Đặc điểm thành phần vật chất và tiến hóa biến chất của các đá granulit khu vực KRoong – kbang, tỉnh gia la

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN VIẾT TUÂN ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ TIẾN HÓA BIẾN CHẤT CỦA CÁC ĐÁ GRANULIT KHU VỰC KROONG – KBANG, TỈNH GIA LAI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN VIẾT TUÂN ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ TIẾN HÓA BIẾN CHẤT CỦA CÁC ĐÁ GRANULIT KHU VỰC KROONG – KBANG, TỈNH GIA LAI Chuyên ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học Mã số: 60440205 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. NGUYỄN THỊ MINH THUYẾT Hà Nội - 2014 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân 1 LỜI CẢM ƠN Luận văn đã được thực hiện tại Khoa Địa chất – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Minh Thuyết.Nhân dịp này tác giả xin trân trọng cảm ơn tới TS. Nguyễn Thị Minh Thuyết, người trực tiếp hướng dẫn khoa học cho học viên trong quá trình học tập nghiên cứu và viết luận văn. Học viên xin trân trọng cảm ơn tới ThS. Phạm Bình, chủ nhiệm đề tài“Nghiên cứu thành tạo biến chất áp lực cao – siêu cao trong tạo núi Indosini ở địa khối Kon Tum. Bối cảnh địa động lực và khoáng sản liên quan”, đã tạo điều kiện cho học viên tham gia đề tài, một phần kết quả nghiên cứu của luận văn đã được thực hiện trong quá trình tham gia đề tài. Đồng thời học viên cũng xin cám ơn các thành viên của đề tài đã cung cấp nhiều tài liệu khoa học, kết quả phân tích và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn. Tác giả xin cảm ơn Ban Chủ nhiệm Khoa Địa chất, Phòng sau Đại học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội); Ban Giám đốc, Phòng Tổ chức và Đào tạo sau đại học (Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản) đã tạo điều kiện và giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Xin cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện của các cán bộ Phòng Khoáng Vật và Địa chất Đồng vị - Viện Khoa học Địa chất và Khoáng Sản. Đặc biệt biết ơn sự động viên của Người thân, Gia đình và bạn bè. Học viên Nguyễn Viết Tuân Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân 2 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 8 CHƯƠNG 1: VỊ TRÍ ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN – KINH TẾ NHÂN VĂN VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT KHU VỰC 10 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên – Kinh tế nhân văn 10 1.2. Lịch sử nghiên cứu 12 1.2.1. Giai đoạn trước năm 1975 12 1.2.2. Giai đoạn sau năm 1975 đến nay 13 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC KROONG 16 2.1.Địa tầng 18 2.2. Magma 20 2.3. Kiến tạo 23 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP 26 NGHIÊN CỨU 26 3.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 26 3.1.1. Tướng biến chất 26 3.1.2. Một số đặc điểm của các đá granulit 27 3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 3.2.1. Phương pháp nghiên cứu ngoài trời 29 3.2.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng 29 3.2.2.1. Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học bằng kính hiển vi phân cực 29 3.2.2.3. Phương pháp EPMA 30 3.2.2.4. Phương pháp nhiệt – áp kế địa chất 31 3.3. CÔNG CỤ HỖ TRỢ 33 CHƯƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CÁC ĐÁ GRANULIT KHU VỰC KROONG 34 4.1. Đặc điểm phân bố các đá granulit khu vực KRoong. 34 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân 3 4.2. Đặc điểm thành phần vật chất của các đối tượng nghiên cứu 35 4.2.1. Đặc điểm thạch học – khoáng vật 35 4.2.2. Đặc điểm hóa học khoáng vật 43 CHƯƠNG 5: ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ TIẾN HÓA BIẾN CHẤT CỦA CÁC ĐÁ GRANULIT KHU VỰC KROONG 53 5.1. Điều kiện P – T thành tạo của các đá granulit khu vực KRoong 53 5.2. Quá trình tiến hóa biến chất 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân 4 KÍ HIỆU VIẾT TẮT VÀ CÔNG THỨC KHOÁNG VẬT Khoáng vật Viết tắt Công thức khoáng vật Albit Ab Na[AlSi 3 O 8 Almandin ] Alm Fe 2+ 3 Al 2 [SiO 4 ] Amphibol 3 Am Tập hợp các silicat chứa nước Anorthit An Ca[Al 2 Si 2 O 8 Biotit ] Bt K 2 (Fe 2+, Mg) 6-4 (Fe 3+ ,Al,Ti) 0-2 [Si 6-5 Al 2-3 O 20 ](OH,F) Chlorit 4 Chl (Mg,Fe 2+ ,Fe 3+ ,Mn,Al) 12 [(Si,Al) 4 O 10 ] 2 (OH) Clinopyroxen 16 Cpx (Ca,Mg,Mn,Fe 2+ ,Fe 3+ ,Ti,Al) 2 [(Si,Al) 2 O 6 Cordierit ] Crd (Mg,Fe) 2 [Si 5 Al 4 O 18 ].H 2 Granat O Grt xem các hợp phần Alm, Adr, Grs, Prp, Sps Grossular Grs Ca 3 Al 2 [SiO 4 ] Muscovit 3 Ms K 2 Al 4 [(Si,Al) 4 O 10 ] 2 (OH,F) Orthopyroxen 4 Opx (Mg,Fe) 2 [Si 2 O 6 Plagioclas ] Pl (Ca,Na)[Al 2-1 Si 2-3 O 8 Pyrop ] Prp Mg 3 Al 2 [SiO 4 ] Sillimanit 3 Sil Al 2 [SiO 4 Spessartin ]O Sps Mn 3 Al 2 [SiO 4 ] Spinel 3 Spl MgAl 2 O Thạch anh 4 Qtz SiO 2 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân 5 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH TT Số hiệu Nội dung Trang 1 Hình 1.1 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu [3] 11 2 Hình 2.1a Sơ đồ địa chất vùng KRoong [17] 16 3 Hình 2.1b Chỉ dẫn địa chất vùng Kroong [17] 17 4 Hình 2.2 Sơ đồ cấu trúc, kiến tạo khu vực KRoong [17] 24 5 Hình 3.1 Các tướng biến chất và điều kiện kiến tạo liên quan [19] 28 6 Hình 3.2 Biểu đồ P-T lý thuyết về cơ sở xác định điều kiện P-T cho tổ hợp khoáng vật tại một điểm cân bằng 32 7 Hình 3.3 Giao diện phần mềm tính toán điều kiện P-T trong luận văn (Joan Reche and Francisco J. Martinez ., 1996) 32 8 Hình 4.1 Đá granulit mafic (a, c) và granulit pelit (b, d) tại vùng KRoong 36 9 Hình 4.2 Ảnh lát mỏng thạch học granulit mafic tại KRoong dưới nicol + (a, c, e) và nicol – (b, d, f) 37 10 Hình 4.3 Ảnh lát mỏng thạch học granulit pelit tại KRoong dưới nicol + (a, c, e) và nicol – (b, d, f) 40 11 Hình 4.4 Vị trí mẫu vùng nghiên cứu trên biểu đồ phân loại mica cho đá granulit pelit theo thành phần hóa dựa theo Mg/(Mg+Fe) và Si/Al 44 IV 12 Hình 4.5 Vị trí mẫu granulit pelit vùng nghiên cứu trên biểu đồ phân loại điều kiện thành tạo của biotit theo nhiệt độ của Schreurs (1985) 44 13 Hình 4.6 Vị trí các mẫu granulit pelit vùng nghiên cứu trên biểu đồ tương quan giữa các hợp phần hóa học và điều kiện kết tinh của granat tương ứng theo phân loại của Vogel, 1967 [27] 46 14 Hình 4.7 Vị trí các mẫu granulit pelit vùng nghiên cứu trên biểu 47 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân 6 đồ ba hợp phần Na – Ca – K 15 Hình 5.1 Ảnh lát mỏng thạch học granulit tại KRoong dưới nicol + (a, c, e) và nicol – (b, d, f) 54 16 Hình 5.2 Biểu đồ biểu diễn nhiệt kế địa chất granat – biotit 56 17 Hình 5.3 Ảnh lát mỏng thạch học granulit mafic tại KRoong dưới nicol + (a,c,e) và nicol – (b,d,f) 59 18 Hình 5.4 Ảnh lát mỏng thạch học granulit pelit tại KRoong dưới nicol + (a,c,e) và nicol – (b,d,f) 60 19 Hình 5.5 Biểu đồ thành phần granat theo tuyến cắt qua granat trong đá granulit pelit (mẫu VN362 và VN363) [27] 62 20 Hình 5.6 Biểu đồ tương quan giữa xu hướng biến đổi thành phần granat và chiều biến thiên theo nhiệt độ và áp suất tương ứng với su thế biến thiên về thành phần của granat trong đá granulit pelit khu vực KRoong [27] 63 21 Hình 5.7 Sơ đồ tiến hóa biến chất của các đá granulit khu vực KRoong 64 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân 7 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Số hiệu Nội dung Trang 1 Bảng 4.1 Kết quả phân tích thành phần hóa học K/Feldspar và plagioclaz các đá granulitpelit khu vực KRoong[27] 48 2 Bảng 4.2 Kết quả phân tích thành phần hóa học biotit các đá granulitpelit khu vực KRoong [27] 49 3 Bảng 4.3 Kết quả phân tích thành phần hóa học granat trong đá các đá granulitpelit khu vực KRoong [27] 50 4 Bảng 4.4 Kết quả phân tích thành phần hóa học sillimanit và spinel trong đá các đá granulitpelit khu vực KRoong [27] 52 5 Bảng 5.1 Các cặp nhiệt kế địa chất granat – biotit trong các đá granulit pelit khu vực KRoong [27] 55 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân 8 MỞ ĐẦU Địa khối Kon Tum là nơi xuất lộ móng kết tinh lớn nhất của địa khu Đông Dương[8, 9].Địa khu này được nhiều nhà địa chất coi là hợp phần của lục địa Gondwana, mặc dù ranh giới giữa nó với lục địa Nam Trung Hoa vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau như đới đứt gẫy Sông Hồng, đới khâu Sông Mã, hay xa hơn về phía nam là đới khâu Tam Kỳ - Phước Sơn. Các phức hệ móng kết tinh lộ ra ở địa khối Kon Tum là những đá biến chất cao, được xếp vào các thành tạo tiền Cambri, bao gồm các đá biến chất tướng granulit thuộc phức hệ Kan Nack, các đá biến chất tướng amphibolit thuộc phức hệ Ngọc Linh và hệ tầng Khâm Đức. Phức hệ Kan Nack gồm các đá granulit và charnockit, phân bố ở phần phía đông của địa khối Kon Tum. Toàn bộ các đá này được bao quanh bởi gneis và đá phiến hai mica của phức hệ Ngọc Linh. KRoong được xem là một vùng lý tưởng để nghiên cứu phức hệ Kan Nack với những diện lộ khá đặc trưng. Nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất, điều kiện thành tạo của các đá biến chất góp phần luận giải bối cảnh và lịch sử tiến hóa địa chất của khu vực. Vì vậy, đề tài “Đặc điểm thành phần vật chất và tiến hóa biến chất của các đá granulit khu vực KRoong – Kbang, tỉnh Gia Lai ” được lựa chọn. Mục tiêu nghiên cứu Đề tài sẽ góp phần làm sáng tỏ đặc điểm biến chất, phân bố và lịch sử biến chất của các thành tạo granulitthuộc phức hệ Kan Nack khu vực xã KRoong huyện Kbang tỉnh Gia Lai, đồng thời góp phần luận giải bối cảnh địa động lực của khu vực trung tâm địa khối Kon Tum. Nội dung nghiên cứu 1. Nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất các đá granulit phức hệ Kan Nack khu vựcKroong. [...]... đầu Chương 1: Vị trí địa lý tự nhiên – Kinh tế nhân văn và lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực Chương 2: Đặc điểm địa chất khu vực KRoong Chương 3: Cơ sở lý thuyết và các phương pháp nghiên cứu Chương 4: Đặc điểm thành phần vật chất của các đá granulit khu vực KRoong Chương 5: Điều kiện thành tạo và tiến hóa biến chất của các đá gra nulit khu vực KRoong Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo 9 Luận... Viết Tuân 2 Xác định các tổ hợp cộng sinh khoáng vật đặc trưng cho các đá granulit khu vực KRoong 3 Nghiên c điều kiện nhiệt độ, áp suất và tiến hóa biến chất của các đá ứu granulit khu vực KRoong Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của luận văn Các thành ạo biến chất tướng granulit phức hệ Kan Nack khu vực t xã KRoong huyện Kbang tỉnh Gia Lai thuộc địa khối Kon Tum Bố cục của luận văn gồm các chương, mục như... ằm thành phần hóa học) của đối tượng nghiên cứu Ứng dụng vào tính toán điều kiện P – T cho các đá granulit khu vực KRoong - Sử dụng phầm mềm Mapinfo số hóa lại bản đồ địa chất 1:10.000 cho vùng KRoong trên cơ sở bản đồ địa chất 1:200.000 tờ Măng Đen – Bồng Sơn [17] 33 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân CHƯƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CÁC ĐÁ GRANULIT KHU VỰCKROONG 4.1 Đặc điểm phân bố các đágranulitkhu... hệ không gian, thời giancủa đối tượng nghiên cứu với các đá vây quanh cũng như với các thành tạo magma trong khu vực Đồng thời khảo sát đặc điểm cấu trúc và các yếu tố kiến tạo trong khu vực, từ đó luận giải được mối liên quan đến quá trình hình thành và phát tri của các đá biến chất Bên cạnh đó, sơ bộ xác định thành ển phần khoáng vật của đối tượng nghiên cứu ngay ngoài thực địa Thu thập các loại... đágranulitkhu vực KRoong Vùng nghiên cứu thuộc khu vực xã KRoongvới diện tích khoảng 40 km2nằm trên phạm vi lưu vực hai nhánh thượng nguồn Đak LPa và KRong Pa của Sông Ba Các thành t o địa chất ở đây bao gồm các đá biến chất cao và các thể magma đi ạ cùng được định tuổi Arkeiphân bố chủ yếuở phần thấp khu vực nghiên cứu, dọc sông Ba Chuyển lên phần cao của vùngl các thành t o phun trào axit (các thể... Xa Lam Cô : Được mô tả bao gồm đá phiến plagioclaz – biotit – hypersten, lớp mỏng gneis plagiogneis hai pyroxe n, đá phi n thạch anh – biotit – ế sillimanit – granat – cordierit (leptynit) thu loại metapelit (biến chất ở tướng ộc granulit) [17] Trong phạm vi khối Kon Tum, leptynit Xa Lam Cô gặp khá phổ biến trong diện lộ của đá biến chất tướng granulit khác và luôn c hiếm khối lượng chủ yếu Các thành. .. clorit hóa 25 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1.1 Tướng biến chất Một tướng biến chất là một bộ gồm nhiều tổ hợp cộng sinh khoáng vật biến chất, chúng xuất hiện có tính quy luật trong không gian và thời gian, trở thành tiêu chí để nhận biết về mối quan hệ giữa thành phần khoáng vật và thành phần nguyên thủy của đá bị biến chất. .. địa động lực [14], đã làm rõ hơn về đặc điểm các đá biến chất cao ở địa khối Kon Tum trong quá trình tạo núi Indosini Chính sự phức tạp về chế độ động lực của khu vực, cũng như chịu ảnh hưởng của rất nhiều các pha biến chất, biến dạng khác nhau trong lịch sử tiến hoá đã dẫn đến sự phức tạp về thành phần và diện phân bố của các đá biến chất ở địa khối Kon Tum nói chung và ở phức hệ Kan Nack nói riêng Điều... tiếp thu và vận dụng học thuyết kiến tạo mảng để lý giải các vấn đề về thành phần, cấu trúc và tiến hoá địa chất Trong giai đo thuyết kiến tạo mảng phát triển, đồng thời có nhiều cứ liệu ạn mới về tuổi và mức độ biến chất của các thành tạo trong khu vực như phức hệ Kan Nack, phức hệ Ngọc Linh cũng như ý nghĩa của các thành tạo này trong luận giải bối cảnh địa động lực nên địa chất khu vực đã và đang... TỰ NHIÊN – KINH TẾ NHÂN VĂN VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT KHU VỰC 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên – Kinh tế nhân văn Khu vực nghiên cứu thuộc huyện Kbang tỉnh Gia Lai Phía Tây và phía Nam giáp với các huyện Đắk Đoa, Mang Yang và thị xã An Khê, phía Bắc và phía Đông giáp với các tỉnh Kon Tum và Bình Định (hình 1.1) Khu vực nghiên cứu thuộc vùng khí hậu cao nguyên nhiệt đới gió mùa, độ ẩm cao và có lượng . thành tạo của các đá biến chất góp phần luận giải bối cảnh và lịch sử tiến hóa địa chất của khu vực. Vì vậy, đề tài Đặc điểm thành phần vật chất và tiến hóa biến chất của các đá granulit khu. TUÂN ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ TIẾN HÓA BIẾN CHẤT CỦA CÁC ĐÁ GRANULIT KHU VỰC KROONG – KBANG, TỈNH GIA LAI Chuyên ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học Mã số: 60440205. QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN VIẾT TUÂN ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ TIẾN HÓA BIẾN CHẤT CỦA CÁC ĐÁ GRANULIT KHU VỰC KROONG – KBANG, TỈNH GIA