Các yếu tố cấu trúc địa chất - Phần 1

Mục đích của minh giải tài liệu địa chấn là làm sáng tỏ đặc điểm địa chất của các đối tượng cần nghiên cứu. Vì vậy cần làm rõ cơ sở địa chất của thăm dò địa chấn. Trong đó đặc biệt lưu ý tới các yếu tố liên quan đến sự hình thành và tồn tại của dầu khí như các đặc điểm cấu trúc, kiến tạo, địa tầng, các loại đá, tướng và môi trường trầm tích, hệ thống dầu khí…

Các yếu tố cấu trúc địa chất (đứt gãy, nếp uốn, khe nứt, đới phá hủy, ranh giới địa tầng...) xảy ra trong quá trình hình thành các loại đá (trầm tích, magma và biến chất) cũng như các quá trình biến dạng và biến chất sau tạo đá. Sự tồn tại, hình thái và phân bố không gian của các cấu tạo này phản ánh mối quan hệ giữa điều kiện hình thành với các yếu tố địa chất nội, ngoại sinh tác động lên chúng. Tất cả những đặc trưng về hình thái, cấu trúc, thạch học và biến dạng của đá đều có thể được gián tiếp nhận diện và phân tích thông qua các đặc điểm của trường sóng địa chấn. Vì vậy, trong quá trình xác định các yếu tố cấu trúc địa chất, minh giải tài liệu địa chấn có vai trò rất quan trọng.

Đứt gãy

Sự phá hủy kiến tạo làm mất tính chất liên tục của đá, phân chia thành các thể địa chất riêng biệt đi kèm với sự dịch chuyển tương đối của chúng với nhau tạo nên các đứt gãy, chúng được đặc trưng bởi các yếu tố hình học như mặt trượt, cánh, biên độ dịch chuyển... Đứt gãy nội sinh được hình thành do lực ép nén, tách giãn hoặc trượt bằng và có thể tái hoạt động trong nhiều pha khác nhau, chúng không chỉ ảnh hưởng đến hình thái cấu trúc mà còn liên quan đến khả năng dịch chuyển của dầu khí. Ngoài ra còn tồn tại các đứt gãy ngoại sinh được hình thành không phải do tác động của các trường ứng suất khu vực mà chủ yếu do tác động của trọng lực trên các sườn dốc của địa hình cổ. Căn cứ vào hướng dịch chuyển tương đối của hai cánh có thể phân loại đứt gãy thành ba loại cơ bản là đứt gãy thuận, đứt gãy nghịch và đứt gãy trượt bằng (hình 1.1).

Hình 1.1 - Mô hình một số loại đứt gãy - a. Đứt gãy thuận; b. Đứt gãy nghịch; c. Đứt gãy trượt bằng trái; d. Đứt gãy trượt bằng phải

Tổ hợp các đứt gãy thuận và đứt gãy nghịch thường tạo ra các địa hào hoặc địa lũy. Địa hào là cấu trúc địa chất bị sụt lún giữa các đứt gãy, tạo cho các trầm tích trẻ hơn phủ lên. Trật tự địa tầng trên mặt cắt vuông góc với trục kéo dài của địa hào thể hiện các đá ở trung tâm có tuổi trẻ hơn so với ở hai cánh. Địa lũy là cấu tạo hình thành bởi các đứt gãy với phần giữa các đứt gãy được nâng lên và trật tự địa tầng ở phần trung tâm có tuổi cổ hơn so với ở hai cánh. Đứt gãy trượt bằng do phá hủy kiến tạo trong đó dịch chuyển của các cánh xảy ra theo phương ngang, nếu hướng dịch chuyển theo chiều kim đồng hồ gọi là đứt gãy trượt bằng phải và nếu dịch chuyển ngược lại gọi là trượt bằng trái. Mô hình đứt gãy thuận, địa hào và địa lũy được thể hiện trên hình 1.2.

Hình 1.2 - Mô hình đứt gãy thuận, địa hào và địa lũy

Ở Việt Nam, các bể trầm tích được hình thành chủ yếu theo cơ chế tách giãn kết hợp trượt bằng nên có một số loại đứt gãy cần quan tâm trong minh giải cấu trúc như đứt gãy đồng trầm tích (growth fault), đứt gãy cong thuận (listric fault), đứt gãy xoắn (wrench fault)...

Đứt gãy đồng trầm tích là đứt gãy thuận có cánh sụt chuyển động đồng thời với quá trình tích tụ trầm tích. Đứt gãy cong thuận là các đứt gãy lớn và thường là đứt gãy sâu vào móng các bể trầm tích. Về mặt hình thái, đứt gãy cong thuận có mặt trượt bị uốn cong xuống bên dưới và vì vậy cánh hạ của chúng bị chuyển động xoay để tạo thành các cấu trúc bản địa hào với tập trầm tích lót đáy có dạng nêm. Đứt gãy xoắn là kết hợp của hệ thống nhiều đứt gãy trượt bằng. Sự phát triển đứt gãy thuận trong bể trầm tích được thể hiện trên hình 1.3.

Hình 1.3 - Sự phát triển đứt gãy thuận trong bể trầm tích

Mặt đứt gãy có thể phẳng hoặc cong, hai phía đứt gãy tạo nên cánh treo và cánh nằm với các lớp trầm tích có bề dày khác nhau hoặc dạng nếm. Các yếu tố chính của hệ thống đứt gãy như địa lũy, địa hào, bán địa hào, nếp lồi cuộn... được thể hiện trên hình 1.4.

Hình 1.4 - Các yếu tố chính của hệ thống đứt gãy mở rộng

Trên hình 1.5 thể hiện mô hình lấp đầy do biến dạng sụt lở bị gián đoạn giữa cánh treo và cánh nằm của đứt gãy cong thuận có mặt trượt cùng hướng và ngược hướng với đứt gãy chính. Trên tài liệu địa chấn, các loại đứt gãy thường thể hiện bởi sự dịch chuyển các trục đồng pha, gián đoạn liên kết. Mô hình cấu trúc của đứt gãy trượt bằng phải được thể hiện trên hình 1.6. Sự hình thành gờ nâng và vùng trũng trong hệ thống đứt gãy trượt bằng được thể hiện trên hình 1.7.

Hình 1.5 - Mô hình lấp đầy do biến dạng sụt lở bị gián đoạn giữa cánh treo và cánh nằm của đứt gãy thuận cong

Hình 1.6 - Mô hình cấu trúc của đứt gãy trượt bằng phải

Hình 1.7 - Sự hình thành gờ nâng và vùng trũng trong hệ thống đứt gãy trượt bằng

Theo Minh giải địa chấn trong thăm dò và khai thác dầu khí