Andesit

Andesit Chile dưới kính hiền vi phân cực... Contributions to M ineralogy and Petrolology.[r]

1132 BÁCH K HO A TH Ư Đ ỊA C HÁT

Tài liệu tham khảo

Cox K.G.; Bell J.D an d P a n k h u rs t R.J.,1979 T h e I n te r p r e ta tio n o f Ig n eo u s R ocks George Allen & U nw in 450 p g s

G u n te r Faure, 2001 O rig in of Ig n eo u s R ocks T h e Iso to p ic E vidence Springer 496 pgs.

P h an T rư n g Thị, 2010 T h ạch h ọ c đ m a g m a N X B Dại học Quốc gia Hà Nội 143 tr H N ội.

P h a n T rư n g Thị, 2010 T hạch lu ận (G iáo trìn h đ iệ n tư) N X B Dại học Quô'c gia Hà Nội.

P ric h ard H M (Ed.), A la b as te r T., H a rris N B w , N e a ry C.R., 1993 M ag m atic P ro cesses a n d P late T ectonic Alden Press 536 pgs O xford

W ilson M., 2007 Ig n eo u s P etro g en esis A G lobal T ectonic a p p ro a c h Chapman & Hall 466 pgs

Andesit

N guyen Viêt Y Viện Địa chât,

V iện Hàn lâm Khoa học & C ông nghệ V iệt N am

Giới thiệu

A n đ esit loại đ m ag m a p h u n trào , v ề th n h p h ẩn , a n d e sit chiếm vị trí tru n g g ian g iữ a b a sa lt dacit Tên loại đ n ày đ ợ c gọi th eo tên củ a d ã y n ú i A n d es n ằm N am Mỹ, nơi đ n ày đ ợ c p h t h iệ n m ô tả đ ầ u tiên

A n d esit tô h ợ p cù n g với đá k hác n h basalt, dacit, ryolit, p h ô biến râ't rộng rãi tro n g th ế m agm a liên q u a n với đ ói h ú t chìm A n d e sit đ ợ c xem đ p h u n trào tư n g đ n g với đ xâm n h ậ p d io rit đại d iện cho kiêu đ m ag m a chiêm đ a s ố tro n g th àn h p h ẩ n cu n g đ áo h ìn h th n h d o có s ự h ú t chìm thạch q u y ến đại d n g x u ố n g d i th ạch q u y ể n đại d n g khác n h A leutian, C aribbe, K uril, K am chatka, N h ật Bản, P hilippin, N am S an d w ich , Indonesia, M arian, đ ảo Fiji Solom on

N goài ra, a n d e sit cịn p h b iên tro n g th ể đ ịa ch ât liên q u a n với h ú t chìm th c h q u y ể n đ i d n g x u ố n g d i thạch q u y ế n lục đ ịa, tạ o n ê n chuôi n ú i lử a đ ợ c gọi c u n g n ú i lử a rìa lục địa, n h d y n ú i A ndes, đ n ú i lử a T ru n g M ỹ, đ a i n ú i lử a M exico, C ascades, m ộ t p h ầ n cu n g A le u tia n trê n vỏ lục địa, đ ả o Bắc N ew Z ealan d

Bên tro n g m ôi cu n g n ú i lửa, n ú i lử a k iểu tru n g tâm th n g câu tạo chủ y ếu từ a n d e s it n ằ m xen k ẹp với tầng đ v ụ n n lừa g iai đ o n h o ạt đ ộ n g p h u n trào m u ộ n hơn, d u n g n h a m có th n h p h ẩ n acid hcTn (dacit, ryolit) chiếm lư ợ n g ch u yếu Sự có m ặ t SỐ lư ợ ng lớn n lử a tr u n g tâm câu tạo từ a n d esit tro n g cu n g đ ã làm n h iể u n h thạch học trư c đ ây cho rằ n g b asalt v ắ n g m ặ t tro n g th ể m a g m a m ôi trư n g N g y n a y đ ã có n h iều b ằn g ch n g v ể có m ặt rộ n g rãi cu a b a sa lt p h â n bô k h u vự c x u n g q u a n h n lừ a H iện tư ợ n g n ày đ ợ c giải thích d o lị m ag m a n ằ m d i n ú i lừa tru n g tâm n g ăn g iừ n h n g m a g m a m afic

trư c c h ủ n g đ t tới bể m ặt đ ây c h ú n g bị p h â n dị th n h d u n g thê có th n h p h ầ n acid N h ữ n g m ag m a m afic k h ô n g bị cản trở có th ế p h u n lên b ể m ặ t n h n g k h u vự c x u n g q u a n h n ú i lửa tru n g tâm

A n đ e sit cù n g đ ợ c tìm th ây tro n g n h iề u tô h ợ p đ m ag m a s ự có m ặ t c h ú n g củ n g với basalt, đacit, ryolit đ ợ c xem n h m ộ t tro n g n h ữ n g b ằn g ch ứ n g v ề s ự tốn m ột đớ i h ú t chìm tro n g q u khứ

Khi n g h iê n c ứ u lo t đ a n d e s it k h ô n g th ể k h ô n g n ó i tới m ộ t b iế n loại tu y h iế m g ặ p n h n g râ t có ý n g h ĩa v ể m ặ t th c h lu ậ n đ ó b o n in it, đ ợ c gọi th e o tê n cư n g đ ả o Iz u -B o n in p h ía n a m N h ậ t Bản B o n in it đ ợ c xem n h m ộ t lo ại a n d e s it n g u y ê n th ủ y cao m a g n e si, có n g u n gốc d o n ó n g c h ả y tù n g p h ầ n m a n ti B o n in it h ìn h th n h tro n g m ôi trư n g trư c c u n g , đ ặ c b iệ t tro n g giai đ o n sớ m củ a h o t đ ộ n g h ú t ch ìm , có m ặ t tro n g p h ứ c h ệ o p h io lit đ ợ c xem n h th ê đ ịa c h ấ t trư c c u n g cố

Thành phần

A n d e s it đ ợ c x ế p v o n h ó m đ p h u n trà o tr u n g tín h với đ ặ c tín h n h b a n tin h b a o g m p la g io c la s + a m p h ib o l + b io tit, n ể n th n g th ủ y tin h h o ặc m ic ro lit cua p la g io c la s, a m p h ib o l b io tit ± th u y tin h [H l]

M A G M A & ĐÁ M A G M A 1133

H ình 1. Andesit Chile kính hiền vi phân cực Nguồn: Geology for Global Devolopment, 2011 Thành phần anđesit thay đổi khoảng khá rộng, đơi khó nhận biết xác, hàm lượng silic dao động tù’ 58 đến 63%, biến loại giàu K có thế có hàm lượng silic thấp Hàm lượng nguyên tố bán kính ion lớn Rb, Ba thay đối tù’ 0,5 lần trong basalt dãy núi đại dương 100 lần các đá lục địa, hàm lượng Cs cịn thay đổi trong khoảng rộng han Andesit rìa lục địa chứa hàm lượng K2O khoảng - 3%, S1O2- 60%, Rb Ba gâp - lẩn basalt sống núi đại dương (E-MORB).

N h quy luật, tử đới hút chìm phía lục địa thành phẩn andesit ngày giàu kali Cs, Rb, Ba, u , Th nguyên tố đất (REE) Nếu có hai chuỗi núi lửa song song với bờ biển chuỗi năm sâu lục địa, andesit bao g iò giàu kali hon so với chuỗi nằm gần đói hút chìm Tuy nhiên, m ột SỐ khu vực lục địa có lóp vị m ỏng (chưa trường thành), chẳng hạn Trung Mỹ, Bắc Chile, andesit nghèo so với đảo đại dương đà trưởng thành. Boninit khác với andesit thơng thường chỗ chứa các ban tinh pyroxen olivin, vi tinh thủy tinh [H.2] Đặc điểm rõ nét boninit trong thành phẩn chúng hàm lượng MgO cao (8 - 15%), T1O2 thấp (<0,5%), S iổ2= 57 60%, Mg/Mg+Fe = 0,55 -0,83, N i = 70 - 450 ppm, Cr = 200 - 1.800ppm (phần triệu), nghèo nguyên tố vết không linh động như đất nặng (HREE), Nb, Ta Hf, lại giàu nguyên tố vết linh động Rb, Ba, K, Ti/Zr

= 23 - 63, La/Yb = 0,6 - 4,7 143N d /144Nd dao động trong khoảng 0,51262 - 0,51269.

A ndesit với basalt ryolit tham gia vào tập hợp đá đặc trưng cho đới hút chìm có thành phần hóa học tương ứng với nhóm kiểm -vôi.

N g u n g ố c

A ndesit hình thành kết tinh magma có thành phân andesit Các magm a hình thành rìa hội tụ m àng kiến tạo trình sau đây.

1) Quá trình nóng chày đá manti tiếp theo đ ó kết tinh chọn lọc cung đảo, hút

chìm tương tác với lười manti nằm Do nhiệt độ và áp suằt tăng cao, chât bốc nằm vỏ đại d o n g bị đào thải, chúng vận chuyên lên trên làm giam nhiệt độ chuyến sang pha lỏng cùa đá manti đá bị nóng chảy tạo nên magma ban đầu có thành phần basalt Trong trình vận ch u yên lên trên, đến độ sâu magma này d ìm g lại, nguội dần, bắt đẩu kết tinh khoáng vật n g h è o silic (olivin, pyroxen) Kết quà phẩn d u n g th ể lại giàu silic tạo thành magma andesit.

H ìn h 2. Ban tinh olivin đá boninit (mẫu lát rhỏng từ núi lửa Mata, bồn Bắc Lau) Nguồn Nature.com

2) M agma andesit hình thành nóng chảy tấm hút chìm Theo quan điếm này, trình hút chìm hút chìm có thành phần thạch quyển đại dư n g, bao gổm đá basalt trầm tích nằm trên, bị nhân chìm xuống độ sâu lớn D o nhiệt độ tăng cao, tâm hút chìm bị nóng chảy, magm a được hình thành có thành phẩn trung tính ngồi thành phẩn basalt cịn có tham gia đá trầm tích chứa nhiều hợp phần giàu silic chât bay hơi.

1134 B ÁCH K HO A T H Ư Đ ỊA C HÁT

La, Ce râ't d ễ h òa tan tro n g d u n g dịch N h u v ậy tro n g q uá trìn h k h n c đới h ú t chìm , c h ất bốc thải sè chứa h àm lư ợ n g HFSE n h ỏ h n LILE N ếu chất bốc n ày tư n g tác với lười m a n ti n am sè làm th ay đổi th àn h p h ẩ n lư ời m a n ti đ ó lư ỡi m a n ti có m ẫu h ìn h biếu đ ổ n h ệ n giống với m ẫu h ìn h đ kiềm - vôi T iếp theo, lười m a n ti n ó n g chảy từ n g p h ẩ n sê tạ o m ag m a kiểm - vơi có m âu h ìn h b iểu đ ổ n g u y ê n tố vết với đặc đ iểm v a nêu N h u vậy, n g u n củ a m ag m a kiểm - vôi lười m an ti n ằm trê n tâ m h ú t chìm ch ứ k h n g p h ải vị đại d n g

M ột đ ặc điếm k h ác h n h vi n g u y ê n tố đ ấ t n ặ n g (HREE) Các n g u y ê n tố n y n h n g n g u y ên tố tư n g thích với g ran at C ác đ vỏ đ ại d n g bị h ú t chìm x u ố n g sâu, bị b iế n c h ấ t tới tư n g eclogit với th n h p h ẩ n chu yếu p y ro x e n g ran at Khi n ó n g chảy tù n g p h ầ n đ n y HREE tích tụ tro n g g ran at, d ẫ n đ ế n d u n g th ê n ó n g chảy n g h èo HREE N ếu cho rằ n g n g u n củ a đ kiểm - vơi d o n ó n g chảy vỏ đ i d n g h àm lư ợ n g n g u y ê n tố HREE tro n g c h ú n g p h ả i th ấ p hơ n tro n g vỏ đ ại d n g T uy n h iê n , đ iể u n ày k h ô n g q u a n sá t thấy, d o đ ó k h n g th ể coi n g u n củ a đ kiểm vôi liên q u a n với h ú t chìm vỏ đ i d n g

L ập lu ậ n v ể n g u n đ kiểm - v ô i k h ô n g p h ả i v ỏ đ i d n g đ ợ c c h n g m in h h m lư ợ n g n g u y ê n tố đ ổ n g vị p h ó n g xạ n h Sr N d N g h iê n u h m lư ợ n g n g u y ê n tố n y tro n g đ k iểm - vôi cho th â y c h ú n g g ầ n g ù i vớ i b a sa lt đ ả o đ i d n g (OIB) n h n g có tỷ lệ 87S r/86S r cao h n , đ ổ n g th i 143N d /144N d th ấ p h n v k h ô n g g iố n g với b a sa lt số n g n ú i đ ại d n g (M O RB) Đ iều n y c h ứ n g tỏ c h ú n g k h ô n g h ìn h th n h d o n ó n g chảy vỏ đ i d n g h o ặc từ v ậ t liệu M O R B c h a bị biến đổi

3) Sự trộ n lẫn giữ a m ag m a có th n h p h ầ n acid m afic Sự trộ n lẫn m ag m a th n g d iê n c u n g lục địa Ở đ â y d o g d ie n t đ ịa n h iệ t cao n ê n tần g vỏ có thê h ìn h th n h m a g m a có th n h p h ẩ n acid d o n ó n g chày vò lục đ ịa C ác m ag m a m afic h ìn h th n h dư i, xâm n h ậ p v o n h ữ n g đớ i có n h iệ t đ ộ cao dị th n g , th ú c đ ẩ y q trìn h n ó n g chảy tử n g p h ầ n lớ p vỏ có th ể trộ n lẫn với d u n g thê acid h n đ ể tạo th n h m a g m a có th n h p h ầ n từ a n d e sit đ ến trachyt

4) M ột s ố n hà n g h iên u cho rằ n g có m a g m a a n d e sit đ ộc lậ p d o n ó n g chay vị T uy n h iê n đ ê h ìn h th n h m ag m a a n d e sit theo c h ế đ ị i hỏi p h ả i nón g chảy to àn vò, tro n g đ ó n h iệ t đ ộ tro n g vị k h n g đ ủ lớn đ ể gây q uá trìn h

A n d e s it ờ Việt Nam

Ờ Việt N am đá p h u n trào a n d esit k h p h ô biến C h ú n g th n g n ằm tro n g tổ h ợ p với đá p h u n trào khác n h basalt, d acit ryolit C ó th ê n m ột s ố ví d ụ n h a n d esit n ằm tro n g tô h ợ p đá p h u n trào (andesit - dacit - ryolit) tuổi Paleozoi m u ộ n - M esozoi sớm đai u ố n n ế p T rư n g Sơn; h ệ tầ n g Sông Đà (C2-P1sd) ở Tây Bắc, hệ tần g Đắc Lin (C2-P1dl)

ờ rìa tây câu trúc K on Tum ; an d esit tro n g tô h ợ p đá p h u n trào (basalt - a n d esit - dacit - ryolit) Đ èo Bảo Lộc-N T rang tu ổ i M esozoi m u ộ n (J3db, K nt) th u ộ c đai u ố n n ế p Đ Lạt rìa đ n g n am - n am câu trú c Kon T um C ác đ ặ c đ iếm v ể th n h p h ầ n k h o n g v ật đ ịa hóa - đ ổ n g vị tổ h ợ p đ n y c h ứ n g to c h ú n g n h ữ n g th ê m ag m a loạt kiểm vôi liên q u a n với h o t đ ộ n g h ú t chìm hai s ự kiện - k h é p k ín vỏ đại d n g P aleo - T eth y s (Paleozoi m u ộ n - M esozoi sớm ) h ú t chìm m ả n g T hái Bình D n g x u ố n g lục địa C h âu Á v M esozoi m u ộ n Có n h iể u ý k iến k hác n h a u v ề n g u n gốc a n d e sit c ũ n g n h basalt, d acit ry o lit tro n g tô h ợ p núi lừ a k iểm vôi - trộ n lẫn m ag m a h ỏ n n h iêm vật c h ât vò Tài liệu tham khảo

S p a rk s R s ]., M arsh all L.A, 1968 T h erm al an d m e c h a n ic a l c o n s tra in ts o n m ix in g b e tw ee n m afic a n d silicic m a g m a s journal o f Volcanology ami Geothermal Research 29: 99-124. Gill J B., 1981 O ro g e n ic A n d e site s a n d P late T ectonics

Spriiiyer-Verlag 390 pgs N e w York.

B oettcher A L., 1973 V olcanism a n d o ro g e n ic belt - th e o rig in o f a n d es ite Tectonophysic 17: 223 - 240

A llen J c a n d B oettcher A.L., 1976 M ag m a m ix in g : p e tro lo g ical p ro c ess a n d volcalogical tool Journal o f Volcanology and Geothermal Research 1: 3-33.

G re en T.H a n d R in g w o o d A.E., 1968 G en esis of calc-a lk alin e ig n e o u s rock suite Contributions to M ineralogy and Petrolology 18: 105-162

R ingw ood A.E., 1974 T he petrological ev o lu tio n o f islan d arc system Journal o f the Geological Society London 130:183-204 D o b so n P F., B lank J G M a ru y am a s., a n d L iou J G , 2006

P e tro lo g y a n d g e o ch e m istry of b o n in ite series vo lcan ic rocks, C hichi-jim a, B onin Islan d s, Jap an International Geology Review 48: 669-701 (LBNL #57671).

U m in o S., K u sh iro I., 1989 E x p erin en tal o n b o n in ite p e tro g e n esis In: C w fo rd A }., (editor): Bonittites L o n d o n , U n w in H y m a n 89-111