Luận Án Tiến Sĩ Địa Chất Đặc Điểm Các Đá Phun Trào Basalt Đệ Tứ Miền Đông Nam Bộ Và Định Hướng Sử Dụng.pdf

Riêng đối với basalt Đệ tứ ĐNB cho đến nay chƣa có các c ng tr nh nghiên cứu chi tiết, mang tính hệ thống về đặc điểm địa chất các cấu trúc núi lửa, phân chia các tƣớng phun trào, thành

THIỀM QUỐC TUẤN

ĐẶC ĐIỂM CÁC ĐÁ PHUN TRÀO BASALT ĐỆ TỨ MIỀN ĐÔNG NAM BỘ VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội - 2023

Luận án tiến sĩ

THIỀM QUỐC TUẤN

ĐẶC ĐIỂM CÁC ĐÁ PHUN TRÀO BASALT ĐỆ TỨ MIỀN ĐÔNG NAM BỘ VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận án tiến sĩ ngành kỹ thuật địa chất, với đề tài “Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng là

c ng tr nh khoa học của riêng t i, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS Đỗ Văn Nhuận và PGS.TS Trần Bỉnh Chư

Những kết quả nghiên cứu của luận án hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác hoặc được ghi đầy đủ nguồn trích dẫn

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 9

1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN 9

1.1.1 Vị trí địa lý 9

1.1.2 Điều kiện tự nhiên 9

1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU CÁC THÀNH TẠO BASALT 10

1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC 12

1.3.1 Địa tầng 12

1.3.2 Magma 16

1.3.3 Kiến tạo 17

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN 21

2.1.1 Khái niệm 21

2.1.2 Nguồn magma 25

2.1.3 Phân loại đá phun trào 26

2.1.3.1 Phân loại theo thành phần thạch học - khoáng vật 27

2.1.3.2 Phân loại theo thành phần hóa học 27

2.1.4 Phân chia các loạt (series) magma basalt 28

2.1.5 Phân chia các kiểu (types) magma basalt 30

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 33

2.2.2 Phương pháp phân tích ảnh viễn thám 33

2.2.3 Phương pháp khảo sát thực địa 33

Luận án tiến sĩ

2.2.4 Phương pháp nghiên cứu trong phòng 34

2.2.4.1 Phương pháp nghiên cứu thạch học 34

2.2.4.2 Phương pháp nghiên cứu thạch địa hóa 34

2.2.4.3 Phương pháp nghiên cứu địa hóa đồng vị 35

2.2.4.4 Phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên 36

2.2.4.5 Phương pháp nghiên cứu tính chất cơ lý 37

2.2.4.6 Phương pháp xử lý thống kê kết quả phân tích 37

2.2.4.7 Phương pháp phân tích SWOT 39

2.2.4.8 Phương pháp ứng dụng phần mềm chuyên dụng 41

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM BASALT ĐỆ TỨ ĐÔNG NAM BỘ 43

3.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, THẠCH HỌC 43

3.1.1 Đặc điểm địa chất, thạch học basalt Phước Tân 45

3.1.1.1 Tướng phun trào 47

3.1.1.2 Tướng phun nổ và họng 48

3.1.2 Đặc điểm địa chất, thạch học basalt Xuân Lộc 50

3.1.2.1 Tướng phun trào 52

3.1.2.2 Tướng phun nổ và họng 53

3.1.3 Đặc điểm địa chất, thạch học basalt SokLu 57

3.2 ĐẶC ĐIỂM THẠCH ĐỊA HÓA 59

3.2.1 Đặc điểm thạch địa hóa basalt Phước Tân 61

3.2.2 Đặc điểm thạch địa hóa basalt Xuân Lộc 63

3.2.3 Đặc điểm thạch địa hóa basalt SokLu 65

3.2.4 So sánh đặc điểm thạch địa hóa basalt Đệ tứ ĐNB 76

3.3 NGUỒN GỐC, TUỔI THÀNH TẠO 79

3.3.1 Tuổi thành tạo 79

3.3.2 Nguồn gốc thành tạo 83

CHƯƠNG 4 ĐẶC ĐIỂM CHẤT LƯỢNG BASALT ĐỆ TỨ ĐÔNG NAM BỘ VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG 87

4.1 HIỆN TRẠNG QUY HOẠCH, KHAI THÁC, SỬ DỤNG 87

Luận án tiến sĩ

4.1.1 Hiện trạng quy hoạch về TNKS basalt Đệ tứ ĐNB 87

4.1.2 Hiện trạng khai thác 88

4.1.1.1 Các mỏ/cụm mỏ basalt Phước Tân 89

4.1.1.2 Các mỏ/cụm mỏ basalt Xuân Lộc 90

4.1.1.3 Các mỏ/cụm mỏ basalt SokLu 93

4.1.3 Các lĩnh vực sử dụng chính và yêu cầu chất lượng 94

4.1.3.1 Đá xây dựng 94

4.1.3.2 Phụ gia hoạt tính puzolan 98

4.1.3.3 Nguyên liệu sản xuất sợi basalt 99

4.2 ĐẶC ĐIỂM CHẤT LƯỢNG 100

4.2.1 Thành phần vật chất 100

4.2.2 Tính chất cơ lý - công nghệ 102

4.2.3 Đặc tính nguyên liệu sản xuất sợi basalt 108

4.3 ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG 109

4.3.1 Nguyên tắc phân vùng và định hướng sử dụng 109

4.3.2 Định hướng sử dụng tài nguyên hợp lý, bền vững 111

4.3.2.1 Đá xây dựng 111

4.3.2.2 Phụ gia hoạt tính puzolan 117

4.3.2.3 Vật liệu xây dựng không nung 119

4.3.2.4 Nguyên liệu sản xuất sợi basalt 120

4.3.2.5 Vật liệu san lấp (VLSL) 121

4.3.2.6 Bảo tồn và phát triển di sản địa chất 123

4.3.3 Phân vùng sử dụng tài nguyên 133

4.3.4 Các giải pháp phát triển bền vững 137

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 140

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 142

TÀI LIỆU THAM KHẢO 143

PHỤ LỤC 151

Luận án tiến sĩ

Phụ lục 3.1 Kết quả phân tích thành phần nguyên tố chính (wt%) và tính toán các

chỉ số thạch hóa basalt Đệ tứ ĐNB 152

Phụ lục 3.2 Kết quả tính toán thành phần khoáng vật quy chuẩn CIPW (%) của basalt Đệ tứ ĐNB 154

Phụ lục 3.3 Kết quả phân tích thành phần nguyên tố vết (ppm) và tính toán các chỉ số địa hóa basalt Đệ tứ ĐNB 156

Phụ lục 3.4 Dữ liệu đồng vị Ar của các mẫu và tuổi tính toán 161

Phụ lục 4.1 Hiện trạng quy hoạch, khai thác, sử dụng TNKS basalt Đệ tứ ĐNB 163

Phụ lục 4.2 Yêu cầu chất lƣợng basalt sử dụng sản xuất đá lát 169

Phụ lục 4.3 Kết quả thí nghiệm tính chất cơ lý - công nghệ của basalt Đệ tứ ĐNB 170

Phụ lục 4.4 Các yếu tố điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội, thách thức (SWOT) 174

Phụ lục 4.5 Phân tích SWOT về phân vùng sử dụng tài nguyên 175

Luận án tiến sĩ

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Tổng hợp khối lƣợng thực hiện nghiên cứu 6

Bảng 2.1 Phân loại đá phun trào 28

Bảng 2.2 Phân chia các loạt (series) magma basalt theo đặc điểm thạch địa hóa 29

Bảng 2.3 Phân chia các kiểu (types) magma basalt theo bối cảnh kiến tạo 31

Bảng 2.4 Tổng hợp các biểu đồ phân chia các kiểu magma basalt 32

Bảng 2.5 Các giá trị  với xác suất tin cậy hai phía  = 0,95 38

Bảng 2.6 Ý nghĩa của các yếu tố SWOT 41

Bảng 3.1 Phân loại đá theo thành phần thạch học - khoáng vật 44

Bảng 3.2 Phân loại đá theo thành phần thạch hóa 60

Bảng 3.3 Thành phần nguyên tố chính (wt%) và các chỉ số thạch hóa 71

Bảng 3.4 Thành phần khoáng vật quy chuẩn CIPW (%) của basalt Đệ tứ ĐNB 72

Bảng 3.5 Thành phần nguyên tố vết (ppm) và các chỉ địa hóa basalt Đệ tứ ĐNB 73

Bảng 3.6 Hàm lƣợng trung bình các nguyên tố vết và hệ số tập trung của basalt Đệ tứ ĐNB 74

Bảng 3.7 Tuổi tuyệt đối của basalt ĐNB 82

Bảng 3.8 Thành phần đồng vị Sr, Nd và Pb của basalt ĐNB 84

Bảng 4.1 Các khoáng sản liên quan 88

Bảng 4.2 Yêu cầu về thành phần hạt của cát nghiền 96

Bảng 4.3 Quy định về mác đá dăm theo độ nén dập trong xi lanh 96

Bảng 4.4 Quy định về độ nén dập trong xi lanh đối với sỏi dăm 97

Bảng 4.5 Yêu cầu đặc tính kỹ thuật của CPĐD 97

Bảng 4.6 Độ hút v i theo độ hoạt tính của puzolan 98

Bảng 4.7 Yêu cầu về thành phần hóa học của đá basalt 99

Bảng 4.8 M đun độ nhớt, m đun acid và thạch anh tự do của basalt Đệ tứ ĐNB 100

Bảng 4.9 Kết quả xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên của basalt Đệ tứ ĐNB 102

Bảng 4.10 Đặc trƣng thống kê tính chất cơ lý và đặc tính kỹ thuật của basalt Đệ tứ ĐNB 103

Bảng 4.11 Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ kết tinh, khoảng nhiệt độ kéo sợi 108

Luận án tiến sĩ

Bảng 4.12 Yêu cầu chất lượng basalt ĐXD 112

Bảng 4.13 Yêu cầu chất lượng basalt puzolan 119

Bảng 4.14 Yêu cầu chất lượng nguyên liệu sản xuất sợi basalt 121

Bảng 4.15 Tính chất cơ lý và đặc tính kỹ thuật của basalt phong hóa 122

Bảng PL4.1.1 Tổng hợp các mỏ/biểu hiện khoáng sản ĐXD 163

Bảng PL4.1.2 Tổng hợp các mỏ/biểu hiện khoáng sản puzolan 165

Bảng PL4.1.3 Tổng hợp các biểu hiện khoáng sản VLSL 166

Bảng PL4.1.4 Hiện trạng khai thác, sử dụng basalt Đệ tứ ĐNB 167

Bảng PL4.2.1 Quy định về độ nguyên khối theo thể tích 169

Bảng PL4.2.2 Quy định về kích thước cơ bản của tấm đá 169

Bảng PL4.2.3 Quy định về sai lệch kích thước và khuyết tật trên bề mặt đá 169

Bảng PL4.2.4 Quy định về đặc tính kỹ thuật và tính chất cơ lý của tấm đá 169

Bảng PL4.3.1 Tính chất cơ lý của basalt Đệ tứ ĐNB 170

Bảng PL4.3.2 Đặc tính kỹ thuật của basalt Đệ tứ ĐNB 172

Luận án tiến sĩ

DANH MỤC HÌNH ẢNH

H nh 1.1 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu Đ ng Nam Bộ 10

H nh 1.2 Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu Đ ng Nam Bộ 20

Hình 2.1 Biểu đồ QAPF phân loại đá phun trào (IUGS, 1997) 27

H nh 2.2 Lược đồ phương pháp phân tích SWOT 39

H nh 3.1 Sơ đồ phân bố, tuổi thành tạo basalt Đệ tứ ĐNB 42

Hình 3.2 Các mẫu thạch học basalt Đệ tứ ĐNB 44

Hình 3.3 Quang cảnh khu vực nghiên cứu và các vết lộ basalt Phước Tân 46

Hình 3.4 Kiến trúc của các đá basalt Phước Tân dưới kính hiển vi phân cực 50

Hình 3.5 Quang cảnh khu vực nghiên cứu và các vết lộ basalt Xuân Lộc 51

Hình 3.6 Kiến trúc của các tù đá siêu mafic và basalt Xuân Lộc dưới kính hiển vi phân cực 57

Hình 3.7 Quang cảnh khu vực nghiên cứu và các vết lộ basalt SokLu 58

Hình 3.8 Kiến trúc của các đá basalt SokLu dưới kính hiển vi phân cực 59

Hình 3.9 Biểu đồ hàm lượng trung bình các nguyên tố chính 67

Hình 3.10 Biểu đồ (Na2O+K2O) - SiO2 (TAS) theo Le Bas, 1986 68

Hình 3.11 Biểu đồ (Na2O+K2O) - SiO2 (A) và AFM (B) theo Irvine & Baragar, 1971 68

Hình 3.12 Biểu đồ K2O - SiO2 theo Peccerillo&Taylor, 1976 (A) và Le Maitre, 2002 (B) 68

Hình 3.13 Biểu đồ thành phần khoáng vật quy chuẩn CIPW 69

Hình 3.14 Biểu đồ Ne-Di-Ol-Hy-Q theo Thompson, 1984 70

Hình 3.15 Biểu đồ hệ số tập trung các nguyên tố vết của các đá basalt 70

Hình 3.16 Biểu đồ phân bố đất hiếm (REE) chuẩn theo chondrit (A) và biểu đồ chân nhện chuẩn theo manti nguyên thủy theo Sun&McDon, 1989 (B) 70

Hình 3.17 Biểu đồ Haker tương quan giữa SiO2 và các oxit tạo đá 79

Hình 3.18 Kết quả tuổi Ar-Ar của basalt ĐNB 83

Hình 3.19 Biểu đồ MgO-Fe2O3t-Al2O3 (A) theo Pearce T.H., 1977 và MnO-TiO2 -P2O5 (B) theo Mullen E.D., 1983 85

Luận án tiến sĩ

Hình 3.20 Biểu đồ La-La/Nb (A) theo Li S.G., 1993 và F1-F2 (B) theo Pearce J.A.,

1976 85

Hình 3.21 Biểu đồ Zr-Ti-Y (A) theo Pearce J.A và Cann J.R., 1973 và Zr-Nb-Y (B) theo Meschede M., 1986 85

Hình 3.22 Biểu đồ Th-Hf/3-Ta (A), Th-Zr/117-Nb/16 (B) theoWood D., 1980 86

Hình 4.1 Biểu đồ hàm lượng trung bình các nguyên tố chính 100

Hình 4.2 Biểu đồ giá trị trung bình của Alk, MB, Mk và Q tự do 101

Hình 4.3 Biểu đồ độ nén dập trong xi lanh của basalt 106

Hình 4.4 Biểu đồ độ mài mòn tang quay của basalt 106

Hình 4.5 Biểu đồ hàm lượng hạt thoi dẹt của basalt 107

Hình 4.6 Biểu đồ giá trị trung b nh các đặc tính kỹ thuật của basalt đá xây dựng 107

Hình 4.7 Biểu đồ giá trị trung b nh các đặc tính kỹ thuật của basalt puzolan 108

Hình 4.8 Các ứng dụng của basalt Phước Tân và basalt SokLu 116

Hình 4.9 Các ứng dụng của basalt Xuân Lộc 117

Hình 4.10 Sử dụng sản phẩm phong hóa basalt làm VLSL 123

Hình 4.11 Cao nguyên núi lửa - Vườn Quốc gia Nam Cát Tiên (ST) 129

Hình 4.12 Hình thái miệng núi lửa 129

H nh 4.13 DSĐC núi lửa trên ảnh viễn thám Google Earth 131

H nh 4.14 Hang động núi lửa 132

Hình 4.15 Cảnh quan suối/thác nước 132

Hình 4.16 Di sản địa chất khác 133

H nh 4.17 Sơ đồ phân vùng sử dụng hợp lý tài nguyên 139

Luận án tiến sĩ

12 - IAB : Basalt cung đảo

13 - IAT : Tholeit cung đảo

14 - MORB : Basalt dãy núi giữa đại dương

15 - OFB : Basalt đáy đại dương

16 - OIB : Basalt đảo đại dương

17 - OIT : Tholeit đảo đại dương

18 - ORB : Basalt tạo núi

19 - OT : Tholeit olivin

20 - Pz : Puzolan

21 - QT : Tholeit thạch anh

22 - SA : Basalt á kiềm

23 - SCIB : Basalt đảo trung tâm tách giãn

24 - TNĐC : Tài nguyên địa chất

25 - TNKS : Tài nguyên khoáng sản

26 - VAB : Basalt cung núi lửa

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Các thành tạo basalt trên lãnh thổ Việt Nam có diện phân bố khá rộng lớn ở khu vực Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đ ng Nam Bộ và rải rác ở khu vực Quảng Ngãi, Nghệ An, Điện Biên, Lào Cai, các đảo Cồn Cỏ, Lý Sơn, v.v với chiều dày tới hàng trăm mét, đã được các nhà địa chất trong và ngoài nước như Lacroix A., Saurin E., Fontain H., Trần Kim Thạch (1965 - 1972), Nguyễn Kinh Quốc (1980), Nguyễn Xuân Bao, Huỳnh Trung (1985 - 1990), Ma Công Cọ, Dương Văn Cầu (1990 - 1994), Nguyễn Hoàng, Flower M.J., Phạm Tích Xuân (1996), Huỳnh Trung, Nguyễn Xuân Bao (1997), Phạm Tích Xuân, Nguyễn Hoàng, Lee Hyun Koo (2003) quan tâm nghiên cứu Trong số đó có các c ng tr nh nổi bật là đo vẽ lập bản

đồ địa chất - khoáng sản tỷ lệ 1:200.000, bản đồ địa chất - khoáng sản tỷ lệ 1:50.000, các đề tài nghiên cứu chuyên đề, bài báo khoa học, luận án tiến sĩ, v.v

Song tất cả các nghiên cứu của các tác giả trên chỉ nghiên cứu ở mức độ rộng khắp trên phạm vi toàn lãnh thổ Việt Nam hoặc nghiên cứu chi tiết ở các vùng Di Linh, Bảo Lộc, các mỏ đá riêng lẻ Cây Gáo, SokLu, v.v chủ yếu tập trung giải quyết các vấn đề về địa tầng, thạch học, thạch địa hóa, bản chất nguồn và mối liên quan của chúng với kiến tạo tại một số khu vực

Riêng đối với basalt Đệ tứ ĐNB cho đến nay chưa có các c ng tr nh nghiên cứu chi tiết, mang tính hệ thống về đặc điểm địa chất (các cấu trúc núi lửa, phân chia các tướng phun trào), thành phần vật chất, nguồn gốc, tuổi thành tạo và đánh giá chất lượng để sử dụng cho các lĩnh vực theo yêu cầu của sự phát triển kinh tế xã

hội Trong bối cảnh đó, việc thực hiện đề tài “Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ

tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng là cần thiết, mang tính thời sự, có

ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn

2 Mục tiêu của luận án

Làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, thạch học, thạch địa hóa, nguồn gốc, tuổi thành tạo và đặc điểm chất lượng basalt Đệ tứ ĐNB, từ đó định hướng sử dụng tài

Luận án tiến sĩ

nguyên hợp lý, bền vững

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: basalt Đệ tứ chủ yếu phân bố trong các thành tạo basalt Phước Tân, basalt Xuân Lộc và basalt SokLu

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là khu vực Đ ng Nam Bộ, được giới hạn bởi địa phận các tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Đồng Nai, Bình Dương, B nh Phước, Tây Ninh và thành phố Hồ Chí Minh Diện tích tự nhiên 23.564 km2, chiếm 7,3 % diện tích cả nước

4 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu ĐNB

Nghiên cứu các đặc điểm thạch học, thạch địa hóa, nguồn gốc, điều kiện thành tạo và đặc điểm chất lượng basalt Đệ tứ trong vùng nghiên cứu

Nghiên cứu đề xuất định hướng sử dụng hợp lý, bền vững nguồn tài nguyên basalt Đệ tứ trong vùng nghiên cứu, trên cơ sở đó định hướng phân vùng sử dụng tài nguyên

5 Phương pháp nghiên cứu

5.1 Phương pháp thu thập tài liệu: thu thập các tài liệu liên quan đến đối tượng

nghiên cứu từ nhiều nguồn khác nhau để làm rõ mục tiêu nghiên cứu và xác định những công việc cần triển khai ở thực địa

5.2 Phương pháp phân tích ảnh viễn thám: xác định sự phân bố của các thành

tạo basalt, khoanh định vị trí, diện phân bố DSĐC để định hướng cho c ng tác khảo sát thực địa và đánh giá mức độ bảo tồn của các DSĐC

5.3 Phương pháp khảo sát thực địa: khảo sát và m tả các đặc điểm cấu trúc địa

chất, địa h nh địa mạo cũng như đặc điểm phân bố của basalt Đệ tứ ngoài thực tế, thu thập mẫu để phân tích, thí nghiệm phục vụ cho nghiên cứu; đồng thời khảo sát một số khu vực có tiềm năng về DSĐC

5.4 Phương pháp nghiên cứu trong phòng

5.4.1 Phương pháp nghiên cứu thạch học: Các mẫu đá được mô tả bằng

mắt thường, gia công lát mỏng và phân tích thạch học dưới kính hiển vi phân cực để

Luận án tiến sĩ

xác định thành phần khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo và mức độ biến đổi của đá, giúp cho việc phân loại và gọi tên đá

5.4.2 Phương pháp nghiên cứu thạch địa hóa: Các nguyên tố chính được

phân tích bằng phương pháp quang phổ huỳnh quang tia X (XRF), nguyên tố vết được phân tích bằng phương pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) Các kết quả kết phân tích thường được thể hiện bằng các nhóm sau đây:

Nhóm 1: Tính toán các chỉ số thạch hóa, địa hóa và khoáng vật quy chuẩn theo phương pháp CIPW

Nhóm 2: Sử dụng biểu đồ hai hợp phần và biểu đồ ba hợp phần (biểu đồ tam giác) để phân loại và gọi tên đá, phân chia các loạt magma và các kiểu magma basalt theo các bối cảnh kiến tạo

Nhóm 3: Chuẩn hóa thành phần các đá phun trào trong vùng nghiên cứu với các đá phun trào ở những cấu trúc địa chất điển hình So sánh thành phần các nguyên tố với các đá chuẩn của từng nhóm đá magma có thành phần khác nhau Phương pháp chuẩn hóa các nguyên tố vết hoặc nhóm đất hiếm (REE) là lấy hàm lượng của từng nguyên tố trong đá chia cho hàm lượng các nguyên tố tương ứng của mẫu chuẩn Các mẫu chuẩn được sử dụng là chrondrit và manti nguyên thủy

5.4.3 Phương pháp nghiên cứu địa hóa đồng vị: thành phần đồng vị Sr, Nd

và Pb được phân tích trên đá tổng bằng phương pháp quang phổ khối ion hóa nhiệt (TIMS), tuổi đồng vị Ar-Ar được phân tích trên đá tổng bằng phương pháp quang phổ khối tĩnh (SMS)

5.4.4 Phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên:

Phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên của basalt là phương pháp phổ kế gamma đo bức xạ gamma tự nhiên theo các mức năng lượng để xác định hoạt độ phóng xạ riêng của các hạt nhân phóng xạ U, Th và K có trong basalt sử dụng làm VLXD

5.4.5 Phương pháp nghiên cứu tính chất cơ lý:

Phương pháp này gồm các phân tích, thí nghiệm xác định các chỉ tiêu tính chất vật lý, cơ học, công nghệ và các đặc tính nguyên liệu khoáng để đánh giá đặc

Luận án tiến sĩ

điểm chất lượng và khả năng sử dụng của basalt

5.4.6 Phương pháp xử lý thống kê kết quả phân tích: sử dụng phương

pháp thống kê theo luật phân phối chuẩn để xử lý các kết quả phân tích thành phần hóa học, các chỉ tiêu tính chất cơ lý và tính chất công nghệ của đá

5.4.7 Phương pháp phân tích SWOT: phân tích điểm mạnh, điểm yếu, cơ

hội và rủi ro/thách thức (SWOT) về định hướng phân vùng sử dụng tài nguyên, qua

đó có thể đưa ra một bức tranh toàn cảnh về các đơn vị phân vùng, từ đó đề xuất các giải pháp phát huy điểm mạnh, hạn chế điểm yếu, nắm bắt cơ hội và loại trừ/giảm thiểu rủi ro/thách thức

Cung cấp các kết quả nghiên cứu mới về đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ

tứ ĐNB như đặc điểm thạch học, thạch địa hóa, nguồn gốc, tuổi thành tạo, v.v cho các nhà nghiên cứu địa chất khu vực

Kết quả nghiên cứu góp phần định hướng đầu tư thăm dò, khai thác và sử dụng hợp lý, bền vững nguồn tài nguyên đá basalt Đệ tứ Đ ng Nam Bộ

Các phương pháp nghiên cứu trong luận án có thể áp dụng cho các khu vực

có điều kiện địa chất và khoáng sản tương tự

7 Luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1: Basalt Đệ tứ ĐNB đặc trưng bởi thành phần chủ yếu gồm

basalt kiềm (Xuân Lộc, SokLu) và basalt á kiềm (Phước Tân), thành tạo trong giai

Luận án tiến sĩ

đoạn 2,58-0,33Ma, tương ứng với tuổi Pleistocen sớm - Pleistocen giữa (Q11-Q12), nguồn gốc manti, liên quan đến bối cảnh nội mảng (WPB) kiểu basalt đảo đại dương (OIB)

Luận điểm 2: Basalt Đệ tứ ĐNB có chất lượng đáp ứng yêu cầu cho nhiều

lĩnh vực sử dụng, đáng chú ý là ĐXD, phụ gia hoạt tính puzolan và nguyên liệu sản xuất sợi basalt; kết quả nghiên cứu đã phân chia được 6 đơn vị phân vùng sử dụng hợp lý, tiết kiệm tài nguyên, bảo tồn di sản địa chất, bảo vệ m i trường và phát triển bền vững nguồn TNĐC basalt Đệ tứ ĐNB

8 Những điểm mới của luận án

Làm sáng tỏ đặc điểm địa chất (các cấu trúc núi lửa), thạch học, thạch địa hóa, phân chia các tướng phun trào, loạt/kiểu magma, đồng thời đã xác định được basalt Đệ tứ ĐNB có thành phần chủ yếu gồm basalt kiềm và basalt á kiềm, trong

đó h nh thành các cấu trúc núi lửa và hệ thống hang động núi lửa có giá trị về di sản địa chất

Trên cơ sở nghiên cứu chi tiết về thạch địa hóa và địa hóa đồng vị (Sr, Nd,

Pb và tuổi đồng vị Ar-Ar) đã xác định được basalt Đệ tứ ĐNB thành tạo trong 2 giai đoạn: Pleistocen sớm (Q11) và Pleistocen giữa (Q12), có nguồn gốc manti, liên quan đến bối cảnh nội mảng (WPB) kiểu basalt đảo đại dương (OIB)

Kết quả nghiên cứu chi tiết, có hệ thống về thành phần vật chất, tính chất cơ

lý - công nghệ đã xác định được basalt Đệ tứ ĐNB có chất lượng đáp ứng yêu cầu cho nhiều lĩnh vực sử dụng, đáng chú ý là ĐXD, phụ gia hoạt tính puzolan và nguyên liệu sản xuất sợi basalt

Đề xuất định hướng và phân vùng sử dụng hợp lý, tiết kiệm tài nguyên, bảo tồn di sản địa chất, bảo vệ m i trường và phát triển bền vững nguồn TNĐC basalt

Đệ tứ ĐNB

9 Cơ sở tài liệu và khối lượng thực hiện

Luận án được xây dựng trên cơ sở tài liệu thu thập và các số liệu nghiên cứu gồm: bản đồ địa chất và khoáng sản Việt Nam, tỷ lệ 1:200.000, tờ Blao (C-48-VI), Gia Ray - Bà Rịa (C-48-XII & C-48-XVIII), Bu Prang (D-48-XXXVI); báo cáo địa

Luận án tiến sĩ

chất và t m kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:200.000 nhóm tờ Bến Khế - Đồng Nai; bản đồ địa chất - t m kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Đ ng Thành phố Hồ Chí Minh: tờ Biên Hòa (6330-I), tờ Nhơn Trạch (6330-II), tờ Sài Gòn (6330-IV), tờ Tân Uyên (6331-II), tờ Bến Cát (6331-III), tờ Biên Hòa (6330-I), tờ Bình Ba (6430-III),

tờ Xuân Lộc (6430-IV), tờ Gia Kiệm (6431-IV); báo cáo kết quả đo vẽ lập bản đồ địa chất - t m kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Đ ng Thành phố Hồ Chí Minh, nhóm tờ Vĩnh An và nhóm tờ Hàm Tân - C n Đảo; các báo cáo thăm dò basalt đá xây dựng và basalt puzolan ở ĐNB; các tài liệu khác có liên quan đến đề tài nghiên cứu và các tài liệu nghiên cứu bổ sung của NCS từ 2015 đến nay

Số liệu nghiên cứu đƣợc sử dụng các kết quả phân tích thạch học lát mỏng, thành phần nguyên tố chính, nguyên tố vết, đồng vị Sr-Nd-Pb và tuổi đồng vị Ar-Ar (186 mẫu NCS, mẫu SL07 [53]), kết quả đo tham số phóng xạ (8 mẫu NCS và 37 mẫu thu thập từ các mỏ basalt puzolan Vĩnh Tân, Núi Nứa, Núi Lé), kết quả phân tích tính chất cơ lý - công nghệ của 182 mẫu NCS và 3731 mẫu thu thập từ báo cáo kết quả thăm dò các mỏ basalt ĐXD (Trảng Bom 1, Cây Gáo 3, Núi Nứa, SokLu 2, SokLu 4, SokLu 5, SokLu 6) và mỏ basalt puzolan (Vĩnh Tân, Núi Thơm, Núi Sao, Đồi Đất Đỏ, Núi Sò) liên quan đến basalt Đệ tứ ĐNB, thể hiện chi tiết ở bảng 1

Bảng 1 Tổng hợp khối lượng thực hiện nghiên cứu

Chỉ tiêu Mẫu NCS Mẫu thu thập

Cường độ hoạt tính (SAI) 7 11 3 13 206 42

Nhiệt độ (Tnc, Tkt, Tks) 9 5 2

10 Cấu trúc của luận án

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận án gồm 4 chương: Chương 1 Tổng quan khu vực nghiên cứu

Chương 2 Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 Đặc điểm basalt Đệ tứ ĐNB

Chương 4 Đặc điểm chất lượng basalt Đệ tứ ĐNB và định hướng sử dụng

Trong quá trình thực hiện luận án, tác giả luôn nhận được sự quan tâm, động viên, góp ý của các nhà khoa học: PGS.TS Đỗ Đ nh Toát, PGS.TS Nguyễn Quang Luật, PGS.TS Lương Quang Khang, PGS.TS Bùi Hoàng Bắc, PGS.TS Khương

Luận án tiến sĩ

Thế Hùng, TS Nguyễn Tiến Dũng, PGS.TS Nguyễn Phương, TS Phan Viết Sơn,

TS Lê Thị Thu, TS Nguyễn Thị Thanh Thảo, TS Nguyễn Quốc Phi, ThS Nguyễn Kim Long (HUMG), PGS.TS Phạm Trung Hiếu, TS Bùi Thị Luận, TS Ngô Minh Thiện, GVC Phạm Tuấn Long (HCMUS), PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm, PGS.TS Hoàng Thị Thanh Thủy (HCMUNRE), PGS.TS Nguyễn Việt Kỳ, TS Trần Anh Tú (BKU), ThS Nguyễn Tiến Sơn, ThS Lưu Thế Long (LĐBĐĐCMN), các nhà khoa học và đồng nghiệp khác Tác giả trân trọng cảm ơn sự quan tâm, động viên, góp ý quý báu này

Tác giả chân thành cảm ơn sự hỗ trợ, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi của Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, Khoa Khoa học và Kỹ thuật Địa chất, Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban Giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Ban Giám hiệu Trường Đại học Tài nguyên và M i Trường TP.HCM, Ban Chủ nhiệm Khoa Địa chất và Khoáng sản

Tác giả xin cảm ơn gia đ nh, người thân đã lu n động viên, sát cánh giúp đỡ, tạo động lực để tác giả hoàn thành luận án

Luận án tiến sĩ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN

1.1.1 Vị trí địa lý

Đ ng Nam Bộ với diện tích 23.564 km2, chiếm 7,3 % diện tích cả nước, gồm các tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Đồng Nai, Bình Dương, B nh Phước, Tây Ninh và thành phố Hồ Chí Minh (hình 1.1), được giới hạn bởi tọa độ địa lý:

Từ 10o15’00 đến 12o20’00 vĩ độ Bắc

Từ 105o45’00 đến 107o35’00 kinh độ Đ ng

Phía Tây và Tây Nam giáp đồng bằng s ng Cửu Long

Phía Đ ng và Đ ng Nam giáp biển Đ ng

Phía Tây Bắc giáp với Campuchia

1.1.2 Điều kiện tự nhiên

Đ ng Nam Bộ nằm trên vùng đồng bằng và b nh nguyên rộng, chuyển tiếp từ cao nguyên Nam Trung Bộ, Tây Nguyên đến Đồng bằng s ng Cửu Long Độ cao địa h nh thay đổi từ vài chục mét đến 200 mét, rải rác có một vài ngọn núi trẻ

Đ ng Nam Bộ có mạng lưới s ng suối tương đối dày nhưng phân bố kh ng đều, mật độ trung b nh đạt 0,8-1km/km2 Mật độ trung b nh 0,3-0,5km/km2

ở vùng bán bình nguyên, 2-4km/km2 ở vùng đồng bằng ven biển và cửa sông Các sông chính chảy qua miền Đ ng Nam Bộ hầu như đều chảy qua hệ thống s ng Sài Gòn - Đồng Nai, một phần nhỏ thuộc hệ thống s ng Dinh

Nh n chung, Đ ng Nam Bộ nằm trong miền khí hậu phía nam, có đặc điểm của vùng khí hậu cận xích đạo với nền nhiệt độ cao và hầu như kh ng thay đổi trong năm Đặc biệt có sự phân hoá sâu sắc theo mùa, phù hợp với hoạt động của gió mùa Lượng mưa dồi dào trung b nh hàng năm khoảng 1.500-2.000mm Khí hậu của vùng tương đối điều hòa, ít có thiên tai Tuy nhiên về mùa kh , lượng mưa thấp gây khó khăn cho sản xuất và sinh hoạt

Luận án tiến sĩ

Hình 1.1 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu Đông Nam Bộ

1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU CÁC THÀNH TẠO BASALT

Các thành tạo basalt Việt Nam nói chung và Đ ng Nam Bộ nói riêng đã có nhiều công trình nghiên cứu, có thể kể đến các công trình nghiên cứu tiêu biểu như:

Trong c ng tr nh “Nghiên cứu địa chất Nam Trung Bộ, Nam Việt Nam và

Đ ng Campuchia của E Saurin (Trước năm 1975): Các thành tạo basalt được phân

Luận án tiến sĩ

chia thành 2 loại: basalt nghèo hoặc kh ng có olivin (basalt α) và basalt giàu olivin (basalt β) đồng thời quan niệm rằng hai loại basalt này tạo thành những lớp phủ rộng lớn có tuổi Pliocen - Đệ tứ kh ng phân chia (N2-Q)

Trong c ng tr nh đo vẽ lập bản đồ địa chất - khoáng sản tỷ lệ 1:500.000, Lê Đức An và nnk (Từ sau ngày miền nam được giải phóng, 1975): Các thành tạo basalt được phân chia thành hai phân vị với hai mức tuổi: N2-Q1 và Q1

Trong c ng tr nh đo vẽ lập bản đồ địa chất - khoáng sản nhóm tờ Bến Khế - Đồng Nai, tỷ lệ 1:200.000, Nguyễn Đức Thắng và nnk (1993): Các thành tạo basalt được phân chia thành: hệ tầng Xuân Lộc (Q12xl) và hệ tầng Phước Tân (Q13pt)

Trong c ng tr nh đo vẽ lập bản đồ địa chất - khoáng sản nhóm tờ Đ ng TP.HCM, tỷ lệ 1:50.000, Ma Công Cọ và nnk (1993): Các thành tạo basalt được phân chia thành: hệ tầng Túc Trưng (N2-Q1tt), hệ tầng Xuân Lộc (Q12xl), hệ tầng

SokLu (Q13sl), hệ tầng Cây Gáo (Q13cg) và hệ tầng Phước Tân (Q13pt)

Trong c ng tr nh đo vẽ lập bản đồ địa chất - khoáng sản nhóm tờ Lộc Ninh,

tỷ lệ 1:50.000, Ma Công Cọ và nnk (2001): Các thành tạo basalt được phân chia thành: hệ tầng Đại Nga (N13đn) và hệ tầng Lộc Ninh (N22ln)

Ngoài các công trình nghiên cứu có tính đồng bộ nêu trên còn có các công trình nghiên cứu mang tính chuyên đề về đặc điểm thạch học, thạch địa hóa, bản chất nguồn, động lực manti, hoạt động magma - kiến tạo như: đặc điểm địa hóa các

đá basalt Việt Nam [35], thạch luận basalt Kainozoi muộn Việt Nam [54], đặc điểm thạch học, thạch địa hóa các thành tạo magma vùng núi SokLu - Đồng Nai [42], đặc điểm thạch học và thạch hóa các các đá phun trào basalt Kainozoi vùng Di Linh - Bảo Lộc và ý nghĩa của chúng [44], đặc điểm thành phần thạch học và nguyên tố chính trong basalt Kainozoi muộn tại Việt Nam [49], đặc điểm thành phần nguyên

tố vết và đồng vị trong basalt Kainozoi muộn tại Việt Nam và ý nghĩa kiến tạo của chúng [50], địa hoá basalt Kainozoi muộn Việt Nam và ý nghĩa kiến tạo của nó [51]

Trong những năm gần đây, kết quả của các nghiên cứu trong và ngoài nước cũng đã đưa ra một số lập luận và một số kết quả phân tích về địa hóa đồng vị, tuổi

Luận án tiến sĩ

thành tạo basalt khu vực Nam Việt Nam rải rác ở các vùng Bà Rịa, Xuân Lộc, SokLu, Đơn Dương, Tuy An, Liên Khương, Hùng Vương, v.v (Barr S.M., Macdonald A.S., 1981; Nguyễn Kinh Quốc, 1995; Nguyễn Hoàng, Flower M et al., 1996; Nguyen Hoang et al., 1996; Nguyễn Hoàng and Flower M., 1998; Phạm Tích Xuân, Nguyễn Hoàng, Lee Hyun Koo, 2003; Phạm Tích Xuân, Nguyễn Hoàng và nnk., 2004; Flower M., Hoang T.H.A., Choi S.H., et al., 2018), các kết quả này cho thấy mẫu phân tích chủ yếu là basalt Pleistocen giữa (βQ12), một số ít là basalt Pliocen muộn - Pleistocen sớm (βN22-Q11) và basalt Miocen muộn (βN13), chưa có mẫu tuổi basalt Pleistocen muộn (βQ13)

Ở Việt Nam, việc tiếp cận các phương pháp nghiên cứu hiện đại như phân tích hóa silicat XRF, ICP-MS, phân tích đồng vị, tuổi đồng vị để giải quyết các vấn

đề về nguồn gốc, tuổi thành tạo còn rất hạn chế Một mặt do chúng ta thiếu thiết bị phân tích hiện đại và hạn chế về tài chính, mặt khác thiếu các nhà khoa học địa chất

am hiểu và luận giải được các kết quả phân tích định lượng hiện đại đó

Từ những vấn đề nêu trên đòi hỏi phải tiếp tục nghiên cứu chi tiết theo hướng hiện đại và mang tính định lượng đối với các thành tạo basalt Kainozoi muộn

ở Nam Việt Nam nói chung và đặc biệt là basalt Đệ tứ ĐNB nói riêng

1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC

Tham gia vào cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu bao gồm các thành tạo trầm tích, trầm tích - phun trào, phun trào và magma xâm nhập có tuổi từ Permi thượng (P2) đến Đệ tứ (Q) (hình 1.2)

1.3.1 Địa tầng

Trên diện tích vùng nghiên cứu Đ ng Nam Bộ, các thành tạo trầm tích, trầm tích - phun trào và phun trào phát triển khá rộng rãi, bao gồm các phân vị địa tầng theo thứ tự từ cổ đến trẻ như sau:

GIỚI PALEOZOI (PZ)

HỆ PERMI (P) 1.3.1.1 Hệ Permi thống thượng Hệ tầng Tà Thiết (P2tt)

Lộ ra không nhiều ở các chỏm đồi sót và các vách xâm thực dọc các sông

Luận án tiến sĩ

suối vùng Tà Thiết, Tống Lê Chân, Tống Lê Tru thuộc khu vực thượng nguồn sông Sài Gòn Thành phần gồm cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết và đá v i Dày khoảng 500m

GIỚI MESOZOI (MZ)

HỆ TRIAS (T) 1.3.1.2 Hệ Trias thống hạ Hệ tầng Sông Sài Gòn (T1ssg)

Lộ ít ở thượng nguồn sông Sài Gòn và dọc theo suối Tống Lê Tru Ngoài ra còn gặp trong các lỗ khoan ở bắc thị trấn Lộc Ninh Thành phần gồm sét vôi, sét bột kết vôi, cát bột kết v i và đá phiến sét Dày 700m

1.3.1.3 Hệ Trias thống trung Hệ tầng Bửu Long (T2bl)

Lộ ít ở đồi Châu Thới, khu vực đồi Bửu Long, Ba Nghi và Nhơn Trạch Thành phần gồm cuội tảng kết, cát sạn kết đa khoáng, cát kết, cát bột kết, sét bột kết Dày hơn 450m

1.3.1.4 Hệ Trias thống thượng Hệ tầng Dầu Tiếng (T3dt)

Lộ trên những diện tích hạn chế ở phần thấp của núi Ông, Dầu Tiếng Thành phần gồm cuội kết, cát kết, bột kết Dày hơn 230m

HỆ JURA (J) 1.3.1.5 Hệ Jura thống hạ Hệ tầng Dray Linh (J1dl)

Lộ ra dọc thung lũng S ng Bé lên đến cửa s ng Đắk Huýt và tại khu vực bờ trái sông Bé ở phía tây thị trấn Thác Mơ, khu vực Trị An, Mã Đà, Đ ng Tân Uyên,

Hố Nai Thành phần gồm cát kết, bột kết, sét kết

1.3.1.6 Hệ Jura thống trung Hệ tầng La Ngà (J2ln)

Lộ ra ở khu vực Phước Long, Phú Riềng, lâm trường Vĩnh An, lâm trường

Mã Đà, kéo xuống vùng Suối Sai, tới phía tây đập Bờ Hoà, giáp lâm trường Hiếu Liêm, Đồng Nai Thành phần gồm cát kết, cát bột kết, bột kết, sét bột kết, đá phiến sét màu xám nhạt, xám sẫm

đá andesitobasalt và tuf của chúng, đá phiến sét, bột kết, cát kết Dày 420m

HỆ JURA (J) - HỆ CRETA (K) 1.3.1.8 Hệ Jura thống thượng - Hệ Creta thống hạ Hệ tầng Sơn Giang (J3-K1sg)

Phân bố ở núi Bà Rá, xã Sơn Giang, thị xã Phước Long Hệ tầng gồm các trachyandesitobasalt porphyrit, trachyandesit porphyrit, diorit porphyrit, gabro diorit porphyrit, tuf andesit

HỆ CRETA (K) 1.3.1.9 Hệ Creta thống thượng Hệ tầng Nha Trang (K2nt)

Phân bố rải rác ở các khu vực quanh núi Bao Quan - Thị Vải, núi Nghệ (Bà Rịa), núi Nhỏ (Vũng Tàu), ven biển Long Hải, khu vực suối Nước Mặn (Bình Châu

- Xuyên Mộc) Hệ tầng gồm các đá andesit, dacit, andesitodacit, rhyolit và tuf của chúng

GIỚI KAINOZOI (KZ)

HỆ NEOGEN (N) 1.3.1.10 Thống Miocen thượng Hệ tầng B nh Trưng (N13bt)

Không lộ ra trong vùng nghiên cứu, chỉ gặp trong các lỗ khoan sâu 100m trở xuống Thành phần gồm cát, sạn, sỏi chứa các mảnh dăm được gắn kết yếu bởi bột sét kết Bề dày 19,4m

1.3.1.11 Thống Miocen thượng Hệ tầng Đại Nga (N13đn)

Phân bố kéo dài từ Phước Long, Phú Riềng, Đồng Xoài, Bình Phước xuống Tân Phú, Vĩnh Cửu, Đồng Nai Hệ tầng gồm các đá basalt, basalt 2 pyroxen, basalt dolerit

Luận án tiến sĩ

sâu khác nhau Thành phần trầm tích bên dưới là cuội, sỏi, chuyển lên trên là cát, bột, sét kaolin Bề dày 4-10m

1.3.1.14 Thống Pliocen thượng Hệ tầng Lộc Ninh (N22ln)

Phân bố ở khu vực Bù Đốp, Phước B nh, Lộc Ninh, Phú Miêng, Đồng Xoài, Bình Long Hệ tầng gồm các đá basalt olivin, dolerit đặc sít, lỗ hổng, gabrodiabas

HỆ NEOGEN (N) - ĐỆ TỨ (Q) 1.3.1.15 Thống Pliocen thượng - Pleistocen hạ Hệ tầng Túc Trưng (N22-Q11tt)

Phân bố chủ yếu ở Bình Long, Lộc Ninh, vùng r a trũng basalt Xuân Lộc Chúng tồn tại dưới dạng lớp phủ chảy tràn hoặc vòm thoải Hệ tầng gồm các đá basalt olivin, basalt olivin pyroxen plagioclas

HỆ ĐỆ TỨ (Q) 1.3.1.16 Thống Pleistocen hạ Hệ tầng Đất Cuốc (aQ11đc)

Phân bố dạng dải hẹp kéo dài từ khu vực Giáp minh, Châu Thành theo hướng đ ng nam đến Đất Cuốc, Tân Uyên Thành phần trầm tích bên dưới là cuội sỏi, chuyển lên trên là cát, bột, sét Dày 4-10m

1.3.1.17 Thống Pleistocen hạ Hệ tầng Trảng Bom (aQ11tb)

Phân bố ở Hố Nai, theo hướng nam kéo xuống Long Thành, bắc Bà Rịa Thành phần gồm cát, bột sét kaolin và cuội sỏi

1.3.1.18 Thống Pleistocen trung Hệ tầng Xuân Lộc (Q12xl)

Phun trào basalt hệ tầng Xuân Lộc gồm các lớp phủ mỏng, kích thước nhỏ, gắn bó không gian chặt chẽ với các cấu trúc họng núi lửa còn bảo tồn tốt ở Xuân Lộc, Định Quán, Võ Đất Hệ tầng gồm các basalt olivin, basalt olivin augit, tuf vụn núi lửa

1.3.1.19 Thống Pleistocen trung thượng Hệ tầng Thủ Đức (Q12-3tđ)

Phân bố dưới dạng đồng bằng cao, từ Thiện Ngôn - Xa Mát (Tây Ninh) qua Dầu Tiếng - Bến Cát tới Long Thành, Nhơn Trạch (Đồng Nai) Thành phần trầm tích bên dưới là cuội sỏi, chuyển lên trên là cát, bột, sét

1.3.1.20 Thống Pleistocen thượng Hệ tầng Sok Lu (Q13sl)

Chỉ lộ ra ở SokLu dưới dạng khối, tạo nên núi SokLu có độ cao gần 408,3m

Luận án tiến sĩ

Hệ tầng gồm các đá trachyandesit, trachybasalt màu xám tro

1.3.1.21 Thống Pleistocen thượng Hệ tầng Phước Tân (Q13pt)

Tồn tại dưới dạng chảy tràn lấp đầy các thung lũng s ng Lá Bu ng, s ng Đồng Nai (đoạn từ Nam Cát Tiên tới khu vực Cây Gáo) và một vài nơi khác Hệ tầng gồm các andesitobasalt, basalt tholeit, basalt olivin giàu thủy tinh Cấu tạo lỗ hổng Bề dày thay đổi trong khoảng 10-300m

Luận án tiến sĩ

Tham gia vào cấu trúc của miền Đ ng Nam Bộ có các thành tạo địa chất tuổi

từ Permi muộn (P2) đến Đệ tứ (Q) Chúng đƣợc chia thành năm tầng cấu trúc phản ánh năm chế độ kiến tạo khác nhau nhƣ sau:

Luận án tiến sĩ

1.3.3.1 Tầng cấu trúc rìa lục địa thụ động Permi muộn - Trias sớm (P2-T1)

Tham gia vào tầng cấu trúc này có các thành tạo trầm tích cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết và đá v i (hệ tầng Tà Thiết, P2tt), sét vôi, sét bột kết vôi, cát bột kết

v i và đá phiến sét (hệ tầng Sông Sài Gòn, T1ssg)

1.3.3.2 Tầng cấu trúc rìa lục địa tích cực Trias giữa - muộn (T2-T3)

Tham gia vào tầng cấu trúc này có các thành tạo trầm tích phun trào cuội tảng kết, cát sạn kết đa khoáng, cát kết, cát bột kết, sét bột kết (hệ tầng Bửu Long,

T2bl), cuội kết, cát kết, bột kết (hệ tầng Dầu Tiếng, T3dt)

1.3.3.3 Tầng cấu trúc rìa lục địa thụ động Jura sớm - giữa (J1-J2)

Tham gia vào tầng cấu trúc này có các thành tạo trầm tích cát kết, bột kết, sét kết (hệ tầng Dray Linh, J1dl), đá phiến sét phân lớp mỏng xen bột kết, cát kết, cát

bột kết, bột kết, sét bột kết, đá phiến sét (hệ tầng La Ngà, J2ln)

Chúng bị phủ bởi các thành tạo trầm tích, phun trào hoặc bị xuyên cắt bởi các thành tạo magma xâm nhập thuộc tầng cấu trúc trẻ hơn Chúng bị uốn nếp mạnh, trục uốn nếp theo phương kinh tuyến, thế nằm của đá ở hai cánh dốc trên 50o 1.3.3.4 Tầng cấu trúc rìa lục địa tích cực Jura muộn - Creta (J3-K)

Tham gia vào tầng cấu trúc này có các thành tạo phun trào trachyandesit porphyrit, trachyandesitobasalt porphyrit (Hệ tầng Sơn Giang (J3-K1sg), phun trào

andesit kiềm vôi (hệ tầng Long Bình, J3lb), phun trào acid á kiềm (hệ tầng Nha

Trang, K2nt), các thành hệ xâm nhập granitoid phức hệ Định Quán (K1đq), phức hệ

Tây Ninh (K1tn), phức hệ Bà Rá (K1br), phức hệ Đèo Cả (Kđc), phức hệ Ankroet

(K2ak) Các thành tạo phun trào ít bị biến dạng, gần các đứt gãy chúng bị cà nát khá

mạnh

1.3.3.5 Tầng cấu trúc hoạt hóa magma kiến tạo Kainozoi (Kz)

Tham gia vào tầng cấu trúc này chủ yếu là các thành tạo phun trào basalt (hệ tầng Đại Nga, hệ tầng Lộc Ninh, hệ tầng Túc Trưng, hệ tầng Xuân Lộc, hệ tầng SokLu, hệ tầng Phước Tân) và các thành tạo trầm tích Neogen - Đệ tứ

Luận án tiến sĩ

1.3.3.6 Các đứt gãy kiến tạo

Trên toàn bộ diện tích Đ ng Nam Bộ có ba hệ thống đứt gãy chính: hệ thống đứt gãy theo phương tây bắc - đông nam, hệ thống đứt gãy theo phương đông bắc - tây nam, hệ thống đứt gãy theo á kinh tuyến

Hệ thống đứt gãy theo phương tây bắc - đông nam: gồm các đứt gãy sông

Vàm Cỏ Đ ng kéo dài từ Châu Thành đến Nhà Bè, sông Sài Gòn kéo dài từ Xa Mát qua Dầu Tiếng, Đại Phước tới Vũng Tàu, Xuyên Mộc - Núi Đất kéo dài từ Bình Dương qua Trị An đến Xuyên Mộc, Trảng Bom - Phú Bình kéo dài từ s ng Đồng Nai qua Trảng Bom đến Phú Bình, Suối Linh - Tân Phú kéo dài từ B nh Dương qua Suối Linh đến Tân Phú

Hệ thống đứt gãy theo phương đông bắc - tây nam: gồm các đứt gãy Bà Rịa -

Xuân Lộc, Châu Đốc - Lộc Ninh kéo dài từ Châu Thành đến Lộc Ninh, Biên Hòa - Tuy Hòa kéo dài từ Tân Phú qua Trảng Bom đến Biên Hòa), Rạch Giá - Buôn Mê Thuột kéo dài từ Gò Dầu qua Dầu Tiếng đến Phước Long

Hệ thống đứt gãy theo á kinh tuyến: gồm các đứt gãy Lộc Ninh - Thủ Dầu

Một, Đak Mil - Bình Châu kéo dài từ Tân Phú qua Định Quán, Xuân Lộc đến Bình Châu

Đặc điểm chung của ba hệ thống đứt gãy này là hoạt động mạnh mẽ trong Kainozoi, làm thay đổi bề dày và tướng đá các thành tạo Kainozoi, tạo nên các địa hào Nhà Bè, Trảng Bàng - Bến Cát, địa lũy Sài Gòn - Biên Hòa, Tây Ninh - Dầu Tiếng

Luận án tiến sĩ

Hình 1.2 Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu Đông Nam Bộ

Luận án tiến sĩ

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.1.1 Khái niệm

Đá phun trào: là một bộ phận của đá magma, bao gồm các đá siêu mafic

(picrobasalt), mafic (basalt), trung tính (andesit) và acid (rhyolit), được thành tạo do

sự đ ng nguội của dung thể silicat nóng chảy gọi là magma, khi phun trào lên gần hoặc ra ngoài mặt đất [38]

Basalt: là đá magma phun trào sẫm màu, được thành tạo do sự đ ng nguội

của dung thể magma nóng lỏng ở những độ sâu không lớn (2km, phổ biến 0,5km), có hàm lượng SiO2 dao động trong khoảng 40-52%wt Do lượng SiO2 thấp nên độ nhớt của basalt cũng thấp, các dòng dung nham basalt dễ dàng và nhanh chóng chảy tràn tạo thành dòng chảy, đ i khi đến hàng chục kilomet Nhiệt độ phun trào của basalt trong khoảng 1100-1250oC Thành phần khoáng vật gồm ban tinh (thường là olivin, pyroxen xiên hoặc thoi, plagioclas bazơ) và nền gồm vi tinh plagioclas bazơ (labrado), olivin, pyroxen xiên và thoi, quặng và ít thủy tinh [43]

0-Basalt kiềm (AL): là sản phẩm nóng chảy nguyên sinh của manti [38], bao

gồm các đá basalt chưa bão hòa silic, được đặc trưng bởi các khoáng vật quy chuẩn olivin và nephelin

Basalt á kiềm (SA): là sản phẩm phân dị của basalt kiềm xảy ra khi giải

phóng nước [38], bao gồm các đá basalt bão hòa hoặc gần bão hòa silic (basalt tholeit-TH) và basalt quá bão hòa silic (basalt kiềm vôi-CAB) Basalt tholeit được đặc trưng bởi olivin và hypersthen quy chuẩn, còn basalt kiềm vôi đặc trưng bởi thạch anh và hypersthen quy chuẩn

Các khái niệm về tướng phun trào[38]

Tướng trầm tích - phun trào: là một tập hợp bao gồm các vật liệu núi lửa xen

với các vật liệu trầm tích đơn thuần

Tướng phun trào thực sự: là toàn bộ vật liệu núi lửa đã được phun lên trên bề

mặt đất, được hình thành do dung nham trào ra bề mặt tương đối yên tĩnh và đ ng

Luận án tiến sĩ

nguội dưới dạng lớp phủ hoặc dạng dòng chảy, thường có thành phần mafic hoặc trung tính

Tướng phun nổ: khi phun kèm theo tiếng nổ, do áp suất lớn của khí và hơi

làm tung lên những vật liệu cứng hoặc nửa lỏng, dung nham có thành phần acid và kiềm, bao gồm các vật liệu liên quan đến quá trình nổ của núi lửa như các mảnh vụn hoặc dung nham dạng bọt, dung nham dạng dòng chảy, tuf, dăm kết núi lửa, bom núi lửa, aglomerat

Tướng phun nghẹn: được thành tạo do một phần của dung nham có độ nhớt

cao ở trạng thái dính nhớt hoặc đã lạnh cứng bị ép đẩy lên mặt đất, thường có dạng vòm, hoặc tháp hình kim, thành tạo ở giai đoạn kết thúc của hoạt động núi lửa

Tướng họng núi lửa: bao gồm toàn bộ các vật liệu núi lửa lấp đầy các đường

dẫn dung nham lên mặt đất

Tướng á phun trào: được thành tạo khi di chuyển của dung nham tới bề mặt nhưng kh ng lộ ra mà kết tinh ở độ sâu không lớn (từ 50-60m đến 1.500m)

Các khái niệm về thạch địa hóa và địa hóa đồng vị [30, 36, 38]

Nguyên tố chính: là nguyên tố chiếm chủ yếu trong thành phần hóa học của

đá, đó là Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, P Hàm lượng của các nguyên tố này thường được thể hiện ở dạng phần trăm khối lượng oxid (%wt), có giá trị tối thiểu là 0,1%wt và tổng hàm lượng của toàn bộ các oxid nguyên tố chính trong đá bằng 100% Sắt có thể được xác định dưới dạng FeO và Fe2O3, nhưng đ i khi được thể hiện dưới dạng hàm lượng sắt tổng (FeO*) Các chất bốc (H2O, CO2 và S) thường được gộp vào thành phần nguyên tố chính trong phân tích đá Tổng hàm lượng của các chất bốc được xác định khi nung ở nhiệt độ 1000oC và được ký hiệu như “mất khi nung (mkn) Khi lập bảng thành phần nguyên tố chính cần viết theo trật tự sau: SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5, mkn, tổng

Nguyên tố vết: là những nguyên tố có mặt trong đá ở dưới mức 0,1%wt, hàm

lượng của chúng được tính bằng phần triệu (part per million-ppm) đơn vị trọng lượng Có một vài nguyên tố có thể là nguyên tố chính trong nhóm đá này nhưng lại

là nguyên tố vết trong nhóm đá khác Nguyên tố vết có vai trò rất quan trọng trong

Luận án tiến sĩ

nghiên cứu địa hóa học nói chung và đá magma nói riêng được quan tâm nhất là:

Rb, Ba, Sr, Zr, Y, Nb, Th, đất hiếm (từ La đến Lu), Ni, V và Cr Các nguyên tố vết được phân chia theo tính chất và hành vi địa hóa của chúng trong quá tr nh địa chất thành 3 nhóm chính:

- Nhóm các nguyên tố trường lực thấp (Low field strength-LFS) hay còn được gọi là nguyên tố ưa đá có ion lớn (Large ion lithophile elements-LILE) gồm

Cs, Rb, K, Ba và Sr là những nguyên tố linh động (Mobile-ME)

- Nhóm các nguyên tố trường lực cao (High field strength-HFS) bao gồm Sc,

Y, Pb, U-Th, Zr-Hf, Ta-Nb, Ti và nhóm đất hiếm (REE) là những nguyên tố không linh động (Immobile-IME) Nhóm đất hiếm (Rare earth elements-REE) bao gồm:

La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu Nguyên tố Pm trong thực tế không gặp Những nguyên tố đất hiếm có số nguyên tử thấp (La, Ce, Pr, Nd,

Pm, Sm) được gọi là đất hiếm nhẹ (LREE), còn những nguyên tố đất hiếm có số nguyên tử cao (Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) được gọi là đất hiếm nặng (HREE)

- Nhóm các nguyên tố chuyển tiếp bao gồm: Mn, Zn và Cu là những nguyên

tố linh động, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ cao, còn Co, Ni, V và Cr là những nguyên tố kh ng linh động

Hành vi địa hóa của các nguyên tố vết được xác định bằng hệ số tập trung (K), tính theo công thức: K = Citb/Cik, trong đó Citb là hàm lượng (ppm) trung bình của nguyên tố i thuộc các đá basalt, Cik là hàm lượng Clark (ppm) trung bình của nguyên tố thuộc các đá mafic theo Vinogradov, 1962 [72]

- Nếu K > 1: nguyên tố tập trung

- Nếu K < 1: nguyên tố phân tán

- Nếu K ~ 1: nguyên tố kém linh động

Đồng vị phóng xạ: là những đồng vị bị phân rã do phóng xạ tự nhiên sinh ra,

cũng như những đồng vị được thành tạo do quá tr nh phân rã; thường gồm các cặp Rb-Sr, Sm-Nd, U-Th, Th-Pb, K-Ar, Re-Os, ngoài ra còn Lu-Hf và K-Ca Hàm lượng của chúng được thể hiện không phải bằng số tuyệt đối mà ở tỷ số các đồng vị

Luận án tiến sĩ

(thí dụ 87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd, 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb, 208Pb/204Pb) hoặc tương quan với chuẩn (Sr, Nd) Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ đề cập đến các thành phần đồng vị Sr, Nd, Pb và tuổi đồng vị 40Ar/39Ar

Các khái niệm về tài nguyên địa chất

Tài nguyên địa chất: là các dạng vật chất h nh thành do quá tr nh địa chất,

tồn tại trong hoặc trên lớp vỏ trái đất mà con người có thể khai thác, sử dụng

(Thông tư 50/2017/TT-BTNMT)

Tài nguyên khoáng sản là những tính tụ tự nhiên của các khoáng sản rắn bên

trong hoặc trên bề mặt vỏ trái đất, có hình thái, số lượng và chất lượng đáp ứng những tiêu chuẩn tối thiểu để có thể khai thác, sử dụng một hoặc một số loại khoáng chất từ các tích tụ này đem lại hiệu quả kinh tế tại thời điểm hiện tại hoặc tương lai

(Quyết định số 06/2006/QĐ-BTNMT)

Khoáng sản: là khoáng vật, khoáng chất có ích được tích tụ tự nhiên ở thể

rắn, thể lỏng, thể khí tồn tại trong lòng đất, trên mặt đất, bao gồm cả khoáng vật,

khoáng chất ở bãi thải của mỏ (Luật khoáng sản 2010)

Biểu hiện khoáng sản: là tập hợp tự nhiên các khoáng chất có ích trong lòng

đất, đáp ứng yêu cầu tối thiểu về chất lượng, nhưng chưa rõ về quy mô và khả năng khai thác, sử dụng, hoặc có tài nguyên nhỏ chưa có yêu cầu khai thác trong điều

kiện công nghệ và kinh tế hiện tại (Thông tư số 42/2016/TT-BTNMT)

Mỏ khoáng sản: là tập hợp tự nhiên các thân khoáng sản đã được đánh giá,

thăm dò; có tài nguyên, trữ lượng, chất lượng, điều kiện khai thác và chế biến đáp

ứng yêu cầu tối thiểu về hiệu quả kinh tế hiện tại và trong tương lai gần (Thông tư

số 42/2016/TT-BTNMT)

Di sản địa chất: là một dạng tài nguyên địa chất gồm các cảnh quan địa mạo

và các dạng đá, quặng, tích tụ hóa thạch độc đáo, ghi lại những bối cảnh và biến cố địa chất đặc biệt, có giá trị khoa học cũng như thẩm mỹ và có sức hấp dẫn với con người [40]

Các khái niệm phân cấp trữ lượng và tài nguyên khoáng sản

Hiện nay, quy định về phân cấp trữ lượng và tài nguyên khoáng sản rắn

Luận án tiến sĩ

(Quyết định số 06/2006/QĐ-BTNMT) sử dụng hệ thống phân cấp trên cơ sở phối

hợp của ba nhóm thông tin:

Tiêu chí 1 “Mức độ hiệu quả kinh tế đƣợc phân thành 3 mức: số 1- Có hiệu quả kinh tế; số 2- Có tiềm năng hiệu quả kinh tế và số 3- Chƣa rõ hiệu quả kinh tế

Tiêu chí 2 “Mức độ nghiên cứu khả thi đƣợc phân thành 3 mức: số 1- Nghiên cứu khả thi; số 2- Nghiên cứu tiền khả thi; số 3- Nghiên cứu khái quát

Tiêu chí 3 “Mức độ nghiên cứu địa chất đƣợc phân thành 4 mức: số 1- Chắc chắn; số 2- Tin cậy; số 3- Dự tính; số 4- Dự báo Đối với mức dự báo phân thành 2 phụ mức: suy đoán (a) và phỏng đoán (b)

Dựa vào sự phối hợp trên, tài nguyên khoáng sản rắn đƣợc phân làm 2 nhóm: tài nguyên xác định và tài nguyên dự báo

Nhóm tài nguyên dự báo: gồm cấp 334a và 334b

Nhóm tài nguyên xác định: gồm các cấp còn lại, cụ thể:

- Cấp trữ lƣợng trong nhóm tài nguyên xác định gồm 111, 121 và 122

- Cấp tài nguyên trong nhóm tài nguyên xác định gồm các cấp còn lại

Tài nguyên khoáng sản rắn xác định là tài nguyên khoáng sản rắn đã đƣợc

đánh giá, khảo sát, thăm dò xác định đƣợc vị trí, diện phân bố, hình thái, số lƣợng, chất lƣợng, các dấu hiệu địa chất đặc trƣng với mức độ tin cậy nghiên cứu địa chất

từ chắc chắn đến dự tính

Tài nguyên khoáng sản rắn dự báo là tài nguyên khoáng sản rắn đƣợc dự báo

trong quá tr nh điều tra cơ bản địa chất về tài nguyên khoáng sản trên cơ sở các tiền

đề và dấu hiệu địa chất thuận lợi cho thành tạo khoáng sản với độ tin cậy từ suy đoán đến phỏng đoán

Trữ lượng khoáng sản rắn là một phần của tài nguyên khoáng sản rắn xác

định đã đƣợc thăm dò và việc khai thác, chế biến chúng mang lại hiệu quả kinh tế trong những điều kiện thực tiễn tại thời điểm tính trữ lƣợng

giảm do tách giãn vỏ (basalt dãy núi giữa đại dương-MORB), khi áp suất hơi nước tăng (làm giảm nhiệt độ, ví dụ magma basalt tại các đới hút chìm) hoặc được hình thành dưới ảnh hưởng của nguồn nhiệt cao xuất phát từ bên dưới manti sâu (basalt nội mảng-WPB liên quan đến chùm trồi manti hoặc hotspot) [16]

Basalt dãy núi giữa đại dương (MORB): là sản phẩm nóng chảy từng phần

magma peridotit nghèo (lerzolit granat và spinel đã trải qua nóng chảy từng phần từ trước) bên dưới dãy núi giữa đại dương (MOR) do giảm áp suất khi chúng dâng cao

để lấp đầy vào kh ng gian được tạo ra do hai mảng đại dương tách giãn Một phần dung thể magma di chuyển lên bề mặt dưới dạng các dòng dung nham basalt tholeit phủ lên đáy đại dương, một phần dung thể bị nghẹn lại trong vỏ tạo thành các thể gabro

Basalt đảo đại dương (OIB): là basalt xuất hiện và tạo ra chuỗi đảo đại

dương, h nh thành do nóng chảy từng phần magma peridotit giàu (chưa trải qua nóng chảy như lerzolit granat) có nguồn gốc từ quyển mềm dưới ảnh hưởng của các nguồn nhiệt sâu (chùm trồi manti hoặc hotspot) và có lịch sử phát triển lâu dài Basalt đảo đại dương được cho là không bị nhiễm vật chất vỏ (vì phun trào qua vỏ đại dương có thành phần chủ yếu là basalt) và chứa th ng tin khá đầy đủ về manti giàu và manti nguyên sinh

Basalt lũ lục địa (CFB): là các vùng basalt rộng lớn, thành phần chủ yếu tholeit và basalt á kiềm, hình thành từ các đợt phun trào ồ ạt trong thời gian ngắn (dưới một triệu năm) Basalt lũ lục địa thường phân bố giữa các vùng nền ổn định, thường xuất hiện vào thời kỳ đầu của các đứt gãy xuyên lục địa hoặc sự hình thành các đại dương liên quan đến tách giãn và trôi dạt Gondwana

2.1.3 Phân loại đá phun trào

Phân loại đá phun trào nói chung khác với đá xâm nhập vì trong nền thường

là vi tinh, thủy tinh rất khó xác định chính xác tên khoáng vật Do đó, việc phân loại

đá phun trào cần phối hợp nhiều phương pháp để đạt được kết quả chính xác Có nhiều cách phân loại basalt nhưng chủ yếu dựa trên thành phần khoáng vật của đá (thạch học) và thành phần hóa học

Luận án tiến sĩ

2.1.3.1 Phân loại theo thành phần thạch học - khoáng vật

Các đá phun trào được phân loại theo biểu đồ QAPF (IUSG, 1997) (hình 2.1) cho thấy mỗi đá phun trào đều tương ứng với một trường nhất định, với Q- Thạch anh, A- Feldspat (Feldspat kali, Albit No0-5An), P- Plagioclas (No5-100%An), F- Foid; Q + A + P = 100 và F + A + P = 100

Hình 2.1 Biểu đồ QAPF phân loại đá phun trào (IUGS, 1997)

Đối với đá basalt, theo thành phần khoáng vật của ban tinh - phân biệt basalt olivin, basalt pyroxen, basalt plagioclas (trường hợp trong ban tinh có nhiều khoáng

vật thì gọi tên theo hàm lượng giảm dần của chúng), theo kiến trúc - phân biệt

diabas, dolerit, hyalobasalt, v.v

2.1.3.2 Phân loại theo thành phần hóa học

Các đá phun trào được chia thành hai nhóm lớn: nhóm b nh thường và nhóm

đá kiềm, tùy theo hàm lượng của SiO2 phân chia thành các nhóm đá: siêu mafic, mafic, trung tính, trung tính kiềm cao, acid, đá kiềm bão hòa silic, đá trung tính kiềm và đá kiềm chưa bão hòa silic theo bảng 2.1 [3] Sử dụng biểu đồ (Na2O+K2O)

- SiO2 (TAS) theo Le Bas M.J., 1986 [57], với thành phần kiềm và silic nhất định đều tương ứng với một loại đá trên biểu đồ phân loại Việc gọi tên đá dựa trên hệ thống các tên đá gốc với một số bổ sung khi cần thiết (thí dụ tên đá gốc là basalt có thể bổ sung thêm các tên gọi basalt kiềm hoặc basalt á kiềm)

Luận án tiến sĩ

Bảng 2.1 Phân loại đá phun trào

Đá kiềm bão hòa silic 52-65 Trachyt kiềm

Đá trung tính kiềm 50-56 Phonolit

Đá kiềm chưa bão hòa silic 40-52 Basaltoid kiềm (basanit,

trachybasalt, basalt kiềm) Dựa trên cơ sở thành phần khoáng vật quy chuẩn (Nephelin-Ne, Diopsid-Di, Olivin-Ol, Hypersthen-Hy, Thạch anh-Q) tính toán theo phương pháp CIPW, sử dụng biểu đồ Ne-Di-Ol-Hy-Q theo Thompson R.N., 1984 [70] để phân loại các đá mafic và siêu mafic Ba tam giác đều trên biểu đồ Ne-Ol-Di, Ol-Di-Hy và Di-Hy-Q đặc trưng cho các đá basalt chưa bão hòa, bão hòa và quá bão hoà silic Các đá basalt chưa bão hoà silic (basalt kiềm) đặc trưng bởi các khoáng vật quy chuẩn olivin và nephelin, các basalt bão hoà silic (tholeit olivin) đặc trưng bởi hypersthen

và olivin quy chuẩn, còn basalt quá bão hoà silic (tholeit thạch anh) đặc trưng bởi thạch anh và hypersthen quy chuẩn

2.1.4 Phân chia các loạt (series) magma basalt

Th ng thường các đá phun trào được phân loại theo hàm lượng SiO2 thành các nhóm đá siêu mafic (picrobasalt), mafic (basalt), trung tính (andesit), acid (rhyolit) Tuy nhiên, phân loại theo hàm lượng SiO2 không thể phản ánh được đầy

đủ đặc điểm thành phần vật chất của đá (các đá thuộc một loạt magma duy nhất có hàm lượng SiO2 rất khác nhau) mà còn căn cứ vào đặc điểm thạch địa hóa chia ra loạt kiềm và á kiềm theo Irvine&Baragar, 1971 Các đá phun trào thuộc loạt á kiềm được phân ra các kiểu tholeit và kiềm vôi theo Irvine & Baragar, 1971, kiểu thấp kali (loạt tholeit), trung bình kali (loạt kiềm vôi), cao kali (loạt kiềm vôi cao kali) và

Luận án tiến sĩ