NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN BỒN SAU CUNG, TIỀN ĐỀ THĂM DÒ TÌM KIẾM KHOÁNG SẢN Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI

Những vấn đề liên quan đến Bồn Sau Cung, tiền đề thăm dò tìm kiếm khống sản Việt Nam giới Đỗ Tiến Tài1* 1.Phòng Kỹ Thuật - Kế Hoạch Liên đoàn Địa chất Tây Bắc _ THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT _ Từ khóa: Các bồn sau cung nói bồn địa biển liên Địa kiến tạo quan đến cung đảo đới hút chìm Các bồn Kiến tạo mảng tìm thấy ranh giới mảng hội tụ, Đới hút chìm Marianas, Tonga-Kermadec, S.Scotia, Vỏ Đại dương Manus, N.Fiji, vùng biển Tyrrhenian nói chung Rãnh sâu Đại dương chủ yếu tập trung phía tây Thái Bình Dương Biển Đơng Hầu hết chúng tạo từ lực căng giãn Trường dầu khí gây lực kéo ngược rãnh đại dương phá Ophiolit KonTum hủy rìa lục địa Vực biển Tây Philippin có phương gần vng góc với trục tách dãn Biển Đông dẫn đến xuất cung đảo núi lửa Philippin biến Biển Đông trở thành bồn sau cung Biển Đơng hình thành vào cuối Mezozoi đầu Kainozoi, thời gian hình thành rìa lục địa thụ động tiền đề quan trọng việc hình thành mỏ dầu khí Biển Đông lân cận Các đá bazan sau cung có thành phần hóa học chiếm vị trí trung gian bazan cung đảo bazan sống núi đại dương, Ophiolit đới hút chìm tạo thường có Cr, Ni, Cu khống sản quan trọng 1.Mở đầu Vùng tiếp giáp lục địa đại dương thường khối đới phá hủy đứt gãy lớn phân chia cấu trúc mảng, khối Các mảng (plates), khối (terranes) có vỏ kiểu lục địa gọi mảng khối lục địa, mảng, khối có vỏ chủ yếu vỏ kiểu đại dương gọi mảng đại dương Như diện tích có kích thước khác vỏ Trái Đất, giới hạn mặt đất, đáy thạch giới hạn xung *Tác giả liên hệ quanh đới biến dạng đứt gãy có quy mơ lớn Quy mơ, hình dạng vị trí mảng luôn biến đối theo thời gian, không gian Vùng tiếp giáp đại dương lục địa thường ranh giới mảng đại dương mảng lục địa tức ranh giới hai mảng Tại chuyển động tách rời nhau, va chạm trượt lên Ranh giới tách dãn, phân ly kiểu điển hình cho đới rift, vùng sống núi đại dương Email: taitiendo@gmail.com Hình 1: Các mảng kiến tạo lớn thạch Ranh giới hội tụ, đụng độ, va chạm kiểu ranh giới điển hình cho tiếp xúc mảng lục địa mảng đại dương, vỏ đại dương thường bị hút chìm chui xuống mảng lục địa, chờm lên mảng lục địa Ranh giới trượt túy thể mảng trượt tương đối so với mảng kia; thạch không bị phá hủy, không tạo mới.Ranh giới hội tụ mảng gọi ranh giới hủy hoại ranh giới động Có hai kiểu ranh giới hủy hoại thấy trình kiến tạo mảng Kiểu thứ liên quan với vực biển hay máng nước sâu đại dương kiểu thứ hai gắn bó với dải núi trẻ thuộc dãy núi Alpin-Hymalaya Kiểu thứ hai xem sản phẩm giai đoạn cuối đụng độ, chờm-chúi hai mảng Kiểu thứ ứng với giai đoạn đầu trình Hình 2: Mặt cắt ngang qua phần nơng đới hút chìm hiển thị vị trí tương đối hoạt động cung magma bồn sau cung, chẳng hạn phần phía nam Izu-BoninMariana Arc Mặt cắt khái qt vng góc với magma từ phía biển phía lục địa lần phương kéo dài đới hút chìm lượt magma tholeit, kiềm vơi kiềm (subduction) cho thấy cấu trúc sau đây: dạng phun trào mặt xâm nhập (1):Vực biển hay ranh giới mảng sâu Ở phạm vi cung đảo (trench) ; (2): vùng trước cung đảo có (8):trũng cung (intra-arc (forearc); (3) cấu trúc đới hút chìm basins) Phạm vi từ cung đảo đến lục địa (subduction zone) thành tạo đá gọi (9) vùng sau cung (arc-rear area) thuộc phức hệ hút chìm hặc đá đới biển rìa (marginal sea) gồm có (10): (4):nêm tăng trưởng (accretionary prism) bồn trũng động sau cung (active back-arc với (5): dải nâng trước cung (forearc basin) tức bồn trũng sau cung có ridges) gọi cung đầu (first arc) hay biểu hoạt động kiến tạo (11): cung khơng có hoạt động núi lửa (non- cung đảo tàn dư (remnant arc) sau volcanic arcs) (6): trũng trước cung (12):bồn trũng sau cung không hoạt động (forearc basins) Tiếp theo phía lục địa (inactive back-arc basin) nằm giáp với lục là(7):cung núi lửa (volcanic arc) có bề địa rộng từ 50 đến 100km với phân bố Hình vẽ 3: Mặt cắt khái quát qua đới tiếp xúc va chạm kiến tạo mảng lục địa K đại dương O, quan hệ KO theo NGND.GS.TSKH Lê Như Lai _ Đặc điểm Các Bồn sau cung thường dài (vài trăm đến ngàn kilomet) tương đối hẹp (vài trăm số) Chiều rộng giới hạn bồn sau cung hoạt động magma phụ thuộc vào nước đối lưu lớp vỏ bọc tao hai tập trung gần khu khuếch tán Hình vẽ 4: Quá trình hình thành bồn sau cung Hình vẽ 5: Sơ đồ di chuyển mảng Đông Nam Á lân cận mm/năm 2.1 Mức độ kiến tạo Các lục địa Trái Đất chuyển động không ngừng Theo nhà khoa học, 250 triệu năm trước, chúng tách từ lục địa gọi Pangaea Trong tương lai, chúng hoàn toàn sáp nhập lại thành siêu lục địa mới, gọi "Pangaea tạo địa lý có tốc độ di chuyển khác nhau, có mảng di chuyển 30 mm năm, mảng kiến tạo khác trơi nhanh gấp lần ( hình vẽ 5) theo Wikimedia.org 2.2 Đặc điểm thạch học Những dãy núi phun trào bazzan tương tự dãy núi phun trào từ dãy núi đại dương, khác biệt basal sau cung thường phong phú dung nham magma (điển hình Proxima", theo BBC Tỷ lệ lây lan hay di chuyển mảng lục địa khác từ lây lan chậm đên nhanh Christopher Scotese, nhà địa chất học đại học Texas, Mỹ, cho trôi lục địa bề mặt Trái Đất thất thường, khó hình dung vị trí thật lục địa khứ cách bố trí lại tương lai "50 triệu năm nữa, Australia chạm vào Đông Nam Á, mở rộng phạm vi đất liền đến mức độ lớn hơn", ông đoán Châu Phi đẩy lên sát với miền nam châu Âu, Đại Tây Dương mở rộng thành đại dương lớn.Bằng công cụ định vị vệ tinh đại, nhà khoa học có chứng xác dịch chuyển bề mặt Trái Đất Các lục địa nằm mảng kiến Thể đối sánh với mô hình tổ hợp ophiolit Moores, 1982 - đặc trưng cho thành tạo magma bồn tích cực sau cung (ABAB) theo C.Condie, 1988 Các thành tạo magma xâm nhập nghiên cứu đối sánh với mơ hình tổ hợp ophiolit Moores, 1982 - đặc trưng cho thành tạo magma bồn tích cực sau cung (ABAB) theo C.Condie, 1988 Các thành tạo magma bồn tích cực sau cung tuổi Paleozoi sớm (Huỳnh Trung, Nguyễn Kim Hoàng, Đinh Quang Sang, 12/2013) mơ tả cơng trình nghiên cứu từ năm 2010-2013 (Huỳnh Trung, Bùi Thế Vinh, Đinh Quốc Tuấn,…) xác lập mơ hình Ophiolit KonTum (2010) Các thành tạo magma phun trào basalt bị biến chất đá biến đổi chúng (Spilit, apobasalt), ghi nhận vùng A Hội, Khâm Đức, Nam Đông, Sa Thầy, Daklin…(Huỳnh Trung, 2013) Các đá biến chất: đá lục, amphibolit… có thành phần hố học basalt, apobasalt với hàm lượng 1-1,5% trọng lượng H2O) đá bazan magma đại dương khô (thường < 0,3 % trọng lượng % H2O) Với kết quả, nghiên cứu đặc điểm địa chất thạch địa hóa phát nhiều nơi khác thuộc lãnh thổ Miền Nam Việt Nam (Từ Quảng Trị trở vào) magma bị biến chất (đá lục, amphibolit) có thành phần hóa học tương ứng với basalt loạt toleit đá biến đổi chúng apobasalt, spilit Những thành tạo magma phun trào bị biến chất xếp vào hệ tầng Núi Vú tuổi Paleozoi sớm Trên sở kết nghiên cứu đáng tin cậy đó, với thành tạo magma xâm nhập nghiên cứu có lượng thạch anh, feldspat Nên hàm lượng SiO2, Na2O, K2O dao động nhiều Các đá phức hệ Đại Lộc chịu trình trao đổi biến chất: biến chất tiếp xúc trao đổi thành tạo xâm nhập trẻ xâm nhập granitoit phức hệ Bà Nà…, làm thay đổi mạnh mẽ thành phần khoáng vật thành phần hố học (q trình thạch anh hố, feldspat hố, greizen hố,…) Vì vậy, đá ban đầu plagiogranit sót lại phổ biến apogranit Chúng hầu hết có cấu tạo dạng gneis Thành phần hố học nhóm plagiogranit (2 mẫu) SiO2=70,50 – 73,28; Na2O= 3,57 – 4,00; K2O= 0,00 – 2,84; nhóm apogranit : SiO2=69,46 – 73,36 Na2O= 1,57 – 3,03, K2O= 1,91 – 4,73 Đá có kiến trúc ban biến trạng với ban tinh microclin, octocla,…(1-10% bị greizen hố khơng đồng đều) Các đá mạch ngồi plagiogranit gặp nhiều tia mạch thạch anh feldspat (albit, microclin vùng A Hội) Hàm lượng nguyên tố tạo quặng Cu, Pb, Zn cao gấp hai ba lần Clark Khoáng vật phụ magnetit phổ biến với hàm lượng 0,75 – 2,28 g/t, đặc biệt khối vùng Khâm Đức magnetit có hàm lượng từ 42,33 đến 1594,6 g/t Ilmenit gặp Đặc biệt khối Đại Lộc khoáng vật zircon xuất hầu hết mẫu giã đãi Na2O=1,10-3,86, K2O=0,13-0,77, đá Spilit Na2O=4,05-5,31; K2O=0,16 – 0,31 Ngồi gặp đá phiến lục, amphibolit (phiến plagiocla, thạch anh, amphibol, epidot,…) có hàm lượng SiO2=56,31 – 65,04, Na2O =3,96 – 5,88, K2O=0,40 – 3,43 (tương ứng với đá trachibasalt, albitophir, octophir (keratophir) Các đá apopyroxenit thuộc phức hệ Ngọc Hồi Khâm Đức có hàm lượng SiO2=45,37 – 53,38, Na2O= 0,33 – 0,93, K2O= 0,03 – 0,28 Đặc biệt đá apobasalt chúng có hàm lượng Cr cao từ 1096 – 1878 ppm Tuổi đồng vị 530 triệu năm (K/Ar toàn đá) Các thành tạo xâm nhập phức hệ Diên Bình mơ hình ophiolit có hàm lượng SiO2=53,66 – 64,30, Na2O= 2,53 – 4,07, K2O= 0,80 – 4,11; Các đá pha hai với SiO2=66,90 – 73,30, Na2O= 2,70 – 3,88, K2O= 2,46 – 4,58 Các đá phức hệ hầu hết bị biến đổi ảnh hưởng trình sau magma (biến chất tiếp xúc trao đổi) làm thay đổi tăng hàm vùng Giằng, Quế Sơn, KonTum đến bắc Sa Thầy, Ngọc Hồi,…) Chúng thành tạo lớp manti ép trồi lên (pzotrusi) theo đứt gãy vào thời kỳ Paleozoi muộn Theo mơ hình ophiolit vùng lãnh thổ phía Tây Miền Nam Việt Nam với thành tạo magma tương ứng mơ tả đối sánh với tổ hợp thạch kiến tạo bồn tích cực sau cung (ABAB) theo phân vùng kiến tạo Kent C.Condie, 1988 Sự hình thành bồn tích cực sau cung (ABAB, biển rìa) phần phía Tây lãnh thổ miền Nam Việt Nam (vùng Quảng Trị, Khâm Đức, Kom Tum, Ngọc Hồi) tác động đới chạm mảng vào thời kỳ Paleozoi sớm (Gatinski Iu.G, 1986) tương ứng với mô hình Moralev.V.M, 1973 sau đới núi lửa kiềm vơi (cung đảo) (7 mẫu) với hàm lượng từ 0,70 – 23,32 g/t Các hạt Zircon có vành màu đen đơi tập trung thành đám nhiều hạt khống vật uraninit xuất 4/7 mẫu với hàm lượng vài hạt Đây nguồn cung cấp urani tái trầm tích tích tụ than cát kết vùng Nông Sơn (Huỳnh Trung, 1980) Tuổi phức hệ xếp vào Paleozoi muộn (trước Devon) Tuổi đồng vị xác định phương pháp LA – ICP – MS: U – Pb 426±9,9 triệu năm (Phan Thị Thoa, Phạm Trung Hiếu,12/2013) Các thành tạo secpentinit (apoperidotit, apohacbuocgit) với thể nhỏ dạng thấu kính, dạng lớp phân bố dọc theo đứt gãy kinh tuyến, vĩ tuyến (từ Quảng Trị đến Khâm Đức Hình 6.1: Pocfiritoit (apobazan) Hạnh nhân có dạng dẹt, khơng với thành phần khống vật clorit cacbonat (ven rìa hạnh nhân) Nền gồm que Plagiocla,clorit Hình 6.2: Đá phiến lục ( apobazan) Vi tinh plagioclas (dạng que) bị thay cacbonat, clorit, epidot, cacbonat Hình 6.3: Sơ đồ (mặt cắt) phân đới cấu trúc – magma sinh khống liên quan dọc theo đới hút chìm điển hình (theo Moralev V.M, 1973) 2.3 Tính bất đối xứng Các bồn sau cung lại khác với sống núi đại dương bình thường chúng có đặc điểm phát triển đáy biển bất đối xứng, điều thay đổi bồn Ví dụ, tỷ lệ lây lan trung tâm Mariana Trough 2-3 lần, lớn sườn phía tây [1], cuối phía nam Mariana Trough vị trí trung tâm lan rộng gần với tập hợp núi lửa cho thấy bồi tụ toàn vỏ sống núi gần 100% khơng đối xứng [2] Hình vẽ 7: Ví dụ đảo Nhật Bản bị tách khỏi châu Á việc mở rộng bể sau cung Tình hình phản ánh phía 2.4 Hình thành lắng đọng trầm tích bắc nơi có bất đối xứng lan rộng lớn Các bể sau cung giả thiết hình phát triển [3] Khác bồn sau thành kết việc cuộn rãnh (cũng cung bồn Lau trải qua rạn lề).Đây chuyển động vùng nứt lớn lan truyền kiện thu hẹp liên quan đến chuyển động chuyển trung tâm lan truyền từ đường sụt giảm Là vùng thu hẹp cung, xa đến vị trí gần bồn sau gần đường rãnh liên quan kéo lùi lại, [4] lan rộng gần tỷ lệ dường kéo dài trọng lực, làm mỏng lớp vỏ tương đối cân chênh lệch biểu bể sau cung Sự lắng đọng nhỏ [5] Nguyên nhân gây bất đối xứng mạnh bất đối xứng, với hầu hết trầm lan truyền bồn sau cung chưa tích cung cấp từ hoạt động cung magma bị hiểu rõ Những ý tưởng chung đưa bỏ lại với cuộn lại rãnh Các trầm bất đối xứng liên quan đến trục tích bồn sau cung đa dạng, chủ phát triển trình tạo băng yếu có nguồn gốc từ núi lửa sản chuyền dòng nhiệt, độ dốc hydrat hóa phẩm đưa từ lục địa Đáng ý bồn với khoảng cách từ tấm, lớp phủ, hiệu ứng sau cung thường có trường dầu khí nêm, tiến hóa từ rift trải dài.[6] [7] [8] quan trọng nằm xa đới hút chìm, trũng có móng vỏ lục địa Hình vẽ 8: Sự hình thành trầm tích bể sau cung 2.5 Vị trí bồn sau cung giới Các bồn sau cung hoạt động tìm sau cung ép nén Ngồi có số thấy Marianas, Tonga-Kermadec,S lồi thực vật tuyệt chủng hóa Scotia, Manus, N Fiji, vùng biển Tyrrhenian, hầu hết tìm thấy Tây Thái Bình Dương Khơng phải tất khu khuếch đại có bồn sau cung, số Andes trung tâm có liên quan với bồn 3.Lịch sử nghiên cứu Với phát triển lý thuyết kiến tạo mảng, nhà địa chất học nghĩ biên hội tụ vùng nén, khu vực có phần mở rộng mạnh khu thu hẹp (các lưu vực phía sau) khơng mong đợi Giả thuyết số hội tụ tích cực lan truyền Dan Karig (1970) phát triển, sinh viên cao học Viện Hải dương học Scripps [9] Đây kết số chuyến thám hiểm địa chất biển đến vùng Tây Thái Bình Dương thạch bồn sau cung Chân Parece VelaShikoku Biển Đông Hàn Quốc lưu vực Kurile Biển Đen hình thành từ hai bồn sau cung riêng biệt Hình 10: Tàu lặn Trieste trước chuyến hành trình xuống đáy rãnh Mariana, 23 tháng năm 1960 4.kết luận Nghiên cứu Địa kiến tạo nói chung kiến tạo mảng nói riêng giúp cho hiểu cách mà Trái Đất hoạt động gọi kiến tạo Kiến tạo tạo loại đá, khoáng vật đa dạng khác thành phần vật chất phục vụ cho công tác thăm dò tìm kiếm khống sản dầu khí… 5.Ghi chú: Deschamps, A.; Fujiwara, T (2003) "Asymmetric accretion along the slowspreading Mariana Ridge" Geochem.,Geophys Martinez, F ; Fryer, P.; Becker, N (2000) "Geophysical Characteristics of the Southern Mariana T rough, 11N-13N" (http://europa.agu.org/? uri=/journals/jb/2000JB900117.xml&view=article) J Geophys Res 105: 16591– 16607 Yamazaki, T ; Seama, N.; Okino, K.; Kitada, K.; Joshima, M.; Oda, H.; Naka, J (2003) "Spreading process of the northern Mariana T rough: Rifting-spreading t ransition at 22 N" (http://europa.agu.org/? uri=/journals/gc/gc0309/2002GC000492/2002GC000492.xml&view=article) Geochem., Geophys., Geosyst (9): 1075 Parson, L.M.; Pearce, J.A.; Murton, B.J.; Hodkinson, R.A.; RRS Charles Darwin Scientific Party (1990) "Role of ridge jumps and ridge propagation in the tectonic evolution of the Lau back-arc basin, southwest Pacific Zellmer, K.E.; T aylor, B (2001) "A three-plate kinematic model for Lau Basin opening" Barker, P.F.; Hill, I.A (1980) "Asymmetric spreading in back-arc basins" Martinez, F ; Fryer, P.; Baker, N.A.; Yamazaki, T (1995) Molnar, P.; Atwater, T (1978) "Interarc spreading and Cordilleran tectonics as alternates related to the age of subducted oceanic lithosphere" Karig, Daniel E (1970) "Ridges and basins of the T onga-Kermadec island arc system" Journal of Geophysical Research Tài liệu tham khảo NGND.GS.TSKH Lê Như Lai, 2001 Giáo trình “Địa chất cấu tạo” NXB xây dựng NGND.GS.TSKH Lê Như Lai, 1996 Giáo trình “Địa kiến tạo sinh khống” Huỳnh Trung, Đinh Quốc Tuấn 2014, Báo cáo toàn văn kỷ yếu hội nghị khoa học lần thứ IX “Đăc điểm địa chất, thạch học, thạch địa hóa thành tạo magma vỏ Đại Dương (Bồn tích cực sau cung ABAB) phần phía Tây lãnh thổ Việt Nam” Uyeda S (1984) "Subduction zones; their diversity, mechanism and human impact" GeoJournal (1): 381–406 Taylor, Brian (1995) Backarc Basins: Tectonics and Magmatism New York: Plenum Press ISBN 9780306449376; OCLC 32464941 Yasuhiko Ohara Robert J Stern Teruaki Ishii Hisayoshi Yurimoto Toshitsugu Yamazaki , 2001 “Peridotites from the Mariana Trough: first look at the mantle beneath an active back-arc basin” PGS.TS.Trần Thanh Hải, 2017 “Kiến tạo hoạt động vùng ven biển miền Trung Việt Nam tác động tới tai biến địa chất: NXB Khoa học Kỹ Thuật Owais Khattak, 2017 tectonics Arc-Related Basins Lời cảm ơn: Tác giả chân thành cảm ơn đến PGS TS Trần Thanh Hải đồng học viên ý kiến, đóng góp giúp cho báo cáo hồn thiện Cảm ơn cán Bộ môn Địa chất Bộ mơn Tìm kiếm thăm dò Trường ĐH Mỏ Địa Chất tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành báo ISUES RELATED TO THE BACK-ARC BASINS, THE PREMISE FOR MINERAL EXPLORATION AND SEARCH IN VIET NAM AN IN THE WORLD Đo Tien Tai Phòng Kỹ Thuật- Kế Hoạch Liên đồn Địa chất Tây Bắc The Back-arc basin is also about the basin of the sea associated with the island and subduction These basins are found at the converging plate boundaries, present in Marianas, Tonga-Kermadec, S Scotia, Manus, N Fiji, Tyrrhenian waters and generally concentrated in the western Pacific Most of them are made up of stretching forces caused by ocean traction and the destruction of the continental margin The western Philippine Sea is nearly perpendicular to the East Sea spurge leading to the emergence of the Philippine volcanic island and turning the South China Sea into a basin The East Sea was formed at the end of the Cenozoic Mesozoic, which was the time when the continental margin was formed and was an important precondition for the formation of oil and gas fields in the South China Sea and its vicinity The basalt rocks in the latter have a chemical composition occupying the intermediate position between the island basalt basalt and basalt in the mountain ridge between the ocean, Ophiolite due to submergence zone created usually have Cr, Ni, Cu and other important minerals Key words: Tectonics, plate tectonics, subduction zone, trench, ocean shell, South China Sea, Ophiolit ... _ Đặc điểm Các Bồn sau cung thường dài (vài trăm đến ngàn kilomet) tương đối hẹp (vài trăm số) Chiều rộng giới hạn bồn sau cung hoạt động magma phụ thuộc vào nước đối lưu lớp vỏ bọc... trầm lan truyền bồn sau cung chưa tích cung cấp từ hoạt động cung magma bị hiểu rõ Những ý tưởng chung đưa bỏ lại với cuộn lại rãnh Các trầm bất đối xứng liên quan đến trục tích bồn sau cung đa dạng,... dài.[6] [7] [8] quan trọng nằm xa đới hút chìm, trũng có móng vỏ lục địa Hình vẽ 8: Sự hình thành trầm tích bể sau cung 2.5 Vị trí bồn sau cung giới Các bồn sau cung hoạt động tìm sau cung ép nén