Mục tiêu tổng quát của luận án là làm rõ đặc điểm biến dạng kiến tạo (dẻo và dòn) và xác định được cấu trúc địa chất của khu vực nghiên cứu. Xác lập lịch sử các giai đoạn hoạt động kiến tạo lớn của khu vực rìa bắc khối Kon Tum.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lƣờng Thị Thu Hoài LỊCH SỬ HOẠT ĐỘNG BIẾN DẠNG KIẾN TẠO KHU VỰC RÌA BẮC KHỐI KON TUM Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 9440201.01 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội – 2019 Cơng trình đƣợc hồn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Văn Vƣợng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ họp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN vào hồi:………… , ngày… tháng …… năm 2019 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, ĐHQGHN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Khu vực Kon Tum lân cận tạo thành phần trung tâm địa khối Indochina, nơi lộ đá biến chất trình độ cao khu vực Đông Dương Các nghiên cứu, đo vẽ thành lập đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 1:50.000 cho thấy đá biến chất lộ khu vực Kon Tum thuộc loại nhiệt độ cao Tuổi biến chất biến dạng dẻo công bố năm gần cho thấy có khoảng tuổi: khoảng 240-250 Tr.n khoảng tuổi 440-470 Tr.n Các cơng trình nghiên cứu biến dạng kiến tạo nhà khoa học Pháp cộng Khoa Địa chất, trường Đại học Khoa học Tự nhiên 25 năm qua cho thấy, từ Sông Mã đến Kon Tum, hoạt động trượt xảy liên quan đến chuyển động kiến tạo Indosini diễn rộng khắp Đông Dương Trung Quốc Tuy nhiên, đặc điểm phân bố hình học cấu trúc khu vực có cơng bố Mối quan hệ hoạt động biến chất cao kèm theo chuyển động trượt dọc đới xiết trượt Trà Bồng, Khâm Đức, Đà Nẵng-Đại Lộc động học (kinematics) giai đoạn kiến tạo xảy khu vực Kon Tum câu hỏi bỏ ngỏ từ nhiều thập kỷ chưa có câu trả lời Việc làm sáng tỏ vấn đề hình học cấu trúc lịch sử hoạt động kiến tạo khu vực nghiên cứu cung cấp hiểu biết địa chất kiến tạo khu vực Đơng Dương nói riêng Đơng Nam Á nói chung, đồng thời cung cấp sở để định hướng cơng tác tìm kiếm khống sản giảm thiểu tai biến liên quan Mục tiêu luận án - Làm rõ đặc điểm biến dạng kiến tạo (dẻo dòn) xác định cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu - Xác lập lịch sử giai đoạn hoạt động kiến tạo lớn khu vực rìa bắc khối Kon Tum Phạm vi đối tƣợng nghiên cứu - Vùng nghiên cứu luận án khu vực rìa bắc khối Kon Tum giới hạn khối granitoid Đại Lộc phía bắc, phía tây đến biên giới Việt-Lào, phía đơng đến hết phần đất liền phía nam đứt gãy Kon Tum-Ba Tơ Đối tượng nghiên cứu luận án cấu trúc địa chất hình thành giai đoạn chuyển động kiến tạo khác khu vực rìa bắc khối Kon Tum Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu xác định đặc trưng hình học cấu trúc sở nghiên cứu biến dạng dẻo biến dạng dòn khu vực nghiên cứu - Nghiên cứu động học trình chuyển động kiến tạo - Nghiên cứu xác định tuổi giai đoạn chuyển động kiến tạo để lại dấu ấn đá biến chất, biến dạng dẻo - Xác lập lịch sử giai đoạn chuyển động kiến tạo khu vực nghiên cứu Cơ sở tài liệu luận án a Số liệu NCS thực - Số liệu thực địa nghiên cứu sinh thu thập qua đợt thực địa, đợt 30 ngày từ 7/2013-7/2019 toàn vùng nghiên cứu - Kết tuổi đồng vị U/Pb 06 mẫu migmatite phân tích Viện Địa chất Địa vật lý, Viện Hàn lâm KH&CN Bắc Kinh - Kết tuổi đồng vị Ar/Ar 09 mẫu gneiss 01 mẫu granit Đại học Quốc gia Đài Loan - Kết phân tích 50 mẫu lát mỏng thạch học định hướng - Kết tính tốn trạng thái cổ ứng suất Cenozoi đến Đệ tứ b Tài liệu bố nước - Kết đo vẽ thành lập đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1/200.000 1/50.000 bao trùm toàn khu vực nghiên cứu - Các đề tài nghiên cứu, báo công bố ngồi nước tạp chí uy tín Các luận điểm bảo vệ 6.1 Luận điểm Khối Kon Tum có cấu trúc phức hệ nhân biến chất (metamorphic core complex) có phần nhân đá bị biến chất đa pha trồi lộ từ phần vỏ giai đoạn Permi-Trias - 6.2 Luận điểm Khu vực nghiên cứu trải qua giai đoạn chuyển động kiến tạo lớn: - Chuyển động kiến tạo giai đoạn Ordovic-Silua gắn kết khối Nam Việt Nam khối Việt-Lào dọc đới khâu Tam Kỳ-Phước Sơn Di chuyển động cấu trúc biến chất, migmatit bảo tồn rõ nét phía đơng Ngọc Linh (khu vực Sơng Re), phía tây đới đứt gãy Pơ Kơ-Sa Thầy - Chuyển động kiến tạo Permi-Trias làm tái biến chất trồi lộ đá hình thành từ giai đoạn Ordovic-Silua từ vỏ để hình thành cấu trúc vịm biến chất phức Kon Tum với phần nhân bị migmatit hóa mạnh khu vực Ngọc Linh, Tu Mơ Rong, Sơn Tây, Trà My, Phước Chánh, Chu Lai… kết thúc hoạt động trượt phải dọc đới xiết trượt phương vĩ tuyến - Chuyển động kiến tạo Cenozoi đặc trưng trạng thái ứng suất trượt với phương trục nén ép cực đại sigma xoay theo chiều kim đồng hồ từ phương đông tây, sang tây bắc đông nam, bắc nam, đông bắc tây nam tạo nên tiến hóa trường ứng suất kiến tạo trượt từ Oligocen đến Đệ tứ Các điểm luận án - Làm rõ thêm đặc điểm, trình hình thành đới khâu Tam KỳPhước Sơn chuyển động hút chìm, va chạm tạo núi OrdovicSiluar khối Nam Việt Nam khối Việt-Lào - Chứng minh cấu trúc địa chất khối Kon Tum phức hệ nhân biến chất sinh giai đoạn đầu chuyển động kiến tạo Permi-Trias - Xác định trường ứng suất kiến tạo trượt tác động lên khu vực nghiên cứu trường ứng suất xoay theo chiều kim đồng hồ tiến hóa qua giai đoạn từ Oligocene đến Đệ tứ Ý nghĩa khoa học thực tiễn Kết luận án làm rõ đặc điểm giai đoạn chuyển động kiến tạo để hình thành nên cấu trúc khu vực nghiên cứu cung cấp thêm hiểu biết lịch sử phát triển địa chất Việt Nam Kết nghiên cứu luận án cung cấp sở khoa học định hướng cho cơng tác tìm kiếm khống sản liên quan đến giai đoạn chuyển động lớn giai đoạn Paleozoi sớm Permi-Trias giảm thiểu tai biến liên quan đến hoạt động đứt gãy Cenozoi Cấu trúc luận án Kết nghiên cứu NCS trình bày chương khơng kể phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, bao gồm: Chương Đặc điểm khu vực rìa bắc khối Kon Tum vấn đề nghiên cứu Chương Phương pháp luận phương pháp nghiên cứu Chương Đặc điểm biến dạng kiến tạo cấu trúc địa chất khu vực rìa bắc khối Kon Tum Chương Lịch sử hoạt động biến dạng kiến tạo khu vực rìa bắc khối Kon Tum CHƢƠNG ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC RÌA BẮC KHỐI KON TUM VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu 1.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo Vùng nghiên cứu có địa hình cao, bị phân cắt mạnh mạng lưới sông suối dày đặc, ngắn dốc phần trung tâm, phía tây bắc tây nam Địa hình giảm thấp nhanh phẳng dải ven biển phía đơng Xu chung địa hình vùng nghiên cứu thoải dần từ tây sang đông 1.1.2 Đặc điểm thủy văn Vùng nghiên cứu bị phân cắt mạnh mạng lưới sông suối dày đặc, ngắn dốc hệ thống sông Vu Gia-Thu Bồn địa phận tỉnh Quảng Nam, sông Trà Bồng, sông Trà Khúc, sông Vệ, sông Trà Câu địa phận tỉnh Quảng Ngãi sông Sê San tỉnh Kon Tum 1.2 Đặc điểm địa chất Về mặt địa chất, khu vực nghiên cứu luận án có mặt thành tạo trầm tích, magma, biến chất có tuổi khác (Hình 2) Hình 1: Sơ đồ địa chất vùng nghiên cứu (Phan, 2009) 1.3 Vấn đề nghiên cứu 1.3.1 Lịch sử nghiên cứu địa chất khối Kon Tum Hoạt động nghiên cứu tìm kiếm khống sản khu vực nghiên cứu người Pháp thực từ cuối kỷ 19 Đến nay, khu vực nghiên cứu hoàn thành đo vẽ đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1:500.000, 1:200.000 1:50.000 Các nghiên cứu thạch luận chủ yếu tập trung vào thành tạo trầm tích biến chất phức hệ Khâm Đức-Núi Vú Quảng Nam (Thị and Bao, 1983; Long and Thị, 1986; Thị and Dũng, 1996) Các nghiên cứu thạch luận đá biến chất hệ tầng Khâm Đức có cơng trình Nguyễn Xn Bao nnk (Bao et al., 1982) Trịnh Long (Long, 1986a, 1995), Trần Tất Thắng năm 1987 “Địa tầng Thạch luận phức hệ biến chất Kan Nack, Ngọc Linh khối nhô Kon Tum” (Thắng, 1987b), thạch luận đá biến chất phía tây nam khối Kon Tum Lê Tiến Dũng (Dũng, 1996) Các nghiên cứu đầy đủ đặc trưng điều kiện nhiệt độ, áp suất tuổi biến chất khu vực Kon Tum đẩy mạnh công bố vào thập niên 2000 trở lại nhà nghiên cứu Nhật Bản, điển hình Osanai, Nakano, Usuki nnk với nhà địa chất Việt Nam (Osanai et al., 2001; Nakano et al., 2007; Usuki et al., 2009; Nakano et al., 2013) Vũ Văn Tích nnk (2013) xác định đặc điểm tiến hóa đá metapellite khu vực Kun Tum với đặc trưng nhiệt độ cao (Tích et al., 2013) Các cơng trình nghiên cứu thạch luận đá magma xâm nhập phun trào Paleozoi muộn, Mesozoi khống hóa liên quan có cơng trình Nguyễn Kinh Quốc năm 1990 Nguyễn Văn Thuấn (Quốc, 1990; Thuấn et al., 1994) Nghiên cứu magma siêu mafic rìa bắc khối Kon Tum có cơng trình nghiên cứu Lê Thành năm 1985 (Thành, 1985), cơng trình nghiên cứu địa hóa khống vật đá siêu mafic phức hệ Hiệp Đức (Dung et al., 2006; Izokh et al., 2006), “Các thành tạo magma xâm nhập granitoid địa khối Kon Tum” (Trung, 1996), đặc điểm hoạt động magma trung tính đến axit khu vực Trường Sơn Kon Tum (Hòa et al., 2005; Hoa et al., 2008) Các nghiên cứu xác định tuổi U/Pb cho khối magma, phức hệ biến chất khu vực nghiên cứu luận án năm gần tương đối phong phú Tuổi 254 tr.n U/Pb SHRIMP đá phức hệ Kan Nak Trần Ngọc Nam nnk công bố 2001 (Nam et al., 2001) Tuổi hoạt động biến chất magma charnokite kèm Kan Nak khẳng định tuổi zircon U/Pb Carter Nagy (Carter et al., 2001; Nagy et al., 2001) khu vực Sông Biên Roger nnk (Roger et al., 2007) Các nghiên cứu tuổi nguội lạnh phương pháp Ar/Ar cho kết tương tự (Maluski et al., 2005) Các nghiên cứu tuổi thể granit dạng thấu kính chứa garnet phức hệ Plei Man Ko nằm xen đá biến chất phức hệ Kan Nak đá Bùi Minh Tâm nnk (2009) cho tuổi 295 tr.n (Tâm et al., 2009) Nghiên cứu tuổi monazite đá granit chứa garnet granit chứa pyroxene khu vực Sông Ba Owada nnk cho giá trị tuổi U/Pb 260 nhân 230 rìa hạt khống vật (Owada et al., 2007) Về phía tây Kon Tum, cơng bố Gadner nnk 2017 cho thấy hoạt động magma Paleozoi sớm liên quan đến hoạt động hút chùm cổ (Gardner et al., 2017) Nghiên cứu tuổi khối Bến Giằng cho khoảng tuổi tập trung giai đoạn Permi (Sang, 2011) Silur (479 tr.n) (Hieu and Trung, 2016) Tuổi mẫu gneiss thuộc phức hệ Chu Lai khu vực Khâm Đức Đinh Quang Sang cho tuổi từ 426 đến 444 tr.n (Sang, 2017) Nghiên cứu tuổi migmatite Sông Re Trần Ngọc Nam zircon U/Pb cho giá trị 436 tr.n (Nam, 2004) Nghiên cứu Nguyễn Minh Quyền nnk thành tạo magma tonalitetrondhjemit nằm xen kẹp đá trầm tích biến chất cho thấy chúng có đặc điểm granit kiểu cung đảo đại dương có tuổi U/Pb 518502 tr.n (Quyen et al., 2019) 1.3.2 Vấn đề nghiên cứu luận án Trên bình đồ cấu trúc ngày nay, khu vực Đông Nam Á tổ hợp tiểu lục địa (micro continents), địa khu (continental terranes), khối (blocks) hay mảnh lục địa (fragments) tách từ siêu lục địa Gondwana cung đảo núi lửa, bao gồm địa khu/khối: Tây Burma, Hoa Nam, Đông Dương, Sibumasu, Tây Sumatra, Tây Nam Borneo nhiều vi mảng khác Hình 2: Bình đồ cấu trúc khu vực Đông Nam Á (Metcalfe, 2013) Khối Kon Tum, Việt Nam phần quan trọng, nằm phía đơng địa khu Đơng Dương, nơi đá có trình độ biến chất cao (tướng granulit) trồi lộ coi phần đá móng địa khu Cho đến nay, có nhiều cơng bố tác giả nước tập trung vào nghiên cứu đặc điểm thạch học, thạch luận đá mafic, siêu mafic phức hệ Hiệp Đức, Plei Weik phía tây đứt gã Po Ko-Sa Thầy, đá biến chất phức hệ Ngọc Linh, Kan Nak, Khâm Đức, nghiên cứu tuổi biến chất, tuổi biến dạng, tuổi hoạt động magma xâm nhập, nghiên cứu cấu trúc chuyển động kiến tạo để hình thành nên cấu trúc khối Kon Tum mối quan hệ cấu trúc với chuyển động kiến tạo xảy chưa làm sáng rõ Việc làm sáng tỏ vấn đề hình học cấu trúc lịch sử hoạt động kiến tạo, hình thành đá biến chất bậc cao khu vực Kon Tum cung cấp hiểu biết địa chất kiến tạo khu vực Đơng Dương nói riêng Đơng Nam Á nói chung, đồng thời cung cấp sở để định hướng cơng tác tìm kiếm khống sản giảm thiểu tai biến liên quan Vì vậy, NCS lựa chọn đề tài nghiên cứu “Lịch sử hoạt động biến dạng kiến tạo khu vực rìa bắc khối Kon Tum” với hai mục tiêu chính: i) Làm rõ đặc điểm biến dạng kiến tạo (dẻo dòn) xác định cấu trúc địa chất khu vực rìa bắc khối Kon Tum ii) Xác lập lại lịch sử giai đoạn hoạt động kiến tạo lớn khu vực rìa bắc khối Kon Tum sở xác định tuổi biến chất biến dạng đá xen kẽ lớp thạch anh feldspar Cấu trúc mặt phiến đá migmatit phức hệ Ngọc Linh đặc trưng mặt phiến đới mylonite (folliated migmatite) - Các mặt phiến S1 thường chứa lineation L1 phương kéo dài khoáng vật biotite feldspar tồn dạng porphyroclasts Lineation xác định toàn đá biến chất phức hệ Khâm Đức-Núi Vú, phức hệ Ngọc Linh phân bố rìa vùng nghiên cứu ổn định phương 120-140 độ chúng bị xóa đá bị nóng chảy mức độ cao - Trên tồn vùng nghiên cứu, phức hệ Khâm Đức Ngọc Linh, mặt phiến S1 vùng trung tâm có phương ổn định đơng-tây, mặt phiến uốn lượn hướng cắm chủ yếu nam, đổi bắc thể cấu trúc uốn nếp hình thành sau q trình nâng tạo vịm Ngọc Linh Phần trình bày chi tiết Chương - Ở rìa phía đơng phức hệ Ngọc Linh, đoạn từ Quảng Ngãi đến Ba Tơ, mặt phiến S1 chuyển phương bắc-nam, đổ thoải hướng đông Ở rìa phía tây nam phức hệ Ngọc Linh, đoạn từ Kon Tum đến Đăk Tô, mặt phiến S1 chuyển phương tây bắc-đơng nam cắm dốc tây nam Tồn rìa phía tây, từ Đắc Tơ theo đứt gãy Po Ko-Sa Thầy Khâm Đức đến biên giới Việt-Lào, mặt phiến chuyển phương kinh tuyến cắm tây - Tồn đới mylonit-siêu mylonit có bề dày vài chục mét đến vài kilomet, góc cắm thoải đá biến chất phức hệ Khâm Đức-Núi Vú dọc đứt gãy Tam KỳPhước Sơn (110 45N), đá migmatit phức hệ Ngọc Linh dọc sông Re (020 20E) dọc đứt gãy Kon Tum-Ba Tơ (080 35S) Đặc điểm phân bố mặt phiến S1 nhƣ cho phép xác định vùng nghiên cứu có cấu trúc dạng vòm (dome) 3.2.2 Tuổi biến chất xác định ranh giới kiến tạo phân chia cấu trúc Các công bố tuổi biến chất khoảng 30 năm trở lại nhiều tác giả cho thấy khu vực Kon Tum tồn giai đoạn biến chất là: giai đoạn Paleozoi sớm (460- 420 Tr.n) giai đoạn Permi-Trias (250-220 Tr.n) Để có sở xác định thời gian xảy 12 chuyển động kiến tạo gây nên trình biến chất kèm với migmatite xác định ranh giới cấu trúc, NCS lựa chọn mẫu migmatite (anatectite restite) để tiến hành phân tích tuổi U/Pb cho khống vật zircon mẫu đá biến chất, 01 mẫu granit không biến dạng mặt cắt Tu Mơ Rơng-Nam Trà My thuộc đỉnh vịm Ngọc Linh để phân tích tuổi Ar/Ar Ở phần này, NCS sử dụng kết tuổi phân bố tuổi đá biến chất nhằm mục đích xác định ranh giới phân vùng cấu trúc Việc phân tích ý nghĩa tuổi biến chất trình kiến tạo trình bày chi tiết Chương Bảng 1: Kết xác định tuổi zircon U/Pb (LA-ICP MS) Số TT Tên mẫu Tên đá Vị trí lấy mẫu Tọa độ lấy mẫu Tuổi (Tr.n) KT 38 Metagabbro Khâm Đức 15.44366 107.84521 254±2 KT 57 Bờ Y KT 91 KT 126a KT 126b KT 142 Anatectic granite Metatextite with mesosome Metagabbrodiorite restite Trà My 14.7305 107.59776 15.00483 108.50844 15.35361 108.23472 457±4 Well foliated migmatite Migmatite Di Lăng 366±2 257±2 257±2 Sông Re Di Lăng 13 15.25011 108.46031 442±3 Bảng 2: Kết xác định tuổi Ar/Ar Kết tuổi TT Tên mẫu Tọa độ lấy mẫu Loại đá Khoáng vật Total age ±2 sigma Mean age ±2 sigma TH16 Vĩ độ 14.7828 Kinh độ 107.9017 Gneiss Biotite 250.5 0.8 248.8 6.2 TH16/2 14.7828 107.9017 Micaschist Biotite 226 0.8 225 19 TH17/1 Cách TH 16 ~500 m Gneiss biotite Biotite 245.2 0.8 242.1 10 TH19 14.7808 107.8968 Gneiss-amphibole Biotite 247.7 0.8 245.9 8.3 TH21/2 14.0013 107.0011 Gneiss-amphibole -garnet Biotite 278.4 282.2 32.8 TH23B 14.0014 107.0010 Post-tectonic granite Biotite 227.7 0.7 228.1 8.2 TH43A 15.0031 108.0079 Foliated granodiorite Amphibol 234.5 2.2 217 40 TH43B 15.0031 108.0079 Biotite 237.9 1.0 234.9 18.0 TH52/1 15.0050 108.0091 paragneiss Biotite 244.4 2.8 246.9 2.6 10 TH55 15.0071 108.0080 Gneiss Biotite 256.5 0.8 254.8 7.3 14 Kết tuổi đồng vị vùng nghiên cứu cho thấy phân bố tuổi đá biến chất vùng nghiên cứu có quy luật sau: - Vùng trung tâm vùng nghiên cứu giới hạn từ đứt gãy Po Ko-Sa Thầy phía tây, khối Bến Giằng phía bắc sơng Re phía đơng ghi nhận tuổi biến chất Paleozoi sớm Permi-Trias Phần trung tâm vùng gồm phức hệ Ngọc Linh phức hệ Chu Lai chủ yếu ghi nhận tuổi biến chất Permi-Trias - Tồn rìa tây đứt gãy Po Ko-Sa Thầy ghi nhận giai đoạn biến chất Paleozoi sớm - Toàn rìa đơng vùng nghiên cứu kể từ Sơng Re ghi nhận giai đoạn biến chất Paleozoi sớm - Tồn rìa bắc vùng nghiên cứu tính từ khối Bến GiằngQuế Sơn không ghi nhận tuổi biến chất Permi-Trias Sự phân bố tuổi biến chất vùng nghiên cứu cho phép NCS xác định ranh giới kiến tạo có ý nghĩa phân chia cấu trúc phần nhân vòm đá bị biến chất tái biến chấtmigmatit giai đoạn Permi-Trias với đá phần vỏ không bị biến chất/tái biến chất Permi-Trias sau: - Ranh giới phía bắc bất chỉnh hợp kiến tạo phức hệ Khâm Đức với khối Bến Giằng-Quế Sơn - Ranh giới phía đơng đới mylonit-siêu mylonit dọc theo Sông Re - Ranh giới phía nam đới mylonit dọc theo đứt gãy Kon Tum-Ba Tơ - Ranh giới phía tây đới đứt gãy Po Ko-Sa Thầy 3.2.3 Cấu trúc phức hệ nhân biến chất Kon Tum Phân tích đặc điểm hình học cấu trúc phân bố tuổi biến chất đá thuộc vùng nghiên cứu cho phép xác định Khối Kon Tum có cấu trúc phức hệ nhân biến chất (metamorphic core complex) có phần nhân đá bị biến chất đa pha trồi lộ từ phần vỏ giai đoạn Permi-Trias với đặc trưng cấu trúc sau: - Nhân vòm Kon Tum đá đa biến chất-migmatite tuổi Permi-Trias phức hệ Ngọc Linh, phức hệ Chu Lai 15 - - đá biến chất tuổi Paleozoi sớm phức hệ Khâm Đức bị hoạt động biến chất Permi-Trias chồng lên Ranh giới kiến tạo phân chia cấu trúc phần nhân đa biến chất bất chỉnh hợp kiến tạo phức hệ Khâm Đức với khối Bến Giằng-Quế Sơn di đới mylonite phân bố phức hệ Khâm Đức phía bắc, đới mylonite-siêu mylonit dọc Sơng Re phía đơng đới mylonite dọc đứt gãy Kon Tum-Ba Tơ phía nam, ranh giới phía tây trùng với đứt gãy Po Ko-Sa Thầy Phần cánh treo nằm bên nhân đa biến chất bao gồm đá biến chất thấp, đến không biến chất tuổi Paleozoi sớm phía bắc vùng nghiên cứu, tồn đá magma, biến chất trầm tích tuổi Paleozoi sớm phân bố phía tây đứt gãy PoKo-Sa Thầy đá trầm tích, biến chất-migmatit tuổi Paleozoi sớm phía đơng vùng nghiên cứu nằm bên đới mylonit-siêu mylonit dọc Sơng Re Hình 3: Hai mặt cắt bắc-nam vùng nghiên cứu 16 Hình 4: Hai mặt cắt đơng-tây vùng nghiên cứu Hình 5: Sơ đồ minh họa cấu trúc 3D khu vực nghiên cứu 17 CHƢƠNG LỊCH SỬ HOẠT ĐỘNG BIẾN DẠNG KIẾN TẠO KHU VỰC RÌA BẮC KHỐI KOM TUM 4.1 Kết phân tích tuổi đồng vị xác định tuổi chuyển động kiến tạo 4.1.1 Kết phân tích tuổi U/Pb Kết phân tích 150 hạt zircon mẫu migmatit khu vực nghiên cứu cho thấy khu vực nghiên cứu trải qua giai đoạn nóng chảy vỏ 457-442 Tr.n 257-254 Tr.n Trong đó, phức hệ Chu Lai phức hệ Khâm Đức ghi nhận tuổi nóng chảy vỏ 257-254 Tr.n Phần rìa đơng tây vịm Kon Tum bảo tồn cấu trúc hình thành giai đoạn nóng chảy vỏ 457-442 Tr.n data-point error ellipses are 68.3% conf data-point error ellipses are 68.3% conf data-point error ellipses are 68.3% conf 0.046 510 0.082 0.078 280 0.076 0.044 470 0.078 0.074 260 0.040 206Pb/238U 206Pb/238U 206Pb/238U 470 0.042 0.074 0.070 0.072 0.070 430 430 0.068 240 0.038 0.036 0.24 KT38 Concordia Age = 254.3 ±2.2 Ma (95% confidence, decay-const errs included) MSWD (of concordance) = 0.67, Probability (of concordance) = 0.41 0.26 0.28 0.30 KT57 Concordia Age = 456.6 ±3.7 Ma (95% confidence, decay-const errs included) MSWD (of concordance) = 0.46, Probability (of concordance) = 0.50 0.066 0.062 0.48 0.32 0.064 0.52 0.56 data-point error ellipses are 68.3% conf 0.60 0.48 0.64 0.50 0.52 0.54 0.56 207Pb/235U 207Pb/235U KT57 KT91 207Pb/235U KT 38 KT91 Concordia Age = 442.2 ±3.4 Ma (95% confidence, decay-const errs included) MSWD (of concordance) = 1.16, Probability (of concordance) = 0.28 0.066 0.60 0.62 data-point error ellipses are 68.3% conf data-point error ellipses are 68.3% conf 0.044 0.58 0.064 0.044 270 270 390 0.042 0.062 0.040 250 206Pb/238U 206Pb/238U 206Pb/238U 0.042 0.040 250 0.060 370 0.058 0.038 0.038 KT126A Concordia Age = 256.4 ±0.83 Ma (1, decay-const errs included) MSWD (of concordance) = 1.9, Probability (of concordance) = 0.17 230 0.036 0.25 0.27 0.29 207Pb/235U KT126a 0.31 KT126B Concordia Age = 257.1 ±1.2 Ma (1, decay-const errs included) MSWD (of concordance) = 0.027, Probability (of concordance) = 0.87 230 0.036 0.25 0.27 0.29 207Pb/235U KT126b 0.31 0.33 0.056 0.054 0.38 KT142 Concordia Age = 367.0 ±1.2 Ma (1, decay-const errs included) MSWD (of concordance) = 0.061, Probability (of concordance) = 0.81 350 0.40 0.42 0.44 0.46 0.48 207Pb/235U KT142 Hình 6: Biểu đồ Concordia zircon U/Pb mẫu migmatit 4.1.2 Kết phân tích tuổi Ar/Ar Kết phân tích tuổi 40Ar/39Ar 246 hạt đơn khoáng chủ yếu biotite cho thấy khu vực nghiên cứu trả qua chuyển động kiến tạo top to the NW diễn khoảng từ 257 đến 235 Tr.n kết thúc vào 226 Tr.n Kết phù hợp với tuổi chuyển động kiến tạo xác định từ đá migmatite 257 Tr.n 18 4.2 Chuyển động kiến tạo Ordovic-Siluar Chuyển động kiến tạo Ordovic-Siluar xảy khoảng 460420 Tr.n đặc trưng trình hút chìm, khâu nối khối Nam Việt Nam xuống khối Việt-Lào phía bắc dọc theo đới khâu Tam Kỳ-Phước Sơn Di vỏ đại dương thể siêu mafic, mafic Hiệp Đức bị serpentinit hóa trộn lẫn trầm tích biến chất phức hệ Khâm Đức-Núi Vú quan sát Tân An, thủy điện Sông Tranh 4,… Trước chuyển động hút chìm diễn ra, thành tạo trầm tích phun trào phức hệ Khâm Đức-Núi Vú hình thành bối cảnh cung đảo đại dương với tổ hợp thành tạo trầm tích, trầm tích phun trào, xâm nhập tonalit trondhjemit tuổi 518 502 Tr.n (Nguyen et al., 2019) Thời điểm bắt đầu xảy trình hút chìm khối Nam Việt Nam xuống khối Việt-Lào chưa xác định Trong trình hút chìm khối Nam Việt Nam xuống khối Việt-Lào, thành tạo tonalit trondhjemit trở thành thành phần đới lăng trụ bồi kết phát triển bên khối Nam Việt Nam hình thành xâm nhập cung đảo phức hệ granodiorite kiềm vơi Diên Bình Mặc dù hai kết tuổi kết tinh phức hệ (444415 Tr.n) trẻ tuổi biến chất (457-450 Tr.n) xảy giai đoạn sau giai đoạn khâu nối khối Nam Việt Nam khối Việt-Lào song thành tạo tương tự vùng Donken, Lào cách biên giới Việt-Lào khoảng 30km phía tây lại cho tuổi 470 Tr.n (Gardner et al, 2017) Tiếp theo giai đoạn hút chìm giai đoạn va chạm, khâu nối khối Nam Việt Nam khối Việt-Lào dẫn đến trình biến chất, migmatit xảy rộng khắp Hoạt động biến chất diễn khoảng 460 Tr.n để tạo thành tổ hợp biến chất áp suất trung bình, nhiệt độ trung bình q trình migmatit hóa xảy khoảng 450 Tr.n Sản phẩm biến chất giai đoạn chuyển động kiến tạo OrdovicSiluar bảo tồn thành tạo amphibolite phía tây đới đứt gãy Po Ko-Sa Thầy, migmatit Sơng Re rìa đơng vùng nghiên cứu, migmatite An Lão, Hồi Ân (Sơng Biên) phía nam, lân cận vùng nghiên cứu luận án restite mafic, metagabbro, metapellite,… cịn sót lại đá biến chất phức hệ Khâm ĐứcNúi Vú, phức hệ Ngọc Linh phức hệ Chu Lai Giai đoạn cuối va chạm hình thành nên thành tạo granit kiểu S phức hệ Đại Lộc khoảng 420-400 Tr.n Chuyển động kiến tạo Ordovic-Siluar đánh dấu kết thúc bất chỉnh 19 hợp kiến tạo Devon sớm với hình thành lớp phủ trầm tích màu đỏ hệ tầng Tân Lâm Sau chuyển động kiến tạo Ordovic-Siluar, khối Nam Việt Nam khâu nối với khối Việt-Lào để tạo thành khối Đơng Dương Hình 7: Sơ đồ minh họa chuyển động kiến tạo Ordovic-Siluar 4.3 Chuyển động kiến tạo Permi-Trias Từ cuối Siluar, khối Nam Việt Nam khâu nối với khối Việt-Lào dọc theo đới khâu Tam Kỳ-Phước Sơn để tạo thành khối Đông Dương Sự va chạm mảng Đông Dương mảng Hoa Nam yếu tố quan trọng hình thành lục địa Châu Á Ở Miền Bắc Việt Nam, việc xác định bất chỉnh hợp tuổi Nori (Trias muộn) chứng minh cho việc tồn chuyển động kiến tạo xảy Trias sớm gọi “Chuyển động kiến tạo Indosini” Liên quan đến thời điểm xảy va chạm giữa khối Đông Dương Hoa Nam tồn hai quan điểm: Quan điểm thứ (Lepvrier, Nakano, Liu, Faure…) cho rằng, va chạm xảy vào khoảng từ Trias sớm đến Trias (khoảng 250-230tr năm trước) Quan điểm thứ hai (Janvier, Metcalfe, Findlay, Carter and Clift, Roger, Tran and Vu) lại cho va chạm xảy vào Paleozoi sớm tái hoạt động vào đầu Permi Các kết nghiên cứu tuổi đồng vị U/Pb luận án cho thấy tổ hợp đá biến chất bậc cao đại diện cho đá hình thành phần đáy vỏ (đạt đến tướng granulite với đặc trưng tổ hợp cộng sinh khoáng vật nhiệt độ cao đến siêu cao (900 to 1000 °C 1.3-1.6 Gpa): biotite-garnet-sillimanite-cordierite phức hệ Ngọc Linh garnet-clinopyroxene-orthopyroxene-plagioclasequartz phức hệ Kan Nack (Osanai et al., 2004, 2009; Nakano et al., 2004, 2007, 2009, 2013)) bị biến chất, migmatit trồi lộ, biến dạng khoảng 257 - 228 Tr.n, liên quan đến căng giãn cục thạch khu vực Kon Tum 20 Hình 8: Sơ đồ minh họa chuyển động kiến tạo Permi-Trias hình thành phức hệ nhân biến chất Kon Tum Trong giai đoạn Permi-Trias, khu vực Kon Tum trải qua chuyển động nối tiếp nhau: - Giai đoạn (260-240 Tr.n): nóng chảy vỏ, căng giãn thạch quyển, trồi lộ Phức hệ nhân biến chất Ngọc Linh với di cấu trúc địa chất khu vực Kon Tum - Giai đoạn (240-230Tr.n): trượt phải dọc đới Đà NẵngĐại Lộc, đới Trà Bồng kết thúc trình hình thành phức hệ xâm nhập Hải Vân, Vân Canh (240-220 Tr.n) 4.4 Chuyển động kiến tạo Cenozoi Trường ứng suất kiến tạo tác động lên khu vực nghiên cứu nói riêng tồn Đơng Dương nói chung giai đoạn từ Oligocen đến Miocen muộn đặc trưng xoay theo chiều kim đồng hồ trục ứng suất nén cực đại sigma Trong giai đoạn này, trường ứng suất kiến tạo khu vực Kon Tum bị chi phối di chuyển mảng lục địa n Độ phía bắc Tuy nhiên, từ Miocen muộn đến nay, trường ứng suất kiến tạo trì chế độ trượt động lực trình chuyển động đứt gãy khu vực không bị chi phối mảng n Độ mà chịu chi phối nguồn lực sinh từ đới hút chìm Sunda 21 Hình 9: Tiến hóa ứng suất kiến tạo Cenoizoi 22 KẾT LUẬN Kết nghiên cứu cấu trúc, hình học, động học biến dạng kiến tạo, kết hợp với kết xác định mẫu tuổi migmatit phương pháp U/Pb (LA-ICP-MS) cho đơn khoáng zircon, 10 mẫu tuổi biến chất biến dạng gneiss granit không biến dạng phương pháp Ar/Ar, kết tính tốn trạng thái ứng suất kiến tạo 100 điểm cho phép NCS rút kết luận sau đây: Khối Kon Tum có cấu trúc phức hệ nhân biến chất (metamorphic core complex) có phần nhân đá bị biến chất đa pha phức hệ Ngọc Linh, phức hệ Chu Lai phức hệ Khâm Đức trồi lộ từ phần vỏ giai đoạn Permi-Trias Ranh giới kiến tạo phân chia cấu trúc phần nhân đa biến chất với phần vỏ nằm bất chỉnh hợp kiến tạo phức hệ Khâm Đức với khối Bến Giằng-Quế Sơn di đới mylonite phân bố phức hệ Khâm Đức phía bắc, đới mylonite-siêu mylonit dọc Sơng Re phía đơng đới mylonite dọc đứt gãy Kon Tum-Ba Tơ phía nam, ranh giới phía tây trùng với đứt gãy Po Ko-Sa Thầy Phần cánh treo nằm bên nhân đa biến chất gồm đá biến chất thấp, đến không biến chất, đá magma tuổi Paleozoi sớm Lịch sử hoạt động biến dạng kiến tạo vùng nghiên cứu thể rõ nét giai đoạn chuyển động lớn: Chuyển động kiến tạo Ordovic-Siluar kéo dài khoảng 460Tr.n đến 400Tr.n: trình hút chìm phía bắc khối lục địa Nam Việt Nam xuống khối Việt-Lào, tiếp đến trình va chạm tạo núi gây biến chất, migmatit hóa hình thành xâm nhập Diên Bình kết thúc trình hình thành xâm nhập garnit giàu nhơm phức hệ Đại Lộc Chuyển động kiến tạo Permi-Trias kéo dài khoảng 260Tr.n đến 220Tr.n: trình biến chất cao kèm theo migmatit hóa trồi lộ đá biến chất hình thành vỏ vỏ với phương chuyển động thể rõ phần vỏ di chuyển ổn định phía tây bắc diễn khoảng 260Tr.n-240Tr.n hình thành Phức hệ nhân biến chất Kon Tum Kết thúc giai đoạn trình trượt phải dọc đới xiết trượt Đà Nẵng-Đại Lộc,Trà Bồng 240Tr.n-230Tr.n 23 hình thành xâm nhập granit giàu nhôm phức hệ Hải Vân-Vân Canh 220Tr.n Giai đoạn Cenozoi, trường ứng suất kiến tạo tác động lên khu vực nghiên cứu nói riêng tồn Đơng Dương nói chung giai đoạn từ Oligocen đến Miocen muộn đặc trưng xoay theo chiều kim đồng hồ trục ứng suất nén cực đại sigma Từ Oligocen đến Miocen giữa, trường ứng suất kiến tạo khu vực Kon Tum bị chi phối di chuyển mảng lục địa n Độ phía bắc từ Miocen muộn đến trường ứng suất kiến tạo bị chi phối nguồn lực sinh từ đới hút chìm Sunda 24 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Michel Faure, Van Vuong Nguyen, Luong Thi Thu Hoai, Claude Lepvrier, 2018 Early Paleozoic or Early-Middle Triassic collision between the South China and Indochina Blocks: The controversy resolved? Structural insights from the Kon Tum massif (Central Vietnam) Journal of Asian Earth Sciences, Vol.166 (2018), 162–180 Luong Thi Thu Hoai, Nguyen Van Vuong, 2018 Cenozoic paleostress evolution in Central Vietnam: implication for tectonic motion along Indochina continental margin major faults GEOSEA 2018, Hanoi, Vietnam Nguyen Van Vuong, Luong Thi Thu Hoai, 2019 Cenozoic paleostress evolution in south central Vietnam: Implication for changing dynamics of faulting along the eastern Indochina continental margin Journal of Asian Earth Sciences, Vol.185 (2019), 104006 ... trúc địa chất khu vực rìa bắc khối Kon Tum ii) Xác lập lại lịch sử giai đoạn hoạt động kiến tạo lớn khu vực rìa bắc khối Kon Tum sở xác định tuổi biến chất biến dạng đá CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP LUẬN... sử hoạt động biến dạng kiến tạo khu vực rìa bắc khối Kon Tum CHƢƠNG ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC RÌA BẮC KHỐI KON TUM VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu 1.1.1 Đặc điểm địa. .. điểm khu vực rìa bắc khối Kon Tum vấn đề nghiên cứu Chương Phương pháp luận phương pháp nghiên cứu Chương Đặc điểm biến dạng kiến tạo cấu trúc địa chất khu vực rìa bắc khối Kon Tum Chương Lịch sử