Một số trao đổi về việc vẽ các đứt gãy trong đá móng kết tinh ở bể Cửu Long và Nam Côn Sơn

KS. PHẠM HỒNG QUẾ

Từ một số nhận xét, trao đổi về việc vẽ các đứt gãy nói trên, lý giải sự phát sinh của các đứt gãy trong đá móng kết tinh, tác giả đánh giá triển vọng chứa dầu khí của đới nứt nẻ phong hóa ở các bể là rất lớn so với những hiểu biết hiện tại về đối tượng này.

1. Mở đầu

Theo kết quả nghiên cứu thạch học, granitoid ở bể Cửu Long gồm các đá: granite, monzonite, quartz monzoite, granodiorite, diorite, quartz diorite, quartz monzodiorite, monzodiorite; chủ yếu là granite, granodiorite, diorite thuộc nhóm đá magma acid và trung tính. Ngoài ra, trong các khối đá magma xâm nhập trên còn khá phong phú đá thuộc nhóm phun trào, đá mạch của nhóm đá trung tính (andesite) hoặc bazơ (basalt) xuyên cắt hoặc phủ trên bề mặt của các khối đá này ở bể Cửu Long. Cấu trúc kết hợp với kết quả (còn hạn chế về số lượng) xác định tuổi tuyệt đối của các đá xâm nhập (granite, granodiorite, diorite) đã có những so sánh, liên hệ với các thành tạo magma ở miền Trung, miền Tây Nam Bộ và ở các đảo, đặc biệt là ở đảo Côn Sơn… Theo đó, các đá móng ở Bể Cửu Long và Nam Côn Sơn có tuổi tương ứng với các thành tạo magma ở đất liền như phức hệ Định Quán tuổi Jura thượng (J3), phức hệ Cà Ná tuổi Creta muộn (K­2), phức hệ Đèo Cả tuổi Creta sớm (K1)…

Các thành tạo magma khối (khối magma) hiện nay hình thành do sự đông nguội của dung nham nóng chảy và được đưa lên từ độ sâu 40km dưới lớp vỏ trái đất. Các dung nham này có lượng khí và độ nhớt khác nhau, tạo thành các loại đá khác nhau, thường xuất hiện ở các khu vực vỏ trái đất mỏng hoặc có những đứt gãy kiến tạo lớn (đứt gãy khu vực) hoặc sự trôi dạt lục địa cách đây hành trăm triệu năm. Các đá magma khác nhau được đưa ra cùng thời gian thì có tuổi như nhau và thành phần giống nhau, đưa ra ở các thời kỳ khác nhau thì tuổi khác nhau.

Thông thường, các khối đá magma được hình thành nằm dưới các khối đá biến chất cổ. Nếu xuyên cắt lên thì làm biến chất các đá vây quanh chúng (biến chất tiếp xúc nhiệt) tạo nên một loại đá mới là đá sừng hoặc các đá biến chất trao đổi nếu đá cổ hơn là đá carbonate. Khi các khối magma này được đưa lên mặt đất ở những thời kỳ khác nhau sẽ tạo ra quá trình biến chất, đồng thời tác động mạnh làm cho các đá cổ xung quanh bị đứt gãy, nứt nẻ; kèm theo đó là các hoạt động phun trào núi lửa tạo nên các khối đá nằm cạnh khối xâm nhập này (rhyolite) hoặc phủ lên trên (basalt) và những đai mạch lấp đầy các đứt gãy, khe nứt của các đá xung quanh và các đá cổ.

Đá móng ở bể Cửu Long, thềm lục địa Việt Nam chủ yếu là các đá thuộc nhóm granitoid và một vài nơi gặp đá biến chất như Lô 15 (không phổ biến), có tuổi khoảng Paleocen? (do các đá móng granitoid tuổi Creta muộn (K2)). Theo tác giả, diện phân bố chỉ là những hố trũng riêng biệt. Phủ lên trên đá móng ở bể Cửu Long chủ yếu là trầm tích Kainozoi. Tuy nhiên, rải rác gặp basalt (Lô 01,02) và một số đai mạch xuyên cắt và lấp đầy khe nứt, đứt gãy trong granitoid.

Trên thực tế, ở đất liền Việt Nam chưa gặp đứt gãy nào lớn trong khối granitoid hoặc đá magma khác. Theo tác giả, có lẽ các đứt gãy trong văn liệu (các tờ bản đồ 1:500.000, 1:200.000 và 1:100.000) được vẽ ra từ cơ sở địa mạo. Vì nếu là đứt gãy phải có đới phá hủy kiến tạo lớn (tùy theo quy mô mà đới này rộng, hẹp khác nhau); phải có khối nâng và khối sụt; đá bị cà nát mạnh các mặt, trượt… Như vậy, trong một số bản vẽ khối đá magma hiện nay không thể có đứt gãy, không thể có cánh trồi lên, cánh sụt xuống. Có lẽ đứt gãy trong các khối magma được vẽ ra trong các văn liệu trên chỉ là các khối magma nằm cạnh nhau cùng thành phần nhưng khác tuổi?

Ở bể Cửu Long, đá móng kết tinh là các đá thuộc nhóm granitoid. Từ thời kỳ Kainozoi đến, các đá này nằm dưới mực nước biển 3.000 - 4.000m và chênh lệch so với các đá cứng cùng phức hệ đất liền miền Trung và ven biển Việt Nam (4.000 - 5.000m). Các đá móng ở bể Cửu Long được phủ bởi các đá trầm tích có chiều dày từ 3.000 đến hơn 4.000m. Khi tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí ở bể Cửu Long, các nhà địa chất trong và ngoài nước đã vẽ những đứt gãy trong đá móng kết tinh, thậm chí vẽ qua nhiều thể magma có tuổi khác nhau và có biên độ dịch chuyển cả nghìn mét. Theo tác giả, việc vẽ các đứt gãy như vậy cần được nghiên cứu thêm!

2. Một số bản vẽ đứt gãy trong đá mỏng kết tinh bể Cửu Long và Nam Côn Sơn

Từ quy luật phát sinh của các đứt gãy trong đá móng kết tinh, theo tác giả cần phải nghiên cứu thêm về một số bản vẽ các đứt gãy này ở bể Cửu Long và Nam Côn Sơn. Ví dụ, trong mặt cắt ngang trũng chính bể Cửu Long (Hình 1), hầu hết các đứt gãy vẽ sâu trong móng (1,5 - 2km) và có những khối nhô cao lên 1 - 2km. Như vậy, các đứt gãy là đứt gãy lớn, rất lớn? Tuy nhiên, theo tác giả có một số khía cạnh cần được lý giải rõ hơn: khối lượng đá sụt xuống đó đi đâu và vì sao khối granite đồng nhất, rắn chắc và không thấy đáy nhô lên cả km?

Hình 2 thể hiện mặt cắt địa chất khối móng nâng mỏ Bạch Hổ, hệ thống giếng khoan thăm dò và khai thác với khối Ankroet và xuyên qua khối Định Quán. Vấn đề ở đây là đứt gãy được vẽ qua 2 khối granite khá nhau nên có chính xác không và thực sự có hay không có đứt gãy này?

Hình 3a, b và c chỉ ra một loạt các đứt gãy có biên độ nâng lên, sụt xuống trong đá granite từ 0,5 - 1km ở bể Nam Côn Sơn [2].

Đặc biệt, trong bản vẽ mô tả sự liên kết giữa ngoài khơi và đất liền hướng Tây Bắc - Đông Nam (Hình 4) của Phạm Huy Long và nnk [7] còn một số vấn đề phải làm rõ khi trong đá magma lại có những đứt gãy và dịch chuyển lớn như vậy.

3. Nhận định và trao đổi

Về mặt lý thuyết, các khối granitoid lớn, nhỏ (10 - 100km2 hay lớn hơn 100km2) đều đồng nhất, rắn chắc, chưa xác định được đáy và không có khoảng trống để bị sụt xuống hay nâng lên như các hình vẽ trên. Trong quá trình nghiên cứu thạch học, đặc tính nứt nẻ của đá granitoid ở bể Nam Côn Sơn và bể Cửu Long cũng như nghiên cứu khối đá granitoid tương đồng ở miền Trung, khu vực Tây Nam Bộ và các đảo, đặc biệt là ở đảo Côn Sơn… tác giả có một số suy nghĩ về các đứt gãy được vẽ ra trong đá móng kết tinh như sau:

- Bản đồ móng hiện tại ở bể Nam Côn Sơn và đặc biệt là bể Cửu Long hoàn toàn ổn định trong suốt Kainozoi tới nay (tức là từ khi bắt đầu thành tạo trầm tích) "Paleocen - Đệ tứ (Q)", khoảng 60 triệu năm.

- Việc thành tạo đá trầm tích ở bể Cửu Long và Nam Côn Sơn từ Eocen cho đến Đệ tứ là do có sự sụt lún chung của vùng Đông Nam Á và tuyệt đối không có khối nâng, khối sụt trong một bể trầm tích như quan niệm hiện nay bởi khối móng kết tinh hoàn toàn ổn định.

 - Sự nâng lên hoặc sụt xuống tạo các khối ở bể Cửu Long, Nam Côn Sơn chỉ được thể hiện trong phần đá trầm tích và đá móng nứt nẻ, phong hóa. Do các thành tạo trầm tích trong Kainozoi ở các bể kéo dài suốt từ Eocen - Pliocen - Q với chiều dày của lớp trầm tích trên 3.000m. Tùy thuộc vào từng thời kỳ địa chất kéo dài suốt 60 triệu năm, các trầm tích này dần bị biến đổi (từ trầm tích tạo thành đá) đã xảy ra các quá trình: mất nước (khi áp suất 400 - 800N/cm2 ứng với độ sâu nước mất hoàn toàn; nên ép do trọng lực cột đá; thành tạo các khoáng vật mới…

Quá trình này xảy ra làm giảm thể tích đá (đá cát kết: độ rỗng từ 48% giảm xuống còng 21%). Khi áp suất tăng 200 - 500N/cm2, tỷ trọng đá cũng tăng lên tương ứng. Các thành tạo trầm tích này được phủ lên bề mặt móng (như bề mặt móng hiện tại của bể Cửu Long). Bề mặt móng không bằng phẳng mà bao gồm các đỉnh cao và các vùng trũng. Chính phần cao này được cho là nâng lên và phần trũng là sụt xuống (tài liệu chung của các báo cáo hiện có của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam).

Các đá móng kết tinh được đưa lên từ lò magma trong lòng đất khi hiện diện ở bản đồ móng đã trải qua các quá trình:

- Khi nguội lạnh: tạo các nứt nẻ do có sự co rút thể tích (cooling) từ ngoài vào trong, tạo nên khe nứt như vỏ bọc đồng tâm theo hình dạng khối đá. Nếu khối đá cùng xuất lộ cao thì các khe nứt này cũng cao và có thể có nhiều khe nứt đồng tâm theo thời gian. Trên thực tế, chúng thường nằm ngay theo mặt cắt địa chất. Các nứt nẻ này lộ rõ và đẹp từ sân bay Cỏ Ống về mũi Tàu bể đảo Côn Sơn trong granite tuổi Creta phức hệ Đèo Cả.

Hệ thống khe nứt vuông góc với bề mặt của đá lộ ra không khí giống như đá basalt phun trào hình cột ở thác Đam Bri (Bảo Lộc - Lâm Đồng) hay thác Prenn (Đà Lạt)… Còn trong granite, hệ thống này phổ biến ở đường sân bay Cỏ Ống - thị trấn Côn Đảo (Côn Sơn), suốt dải bờ biển từ Phan Thiết tới núi Kê Gà hay núi Cà Đú (Phan Rang), granite Định Quán (Đồng Nai)… Các đá granitoid này bị phong hóa mạnh mẽ đới phong hóa phát triển sâu theo hệ thống cooling ngang và dọc của khối.

- Khi các đá granitoid như trên bị phủ lên bởi khối lượng lớn trầm tích dày hàng nghìn mét với tỷ trọng lớn của đá (trọng lực được dồn vào móng nứt nẻ phong hóa) đã tạo nên các đứt gãy của đá móng và chỉ giới hạn bởi phần nứt nẻ và phong hóa. Đứt gãy này cũng có thể tới hàng trăm mét (tùy thuộc vào sự nhô cao của khối đá magma). Đới magma bị phong hóa, nứt nẻ và dứt gãy này bị tụt xuống theo sườn dốc của khối magma, tạo nên một dạng hỗn hợp (ở giếng khoan LDV-1X, 2X và ở một số giếng khoan khác) và gọi tên cho các đá này là tầng G20, G30 (Hình 5). Mặt trượt của đứt gãy này thường là đá granite còn tươi không bị nứt nẻ.

Các đứt gãy dọc theo sườn của khối granite nhô cao tạo cho các đá trầm tích nằm trên một đứt gãy thường được gọi là đứt gãy kéo theo. Các đứt gãy này được thể hiện rất rõ trên các mặt cắt địa chấn (biên độ sụt không lớn, đới phá hủy hầu như không rõ ràng); thường có xu hướng chắn sản phẩm tốt (mặt cắt khu vực Trung tâm và Đông Bắc mỏ Rồng bể Cửu Long (Hình 6).

Giữa giếng khoan R1 và R9 là khối granite nhô cao; giữa R9 và R6, R3 là khối granite thấp hơn. Nơi granite nhô cao, trầm tích mỏng; còn phần thấp, trầm tích dày. Trong quá trình trầm tích thành đá trầm tích (như đã nói ở phần trên) tác động trọng lực tạo nên các đứt gãy kéo theo trong đá trầm tích do tác động đứt gãy trong đới nứt nẻ của granite tạo thành (mũi tên) (Hình 6).

Trở lại với cánh sụt của đứt gãy ở đá magma thì khối lượng sụt thường nằm ở phần đáy và có nhiều khả năng các đá nứt nẻ và phong hóa sụt xuống từ khi chưa có trầm tích, đặc biệt ở các phần trũng giữa các khối nhô cao (gọi là hố trũng giữa núi), loại này thường có tuổi cổ hơn trầm tích Eocen (có thể tuổi Paleocen). Khối lượng của các đá sụt xuống sau đứt gãy thường lẫn nhiều thành phần đá trầm tích, thông thường phân lớp dày (hàng chục mét) và chọn lọc rất kém từ tảng, cuội thậm chí là khối… Đặc trưng kiểu này có ở một số giếng khoan Lạc Đà Vàng, Lô 15 bể Cửu Long: LDV-1X-2X, KNT-1X-2X…

Từ quan niệm về khối móng nứt nẻ, tác giả cho rằng bản đồ bề mặt móng hiện tại ở bể Cửu Long và Nam Côn Sơn bị nứt nẻ theo 2 phương nằm ngang (vòng đồng tâm của vỉa, khối) và nứt nẻ bề mặt theo chiều vuông góc với bề mặt khối magma do co rút thể tích khi nguội lạnh. Sau đó, chúng bị phong hóa và chịu áp lực do trọng lực khối lượng các đá trầm tích bên trên cùng với tác động của nhiệt độ, nước ngầm… tạo nên các mặt trượt (đứt gãy) ở hầu hết các khối nhô với mức độ khác nhau: phần trung tâm bể thường có các đứt gãy mạnh hơn, biên độ cao hơn so với rìa bể (lượng đá trầm tích nhỏ hơn); biên độ các mặt trượt (đứt gãy) nhỏ hơn và tạo thêm nhiều khe nứt mới do động lực.

Như vậy, các đá magma móng bể trầm tích Cửu Long, Nam Côn Sơn, đặc biệt bể Cửu Long có khả năng chứa sản phẩm rất lớn, đặc biệt là ở các đứt gãy; vì ngoài khe nứt do nguội lạnh phong hóa còn có thêm các khe nứt do động lực gây nên.

4. Kết luận

Từ những phân tích trên, tác giả kết luận các đứt gãy trong đá móng bể Cửu Long và Nam Côn Sơn chỉ phát triển ở phần nứt nẻ do có sự co rút thể tích đá trong quá trình nguội lạnh từ lò magma đưa ra. Không tồn tại các đứt gãy sâu vào đá móng tươi ở mỗi bể. Các đứt gãy (chính xác hơn là mặt trượt) ở móng chỉ có khối sụt xuống, không có khối nâng (khối nâng thực tế giữ nguyên vị).

Các đứt gãy được vẽ ra trong phần đá trầm tích chỉ là sụt lún do trọng lực (bởi quá trình mất nước, nén ép, giảm thể tích và tăng trọng lượng của khối đá) làm cho đá móng bị trượt và tạo nên các đứt gãy (thường được gọi là đứt gãy kéo theo và liên quan chặt chẽ với các mặt trượt ở khối móng nhô cao).

Tất cả đá móng ở bể Nam Côn Sơn và đặc biệt là ở bể Cửu Long có tiềm năng chứa dầu khí rất lớn, nhất là ở những phần nhô cao vì ở đó dầu di cư tới thuận lợi và hệ thống nứt nẻ phong phú hơn ở phần thấp, đồng thời ở đó cũng tạo nhiều mặt trượt, đứt gãy hơn do trọng lượng khối đá ở trên nén xuống.

Bên cạnh đó, tác giả đề xuất cần lưu ý tìm kiếm, thăm dò dầu khí ở các khối móng rìa của mỗi bể.

Tài liệu tham khảo

1. Nguyễn Hiệp và nnk. Địa chất và Tài nguyên Dầu khí Việt Nam. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 2007: p276 - 307

 2. Hoàng Đình Tiến. Bể Nam Côn Sơn dưới góc độ địa động lực. Tạp chí Dầu khí. 2012;8: p.15 - 23.

3. Đặng Ngọc Quý, Hoàng Văn Quý. Phát hiện thân dầu đặc biệt hiếm có trong đá móng ở Bạch Hổ và phương pháp luận trong nghiên cứu, tìm kiếm, thăm dò dầu khí trong đá móng nứt nẻ và hang hốc. Tạp chí Dầu khí. 2012;9: p.16 -19.

4. Nguyễn Văn Chiến, Trịnh Ích, Phan Trường Thị. Thạch học. Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp. 1973.

5. A.M. Daminova. Thạch học các đá magma. Nhà xuất bản Lòng đất Matxcova. 1967.

6. IU.IR Polovinkina. Kiến trúc và cấu tạo đá xâm nhập và biến chất. Nhà xuất bản Lòng đất Matxcova. 1966.

7. Phạm Huy Long và nnk. Tài liệu hướng dẫn thực địa Tp. Hồ Chí Minh - Đà Lạt - Phan Rang. 12/2001.

Nguồn: PetroVietnam