địa hóa BAZAN KAINOZOI muộn việt nam và ý nghĩa kiến tạo

ĐỊA HÓA BAZAN KAINOZOI MUỘN VIỆT NAM VÀ Ý NGHĨA KIẾN TẠO CỦA NÓ PHẠM TÍCH XUÂN1 , NGUYỄN HOÀNG1,2, LEE HYUN KOO3 1Viện Địa chất, Viện KHCN VN, Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội 2Institute of Geosciences, Geological Survey of Japan, Tsukuba, Japan 3 Chungnam National University, Republic of Korea Tóm tắt: Bazan Kainozoi muộn Việt Nam gồm hai nhóm chính tương ứng với hai pha phun trào. Pha sớm ((N1N21) chủ yếu là tholeiit và tholeiit olivin, đặc trưng bởi hàm lượng SiO2 cao và hàm lượng TiO2, FeO, Na2O + K2O thấp, đã phun tràn theo các khe nứt tách; pha muộn ((N22Q) chủ yếu là bazan kiềm, đặc trưng bởi hàm lượng SiO2 thấp, nhưng hàm lượng MgO, FeO, TiO2, P2O5 cao, họat động theo kiểu phun nổ. Bazan pha muộn thường có hàm lượng các nguyên tố không tương thích cao hơn so với pha sớm. Sự đa dạng về thành phần chủ yếu là do sự khác biệt về điều kiện hóa lý (PT, chất bốc), mức nóng chẩy từng phần hoặc tính không đồng nhất của chất nền. Magma bazan pha sớm hình thành trong điều kiện tách giãn mạnh mẽ (mức nóng chẩy từng phần cao), ở độ sâu nhỏ (áp suất thấp); ngược lại bazan pha muộn hình thành trong điều kiện tách giãn hạn chế hơn (mức nóng chảy từng phần thấp), ở độ sâu lớn hơn (áp suất lớn). Sự phân dị về thời gian xuất hiện cũng như cường độ của chế độ tách giãn là nguyên nhân của đặc điểm phân bố của hoạt động bazan Kainozoi muộn Việt Nam: các hoạt động phun trào rầm rộ ở phần phía nam, càng lên phía bắc mức độ hoạt động phun trào càng giảm và chủ yếu là các vùng phun trào đơn lẻ. MỞ ĐẦU Hoạt động phun trào bazan Kainozoi ở Việt Nam phổ biến khá rộng và là một bộ phận của các hoạt động núi lửa khu vực theo sau va chạm giữa các mảng Ấn Độ và ÂuÁ. Phần lớn các kiến giải về địa động lực Đông Nam Á trong tân kiến tạo thường dựa vào mô hình kiến tạo nguội trồi do Tapponnier đề xuất 15, 16 và các giả thuyết khác dựa trên cơ sở của mô hình nói trên. Theo mô hình này, bán đảo Đông Dương được ép trồi lên và trượt dọc theo đứt gẫy trượt bằng Sông Hồng về phía đông nam. Các nghiên cứu trước đây 13, 14 đều đã ghi nhận hai pha hoạt động kiến tạo trên lãnh thổ Việt Nam từ Paleogen đến nay. Pha sớm đặc trưng bởi các dịch trượt trái dọc các đứt gẫy tây bắc đông nam song song với đứt gẫy Sông Hồng, trong trường ứng suất nén ép á vĩ tuyến. Ngược lại pha muộn đặc trưng bởi các dịch trượt phải dọc theo các đứt gẫy nói trên và chế độ tách giãn đông tây trên các đứt gẫy á kinh tuyến. Bazan Kainozoi Việt Nam phun trào chủ yếu dọc các đứt gẫy tách giãn á kinh tuyế

ĐỊA HÓA BAZAN KAINOZOI MUỘN VIỆT NAM VÀ Ý NGHĨA KIẾN TẠO CỦA NÓ PHẠM TÍCH XUÂN1 , NGUYỄN HOÀNG1,2, LEE HYUN KOO3 Viện Địa chất, Viện KH&CN VN, Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Institute of Geosciences, Geological Survey of Japan, Tsukuba, Japan Chungnam National University, Republic of Korea Tóm tắt: Bazan Kainozoi muộn Việt Nam gồm hai nhóm tương ứng với hai pha phun trào Pha sớm ( βN1-N21) chủ yếu tholeiit tholeiit olivin, đặc trưng hàm lượng SiO cao hàm lượng TiO2, FeO*, Na2O + K2O thấp, phun tràn theo khe nứt tách; pha muộn (βN22-Q) chủ yếu bazan kiềm, đặc trưng hàm lượng SiO2 thấp, hàm lượng MgO, FeO*, TiO2, P2O5 cao, họat động theo kiểu phun nổ Bazan pha muộn thường có hàm lượng nguyên tố không tương thích cao so với pha sớm Sự đa dạng thành phần chủ yếu khác biệt điều kiện hóa lý (P-T, chất bốc), mức nóng chẩy phần tính không đồng chất Magma bazan pha sớm hình thành điều kiện tách giãn mạnh mẽ (mức nóng chẩy phần cao), độ sâu nhỏ (áp suất thấp); ngược lại bazan pha muộn hình thành điều kiện tách giãn hạn chế (mức nóng chảy phần thấp), độ sâu lớn (áp suất lớn) Sự phân dị thời gian xuất cường độ chế độ tách giãn nguyên nhân đặc điểm phân bố hoạt động bazan Kainozoi muộn Việt Nam: hoạt động phun trào rầm rộ phần phía nam, lên phía bắc mức độ hoạt động phun trào giảm chủ yếu vùng phun trào đơn lẻ MỞ ĐẦU Hoạt động phun trào bazan Kainozoi Việt Nam phổ biến rộng phận hoạt động núi lửa khu vực theo sau va chạm mảng Ấn Độ ÂuÁ Phần lớn kiến giải địa động lực Đông Nam Á tân kiến tạo thường dựa vào mô hình kiến tạo nguội trồi Tapponnier đề xuất [15, 16] giả thuyết khác dựa sở mô hình nói Theo mô hình này, bán đảo Đông Dương ép trồi lên trượt dọc theo đứt gẫy trượt Sông Hồng phía đông nam Các nghiên cứu trước [13, 14] ghi nhận hai pha hoạt động kiến tạo lãnh thổ Việt Nam từ Paleogen đến Pha sớm đặc trưng dịch trượt trái dọc đứt gẫy tây bắc - đông nam song song với đứt gẫy Sông Hồng, trường ứng suất nén ép vĩ tuyến Ngược lại pha muộn đặc trưng dịch trượt phải dọc theo đứt gẫy nói chế độ tách giãn đông - tây đứt gẫy kinh tuyến Bazan Kainozoi Việt Nam phun trào chủ yếu dọc đứt gẫy tách giãn kinh tuyến đứt gẫy thuận đông bắc - tây nam coi gắn liền với chế độ tách giãn pha muộn Trong công trình trình bày đặc điểm địa hóa bazan nhằm làm sáng tỏ nguồn gốc điều kiện thành tạo chúng, góp phần nghiên cứu bối cảnh địa động lực Tân kiến tạo Việt Nam I ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG NÚI LỬA BAZAN KAINOZOI MUỘN VIỆT NAM Hoạt động núi lửa Kainozoi muộn Việt Nam để lại lớp phủ bazan phân bố rải rác từ bắc đến nam nhiều vùng thuộc biển Đông tập trung chủ yếu phần cao nguyên Nam Trung Bộ Các lớp phủ bazan có diện tích khác từ vài km Lũng Pô Hồ, Điện Biên Phủ đến hàng nghìn km Phước Long, Pleiku, Buôn Ma Thuột, v.v (Hình 1) Tổng diện tích lớp phủ bazan ước tính 25.000 km với chiều dày thay đổi từ 1-2 m đến ~500 m Thời gian xuất núi lửa bazan Kainozoi muộn Việt Nam sớm nhất, nay, ghi nhận vùng Đà Lạt vào cuối Miocen sớm (17,6 tr.n) Các núi lửa trẻ ghi nhận vùng Xuân Lộc, Cồn Cỏ Đức Trọng có tuổi tương ứng 0,44; 0,4 0,37 tr.n Có thể nói hoạt động núi lửa trẻ Việt Nam phần lớn kết thúc vào nửa đầu Pleistocen giữa, ngoại trừ phun trào đảo Tro vào năm 1923 Một số đặc điểm lớp phủ bazan trình bày bảng Theo nghiên cứu [5,10], hoạt động núi lửa Kainozoi muộn Việt Nam chia thành pha chính: pha sớm Miocen - Pliocen sớm (βN1-N21) pha muộn Pliocen muộn - Đệ tứ (βN22-Q) Tương ứng với hai pha phun trào hai nhóm bazan pha sớm bazan pha muộn Pha sớm đặc trưng kiểu phun tràn theo khe nứt tạo cao nguyên bazan rộng lớn, dòng bazan chiếm phần lớn khối lượng phun trào Pha có thành phần chủ yếu tholeiit thạch anh tholeiit olivin Pha muộn hoạt động theo kiểu phun trung tâm để lại nhiều cấu trúc núi lửa (chóp, maar ) thường mang tính phun nổ với sản phẩm bom núi lửa, tro, tuf, vật liệu vụn núi lửa Pha đặc trưng ưu thành phần bazan kiềm cao Đặc biệt bazan kiềm cao pha muộn thường gặp thể tù manti lerzolit-spinel, harzburgit, werlit, pyroxenit tinh thể lớn augit, olivin plagioclas Bảng Đặc điểm lớp phủ bazan Kainozoi muộn Địa điểm Diện tích (km2) Bề dày (m) Tuổi (tr.n) Địa điểm Diện tích (km2) Bề dày (m) Tuổi (tr.n) Lũng Pô Hồ 100 ? Điện Biên Phủ - Nghĩa Đàn Quảng Trị Đà Lạt Phước Long Buôn Ma Thuột 3,800 260 8,9 - 1,63 5,8 Pleiku >4,000 > 440 7,4 - 1,59 - 5,9 Quảng Ngãi - 16,8 - 1,68 > 12 - 7,8 - 0,4 2,400 > 130 2,500 300 > 6,000 250 17,6-0,37 Xuân Lộc Phú Quý 11,58 0,44 2,5 (1923) 9,1 - 4,6 II PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Mẫu dùng cho phân tích mẫu tươi lựa chọn từ mẫu lõi khoan mẫu bề mặt lấy từ hầu hết nhóm bazan mô tả [4,8,9,10] Thành phần nguyên tố phân tích phương pháp XRF máy đo Rikagu RIX 2100 (Nhật) với độ xác đạt ±5% Thành phần nguyên tố vết phân tích phương pháp phổ khối plasma (ICP-MS) máy đo ELAN 6000 hãng Perkin Elmer với độ xác đạt ±2% nguyên tố đất ±3% nguyên tố khác Các phân tích thực Trung tâm phân tích thuộc Trường đại học Tổng hợp Chungnam (Hàn Quốc) Kết phân tích thành phần bazan Kainozoi muộn Việt Nam trình bày bảng III KẾT QUẢ PHÂN TÍCH Thành phần nguyên tố Hàm lượng MgO dao động lớn từ ~4,98% (bazan Phước Long) đến 12,96% (bazan Xuân Lộc) Trên biểu đồ phân loại CIPW (Hình 2), phần lớn bazan rơi vào trường tholeiit thạch anh (QT) (với thành phần có chứa thạch anh quy đổi) tholeiit olivin (OT) (với thành phần quy đổi có olivin hypersthen), có bazan kiềm (AB) (chứa 5% nephelin quy đổi) có bazanit (chứa 5% nephelin quy đổi) Tương quan oxyt tạo đá bazan thể biểu đồ hình (Hình 3) SiO2 MgO có tương quan âm rõ, phản ánh hai nhóm thành phần chính: cao thấp SiO2 tương ứng với bazan pha sớm pha muộn (Hình 3a) Hàm lượng TiO2 bazan Kainozoi muộn Việt Nam dao động khoảng 1,5 đến 3,2% có tương quan âm SiO2 Hàm lượng TiO2 cao (trên 2,7%) đặc trưng cho bazan kiềm thấp SiO2 pha muộn Sự biến đổi tương tự theo mặt cắt từ thấp TiO đến cao TiO2 thường thấy bazan lục địa Parana, Decan trap Sibiri [2] Nhiều tác giả cho đặc điểm biến đổi hàm lượng TiO liên quan tới thân nguồn magma trình kết tinh phân đoạn Bảng Thành phần nguyên tố nguyên tố vết bazan Việt Nam Mẫu DL-I DL-I DL-I DL-II DL-II Plog Plog XL-I XL-II XL-II XL-II BMTI BMTII PL-I PL-I 10 11 12 13 14 15 SiO2 54,16 52,99 49,75 53,37 54,4 52,44 51,37 53,13 45,13 48,83 52,19 46,71 49,43 54,36 47,47 TiO2 1,61 1,87 2,3 1,75 1,54 1,54 1,82 1,86 2,32 2,64 1,66 1,97 2,15 1,5 2,93 Al2O3 15,08 13,93 14,13 16,69 14,69 14,35 14,8 14,39 12,37 14,27 14,67 13,81 15,26 14,91 13,66 FeO* 9,1 10,88 11,36 10,16 9,38 11,2 10,9 10,25 11,6 11,38 10,90 11,19 11,53 8,67 11,41 MnO 0,14 0,19 0,14 0,12 0,14 0,14 0,15 0,15 MgO 7,51 CaO 6,77 7,04 7,11 4,85 6,99 7,03 7,09 8,36 7,62 5,85 8,27 7,38 5,87 Na2O 2,36 2,23 1,68 4,26 2,22 1,99 2,31 3,01 3,18 2,45 3,12 2,67 3,73 1,94 2,17 K2O 1,59 1,3 1,82 3,23 1,09 1,03 1,01 1,16 2,87 3,27 1,10 2,34 3,76 1,23 P2O5 0,31 0,3 0,48 0,75 0,19 0,28 0,26 0,34 1,08 0,97 0,32 0,6 1,03 0,23 0,75 7,9 0,18 0,16 0,13 0,17 0,16 0,09 0,16 7,96 4,47 6,93 7,88 6,54 8,02 12,85 9,41 7,85 11,63 7,57 7,63 9,44 6,6 7,62 1,7 Tổng 98,63 98,64 96,73 99,65 97,58 97,88 96,25 100,67 99,19 99,24 100,21 98,47 100,5 97,15 97,29 Mg# 59,77 56,65 55,78 44,19 57,08 55,88 51,92 58,48 66,60 59,81 56,45 65,17 54,17 61,30 59,83 Cr 380 444 338 470 326 373 442 253 805 606 364 578 517 405 475 Ni 275 348 353 310 256 364 350 318 647 498 475 527 416 330 395 V 136 160 169 81 127 153 164 187 177 135 145 185 124 115 202 Cu 90 89 84 78 109 88 100 82 132 122 108 93 77 96 103 Zn 176 189 239 237 153 167 221 351 251 278 271 21 227 175 321 Rb 37 25 31 79 18 14 100 75 71 85 81 67 15 53 Sr 309 337 408 701 222 301 354 1371 831 842 837 637 949 418 665 Ba 428 335 416 761 193 383 236 635 703 691 697 572 587 263 684 Pb 10,5 10,7 11,0 9,9 13,0 11,8 15,0 12,0 14,2 9,8 15,8 10,1 16,7 13,0 12,0 U 1,1 1,2 0,9 2,0 0,5 1,1 0,6 2,0 2,8 2,0 2,2 1,5 2,2 0,6 2,0 Zr 110 120 161 275 83 92 126 375 278 296 318 146 251 100 271 Nb 23 27 39 68 14 22 16 105 79 79 82 59 78 15 67 Ta 1,4 1,7 2,4 5,0 0,9 1,3 1,1 6,6 5,2 5,0 5,4 3,5 4,4 0,9 6,5 La 19,4 21,4 2,8 53,5 11,6 15,8 15,0 76,0 41,5 67,9 15,3 53,2 Ce 37,0 38,3 55,6 98,3 22,1 30,2 31,4 146,4 145,2 141,0 141,0 74,5 125,8 30,5 105,9 Pr 4,6 11,6 2,7 3,8 17,6 16,7 17,0 16,5 8,7 14,6 Nd 14,3 12,9 18,9 31,1 7,9 10,9 13,0 48,9 42,8 44,0 44,1 23,8 37,4 11,4 34,5 Sm 3,6 3,8 5,0 7,8 2,7 3,3 3,8 10,8 8,8 10,0 9,7 5,7 8,2 3,4 8,3 Eu 1,4 1,5 1,8 2,9 1,1 1,4 1,5 3,7 2,9 3,0 3,3 2,1 2,8 1,3 2,8 Gd 4,8 5,3 6,2 9,3 3,9 4,3 5,2 13,0 10,8 12,0 11,7 6,8 9,5 4,3 9,5 Tb 0,9 1,1 1,1 1,6 0,8 0,9 1,1 2,1 1,7 1,2 1,5 0,8 1,7 4,5 6,9 15 4,2 78,4 74,0 74,5 2,0 1,9 3,9 13,0 Dy 3,5 4,2 4,1 5,0 3,2 3,3 4,1 6,8 5,5 6,0 6,3 4,2 5,0 3,0 5,5 Ho 0,9 1,1 1,0 1,0 0,9 0,9 1,1 1,6 1,3 2,0 1,5 1,1 1,1 0,8 1,3 Er 1,8 2,1 1,9 1,8 1,7 1,7 2,1 2,9 2,6 3,0 3,0 2,0 2,1 1,4 2,4 Yb 1,4 1,7 1,5 1,1 1,4 1,3 1,7 1,9 1,8 2,0 2,1 1,5 1,4 1,1 1,7 Lu 0,3 0,3 0,3 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4 0.4 0,1 0,4 0,3 0,3 0,2 0,3 Y 21,5 26,5 2,4 25,0 21,2 20,8 26,4 36,0 31.1 36,0 36,8 25,7 27,1 18,3 31,2 Th 5,3 6,4 6,1 12,2 3,2 4,2 3,1 15,2 15,0 13,0 12,8 9,2 12,5 3,8 10,1 Hf 3,7 4,1 5,0 8,1 3,0 3,2 4,2 10,8 7,6 4,8 7,0 3,3 7,6 Bảng (tiếp Mẫu 8,6 theo) PL-I PL-II PL-II PL-II PL-II PL-II PQ 16 9,0 17 18 19 20 21 22 Re Qtri Qtri KPLg KPLg LPH LPH LPH 23 24 25 26 27 28 29 30 SiO2 52,66 50,94 49,89 51,06 50,58 50,60 50,73 52,33 52,56 49,59 52,97 51,57 50,81 51,84 51,68 TiO2 1,98 1,98 2,64 2,08 2,21 2,21 2,55 2,11 2,13 2,47 1,77 1,89 2,19 2,34 2,24 Al2O3 13,33 14,69 14,96 15,9 13,96 13,96 13,73 15,83 15,54 14,82 15,04 14,24 13,04 13,34 12,88 FeO* 10,81 10,15 11,16 10,68 11,60 11,60 10,86 10,09 9,45 10,55 9,77 10,00 9,78 9,73 9,49 MnO 0,14 0,16 0,15 0,22 0,13 0,13 0,14 0,13 0,2 0,15 0,14 0,13 0,16 0,14 0,14 MgO 8,07 7,91 8,07 4,94 6,94 6,94 8,12 7,59 5,7 8,83 8,05 7,45 9,21 8,97 9,49 CaO 8,45 6,04 6,73 5,12 8,50 8,50 7,13 7,05 6,33 7,4 7,45 6,24 6,99 Na2O 2,95 3,15 2,24 3,66 3,42 3,42 2,35 2,13 2,69 2,39 2,14 2,94 K2O 1,41 2,56 2,46 3,73 2,08 2,08 2,21 2,15 1,99 1,84 1,70 2,91 3,15 3,07 P2O5 0,31 0,6 0,69 0,76 0,52 0,82 0,61 0,59 0,51 0,55 0,38 0,37 0,63 0,59 0,56 2,1 7,01 8,82 1,91 1,89 Tổng 100,11 98,18 98,98 98,17 99,94 100,26 98,43 100 97,21 98,73 99,11 99,11 98,16 98,25 98,44 Mg# 57,33 58,3 56,55 45,43 51,85 51,85 57,37 57,52 52,05 60,10 59,73 57,28 62,90 62,40 64,29 Cr 484 742 364 422 593 272 480 554 383 373 471 282 630 462 631 Ni 400 513 370 325 485 379 434 377 316 276 375 318 416 379 466 V 184 129 178 99 149 181 160 143 166 159 135 153 175 173 183 Cu 91 90 112 89 85 89 82 105 72 89 111 75 127 113 106 Zn 302 242 242 261 331 286 257 223 216 245 209 218 248 241 247 Rb 48 173 165 107 94 54 18 51 49 37 46 44 263 92 85 Sr 675 738 603 1124 1034 570 666 508 501 663 449 392 509 493 515 Ba 512 851 723 860 750 538 457 529 509 562 484 868 589 777 Pb 11,1 19,0 13,2 14,2 13,0 9,8 10,2 13,9 16,7 10,4 15,5 13,8 21,0 10,9 18,0 U 2,0 2,5 1,4 4,0 3,3 1,6 1,5 2,3 0,8 1,3 1,5 1,0 1,4 1,0 0,9 Zr 258 297 214 436 362 205 191 206 157 135 135 142 189 188 187 820 Nb 61 81 60 119 116 58 44 49 40 38 26 28 53 55 54 Ta 4,1 5,7 3,9 8,0 7,0 3,6 2,9 1,8 2,4 2,7 1,7 2,0 3,7 3,6 3,2 La 50,9 87,0 44,2 95,8 95,1 Ce 99,9 130,4 85,3 170,7 175,5 85,1 76,5 85,8 62,7 56,2 49,2 51,1 79,7 70,8 70,1 Pr 12,4 15,5 10,2 18,8 20,3 10,2 Nd 34,2 38,7 28,1 46,1 51,8 27,5 27,0 26,9 21,1 20,2 18,2 17,7 29,5 26,8 26,2 Sm 7,9 8,2 6,7 9,6 11,1 6,5 6,8 6,2 5,5 4,7 4,5 4,5 7,0 6,9 6,8 Eu 2,7 3,0 2,5 3,4 3,8 2,4 2,4 2,1 1,9 1,8 1,6 1,7 2,3 2,3 2,3 Gd 9,4 10,1 8,0 11,4 13,4 8,0 8,3 7,7 6,6 5,6 5,7 5,7 7,9 7,8 7,8 Tb 1,6 1,7 1,4 1,8 2,1 1,4 1,4 1,3 1,2 1,0 1,1 1,1 1,3 1,4 1,4 Dy 5,4 5,8 4,7 5,8 6,4 4,7 5,1 4,4 4,1 3,3 3,9 4,0 4,6 4,7 4,7 Ho 1,3 1,4 1,1 1,3 1,4 1,1 1,3 1,1 1,0 0,8 1,0 1,0 1,2 1,1 1,2 Er 2,4 2,6 2,2 2,5 2,7 2,2 2,3 2,0 2,0 1,6 2,0 2,0 2,3 2,2 2,2 Yb 1,7 1,7 1,7 1,5 1,6 1,5 1,6 1,5 1,5 1,1 1,6 1,7 1,7 1,6 1,7 Lu 0,3 0,3 0,4 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,2 0,4 0,3 0,4 0,3 0,4 Y 30,5 39,1 28,2 31,9 34,5 27,6 34,1 25,7 25,0 18,3 23,2 25,2 25,7 27,0 28,0 Th 9,8 15,5 8,8 22,2 17,6 8,9 7,0 11,8 8,8 7,2 7,6 7,4 8,8 7,2 7,1 Hf 7,3 8,0 6,3 226,2 9,9 6,0 5,8 6,2 5,0 4,2 4,4 4,4 5,8 6,4 6,2 44,3 41,3 45,3 33,3 29,9 25,1 26,1 41,7 37,8 36,0 9,7 10,2 7,5 6,8 6,1 6,3 9,9 9.3 9,1 Chú giải: DL-I, DL-II: Đà Lạt (pha sớm pha muộn); Plog: Phước Long; XL-I, XL-II: Xuân Lộc (pha sớm pha muộn); BMT-I, BMT-II: Buôn Ma Thuột (pha sớm pha muộn); PL-I, PL-II: Pleiku (pha sớm pha muộn); PQ: Phú Quý; QN: Quảng Ngãi, Re: Cù Lao Ré; QT, KS: Quảng Trị; CC-1: Cồn Cỏ; DBP: Điện Biên Phủ; KPLg: Kong Plong; LPH: Lũng Pô Hồ (xem phân bố hình 1) hay nhiễm bẩn Tương tự bazan sống đại dương (MORB), bazan lục địa (CFB) bazan đảo đại dương (OIB), bazan Kainozoi muộn Việt Nam có tương quan âm rõ SiO2 FeO* (Hình 3f) Nhìn chung bazan kiềm cao chứa hàm lượng TiO FeO* cao tholeiit thạch anh tholeiit olivin có hàm lượng MgO tương đương MgO có tương quan dương với P2O5 bazan pha muộn có hàm lượng P2O5 giầu hẳn so với pha sớm (Hình 3d) Một điều đáng ý bazan Việt Nam chứa hàm lượng cao bất thường H2O, đạt tới 5% [7], điều lần chứng tỏ vai trò to lớn H 2O nói riêng thể lỏng nói chung trình hình thành magma bazan, đặc biệt pha muộn Hơn thế, giầu thể lỏng bazan kiềm cao thể qua tính chất phun nổ cấu tạo lỗ hổng dạng bọt bazan pha muộn MgO CaO có tương quan dương rõ chứng tỏ pha kết tinh phân đoạn chủ yếu plagioclas clinopyroxen phù hợp với đặc điểm thạch học bazan [4, 11] Thành phần nguyên tố vết Trên biểu đồ Hình 4, đường biểu diễn thành phần nguyên tố không tương thích quy chuẩn theo manti nguyên thủy có dạng cong lồi phía tương tự với kiểu bazan đảo đại dương phản ánh làm giầu nguyên tố không tương thích Các mẫu bazan Việt Nam phần lớn có dị thường dương Ta Nb Khi hàm lượng MgO đá tăng (giảm SiO2), hàm lượng nguyên tố không tương thích tăng, bazan pha muộn lại thường có hàm lượng nguyên tố không tương thích cao so với pha sớm (chẳng hạn Sr, Zr, Nb, Ba, Rb ) (Hình 5) Các ion ưa đá kích thước lớn (LILE) thường có hàm lượng cao dao động mạnh bazan pha muộn (ví dụ Ba = 100 – 2000 ppm) Tương tự bazan pha muộn có hàm lượng nguyên tố trường lực mạnh (HFSE) cao (chẳng hạn Nb trung bình thường lớn 60 ppm), bazan hai pha đặc trưng tỷ lệ LILE/HFSE thấp (Hình 6) Sự làm giầu nguyên tố đất nhẹ tỷ lệ LREE/HREE cao bazan pha muộn phản ánh khác biệt tính không đồng nguồn Tholeiit thạch anh Phước Long thể thiếu hụt Ba so với Rb Th (Hình 6), ngược lại bazan Xuân Lộc Đà Lạt lại giầu Rb, K Ba so với nhóm khác Trong bazan phần lớn nhóm có chồng chập tỷ số Rb/Sr (0,02 - 0,11) Zr/Ba (0,2 - 0,6) bazan Phước Long có tỷ lệ Zr/Ba tới 2,8 bazan Xuân Lộc Đà Lạt có tỷ lệ Rb/Sr cao 0,18 (Hình 6) IV THẢO LUẬN Sự ổn định hàm lượng MgO bazan pha sớm chứng tỏ chúng chịu ảnh hưởng trình kết tinh phân đoạn Ngược lại bazan pha muộn có hàm lượng MgO dao động lớn chứng tỏ độ kết tinh phân đoạn cao Tương quan dương MgO CaO (Hình 3) cho thấy pha tách chủ yếu plagioclas clinopyroxen Tuy nhiên kết tinh phân đoạn không đáng kể Theo nghiên cứu trước [4, 5, 12], nhiễm bẩn vật chất vỏ đáng kể quan sát mẫu khu vực phun trào đơn lẻ phía bắc Phủ Quỳ, Điện Biên Phủ Lũng Pô Hồ Tuy nhiên, hiệu ứng nhiễm bẩn vỏ bazan nhìn chung không lớn Có thể nói làm giầu nguyên tố không tương thích bazan phản ánh đặc tính nguồn hay mức nóng chẩy phần hiệu ứng kết tinh phân đoạn Trên hình 6d phần lớn bazan rơi vào trường E-MORB, phản ánh đặc tính nguồn làm giàu bazan Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy thành phần magma nguyên thủy phụ thuộc vào thành phần nguồn, áp suất, nhiệt độ nóng chẩy mức độ nóng chẩy phần Trong trình hình thành magma bazan từ manti periđotit, hàm lượng SiO dung thể phụ thuộc tỷ lệ nghịch vào áp suất Khi áp suất giảm, hàm lượng SiO tăng ngược lại, đồng thời với gia tăng trình giảm áp mức độ nóng chẩy phần tăng [3, 6, 7] Rõ ràng là, mức độ nóng chẩy phần thấp độ sâu lớn dẫn đến làm giầu hợp phần kiềm nguyên tố không tương thích lại thiếu hụt SiO2 (thấp SiO2) Trái lại mức độ nóng chẩy phần lớn độ sâu nhỏ lại cho dung thể có hàm lượng SiO cao hàm lượng kiềm nguyên tố không tương thích lại thấp Như vậy, bazan pha sớm (cao SiO 2, thấp MgO FeO) hình thành điều kiện áp suất nóng chẩy thấp tương đối (độ sâu nhỏ), mức độ nóng chẩy phần lớn Ngược lại bazan pha muộn (thấp SiO 2, cao MgO FeO) có áp suất nóng chẩy cao (độ sâu lớn hơn) mức độ nóng chẩy phần hạn chế Theo tính toán trước magma bazan pha sớm hình thành độ sâu khoảng 30 - 40 km, pha muộn có độ sâu thành tạo tới 60 - 70 km [5, 9] Có thể nói magma bazan pha sớm hình thành điều kiện tách giãn mạnh mẽ với nâng cao mềm, pha muộn lại hình thành điều kiện tách giãn hạn chế Các đặc điểm thành phần nguyên tố nguyên tố vết bazan pha sớm pha muộn phản ánh rõ nét điều kiện hình thành magma trình bày Theo [4, 5], bazan Việt Nam, theo thành phần đồng vị mang tính dị thường Dupal, đặc trưng tỷ lệ 206Pb/204Pb thấp tỷ lệ 208Pb/204Pb cao (Hình 7) Để giải thích cho dị thường tác giả đưa mô hình pha trộn đồng vị Theo mô hình đó, magma bazan pha sớm pha trộn manti làm giầu kiểu (EM2) giầu 206Pb/204Pb với nguồn bazan sống đại dương thường (N-MORB) có tỷ lệ K 2O/P2O5 cao tỷ lệ Rb/Sr, Ba/Nb thấp tương ứng với manti thạch Ngược lại, pha muộn có tỷ lệ K2O/P2O5 thấp tỷ lệ Rb/Sr, Ba/Nb cao pha trộn manti làm giầu kiểu (EM1) nghèo 206Pb/204Pb với N-MORB tương ứng với mềm dị thường (A-MORB) đặc trưng cho Đông Nam Á bồn rìa tây Thái Bình dương Các tác giả giả định dị thường Dupal bazan Việt Nam nơi khác khu vực có nguồn nội sinh hình thành bào mòn thạch craton cổ mềm bị ép trồi va chạm mảng Ấn Độ Âu-Á [1, 4, 5] Trong đó, EM2 thêm vào tương tác với chất Phanerozoi và/hoặc với trầm tích độ sâu nhỏ So sánh với bazan biển Đông, có số mẫu bazan Việt Nam rơi vào trường thành phần bazan biển Đông, thấy rõ khác biệt chúng Bazan biển Đông gần gũi với kiểu N-MORB, bazan Việt Nam phản ánh nguồn làm giầu rõ rệt Mặc dù bazan Việt Nam tạo thành hai nhóm với đặc điểm đặc trưng, nghiên cứu gần [12] nhóm bazan hình thành từ nguồn chung Sự đa dạng thành phần bazan kết khác biệt điều kiện hóa lý hình thành magma, mức nóng chẩy phần tính không đồng chất Chúng cho hai pha phun trào kết trình tách giãn thạch nâng lên mềm thuộc pha muộn (16-0 tr.n) hoạt động magma Kainozoi đông đới va chạm Ấn - Âu Á Wang đồng tác giả nêu [17] Bazan pha sớm hình thành điều kiện tác giãn mạnh mẽ với nâng lên thạch gây nóng chẩy giảm áp quy mô lớn độ sâu nhỏ Ngược lại bazan pha muộn hình thành điều kiện tách giãn yếu hơn, với độ thẩm thấu thạch hạn chế tạo lò magma độ sâu lớn hơn, có thời gian tồn lâu cho ta sản phẩm có độ phân dị cao Các hoạt động phun trào bazan Kainozoi Việt Nam coi gắn liền với chế độ tách giãn pha muộn hoạt động Tân kiến tạo khu vực Tuy nhiên bazan cho ta tuổi tối thiểu chế độ tách giãn Chế độ nén ép bắc - nam bắt đầu sớm (vào Paleogen-Miocen) gây tách giãn đông - tây dọc đứt gẫy kinh tuyến trước hết phần phía nam Việt Nam đạt cực đại vào Pliocen (khoảng - tr.n) Chế độ tách giãn đông - tây phần miền bắc xuất muộn nhiều với cường độ nhỏ so với phần phía nam Tương ứng với tách giãn hoạt động phun trào bazan Nghĩa Đàn, Điện Biên Phủ, Lũng Pô Hồ v.v với quy mô nhỏ nhiều Sự phân dị thời gian xuất cường độ chế độ tách giãn nguyên nhân đặc điểm phân bố hoạt động bazan Kainozoi muộn Việt Nam: hoạt động phun trào rầm rộ phần phía nam, lên phía bắc mức độ hoạt động phun trào giảm dần chủ yếu vùng phun trào đơn lẻ V KẾT LUẬN Bazan Kainozoi muộn Việt Nam gồm hai nhóm tương ứng với hai pha phun trào: pha sớm pha muộn Bazan pha sớm tạo cao nguyên rộng lớn gồm tholeiit tholeiit olivin, phun tràn theo khe nứt, pha muộn chủ yếu kiểu phun trung tâm với bazan kiềm cao tholeiit olivin chiếm ưu Bazan pha sớm đặc trưng hàm lượng SiO2 cao, hàm lượng TiO2, FeO*, Na2O + K2O thấp Ngược lại, bazan pha muộn đặc trưng hàm lượng SiO2 thấp, hàm lượng MgO, FeO*, TiO2, P2O5 cao đặc biệt cao trội hàm lượng nguyên tố kiềm Trong bazan Kainozoi Việt Nam có làm giầu nguyên tố vết không tương thích, bazan pha muộn thường có hàm lượng nguyên tố không tương thích cao so với pha sớm Bazan pha sớm pha muộn có gần gũi nguồn, đa dạng thành phần, chủ yếu có khác biệt điều kiện hóa lý (P-T, chất bốc), mức nóng chẩy phần tính không đồng chất Magma bazan pha sớm hình thành điều kiện tách giãn mạnh mẽ gây nóng chẩy giảm áp quy mô lớn (mức nóng chẩy phần cao) độ sâu nhỏ (áp suất thấp) Ngược lại bazan pha muộn hình thành điều kiện tách giãn hạn chế thạch có độ thẩm thấu thấp hơn, tạo lò magma độ sâu lớn (áp suất cao hơn) Quá trình phát sinh phát triển magma bazan Kainozoi Việt Nam gắn liền với chế độ tách giãn đông - tây lãnh thổ Quá trình tách giãn lãnh thổ bắt đầu sớm phần phía nam muộn dần phía bắc, đồng thời quy mô tách giãn nhỏ dần Đặc điểm phân bố hoạt động núi lửa theo thời gian không gian phản ánh đặc điểm chế độ tách giãn nói Các tác giả cám ơn Viện Địa chất (Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam) tạo điều kiện việc khảo sát thu thập mẫu Phạm Tích Xuân cám ơn Quỹ Khoa học kỹ thuật Hàn Quốc (KOSEF), GS.TS Lee Hyun Koo tài trợ khoá thực tập sau tiến sĩ thực phân tích trường Đại học Tổng hợp quốc gia Chungnam (Hàn Quốc) Công trình hoàn thành với hỗ trợ kinh phí Chương trình nghiên cứu bản, đề tài số 710602, năm 2002 - 2004 VĂN LIỆU Flower M.F.J., Tamaki K., Hoang N., 1998 Mantle extrusion: A model for dispersed volcanism and DUPAL-like asthenosphere in east Asia and western Pacific In: M.F.J Flower, S.L Chung, C.H Lo (eds.), Mantle Dynamics and Plate Interactions in east Asia, Geodyn., 27: 67-88 AGU, Washington, DC Gibson S.A., Thompson R.N., Dickin A.P., Leonardos O.H 1996 High-Ti and low-Ti mafic potassic magmas: Key to plume-lithosphere interaction and continental flood-basalt genesis Earth Planet Sci Lett., 141: 325-341 Hirose K., Kushiro I., 1993 Partial melting of dray peridotites at high pressures: determination of compositions of melts segregated from peridotite using aggregates of diamond Earth Planet Sci Lett., 114: 477-489 Hoang N., Flower M.F.J., Carlson R.W., 1996 Major, trace element, and isotopic compositions of Vietnamese basalts: interaction of hydrous EM1-rich asthenosphere with thinned Eurasian lithosphere Geochim Cosmochim Acta, 60/22: 4329-4351 Hoang N., Flower M.F.J., 1998 Petrogenesis of Cenozoic basalts from Vietnam: implications for origins of a 'diffuse igneous province' J Petrol., 39/3: 369-395 Jaques A L., Green D H., 1980 Anhydrous melting of peridotite at 0-15 kb pressure and the genesis of tholeiitic basalts Contrib Mineral Petrol., 73/3: 287-310 Latin D., and White N., 1990 Generating melt during lithospheric extension: Pure shear vs simple shear Geology, 18: 327-331 Nguyễn Kinh Quốc, Lê Ngọc Thước, 1979 Phun trào bazan Kainozoi muộn Nam Trung Bộ Địa chất khoáng sản, 1: 137-158 Liên đoàn Bản đồ địa chất, Hà Nội Nguyễn Xuân Hãn, Nguyễn Trọng Yêm, Nguyễn Hoàng, Cung Thượng Chí, Phạm Tích Xuân., 1991 Hoạt động núi lửa Kainozoi muộn Nam Trung Bộ Địa chất, 202-203: 33-41, Hà Nội 10 Phạm Tích Xuân, Nguyễn Trọng Yêm, 1999 Đặc điểm hoạt động núi lửa Kainozoi muộn Việt Nam TC Các Khoa học Trái đất, 21/2: 128-135 Hà Nội 11 Phạm Tích Xuân, Nguyễn Hoàng, 2002 Đặc điểm thành phần thạch học nguyên tố bazan Kainozoi muộn Việt Nam TC Các Khoa học Trái đất, 24/1: 33-42 Hà Nội 12 Phạm Tích Xuân, Nguyễn Hoàng, Lee Hyun Koo, 2003 Đặc điểm thành phần nguyên tố vết đồng vị bazan Kainozoi muộn Việt Nam ý nghĩa kiến tạo chúng TC Các Khoa học Trái đất, 25/4: 449-510 Hà Nội 13 Phùng Văn Phách, Nguyễn Trọng Yêm, Vũ Văn Chinh, 1996 Hoàn cảnh địa động lực tân kiến tạo - đại lãnh thổ Việt Nam Địa chất - tài nguyên, 1: 101-111 Nxb KHKT, Hà Nội 14 Rangin C., Huchon P., Le Pichon X., Bellon H., Lepvrier C., Roques D., Nguyen Dinh Hoe and Phan Van Quynh, 1995a Cenozoic deformation of central and southern Vietnam Tectonophysics, 251: 179-196 15 Tapponnier P., Peltzer G and A.Y., Armijio R., 1986 On the mechanics of the collision between India and Asia In: Collision Tectonics, Geol Soc Lond Spec Publ., Coward, M.P and Ries A.C (eds.), 19: 115-157 16 Tapponnier P., Peltzer G., Le Dain A.Y., Armijio R and Cobbold P 1982 Propagating extrusion tectonics in Asia: New sight from single experiments with plasticine Geology, 10: 611-616 17 Wang J.H., An Yin, Harrison T.M., Grove M., Zhang Y.Q., Xie G.H., 2001 A tectonic model for Cenozoic igneous activities in the eastern Indo-Asian collision zone Earth Planet Sci Lett., 188: 123-133