DaoDThuc 2003 using geochemistry data

Mục lục SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐỊA HOÁ TRONG NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT LỜI GIỚI THIỆU iii LỜI NÓI ĐẦU .iv CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG ĐỊA HOÁ .1 1.1 Các nguyên tố 1.2 Nguyên tố vết 1.2.1 Nhóm lithophyl ion lớn (LIL – Large Ion Lithophyls) 1.2.2 Nhóm nguyên tố trường lực mạnh (HFS-High Field Strength) 1.2.3 Nhóm nguyên tố chuyển tiếp 1.2.4 Nhóm platinoid (PGE-Platinum Group Elements) 1.3 Các đồng vị 11 1.4 Hệ số phân bố 11 1.5 Phương pháp phân tích nguyên nhân khơng chuẩn xác tài liệu địa hố 18 1.5.1 Giới thiệu phương pháp phân tích 18 1.5.2 Những nguyên nhân không chuẩn xác tài liệu địa hoá .20 CHƯƠNG 2: SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐỊA HOÁ TRONG NGHIÊN CỨU CÁC ĐÁ MAGMA 22 2.1 Các yếu tố ảnh hưởng tính chun hố địa hố magma 22 2.2 Sử dụng tài liệu địa hoá nghiên cứu đá magma .23 2.2.1 Phân loại đá magma 23 2.2.2 Nghiên cứu đặc tính tiến hố đá magma 41 2.2.3 Xác định bối cảnh địa động hình thành thành tạo magma 55 CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐỊA HOÁ TRONG NGHIÊN CỨU CÁC ĐÁ TRẦM TÍCH 73 3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính địa hố đá trầm tích .73 3.2 Phương pháp tính chuyển thành phần khoáng vật 74 3.3 Các modul số thạch hoá dùng cho đá trầm tích .77 i 3.4 Các biểu đồ phân loại đá trầm tích .81 3.5 Xác định bối cảnh địa động lực trầm tích 83 3.5.1 Các biểu đồ phân biệt trầm tích hạt vụn sử dụng nguyên tố 83 3.5.2 Các biểu đồ phân biệt trầm tích hạt vụn sử dụng nguyên tố vết .86 CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐỊA HOÁ TRONG NGHIÊN CỨU CÁC ĐÁ BIẾN CHẤT .90 4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính địa hố đá biến chất 90 4.2 Sử dụng tài liệu địa hoá xác định thành phần nguyên thủy đá biến chất 91 4.3 Sử dụng tài liệu địa hoá nghiên cứu đá biến chất trao đổi .94 CHƯƠNG 5: SỬ DỤNG ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ 99 5.1 Một số khái niệm 99 5.2 Sử dụng đồng vị phóng xạ địa thời học 102 5.2.1 Các phương pháp định tuổi dựa nguyên tắc thiết lập đường đẳng thời (Rb-Sr, Sm-Nd, Re-Os) 102 5.2.2 Các phương pháp định tuổi dựa tích tụ phóng xạ chì (U-Pb Th-Pb Pb-Pb) 107 5.2.3 Tiến hoá thành phần đồng vị Trái đất tuổi mơ hình 111 5.2.4 Các phương pháp K-Ar 39Ar/40Ar định tuổi .116 5.2.5 Giới thiệu số phương pháp định tuổi khác 120 5.3 Địa hoá đồng vị 122 5.3.1 Nhận biết miền nguồn đồng vị 123 5.3.2 Tiến hoá miền nguồn mantle theo thời gian 130 5.3.3 Biểu đồ tương quan đồng vị 132 5.3.4 Địa động lực mantle-vỏ (Mantle-crust geodynamic) 136 CHƯƠNG 6: SỬ DỤNG ĐỒNG VỊ BỀN .139 6.1 Khái niệm .139 6.2 Sử dụng đồng vị oxy 140 6.3 Sử dụng đồng vị hydro .143 6.4 Sử dụng đồng vị carbon .144 6.5 Sử dụng đồng vị lưu huỳnh 144 ii LỜI GIỚI THIỆU Tài liệu địa hoá tài liệu quan trọng sử dụng để nghiên cứu, giải nhiều vấn đề nhiều lĩnh vực khoa học Trái đất Có nhiều phương pháp cơng cụ để xử lí, khai thác sử dụng tài liệu địa hố với mục đích khác nhau, có nghiên cứu thạch luận Nguồn tài liệu tham khảo lĩnh vực phong phú, đa dạng, phát triển theo hướng đại hoá, dễ cập nhật, song khơng phải có điều kiện tiếp cận để sử dụng có hiệu Theo kế hoạch Bộ Tài nguyên Môi trường giao, Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam cho in sách “Sử dụng tài liệu địa hóa nghiên cứu thạch luận” TS Đào Đình Thục biên soạn làm tài liệu thơng tin khoa học kỹ thuật địa chất để nhà địa chất tham khảo, sử dụng công tác nghiên cứu, điều tra địa chất tài nguyên khoáng sản Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam mong muốn tiếp nhận tài liệu khác nhà khoa học địa chất Việt Nam biên soạn để đưa vào xuất bản, phổ biến khoa học kỹ thuật địa chất đại, góp phần nâng cao lực khoa học - công nghệ cán địa chất Việt Nam Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam iii LỜI NÓI ĐẦU Trước đây, nghiên cứu thạch luận nước ta chủ yếu mô tả đặc điểm thạch địa hố ngun tố tạo đá đặc điểm nguyên tố phụ, phân tích phương pháp quang phổ định lượng gần Ngày nay, với tiến khoa học - công nghệ, hàng loạt phương tiện tiên tiến phân tích thành phần vật chất thạch đời, khiến việc nghiên cứu thạch luận phải đụng chạm gần đầy đủ nguyên tố Bảng tuần hoàn Mendeleev Nhiều kiến thức, khái niệm đại địa hố (trong có địa hố đồng vị) ngày bổ sung, hoàn thiện Mặt khác, ngày tài liệu địa hoá thành tạo địa chất luôn luận giải, gắn kết với luận thuyết kiến tạo mảng toàn cầu, với cấu trúc sâu Trái đất… Những kiến thức gần mẻ, khơng muốn nói xa lạ, nhiều người Trong nghiên cứu thạch luận đá magma, trầm tích biến chất, việc sử dụng tài liệu địa hoá để đánh giá, thể luận giải có tầm quan trọng đặc biệt Nhưng tiếc, việc cập nhật hiểu biết cho nhà địa chất tham gia trực tiếp nghiên cứu điều tra địa chất - khống sản bị hạn chế; có tiếp cận với khái niệm lại thiếu hệ thống, thiếu chuẩn xác Vì thế, tài liệu biên soạn với hi vọng mang lại cho nhà địa chất hiểu biết tối thiểu, cần thiết sử dụng tài liệu địa hoá Khi biên soạn tài liệu, sử dụng số văn liệu xuất sử dụng rộng rãi lĩnh vực này, đáng ý sách “Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation” Rollinson H R (1994), “The Interpretation of igneous rocks” Cox K G, Bell J D., Pankhurst R J (1979), “Luận giải tài liệu địa hoá” (Interpretasiya geokhimitrexkikh dannưkh) Skliarov E V nnk (2001, tiếng Nga), "Radiogenic Isotope Geology" Alan P Dickin (1995), Principles of Isotope Geology Faure G (1986), “Các phương pháp thạch hoá nghiên cứu đá” (Petrokhimitrexkiye metođư ixleđovaniya gornưkh porođ) Efremova C V., Xtafeev (1985) … Tài liệu gồm chương: Chương I nêu số khái niệm địa hoá; Chương II, III IV hướng dẫn sử dụng tài liệu địa hoá nghiên cứu đá magma, trầm tích biến chất; Chương V trình bày sâu số vấn đề địa chất đồng vị phóng xạ cuối Chương VI- Sử dụng đồng vị bền Trong sách, cố gắng giới thiệu nhiều dạng biểu đồ, sử dụng văn đàn địa chất giới iv Trong q trình biên soạn, chúng tơi nhận động viên, khuyến khích lãnh đạo Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam đồng nghiệp gần xa Xin bày tỏ lòng biết ơn tới tất họ Do trình độ có hạn, chắn tài liệu có thiếu sót, mong bạn đồng nghiệp góp ý để tài liệu hoàn chỉnh sau Người biên soạn v CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG ĐỊA HOÁ Trong nghiên cứu địa hố thường sử dụng nhóm ngun tố: ngun tố chính, ngun tố vết, đồng vị phóng xạ đồng vị bền 1.1 Các nguyên tố Nguyên tố nguyên tố chiếm chủ yếu tất phân tích đá: Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, P Hàm lượng nguyên tố thường thể dạng phần trăm khối lượng oxid Tổng hàm lượng nguyên tố khoảng 100%, có nghĩa tổng lượng ngun tố sử dụng số chất lượng phân tích Sắt xác định dạng FeO, Fe2O3, thể dạng tổng sắt (FeOtotal) Thành phần bay H2O, CO2, S thường gộp vào thành phần nhóm nguyên tố phân tích đá Nước, tham gia vào mạng tinh thể khoáng vật thoát nhiệt độ >110oC, kí hiệu H2O+ Nước lỗ rỗng bị đào thải nhiệt độ