(Luận văn thạc sĩ) đặc điểm thạch học, khoáng vật và địa hóa các đá mafic siêu mafic khối khuổi giàng, cao bằng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Ninh ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC, KHỐNG VẬT VÀ ĐỊA HĨA CÁC ĐÁ MAFIC-SIÊU MAFIC KHỐI KHUỔI GIÀNG, CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội, 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Ninh ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC, KHỐNG VẬT VÀ ĐỊA HĨA CÁC ĐÁ MAFIC-SIÊU MAFIC KHỐI KHUỔI GIÀNG, CAO BẰNG Chuyên ngành: Khoáng vật học địa hóa học Mã ngành học: 600440205 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Trần Tuấn Anh Hà Nội, 2017 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh, bên cạnh nỗ lực cố gắng thân cịn có giúp đỡ hƣớng dẫn nhiệt tình q Thầy Cơ, nhƣ động viên ủng hộ gia đình bạn bè suốt thời gian học tập nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Trần Tuấn Anh, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn đến tồn thể q thầy khoa Địa chất phòng Sau đại học, Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên-Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình truyền đạt kiến thức quý báu nhƣ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập nghiên cứu thực đề tài luận văn Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Viện Địa chất-Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam không ngừng hỗ trợ tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian nghiên cứu thực luận văn Ngồi ra, tơi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, anh chị bạn đồng nghiệp hỗ trợ cho nhiều suốt trình học tập, nghiên cứu thực đề tài luận văn thạc sĩ Hà Nội, tháng 12 năm 2017 Học viên thực Nguyễn Thị Ninh MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC HÌNH ii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC ẢNH .v MỞ ĐẦU vi CHƢƠNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm địa lý 1.1.1 Địa hình 1.1.2 Mạng lưới sông suối 1.1.3 Khí hậu .1 1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 1.2.1 Đặc điểm kinh tế 1.2.2 Đặc điểm xã hội .2 1.3 Đặc điểm địa chất .4 1.3.1 Địa tầng 1.3.2 Các thể magma xâm nhập 1.3.3 Kiến tạo 1.3.4 Khoáng sản .6 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở lý luận .8 2.1.1 Các thành tạo mafic-siêu mafic 2.1.2 Quặng hóa kèm thành tạo mafic-siêu mafic 11 2.1.3 Tổng quan tài liệu nghiên cứu 12 2.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu 13 2.2.1 Phân tích lát mỏng thạch học 13 2.2.2 Phân tích khống tướng 13 2.2.4 Phân tích khối phổ plasma (ICP-MS) 14 2.2.5 Phân tích microzond (EPMA) 15 CHƢƠNG ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CÁC ĐÁ MAFIC-SIÊU MAFIC KHỐI KHUỔI GIÀNG .17 3.1 Đặc điểm thạch học 17 3.2 Đặc điểm khoáng vật (bao gồm thành phần hóa học khống vật) .19 3.2.1 Đặc điểm khoáng vật tạo đá 19 3.2.2 Đặc điểm khoáng vật quặng 28 3.3 Đặc điểm địa hóa .36 3.3.1 Đặc điểm nguyên tố 39 3.3.2 Đặc điểm nguyên tố vết 42 3.3.3 Đặc điểm nguyên tố nhóm kim loại chuyển tiếp 43 3.4 Luận giải điều kiện thành tạo đá khối Khuổi Giàng 45 3.4.1 Điều kiện nhiệt độ-áp suất thành tạo .45 3.4.2 Mơi trường kiến tạo hình thành nên đá khối Khuổi Giàng .50 KẾT LUẬN .51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT EPMA Phân tích vi dị điện tử (Microzond) ICP-MS Khối phổ plassma KHM Kí hiệu mẫu MKN Mất nung nnk., Những ngƣời khác PGE Các nguyên tố nhóm platin TB-ĐN Tây Bắc-Đơng Nam XRF Huỳnh quang tia X tl Trọng lƣợng i DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ hành tỉnh Cao Bằng .3 Hình 1.2: Bản đồ địa chất cấu trúc sông Hiến khu vực nghiên cứu .7 (theo Svetlitskaya T.V nnk, 2017) Hình 2.1: Biểu đồ phân loại đá mafic-siêu mafic dựa vào thành phần khoáng vật (Streckeisen, 1974) Nguồn ISGS 10 Hình 3.1 Biểu đồ phân loại olivin đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng (theo Wager Deer, 1939) 21 Hình 3.2: Tƣơng quan MgO NiO olivin đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng 21 Hình 3.3: Biểu đồ phân loại pyroxen đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng (theo Morimoto, N nnk, 1988) 23 Hình 3.4: Biểu đồ phân loại plagioclas đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng (theo Deer, W.A nnk, 1991) .23 Hình 3.5: Biểu đồ AFM phân loại đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng .40 (theo Irvine Baragar 1971) 40 Hình 3.6: Biểu đồ TAS phân loại đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng .40 (1979) Ký hiệu nhƣ hình 3.5 .40 Hình 3.7: Biểu đồ phân loại đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng 41 theo Middlemost (1985) Ký hiệu nhƣ hình 3.5 41 Hình 3.8: Biểu đồ R1-R2 phân loại đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng .41 (theo De la Roche nnk 1980) Ký hiệu nhƣ hình 3.5 41 Hình 3.9: Biểu đồ Harker tƣơng quan MgO với nguyên tố đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng Ký hiệu nhƣ hình 3.5 42 Hình 3.10: (a) Biểu đồ nguyên tố đất đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng chuẩn hóa theo Chondrit (theo Sun Mc Donough, 1989) 44 (b) Biều đồ đa nguyên tố đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng .44 chuẩn hóa theo manti nguyên thủy (theo Sun Mc Donough, 1989) 44 ii Hình 3.11: Biểu đồ nhện nguyên tố kim loại chuyển tiếp khu vực khối Khuổi Giàng chuẩn hóa theo mantle nguyên thủy (theo Sun, 1982) ngoại trừ Sc đƣợc chuẩn hóa theo (theo Jagoutz et al,1979) (Kí hiệu nhƣ hình 3.10) 45 Hình 3.12: Biểu đồ ƣớc lƣợng nhiệt độ kết tinh Wo-En-Fs pyroxen 5kbar đá khu vực khối Khuổi Giàng (theo Lindsley, D.H.,1983) 49 Hình 3.13: Biểu đồ ƣớc lƣợng nhiệt độ kết tinh Or-Ab- An plagioclas đá khu vực khối Khuổi Giàng (theo Seck, H.A., 1971) 49 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Thành phần hóa học (%tl) olivin khối Khuổi Giàng 20 Bảng 3.2 Thành phần hóa học (%tl) clinopyroxen khối Khuổi Giàng .24 Bảng 3.2 Thành phần hóa học (%tl) clinopyroxen khối Khuổi Giàng (tiếp theo) 25 Bảng 3.3 Thành phần hóa học (%tl) orthopyroxen khối Khuổi Giàng 26 Bảng 3.4 Thành phần hóa học (%tl) plagioclas khối Khuổi Giàng 27 Bảng 3.5 Thành phần hóa học (%tl) amphibol lherzolit khối Khuổi Giàng 28 Bảng 3.6 Thành phần hóa học (%tl) pyrotin lục giác troilit khối Khuổi Giàng 29 Bảng 3.7 Thành phần hóa học (%tl) pentlandit khối Khuổi Giàng 31 Bảng 3.8 Thành phần hóa học (%tl) chalcopyrit khối Khuổi Giàng 33 Bảng 3.9 Thành phần hóa học (%tl) ilmenit khối Khuổi Giàng .33 Bảng 3.10 Thành phần hóa học (%tl) cromspinel khối Khuổi Giàng 33 Bảng 3.11 Thành phần hóa học đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng .36 Bảng 3.11 Thành phần hóa học đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng (tiếp theo) 37 Bảng 3.11 Thành phần hóa học đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng (tiếp theo) 38 Bảng 3.12 Kết tính tốn nhiệt độ-áp suất cặp Cpx-OPx khối Khuổi Giàng 48 iv DANH MỤC ẢNH Ảnh 2.1: Học viên phân tích mẫu lát mỏng thạch học 16 Ảnh 2.2: Học viên phân tích mẫu EPMA 16 Ảnh 3.1: Websterit olivin dƣới nicol (trái) nicol (phải) 18 Ảnh 3.2: Lherzolit chứa phlogopit dƣới nicol (trái) nicol (phải) 18 Ảnh 3.3: Gabbro olivin dƣới nicol (trái) nicol (phải 18 Ảnh 3.4: Gabbronorit dƣới nicol (trái) nicol (phải) .19 Ảnh 3.5: Xâm tán dạng “giọt” phân tán hạt khoáng vật sulfid (mẫu IR83) 30 Ảnh 3.6: Quan hệ khoáng vật quặng ban tinh Các ban tinh chủ yếu pyrotin (po), thấy có nhiều lamel kiểu phân hủy pentlandit hệ I (pnI) Có chalcopyrite (cp) pentlandit hệ II (pnII) Thấy rõ quan hệ xuyên cắt chalcopyrite pentlandit I Magnetit phát triển theo sulfid Trong đá thấy có ilmenit (ilm) 30 Ảnh 3.7: Quan hệ khoáng vật sulfid ban tinh sulfid (mẫu IR83) Phần chủ yếu ban tinh pyrotin (po) Trong pyrotin ghi nhận đƣợc có mặt lamel nhỏ pentlandit hệ I chalcopyrit Ở phần rìa phát triển pentlandit hệ II 34 Ảnh 3.8: Quan hệ khoáng vật quặng ban tinh pentlandit - chalcopyrit pyrotin (IR84) Tinh thể tha hình chalcopyrit (cp) tổ hợp với pyrotin (po) Trong pyrotin thấy lamel nhỏ pentlandit I chalcopyrit Ở phần rìa phát triển pentlandit II Hạt ilmenit (ilm) tự hình tổ hợp với ban tinh sulfid 34 Ảnh 3.9: Quan hệ khoáng vật quặng ban tinh thành phần pentlanditchalcopyrit-pyrotin (IR83) Trong troilit (tr) thấy có tinh thể pentlandit I (pn I) Ở phẩn rìa ban tinh phát triển chalcopyrit Cu-pentlandit Trong chalcopyrit quan sát đƣợc tinh thể cubanit (cub) 34 v SiO2 Al2O3 CaO FeOt TiO2 P2O5 MgO MgO Hình 3.9: Biểu đồ Harker tương quan MgO với nguyên tố đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng Ký hiệu hình 3.5 3.3.2 Đặc điểm nguyên tố vết Dựa vào biểu đồ chuẩn hóa nguyên tố đất theo chondrit (Sun Mc Donough, 1989), đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng có đặc trƣng giàu nguyên tố đất nhẹ nguyên tố đất nặng có dị thƣờng Eu âm nhẹ (hình 3.10a) Dị thƣờng âm Eu bị kiểm soát plagioclas (Hugh R R.,1993) Đặc điểm phân bố nguyên tố đất (REE) gabbro olivin gần gũi với đƣờng cong phân bố lherzolit websterit olivin, khác giá trị hàm lƣợng tuyệt đối cao hơn, phản ánh đặc điểm phân dị ẩn thành tạo siêu mafic-á siêu mafic nghiên cứu trình kết tinh từ dung thể tƣơng đối đồng 42 Đƣờng cong phân bố hàm lƣợng nguyên tố vết chuẩn hóa theo thành phần manti nguyên thủy (Sun Mc Donough, 1989) (hình 3.10b) có hình dạng tƣơng tự Các đá khu vực nghiên cứu giàu ngun tố lithophil có bán kính lớn (LILE) nghèo ngun tố có trƣờng lực mạnh (HFSE) Vì vậy, nói đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng đƣợc hình thành mơi trƣờng kiến tạo Đặc trƣng đá có dị thƣờng dƣơng Th, U, Pb Nd, Zr, La dị thƣờng âm nguyên tố Ba, Nb, Ta, Sr Ti Những đặc trƣng làm cho chúng khác biệt với đá siêu mafic tổ hợp mafic-siêu mafic Phanerozoi biết cấu trúc khác miền Bắc Việt Nam (Trần Trọng Hòa, 2016) Biểu đồ hình 3.10a b cho thấy đặc điểm nguyên tố đất hiếm, vết khối Khuổi Giàng tƣơng đồng với khối Suối Củn Các đá siêu mafic mafic khu vực nghiên cứu giàu Rb (10,78-26,18ppm), Th (1,30-2,49ppm), Ce (7,2013,30ppm) (bảng 3.11) so với đá siêu mafic thấp kali Hàm lƣợng Zr, Nb đá lherzolit picrit tƣơng đối thấp (Zr=32,30-60,69ppm), Nb (1,47-2,86ppm) (bảng 3.11) song cao so với đá mafic- siêu mafic (lherzolit gabbronorit)của khối phân lớp gabbro-peridotit thuộc phức hệ Núi Chúa (Nb=0-1,9ppm; Zr=1,58,4ppm; theo (Polyakov G V nnk, 1996) 3.3.3 Đặc điểm nguyên tố nhóm kim loại chuyển tiếp Các đá nghiên cứu giàu nguyên tố Cu (134,37-1699,18ppm), Ni (847,40-4074,83ppm), Cr (1804,70-2528,63ppm), Mn (1131,13-1398,55ppm) song tƣơng đối nghèo Zn (76,82-101,39ppm), Co (93,16-167,29ppm) V (93,32141,98ppm) (bảng 3.11, hình 3.11) Tỷ lệ Ni/(Ni+Cu) Ni/Co biến thiên khoảng từ 0.71-0.86 9.10-24.36 đặc trƣng cho đá siêu mafic có triển vọng quặng hóa sulfua Cu-Ni-PGE Dựa vào biểu đồ chuẩn hóa nguyên tố kim loại chuyển manti nguyên thủy Sun (1982) cho thấy đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng có dị thƣờng âm Ni, Cr dị thƣờng dƣơng Ti, Fe Cu Dị thƣờng âm Ni Cr phản ảnh vai trò olivin (Ni) clinopyroxen (Cr) Ni Cu tập trung dung thể sulfid Dị thƣờng Ti chứng tỏ vai trò Fe-Ti oxit (Hugh R R., 1993) 43 S16-15 S16-17 S16-21 S16-23 S16-1913 M006 M009 H1500 H1606 HQ1107/1 HQ2474 Mẫu/Chondrit 1000.00 100.00 10.00 1.00 Th U La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Mẫu/ mantl nguyên thủy 10000.00 1000.00 100.00 10.00 1.00 0.10 Cs Rb Ba Th U Nb Ta K La Ce Pb Pr Sr Nd Zr Sm Eu Ti Dy Y Yb Lu Hình 3.10: (a) Biểu đồ nguyên tố đất đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng chuẩn hóa theo Chondrit (theo Sun Mc Donough, 1989) (b) Biều đồ đa nguyên tố đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng chuẩn hóa theo manti nguyên thủy (theo Sun Mc Donough, 1989) Khối Khuổi Giàng: S16-15, S16-17, S16-21, S16-23, S16-1913 Khối Suối Củn: M006, M009, H1500, H1606 (Trần Trọng Hịa, 2005); HQ1107/1, HQ2474 (Ngơ Xuân Thành, 2014) 44 100 10 0.1 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Hình 3.11: Biểu đồ nhện nguyên tố kim loại chuyển tiếp khu vực khối Khuổi Giàng chuẩn hóa theo mantle nguyên thủy (theo Sun, 1982) ngoại trừ Sc chuẩn hóa theo (theo Jagoutz et al,1979) (Kí hiệu hình 3.10) 3.4 Luận giải điều kiện thành tạo đá khối Khuổi Giàng 3.4.1 Điều kiện nhiệt độ-áp suất thành tạo Nhiệt-áp kế Cpx-Opx nhiệt áp kế điển hình phân rã dung dịch cứng Phân rã dung dịch cứng hai pyroxen đối tƣợng đƣợc ý nghiên cứu thực nghiệm lý thuyết phần Opx Cpx cộng sinh khoảng rộng điều kiện thành tạo đá giàu Mg Fe vỏ nhƣ manti Nhiệt áp-kế hai pyroxen đƣợc mơ hình thành cơng nhờ sử dụng mơ hình dung dịch đối xứng Wood (1987) đƣợc phát triển Brey & Kohler (1990) Putirka (2008) dựa thành phần hóa học pyroxen Nhiệt kế hai pyroxen đƣợc xây dựng dựa vào phân bố Ca Mg tổ hợp cộng sinh clinopyroxen orthopyroxen Đã có nhiều nghiên cứu nhiệt kế hai pyroxen nhƣ: Lindsley & Anderson (1983); Nicken & Brey (1984); Nicken & Green (1985); Nicken et al (1985); Davidson & Lindsley (1985) Trong đó, bật nghiên cứu Lindsley (1983) Dựa vào tính tốn thực nghiệm pha Ca-Mg-Fe pyroxen kết tinh nhiệt độ 800-1200oC, áp suất nhỏ 45 15kbar với việc tính tốn cân pha cho diopsid-enstatit hendenbergitferrosillit xây dựng đồ thị nhiệt độ kết tinh hai pyroxen áp suất 1, 5, 10, 15kbar áp dụng cho nhiều loại đá khác Nhiệt áp-kế hai pyroxen Brey & Kohler (1990): Nhiệt kế hai pyroxen Brey & Kohler (1990) đƣợc tính tốn dựa chuyển giao hợp phần enstatit orthopyroxen clinopyroxen tồn mẫu, lƣợng Ca Opx, cân phân bố Na Opx Cpx Nhiệt kế hai pyroxen đƣợc xây dựng nhƣ sau: T = [23664 + (24,9 + 126,3X(Fe)Cpx)P]/[13,38 + (lnK) + 11,593X(Fe)Opx ] Nhiệt kế dựa hàm lƣợng Ca orthopyroxen đƣợc biểu diễn nhƣ sau: T = (6425 + 26,4P)/(-lnX(Ca)Opx + 1,843), nhiệt kế khác có tính đến phân chia Na bằng: T = (35000 + 61,5P)/(ln(X(Na)Opx/X(Na)Cpx) + 19,8) Các phƣơng trình đƣợc trình bày dựa giả thiết Ca đƣợc giới hạn vị trí pyroxen M2 (MgM1)Opx/(MgM1)Cpx=1 Hơn nữa, giá trị Al cần phải giống hệt điều kiện P-T định Tất nhiệt kế cho thấy có sai số phân tích khoảng từ 20 đến 50°C Áp kế hai pyroxen Brey & Kohler (1990) đƣợc tính biểu thức áp suất sau phân bố hàm lƣợng khơng tuyến tính Ca olivin khoảng 1100°C: P = (-TlnDCa - 11982 + 3,61 T)/56,2 cho T ≥ (1275,25 + 2,827 P), P = (-TInDCa - 5792 - 1,25 T)/42,5 cho T ≤ (1275,25 + 2,827 P), D = X(Ca)Ol/ X(Ca)Cpx Áp suất đƣợc ƣớc tính khoảng ± 0,17GPa, nhiệt độ cao khoảng sai số lớn Cách tính áp suất cho kết không đáng tin cậy plagioclase-lherzolit thực tế tỉ số X (Ca)Ol/X (Ca)Cpx bị ảnh hƣởng trình trình biến đổi lớp vỏ Nhiệt độ áp suất kết tinh hai pyroxen đƣợc tính tốn theo Putirka (2008) 46 Kết tính tốn nhiệt độ-áp suất kết tinh cặp clinopyroxen orthopyroxen dựa vào thành phần hóa học pyroxen đƣợc thể bảng 3.12 cho thấy: theo Brey Kohler (1990) nhiệt độ kết tinh Cpx-Opx khoảng từ 1043,95-1129,38oC áp suất từ 0,22-3,09kbar Trong đó, theo Putirka (2008) nhiệt độ kết tinh Cpx-Opx nằm khoảng từ 1050,31-1188,63oC áp suất từ 1,87-6,52kbar Nhiệt độ kết tinh solidus pyroxen lherzolit websterit olivin theo Lindsley (1983) đƣợc thể hình 3.12 cho thấy có biến động nhiệt độ từ 900oC-1150oC tập trung chủ yếu khoảng từ 1000oC đến 1100oC Theo Polyakov nnk (1996), nhiệt độ kết tinh solidus pyroxen khu vực đới cấu trúc Sông Hiến nằm khoảng từ 1200oC plagioperidotit đến 900oC diaba Nhƣ vậy, nhiệt độ kết tinh solidus pyroxen lherzolit websterit olivin khối Khuổi Giàng tƣơng đồng với nhiệt độ kết tinh solidus pyroxen khối khác đới Sơng Hiến Ngồi ra, sử dụng biểu đồ ba thành phần Or-Ab-An (Seck, H.A., 1971) hình 3.13, nhiệt độ kết tinh plagioclas gabbro olivin lherzolit đƣợc ƣớc tính khoảng xấp xỉ 650°C Tóm lại: dựa vào kết tính tốn nhiệt-áp hai pyroxen nhiệt độ kết tinh plagioclas đá khu vực nghiên cứu đƣợc kết tinh nhiệt độ khoảng từ 650oC đến 1188oC, áp suất từ 1,87-6,52kbar Dựa vào kiến trúc đá đặc điểm khống vật thấy: olivin tự hình pyroxen plagioclas Nhƣ vậy, trình tự kết tinh khoáng vật lần lƣợt OlCPx+OpxPl đƣợc kết tinh khoảng nhiệt độ 650-1188oC, áp suất dao động 1,87-6,52kbar 47 Bảng 3.12 Kết tính toán nhiệt độ-áp suất cặp Cpx-OPx khối Khuổi Giàng Brey and Kohler (1990) Putirka (2008) RiMG T (oC) P(kbar) T(oC) P(kbar) 1061,05 1,51 1121,13 4,35 1118,70 2,36 1168,05 5,51 1111,92 1,82 1163,09 4,71 1125,63 2,30 1173,86 4,99 S16-17/2 1122,14 2,59 1186,94 5,74 Lherzolit 1109,42 1,96 1175,94 4,84 1122,51 2,35 1178,23 5,38 1127,34 3,09 1188,63 6,52 1129,38 2,26 1172,80 5,83 1074,90 2,13 1131,78 3,55 1109,10 1,24 1148,53 4,28 1093,31 0,54 1129,90 3,83 1079,43 0,98 1110,07 3,34 1055,62 0,37 1105,90 3,18 1070,77 0,27 1102,28 2,28 1084,24 0,62 1114,48 3,17 1100,86 0,60 1125,39 3,30 1082,14 0,28 1106,56 2,66 1043,95 0,22 1050,31 1,87 S16-21 Websterit olivin 48 Hình 3.12: Biểu đồ ước lượng nhiệt độ kết tinh Wo-En-Fs pyroxen 5kbar đá khu vực khối Khuổi Giàng (theo Lindsley, D.H.,1983) Hình 3.13: Biểu đồ ước lượng nhiệt độ kết tinh Or-Ab- An plagioclas đá khu vực khối Khuổi Giàng (theo Seck, H.A., 1971) 49 3.4.2 Môi trường kiến tạo hình thành nên đá khối Khuổi Giàng Đặc trƣng đá mafic-siêu mafic khu vực nghiên cứu giàu nguyên tố LIL Điều chứng tỏ nguồn magma bị hỗn nhiễm vật chất vỏ (Hugh R R., 1993) Ngoài ra, việc giàu nguyên tố LIL với việc giàu nguyên tố LREE chúng sản phẩm fluids từ mảng hút chìm đại dƣơng/hoặc trầm tích vào manti Thêm vào đó, việc nghèo nguyên tố Nb, Ta Sr cho thấy nguồn magma bị hỗn nhiễm vật chất vỏ (Hugh R R., 1993) Dị thƣờng âm Nb Ta giải thích q trình tƣơng tác dung thể manti nghèo có chứa thể sót rutil suốt q trình nóng chảy vật liệu hút chìm và/hoặc liên quan đến tính khơng linh động Nb Ta so với REE nguyên tố khác fluids có nguồn gốc từ máng hút chìm (Kelemen nnk, 2003) Nguồn magma bị hỗn nhiễm vật chất vỏ trình hút chìm bị hỗn nhiễm lớp vỏ Dựa vào tỉ số Nb/U khoảng từ 4,70-5,05 thấp nhiều so với lớp vỏ (khoảng 9) Nhƣ vậy, cho thấy việc nguồn magma bị hỗn nhiễm vật chất lớp vỏ không rõ ràng Đặc trƣng olivin pyroxen đá khu vực nghiên cứu thấp magie cao canxi điều chứng tỏ nguồn magma có liên quan với hút chìm Ngồi ra, có mặt phologopit horblend (các khống vật tạo đá có chứa nƣớc) hầu hết mẫu đá mafic-siêu mafic chứng minh chúng sản phẩm hoạt động magma có liên quan tới hút chìm (Himmelberg Loney, 1995) Ngơ Xn Thành (2014), đá mafic-siêu mafic Nguyên Bình Hịa An đới cấu trúc sơng Hiến có liên quan đến q trình hút chìm Thêm vào đó, Trần Trọng Hịa (2016) đá siêu mafic, mafic nhƣ felsic đới sông Hiến chứng tỏ tồn magma liên quan đến chất có đặc tính địa hóa đới hút chìm dựa vào biểu nghèo kiệt Nb, Ta, Sr, Ti có tính xun suốt tất đá magma thuộc khu vực 50 KẾT LUẬN Khối Khuổi Giàng có nhóm thạch học: websterit olivin lherzolit kiến trúc dạng porphyr, gabbronorit, gabbro olivin Olivin đá mafic-siêu mafic khu vực nghiên cứu có thành phần ổn định chủ yếu chrysolit Olivin có hàm lƣợng NiO, CaO tƣơng đối cao hàm lƣợng MgO thấp Clinopyroxen có thành phần hố học tƣơng ứng với augit (gần với augit-diopsid En47,45-51,30Wo36,61-43,44Fs8,15-11,29) Orthopyroxen có thành phần tƣơng ứng với enstantit-bronzit Wo3,33-4,58En78,98-79,87 Fs15,98-16,98 Đặc trƣng pyroxen khu vực nghiên cứu thấp MgO, cao canxi CaO Plagioclas có thành phần tƣơng ứng với labradorit-bytownit Quặng hóa sulfid khối Khuổi Giàng đƣợc chia làm kiểu ban tinh: ban tinh thành phần pyrotin lục giác + pentlandit Fe5Ni4S8 + chalcopyrit, ban tinh thành phần troilit + pentlandit Fe6Ni3S8 + chalcopyrit Các đá mafic-siêu mafic khu vực nghiên cứu, có đặc trƣng cao magie, thấp titan, tƣơng đối thấp nhôm thấp kiềm Giàu nguyên tố đất nhẹ nguyên tố đất nặng Giàu ngun tố lithophil có bán kính lớn nghèo nguyên tố có trƣờng lực mạnh Các đá nghiên cứu giàu nguyên tố Cu, Ni, Cr, Mn song tƣơng đối nghèo Zn, Co V Đặc trƣng cho đá siêu mafic có triển vọng quặng hóa sulfua Cu-Ni-PGE Các khống vật đƣợc kết tinh theo trình tự OlCPx+OpxPl nhiệt độ kết tinh khoảng 650-1188oC áp suất dao động 1,87-6,52kbar Các đá magma khối Khuổi Giàng đƣợc hình thành từ manti thạch có liên quan tới tham gia vật liệu hút chìm 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Văn Chiển, Trịnh Ích, Phan Trƣờng Thị (1973), Thạch học, Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Nguyễn Thế Cƣơng, Lê Văn Đức, Dƣơng Quang Huy, Hồng Văn Khoa, Trần Trọng Hịa, Nguyễn Văn Phong (2000), Đo vẽ đồ địa chất tìm kiếm khống sản nhóm tờ Cao Bằng-Đơng Khê tỷ lệ 1:50.000, Liên đoàn địa chất miền bắc Dovjikov A.E nnk (1965), Địa chất miền bắc Việt Nam, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội Trần Trọng Hòa (chủ biên) (2005), Hoạt động magma nội mảng lãnh thổ Việt Nam khoáng sản liên quan, Báo cáo tổng kết đề tài hợp tác Việt-Nga theo nghị định thƣ (2002-2004), lƣu trữ TT KHCN QG Trần Trọng Hòa (2011), Hoạt động magma sinh khoáng nội mảng Miền Bắc Việt Nam, Nhà xuất khoa học Tự nhiên Cơng nghê, Tr.364 Trần Trọng Hịa (2017), Thạch luận khả chứa quặng (Ni-Cu-PGE) xâm nhập mafic-siêu mafic phức hệ Cao Bằng (Miền bắc Việt Nam) mối liên quan tới tỉnh thạch học lớn Emeishan, Đề tài hợp tác với quỹ nghiên cứu Nga (2016-2017) Trần Đức Lƣơng, Nguyễn Xuân Bao (1989), Địa chất Việt Nam, Thuyết minh đồ địa chất Việt Nam, tỷ lệ 1:500.000, Tổng cục mỏ địa chất, Hà Nội Polyakov G V., Nguyễn Trọng m, Balykin P.A., Trần Trọng Hịa, Hồng Hữu Thành, Trần Quốc Hùng, Ngô Thị Phƣợng, Petrova T.E., Vũ Văn Vấn (1996), Các thành tạo mafic-siêu mafic Pecmi-Triat miền Bắc Việt Nam, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Phan Trƣờng Thị (2005), Thạch học đá magma, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, Tr.143 10 Trịnh Long (2015), Khoáng vật tạo đá, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 52 11 Trần Văn Trị Vũ Khúc (Đồng chủ biên) (2009), Địa chất Tài nguyên Việt Nam, Nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ, Tr.589 Tiếng Anh: 12 Cox K.G., Bell J.D and Pankhurst R.J (1979), “The interpretation of igneous rocks”, George, Allen and Unwin, London 13 De la Roche H., Leterrier J., Grande Claude P and Marchal M., A (1986) “Classification of volcanic and plutonic rocks using R1-R2 diagrams and major element analyses-its relationships and current nomenclature”, Chemical Geology, Vol 29, p.183-210 14 Deer, W.A., Howie, R.A and Zussman, J (1991), “An Introduction to Rock Forming Minerals”, Longman, 528 p 15 Dean M.H., (1998), Platinum-group element mineralisation in Australian Precambrian layered mafic- ultramafic intrusions, AGSO Journal of Australian Geology & Geophysics, 17(4), 139- 151 16 Glotov A.I., Polyakov G.V, Tran Trong Hoa, Ngo Thi Phuong, Izokh A.E., Kovyazin V., Balykin P.A., Hoang Huu Thanh, Bui An Nien, Pham Thi Dung (2004), “The Late Permian Cao Bằng PGE-Cu-Ni bearing complex of the Sông Hiến structure, Northeastern Việt Nam”, Journal Geology, series B., No 23, p.89-98 17 Harker A (1909), “The natural history of igneous rocks”, Methuen, London 18 Himmelberg, G.R., Loney, R.A (1995), “Characteristics and Petrogenesis of Alaskan-type Ultramafic–Mafic Intrusions, Southeastern Alaska” US Geological Survey Professional, paper 1564, 47p 19 Hugh R.R., (1993), Using geochemical data: Evaluation, presentation, interpresentation, Longman 20 Izokh A.E., Polyakov G.V, Tran Trong Hoa, Balykin P.A., Ngo Thi Phuong (2005), “Perminan-Triassic ultramafic-mafic magmatism of Northern Vietnam and Southern China as expression of plume magmatism”, Russsian Geology and Geophysics, Vol.46, No.9, p.942-951 53 21 Irvine T.N and Baragar W.R.A (1971), “A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks”, Can J.Earth Sciene, Vol 8, p.523-548 22 John D Winter (2001), “An introduction to igneous and metamorphic petrology”, Prentice Hall 23 Kelemen, P.B., Hanghoj, K., Greene, A.R (2003), “One view of the geochemistry ofsubduction-related magmatic arcs, with emphasis on primitive andesite and lower crust” In: Rudnick, R.L (Ed.), The Crust, vol Elsevier, pp 593–659 24 Le Maitre, R W (2005), “Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms: Recommendations of the International Union of Geological Sciences Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks”, 2nd Edition, Cambridge University Press 25 Le Zhang, Zhong-Yuan Ren, Christina Yan Wang (2017), Melt inclusions in the olivine from the Nantianwan intrusion: Implications for the parental magma of Ni-Cu-(PGE) sulfide-bearing mafic-ultramafic intrusions of the 260 Ma Emeishan large igneous province (SW China), Journal of Asian Earth Science, 134 (2017) 72–85 26 Lindsley, D.H (1983), “Pyroxen Thermometry”, American Mineralogist, 68, 477-493 27 Middmost E.A.K (1975), “Magmas and Magmatic rocks”, Longman, London 28 Morimoto, N., Fabries J., Ferguson, A.K., Ginzburg, I.V., Ross, M., Seifert, F.A., Zussman, J., Akoi, K and Gottaridi, G (1988), “Nomenclature of Pyroxens”, Mineralogical Magazine, 65, 1-28 29 Ngo Xuan Thanh, Tran Thanh Hai, Nguyen Hoang, Vu Quang Lan, Sanghoon Kwon, Tetsumaru Itaya, M Santoshet (2014), “Backarc mafic–ultramafic magmatism in Northeastern Vietnam and its regional tectonic significance”, Journal of Asian Earth Sciences, Vol90, p.45–60 30 Putirka, K.D (2008), “Thermometera and Barometers for Volcanic Systems”, Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 69, 61-120 54 31 Reed.S.J (1996), “Electron Microprobe analysis and scanning electron microscopy in Geology”, second edition, Cambrigde 32 Seck, H.A (1971), “Koexistierende Alkalifeldspate and Plagioklase in System NaAlSi3O8-KAlSi3O8-CaAl2Si2O8 Temperature 650oC to 900oC”, Neues Jahrbuch für Mineralogie Abhandlungen, 115, 315-345 33 Sergey F.S., Nadezhda A.K., Viktor A.R., Kreshimir N.M., Vadim V.D., Valery A F., (2014), Ultramafic-mafic intrusions, volcanic rocks and PGE-CuNi sulfide deposits of the Noril’sk Province, Polar Siberia 34 Sun, S.S and McDonough, W.F (1989), “Chemical and isotopic systematis of oceanic basalts; implications for mantle composition and processes”, Geological Society of London, London 42: 313-345 35 Streckeisen A L., (1974), “Classification and nomenclature of plutonic rocks”, Geol Rundschau, 63, 773-786 36 Svetlitskaya T.V., Nevolko P A., Thi Phuong Ngo, Trong Hoa Tran, Izokh A E , Shelepaev R.A , An Nien Bui, Hoang Ly Vu (2017), “Small-intrusionhosted Ni-Cu-PGE sulfide deposits in northeastern Vietnam: Perspectives for regional mineral potential”, Ore Geology Reviews,Vol 86, p 615–623 37 Tran Trong Hoa, Polyakov G.V , Tuan-Anh Tran, Borisenko A S., Izokh A E Balykin P A., Thi-Phuong Ngo, Thi-Dung Pham (2016), Intraplate Magmatism and Metallogeny of North Vietnam, Spinger 38 Vaillancourt C., Sproule R.A., MacDonald C.A and Lesher C.M., (2003), Investigation Implications of for Mafic–Ultramafic Platinum Group Intrusions Element in Ontario Mineralization: and Operation Treasure Hunt, Ontario Geological Survey 39 Wager, L.R and Deer, W.A (1939), The Petrology of the Skaergaard Intrusion, Kangerdlugssuak, East Greenland, Meddel om Grenland, 105, 1-352 40 Wang, D.H., Luo, Y.N., Fu, D.M., Chu, Y.S., 2001 Petrochemistry and ore potentiality of the Mafic-Ultramafic Rocks in the Yangliuping Cu-Ni-PGF Mine, Sichuan Province Acta Geos Sin 22, 135–140 55 41 Wang, M., Zhang, Z.C., Encarnacion, J., Hou, T., Luo, W.J., (2012), Geochronology and geochemistry of the Nantianwan mafic-ultramafic complex, Emeishan large igneous province: metallogenesis of magmatic Ni-Cu sulphide deposits and geodynamic setting Int Geol Rev 54, 1746–1764 42 Wang, C.Y., Zhou, M.F., Keays, R.R., (2006), Geochemical constraints on the origin of the Permian Baimazhai mafic-ultramafic intrusion, SW China Contrib Mineral Petrol 152, 309–321 Internet: 43 https://crustal.usgs.gov/laboratories/icpms/intro.html 56 ... tích mẫu EPMA thạch học 16 CHƢƠNG ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CÁC ĐÁ MAFIC- SIÊU MAFIC KHỐI KHUỔI GIÀNG 3.1 Đặc điểm thạch học Để nghiên cứu đặc điểm thạch học đá mafic- siêu mafic khối Khuổi Giàng... Nguyễn Thị Ninh ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC, KHỐNG VẬT VÀ ĐỊA HĨA CÁC ĐÁ MAFIC- SIÊU MAFIC KHỐI KHUỔI GIÀNG, CAO BẰNG Chuyên ngành: Khoáng vật học địa hóa học Mã ngành học: 600440205 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA... khoa học với tiêu đề ? ?Đặc điểm thạch học, khống vật địa hóa đá mafic- siêu mafic khối Khuổi Giàng, Cao Bằng? ?? Mục tiêu đề tài  Làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất khối Khuổi Giàng Nội dung