Kiến tạo Mezo-Kainozoi và sự hình thành tầng chứa móng nứt nẻ bể Cửu Long

Giai đoạn tạo núi Nori-Jura- Crêta đã gắn kết các vi lục địa vào mảng lớn Eurasia kể cả địa khối Indosinia. Sự va mảng này tương ứng với pha tạo núi uốn nếp chính của chu kỳ Indosini kết quả là hình thành loạt xâm nhập granitoid phân bố rộng khắp Việt Nam

Các đá xâm nhập này nằm lọt dưới các bể trầm tích Đệ Tam và bị nứt nẻ, biến đổi do hoạt động kiến tạo Mezozoi muộn- Kainozoi sớm và trở thành tầng chứa dầu quan trọng và đối tượng khai thác chủ yếu ở bể Cửu Long.

Xem hình 5


Lục địa Đông Nam Á gồm nhiều địa khu kiến tạo-địa tầng được kết nối với nhau sau nhiều lần dập vỡ của siêu lục địa cổ Pangea - “lục địa Gondwana” và nhiều lần mở và khép lại của đại dương Tethys. iai đoạn va mảng tạo núi Nori-Jura-Crêta đã gắn kết các vi lục địa vào mảng lớn Eurasia kể cả địa khối Indosinia. Sự va mảng này tương ứng với pha tạo núi uốn nếp chính của chu kỳ Indosini kèm theo hoạt động magma phát triển khắp trên bán đảo Đông Dương, tạo đai cung pluton-batholit granit (220-150 tr.n) xuyên suốt bán đảo Malaisia, đến Thái Lớn, Vân Nam và Myanmar(Hutchinson, Gatinsky, 1989). Sự chuyển động tạo núi Indosini cũng làm hình thành loạt xâm nhập granitoid phân bố rộng khắp Việt Nam. Thời kỳ này cũng trùng với pha phát triển tăng dày và dâng trồi của vỏ trái đất. Trong thời gian Jura sớm đến Crêta toàn khu vực tiếp tục chịu tác động của chuyển động nâng-tạo núi muộn, hoạt động đứt gãy trượt bằng và magma-uốn nếp với nhiều pha kế tiếp nhau tạo nên phức hợp đá móng granitoid nằm lót dưới các bể trầm tích Đệ Tam ở rìa Đông-Nam thềm lục địa Việt Nam.
Các bể rift Cửu Long và Nam Côn Sơn được hình thành vào Eoxen muộn và phát triển trên địa khối gắn kết Indosinia bị xuyên cắt bởi loạt xâm nhập granit Mezozoi muộn. Các đá này bị nứt nẻ và trở thành tầng chứa dầu quan trọng và là đối tượng khai thác chủ yếu ở bể Cửu Long.
Ở bể Cửu Long tầng chứa móng nứt nẻ thường tập trung ở đãy nâng trung tâm, ở các khối nâng rìa bể và bị phủ bởi lớp trầm tích dày 1800-2000m.

Kiến tạo Indosini và sự hình thành tầng chứa đá móng

Kiến tạo Indosini đóng với trò quan trọng tạo đá chứa và hệ thống đứt gãy và nứt nẻ đi kèm. Chúng là không gian chứa hydro- carbon và cũng là các kênh dẫn dầu trong bể Đệ Tam.
Thành phần magma của đá chứa trong móng
Các đá móng ở bể Cửu Long gồm chủ yếu là các đá magma như granit, granodiorit, diorit thạch anh, monzodiorit, diorit, andesit và gabbro-diabaz, ngoài ra còn có các đá trầm tích biến chất.
So với các điểm lộ ở vùng rìa các đá này được các nhà địa chất phân thành các nhóm đá (Hình 1).

Các xâm nhập batholiths:

- Phức hệ Hòn Khoai (183-208 triệu năm) tuổi từ Trias đến Jura sớm gồm biotit granodiorit và gra- nodiorit chứa hornblend đi kèm có loạt các đaicơ granit aplit dưới dạng các mạch ngắn.
- Phức hệ Định Quán (100-130 triệu năm) tuổi từ Jura muộn đến Crêta sớm gồm diorit, gabbro-diorit, biotit granit, đi kèm là các đaicơ và phun trào chủ yếu là andesit.
- Phức hệ Đèo Cả (98 tr.n) tuổi Crêta gồm granosyenit, biotit granit, đi kèm có các đá phun trào andesit-dacit, dacit.
- Phức hệ Ankroet (80 tr.n) tuổi Crêta muộn. Phức hệ trẻ này thường là granit kiềm, granit hai mica, miCrêgranit, và granit por- phyr, đi kèm có các đaicơ và phun trào rhyolit.
Các thành hệ đá phun trào:
- Phức hệ Đèo Bảo Lộc Jura muộn.
- Phức hệ Nha Trang Crêta muộn.
- Phức hệ Đơn Dương Crêta muộn.
Các loạt đá magma này bị xuyên cắt bởi các đaicơ, mạch và các sill phun trào gồm:
- Phức hệ Phan Rang tuổi Paleogen,(50-60 tr.n) với thành phần granit porphyr, kèm với đaicơ mach và phun trào rhyolit.
- Phức hệ Cù Mông tuổi Oligoxen (30 tr.n) với thành phần andesit, gabbro-diabaz.
Các phức hệ này được thể hiện trên mặt cắt địa chấn dưới dạng các thấu kính, lap phủ andesit xen giữa các đá lục nguyên thành hệ Trà Tân và Bạch Hổ sớm tuổi Oligoxen và Mioxen sớm.
Các đá này có thể giòn hoặc dẻo. Độ giòn của đá có quan hệ phụ thuộc vào tướng đá, thành phần thạch học, đặc biệt là tỷ phần thạch anh/Felspar, trình độ biến chất, địa nhiệt và áp suất địa tĩnh, và trướng ứng suất khu vực. Trong tầng chứa móng nứt nẻ các đá giòn thường bị cắt bởi nứt nẻ rộng hơn là ở các đá dẻo. Vì thế, chất lượng tầng chứa của các đá granit luôn được xem tốt hơn các đá diorit. Sự có mặt của các khoáng vật sét và thứ sinh hình thành trong quá trình nhiệt dịch thường làm giảm mật độ (số lượng) và độ rộng (độ mở) của nứt nẻ. Nhìn chung, cho dù tường đá luôn là yếu tố kiểm soát mật độ, hình thái, và sự phát triển của hệ nứt nẻ nhưng có thể nhận thấy là mạng nứt nẻ hiệu dụng phần lớn có nguồn gốc kiến tạo liên quan với hệ đứt gãy hoặc đi kèm với các đai phá hủy kiến tạo.

Các đứt gãy vân nứt nẻ liên quan trong pha kiến tạo Indosini muộn

Mô hình kiến trúc của rìa Đông-Nam cũng như toàn địa khối Indosinia được khống chế bởi hai hệ đứt gãy chủ yếu: Hướng Tây Bắc-Đông Nam và Đông Bắc-Tây Nam tồn tại song song còn có hai xu thế khác là Bắc-Nam và Đông-Tây kết quả do sự tác động của nhiều pha ứng lực căng tách và nén ép từng đợt thay đổi hướng (Hình 2).

Mặc dù các đứt gãy kinh tuyến ít phổ biến hơn trong các bể, nhưng đóng với trò quan trọng trong hệ thống dầu khí và phân đai kiến tạo của khu vực.
Những đứt gãy này có đặc tính nhiều pha, có cơ chế hình thành khác nhau và được thành tạo trong pha uốn nếp tạo núi Indosini muộn, hiệu ứng của trướng ứng lực cổ do vi mảng lục địa rắn chắc Indosinia cản lại lực đẩy của vi mảng Nam Trung Hoa chuyển động về Tây Nam vào thời kỳ Nori, lực nén va mảng của đai uốn nếp tạo núi Sibumasu từ phía Tây vào Jura giữa-muộn, và cũng có thể từ lực đẩy của mảng Thái Bình Dương di chuyển về phía Tây vào Crêta.
Các đứt gãy này tái hoạt động trẻ lại do sự va mảng của khối thúc trồi Ấn Độ vào mảng Eurasia dọc đai hội tụ Tây Tạng (kiến tạo thúc trồi) và sự tách mở của biển Đông vào thời kỳ Đệ Tam sớm, dẫn đến sự hình thành các bể trầm tích chứa hydrocar bon và các bẫy dầu trong tầng chứa móng (hình 3)


Chuyển động va mảng tạo núi Indosini có thể chia thành hai pha: Pha chính hay pha đồng-tạo núi xảy ra vào Nori do sự va mảng của khối Indosinia với Nam Trung Hoa khép lại rift Sông Đà và pha thứ hai là pha tạo núi muộn vào Jura-Crêta kết quả của chuyển động nén ép của vi mảng Sibumasu và đai kiến tạo Shan- Thời về phía Đông, tác động lớn rìa Tây và Nam của bán đảo Đông Dương tạo hệ thống đứt gãy và tách chẻ hướng kinh tuyến và vĩ tuyến, cũng như các hướng TB-ĐN và ĐB-TN. Những hướng này khống chế khung cấu trúc của bể và mạng đứt gãy trong tầng chứa móng nứt nẻ (Hình 5).

(Trường ứng lực cổ phỏng theo tài liệu PVEP cO hiệu chỉnh)
Vào thời kỳ Crêta sớm, địa khối Indosinia chịu sự tác động của các lực nén đẩy cuối cùng do sự va mảng giữa các khối Shan- Thời và Lhasa từ phía Tây và sự va cung-mảng của mảng Thái Bình Dương từ phía Đông, làm hoạt động lại và tiếp tục duy trì hướng ứng lực của hệ đứt gãy tồn tại trước đó và phát triển rộng khắp các thành hệ magma grani- toid kiềm và á-kiềm.
Tiếp sau chuyển động tạo núi uốn nếp Indosini là giai đoạn sau-uốn nếp Crêta muộn- Paleoxen sớm với sự tăng dày vỏ trái đất, sự dâng vòm khu vực và san bằng. Ở giai đoạn này trướng ứng lực chuyển từ nén ép sang căng giãn vẫn theo hướng TB-ĐN tạo các đứt gãy thuận và các trũng giữa núi phương ĐB-TN, đó là các tiền đề địa động lực cho sự hình thành các bể rift Đệ Tam ở rìa Đông-Nam của bán đảo Đông Dương. Chuyển động kiến tạo này cuốn theo các phun trào magma đồng dạng thành phần kiềm tập trung dọc các đứt gãy bao rìa bể.
Các đứt gãy ĐB-TN và Đ-T cũng khống chế sự hình thành và phân bố các cấu tạo nâng trong bể và các hệ đứt gãy thứ sinh đi kèm đóng với trò quan trọng trong hệ thống dầu khí, đặc biệt là tham gia tạo thêm hệ thống nứt nẻ thứ cấp trong móng Trước-Đệ Tam.
Vùng cho sản lượng cao nhất ở các diện tích triển vọng trong bể Cửu Long thường tập trung ở vùng đỉnh cấu tạo với điều kiện là móng phải được phủ hoàn toàn bởi tầng sét chắn Oligoxen). Vùng đỉnh có thể là nơi tập trung cướng độ ứng suất mạnh nhất trong quá trình nén ép và nếu ứng lực này xảy ra trong giai đoạn tạo đứt gãy muộn thì đó là điều kiện rất thuận lợi cho sự phát triển tốt độ rỗng (Hình 6).

Nhìn chung, trước 90-50 triệu năm, toàn bộ Đông Nam Á chủ yếu là vùng nhô cao với địa hình phân dị yếu, tạo cảnh quan gồm các địa lũy với các đá batholit granit, granodiorit, và đá phun trào. Các địa lũy nằm xen với các trũng giữa núi phân bố dọc các đai khâu và đứt gãy trượt bằng lớn. Đặc trưng của thành hệ Tiền-rift là tướng lục nguyên chỉ lắng đọng trong các trũng giữa núi ngăn cách bởi đứt gãy.
Chuyển động kiến tạo Mezozoi muộn - Đệ Tam sớm đã làm tái hoạt động các hệ đứt gãy, tạo các nứt nẻ sinh kèm trong đá móng, và khống chế bình đồ kiến trúc ở các bể Đệ Tam. Cũng trong giai đoạn này lớp vỏ phong hóa dày được hình thành trên các địa lũy granit. Chúng là những tiền đề thuận lợi cho sự tích tụ hydrocar- bon trong các bể Đệ Tam.

Kiến tạo Đệ Tam và sự hình thành các bể rift
Đặc điểm kiến tạo Đệ Tam ở Đông Nam Á cũng như ở Việt Nam là sự tồn tại hệ thống các đai khâu trượt bằng cực lớn dọc theo đó các bể rift được hình thành và phát triển với chu kỳ trầm đọng và các bất chỉnh hợp khu vực xảy ra đồng thời trong phần lớn các bể. Các chu kỳ tiến hóa kiến tạo-tướng đá và magma giai đoạn Đệ Tam có liên quan chặt chẽ với các pha hút chìm và va mảng của các mảng lớn và sự dao động của mực nước đại dương (Hình 7).

Cơ chế địa động lực tạo bình đồ đứt gãy ở Việt Nam liên quan chủ yếu với sự va mảng thúc trồi của mảng Ấn Độ thúc vào mảng Eurasia dọc theo đai hội tụ Tây Tạng
Chuyển đông tạo núi Himalaya đẩy vi mảng Indochina về Đông-Nam với sự quay phải chậm tạo hệ thống đứt gãy TB- ĐN ở phía Bắc Việt Nam và hệ ĐB-TN ở Nam Việt Nam, dẫn đến sự hình thành các bể trầm tích chứa hydrocarbon. Các bể rift này thường là các dạng pull-apaứt hoặc căng giãn phát triển dọc các đai đứt gãy sâu trượt bằng và chồng gối lên các trũng giữa núi tồn tại trước đó trong Crêta muộn-Paleoxen sớm (Hình .
Kịch bản này có thể được giải thích liên quan đến hai giai đoạn căng giãn tạo sự sụt rift vào Eoxen-Oligoxen và Mioxen sớm và đi kèm là hai pha nén ép – pha đầu vào Oligoxen muộn khi sự nâng phân dị (nghịch đảo kiến tạo lần 1) xảy ra trên phần lớn các bể Đệ Tam sớm và pha nén ép thứ hai vào Mioxen giữa-muộn tạo nghịch đảo kiến tạo (nghịch đảo kiến tạo lần 2) và các nếp uốn nghịch trong các bể trầm tích trẻ bao quanh biển Đông. Trướng ứng suất cổ tất yếu phản ánh tác động giao thoa của hai trướng địa động lực: (1) Sự xô trượt từng đợt của khối Indochina về Đông-Nam và (2) là sự giãn đáy của biển Đông (Hình 9).
Nhìn chung, phức hệ trầm tích Eoxen-Oligoxen được xem là phức hệ đồng-rift hình thành liên quan đến thời kỳ sụt rift chính trong lịch sử tiến hóa các bể Đệ Tam, sự sụt lún xảy ra dọc các đứt gãy thuận bao quanh rìa bể và thường có xu hướng đổ về Đông-Nam. Sau đó, vào Oligoxen các đứt gãy thuận này chuyển hoạt động theo phương Đ-T do tác động giãn đáy hướng B-N của biển Đông. Sự giãn đáy và đại dương hóa biển Đông, đặc biệt ở phần Tây-Nam liên quan đến sự trượt bằng dọc đứt gãy 1090 kinh đông đã cuốn theo sự phun trào núi lửa bazan và andesit phổ biến rộng trong các bể nằm ven rìa Tây và Tây-Nam biển Đông.
Vào Oligoxen muộn, sự va mảng giữa các mảng Ấn Độ –Eurasia và mảng lục địa châu Úc với cung Sunda đã tạo trướng ứng suất nén ĐB-TN và sự trượt bằng hướng cận B-N và Đ-T (Hình 10) gây nghịch đảo kiến tạo (Hình 11) với các nếp vồng nghịch, các oll-over, hoặc chuyển động phân dị dọc các đứt gãy thuận kế thừa á-kinh tuyến, hoặc tạo các đứt gãy nghịch ĐB- TN và các đứt gãy trượt bằng Đ- T. Những hoạt động kiến tạo này kết thúc pha phát triển rift chính (Hình12).

Hoạt động của các đứt gãy này mang đặc tính nhiều pha. Phần lớn chúng thừa kế hệ thống trước Đệ Tam, hoạt động mạnh vào Eoxen-Oligoxen, yếu dần vào Mioxen sớm và kết thúc vào Mioxen muộn-Plioxen. Đặc tính đa pha này làm tăng độ phức tạp của bình đồ đứt gãy và tác động mạnh đến chất lượng tầng chứa. Chất lượng tầng chứa đá móng ở một số mỏ rất phức tạp và biến đổi nhanh theo tính phân đai của nứt nẻ.
Mạng nứt nẻ hiệu dụng thường liên quan đến hệ đứt gãy có trướng ứng suất tối đa. Độ rỗng và thấm có xu thế tăng cao ở những vùng có hoạt động biến dạng mạnh. Chúng phụ thuộc vào mật độ, chiều dài, và độ mở của các nứt nẻ maCrê/miCrê và độ liên thông giữa chúng. Mặc dù lưu lượng lớn của dòng phụ thuộc vào nhiều yếu tố địa chất và thuộc tính của đá và chất lưu, nhưng về phương diện kiến tạo dường như lưu lượng dòng cao liên quan nhiều đến: Các nứt nẻ mở dạng căng giãn; các nứt nẻ đồng hướng ở các đứt gãy thuận ĐB-TN; các đứt gãy chéo sinh kèm và các nứt nẻ liên quan đến những đứt gãy trượt bằng Đ-T; hoặc các nứt nẻ phát triển ở vùng có ứng lực tối đa dọc trục cấu tạo. Kết quả nghiên cứu cho thấy lưu lượng dòng cao cũng dược gặp ở các cạnh treo của đứt gãy thuận, cạnh sụt ở các đứt gãy nghịch hoặc ở các đứt gãy tới hoạt động muộn sát trước thời gian di chuyển dầu. Chúng thừa kế từ hệ thống Mezozoi muộn nhưng dược hoạt động lại chủ yếu ở pha nghịch đảo nén ép Oligoxen muộn. Sự hình thành mới các đứt gãy và nứt nẻ ở pha cuối này rất quan trọng, vì các đứt gãy và hệ nứt nẻ sinh ra ở thời kỳ dầu biến dạng của móng thường bị ảnh hưởng rất mạnh bởi qua trinh nhiệt dich, các nứt nẻ thường bi lấp dầy bởi các khoang vật thứ sinh, vi thế độ rỗng và thấm giảm, hệ quả tất yếu là độ sản phẩm cũng sẽ giảm mạnh theo.
Chuyển động nghịch đảo kiến tạo Oligoxen muộn kéo theo bất chỉnh hợp khu vực diện rộng và bốc mòn ở ven rìa bể. Sự sụt lún nhanh vượt trội tốc độ bù lắng ở giai doạn Paleogen đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển tướng đầm hồ lâu dài và các tướng ven đầm với lượng vật chất hữu cơ chôn vùi nhanh. Đó là nguồn sinh hydrocarbon tiềm năng và cũng là nguồn cung cấp dầu nạp vào các bẫy nứt nẻ ở móng bể Cửu Long và Nam Côn Sơn.
Sự sụt rift còn tiếp tục duy tri ở bể Cửu Long nhưng với cướng dộ yếu và chuyển sang giai doạn tiến hóa rift muộn, trong khi pha sụt rift lần 2 liên quan dến sự giãn day hướng TB-ĐN của biển Đông ảnh hưởng mạnh dến bể Nam Côn Sơn. Chuyển động nén ép Mioxen giữa-muộn đã tạo nghịch đảo kiến tạo và các nếp uốn nghịch ở bể Nam Côn Sơn, đặc biệt ở khu vực Đông Bắc bể.

Kết luận
Hoạt động tạo núi Indosini làm hình thành loạt xâm nhập granitoid kiềm và a-kiềm phân bố rộng khắp Việt Nam.
Vào giai đoạn từ Jura sớm dến Crêta bán đảo Đông Dương chịu tác động mạnh của hoạt động tạo núi - uốn nếp muộn, đứt gãy trượt bằng với nhiều pha kế tiếp nhau.
Các đá magma nằm lọt đáy các bể Đệ Tam bị nứt nẻ và trở thành tầng chứa dầu quan trọng và là đối tượng khai thac chủ yếu ở bể Cửu Long. Binh đồ cấu trúc của Việt Nam và kế cận bi khống chế bởi trướng ứng lực với hệ thống đứt gãy tập trung theo ba hướng chủ yếu: ĐB-TN, TB-ĐN và Đ-T. Hướng kinh tuyến ít phổ biến hơn nhưng cũng tham gia khống chế sự sụt rift chủ yếu ở bể Nam Côn Sơn, trong khi ở bể Cửu Long hướng này có lẽ là các đứt gãy sinh kèm với hệ đứt gãy trượt bằng ĐB-TN.
Các hoạt động đứt gãy có đặc tính nhiều pha và thừa kế từ hệ Mezozoi muộn.
Sự sụt rift liên quan đến hai thời kỳ căng giãn: Eoxen- Oligoxen và Mioxen sớm trong khi hoạt động nghịch đảo và tạo các đứt gãy và nứt nẻ sinh kèm liên quan với hai pha nén ép xảy ra vào Oligoxen muộn và Mioxen giữa – muộn. Hoạt động kiến tạo Mioxen giữa xảy ra mạnh và rõ nét ở bể Nam Côn Sơn.

Pha va mảng Oligoxen muộn đã tạo trướng ứng lực nén TB-ĐN và chuyển động trượt bằng Đ-T, kết quả phát sinh nghịch đảo kiến tạo, uốn nếp nghịch, roll-over, chuyển động phân đi dọc các đứt gãy thuận kế thừa á-kinh tuyến, hoặc tạo các đứt gãy nghịch ĐB-TN và các đứt gãy trượt bằng Đ-T ở bể Cửu Long. Các đứt gãy này đã tác động dến sự hình thành và phân bố các đai nâng cấu tạo và đã tạo hệ nứt nẻ sinh kèm khống chế chất lượng thấm chứa ở móng bể Cửu Long.