ĐẶC ĐIỂM CÁC TRƯỜNG ĐỊA VẬT LÝ VÀ CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT
3.3. ĐẶC ĐIỂM TRƯỜNG SÓNG ĐỊA CHẤN
3.3.1. Trường sóng địa chấn thềm lục địa Việt Nam
Trường sóng địa chấn trong lớp phủ trầm tích ở thềm lục địa Việt Nam được nghiên cứu khá tỷ mỷ và chi tiết từ các nguồn số liệu thăm dò địa chấn phản xạ sâu và thăm dò địa chấn nông phân giải cao.
- Tài liệu cơ sở để nghiên cứu các đặc trưng địa chấn là toàn bộ các mặt cắt địa chấn mà trên đó là một tổ hợp các ranh giới phản xạ phức tạp.
- Lớp phủ trầm tích ở đây được hiểu là toàn bộ lát cắt địa chất kể từ móng âm học đến đáy nước (hay đáy biển hiện đại).
Dưới đây trình bày một số đặc trưng trường sóng và sự biến đổi của chúng trong lớp phủ trầm tích.
a. Tốc độ sóng địa chấn
Sự phân bố tốc độ trong lớp phủ trầm tích thềm lục địa Việt Nam rất phức tạp, tốc độ thay đổi theo chiều sâu và theo diện tích.
Sự thay đổi theo chiều sâu chủ yếu do sự tăng của áp suất địa tĩnh, phân lớp thạch học và tuổi tuyệt đối, điều này thể hiện rõ trong loại đá trầm tích lục nguyên. Sự thay đổi theo chiều ngang phần lớn là do biến đổi tướng, sự vát nhọn của các tầng đất đá, góc nghiêng của các lớp, các bất chỉnh hợp góc ...
Ở thềm lục địa Việt Nam, tốc độ của sóng trong tầng đất đá lục nguyên thường thay đổi từ 1700m/s - 4600m/s, còn trong đá cacbonat là 3500 - 4500m/s, trong các đá có nguồn gốc núi lửa khoảng 4000m/s.
Tuổi của đất đá khác nhau cũng có tốc độ sóng địa chấn khác nhau: Oligocen: 3500 - 5000m/s; Miocen: 2500 - 4000m/s; Pliocen - Đệ tứ: 1700 - 2500m/s.
Có thể tóm tắt sự thay đổi tốc độ sóng địa chấn ở thềm lục địa Việt
Nam như bảng 3.2.
Bảng 3.2.
Loại đất đá Tuổi địa chất Độ sâu đất đá Đá lục nguyên:
1700 - 4600m/s
Pliocen - Đệ tứ:
1700 - 2700m/s
1000m:
1800 - 2500m/s Đá cacbonat:
3500 - 4500m/s
Miocen:
2500 - 4000m/s
2000m:
2300 - 3000m/s Đá móng:
3500 - 5500m/s
Oligocen:
3500 - 5000m/s
3000m:
2500 - 4500m/s
Trên đây chỉ nêu một cách khái quát sự biến đổi tốc độ ở thềm lục địa Việt Nam, sự biến đổi này rất phức tạp theo từng vị trí địa lý trên thềm lục địa. Ngoài các yếu tố trên sự thay đổi của tốc độ còn phụ thuộc vào độ rỗng, độ bão hoà, hay quá trình biến chất.
Ví dụ, qua quan sát thực nghiệm thấy rằng tốc độ giảm đi khoảng 10-15% trên các cấu trúc vòm (do tăng độ rỗng) hay ở những vùng ngậm dầu khí,…
b. Độ dày của lớp phủ trầm tích (hay độ sâu của móng)
Qua nghiên cứu tốc độ và thời gian truyền sóng địa chấn ở thềm lục địa Việt Nam, đã tính được độ sâu của móng và bề dày lớp phủ trầm tích. Độ sâu của móng âm học thay đổi từ vài trăm mét ở vùng ven bờ đến hàng chục kilômet ở trũng sâu (bảng 3.3). Trong bảng
3.4 là sự thay đổi độ dày các phức hệ trầm tích có tuổi khác nhau.
Bảng 3.3.
Vịnh Thái Lan
Cửu Long Nam Côn Sơn Khu vực miền Trung
Vịnh Bắc Bộ 800 - 5000m 1000 - 8000m 1000 - 14000m 500 - 10000m 1000 -
14000m
Bảng 3.4.
Tập trầm tích Cửu Long (m)
Nam Côn Sơn (m)
Khu vực miền Trung (m)
Vịnh Bắc Bộ (m) Pliocen - Đệ tứ 400 - 650 1000 - 3000 500 - 3000 1000-3500 Miocen 2000 - 3000 2000 - 3000 750 - 2000 2000-6000 Trước Miocen 1000 - 4000 1000 - 7000 500 - 3000 1000-6500
c. Một số đặc trưng của trường sóng địa chấn
Biên độ phản xạ, độ liên tục, tần số, hình dáng sóng, kiến trúc sắp xếp các yếu tố phản xạ... là những đặc trưng đáng chú ý của trường sóng địa chấn. Chúng cũng thay đổi mạnh theo chiều ngang và chiều
thẳng đứng trên toàn thềm lục địa Việt Nam. Các đặc trưng này phản ánh năng lượng trầm đọng của lớp phủ trầm tích, thành phần thạch học, cấu kiến trúc và đặc điểm phân lớp của đất đá.
Những vùng trường sóng có biên độ thấp (cường độ yếu) thường phản ánh sự phân lớp mỏng của lớp phủ trầm tích, hoặc trội lên một loại thành phần thạch học nào đó (ví dụ cát hoặc sét).
Một số thông số trường sóng như tần số, tốc độ, biên độ, tính liên tục và các thông tin địa chất lớp phủ trầm tích thềm lục địa Việt Nam được tóm tắt trên bảng 3.5.
Bảng 3.5.
Một số đặc trưng trường sóng
Các thông tin địa chất
Cao Các lớp đất đá mỏng, đất đá rắn kết, ít hấp thụ sóng Tần số Thấp Các lớp đất đá dày. Đất đá nằm ở độ sâu lớn, hoặc có
độ hấp thụ năng lượng sóng lớn, hoặc liên quan đến những đới có độ rỗng lớn
Cao Các đá rắn chắc: Đá móng, đá cacbonat, dolomit, ám tiêu san hô, muối mỏ, anhydrit, đá bazan núi lửa,...
Tốc độ
Thấp Các đá không rắn kết, có độ rỗng lớn, ngậm khí hoặc chất lỏng.
Cao Các đá rắn chắc: Đá móng kết tinh, cacbonat, các đá ngậm nhiều chất lỏng, vùng thiếu trầm tích (mặt bất chỉnh hợp).
Biên độ
Thấp Các đá không rắn chắc, phân lớp rất dày, hoặc đá trội một loại thành phần thạch học (cát hoặc sét), thường là trầm tích nước sâu.
Tốt Độ liên tục của các lớp trầm tích tốt, phân lớp tốt,các mặt bất chỉnh hợp địa tầng, thường liên quan đến trầm tích biển, ít thay đổi tướng.
Độ liên tục
Kém Năng lượng trầm tích thay đổi, thay đổi tướng, thường đặc trưng cho trầm tích lục địa, các đồi cát sét, kênh lạch sông ngòi, vùng phá huỷ kiến tạo, vùng bazan núi lửa.
Dưới đây là đặc điểm bức tranh sóng trong những phức hệ chính:
1. Móng âm học
Đây là một tầng phản xạ mạnh (2- 3 pha sóng) có biên độ lớn, liên tục. Tầng này có đặc trưng là rất ổn định về mặt phổ năng lượng và tốc độ truyền sóng. Tuy nhiên ở vùng trung tâm vịnh Bắc Bộ và địa hào miền trung (vùng biển Đà Nẵng) do trầm tích quá dày (tới khoảng 12 - 14 km) nên rất khó quan sát. Dưới tầng móng âm học (có thể ứng với móng của Kainozoi) các phản xạ rất khó
phân định do trên bức tranh sóng tồn tại nhiều nhiễu tần số thấp.
Ở khu vực bể trầm tích miền Trung (từ Quy Nhơn đến giáp giới trũng Cửu Long và Nam Côn Sơn) tầng móng âm học khác so với vùng trũng Sông Hồng về pha, độ nghiêng của mặt phản xạ, mức độ phân cắt… Do ảnh hưởng của các khối nâng (có thể do quá trình phun trào) xuyên tới trên bề mặt đáy biển, trên bức tranh sóng có thể nhận thấy các dạng sóng tán xạ, phản xạ - khúc xạ sườn…. Ở bể trầm tích Nam Côn Sơn, tầng móng theo dõi được không liên tục, ở vùng trung tâm bể hầu như không theo dõi được. Ở đây trầm tích Kainozoi có thể dày tới 10-12km (lô 05, 06). Đặc điểm tầng móng ở đây bị phân cắt mạnh, tồn tại nhiều đứt gãy (với các biên độ khác nhau). Tầng móng âm học này nâng dần về phía Nam cho tới đới nâng Natuna và Côn Sơn. Móng âm học ở đây tương ứng với ranh giới phản xạ 2 - 3 pha có cường độ mạnh, hình dạng sóng ổn định cho toàn bồn trũng.
Ở vùng trũng vịnh Thái Lan, móng âm học cũng tương ứng với ranh giới phản xạ 2 pha mạnh. Móng âm học rất ổn định ít đứt gãy.
Tuy nhiên, do chỉ tiến hành quan sát ở vùng thềm lục địa Việt Nam cho nên thực chất mới nghiên cứu được vùng Đông Bắc của cả bể trầm tích vịnh Thái Lan. Ở khu vực nghiên cứu tầng móng âm học nằm khá nông (phổ biến ở độ sâu 3.000 – 4.000m).
Ở trũng Cửu Long, cũng khá giống như tầng móng âm học ở trũng Nam Côn Sơn, nó cũng tồn tại khá nhiều đứt gãy và chiều sâu lớn nhất (khoảng 5.000 – 6.000m).
2. Phức hệ trầm tích Paleogen
Trên cơ sở các đặc điểm về trường sóng và kết quả nghiên cứu địa chất có thể phân định được ranh giới phức hệ địa chấn A (tương ứng với phức hệ trầm tích Paleogen). Mặt ranh giới phản xạ ứng với mái của Paleogen là mặt bất chỉnh hợp rõ nét và tồn tại trên toàn thềm lục địa Việt Nam.
Ở bồn trũng Sông Hồng phức hệ địa chấn A được thể hiện bằng các sóng phản xạ đơn pha, nằm gần như song song (ở vùng có bề dày trầm tích lớn); có đặc trưng động học ổn định chứng tỏ điều kiện trầm tích lần lượt có năng lượng cao và thấp ở môi trường biển nông. Tập phản xạ này nằm bất chỉnh hợp với móng âm học. Ở vùng trung tâm và phía Nam của bồn trũng mặt bất chỉnh hợp này nằm khá sâu, có những chỗ không quan sát thấy một cách rõ nét.
Ở bồn trũng miền Trung, mặt phản xạ mái phức hệ địa chấn A
nằm khá nông nên theo dõi tốt theo sự thay đổi của các ranh giới động lực học tần số thấp của phức hệ bên dưới bằng các ranh giới kéo dài có biên độ nhỏ hơn hoặc mất hẳn ở phức hệ bên trên.
Ở bồn trũng Cửu Long và Nam Côn Sơn, phức hệ địa chấn A chỉ có mặt ở những vùng có trầm tích dày bên sườn các cấu tạo và phức hệ địa chấn này có đặc trưng động học khá ổn định và nằm bất chỉnh hợp với móng âm học ở vùng sườn cấu tạo, đới nâng...
Các phản xạ rõ nét, đơn pha và hầu như song song với nhau.
Ở bồn trũng vịnh Thái Lan phức hệ trầm tích này mỏng và không hiện diện trên toàn vùng.
3. Phức hệ trầm tích Miocen
Phức hệ này ứng với tập phức hệ địa chấn B. Phức hệ này có thể chia ra hai phụ phức hệ, tuy nhiên khi nghiên cứu khu vực toàn thềm lục địa có thể gộp lại thành một phức hệ.
Phức hệ địa chấn B có tần số cao và độ liên tục phản xạ kém hơn phức hệ địa chấn A. Trong phức hệ này tồn tại các phản xạ thể hiện bất chỉnh hợp bên trong phức hệ, nhưng bất chỉnh hợp này theo dõi khó và không liên kết được đầy đủ đối với toàn thềm lục địa.
Ở bồn trũng Sông Hồng, mặt bất chỉnh hợp địa chấn bên trong phức hệ này theo dõi khá tốt nhưng càng về phía Nam vịnh Bắc Bộ, mặt phân chia này lại dần dần chỉnh hợp hơn và mất dần dấu hiệu gián đoạn trầm tích. Ở vùng gần Đà Nẵng có thể quan sát thấy các phản xạ biên độ nhỏ và phổ tần số tăng dần, đó là những biểu hiện tương ứng với tập trầm tích có thành phần thạch học đồng nhất hoặc phân lớp mỏng. Đến vùng Đà Nẵng thì tướng địa chấn khá độc lập và tương ứng với điều kiện năng lượng trầm tích biến đổi từ thấp đến cao. Ranh giới của phức hệ địa chấn B với phức hệ bên trên là một bất chỉnh hợp khu vực khá rõ nét. Mặt phản xạ này có cường độ mạnh. Càng về phía Nam thì mặt phản xạ này càng chìm sâu xuống và đặc trưng động học giảm đi. Mức độ theo dõi so với tập phức hệ dưới thì phức hệ này rõ hơn nhất là ở khu vực bể trầm tích miền Trung. Ở đây phức hệ B mỏng, các mặt phản xạ khá song song với nhau và nằm ngang hoặc nghiêng với góc rất nhỏ, không bị biến dạng ở vùng phía Nam bồn trũng Sông Hồng. Biên độ đứt gãy trong phức hệ này giảm dần từ dưới lên. Mặt ranh giới phản xạ thể hiện khá mạnh (2-3 pha) chứng tỏ trường sóng ở đây khá ổn định.
Ở bồn trũng Cửu Long và Nam Côn Sơn, phức hệ địa chấn này
được nghiên cứu khá rõ và được soi sáng bởi các tài liệu địa chất.
Trong phức hệ này có thể chia được hai phụ phức hệ. Phụ phức hệ phía dưới khác hẳn phía trên về hình thái phản xạ, và nó được thể hiện bằng các phản xạ ngắn, có tần số thấp và biên độ trung bình, còn phản xạ ở phức hệ trên rất rõ nét có mức độ theo dõi khá liên tục, tần số cao. Đặc tính này giảm dần từ dưới lên trên. Mặt ranh giới hai phụ phức hệ này theo dõi khá tốt trên toàn vùng trũng, tuy nhiên ở phía Đông của trũng Nam Côn Sơn (lô 12, 6) theo dõi không được tin tưởng lắm.
Ở bồn trũng vịnh Thái Lan, phức hệ địa chấn B có đặc trưng khá ổn định, ít biến dị. Tập phức hệ này có mặt ở toàn bồn trũng nhưng không dầy. Các phản xạ trong phức hệ khá mạnh và liên tục.