MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VỀ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KAINOZOI VÙNG TÂY NAM MIỀN
VÕNG HÀ NỘI TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU TRỌNG LỰC KẾT HỢP VỚI
TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT - ĐỊA VẬT LÝ KHÁC
CAO ĐÌNH TRIỀU, PHẠM NAM HƯNG
Viện Vật lý Địa cầu, Viện KH&CN Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội
Tóm tắt: Trên cơ sở kết quả phân tích tài liệu trọng lực và từ hiện có, các tác giả đã tiến hành
tìm hiểu đặc trưng cấu trúc địa chất Kainozoi vùng tây nam miền võng Hà Nội. Kết quả nghiên
cứu cho thấy:
1) Có biểu hiện phân chia khu vực nghiên cứu thành 3 đới cấu trúc khá rõ nét: đới Rìa đông
bắc, đới Trung tâm, và đới Rìa tây nam.
2) Các đới đứt gãy phương TB-ĐN như: Sông Lô, Vĩnh Ninh, Thái Bình, Hưng Yên, Nam
Định, Mỹ Lộc - Yên Định và Sông Hồng là những đứt gãy đóng vai trò quan trọng trong phân
chia đới, phụ đới cấu trúc.
3) Giá trị độ sâu dự báo lớn nhất của mặt đáy hệ tầng Vĩnh Bảo vùng tây nam miền võng Hà
Nội là 0,3 - 0,4 km, của hệ tầng Tiên Hưng có thể đạt tới 1,4 - 1,8 km, của hệ tầng Phù Cừ
trong phạm vi vùng nghiên cứu đạt tối đa 2,4 - 2,5 km, trong khi mặt đáy hệ tầng Phong Châu
được dự báo là có độ sâu tối đa ở mức 2,4 - 2,6 km. Độ sâu tới móng trước Kainozoi vùng tây
nam miền võng Hà Nội được dự báo có thể đạt tới 9,0 - 9,5 km.
I. MỞ ĐẦU
Miền võng Hà Nội là một phần của bể Sông Hồng được các nhà địa chất đánh giá là một trong
những bể có triển vọng dầu khí lớn nhất nước ta. Các phương pháp địa vật lý thăm dò nhằm tìm
kiếm các cấu trúc có triển vọng chứa dầu đã được tiến hành tại miền võng này từ những năm 60
của thế kỷ XX. Tuy vậy, cho đến nay độ sâu nghiên cứu đạt được của các phương pháp địa vật
lý còn rất hạn chế, tối đa là 3-4 km. Trong khi đó, theo dự đoán của một số nhà địa vật lý thì
móng Trước Kainozoi miền võng Hà Nội có thể đạt tới 6-7 km và có thể hơn.
Theo tài liệu hiện có thì trầm tích Kainozoi miền võng Hà Nội bao gồm các hệ tầng chủ yếu
sau: Kiến Xương (Holocen), Hải Dương (Pleistocen), Vĩnh Bảo (Pliocen), Tiên Hưng (Miocen
muộn), Phù Cừ (Miocen giữa), Phong Châu (Miocen sớm), Đình Cao (Oligocen) và Phù Tiên
(Eocen). Do đặc điểm cấu trúc địa chất phức tạp, nên độ sâu tới đáy của các hệ tầng sau
Oligocen được nghiên cứu khá đầy đủ, trong khi bề dày của các hệ tầng Đình Cao và Phù Tiên
cũng như độ sâu tới móng trước Kainozoi của miền võng Hà Nội cũng đang còn là vấn đề tranh

2.1. Nhóm phương pháp phân tích nhằm mục đích phân đới cấu trúc trên cơ sở tài liệu trọng
lực và từ:
Đặc trưng phân đới cấu trúc của vùng nghiên cứu được biểu hiện rõ trên cơ sở phương pháp
luận sau:
a) Dựa trên cơ sở mối quan hệ bản chất môi trường địa chất với hình thái cấu trúc trường trọng
lực (từ), nhằm mục đích phân miền cấu trúc trường trọng lực (từ), trong bài báo này chúng tôi
đã sử dụng một tổ hợp phương pháp biến đổi trường sau đây:
- Phương pháp nâng trường lên nửa miền không gian phía trên.
- Phương pháp tính građien trung bình trường trọng lực (từ).
- Phương pháp tính toán các loại vectơ thành phần theo trục X, Y, Z.
b) Hình thái cấu trúc và giá trị của "hệ số Poisson biểu kiến". Hệ số này phản ánh đặc trưng
thạch học của đối tượng địa chất tại độ sâu cần nghiên cứu. Như vậy, tính đồng nhất của môi
trường địa chất phản ánh tính bất biến của hệ số p. Đây là cơ sở lý luận chính trong phương
pháp phân tích tương quan bản chất giá trị trường trọng lực và từ.
2.2. Nhóm phương pháp phân tích nhằm phát hiện và xác định đặc trưng cấu trúc đứt gãy:
Thông thường, nhằm phát hiện đứt gãy các nhà nghiên cứu trọng lực và từ dựa trên cơ sở các
dấu hiệu biểu hiện trên các loại tài liệu đó. Có những dấu hiệu trực tiếp và cũng có những dấu
hiệu gián tiếp. Các dấu hiệu trực tiếp là dấu hiệu phát hiện trực tiếp trên cơ sở đặc trưng của
trường dị thường chưa biến đổi, như biểu hiện ranh giới hai miền có đặc trưng trường khác biệt
hoặc là hệ thống các điểm oằn nối nhau, v.v. . Các dấu hiệu gián tiếp là các dấu hiệu chỉ nổi rõ
qua một phép hoặc một quá trình biến đổi. Chẳng hạn việc xác định các đạo hàm bậc khác
nhau, tính toán bất đẳng hướng, v.v.
Nhằm đánh giá đặc trưng cấu trúc của đứt gãy chúng tôi tiến hành các phép biến đổi và tính
toán sau: xây dựng mặt cắt thẳng đứng građien ngang, građien thẳng đứng, građien chuẩn hóa
toàn phần; thiết lập mặt cắt hệ số cấu trúc/mật độ trên cơ sở mô hình lăng trụ tròn nằm ngang;
và cuối cùng là giải bài toán ngược trọng lực 2D để chính xác hóa đặc trưng cấu trúc đứt gãy.
2.3. Nhóm phương pháp nghiên cứu đặc trưng cấu trúc mặt móng Trước Kainozoi
Nhằm nâng cao hiệu quả của phương pháp trọng lực trong nghiên cứu cấu trúc địa chất nông,
quá trình phân tích này được tiến hành tuần tự theo các bước sau:
a) Xây dựng mô hình cấu trúc sơ bộ ban đầu: Việc xây dựng mô hình cấu trúc ban đầu dựa trên

= 3,78 ρ - 4,82).
b) Xây dựng hàm tương quan tuyến tính nhiều chiều xác định độ sâu và mật độ đá: Hàm tương
quan tuyến tính nhiều chiều có dạng:
Y
i
= a
0
+ a
1
x
1
+ a
2
x
2
+ + a
n
x
n
trong đó: a
0
, a
1
, a
n
là các hằng số, được xác định trên cơ sở phương pháp bình phương tối
thiểu; x
i
là các biến phụ thuộc của hàm Y.
Trường hợp hai biến phụ thuộc, công thức có dạng: Y = a

một số nhận định sau:
1) Các đới đứt gãy phương TB-ĐN như: Sông Lô, Vĩnh Ninh, Thái Bình, Hưng Yên, Nam
Định, Mỹ Lộc - Yên Định và Sông Hồng là những đứt gãy có biểu hiện rõ nét trên tài liệu trọng
lực Bouguer và từ hàng không cũng như trên các thành phần phân chia của chúng. Các đứt gãy
này đóng vai trò quan trọng trong phân chia đới, phụ đới cấu trúc.
2) Các đứt gãy phương ĐB-TN là những đứt gãy có biểu hiện trong tài liệu từ và các thành
phần phân tích. Có lẽ chúng có hoạt động yếu trong Kainozoi, hoặc cũng có thể đây là biểu
hiện kế thừa của các đứt gãy Trước Kainozoi.
3) Vẫn có biểu hiện sự tồn tại của các đứt gãy phương vĩ tuyến và á vĩ tuyến trong phạm vi
vùng nghiên cứu. Tuy nhiên, cũng như đối với đứt gãy phương TB-ĐN, các đứt gãy phương
này cũng rất khó xác định quan hệ với các phương cắt chéo khác.
4) Các đứt gãy phương kinh tuyến và á kinh tuyến là những đứt gãy có biểu hiện chia cắt các
đứt gãy phương TB-ĐN.
3. Dự báo độ sâu các mặt ranh giới cơ bản của trầm tích Kainozoi
Độ sâu tới đáy của các hệ tầng trầm tích Kainozoi chủ yếu được các tác giả dự báo trên cơ sở
hàm tương quan tuyến tính nhiều chiều. Cơ sở phương pháp luận của phương pháp phân tích
này được đề cập trong các công bố trước đây [1-10]. Các số liệu chuẩn được sử dụng cho việc
thiết lập hàm tương quan tuyến tính nhiều chiều là độ sâu được xác định theo tài liệu khoan
hoặc địa vật lý khác có được và các thành phần trường dị thường trọng lực Bouguer được thiết
lập. Do số liệu gốc còn hạn chế nhiều nên có một số mặt ranh giới cơ bản không được dự báo
theo diện.
Các giá trị thành phần trường trọng lực được sử dụng trong việc thiết lập hàm tương quan tuyến
tính bội là giá trị trọng lực ở mức nâng trường khác nhau, từ 1 km lần lượt cách nhau 1 km cho
đến 11 km và các giá trị dị thường dư ở các mức nâng trường khác nhau.
Nguyên lý thiết lập hàm dựa trên cơ sở hệ số tương quan lớn nhất. Trước hết, chúng tôi tính
toán tương quan đơn từng cặp một. Sau đó sử dụng ưu tiên theo giá trị tương quan từ lớn nhất
đến nhỏ nhất để tiến hành tính toán hàm tương quan nhiều chiều, cứ lần lượt đưa vào hàm
tương quan từ 2 chiều đến n chiều. Sau mỗi lần nâng giá trị biến lên là một lần xác định giá
trị tương quan tương ứng, cho đến khi tăng biến đưa vào mà giá trị tương quan không tăng thì
kết thúc chu trình tính toán.

+ 155.0840*X
4
- 45.0135*X
5
+
455438*X
6
(R= 0,91)
Độ sâu dự báo lớn nhất tới đáy của hệ tầng Tiên Hưng có thể đạt tới 1,4 - 1,6 km. Mặt đáy này
có biểu hiện phân chia rõ nét thành 3 đới cấu trúc (Hình 4): đới Đông bắc có độ sâu nhỏ hơn
0,8 km; đới Trung Tâm là đới cấu trúc âm của mặt đáy này với độ sâu biến đổi trong giới hạn
0,8-1,6 km; và đới Tây nam có độ sâu tới đáy nhỏ hơn 0,8 km.
3.3) Hàm tương quan giữa độ sâu đáy của hệ tầng Phù Cừ H
PCu
và các thành phần trường trọng
lực Bouguer được xác định có dạng:
H
PCu
= 7.8469 - 4.0846*X
1
+ 11.2438*X
2
+ 42.7294*X
3
- 42.8363*X
4
- 6.8503*X
5

(R= 0,89)

và các thành phần trường
trọng lực Bouguer được xác định có dạng:
H
KZ
= 32.1370 - 0.0427*X
1
+ 54.6238*X
2
- 14 6.3375*X
3
+162.8705*X
4
+ 339.2599*X
5
- 339.5579*X
6
-
69.8576*X
7
(R= 0,93)
Độ sâu tới móng Trước Kainozoi vùng Tây nam miền võng Hà Nội được dự báo có thể đạt tới
9,0 - 9,5 km (Hình 7). Bề mặt ranh giới này có biểu hiện phân chia rõ nét các đới: đới Đông bắc
với độ sâu nhỏ hơn 6,0 km; phụ đới Đông bắc của đới Trung tâm (6,0 - 8,0 km), phụ đới Tây
nam của đới Trung tâm (8,0 - 9,5 km); đới Tây nam có độ sâu nhỏ hơn 4,5 km và đới Ninh
Bình có thể đạt tới độ sâu 7,0 - 8,0 km.
Các biến trong các hàm dự báo là các giá trị:
X
1
: giá trị nâng trường trọng lực 0 km; X
2

2
là hiệu giá trị nâng trường trọng
lực 0-8 km; X
3
là hiệu giá trị nâng trường trọng lực 0-3 km
Tổng số điểm sử dụng là 97 điểm, hệ số tương quan R = 0,77.
Theo số liệu mật độ có được và hàm tương quan nhiều chiều ta thấy:
1) Các hệ tầng Kiến Xương và Hải Dương có mật độ rất thấp, và giá trị nhỏ hơn 1,7 g/cm
3
.
2) Mật độ của hệ tầng Vĩnh Bảo có giá trị thay đổi trong giới hạn 1,9 - 2,3 g/cm
3
. Giá trị này
cũng có sự phân chia thành 3 đới cấu trúc khá đặc trưng. Mật độ có giá trị cao ở đới Đông bắc
và đới Tây nam, còn đới Trung tâm thì có giá trị mật độ thấp, nhỏ hơn hoặc bằng 2,0 g/cm
3
.
3) Trường mật độ dự báo của hệ tầng Tiên Hưng có biểu hiện phân bố phức tạp hơn hệ tầng
Vĩnh Bảo. Giới hạn biến đổi của giá trị mật độ hệ tầng này là từ 2,15 đến 2,40 g/cm
3
. Giá trị
mật độ của hệ tầng này cũng có biểu hiện thay đổi từ đới này sang đới khác, thấp nhất tại đới
Trung tâm và nâng dần giá trị về phía các đới Đông bắc và Tây nam.
4) Ngoài biểu hiện phân đới của giá trị mật độ dự báo của hệ tầng Phù Cừ, chúng ta còn nhìn
thấy sự hình thành các dị thường mật độ dọc theo các đới đứt gãy Sông Lô và Vĩnh Ninh. Giá
trị mật độ của hệ tầng này biến đổi trong giới hạn 2,36 - 2,50 g/cm
3
.
5) Hệ tầng Phong Châu có mật độ dự báo nằm trong giới hạn biến đổi 2,30 - 2,46 g/cm
3

)
Trầm tích hỗn hợp sông biển, đầm lầy 1,32 0,21
II Hải Dương
(Pleistocen, Q
1
)
Cát bột bãi triều, cuội, sạn alluvi
III Vĩnh Bảo
(Pliocen, N
2
)
Bột kết, sét kết có chứa than nâu 1,77

1,87
IV Tiên Hưng
(Miocen muộn)
Bột kết, sét kết có chứa than nâu 2,10

3,12
V Phủ Cừ
(Miocen giữa)
Cát kết, bột kết, sét kết có chứa than nâu 2,30

3,87

VI Phong Châu
(Miocen sớm)
Cát kết, bột kết 2,40 4,02

VII Đình Cao

4) Dọc theo các đới đứt gãy Sông Lô, Vĩnh Ninh và tại đới Ninh Bình có biểu hiện tồn tại đá
phun trào.
IV. KẾT LUẬN
Các kết quả phân tích tài liệu trọng lực và từ có được, kết hợp với các tài liệu địa chất - địa vật
lý khác cho thấy:
1) Có biểu hiện phân chia vùng nghiên cứu thành 3 đới cấu trúc khá rõ nét: đới Rìa đông bắc
gồm các cấu trúc Tiên Lãng, Vĩnh Bảo và Ninh Giang; đới Trung tâm gồm các phụ đới Trung
tâm đông bắc: cấu trúc Quỳnh Thọ, An Mỹ và Thái Hòa; và phụ đới Trung tâm tây nam: cấu
trúc Phù Cừ, Hưng Hà, Minh Châu, Đông Các, Đông Thọ, Thượng Hiền, Tiền Hải, Ba Đạt và
cấu trúc dạng dải Thái Bình; và đới Rìa tây nam gồm các phụ đới cấu trúc dạng dải Sông Chảy,
Hưng Yên và các phụ đới cấu trúc Nam Định và Núi Gôi.
2) Các đới đứt gãy phương TB-ĐN như: Sông Lô, Vĩnh Ninh, Thái Bình, Hưng Yên, Nam
Định, Mỹ Lộc - Yên Định và Sông Hồng là những đứt gãy đóng vai trò quan trọng trong phân
chia đới, phụ đới cấu trúc. Các đứt gãy phương ĐB-TN biểu hiện hoạt động yếu trong
Kainozoi, hoặc cũng có thể đây là biểu hiện kế thừa của các đứt gãy trước Kainozoi. Có biểu
hiện sự tồn tại của các đứt gãy phương vĩ tuyến và á vĩ tuyến trong phạm vi vùng nghiên cứu,
là những đứt gãy có biểu hiện chia cắt các đứt gãy phương TB-ĐN và có lẽ là những đứt gãy
trẻ.
3) Giá trị độ sâu dự báo lớn nhất của mặt đáy của hệ tầng Vĩnh Bảo vùng Tây nam miền võng
Hà Nội là 0,3 - 0,4 km, của mặt đáy hệ tầng Tiên Hưng có thể đạt tới 1,4 - 1,8 km, của hệ tầng
Phù Cừ trong phạm vi vùng nghiên cứu đạt tối đa 2,4 - 2,5 km, trong khi mặt đáy của hệ tầng
Phong Châu được dự báo là có độ sâu tối đa ở mức 2,4 - 2,6 km. Độ sâu tới móng trước
Kainozoi vùng Tây nam miền võng Hà Nội được dự báo có thể đạt tới 9,0 - 9,5 km. Mật độ dự
báo của đá móng trước Kainozoi có giá trị biến đổi trong giới hạn lớn, từ 2,50 đến 2,78 g/cm
3
.
VĂN LIỆU
1. Cao Đình Triều, Hoàng Văn Vượng, 1986. Tìm hiểu quy luật biến đổi mật độ vỏ Trái đất
lãnh thổ Việt Nam và ứng dụng trong phân tích tài liệu trọng lực. Tt Công trình khoa học của
Trung tâm nghiên cứu Vật lý địa cầu năm 1985-1986, V : 179-207, Hà Nội.