NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

ĐỀ TÀI: “Quá trình phát triển và thoái hóa
của Đá Cacbonat tuổi Miocen trên đới
nâng tri tôn phần Nam Bể Trầm tích
Sông Hồng”

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Thăm dò, Khai thác
Quá trình phát triển và thoái hóa của Đá Cacbonat tuổi Miocen trên
đới nâng tri tôn phần Nam Bể Trầm tích Sông Hồng
Dựa trên kết quả minh giải tài liệu địa chấn và tài liệu giếng khoan, có thể chia thành hệ
cacbonat thềm khu vực lô 117-120 ra thành ba tập.

Với các đặc trưng khác biệt về đặc điểm tướng địa chấn, thạch học và kết hợp với bối

119) thu nổ năm 1989-1991 cũng như BHP (lô 120, 121) năm 1991-1993 khu vực Nam
bể Sông Hồng, bản đồ các tầng cấu trúc từ mặt móng tới nóc Oligocen, Miocen và
Pliocen- Đệ tứ đã được xây dựng. Dựa theo kết quả minh giải này, BP và BHP đã khoan
6 giếng khoan TKTD trên đới nâng Tri Tôn với mục đích TKTD dầu khí trong các đối
tượng khác nhau. 4 giếng khoan trong số đó đã gặp các thành tạo carbonat chứa khí như
117-STB, 118-CVX, 119-CH và 120-CS. Tổng hợp các tài liệu địa chất, địa vật lý theo
các tính chất vật lý, thạch học cũng như phân tích tướng địa chấn, hình thái cấu trúc của
toàn bộ chu kỳ thành tạo xác định nền cacbonat (cacbonate platform) thuộc hệ tầng Sông
Hương, Tri Tôn có tuổi Miocen (Hình 1, 2 và 6).
Bài viết tập trung nghiên cứu nền cacbonat phân bố chủ yếu trên đới nâng Tri Tôn có
diện tích khoảng 7.500 km
2
, chứa phức hệ đá vôi sinh vật dày nhất tới 800 - 1000m phát
triển trong thời kỳ Miocen sớm - giữa. Liên quan tới chúng xác định được các thể đá vôi
dạng khối xây cacbonat (build up), ám tiêu (reef), rìa ám tiêu (back reef)… Các thành tạo
này phát triển trong điều kiện môi trường biển từ nước nông tới dốc sườn thềm trong
phần Nam bể trầm tích Kainozoi Sông Hồng (BSH).
I. CẢNH QUAN ĐỊA CHẤT
1. Vị trí kiến tạo
Như đã được đề cập trong nhiều văn liệu, phần Nam bể trầm tích Sông Hồng bao gồm
các đơn vị cấu kiến tạo bậc 2 như đới nâng Tri Tôn, địa hào Quảng Ngãi, trũng Đông Tri
Tôn (Hình 2)… và chịu ảnh hưởng của các yếu tố kiến tạo chung của bể liên quan các đứt
gãy lớn như Sông Hồng, Sông Mã, Rào Nậy. Hơn nữa, khu vực còn bị chi phối bởi các
hoạt động địa phương khác mang tính cục bộ để tạo nên các thành tạo carbonat lớn và
duy nhất trong bể trầm tích SH.
Đới nâng Tri Tôn (từ phần móng) về mặt bản chất địa chất là một địa lũy nằm xen kẹp
giữa địa hào và trũng lớn có phương á Tây Bắc - Đông Nam. Lịch sử phát triển của Nam
bể Sông Hồng có các đặc thù riêng được xác định qua các tài liệu thực tế và còn nhiều
quan niệm khác nhau. Nhưng theo phân tích của nhiều tác giả cho rằng đới nâng này bị
tách ra một phần từ khối Bắc Trung Bộ vào thời kỳ Eocen - Oligocen (khoảng 35 - 26

giới tập trầm tích được liên kết theo phương pháp địa chấn địa tầng. Trên cơ sở kết quả
phân tích tướng địa chấn có liên kết sử dụng với kết quả phân tích các tài liệu khác có thể
phân chia thành tạo cacbonat Tri Tôn thành ba tập chính. Ranh giới các tập được xác định
dựa trên các tiêu chí địa chấn địa tầng: nhận dạng và liên kết các dấu hiệu kết thúc phản
xạ như downlap, onlap, toplap Các đặc trưng này được đánh giá xem xét để xác định
các ranh giới tập trầm tích và các mút phản xạ bên trong từng tập. Các đầu mút phản xạ
trong mỗi tập như vậy với ranh giới bên trên và dưới mỗi tập có các đặc điểm riêng đã
được mô tả chi tiết kết hợp với việc nhận biết hình thái phản xạ trong mỗi tập trầm tích
(Hình 3).

Hình 3. Mặt cắt địa chấn ngang qua lô 119 (BP89-2990b) theo hướng Tây - Đông
Với cách tiệm cận như vậy, 05 đới tướng địa chấn hệ tầng cacbonat Sông Hương và Tri
Tôn đã được xác định dưới đây theo thứ tự sắp xếp giảm dần với dự báo thay đổi độ rỗng
thấp dần: dạng gò đồi (mounded); chồng lấn biển tiến (progradation); hỗn độn (chaotic);
dạng song song (tại nhiều vị trí khác biệt tại nền cacbonat); dạng nghiêng, dốc (incline và
slope) như Hình 4 và 5. Đối với các tướng song song trong thềm cacbonat có thể chia phụ
đới tướng chi tiết nhỏ hơn phụ thuộc địa hình tại vị trí thành tạo ở vị trí cao, thấp hay
phân dị tương đối (tuyến BP89-2990b).

Hình 4. Sơ đồ minh họa các loại tướng địa chấn trong đá cacbonat tuổi Mioxen

1. Tướng địa chấn dạng gò đồi (mounded)
Tướng địa chấn này có đặc trưng hai đầu mút phản xạ có dạng downlap. Các phản xạ
nhìn chung có thể song song với ranh giới tập trầm tích bên trên trong khi đó các hình
dạng phản xạ bên trong như bát úp (convex-up) lồi lên trên và điển hình như dạng gò,
nâng kích thước nhỏ. Sự tăng độ dày thực tế trong mỗi tập trầm tích này phù hợp với các
vị trí xuất hiện tướng địa chấn kể trên. Tuy nhiên cũng có tài liệu giải thích dạng tướng
địa chấn dạng gò đồi liên quan tới sự chuyển tiếp sang tướng địa chấn dạng hỗn độn.
Trên mặt cắt địa chấn tướng này đặc trưng cho sự xuất hiện của cacbonat thềm, ám tiêu
nội thềm. Đặc trưng cho tướng địa chấn này là giá trị độ rỗng, độ thấm khá lớn do thành

không có quy luật. Thứ hai, có thể giải thích một số nơi có phản xạ hỗn độn do đặc thù
không tạo các mặt phản xạ rõ rệt trong các bề mặt cactơ rõ ràng hay trong phạm vi bị ảnh
hưởng mạnh mẽ của đứt gãy. Tính chất chứa của thành tạo cacbonat này dự báo thay đổi
trong phạm vi khá rộng do nguyên nhân xuất phát điểm của chúng có thể là nguồn gốc
gây phản xạ lặp hay liên quan tới tướng địa chấn dạng gò đồi mà có thể xuất hiện khả
năng tăng độ thấm của đới tướng cụ thể do quá trình cactơ hóa hay nứt nẻ thứ sinh. Ngoài
ra, kết quả minh giải lại một số nơi cho thấy loại phản xạ này đặc trưng cho vùng trắng
(không có số liệu) hay nơi có hoạt động đứt gãy tương đối mạnh mẽ (Hình 4c).
4. Tướng địa chấn dạng song song tại các vị trí khác nhau trong nền cacbonat
(paralell)
- Loại tướng địa chấn song song đặc trưng cho các quan hệ hình thái phản xạ song song
và gần song song tương đối (concordant) với các mặt phản xạ giữa các tập nhỏ. Các phản
xạ này có đặc tính liên tục, bán liên tục, chúng song song với ranh giới tập hay tạo hình
sin với ranh giới tập. Tướng địa chấn dạng này thường được chia nhỏ hơn theo đặc điểm
các phụ tướng các hình thái địa hình bề mặt phản xạ chính như trong dạng địa hình chỗ
ranh giới tập cacbonat nâng cao, không bị phân dị hay hạ thấp xuống tại Hình 5.
Trong mặt cắt địa chấn, tướng địa chấn có dạng song song thường xuất hiện bên trong nội
nền và đặc trưng cho sự biến thiên rộng rãi của các đá cacbonat có thành phần độ hạt từ
dạng thô đến mịn. Tập địa chấn dạng song song tại vị trí nâng cao kể trên có tính chất
chứa khá tốt do sự hòa tan rửa trôi các thành phần dễ hòa tan trong điều kiện mực nước
biển tương đối ở vị trí thấp. Ngược lại, tại các vị trí hạ thấp ranh giới mặt địa hình phân dị
bị ảnh hưởng lấp đầy bởi các vật liệu cacbonat vụn hay ưu thế hạt mịn làm cho khả năng
chứa bị giảm đi đáng kể. Còn trong các vị trí không phân dị thì hoặc ưu thế dòng chảy
khá mạnh hay kém hơn còn tùy thuộc điều kiện mực nước biển tương đối ở vị trí thấp hay
vị trí cao hơn địa hình xung quanh. Ngoài ra, khi minh giải tướng địa chấn song song nội
thềm còn thấy quy luật trong trường hợp các mặt phản xạ song song với biên độ cao có
thể tồn tại các lớp có thành phần thạch học mang quan hệ tuyến tính với độ rỗng trong
nội thềm cacbonat (Hình 4d).
mặt cắt địa chất địa vật lý có thể xác định được cacbonat thuộc hệ tầng Sông Hương, Tri
Tôn đã phát triển qua các giai đoạn sau đây (Hình 6):
+ Giai đoạn khởi đầu (start up) thành tạo cacbonat, giữa Miocen sớm.
+ Giai đoạn phát triển (build up) và mở rộng (build out), Miocen sớm - giữa.
+ Giai đoạn phát triển kiểu giật lùi (back stepping) làm giảm phạm vi thành tạo, cuối
Miocen giữa.
+ Cacbonat nền chuyển sang bị thoái hóa (drowning) nóc Miocen giữa và bị phủ bởi các
trầm tích trẻ hơn, Miocen muộn tới hiện tại.
1. Giai đoạn 1
Phần móng của đới nâng Tri Tôn ban đầu (trước Miocen sớm) được tách ra một phần từ
khối Nam Trung Bộ gồm các khối nâng nhỏ riêng biệt do sự phân dị đáy bể mạnh mẽ
trong thời gian 35 - 26 trntr kết hợp lại. Hình thái bề mặt nâng Tri Tôn xác định theo các
ranh giới địa chấn tầng móng và nóc tầng cấu trúc Oligocen. Kết quả tổng hợp địa tầng
khu vực chứng minh được hệ tầng Bạch Trĩ lắng đọng trong môi trường đồng bằng ven
biển, đầm hồ với ưu thế trầm tích sét, bột kết dạng hạt mịn có chứa than.

Hình 6. Mặt cắt biểu diễn sự phát triển và thoái hóa cacbonat tuổi Miocen sớm - giữa
được mô phỏng theo mặt cắt địa chấn BP89 2990b

Thành tạo cacbonat nền hệ tầng Sông Hương thời kỳ Miocen sớm (~24-16 trntr) đã bắt
đầu phát triển (start up) mạnh nhất vào thời điểm 20 trntr trên nâng Tri Tôn kế thừa từ
các khối móng cao độc lập khác nhau hay được ngăn cách nhau bằng các rãnh biển có
chiều sâu thay đổi từ vài chục đến hàng trăm mét. Điểm đặc trưng nhất trong giai đoạn
này là xu thế phát triển thẳng đứng (theo chiều dọc) chiếm ưu thế. Phần rìa Tây và Đông
đới nâng, phát triển các thành tạo tướng địa chấn dạng gò đồi, hỗn độn với kết quả minh
giải như các rìa ám tiêu dốc thoải trên vùng thềm có mép thềm (rimmed). Nhìn chung,
tướng địa chấn các tập trầm tích hệ tầng Sông Hương phổ biến dạng hỗn độn, không liên
tục với biên độ cao (118-CVX) nhưng tổng bề dày có xu thế mỏng dần từ rìa về phía các
phần, khu vực nổi cao hơn. Nhưng ngược lại, các dạng tướng địa chấn hỗn độn, biên độ
thấp (119-CH) nhưng trong các khu vực thấp tương đối có chiều dày lớn hơn thuộc bên

đới cacbonat lân cận nhưng cùng thời gian thành tạo (hình vẽ 6b).
3. Giai đoạn 3
Đặc trưng kiến tạo đáng kể trong BSH gây ra lún chìm ổn định khu vực đã tạo cho đới
nâng Tri Tôn dốc dần về phía Bắc (khu vực Lô 115, 117). Mặt khác, ảnh hưởng biển tiến
chậm tại các khu vực được thành tạo trong giai đoạn 2 dẫn đến tại nơi có bề mặt địa
hình tương đối cao hơn sẽ tạo nên loại cacbonat với các tướng địa chấn riêng ở vị trí
nâng cao. Điển hình là các thành tạo phổ biến tại khu vực TN Tri Tôn trong phần Đông
lô 119, 120.
Cacbonat nền Tri Tôn phát triển giật lùi (backstepping) dần dần và bị thu hẹp sự phát
triển trong Miocen giữa (12-10 trntr) theo hướng từ Bắc (lô 115) xuống Nam, Đông
Nam. Các thành tạo khối xây chủ yếu là phía ĐN trên đới nâng Tri Tôn điển hình tại
phần Đông khu vực cấu tạo lô 119. Rõ ràng nhất cả phần phía Đông lô 119 và ĐB lô
120, do đó diện tích còn lại vào cuối thời kỳ này khoảng 1000km
2
. Như vậy, vào thời
điểm gần cuối thời kỳ Miocen giữa, cacbonat nền bị thu hẹp diện tích và chỉ còn lại trên
khu vực có địa hình cục bộ cao hơn được kế thừa từ giai đoạn 2 tạo nên. Đặc biệt khối
cacbonat ở phía Bắc nằm ngoài nền cacbonat chính (cấu tạo 115-A, 117-STB) bị thoái
hóa sớm hơn và bị các trầm tích hệ tầng Quảng Ngãi nằm phủ bất chỉnh hợp lên trên.
Như vậy trong khu vực nghiên cứu thì diện tích nền cacbonat lô 115 sớm bị thoái hóa
nhất, sau đó tới lô 117 và tiếp tục về phía ĐN. Mặc dù quá trình phát triển giật lùi chiếm
ưu thế trong toàn bộ giai đoạn này nhưng phần rìa thềm phía nam tiếp tục phát triển
thêm 1 số dạng khối xây (build up) lấn rộng thêm hàng chục km về phía ĐN, cả Nam lô
120 và tại phần Bắc lô 121 (Hình 6c).
Trong một số tuyến địa chấn đã minh giải, xác định tướng địa chấn phản xạ kiểu hỗn độn
nhưng đứt đoạn điển hình liên quan hiện tượng sập lở các cấu tạo hang hốc lõm (karst
collapse) trên nóc bề mặt địa hình kém bền vững. Đây cũng có thể là bằng chứng gây sự
uốn võng hay sụt lở của các trầm tích lục nguyên bên trên có tuổi trẻ hơn lấp đầy các
khoảng trống castơ nhưng vẫn còn khả năng tồn tại đới có độ rỗng tốt (tuyến BP89 2290,
2310 tại Hình 7).

chấn kiểu khác nhau, điển hình là quá trình thu hẹp diện tích giật lùi về phía ĐN nâng
Tri Tôn.
- Quá trình sụt lún nhanh chóng thực tế có thể làm các tập cacbonat riêng lẻ bị thoái
hóa ngay hay được gộp lại thành các tập thể lớn hơn (dạng khối). Tuy nhiên, quá trình
sụt lún khu vực tăng nhanh có thể dẫn tới nền cacbonat Tri Tôn bị thu hẹp và thoái hóa
nhanh hoàn toàn.
1.1. Ảnh hưởng của địa lũy Tri Tôn trong thời kỳ Miocen sớm
Ở nơi phân dị cao thuộc trung tâm địa lũy Tri Tôn đã xuất hiện sự bắt đầu của các thành
tạo cacbonat nền đầu tiên có lẽ gắn liền tới quá trình mở rộng bể Nam Trung Hoa. Tại vị
trí cao nhất trên địa lũy Tri Tôn, mà ở đó có hội tụ những yếu tố thuận lợi cho cacbonat
nền nước nông bắt đầu phát triển. Trong khi đó tại địa hào Quảng Ngãi và trũng Đông
Tri Tôn cũng bắt đầu đón nhận những dòng trầm tích hạt vụn lục nguyên vận chuyển từ
khối Trung Bộ về phía Tây Bắc và Đảo Hải Nam về phía Đông Nam trong môi trường
đầm hồ và đồng bằng ven biển.
Khi xác định biên độ dịch chuyển của các đứt gãy thuận (Hình 1) cắt ngang qua đới nâng
Tri Tôn cho thấy khoảng cách dịch chuyển trung bình biểu kiến cho các hệ tầng cacbonat
từ 150 - 170m trong thời gian 8 triệu năm (Miocen sớm 24 - 16 trntr). Với số liệu này
chứng tỏ tốc độ dịch chuyển thẳng đứng đáng kể hơn dịch chyển ngang và tương ứng
thời gian đủ để cacbonat nền Tri Tôn phát triển chồng lấn và lấp đầy các địa hình thấp,
đặc biệt trong giai đoạn 1. Trên mặt cắt độ sâu quan sát thấy bề dày trầm tích cacbonat
vát mỏng hơn ở đỉnh của đới nâng nhưng dày hơn tại phần rìa xung quanh. Chính vì vậy
có thể suy diễn được các đứt gãy này còn tiếp tục hoạt động trong thời kỳ này.
1.2. Sự ngưng nghỉ của các hoạt động đứt gãy khống chế sự phát triển chồng lấn và
hợp nhất các khối nâng cacbonat riêng lẻ
Phân tích mặt cắt địa chất địa vật lý trong vùng, nhận biết xu thế dừng hoạt động của các
đứt gãy địa phương trong các tập địa chấn tập dưới (Hình 3) tức là vào cuối thời kỳ
Miocen muộn, đầu Miocen giữa. Điều này đồng nghĩa với việc phát triển mở rộng và sáp
nhập các thể thành tạo cacbonat riêng lẻ trên đới nâng Tri Tôn trong suốt giai đoạn 2.
Minh chứng rõ ràng còn được thể hiện trên mặt cắt địa vật lý BP89 2300 thể hiện ranh
giới rìa thềm dịch chuyển khoảng vài km về phía Đông. Việc phát triển chồng lấn và lấp

2. Quá trình thay đổi mực nước biển và các yếu tố môi trường liên quan tới các kiến
trúc của thành tạo cacbonat
Không chỉ riêng cacbonat nền thuộc đới nâng Tri Tôn bị ảnh hưởng bởi quá trình như
trên mà các thành tạo khác cũng bị chi phối tương tự quá trình thay đổi mực nước biển
tương đối (địa phương) và biến đổi về môi trường cũng như sự lan truyền của hướng gió.
Khi nghiên cứu cacbonat hiện đại (trong thời kỳ Holoxen), dòng chảy biển là các nhân tố
quan trọng ảnh hưởng tới cấu trúc kiến tạo của đá trầm tích.
2.1. Quá trình thay đổi mực nước biển tương đối và sự phát triển của cactơ hóa.
Quá trình này đã quan hệ trực tiếp tới thời gian thành tạo các tập, bề dày tập và tăng cao
sự biến đổi độ rỗng trong đá. Do quá trình hòa tan khung xương sinh vật ban đầu tại vị
trí mực nước biển thấp làm độ rỗng thứ sinh của đá tăng thêm. Ngoài ra, khi mực nước
biển xuống thấp nữa các thành tạo cacbonat sẽ lộ ra và quá trình cactơ cục bộ sẽ bắt đầu
hình thành. Trên mặt cắt địa chấn (vị trí mặt phản xạ bị đứt đoạn bên phải, tuyến BP89
2290 và 2310) tại Hình 7 chỉ ra một số vị trí có nóc ranh giới tập bị ảnh hưởng của hiện
tượng cactơ. Đó là kết quả bị sập lở bề mặt trầm tích sẽ tạo thành các đới có độ rỗng
lớn, thuận lợi cho sự tích tụ dầu khí. Đối với một số thành tạo cacbonat cổ hơn như đá
vôi C-P, hiện tượng cactơ khá phổ biến tạo ra các hang hốc rất lớn (hang Sơn Đoòng,
động Phong Nha tại Quảng Bình hoặc hang Nhị Thanh tại Lạng Sơn).

Hình 7. Sơ đồ minh họa ảnh hưởng hướng gió (đuôi gió, leeward) tới sự thành tạo cấu
trúc cacbonat
(trên hình vẽ chỉ ra hướng gió thổi theo chiều từ phải qua trái)
2.2. Lan truyền của hướng gió
Trong các nghiên cứu trước đây về tiến trình phát triển của cacbonat nền (Ebeli
và Ginsburg, 1989) đã đề cập và chứng minh ảnh hưởng của sự vận chuyển vật
liệu trầm tích tại các vị trí đầu gió (windward) và khuất gió (leeward) tới các thành
tạo cacbonat là rất đáng kể. Trong nghiên cứu của các tác giả đã chứng minh

trúc bên trong thành tạo cacbonat Tri Tôn. Với chất lượng tài liệu địa chấn
2D phổ biến chỉ ở mức chấp nhận được cho phép xác định cảnh quan môi
trường thành phần đá cũng như xác định được ảnh hưởng hình thái cấu trúc
trong sự phát triển của thành tạo cacbonat.

LỜI CÁM ƠN
Các tác giả xin trân thành cảm ơn Lãnh đạo Ban TKTD Tập đoàn Dầu khí và
Viện Dầu khí Việt Nam đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi để bài viết này được
hoàn chỉnh nhất.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Brian Taylor et al, 1989. The tectonic evolution of South China basin. The
tectonic and geologic evolution of Southeast Asia, East Sea and islands.
2. C.K. Morley, 2002. A tectonic model for the Tertiary evolution of strike slip
faults and rift basins in SE Asia. Tectonophysics 374, pp. 189-215.
3. Charles S. Hutchison, 1996. Geological evolution of Southeast Asia.
Geological society of Malaysia.
4. Chris Sladen, 1997. Exploring the lake basins of East and Southeast Asia.
Petroleum Geology of Southeast Asia, Geological Society Special Publication
No.126, pp. 49-76.
5. Đỗ Bạt, 2000. Địa tầng và quá trình phát triển trầm tích Đệ tam thềm lục địa
Việt Nam. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Dầu khí, trang 92-99.
6. Gordon Packham, 1996. Cenozoic SE Asia: reconstructing its aggregation and
reorganization. Tectonic Evolution of Southeast Asia, Geological Society Special
Publication No. 106, pp. 123-152.
7. Ian M. Longley, 1997. The tectonostratigraphic evolution of SE Asia,
Petroleum Geology of Southeast Asia.Geological Society Special Publication
No.126, pp. 311-339.
8. Metcalfe, 1996. Pre-Cretaceous evolution of SE Asian terranes, Tectonic
evolution of Southeast Asia. Geological Society Special Publication, No. 106, pp.