Kết quả nghiên cứu trũng Mesozoi An Châu cho thấy trong khu vực tồn tại các thành tạo địa chất tuổi Paleozoi - Mesozoi bao gồm: đá trầm tích hạt vụn, đá Carbonate và đá phun trào. Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu tổng hợp về đặc điểm thạch học trên 52 mẫu vụn khoan và mẫu đào hào thu thập được trong quá trình khảo sát địa chất, với các chỉ tiêu phân tích chi tiết về thạch học lát mỏng (Thin Section), hiển vi điện tử quét (SEM) và nhiễu xạ Rơnghen (XRD), kết hợp với nghiên cứu tướng và môi trường ngoài thực địa, nhằm làm sáng tỏ các đặc điểm về thành phần khoáng vật, nguồn cung cấp vật liệu, môi trường thành tạo, quá trình hình thành, biến đổi thứ sinh… và đưa ra các nhận định về khả năng chứa của từng loại đá theo các phân vị địa tầng trong bể.
THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC TRẦM TÍCH VÀ KHẢ NĂNG CHỨA CỦA CÁC THÀNH TẠO ĐỊA CHẤT TUỔI PALEOZOI - MESOZOI KHU VỰC TRŨNG AN CHÂU, ĐƠNG BẮC VIỆT NAM ThS Hồng Anh Tuấn1, ThS Nguyễn Hữu Nam2, ThS Ngơ Kiều Oanh1 KS Hồng Hữu Hiệp2, TS Bùi Việt Dũng1, KS Nguyễn Mạnh Linh1 KS Ngơ Xn Vinh3 Viện Dầu khí Việt Nam Cơng ty Dầu khí Sơng Hồng (PVEP Sơng Hồng) Hội Dầu khí Việt Nam Tóm tắt Kết nghiên cứu trũng Mesozoi An Châu cho thấy khu vực tồn thành tạo địa chất tuổi Paleozoi Mesozoi bao gồm: đá trầm tích hạt vụn, đá carbonate đá phun trào Bài báo trình bày kết nghiên cứu tổng hợp đặc điểm thạch học 52 mẫu vụn khoan mẫu đào hào thu thập trình khảo sát địa chất, với tiêu phân tích chi tiết thạch học lát mỏng (thin section), hiển vi điện tử quét (SEM) nhiễu xạ rơnghen (XRD), kết hợp với nghiên cứu tướng mơi trường ngồi thực địa, nhằm làm sáng tỏ đặc điểm thành phần khoáng vật, nguồn cung cấp vật liệu, mơi trường thành tạo, q trình hình thành, biến đổi thứ sinh… đưa nhận định khả chứa loại đá theo phân vị địa tầng bể Từ khóa: Trũng An Châu, bể rift nội lục, Paleozoi, Mesozoi, đá vụn clastic, carbonate, phun trào, kiến trúc, mảnh vụn, xi măng, biến đổi thứ sinh, độ rỗng, khả chứa, thạch học lát mỏng Mở đầu Đặc điểm địa chất khu vực Trũng Mesozoi An Châu nằm vùng Đông Bắc Việt Nam, coi phần bể rift nội lục [11, 13], có phạm vi phân bố thuộc địa phận huyện phía Đơng Nam tỉnh Lạng Sơn, phía Đơng tỉnh Bắc Giang phía Tây tỉnh Quảng Ninh, với diện tích đo khoảng 10.000km2 (Hình 1) Trước đây, khu vực chủ yếu tập trung nghiên cứu sơ địa chất mặt, chưa có nghiên cứu, đánh giá triển vọng dầu khí Năm 2012, Tập đồn Dầu khí Quốc gia Việt Nam giao cho PVEP Sông Hồng triển khai đề án tìm kiếm thăm dò, nghiên cứu chi tiết cấu trúc địa chất, địa tầng trầm tích, chất lượng đá sinh, đá chứa, đá chắn, hệ thống dầu khí… nhằm đánh giá tổng quan đặc điểm địa chất triển vọng dầu khí khu vực, phục vụ cơng tác tìm kiếm thăm dò Đây chủ trương có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, bối cảnh nhiều cơng ty dầu khí ngồi nước khơng tập trung tìm kiếm nguồn dầu khí truyền thống, mà quan tâm mở rộng tìm kiếm nguồn lượng phi truyền thống khí than khí sét Việt Nam Các đơn vị thuộc Tổng cục Địa chất Việt Nam nghiên cứu địa chất khu vực dựa khảo sát đo vẽ đồ địa chất tỷ lệ 1/500.000, 1/200.000 1/50.000 kết hợp với khảo sát thực địa đo địa vật lý Tổng hợp kết nghiên cứu trước [11, 13, 14] cho thấy: 22 DẦU KHÍ - SỐ 3/2014 Trũng An Châu phần bể rift nội lục Mesozoi Thập Vạn Đại Sơn, có lịch sử phát triển lâu dài phức Hình Sơ đồ vị trí địa lý khu vực trũng An Châu [14] PETROVIETNAM tạp, trải qua nhiều pha biến dạng khác Rift có dạng phức nếp lõm đối xứng, với đầu mút khu vực sườn Đông Bắc dãy Tam Đảo, kéo dài theo hướng Đông, Đông Nam tới khu vực dãy Yên Tử sau phát triển, mở rộng phía Đơng Bắc địa phận tỉnh Lạng Sơn Quảng Ninh Trũng khống chế phía Tây Bắc đứt gãy Sơng Thương, phía Nam Đơng Nam đứt gãy Thanh Mai - Bình Liêu (kéo dài theo sườn Bắc dãy Yên Tử qua Tiên Yên đến Móng Cái) Địa tầng bể gồm thành tạo móng Paleozoi (bao gồm tầng cấu trúc giữa) có thành phần vật chất đa dạng, không đồng nhất, phủ bên chủ yếu thành tạo Mesozoi (tầng cấu trúc trên), với bề dày thay đổi từ 5.000 - 7.500m Móng lộ nhiều rìa Bắc rìa Nam bể, bao gồm đá kết tinh, biến chất thành tạo chu kỳ kiến tạo Caledoni tuổi Cambri đến Silur đá vơi Devon, C-P hình thành chu kỳ kiến tạo Hexini Các trầm tích tầng cấu trúc hình thành chu kỳ kiến tạo Indosini, có tuổi P-T-J (chủ yếu Trias), thuộc hệ tầng: (1) hệ tầng Lạng Sơn (T1i ls); (2) hệ tầng Khôn Làng (T2a kl); (3) hệ tầng Bình Liêu (T2a bl); (4) hệ tầng Nà Khuất (T2 nk); (5) hệ tầng Mẫu Sơn (T3c ms); (6) hệ tầng Văn Lãng (T3n-r vl); (7) hệ tầng Hòn Gai (T3n-r hg); (8) hệ tầng Hà Cối (J1-2 hc); (9) hệ tầng Bản Hang (K bh) Đặc điểm thạch học trầm tích trũng An Châu Nghiên cứu đặc điểm thành phần thạch học loại đá tiến hành 52 mẫu thu thập khu vực khác trũng An Châu (Bảng 1), với tiêu phân tích lát mỏng (thin section), hiển vi điện tử quét (SEM) nhiễu xạ Rơnghen (XRD) Qua phân tích, nhóm tác giả thuộc Phòng Địa tầng - Trầm tích, Trung tâm Nghiên cứu Tìm kiếm Thăm dò Khai thác Dầu khí (EPC), Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) xác định 41 mẫu đá vụn (clastic) gồm cát kết, bột kết sét kết; mẫu đá carbonate mẫu đá phun trào Nghiên cứu tướng môi trường thành tạo có kết hợp kết phân tích phòng thí nghiệm với kết nghiên cứu thực địa (thực PVEP Sông Hồng) mặt cắt điển hình lộ nhiều khu vực khác trũng 3.1 Các đá trầm tích vụn học Thành phần thạch học đá vụn học xác định trình bày chi tiết Bảng [4, 6, 7] Hình Cột địa tầng tổng hợp trũng An Châu [3] Phân loại đá cát kết theo R.L Folk (1974), thể Hình [1, 5] DẦU KHÍ - SỐ 3/2014 23 THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ x x x 3.1.1 Đá vụn thô Đá vụn thô bao gồm cuội kết, sạn kết đa khoáng màu xám trắng, xám xanh, xám vàng, gắn kết yếu; độ hạt có kích thước trung bình vài centimet hàng chục centimet (Hình 4) Cuội sạn kết đa khống phân lớp dày, có cấu tạo xiên chéo (Hình 5), thành tạo môi trường lục địa chuyển tiếp sang biển nông Thành phần cuội chủ yếu mảnh vụn thạch anh, phiến sét, độ chọn lọc trung bình, độ mài tròn tương đối tốt Đơi chỗ có số lớp cuội kết nằm xen kẹp lớp cát kết, sét kết bột kết 3.1.2 Cát kết Cát kết, cát - bột kết đối tượng chứa khu vực nghiên cứu Ở bắt gặp chủ yếu loại cát kết hạt nhỏ (kích thước 0,1 - 0,25mm) cát kết hạt nhỏ (kích thước 0,063 - 0,1mm) Đa phần cát kết hạt nhỏ có độ chọn lọc từ trung bình đến tốt, độ mài tròn trung bình, mảnh vụn chủ yếu có dạng tiếp xúc bán góc 24 DẦU KHÍ - SỐ 3/2014 x x x x x x x x x x x 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 SH SH SH 19 SH 24 SH 44 SH 45 SH 46 SH 47 SH 48 SH SH SH SH 20 SH 21 SH 22 SH 51 SH 52 SH SH 33 SH SH SH 26 SH 27 SH 28 SH 29 Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Phun trào Phun trào Phun trào Sét kết Phun trào Cát kết Cát kết Đá vôi Đá vôi Đá vôi Đá vôi Đá vôi Đá vôi T2nk T2nk T2nk T2nk T2nk T2nk T2nk T2nk T2nk T2akl T2akl T2akl T2ab1 T2ab1 T2ab2 T2ab1 T2ab1 T1ls T1ls C-Pbs C-Pbs C-Pbs C-Pbs C-Pbs C-Pbs x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Phân tích XRD Phân tích XRD x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Phân tích SEM Phân tích SEM x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Phân tích lát mỏng Phân tích lát mỏng J1-2hc2 J1-2hc2 J1-2hc1 J1-2hc1 J1-2hc1 J1-2hc1 J1-2hc1 J1-2hc1 J1-2hc1 J1-2hc1 T3n-rvl1 T3n-rvl1 T3n-rvl1 T3n-rvl2 T3cms3 T3cms3 T3cms3 T3cms3 T3cms3 T3cms3 T3cms2 T3cms2 T3cms2 T3cms1 T3cms1 T3cms1 T3cms1 Tuổi địa chất Tuổi địa chất Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Sét kết chứa bột Sét kết chứa cát Cát kết Phun trào Sạn kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Cát kết Sét kết Sét kết chứa cát Bột kết Loại đá Loại đá SH 17 SH 25 SH 12 SH 23 SH 40 SH 41 SH 42 SH 43 SH 49 SH 50 SH 13 SH 14 SH 15 SH 16 SH 10 SH 11 SH 31 SH 34 SH 35 SH 36 SH SH 30 SH 32 SH 18 SH 37 SH 38 SH 39 Số hiệu mẫu Số hiệu mẫu 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Số thứ tự Số thứ tự Bảng Danh sách mẫu tiêu phân tích thạch học trũng An Châu x x x x x x cạnh đến bán tròn cạnh Một số mẫu phân tích cát hạt thơ, với kích thước hạt vụn từ 0,5 - 2,0mm cát kết hạt trung, với kích thước trung bình 0,25 - 0,5mm Hầu hết đá bị nén kết mạnh, tạo nên tiếp xúc dạng đường cong dạng cưa (stylonite) hạt vụn Ảnh chụp mẫu SH3, tuổi T2a kl cho thấy cát kết litharenite hạt nhỏ dạng quartzite có độ chọn lọc mài tròn trung bình, tiếp xúc hạt dạng đường cong/răng cưa Thành phần giàu thạch anh (Q), mảnh feldspar (O), nhiều mảnh đá phiến (S), quartzite (Qz), đá phun trào (V) đá silic (Si) Xi măng sét (mũi tên) thạch anh (q) lấp đầy không gian rỗng hạt (Hình 7) Xi măng khống vật sinh gồm thạch anh (q), kaolinite (K) sét khác lấp đầy lỗ hổng nguyên sinh hạt (mũi tên) (Hình 6) [7] Theo phân loại R.L.Folk (1974) mẫu nghiên cứu chủ yếu cát kết sublitharenite, litharenite chứa felspar, litharenite lithic arkose (Hình 3) SH 31 SH 32 SH 33 SH 34 SH 35 SH 36 SH 37 SH 38 SH 39 SH 40 SH 41 SH 42 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 SH 45 SH 46 SH 47 SH 48 SH 49 SH 50 SH 51 35 36 37 38 39 40 41 SH 43 SH 44 SH 30 20 33 34 SH SH 10 SH 11 SH 12 SH 13 SH 15 SH 16 SH 17 SH 18 SH 19 SH 23 SH 24 SH 25 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 SH SH SH SH SH SH Số hiệu mẫu STT DẦU KHÍ - SỐ 3/2014 Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Lõi khoan Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Hào Loại mẫu T2nk J1-2hc1 J1-2hc1 T2abl T2nk T2nk T2nk J1-2hc1 T2nk J1-2hc1 T3cms3 T3cms2 T1ls T3cms3 T3cms3 T3cms3 T3cms1 T3cms1 T3cms1 J1-2hc1 J1-2hc1 T3cms2 T3cms3 T3cms3 J1-2hc1 T3n-rvl1 T3n-rvl1 T3n-rvl2 J1-2hc2 T3cms1 T2nk J1-2hc1 T2nk J1-2hc2 T2nk T3cms2 T2nk T2akl T1ls T2akl T2akl Tuổi địa chất Sublitharenite Litharenite Litharenite Litharenite Litharenite Litharenite Feldspathic litharenite Sublitharenite Sublitharenite Sublitharenite Litharenite Sạn kết Sublitharenite Lithic arkose Sublitharenite Litharenite Sublitharenite Sublitharenite Sublitharenite Feldspathic litharenite Sublitharenite Litharenite Litharenite Subarkose Sublitharenite Sét kết chứa vôi Sét kết Sét kết chứa cát Bột kết chứa sét Bột kết chứa vôi Sublitharenite Feldspathic litharenite Sét kết chứa vôi Sublitharenite Feldspathic litharenite Litharenite Feldspathic litharenite Sét kết Sét kết chứa bột Sét kết chứa cát Sét kết Phân loại đá Kích thước trung bình