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

Chu kỳ trầm tích và sự thay đổi mực nước biển
Sự thay đổi mực nước biển mang tính chu kỳ và có mối quan hệ với chu kỳ trầm tích trong quá trình biển tiến và biển lùi.

Chu kỳ trầm tích

Trong quá trình phát triển địa chất, sự nâng hạ mực nước biển xảy ra một cách liên tục nên có thể xét chu kỳ trầm tích với các mốc thời gian khác nhau. Một chu kỳ trầm tích liên quan đến quá trình biển tiến và biển lùi. Có thể xác định một chu kỳ trầm tích từ bắt đầu quá trình biển lùi và kết thúc khi biển tiến đạt cực đại, hoặc ngược lại từ bắt đầu quá trình biển tiến và kết thúc khi biển lùi đạt cực đại, thậm chí có thể tính chu kỳ bắt đầu và kết thúc ở giữa quá trình biển lùi. Điều này dẫn đến các khái niệm khác nhau về tập trầm tích như tập tích tụ, tập cùng nguồn gốc, hoặc tập biển tiến - biển lùi.

Có thể phân chia chu kỳ trầm tích thành các bậc khác nhau. Một chu kỳ lớn có thời gian dài (chu kỳ bậc thấp hoặc tần số thấp) gồm một số chu kỳ nhỏ có thời gian ngắn hơn (chu kỳ bậc cao hoặc tần số cao). Hiện nay có thể phân chia 5-6 bậc chu kỳ với những quan điểm khác nhau như Vail (1977 và 1991), Van Wagoner (1991), Miall (1995)... Sự phân loại các bậc chu kỳ được thể hiện trên bảng 10.1 và hình 10.3.

Bảng 10.1. Sự phân loại các bậc chu kỳ

Chu kỳ trầm tích và sự thay đổi mực nước biển

Hình 10.3 - Sơ đồ phân chia các bậc chu kỳ

Sau đây chúng ta xét các bậc chu kỳ theo quan điểm của Vail (1991):

- Chu kỳ bậc 1: Chu kỳ ngập lụt lục địa có tính toàn cầu, liên đến sự thay đổi mực nước biển toàn cầu do kiến tạo, diễn ra trong thời gian dài trên 50 triệu năm, có thể đạt tốc độ cực đại tới 1,2-1,5 cm/năm. Có 2 chu kỳ chính là chu kỳ từ Proterozoi đến Pecmi (500 triệu năm) và chu kỳ từ Trias đến hiện tại (250 triệu năm).

- Chu kỳ bậc 2: là các pha tiến hóa trong các bể trầm tích, có thể được gây ra bởi sự thay đổi tốc độ lún chìm trầm tích trong bể hoặc sự thay đổi tốc độ nâng lên của vùng nguồn trầm tích. Thời gian kéo dài chu kỳ khoảng 3-50 triệu năm.

- Chu kỳ bậc 3: là chu kỳ hình thành các tập địa tầng có thể phân biệt được trên tài liệu địa chấn trong khuôn khổ độ phân giải của phương pháp này. Những chu kỳ này có thể có nguồn gốc từ các đợt băng hà, tan băng hoặc một số cơ chế kiến tạo khác. Thời gian kéo dài của chu kỳ trong khoảng 0.5-3 triệu năm, bề dày có thể thay đổi từ vài chục mét đến vài trăm mét.

- Các chu kỳ bậc cao hơn (bậc 4, 5, 6) phân chia các tập trầm tích tỉ mỉ hơn. Khái niệm về chu kỳ trầm tích hình thành do sự nâng hạ của mực nước biển tương đối được phát triển từ thực tế sử dụng tài liệu địa chấn. Tuy nhiên, do độ phân giải của phương pháp địa chấn bị hạn chế chỉ xác định được các tập có bề dày hàng chục thậm chí hàng trăm mét, vì vậy để nghiên cứu các phân vị địa tầng nhỏ hơn tập liên quan đến các chu kỳ bậc 4-5 cần sử dụng địa tầng phân tập phân giải cao hoặc địa vật lý giếng khoan. Các kết quả phân tích này cho phép xác định sự phân lớp tỉ mỉ hơn bên trong các tập và các hệ thống trầm tích, đó là các phân tập, nhóm phân tập...

Có thể lấy thí dụ minh họa trên hình 10.4 và 10.5, trên đó thể hiện các đường cong dịch chuyển đường bờ tương ứng với các bậc chu kỳ khác nhau, một chu kỳ bậc thấp (thời gian dài) có thể gồm nhiều chu kỳ bậc cao hơn (thời gian ngắn). Trên hình 10.4 cho thấy trong chu kỳ bậc 1 bao gồm các chu kỳ bậc 2 (A, B, C và D). Trong một chu kỳ bậc 2 (C) lại bao gồm các chu kỳ bậc 3 (1, 2, 3, 4, 5). Hình 10.5 thể hiện các chu kỳ bậc 3, 4 và 5. Trên hình này có dạng các đường cong tương ứng với chu kỳ bậc 3, 4, 5 và đường cong tổ hợp cả 3 bậc chu kỳ. Phân tích một phần liên quan đến quá trình biển tiến trong tập trầm tích chu kỳ bậc 3 cho thấy có thể gồm các chu kỳ bậc 4 nhỏ hơn. Thí dụ xét chi tiết 2 chu kỳ bậc 4 (A và B). Trên đó có thể phân tích tỉ mỉ các phân tập với các ranh giới và đặc điểm của các phân tập này.

Quá trình biển tiến và biển lùi

Khái niệm biển tiến và biển lùi thể hiện hướng dịch chuyển của đường bờ vào phía đất liền (biển tiến) hoặc ra phía biển (biển lùi). Hướng dịch chuyển của đường bờ không chỉ phụ thuộc sự nâng lên và hạ xuống của mực nước biển mà còn phụ thuộc lượng trầm tích được cung cấp. Khi mực nước biển nâng lên, ở vùng có cung cấp trầm tích nhỏ có thể đặc trưng bằng hệ thống trầm tích biển tiến nhưng ở vùng cung cấp trầm tích lớn có thể đặc trưng bởi hệ thống trầm tích biển lùi. Điều này cần hết sức lưu ý vì biển lùi khi mức nước biển tăng là các hệ thống trầm tích biển lùi bình thường tạo nên các nêm lấn.

Chu kỳ trầm tích và sự thay đổi mực nước biển

Hình 10.4 - Các đường cong dịch chuyển đường bờ tương ứng với các chu kỳ

Chu kỳ trầm tích và sự thay đổi mực nước biển

Hình 10.5 - Hình ảnh mối quan hệ các bậc chu kỳ

Khi mực nước biển hạ thì luôn có tập biển lùi cho dù nguồn cung cấp trầm tích thay đổi. Như vậy, quá trình biển tiến chỉ xảy ra khi mực nước biển nâng lên. Trong khi đó quá trình biển lùi xảy ra không chỉ khi mực nước biển hạ xuống gọi là biển lùi cưỡng bức (Forced Regressive) và biển lùi khi mực nước biển nâng lên gọi là biển lùi bình thường (Normal Regressive). Các quá trình này thể hiện trên các hình 10.6, 10.7.

Như vậy có sự khác biệt giữa biển tiến cực đại với mực nước biển cao nhất, hoặc sự khác biệt giữa biển lùi cực đại với mực nước biển thấp nhất. Từ biển tiến cực đại (đánh dấu bởi mặt ngập lụt cực đại/MFS) đến khi mực nước biển cao nhất là quá trình biển lùi mặc dù mực nước biển vẫn tăng lên, hoặc từ khi mức nước biển thấp nhất đến biển lùi cực đại (đánh dấu bởi mặt biển tiến/TS hoặc còn gọi là mặt biển lùi cực đại/MRS) cũng là quá trình biển lùi mặc dù mực nước biển bắt đầu tăng lên ở mức thấp.

Các quá trình biển lùi khi mực nước biển nâng lên xảy ra vào giai đoạn đầu của hệ thống trầm tích biển cao và giai đoạn cuối của hệ thống trầm tích biển thấp tạo nên các nêm lấn được gọi là hệ thống “biển lùi bình thường”. Hệ thống biển lùi bình thường khác với hệ thống “biển lùi cưỡng bức” tạo nên các quạt đáy bể hoặc quạt sườn xảy ra khi mực nước biển hạ xuống. Trên hình 10.8 thể hiện sự biến đổi mực nước biển cơ sở theo chu kỳ, các sự kiện và các mặt ranh giới tương ứng.

Chu kỳ trầm tích và sự thay đổi mực nước biển

Hình 10.6 - So sánh quá trình biển tiến, biển lùi bình thường và biển lùi bắt buộc

Chu kỳ trầm tích và sự thay đổi mực nước biển

Hình 10.7 - Quá trình biển tiến và biển lùi - a. Quá trình biển tiến (biển tiến khi mực nước biển nâng lên); b. Quá trình biển lùi cưỡng bức (biển lùi khi mực nước biển hạ xuống); c. Quá trình biển lùi bình thường (biển lùi khi mực nước biển nâng lên)

Chu kỳ trầm tích và sự thay đổi mực nước biển

Hình 10.8 - Sự biến đổi mực cơ sở và các sự kiện, các mặt ranh giới tương ứng

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

Minh giải lát cắt địa chấn - Phần 1
Minh giải lát cắt địa chấn - Phần 2
Thành lập bản đồ
Địa tầng phân tập


Bình luận
Họ tên
Email
Mã xác nhận
 
 

Liên kết
Fanpage

​​​​​​​