông mang đến từ lục thổ và biển nông (Hình21). địa và các khối nâng dưới dạng đảo và quần đảo Đến giai đoạn cuối Miocen sớm-đầu Miocen (Hình 20) và (2) Các quần đảo ngầm thuận lợi giữa xuất hiện pha nghịch đảo kiến tạo mạnh cho sự phát triển rực rỡ các ám tiêu san hô mẽ tương ứng với pha kết thúc tách giãn đáy (Hình19). Các thủy vực giữa các đảo nổi và đảo Biển Đông (16 triệu năm). Bể thứ cấp Miocen ngầm này chính là các vũng vịnh có chế độ khử sớm bị biến dạng bởi đứt gãy trượt bằng và đứt và độ kiềm cao (Eh≤ 0, pH ≥ 8,5) thuận lợi cho gãy listrict. Đặc biệt bị biến dạng do hoạt động quá trình thành tạo tướng sét vôi-đolomit giàu núi lửa trẻ, uốn nếp, nâng trồi bào mòn và tạo sinh vật đặc trưng cho môi trường vũng vịnh nên bất chỉnh hợp góc giữa Miocen sớm và như foraminifera, Bryozoa (Hình 17, 18). Các Miocen giữa. mặt cắt phục hồi của bể thứ cấp Miocen giữa, bản đồ đẳng dày trầm tích nguyên thủy và bản Giai đoạn đầu Miocen giữa bắt đầu pha sụt đồ cấu trúc địa chất (Hình 13, 22) đã hiển lún mới với tốc độ chậm chạp nhưng khuôn thịmột bức tranh sinh động và đa dạng về tướng viên của bể Phú Khánh được mở rộng hơn. Giai trầm tích với sựphát triển 2 tổ hợp thạch- kiến đoạn này pha biển tiến toàn cầu cũng đồng thời tạo là lục nguyên ít khoáng và carbonat sinh vật xảy ra đã nhấn chìm địa hình bị phân dị mạnh trong bối cảnh kiến tạo tương đối bình ổn trong của đáy bể xuống một độ sâu không lớn nhưng một giai đoạn khá lâu dài. diện tích được mở rộng đã tạo nên 2 kiểu thủy vực tiêu biểu: (1) Thủy vực lắng đọng trầm tích Hình 12.Cột địa tầng tổng hợp bể Phú Khánh [1-3]
16. 86 T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 Đới sụt lún trung Đới nâng ngoài tâm Hình 13. Mặt cắt phục hồi tuyến L08 bể Phú Khánh.
17. T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 87 Hình 14. Bản đồ cấu trúc Miocen sớm bể Phú Khánh. Cuối giai đoạn Miocen giữa - đầu Miocen núi lửa trẻ, uốn nếp, nâng trồi và bào mòn tạo muộn pha nghịch đảo kiến tạo mới lại xuất nên bề mặt bất chỉnh hợp địa tầng giữa Miocen hiện. Các đá trầm tích Miocen giữa bị biến dạng giữa và Miocen muộn. bởi quá trình đứt gãy sau trầm tích, hoạt động
18. 88 T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 Hình 15. LKP94-2X; 1014m; N+; x40. Đá vôi vụn sinh vật chứa bitum, mảnh vụn thạch anh, mảnh vụn Hình 16. Đá vôi chứa cát, bitum và vụn sinh vật, môi 3 - sinh vật mài tròn cạnh bao gồm san hô, vỏ molusca và trường vũng vịnh nông, mẫu ở độ sâu 1160 m; N1 ; N foram bảo tồn tốt. Mảnh vụn tha sinh lục nguyên gồm ; x 125; GK PV 94-2X (Luận giải theo lát mỏng của thạch anh, mảnh đá, mài tròn từ trung bình đến tốt. VPI) 3 Môi trường vũng vịnh (mt TST), N1 (Luận giải theo lát mỏng của VPI) 2 + Hình 17. Mẫu đá vôi sinh vật (foram); GK TH-1X; độ sâu 2255,50m; tuổi N1 ; N . 2 Hình 18. Mẫu đá vôi sinh vật (Bryozoa); GK TH-1X; độ sâu 2283,00m; tuổi N1 ; N+.
19. T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 89 2 Hình 19. Mẫu đá vôi ám tiêu; GK TH-1X; độ sâu 2453,00m; tuổi N1 ; N+. 2 + Hình 20. Mẫu cát kết hạt thô; GK TH-1X; độ sâu 2485,50m; tuổi N1 ; N ; môi trường lục nguyên (Luận giải theo lát mỏng của VPI). 1 + Hình 21. Mẫu đá cát kết hạt mịn; GK TH-1X; độ sâu 2546m; tuổi N1 ; N ; Môi trường lục nguyên (Luận giải theo lát mỏng của VPI).
20. 90 T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 Quá trình sụt lún trong Miocen muộn diễn ra Molusca ) (Hình 15, 16). Thành phần vụn sinh trên một không gian rộng lớn khiến cho bể thứ vật này và phản xạ trắng của mặt cắt địa chấn là cấp Miocen muộn có khuôn viên rộng hơn bể minh chứng sinh động nhất cho một bối cảnh thứ cấp Miocen giữa (hình 23). Đây là quy luật địa chất Miocen muộn của bể Phú Khánh nói tiến hóa các bể trầm tích thứ cấp theo chu kỳ riêng và khu vực nước sâu thềm lục địa Việt sụt lún- mở rộng chứ không phải là sụt lún - Nam nói chung. Các ám tiêu san hô phát triển tách giãn. Trong các mặt cắt địa chấn thấy rõ bể rực rỡ trong Miocen giữa bị nâng lên khỏi mặt thứ cấp Miocen muộn các trường sóng có phản nước vào đầu Miocen muộn đã biến thành vùng xạ trắng đặc trưng (hình 9). Điều đó được giải xâm thực cung cấp vật liệu vụn sinh vật cho các thích bởi thành phần trầm tích lục nguyên chứa thủy vực dạng đẳng thước vũng vịnh nông nằm một hàm lượng lớn vật liệu vụn sinh vật (mảnh xen kẽ với các khối xâm thực nói trên. vụn san hô, foraminifera, vỏ động vật Hình 22. Bản đồ cấu trúc Miocen giữa bể Phú Khánh.
21. T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 91 Hình 23. Bản đồ cấu trúc Miocen muộn bể Phú Khánh. 3. Một số ý kiến thảo luận sụt lún do nhiệt của manti và hệ thống đứt gãy phương kinh tuyến 109o-110oE. Theo kết quả 1 2 3 1) Nghiên cứu lịch sử biến đổi cấu trúc địa hồi phục các mặt cắt 3 bể thứ cấp N1 , N1 , N1 chất Miocen và mở rộng tầm nhìn đến Pliocen - thì hệ thống đứt gãy nói trên bắt đầu hoạt động 3 Đệ Tứ của bể Phú Khánh sẽ nổi lên 2 vấn đề hết từ N1 và hoạt động mạnh mẽ nhất là vào cuối sức lý thú cần phải được tiếp tục nghiên cứu để Pliocen đến nay. làm sáng tỏ: (1) Bể Phú Khánh bị nhấn chìm 2) Các chu kỳ trầm tích Oligocen sớm, xuống vùng nước sâu chủ yếu xảy ra trong cuối Oligocen muộn và Miocen sớm tương đồng với Pliocen đến nay liên quan đến 2 nguồn lực là 3 chu kỳ tách giãn đáy Biển Đông từ 32-26, 26-
22. 92 T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 21 và 21- 16 triệu năm. Vậy còn 2 chu kỳ trầm hoạt động biến dạng kép xảy ra trong các giai tích nữa trong Miocen là chu kỳ Miocen giữa đoạn trẻ về sau. Theo quy luật đó bể trầm tích và Miocen muộn liên quan đến cơ chế và nguồn thứ cấp càng cổ sẽ bị biến dạng càng mạnh. lực nào khi tách giãn đáy Biển Đông đã chấm Hiện tượng các đá trầm tích bị chia cắt thành dứt? Điều đó chứng tỏ nguyên nhân sâu xa là từng mảnh có dạng giả bán địa hào hai mặt đứt liên quan đến chu kỳ năng lượng của manti? gãy cong lõm hướng vào nhau là hậu quả của 3) Hiện tượng chuyển hướng đuôi của trục đứt gãy sau trầm tích dưới tác động đồng thời 2 tách giãn đáy Biển Đông từ phương á vĩ tuyến nguồn lực trượt bằng và xoay. Đứt gãy này chắc (trước 16 triệu năm) thành phương đông bắc tây chắn xảy ra trong pha kiến tạo hình thành bể nam (hiện tại) và hệ thống đứt gãy trượt bằng thứ cấp mới. phải 109o-110oE có thể liên quan đến cùng một 4. Sự biến đổi thành phần thạch học và môi nguyên nhân là do dòng đối lưu manti chuyển trường trầm tích đều liên quan chặt chẽ với hoạt động vòng cung theo hướng ngược chiều kim động kiến tạo. Trầm tích Miocen sớm có thành đồng hồ? Đồng thời đây cũng là nguyên nhân phần lục nguyên đa khoáng là liên quan đến tạo ra các đứt gãy trượt bằng - xoay và các bể miền xâm thực ở phía tây của bể và các khối trầm tích “di động” theo mô hình của một nửa nâng tuổi Oligocen có thành phần thuần túy lục quạt giấy có đuôi cố định nằm ở điểm cuối của nguyên. Sự phát triển đa dạng vừa có mặt trầm đoạn tách giãn theo phương á vĩ tuyến. tích lục nguyên vừa ám tiêu san hô và đá vôi sinh vật trong Miocen giữa đã chứng minh cho sự phân dị mạnh mẽ đáy bể trầm tích trước giai 4. Kết luận đoạn sụt lún để tạo ra các thủy vực vũng vịnh và quần đảo ám tiêu san hô xen kẽ. 1. Theo phương thẳng đứng trầm tích 5. Sự có mặt của trầm tích lục nguyên chứa Miocen có 3 chu kỳ. Mỗi chu kỳ bị khống chế phong phú vụn sinh vậtcủa bể thứ cấp Miocen bởi 2 pha kiến tạo: (1) Pha sụt lún nhiệt tạo bể muộn đã lý giải cho trường sóng phản xạ trắng đồng thời lấp đầy trầm tích và tác dụng thành trong các mặt cắt địa chấn. Đây là sản phẩm đá biến trầm tích bở rời thành đá trầm tích; (2) bào mòn phong hóa cơ học của các khối nâng Pha nghịch đảo kiến tạo xảy ra các hoạt động ám tiêu san hô tuổi Miocen giữa mang xuống biến dạng đứt gãy, nén ép, uốn nếp, hoạt động lắng đọng các thủy vực vũng vịnh nông ở lân núi lửa, nâng trồi và bào mòn tạo nên các ranh cận. giới bất chỉnh hợp góc (giữa Miocen giữa và Miocen sớm) và bất chỉnh hợp địa tầng (giữa Miocen muộn và Miocen giữa). Lời cảm ơn 2. Theo không gian mỗi bể thứ cấp nguyên thủy đều có sự phân dị đan xen giữa các khối Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường Đại nâng và các khối sụt. Tuy nhiên, các khối nâng học Khoa học Tự nhiên trong đề tài mã số chỉ mang tính chất tương đối vàtạm thời trong TN.18.17, sự tạo điều kiện của Bộ Khoa học và phông chung là sụt lún thống trị do nhiệt manti Công nghệ, Tập đoàn dầu khí Việt Nam đã cho làm nóng chảy vát mỏng vỏ lục địa trước phép sử dụng, xử lý nguồn tài liệu của các đề Kanozoi. Ranh giới giữa các khối sụt và khối tài KC-09/11-15, các đề tài cấp ngành hợp tác nâng liên tục thay đổi tuy nhiên diện tích các giữa Trường Đại học Khoa học Tự nhiên và khối sụt tạo nên bồn trũng trung tâm được mở Tập đoàn dầu khí (NCKH03/2014, rộng dần từ Miocen sớm đến Miocen muộn NCKH04/2014). Nhân dịp này tập thể tác giả theo nguyên lý “sụt lún lan tỏa”. bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ quý 3. Hoạt động biến dạng các đá trầm tích của báu đó. mỗi bể thứ cấp không chỉ xảy ra trong pha nghịch đảo kiến tạo của bể đó mà còn do các
23. T.T. Dung et al. / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 71-93 93 Tài liệu tham khảo offshore central Vietnam, Marien and Petroleum geology. 268 (2009) 1-24. [1] Nguyễn Hiệp, Địa chất và tài nguyên dầu khí Việt [11] Fyhn, M.B.W., Boldreel, L.O., Nielsen, L.H., Nam, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Geological development of the Central and South Nội, 2007. Vietnamese margin: Implications for the [2] Trần Nghi (Chủ trì), Báo cáo tổng kết đề tài cấp establishment of the South China Sea, ngành Nghiên cứu cơ chế kiến tạo hình thành các Indochinese escape tectonics and Cenozoic bể trầm tích vùng nước sâu Nam Biển Đông và volcanism, Tectonophysics. 478 (2009) 184-214. mối liên quan đến triển vọng Dầu Khí, Tập đoàn [12] Michael B.W. Fyhna,, Lars O. Boldreel, Lars H. dầu khí Việt Nam, Hà Nội, 2013. Nielsen, Tran C. Giang, Le H. Nga, Nguyen T.M. [3] Chu Văn Ngợi (Chủ trì), Báo cáo tổng kết đề tài Hong, Nguyen D. Nguyen and Ioannis Abatzis, cấp nhà nước Nghiên cứu kiến tạo - địa động lực, Carbonate platform growth and demise offshore cơ chế hình thành và phát triển các bể Kainozoi Central Vietnam: Effects of Early Miocene Phú Khánh, Nam Côn Sơn, Tư Chính - Vũng Mây transgression and subsequent onshore uplift. dưới ảnh hưởng của tách giãn biển Đông và bối Journal of Asian Earth Sciences. 76 (2013) 152- cảnh kiến tạo - địa động lực các vùng kế cận, phục 168. vụ điều tra, đánh giá tiềm năng khoáng sản, dầu [13] Savva, D., Meresse, F., Pubellier, M., Chamot- khí, mã số: KC 09.20/11-15, Trường Đại học Rooke, N., Lavier, L., Po, K. Wong, Franke, D., Khoa học Tự nhiên, Hà Nội, 2015. Steuer, S., Sapin, F., Auxietre, J.L., Lamy, G., [4] Briais A., et al, Updated interpretation of Seismic evidence of hyper-stretched crust and magnetic anomalies and seafloor spreading stages mantle exhumation offshore Vietnam, in the South China Sea: implications for Tertiary Tectonophysics. 608 (2013) 72-83. tectonics of SE Asia. Journal Geophys. Res. 98 10.1016/j.tecto.2013.07.010. (1993) 6299-6328. [14] Trần Nghi, Trần Hữu Thân, Chu Văn Ngợi, Đinh [5] Longley Ian. M., The Tectonostratigraphic Xuân Thành, Trần Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Thị Evolution of S.E.Asia. Petroleum Geology of Huyền Trang, Nguyễn Duy Tuấn, Nguyễn Văn SE.Asia, 1997. Kiểu, Trần Thị Dung, Nguyễn Thị Phương Thảo, [6] Lee, G.H., Watkins, J.S., Seismic stratigraphy and Phạm Thị Thu Hằng, Trần Văn Sơn, Tiến hóa hydrocarbon potential of the Phu Khanh Basin, trầm tích Kainozoi bể Phú Khánh trong mối quan offshore Central Vietnam, South China Sea. hệ với hoạt động địa động lực, Tạp chí Địa chất AAPG Bulletin V.82. 9 (1998) 1711-1735. 2013, Cục địa chất và khoáng sản Việt Nam, Loạt [7] Lawver, Lawrence A; Williams, Trevor; Sloan, A. 334 (2013) 28-36. B: Seismic Stratigraphy and Heat Flow of Powell [15] Trần Nghi, Trần Hữu Thân, Chu Văn Ngợi, Đinh Basin. Terra Antartica. 1 (1994) 309-319. Xuân Thành, Trần Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Duy [8] Tapponier P., Peltzer G., et al, Propagating Tuấn, Trần Thi Dung, Nguyễn Thị Phương Thảo, Phạm Thị Thu Hằng, Nguyễn Thị Tuyến, Biến extrusion tectonics in Asia: new insights from dạng các bể thứ cấp trong Kainozoi khu vực bể simple experiments with plasticine. Geology vol. Phú Khánh và triển vọng dầu khí liên quan, Tạp 10 (1982) 611-619. chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và [9] Tapponier P., Peltzer G., et al. On the mechanics Công nghệ. 2S (2014) 1-11. of collision between India and Asia. In: Coward [16] Tran Thi Dung, Tran Nghi, Nguyen The Hung, M.P. and Ries A.C. (eds.), Collision tectonics. Dinh Xuan Thanh, Pham Bao Ngoc, Nguyen Thi Blackwell, Oxford (1986) 115-157. Tuyen, Tran Thi Thanh Nhan, Nguyễn Thị Huyền [10] Michale B.W Fyhn, Lars Nielsen, L.O.Boldreel, Trang, The Miocene Depositional Geological Le.D.Thang, Jorgen Bojensen-Koefoed, Henrik Evolution of Phu Khanh, Nam Con Son and Tu I.Petersen, Nguyen T Huyen, Nguyen A. Duc, Chinh - Vung May Basins in Vietnam Continental Nguyen T. Dau, Andres Mathiesen, Ian Reid, Shelf, VNU Journal of Science: Earth and Dang T. Huong, Hoang A. Tuan, Le V. Hien, Environmental Sciences. 1 (2018) 112-135. Hans P. Nytolft, Ioannis Abtzis, Geological [17] Trần Thị Dung, Chu Văn Ngợi, Cơ chế hình thành evolution, regional perspectives and hydrocarbon bể Phú Khánh, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các potential of the northwest Phu Khanh basin, Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32. 2S (2016) 59-68.