Trường địa nhiệt trên thềm lục địa Việt Nam

ĐẶC ĐIỂM CÁC TRƯỜNG ĐỊA VẬT LÝ VÀ CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT

3.5.1. Trường địa nhiệt trên thềm lục địa Việt Nam

Đặc điểm của trường địa nhiệt trên thềm lục địa Việt Nam được nghiên cứu cùng với sự triển khai mạnh mẽ công tác thăm dò tìm kiếm dầu khí, đặc biệt là việc thực hiện các lỗ khoan tìm kiếm và thăm dò ở các bể trầm tích Đệ tam.

Tài liệu nhiệt độ của 125 giếng khoan tìm kiếm thăm dò với độ sâu từ 300 m (ở bể Sông Hồng) đến 4500 m (ở bể Cửu Long) đã được phân tích. Độ dẫn nhiệt của 1027 mẫu lõi được đo bằng thiết bị đo nhanh hệ số dẫn nhiệt QTM của Việt Nam và Nhật Bản. Các mẫu lõi được lựa chọn kỹ, đặc trưng cho địa tầng, diện tích và các loại đá: cát kết, bột kết, đá vôi, đolomit, granit và than. Thiết bị đo nhanh hệ số dẫn nhiệt QTM NoTC 991 và THERCON2 của Việt Nam cho kết quả tin cậy về độ dẫn nhiệt của đá, vật liệu xây dựng.

Sai số lớn nhất của phép đo với cùng một mẫu đồng nhất không quá 2%. Qua nhiều lần đo cho thấy kết quả đo của hai máy trên cùng một mẫu là như nhau.

Bản đồ dòng nhiệt, độ dẫn nhiệt và gradient địa nhiệt của các bồn trầm tích được thành lập ở tỷ lệ 1: 500.000 và với toàn thềm lục địa 1: 1.000.000. Sau đây là một số đặc trưng chính về trường địa nhiệt trên thềm lục địa Việt Nam.

Về độ dẫn nhiệt

Độ dẫn nhiệt có xu hướng cao về phía Bắc và cao nhất ở bồn Sông Hồng và giảm dần về phía Đông và Đông Nam đặc biệt nơi có trầm tích cacbonat như khu vực Huế - Quảng Đà độ dẫn nhiệt giảm đi rõ rệt. Ở khu vực phía Nam chia làm 3 đới rõ rệt cao ở phần phía Tây bồn Nam Côn Sơn và thấp ở bồn Cửu Long và phía Đông bồn Nam Côn Sơn.

Các đá trầm tích như cát kết, bột kết, đá vôi và một số đá móng có độ dẫn nhiệt thay đổi trong miền giá trị từ 2,28 - 3,37 W/mK.

Với miền dẫn nhiệt tốt này là điều kiện thuận lợi để dẫn nhiệt từ dưới sâu như tầng móng, tầng bazan đưa lên cung cấp nhiệt cho các bồn trầm tích. Độ dẫn nhiệt ở các bồn trầm tích thềm lục địa Việt Nam liên quan chặt chẽ đến độ hạt mịn, hạt thô.

Về gradient địa nhiệt

Gradient địa nhiệt có tính chất phức tạp với đặc điểm phân bố

mang tính địa phương rõ rệt. Gradient địa nhiệt cao ở bồn Nam Côn Sơn, bồn Sông Hồng, gradient địa nhiệt thấp ở bồn Cửu Long và bồn Phú Khánh.

Nhìn chung trong các bể trầm tích thềm lục địa Việt Nam gradient địa nhiệt có giá trị cao, thay đổi trong khoảng 2,87 - 3,590C/100 m. Điều này cho thấy các bồn trầm tích trẻ thềm lục địa Việt Nam có chế độ địa nhiệt cao. Đó là hậu quả của quá trình phát triển địa chất liên quan đến các quá trình hoạt động kiến tạo, macma, núi lửa và hình thành tích tụ dầu khí.

Về dòng nhiệt

Giá trị dòng nhiệt trong các bồn trầm tích Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn thay đổi trong khoảng 64 - 119mW/m2, giá trị đó lớn hơn giá trị trung bình dòng nhiệt Trái đất (63 mW/m2) và cũng lớn hơn giá trị dòng nhiệt Biển Đông, khu vực Philippin và khu vực Thái Bình Dương. So với các bồn dầu khí của Đông Nam Châu Á như ở Malaysia, Indonexia, Thái Lan thì dòng nhiệt các bồn trầm tích chứa dầu thềm lục địa Việt Nam có giá trị tương đương. Đặc biệt các đường đẳng trị về dòng nhiệt, độ dẫn nhiệt, gradient địa nhiệt có thể ghép nối một cách dễ dàng.

Dòng nhiệt thềm lục địa Việt Nam có xu thế tăng về phía Bắc (bồn Sông Hồng) và giảm về phía Nam (bồn Nam Côn Sơn, Cửu Long).

Điều thú vị là dạng phân bố dòng nhiệt trong các bồn trầm tích thể hiện sự liên quan chặt chẽ đến hoạt động kiến tạo, hoạt động núi lửa, đến độ hạt thô, mịn của đá trong các bồn trầm tích thềm lục địa Việt Nam. Lịch sử dòng nhiệt gắn liền với lịch sử hình thành và phát triển các bồn trầm tích.

Nhìn chung chế độ địa nhiệt trong các bồn trầm tích thềm lục địa Việt Nam có tính phân vùng rõ rệt, cao nhất ở bồn Sông Hồng (119mW/m2) thấp nhất ở bồn Cửu Long (64 mW/m2). Trong những vùng nghiên cứu đó ta có thể phân chia ra các vùng có đặc điểm địa nhiệt khác nhau một cách rõ rệt như vùng ấm, vùng nóng, vùng lạnh.

Các hệ thống đứt gãy lớn như hệ thống đứt gãy Sông Hồng, Vĩnh Ninh hệ thống đứt gãy Bắc - Nam ở vịnh Bắc Bộ và nhiều hệ thống đứt gãy khác trong bồn trầm tích là những kênh dẫn nhiệt lớn. Những pha tạo riftơ chính cũng như những pha hoạt động núi lửa cổ, trẻ ở đất liền hay thềm lục địa đều là nguồn cung cấp nhiệt chủ yếu trong suốt quá trình phát triển địa chất như ở các bồn Sông

Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn.

Khác với những bồn trầm tích khác thuộc các nước láng giềng và khu vực như bồn Java, Sumatra (Indonesia), Malay (Malaysia), Bangkok (Thái Lan), các bồn trầm tích chứa dầu thềm lục địa Việt Nam có những tầng chắn nhiệt tốt như tầng than trong lát cắt trầm tích chứa nhiều sét xen lẫn cát dày khoảng 400 m từ khoảng độ sâu 800 - 1200 m ở bồn Sông Hồng, tầng sét Rotalit dày khoảng 200 m từ khoảng độ sâu 2000 -2200 m ở bồn Cửu Long và tầng chắn khu vực ở bồn Nam Côn Sơn.

Đặc trưng của bồn Sông Hồng là các giá trị dòng nhiệt cao, các nhóm đá khác nhau có độ dẫn nhiệt rất khác nhau, phụ thuộc vào độ hạt của các thành tạo trầm tích. Song quy luật chung là độ dẫn nhiệt tăng về phía trung tâm bồn và điều này cũng phù hợp với sự tăng trưởng gradient địa nhiệt và quy luật phân bố nhiệt độ. Nhiệt độ cao nhất đo được trong bồn hiện nay là 1790C.

Hình 3.8. Sơ đồ dòng nhiệt Bể Cửu Long.

Ở bồn Cửu Long, các đất đá có độ dẫn nhiệt thay đổi trong khoảng 1,6 - 8 W/mK, và tăng theo chiều sâu. Nhiệt độ tăng không đáng kể trong khoảng độ sâu 3500 - 4500 m và nguyên nhân của nó

có thể là đá có độ rỗng tốt. Các đá macma cũng có độ dẫn nhiệt tương tự như đá trầm tích. Giá trị độ dẫn nhiệt thay đổi trong khoảng 2,0 - 2,6 W/mK. Bồn Cửu Long có gradient địa nhiệt thấp hơn so với bồn Nam Côn Sơn, bồn Sông Hồng, gradient địa nhiệt tăng nhanh về phía trung tâm trung bình 40C /100 m. Dòng nhiệt bồn Cửu Long thay đổi trong khoảng 55 - 80 mW/m2. Giá trị dòng nhiệt trung bình 64 mW/m2. Bản đồ dòng nhiệt ở bể Cửu long được minh hoạ trên hình 3.8.

Bồn Nam Côn Sơn có nhiệt độ phát triển từ 90 - 1700C tương ứng với khoảng chiều sâu từ 1700 - 4500 m. Gradient địa nhiệt bồn Nam Côn Sơn tương đương với bồn Sông Hồng, cao hơn bồn Cửu Long.

Gradient địa nhiệt trung bình 3,590C /100 m. Đặc biệt có sự khác biệt giữa địa nhiệt của trầm tích Miocen và Oligocen. Phần phía Nam bồn Nam Côn Sơn phát triển trầm tích cacbonat bởi vậy độ dẫn nhiệt giảm.

Bảng 3.8. Các thông số bất thường địa nhiệt trên thềm lục địa Việt Nam

Độ dẫn nhiệt (W/mK)

Gradient địa nhiệt (0C/100)

Dòng nhiệt (mW/m2) Bồn trầm

tích Nhỏ nhất

Lớn nhất

Trung bình

Nhỏ nhất

Lớn nhất

Trung bình

Nhỏ nhất

Lớn nhất

Tru ng bình Sông Hồng 2.64 3.27 3.37 2.93 4.24 3.59 100 140 119 Nam Côn

Sơn

2.28 4.13 2.67 2.60 4.15 3.59 50 110 80

Cửu Long 1.77 2.61 2.28 2.26 3.35 2.87 45 85 64

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng chế độ địa nhiệt của bồn Sông Hồng thích hợp với quá trình tạo khí, bồn Nam Côn Sơn, Cửu Long thích hợp cho quá trình tạo dầu. Chi tiết, từ các đường đẳng trị 1500C, 1650C và 2200C xác định được vùng thành tạo dầu, vùng thành tạo khí và vùng chưa trưởng thành.

Các kết quả nghiên cứu địa nhiệt của ba bồn Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn thể hiện mối liên quan của chế độ địa nhiệt với các cấu trúc không gian, phá huỷ kiến tạo, hoạt động macma, thành phần đá và mức độ biến dạng của chúng (bảng 3.8).