Thạch luận các đá biến chất hệ tầng khâm đức và ý nghĩa địa động lực

- 1 - BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO ðẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ðẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ THUỶ THẠCH LUẬN CÁC ðÁ BIẾN CHẤT HỆ TẦNG KHÂM ðỨC VÀ Ý NGHĨA ðỊA ðỘNG LỰC CHUYÊN NGÀNH: ðỊA CHẤT HỌC Mà SỐ: 60. 44. 55 LUẬN VĂN THẠC SĨ ðỊA CHẤT (BẢN TÓM TẮT) Huế, 2008 - 2 - MỤC LỤC Mở ñầu 1 Chương 1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu 3 1.1. Vị trí ñịa lý 3 1.2. ðịa tầng 4 1.3. Magma 10 1.4. Kiến tạo 18 Chương 2. Lịch sử nghiên cứu hệ tầng Khâm ðức 21 2.1. Giai ñoạn trước năm 1975 21 2.2. Giai ñoạn sau năm 1975 22 Chương 3. Phương pháp nghiên cứu các ñá biến chất hệ tầng Khâm ðức 26 3.1. Phương pháp khảo sát ñịa chất truyền thống 26 3.2. Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học (bằng kính hiển vi phân cực) 28 3.3. Phương pháp phân tích thành phần hoá học khoáng vật bằng microzon (EPMA) 29 Chương 4. Kết quả nghiên cứu và biện luận 32 4.1. ðặc ñiểm phân bố các thành tạo biến chất hệ tầng Khâm ðức 32 4.2. ðặc ñiểm thạch học, hoá học khoáng vật các ñá biến chất hệ tầng Khâm ðức 34 4.2.1. ðặc ñiểm thạch học 34 4.2.2. ðặc ñiểm hoá học khoáng vật 42 4.3. Lịch sử biến chất các ñá hệ tầng Khâm ðức 48 4.3.1. ðiều kiện biến chất (P-T) các ñá hệ tầng Khâm ðức 48 4.3.2. Lịch sử biến chất các ñá hệ tầng Khâm ðức 49 4.3.3. Tuổi của các quá trình biến chất 53 4.4. Ý nghĩa ñịa ñộng lực của các thành tạo biến chất hệ tầng Khâm ðức trong khu vực 54 Kết luận và kiến nghị 58 Các công trình khoa học của tác giả ñã công bố liên quan ñến luận văn 60 Tài liệu tham khảo 61 - 3 - MỞ ðẦU ðịa khối Kon Tum bao gồm các đá biến chất tướng granulit, eclogit của phức hệ Kan Nack, các đá biến chất tướng amphibolit phức hệ Ngọc Linh và các đá biến chất của hệ tầng Khâm ðức. Các thành tạo của hệ tầng Khâm ðức phân bố chủ yếu ở rìa bắc của địa khối, từ lâu đã được các nhà địa chất trong và ngồi nước quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên hiện nay vẫn tồn tại các quan điểm chưa thống nhất về mức độ biến chất của các đá trong hệ tầng. Theo Trịnh Long (1986) [7], hệ tầng Khâm ðức gồm phổ biến các đá gneis biến chất tướng amphibolit (phụ tướng kyanit-silimanit) xen kẽ đá phiến hocblend-biotit-epidot, đơi nơi có các metapelit chứa granat, kyanit, staurolit, silimanit và các đá calciphyr. Với tổ hợp cộng sinh khống vật này, các đá của hệ tầng được xác định hình thành ở điều kiện biến chất áp suất thấp đến trung bình, nhiệt độ thấp (P=4-8 kbar; T=400-600 0 C). Gần đây, kết quả nghiên cứu cuội sơng Tranh cho tổ hợp khống vật granat-kyanit-biotit, granat-gedrit-kyanit với sự có mặt của các bao thể staurolit và thạch anh trong gedrit và kiến trúc mọc xen cordierit+spinel nằm giữa gedrit và silimanit, xác định điều kiện biến chất áp suất cao (P=8-12 kbar; T=400-600 0 C) [9], [10], [30]. Trong báo cáo Kiến tạo và sinh khống Nam Việt Nam [2], các tác giả đã đề cập đến đặc điểm thạch học - khống vật, thạch hố, đặc điểm biến chất của hệ tầng Khâm ðức nhưng chỉ dưới dạng bổ sung các tài liệu mới, chưa có các nghiên cứu đánh giá chi tiết, đặc biệt là chưa làm rõ bối cảnh địa động lực của khu vực. Vì vậy, đề tài “Thạch luận các đá biến chất hệ tầng Khâm ðức và ý nghĩa địa động lực” sẽ góp phần làm sáng tỏ đặc điểm biến chất, phân bố và lịch sử biến chất của các thành tạo hệ tầng Khâm ðức, đồng thời góp phần luận giải bối cảnh địa động lực của khu vực rìa bắc địa khối Kon Tum. Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Vị trí địa lý Khu vực nghiên cứu nằm trong giới hạn địa lý sau: 15 0 20’ - 15 0 40’ độ vĩ bắc (N) 07 0 50’ - 108 0 25’ độ kinh đơng (E) 1.2. ðịa tầng Khu vực nghiên cứu gồm các phân vị địa tầng có tuổi từ Paleoproterozoi đến Kainozoi ( Hình 1.2), bao gồm các h ệ t ầng sau: Sơng Re (PPsr), Tắc Pỏ (PPtp ), Khâm ðức (MP-NPkđ ), ðăk Long (NPđlg ), Núi Vú (NP-ε 1 nv ), A Vương (ε 2 -O 1 av), ð ại Nga (βN 2 đn) và ð ệ Tứ khơng phân chia (Q), trong đó các thành t ạo hệ tầng Khâm ð ức là đối tư ợng nghiên cứu của luận văn. B 50 km0 Các đá phiến Đá mafic Đ ơ ù i t r ư ơ ï t D a c T o K a n Đ ơ ù i k h a â u P o k o Đ ơ ù i t r ư ơ ï t K h a â m Đ ư ù c Đảo Hải Nam Campuchia Lào Huế Vinh Hải Phòng Hà Nội Việt Nam Trung Quốc 16 N O O O 15 N 14 N Tuổi biến chất Pecmi-Trias Tuổi biến chất Ordovic-Silur Đá bearing-Grt+Opx Đá bearing-Opx, Grt-tự do Đá bearing-Grt+Ep Đá bearing-Ep, Grt-tự do Đá bearing-Grt+Opx Đá bearing-Opx, Grt-tự do Đá bearing-Grt+Ms Đá bearing-Ms, Grt-tự do Đới tái hoạt hóa nhiệt độ thấp - trung b?nh Pecmi - Trias (Đường 1) Mảnh vơ? vỏ lục đ?a Ordovic-Silur (Gradient 1) Đới tái hoạt hóa nhiệt độ cao - siêu cao Pecmi-Trias (các đường 2 và 3) Phần vỏ phía trên Phần vỏ phía dưới Hình 1.1. Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu (N.Nakano [20]) 1.3. Magma - 4 - Din tớch nghiờn cu cú mt khỏ ủy ủ cỏc thnh to xõm nhp t c ủn tr (Hỡnh 1.2), bao gm cỏc phc h sau: Tu M Rụng (PPtmr), T Vi (MPtv), Plei Weik (OphNPpw), Chu Lai (NPcl), Nm Nin (- NPnn), Hip c (PZ 1 hủ), Nỳi Ngc (àPZ 1 nn), ing Bụng (PZ 1 ủb), Tr Bng (-O-Stb), i Lc, pha 1 (aD 1 ủl 1 ), Bn Ging-Qu Sn (-P 2 -T 1 bg-qs), Chaval, pha 1 (aT 3 cv 1 ), Hi Võn, pha 1 (aT 3 hv 1 ), ốo C, pha 1 (-Kủc 1 ) v B N, pha 1 (K-Ebn 1 ). 1.4. Kin to C ch kin to v bi cnh ủa ủng lc khu vc ủc rt nhiu nh ủa cht quan tõm, nghiờn cu [5], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [30], [31] 1.4.1. Cỏc ủi cu trỳc Khu vc nghiờn cu thuc ủi cu trỳc Khõm c, ủc gii hn bi cỏc ủt góy: Khõm c, Nng-i Lc v Pụ Cụ (Hỡnh 1.3). 1.4.2. c ủim ủt góy Cỏc ủt góy ni ủi gm nhúm ỏ v tuyn v v tuyn, tõy bc-ủụng nam, ủụng bc-tõy nam; ủt góy xuyờn ủi gm cú cỏc ủt góy: Pụ Cụ, Nng-i Lc, Tam K-Phc Sn v Khõm c (Hỡnh 1.2, hỡnh 1.3). 100km 50 0 Hệ tầng Khâm Đức (phía bắc) Lào Campuchia Quy Nhơn Kon Tum Quảng Ngãi Đ a k T ô K a n T a m K ỳ - P h u ớ c S ơ n K h â m Đ ứ c Đ à N ẵ n g - Đ ạ i L ộ c Đà Nẵng N P o C ô Đới truợt Phức hệ Ngọc Linh và phức hệ Kan Nack Hỡnh 1.3. S ủ phõn b cỏc ủt góy ln trong khu vc (theo Y. Osanai [36]). Chng 2 LCH S NGHIấN CU H TNG KHM C Lch s nghiờn cu cỏc ủỏ h tng Khõm c gn lin vi quỏ trỡnh nghiờn cu ủa cht khu vc v ủc chia thnh hai giai ủon: 2.1. Giai ủon trc nm 1975 Giai ủon ny mc ủ nghiờn cu cũn s si, thiu tớnh h thng v cha cú cụng trỡnh no nghiờn cu cỏc ủỏ bin cht h tng Khõm c. .2.2. Giai ủon sau nm 1975 ủn nay Giai ủon sau nm 1975, h tng Khõm c cng nh ủa cht khu vc ủc ủu t nghiờn cu. Cỏc kt qu nghiờn cu v h tng Khõm c cho thy: Cỏc ủỏ ca h tng b bin cht trong ph rng, t tng phin lc ủn tng amphibolit. Cỏc t hp khoỏng vt cng sinh gm cú: Bt-Ms-St-Qtz, Bt-Ms-Grt-Qtz, Ms-Ky-Grt-Qtz vi ủiu kin bin cht ỏp sut P = 3-4 kbar, nhit ủ T = 450-600 0 C [6]; v Qtz-Pl-Oct- Bt-Sil-Grt-Crd-(And), Qtz-Pl-Bt-Grt-Sil (trong metapelit), Ky-Hbl-Bt-Pl, Ky-Grt-Bt-Hbl-Pl (trong metabasalt), vi ủiu kin bin cht ỏp sut P = 2,5-5 kbar ủn 4 kbar (ỏp sut P = 4 kbar cho ủi cha kyanit-silimanit), nhit ủ T = 650-700 0 C [1]. Do cha cú s thng nht v mc ủ bin cht ca h tng Khõm c nờn hin nay h tng vn ủc quan tõm nghiờn cu. - 5 - Chương 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CÁC ðÁ BIẾN CHẤT HỆ TẦNG KHÂM ðỨC ðể nghiên cứu thành phần thạch học, luận giải lịch sử phát triển của các ñá biến chất hệ tầng Khâm ðức, luận văn ñã sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau: 3.1. Phương pháp khảo sát ñịa chất truyền thống Phương pháp ñược thực hiện với 6 tuyến khảo sát lấy mẫu dọc theo các sông suối và ñường quốc lộ, phủ ñều trên toàn bộ diện tích phân bố các ñá biến chất của hệ tầng (Hình 1.2, hình 3.1). Hình 3.1. Sơ ñồ các tuyến khảo sát và lấy mẫu 3.2. Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học (bằng kính hiển vi phân cực) Phương pháp sử dụng kính hiển vi phân cực Zeiss (Hình 3.2) ñể phân tích khoảng 50 lát mỏng thạch học của hệ tầng Khâm ðức. Kết quả ñã xác ñịnh ñược các tổ hợp khoáng vật ñặc trưng cho các thành tạo biến chất của hệ tầng, ñiều kiện biến chất ở nhiệt ñộ thấp ñến trung bình, áp suất cao, qua ñó luận giải bối cảnh ñịa ñộng lực khu vực. 3.3. Phương pháp phân tích thành phần hoá học khoáng vật bằng microzon (EPMA) Sử dụng phương pháp phân tích thành phần hoá học bằng EPMA nhằm xác ñịnh các ñặc trưng hoá học khoáng vật của ñá. Hình 3.3, 3.4 là sơ ñồ hoạt ñộng và cấu tạo của thiết bị. Hình 3.2. Ảnh kính hiển vi phân cực Zeiss Hình 3.3. Sơ ñồ hoạt ñộng của thiết bị (EPMA): 1. Cột electron; 2. Phòng mẫu; 3. Thiết bị dò electron thứ cấp; 4. Thiết bị dò electron tán xạ ngược; 5. Quang phổ kế sóng dài phân tán; 6. Thiết bị vi ñiện tử sóng thấy 1 2 6 5 4 7 - 6 - soi lát mỏng thạch học. ñược; 7. Quang phổ kế năng lượng phân tán. Hình 3.4. Sơ ñồ thiết bị EPMA: 1- Nguồn electron; 2- Hệ thống thấu kính ñiện từ; 3- Buồng mẫu; 4- Bàn ñiều khiển và máy tính. Ngoài ra, luận văn còn sử dụng phương pháp nhiệt-áp kế ñịa chất ñược thực hiện dựa trên cặp khoáng vật cộng sinh granat-biotit (Ferry & Spear, 1978), granat-amphibol (Graham-Amphibol & Powell, 1984), granat-plagioclas-thạch anh-clinopyroxen (Perkins & Newton, 1981), granat- clinopyroxen (Ellis & Green, 1979) [38], [41] ñể xác ñịnh ñiều kiện biến chất cho các ñá. Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN 4.1. ðặc ñiểm phân bố các thành tạo biến chất hệ tầng Khâm ðức Các ñá biến chất hệ tầng Khâm ðức phân bố ñịnh hướng tây tây bắc-ñông ñông nam ñến ñông ñông bắc-tây tây nam (Hình 1.2), gồm 3 nhóm: ñá phiến, ñá migmatit và ñá gneis (Hình 4.1a,b,c,d,e,f). ðá phiến và ñá gneis có diện phân bố rộng khắp. Nhóm ñá phiến gồm chủ yếu các pelitic, psammitic, ñá phiến mafic và silicat vôi (calciphyr). Các ñá phiến pelitic và psammitic phát triển ở phần phía ñông và phía tây của hệ tầng và thường nằm xen kẹp với nhau (Hình 4.1b). ðá silicat vôi giàu calcit quan sát ñược ở vết lộ suối dọc tỉnh lộ 14E, tây nam Phước Hiệp (Hình 4.1c). Một số ñá phiến aplit, mafic và siêu mafic xuất hiện dưới dạng những thấu kính bị nứt vỡ bên trong các ñá phiến xen kẹp xuất lộ ở khu vực Phước Kim-Phước Thành (Hình 4.1d). Các migmatit xuất hiện rộng rãi dọc ñới khâu Tam Kỳ-Phước Sơn và tây nam Khâm ðức. Các ñá biến chất mức ñộ cao nhất là các ñá gneis (Hình 4.1f), xuất hiện ở phần giữa của hệ tầng. 4.2. ðặc ñiểm thạch học, hoá học khoáng vật các ñá biến chất hệ tầng Khâm ðức 4.2.1. ðặc ñiểm thạch học Hệ tầng Khâm ðức chủ yếu gồm các loại ñá sau: - ðá phiến amphibolit (Hình 4.2a,b) ñặc trưng bằng tổ hợp khoáng vật hocblend-biotit-plagioclas- thạch anh (mẫu ST371). - ðá phiến thạch anh-biotit (Hình 4.2c) có thành phần khoáng vật gồm biotit và thạch anh sắp xếp ñịnh hướng (mẫu TA0209). - ðá phiến biotit-silimanit (Hình 4.2d) gồm tổ hợp khoáng vật biotit dạng vảy và silimanit dạng sợi, kiến trúc vảy-sợi biến tinh (mẫu TA0210). - ðá phiến granat-staurolit-biotit chứa kyanit (Hình 4.2e) chứa tổ hợp khoáng vật cộng sinh granat+staurolit+biotit. Muscovit, plagioclas và thạch anh ở dạng tập hợp nền. Thạch anh còn xuất hiện dưới dạng bao thể trong granat và staurolit (mẫu Kð041312). - ðá phiến andaluzit-staurolit-clorit-muscovit chứa kyanit (Hình 4.2f) gồm các lớp giàu silicat (thạch anh và và một lượng nhỏ muscovit) và lớp giàu nhôm (ñặc trưng bằng kyanit và staurolit nằm trong các ban tinh cà nát, ñược bao quanh bởi tập hợp muscovit, clorit và thạch anh) (mẫu Kð041313). - ðá silicat vôi có thành phần khoáng vật chủ yếu là calcit, hocblend, plagioclas, olivin (Hình 1 2 4 3 - 7 - 4.3a,b), kiến trúc trao ñổi thay thế (mẫu Kð041311, TH283). - ðá gneis granat-kyanit-biotit (Hình 4.4a,b) gồm các khoáng vật granat, biotit, kyanit, thạch anh, plagioclas, muscovit gặp dưới dạng vảy mịn trong tập hợp nền (mẫu Kð041509). - ðá gneis granat-gedrit-kyanit (Hình 4.4c) có thành phần khoáng vật chính bao gồm granat, gedrit, biotit, kyanit, silimanit, spinel, cordierit, plagioclas và thạch anh (mẫu Kð041314). Hình 4.1. Ảnh vết lộ các ñá biến chất hệ tầng Khâm ðức: a. ðá phiến; b. ðá phiến pelitic xen kẹp ñá phiến psammitic; c. ðá silicat vôi giàu calcit; d. Thấu kính mafic biến chất bị nứt vỡ; e. ðá migmatit; f. ðá gneis. Hình 4.2. Ảnh lát mỏng thạch học các ñá phiến hệ tầng Khâm ðức: a,b- ðá phiến amphibolit; c- ðá phiến thạch anh-biotit; d- ðá phiến biotit-silimanit; e- ðá phiến granat-staurolit-biotit chứa kyanit; f- ðá phiến andaluzit-staurolit-clorit-muscovit chứa kyanit. Chiều rộng thị trường 1.71 mm. - ðá gneis granat-staurolit-biotit (Hình 4.4d) có các ban biến tinh granat hạt lớn chứa bao thể clorit và thạch anh, staurolit hạt nhỏ. Tập hợp nền gồm có biotit, muscovit, thạch anh, plagioclas và turmalin (mẫu Kð041315). - ðá gneis amphibolit chứa granat (Hình 4.4e,f) có thành phần khoáng vật gồm hocblend, biotit, plagioclas, thạch anh, granat (mẫu Kð042716c). Ol Pl Cal Cal Hbl Pl Ol Cal Cal Hbl a. b. c. d. a. b. c . d . e . f . Qtz Sil d. e. f. Pl Qtz Hbl Bt Pl Qtz Bt Hbl Qtz Bt a. b. c. - 8 - Hình 4.3. Ảnh lát mỏng thạch học các ñá silicat vôi. Chiều rộng thị trường 1.71 mm. - ðá gneis granat-biotit (Hình 4.4g,h): ðá gồm ban biến tinh granat chứa các bao thể thạch anh hạt nhỏ. Biotit phát triển mạnh dọc các khe nứt của granat. Tập hợp nền là plagioclas và thạch anh. ðá có kiến trúc ban biến tinh cà nát (mẫu Kð041205c). - ðá gneis biotit-silimanit (Hình 4.4i,k) có thành phần khoáng vật chính là tổ hợp cộng sinh granat-biotit-silimanit, plagioclas và thạch anh (mẫu ST371). Hình 4.4. Ảnh lát mỏng thạch học các ñá gneis hệ tầng Khâm ðức: a,b- ðá gneis granat-kyanit-biotit; c- ðá gneis granat-gedrit-kyanit; d- ðá gneis granat-staurolit-biotit; e,f- ðá gneis amphibolit chứa granat; g,h- ðá gneis granat-biotit; i,k- ðá gneis biotit-silimanit. Chiều rộng thị trường 1.71 mm. - Cuội eclogit ở ñiểm khảo sát sông ðăk Mi (phía tây bắc Phước Kim) có tổ hợp khoáng vật cộng sinh granat-orthopyroxen-plagioclas và granat-clinopyroxen-thạch anh (Hình 4.5) (mẫu Kð041406c). Tổ hợp này xác ñịnh ñiều kiện biến chất nhiệt ñộ và áp suất cao, sau ñó trong quá trình trồi lộ, granat và thạch anh phân rã thành orthopyroxen và plagioclas (Grt+Qtz  Opx+Pl hoặc Grt+Cpx+Qtz  Opx+Pl) tạo thành vành phản ứng symplectit Opx+Pl xung quanh các ban tinh granat. Trong ñiều kiện nhiệt ñộ và áp suất tiếp tục giảm xuống, clinopyroxen phân rã tạo thành hocblend. c. d. a. b. Grt Sil Ky Ged Pl c. Grt Bt Grt Ky Qtz Qtz Bt Ky i. k. Bt Sil Bt Sil Grt Grt Bt Grt Grt Bt d. e. f. g. h. Grt Grt Pl Pl Bt Qtz Bt Qtz - 9 - Hình 4.5. Ảnh lát mỏng mẫu cuội biến chất tướng eclogit. Chiều rộng thị trường 1.71 mm. Như vậy, hệ tầng Khâm ðức ñặc trưng bởi các tổ hợp khoáng vật cộng sinh sau: Hocblend-biotit- plagioclas (trong ñá phiến amphibolit); Thạch anh-biotit (trong ñá phiến thạch anh-biotit); Biotit-silimanit (trong ñá phiến biotit-silimanit); Granat-staurolit-biotit và kyanit-staurolit-biotit (trong ñá phiến granat- staurolit-biotit chứa kyanit); Andaluzit-staurolit-clorit (trong ñá phiến andaluzit-staurolit-clorit-muscovit chứa kyanit); Calcit-olivin (trong ñá calciphyr); Granat-kyanit-biotit (trong ñá gneis granat-kyanit-biotit); Gedrit-silimanit, granat-gedrit-kyanit và spinel-cordierit (trong ñá gneis granat-gedrit-kyanit); Granat-biotit (trong ñá gneis granat-biotit); Granat-biotit-silimanit (trong ñá gneis biotit-silimanit). Các quan sát này nhìn chung phù hợp với mô tả trong các văn liệu ñã công bố [1], [2], [6], [15], [18], ñặc biệt là phù hợp với các mô tả các mẫu cuội của Trần Ngọc Nam [9], [10]. Tuy nhiên trong các mẫu ñã thu thập chưa quan sát thấy sự có mặt của tổ hợp cộng sinh kyanit+talc và zoisit+crosit như trong mô tả của Trịnh Long [7]. ðiều này có lẽ là do diện phân bố rất hạn chế của các ñá chứa các tổ hợp khoáng vật cộng sinh này trong phạm vi hệ tầng Khâm ðức. Ngoài ra, trong mẫu cuội eclogit thu thập ñược ở sông ðăk Mi cho tổ hợp cộng sinh granat-orthopyroxen-plagioclas và granat-clinopyroxen-thạch anh. Các tổ hợp này chưa ñược mô tả trong công trình nào trước ñây về hệ tầng Khâm ðức. 4.2.2. ðặc ñiểm hoá học khoáng vật Các phân tích hoá học khoáng vật của luận văn tham khảo từ ñề tài của N.Nakano [30] cho ñá gneis granat-kyanit-biotit (bảng 4.1) và gneis granat-gedrit-kyanit (bảng 4.2). 1. ðá gneis granat-kyanit-biotit: Granat có phần lõi giàu almandin và hợp phần hơi giàu spessatin và grossular; phần riềm xung quanh rất nghèo pyrop và grossular, spessatin cao. Biotit có phần lõi và riềm giống nhau về Mg# nhưng có sự khác nhau giữa hàm lượng TiO 2 chứa trong biotit của tập hợp nền và bao thể trong granat. Plagioclas: Các bao thể plagioclas bên trong granat ñặc trưng bởi hợp phần giàu anortit so với tập hợp nền. 2. ðá gneis granat-gedrit-kyanit: Granat có nhân chứa almandin, pyrop và một lượng nhỏ spessatin và grossular; phần riềm của granat chứa Mg hơi ít hơn và Mn hơi nhiều hơn phần nhân. Gedrit có hàm lượng Ca thấp và Al cao. Giữa phần riềm và phần nhân của gedrit không có sự khác nhau về thành phần hoá học, nhưng phần nhân hơi thấp Mg hơn riềm. Spinel chỉ tồn tại dưới dạng mọc xen với cordierit, thành phần gồm Fe và Mg và một lượng nhỏ Zn. Cordierit có thành phần tương tự với các hạt ñã phân tích. Biotit ñặc trưng bởi Ti thấp, hàm lượng Mg trong biotit thay ñổi từ 0,61 ñến 0,63. Plagioclas gồm chủ yếu hợp phần albit-anortit, và albit nhiều hơn nhiều so với anortit; phần nhân và phần riềm có cùng thành phần như nhau. 4.3. Lịch sử biến chất các ñá hệ tầng Khâm ðức 4.3.1. ðiều kiện biến chất (P-T) các ñá hệ tầng Khâm ðức Các tổ hợp khoáng vật cộng sinh tiêu biểu cho các ñá biến chất hệ tầng Khâm ðức xác ñịnh các ñiều kiện biến chất như sau: hocblend-biotit-plagioclas biến chất ở tướng amphibolit, biotit-silimanit xác a. b. Hbl Grt Opx+Pl Qtz Cpx Hbl Grt Opx+Pl Qtz Cpx - 10 - ñịnh phần nhiệt ñộ thấp của quá trình biến chất cao; granat-biotit-silimanit xác ñịnh ñiều kiện biến chất phần trên tướng amphibolit; hocblend-biotit-plagioclas-granat xác ñịnh ñiều kiện áp suất trung bình. Các mô tả này nhìn chung phù hợp với các mô tả trong các văn liệu ñã công bố [1], [2], [6], [15], [18]. Các tổ hợp kyanit-staurolit-biotit và granat-biotit-staurolit, andaluzit-staurolit-clorit, granat-biotit-kyanit, gedrit- silimanit, granat-gedrit-kyanit và spinel-cordierit xác ñịnh ñiều kiện biến chất nhiệt ñộ trung bình, áp suất cao, trong ñó mẫu gneis granat-gedrit-kyanit biến chất ở áp suất cao hơn cả (T = 500-700 0 C, áp suất P = 4-12 kbar); tổ hợp calcit-olivin (trong ñá calciphyr) bền vững ở nhiệt ñộ cao. ðiều kiện biến chất này phù hợp với mô tả và kết luận từ các mẫu cuội của Trần Ngọc Nam và cộng sự (2005, 2007) [9], [10]. Ngoài ra, mẫu cuội eclogit mới phát hiện trong khu vực nghiên cho tổ hợp khoáng vật cộng sinh granat- orthopyroxen-plagioclas và granat-clinopyroxen-thạch anh. Hiện chưa có những phân tích chi tiết về ñiều kiện biến chất cho những eclogit này, nhưng có thể liên hệ ñối sánh với những eclogit tương tự ñược tìm thấy ở phức hệ Ngọc Linh. Bước ñầu có thể xác ñịnh sơ bộ ñiều kiện ở ñỉnh biến chất của chúng nằm trong khoảng áp suất P = 16-18 kbar, nhiệt ñộ T = 900-1000 0 C, tương ứng với ñiều kiện biến chất siêu cao và giật lùi ñến ñiều kiện biến chất áp suất trung bình. 4.3.2. Lịch sử biến chất các ñá hệ tầng Khâm ðức Các khu ñịa gneis có lịch sử lâu dài thường có những ñường cong P-T rất phức tạp, nhưng phổ biến là dạng ñường cong thuận chiều kim ñồng hồ (Hình 4.6) [38]. Các ñá biến chất của hệ tầng Khâm ðức ñặc trưng bởi các tổ hợp khoáng vật cộng sinh: andaluzit- staurolit-clorit, granat-staurolit-biotit, kyanit-staurolit-biotit, granat-gedrit-kyanit, granat-biotit-silimanit và granat-kyanit-biotit. Muscovit và thạch anh là các khoáng vật ổn ñịnh trong tất cả các mẫu ñá này, sau ñó là sự có mặt thường xuyên của plagioclas. ðường cong giảm áp ñược xác ñịnh bắt ñầu từ sự tồn tại của andaluzit và silimanit trong các ñá chứa kyanit. Silimanit hình kim ñược hình thành muộn hơn cho thấy sự tồn tại của các pha Al 2 SiO 5 trong suốt thời gian thành tạo ñá. Tuy nhiên, sự khác nhau về tổ hợp khoáng vật cộng sinh lại chỉ ra rằng mỗi ñá ñã ghi nhận các ñiều kiện P-T khác nhau trong suốt quá trình biến chất luỹ tiến hay giật lùi liên tiếp. Các cân bằng khoáng vật của các tổ hợp cộng sinh andaluzit-staurolit-clorit và kyanit-staurolit-biotit ñược xem là các tổ hợp cộng sinh khoáng vật sau hay trong suốt quá trình giảm áp (Hình 4.7). Các ñường cong giảm áp ñược xác ñịnh dựa vào các tổ hợp khoáng vật cộng sinh trong ñá phiến granat-staurolit-biotit chứa kyanit. Gradient biến chất Hình 4.6. ðường cong P-T ñiển hình cho các ñá biến chất [38]. ñược xác ñịnh dựa vào ñỉnh áp suất các tổ hợp khoáng vật hai biến thể của granat+kyanit+biotit và granat+staurolit +biotit. Tuy nhiên, ñiều kiện ñỉnh áp suất của andaluzit-clorit-muscovit chứa kyanit khó xác ñịnh một cách chính xác do không có dấu hiệu của clorit trong các ñá này, kể cả pha bao thể. Do ñó, việc xem ñiều kiện ñỉnh áp suất của loại ñá này thuộc trường vắng mặt clorit và chứa kyanit là hợp lý. Như vậy, ñá biến chất của hệ tầng Khâm ðức thuộc trường gradient áp suất cao và có các ñường cong giảm áp gia nhiệt từ các ñiều kiện ñỉnh áp suất. ðường cong áp suất-nhiệt ñộ của hệ tầng Khâm ðức ñược giới hạn chi tiết hơn bằng việc sử dụng [...]... nghi v n này và có các k t lu n ch c ch n c n có các nghiên c u chi ti t ti p theo - 12 4.3.3 Tu i c a các quá trình bi n ch t Các ñá bi n ch t h t ng Khâm ð c t lâu ñư c xác ñ nh có tu i Ti n Cambri [6] Tuy nhiên, các phân tích tu i ñ ng v phóng x trên các c a h t ng Khâm ð c cho k t qu 230-240 tri u năm (ñá phi n mica) [15], 304 tri u năm (amphibolit) [2] và 530 tri u năm (amphibolit) [2] Các phân tích... Kon Tum x y ra trên các ñá bi n ch t c a h t ng Khâm ð c hình thành các y u t kh ng ch qu ng hoá, làm ti n ñ cho công tác tìm ki m các lo i khoáng s n liên quan N i b t là khoáng s n vàng n i sinh, th hi n m i quan h không gian gi a các y u t c a ñ i trư t và các t khoáng vàng (vàng B ng Miêu-Qu ng Nam) [16], ñi cùng v i s có m t c a graphit, x hi m… và liên quan v i tr m tích b n trũng rìa l c ñ a... cho các ph c h magma ngu n g c bi n ch t ñ a kh i Kon Tum [9], [10] manti [9], [10], [11] Trong Tân ki n t o nói chung và trong ð T -hi n ñ i, khu v c rìa b c ñ a kh i Kon Tum cũng là d i ho t ñ ng ki n t o m nh và tích c c [5] * Ý nghĩa c a nghiên c u ñ a ñ ng l c các thành t o bi n ch t h t ng Khâm ð c v i sinh khoáng trong khu v c B i c nh va ch m l c ñ a rìa b c ñ a kh i Kon Tum x y ra trên các. .. ñá xác ñ nh tu i Các tu i ñ ng v này ch ra r ng các ñá c a h t ng Khâm ð c cũng như c a ñ a kh i Kon Tum sau khi b bi n ch t giai ño n pha nhi t-ki n t o x y ra trư c Caledoni ñã ñã tr i qua ít nh t hai pha bi n ch t ch ng: pha ñ u x y ra vào giai ño n Ordovic-Silur, pha sau x y ra trong th i gian va ch m l c ñ a PermiTrias 4.4 Ý nghĩa ñ a ñ ng l c c a các thành t o bi n ch t h t ng Khâm ð c trong khu... n m t s k t lu n sau: 1 H t ng Khâm ð c ph n phía b c ñ a kh i Kon Tum g m các ñá bi n ch t pelit ñi n hình và các ñá gneis cao nhôm bi n ch t tư ng amphibolit, ñ c trưng b i s có m t c a các khoáng v t áp su t trung bình như staurolit và kyanit, trong ñó ñá gneis granat-gedrit-kyanit có m c ñ bi n ch t cao nh t phân b trung tâm c a h t ng 2 Các ñá bi n ch t c a h t ng Khâm ð c ghi nh n giá tr gradient... ñi m truy n th ng, h t ng Khâm ð c bi n ch t ki u d ng vòm ñ ng tâm [2], [16], trung tâm vòm là các ñá bi n ch t nhi t ñ cao Tuy nhiên, theo Tr n Ng c Nam (2007) [9] và theo các quan sát c a tác gi thì s phân b tư ng bi n ch t c a h t ng Khâm ð c không ch theo d ng ñ ng tâm mà còn ch u nh hư ng l n c a các ñ i d ng tuy n liên quan v i c u trúc c a ranh gi i va ch m l c ñ a Các tác gi Cater et al., 2001... quan v i các th siêu mafic d ng tr i ngu i, xáo tr n melange; ñi cùng v i wolfram, molybden liên quan v i các ph c h magma trong quá trình ho t hoá [3] Liên quan v i b i c nh hút chìm l c ñ a còn có th có m t s lo i khoáng s n khác như: mangan, pyrit, silimanit, pyrophylit, các kim lo i quý, hi m, phóng x … K T LU N VÀ KI N NGH * K t lu n Qua k t qu nghiên c u v th ch h c các ñá bi n ch t h t ng Khâm ð... thành xung quanh các pha giàu nhôm hay silic nguyên thu Khi ñó, pha giàu nhôm và nghèo silic c a spinel s cùng ñư c hình thành trong vùng có silimanit cùng m t th i ñi m T cách nhìn nh n v ph n ng khoáng v t như v y, các ñ c ñi m th ch h c và bi u ñ th ch sinh ñã ñư c ch nh lý b ng hoá h c khoáng v t c a m i khoáng v t, ñư ng P-T có th lu n gi i ñư c s b t ñ u t trư ng staurolit+th ch anh và ñ t t i trư... t các ñá bi n ch t ñ a kh i Kon Tum ñã gi i thích s nh hư ng c a magma ngu n g c manti trong su t quá trình tr i l * Ki n ngh 1 Ngoài nh ng k t qu thu ñư c v ñ c ñi m phân b , ñ c ñi m bi n ch t và ý nghĩa ñ a ñ ng l c c a các ñá bi n ch t h t ng Khâm ð c trong quá trình nghiên c u ñá g c c a h t ng, ñ tài này còn phát hi n m u cu i ch a t h p khoáng v t c ng sinh granat-clinopyroxen-th ch anh và. ..- 11 các t h p khoáng v t c ng sinh t ñá gneis granat-gedrit-kyanit bi u di n trên bi u ñ th ch sinh hình 4.8 S khác nhau v m t vi c u trúc bên trong các symplectit cordierit +spinel trong ñá ph thu c vào gradient th hoá h c gi a gedrit và silimanit Trong ñi u ki n khô hay hơi m, s khu ch tán c a Al và Si di n ra khá ch m [27], [19], [29] Do ñó, Các pha giàu nhôm ho c silic . gồm các đá biến chất tướng granulit, eclogit của phức hệ Kan Nack, các đá biến chất tướng amphibolit phức hệ Ngọc Linh và các đá biến chất của hệ tầng Khâm ðức. Các thành tạo của hệ tầng Khâm. sử biến chất các ñá hệ tầng Khâm ðức 48 4.3.1. ðiều kiện biến chất (P-T) các ñá hệ tầng Khâm ðức 48 4.3.2. Lịch sử biến chất các ñá hệ tầng Khâm ðức 49 4.3.3. Tuổi của các quá trình biến chất. chưa có các nghiên cứu đánh giá chi tiết, đặc biệt là chưa làm rõ bối cảnh địa động lực của khu vực. Vì vậy, đề tài Thạch luận các đá biến chất hệ tầng Khâm ðức và ý nghĩa địa động lực sẽ