TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 59, 2010 KHÁI QUÁT KIẾN TRÚC VÀ CẤU TẠO ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC ĐÁ MAGMA XÂM NHẬP KHU VỰC THỪA THIÊN HUẾ Hoàng Hoa Thám, Nguyễn Thị Thuỷ Trường Đại học Khoa
Trang 1TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 59, 2010
KHÁI QUÁT KIẾN TRÚC VÀ CẤU TẠO ĐẶC TRƯNG
CỦA CÁC ĐÁ MAGMA XÂM NHẬP KHU VỰC THỪA THIÊN HUẾ
Hoàng Hoa Thám, Nguyễn Thị Thuỷ Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế
TÓM TẮT
Các thành tạo đá magma xâm nhập khu vực Thừa Thiên Huế phong phú và đa dạng về thành phần thạch học, từ siêu mafic cho đến axit, chúng phân bố thành từng khu vực riêng biệt với tổng diện tích khoảng 400 km 2 , bao gồm các phức hệ Núi Ngọc, Điệng Bông, Đại Lộc, Quế Sơn, Chà Vằn, Hải Vân và Bà Nà Các thành tạo magma xâm nhập này còn đa dạng về đặc điểm kiến trúc như: kiến trúc granit, khảm, ophit, gabro, nổi ban nền fenzit, pegmatit… Còn cấu tạo chủ yếu là cấu tạo khối, ngoài ra còn có cấu tạo dòng chảy, á định hướng, vành hoa… Chính vì vậy, bài báo giới thiệu những dạng kiến trúc và cấu tạo đặc trưng của các thành tạo magma xâm nhập này nhằm phục vụ cho việc mô tả, nhận biết và tra cứu chúng
1 Mở đầu
Thạch học nói chung, thạch học các đá magma nói riêng là môn học nghiên cứu các loại đá dựa vào các đặc điểm về thế nằm, nguồn gốc thành tạo, thành phần hóa học, thành phần khoáng vật, đặc điểm về kiến trúc và cấu tạo của chúng Việc nhận biết cũng như phân loại các đá magma phải dựa vào thành phần hoá học, thành phần khoáng vật kết hợp với kiến trúc-cấu tạo của đá Tuy nhiên, việc phân tích thành phần hoá học là việc làm rất khó và tốn rất nhiều kinh phí Trong khi đó, việc nhận biết các đá dựa vào thành phần khoáng vật kết hợp với kiến trúc - cấu tạo có trong đá lại là phương pháp đơn giản, dễ tiến hành, và đồng thời cũng là cơ sở cho việc định danh đá mà hiện nay hiệp hội địa chất quốc tế sử dụng
Các thành tạo đá magma xâm nhập khu vực Thừa Thiên Huế rất phong phú và
đa dạng về thành phần thạch học từ axit cho đến siêu mafic, chiếm tổng diện tích khoảng 400 km2, bao gồm các phức hệ Núi Ngọc, Điệng Bông, Đại Lộc, Quế Sơn, Chà Vằn, Hải Vân, Bà Nà và các thành tạo đá mạch khác Các thành tạo này phân bố rải rác trên khu vực nghiên cứu với diện lộ khác nhau và có các kiểu kiến trúc và cấu tạo đặc trưng của đá magma
Trang 22 Đặc điểm thạch học của các phức hệ đá magma xâm nhập khu vực Thừa Thiên Huế
Phức hệ Núi Ngọc do Nguyễn Đức Thắng và nnk (1992) xác lập để mô tả các đá gabro, gabrodiabas bị lục hóa có liên quan chặt chẽ với các đá metabasaalt hệ tầng Núi
Vú, phân bố rộng rãi ở Đức Phú, Sông Tranh, Núi Ngọc, Đaksa thuộc địa phận tỉnh Quảng Nam Trong phạm vi nghiên cứu, các thành tạo này gồm các thể nhỏ đá gabro, gabrodiabas, diabas lộ ra ở khu vực A Pey, A Dang, Nhâm thuộc đới A Vương ở phía Tây Nam khu vực Thừa Thiên Huế Các thể xâm nhập này đều có dạng thấu kính, với chiều rộng khoảng 2 m đến hơn 100 m, chúng có dạng kéo dài theo phương Tây Bắc- Đông Nam khoảng 100-200 m, trùng với phương cấu trúc của đá vây quanh và có quan
hệ chặt chẽ về nguồn gốc với các đá metabasalt thuộc hệ tầng Núi Vú [2], [5]
Thành tạo magma phức hệ Điệng Bông trong khu vực nghiên cứu chỉ phân bố trên đới A Vương, là phần nối tiếp thân xâm nhập kéo dài theo phương Tây Bắc- Đông Nam, xuất hiện trong các trầm tích phun trào bị biến chất hệ tầng Núi Vú ở khu vực A Lưới (hình 1) Đặc trưng cho phức hệ là tập hợp các thể xâm nhập nhỏ kéo dài theo phương cấu trúc Tây Bắc- Đông Nam, chiều rộng 1 – 2 m đến 20 m, đôi khi đến 200 m, chiều dài quan sát được từ 100 – 200 m đến hơn 1 km Các đá của phức hệ này xuyên khá chỉnh hợp với các trầm tích phun trào hệ tầng Núi Vú tạo nên đới biến đổi hẹp ở ranh giới tiếp xúc [2]
Phức hệ Đại Lộc do Nguyễn Văn Trang và nnk (1985) xác lập, chúng phân bố ở phía nam đứt gãy Đakrong – A Lưới, kéo dài không đều theo phương Tây Bắc - Đông Nam, trùng với phương cấu trúc của đới A Vương, chiều rộng khối thay đổi từ 2 – 3 km, kéo dài khoảng 15 km Các đá xuyên cắt khá chỉnh hợp lên các trầm tích lục nguyên hệ tầng A Vương, đới biến chất tiếp xúc rộng vài trăm mét, có khi hàng kilomet và có tính phân đới
Cấu thành nên khối đá này gồm có pha 1 là đá granit biotit dạng gneis hạt vừa đến lớn, granit–biotit hạt nhỏ, granit biotit có muscovit bị cà ép có dạng dải, tonalit và pha đá mạch (pha 2) gồm đá pegmatit và granit aplit [2], [5], [6]
Phức hệ Quế Sơn do Nguyễn Văn Trang và nnk (1985) xác lập khi đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:200.000 nhóm tờ Huế - Quảng Ngãi Theo Phạm Huy Thông và nnk (1997) (Bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Huế) ở khu vực Thừa Thiên Huế phức hệ này có các khối Ca Puy, Khe Điền,
Trang 3khối La Sam, Khe Thai… Chúng gồm 3 pha xâm nhập và pha đá mạch với thành phần thay đổi từ diorit thạch anh (pha 1), granodiorit (pha 2), granit (pha 3) đến các đai mạch aplit (pha đá mạch)
Các thành tạo này phân bố ở tây nam thành phố Huế, là phần kéo dài lên phía bắc của động Cù Mông ở Nam Đông Khối có dạng kéo dài theo phương bắc – nam dọc đứt gãy Khe Điền Chiều rộng khoảng 4 – 6 km, chiều dài khoảng 15 km Khối Khe Điền được cấu thành từ diorit hocblend – biotit (pha 1), granodiorit (pha 2) và granit biotit, granit biotit có hocblend (pha 3)…[2], [5], [6]
Phức hệ Chà Vằn phân bố thành một vòng cung bao quanh khối granit Bạch Mã thuộc phức hệ Hải Vân, ngoài ra chúng còn lộ một vài nơi khác với diện tích nhỏ như ở Lộc Điền, dọc sông Tả Trạch và bắc Nam Đông (khu vực xã Hường Hữu) Trong đó khối Chà Vằn (Phú Lộc) được xem là khối chuẩn của phức hệ Tại mỏ Lộc Điền (Phú Lộc) thường gặp các tàng lăn gabro pyroxenit bị phủ bởi các thành tạo cuội, cát sét, các sản phẩm phong hóa… Dưới lớp phủ là đá gốc màu xanh đen đến đen tuyền, cấu tạo khối rắn chắc, hạt lớn
Các thành tạo đá magma xâm nhập phức hệ Hải Vân trong khu vực nghiên cứu xuất hiện ở các khối Sông Trăng, Tion, Bình Điền và khu vực ven biển Phú Lộc, trong
đó khối ở khu vực Phú Lộc là đặc trưng nhất, với tổng diện tích khoảng 120 km2 Cấu thành nên phức hệ có pha xâm nhập chính bao gồm đá granit biotit, granit hai mica, granodiorit và pha đá mạch aplit sáng màu hạt nhỏ [5]
Trong phạm vi khu vực nghiên cứu, phức hệ Bà Nà xuất hiện ở các khối Bến Tuần, Sông Bồ, Corperlai và một vài khối nhỏ ở khu vực Sông Trăng Đặc trưng nhất cho phức hệ là khối Bến Tuần nó nằm ở bờ trái sông Hương, khu vực gần ngã ba sông
Tả Trạch – Hữu Trạch với diện tích khoảng 17 km2 Các khối đều có dạng đẳng thước, kích thước nhỏ hơn 1 km2 đến 25 – 30 km2 Phức hệ bao gồm một pha xâm nhập và một pha đá mạch Pha xâm nhập gồm chủ yếu là đá granit biotit, granit biotit có muscovit, granit hai mica, granodiorit, tonalit Pha đá mạch chủ yếu là các đá mạch aplit hạt nhỏ sáng màu, pegmatit thạch anh turmalin… [2],[5]
3 Đặc điểm kiến trúc và cấu tạo đặc trưng của các đá magma khu vực Thừa Thiên Huế
3.1 Khái niệm về kiến trúc - cấu tạo của đá magma
3.1.1 Kiến trúc
Kiến trúc là hình dáng hoặc bức tranh của đá được tạo nên bởi hình dạng, kích
Trang 4thước và mối quan hệ của các hợp phần và đôi khi cả do thành phần các khoáng vật tạo
đá
3.1.2 Cấu tạo:
Cấu tạo là thuật ngữ phản ánh đặc điểm thể hiện sự sắp xếp và phân bố của các
bộ phận hợp thành đá trong không gian và mối quan hệ giữa chúng, nó đặc trưng cho mức độ đồng nhất của đá
3.2 Một số kiến trúc và cấu tạo phổ biến của các đá magma
3.2.1 Các dạng kiến trúc phổ biến của đá magma
Kiến trúc toàn tinh: là kiến trúc được hình thành khi dung thể magma kết tinh tạo đá gồm toàn những hợp phần kết tinh và không chứa thuỷ tinh
Kiến trúc thủy tinh hay toàn thuỷ tinh: là kiến trúc trong đó gồm toàn thuỷ tinh Kiến trúc nửa thủy tinh hay nửa kết tinh: là kiến trúc khi trong đá có cả những phần kết tinh và những hợp phần không kết tinh
Kiến trúc hạt toàn tự hình: là kiến trúc mà trong đó các hợp phần tạo đá (khoáng vật tạo đá) có dạng hạt tự hình (các hạt khoáng vật có hình dạng rỏ ràng theo mọi hướng tạo nên hình tinh thể) Loại kiến trúc này đặc trưng cho các đá đơn khoáng và các khoáng vật kết tinh đồng thời
Kiến trúc hạt nửa tự hình: là kiến trúc mà trong đó các hợp phần tạo đá kết tinh dạng hạt nửa tự hình (các hạt khoáng vật có một nửa hình dạng không rỏ ràng còn một nửa kết tinh rỏ ràng) Đây là kiến trúc đặc trưng cho đá granit với dạng kiến trúc granit, kiến trúc khảm, kiến trúc ofit,
Kiến trúc khảm: là kiến trúc hạt nửa tự hình, bên trong các hạt khoáng vật fenspat chứa các lăng trụ nhỏ plagiocla hoặc các hạt nhỏ thạch anh, biotit
Kiến trúc ofit: là kiến trúc trong đó bao gồm chủ yếu các tinh thể plagiocla hình tấm dài tự hình nằm chéo nhau theo dạng tam giác, ở giữa khoảng trống được lấp đầy bởi ít hạt pyroxen tha hình
Kiến trúc hạt tha hình: là kiến trúc mà trong đó các hợp phần tạo đá có dạng méo
mó theo mọi hướng Đặc trưng cho các đá aplit với kiến trúc aplit, gabro
Kiến trúc aplit: là kiến trúc mà trong đó đá gồm những hạt đẳng thước của fenspat, còn thạch anh có dạng hạt tha hình
Kiến trúc gabro: là kiến trúc của đá mà trong đó gồm những hạt plagiocla và các hạt khoáng vật màu có mức độ tự hình như nhau và đều
Kiến trúc pegmatit: là kiến trúc mà trong đó các đơn tinh thể lớn fenspat và thạch anh tạo thành các tinh khảm đặc trưng cho kiến trúc pegmatit, các tinh khảm
Trang 5Kiến trúc nổi ban: là kiến trúc được đặc trưng với những tinh thể lớn (ban tinh) nổi trên nền những tinh thể nhỏ hơn, hoặc nổi trên nền vi tinh, nền thuỷ tinh
Kiến trúc cà nát: là kiến trúc của các đá granit do bị nén ép, cà nát dưới tác dụng của các hoạt động nội sinh tạo nên Các hạt khoáng vật thường có hình dạng méo mó, sắc cạnh
Kiến trúc xi măng: là kiến trúc được hình thành do sự dập vở, nén ép các hạt khoáng vật Dọc theo ranh giới các hạt khoáng vật được lấp đầy bởi tập hợp hạt mịn khác không có hình dạng rỏ ràng
Kiến trúc mạng lưới: là kiến trúc được hình thành chủ yếu trong các đá siêu mafic do biến đổi thứ sinh tạo nên Các hạt khoáng vật của olivin và pyroxen bị secpentin hoá hoặc clorit hoá từ ngoài vào trong, dọc theo các khe nứt, hướng cát khai của các hạt khoáng vật
3.2.2 Các dạng cấu tạo phổ biến của đá magma
Cấu tạo đồng nhất (cấu tạo khối): là cấu tạo mà các hợp phần tạo đá sắp xếp một cách lộn xộn và phân bố đều theo mọi hướng trong toàn bộ khối đá và có tính đồng nhất theo mọi phương
Đây là cấu tạo phổ biến nhất trong đá magma như gabro, diorit, granit
Cấu tạo cầu: là cấu tạo mà các hợp phần tạo đá sắp xếp theo những lớp đồng tâm
và có nhiều khoáng vật khác sắp xếp dạng toả tia Đặc trưng cho loại cấu tạo này là do
sự di chuyển của các hợp phần bão hoà hoặc do các bao thể tác dụng với magma tạo nên các riềm đồng tâm như cấu tạo cầu trong đá gabro
Cấu tạo định hướng: là cấu tạo được hình thành do lực tác dụng bên ngoài tác dụng tạo nên Trong đó các hợp phần tạo đá (hay các khoáng vật) sắp xếp theo những mặt hoặc các đường song song theo một phương
Cấu tạo dải (dạng dòng chảy): là dạng cấu tạo mà các khoáng vật sắp xếp theo phương di chuyển của magma tạo ra các dải sẫm màu xen song song dải sáng màu
Ngoài ra, dạng cấu tạo này còn được hình thành do sự nhấn chìm các khối đá xuống sâu, một phần khoáng vật không bền vững ở điều kiện nhiệt động mới bị nóng chảy tạo nên các dải sáng màu, sẫm màu xen kẽ nhau Dạng cấu tạo này được đặc trưng cho đá magma bị biến chất tướng gneis
Cấu tạo bọt: là cấu tạo được đặc trưng cho đá magma phun trào do khi dung nham đi lên bên trong chứa các bọt khí và hơi nước bị dung thể bao lấy, sau đó hơi nước hay khí mất đi tạo các lổ hổng trong đá
3.3 Mô tả những kiến trúc và cấu tạo đăc trưng của các đá magma xâm nhập khu vực Thừa Thiên Huế
Trong phạm vi khu vực nghiên cứu, chúng tôi đã tiến hành lấy mẫu cho mỗi
Trang 6phức hệ tương ứng với các loại đá thuộc các pha xâm nhập [1] Mỗi phức hệ được tiến hành gia công và phân tích 5-6 mẫu thạch học, từ đó chúng tôi rút ra được các kiến trúc
và cấu tạo đặc trưng cho các loại đá thuộc các phức hệ sau:
3.3.1 Đá Granit Biotit hạt vừa
Ký hiệu: ĐL1
Phức hệ: Đại Lộc, Bình Điền, Thừa Thiên Huế
Thành phần khoáng vật:
Đá chủ yếu gồm các khoáng vật sáng màu như thạch anh (Qtz), orthocla (Ort), plagiocla (Pl) và ít vảy nhỏ biotit (Bt)
Cấu tạo: Khối (hình 1a)
Kiến trúc: Kiến trúc hạt nửa tự hình, đôi nơi có kiến trúc khảm (hình 1b)
a)Mẫu cục, đá có cấu tạo khối b)Ảnh lát mỏng chụp dưới nicol (+), đá có
kiến trúc hạt nửa tự hình, đôi nơi có kiến trúc khảm.Phóng đại 50 lần
Hình 1 Đá granit biotit hạt vừa phức hệ Đại Lộc
3.3.2 Đá Granit hai mica
Ký hiệu: ĐL2
Phức hệ: Đại Lộc, Bình Điền, Thừa Thiên Huế
Thành phần khoáng vật:
Đá bao gồm chủ yếu là khoáng vật thạch anh (Qtz), orthocla (Ort), plagiocla (Pl), mica (Bt và Mus) và ít khoáng vật quặng (Q)
Cấu tạo: Khối
Kiến trúc: Kiến trúc hạt nửa tự hình, đôi nơi có kiến trúc khảm, vi chữ cổ (hình
2b)
Trang 7(a) (b)
Hình 2 Ảnh lát mỏng của đá granit 2 mica phức hệ Đại Lộc
Đá có kiến trúc hạt nửa tự hình, đôi nơi có kiến trúc khảm, vi chữ cổ
a,b) ảnh chụp dưới nicol (+), độ phóng đại 50
3.3.3 Đá Pegmatit chứa Turmalin
Ký hiệu: ĐL4
Phức hệ: Đại Lộc, Bình Điền, Thừa Thiên Huế
Thành phần khoáng vật:
Thành phần chủ yếu của đá là orthocla (Ort), thạch anh (Qtz), plagiocla (Pl) và turmalin (Tur)
Cấu tạo: Khối
Kiến trúc: Kiến trúc hạt thô không định hướng (hình 3)
Hình 3 Ảnh lát mỏng đá Pegmatit phức hệ Đại Lộc Đá có kiến trúc hạt thô không định hướng
a,b) ảnh lát mỏng chụp dưới nicol (+), độ phóng đại 50
Trang 83.3.4 Đá Granit bị Milonit hóa
Ký hiệu: ĐL6
Phức hệ: Đại Lộc, Bình Điền, Thừa Thiên Huế
Thành phần khoáng vật:
Đá có thành chủ yếu là thạch anh (Qtz) dạng hạt, kích thước hạt không đều, có hạt kích thước lớn đóng vai trò như những mắt bao bọc bởi tập hợp hạt nhỏ hơn Thạch anh sắp xếp định hướng theo một phương bao quanh là các vảy nhỏ của biotit
Cấu tạo: Định hướng (hình 4a)
Kiến trúc: Đá có kiến trúc milonit (nát nhừ) (hình 4b)
(a) mẫu cục có cấu tạo định hướng (b) ảnh lát mỏng chụp dưới nicol (+), độ
phóng đại 50, đá có kiến trúc milonit (nát nhừ)
Hình 4 Ảnh đá granit bị milonit hóa phức hệ Đại Lộc
3.3.5 Đá Granodiorit chứa thạch anh
Ký hiệu: QS3
Phức hệ: Quế Sơn, Bình Điền, Thừa Thiên Huế
Thành phần khoáng vật:
Đá có thành phần chủ yếu là plagiocla (Pl), orthocla (Ort), thạch anh (Qtz), hocblend (Hbl), biotit (Bt) và khoáng vật quặng (Q)
Cấu tạo: Đá có cấu tạo khối
Kiến trúc: Đá có kiến trúc porphyr – khảm (hình 5)
Trang 9(a) mẫu cục có cấu tạo định hướng (b) ảnh lát mỏng chụp dưới nicol (+), độ
phóng đại 50, đá có kiến trúc milonit (nát nhừ)
Hình 5 Ảnh lát mỏng đá granodiorit chứa thạch anh phức hệ Quế Sơn
a,b) ảnh chụp dưới nicol (+), độ phóng đại 50 Đá có kiến trúc porphyr, khảm
3.3.6 Đá Granit Biotit hạt thô
Ký hiệu: HV1
Phức hệ: Hải Vân, Phú Lộc, Thừa Thiên Huế
Thành phần khoáng vật:
Đá có thành phần các khoáng vật sáng màu tương đối đều nhau bao gồm thạch anh (Qtz), Orthocla (Ort), plagiocla (Pl) và biotit (Bt)
Cấu tạo: Đá có cấu tạo khối
Kiến trúc: Đá có kiến trúc hạt nửa tự hình-khảm (hình 6a), granophyr (hình 6b)
Hình 6 Ảnh lát mỏng đá granit biotit hạt thô phức hệ Hải Vân
a,b) ảnh chụp dưới nicol (+), độ phóng đại 50 Đá có kiến trúc hạt nửa tự hình - khảm,
granophyr
Trang 103.3.7 Đá granit biotit chứa turmalin
Ký hiệu: HV4
Phức hệ: Hải Vân, Phú Lộc, Thừa Thiên Huế
Thành phần khoáng vật:
Đá gồm khoáng vật thạch anh (Qtz), orthocla (Ort), plagiocla (Pl), turmalin (Tur) và ít vảy biotit (Bt)
Cấu tạo: Khối
Kiến trúc: Đá có kiến trúc hạt nửa tự hình (hình 7a), xi măng (hình 7b)
Hình 7 Ảnh lát mỏng đá granit biotit chứa tuamalin phức hệ Hải Vân
Đá có kiến trúc hạt nửa tự hình, xi măng a,b) ảnh chụp dưới nicol (+), độ phóng đại 50
3.3.8 Đá Granit hạt nhỏ
Ký hiệu: BN5
Phức hệ: Bà Nà, Bến Tuần, Thừa Thiên Huế
Thành phần khoáng vật:
Đá có thành phần chủ yếu là thạch anh, orthocla, plagiocla và ít vảy biotit Các hạt khoáng vật có dạng hạt tương đối đẳng thước, đá bị pelit hóa yếu
Cấu tạo: Khối
Kiến trúc: Đá có kiến trúc hạt nửa tự hình (hình 8a), pegmatit (hình 8b)
