Các thành tạo granit Chiêm Hóa phân bố thành những khối nhỏ tại khu vực huyện Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang. Chúng có các biến loại chính bao gồm các đá granit sáng màu và granit hai mica hạt nhỏ - vừa, aplit, thuộc loại granit quá bão hòa nhôm. Các kết quả nghiên cứu về thành phần thạch học, địa hóa nguyên tố chính, chứng tỏ các đá granit Chiêm Hóa tương ứng với granit kiểu S, đặc trưng cho granit có nguồn gốc vỏ và được hình thành ở mức vỏ nông, khá tương đồng với granit Phia Bioc.
Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” - Những kết nghiên cứu DOI: 10.15625/vap.2019.00076 ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CÁC ĐÁ GRANIT LIÊN QUAN VỚI KHOÁNG SẢN ANTIMON - VÀNG KHU VỰC CHIÊM HÓA, TUYÊN QUANG Phạm Thị Dung1, Trần Trọng Hịa1, Trần Tuấn Anh1, Trần Quốc Cơng1, Trần Hồng Lam1, Đào Thái Bắc2, Phạm Ngọc Cẩn1, Bùi Ấn Niên1, Phạm Thị Phƣơng Liên1 Viện Địa chất, Viện HLKH&CNVN, Ngõ 84, phố Chùa Láng, Đống Đa, Hà Nội, Email: ptdung1978@yahoo.com Tổng cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam TÓM TẮT Các thành tạo granit Chiêm Hóa phân bố thành khối nhỏ khu vực huyện Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang Chúng có biến loại bao gồm đá granit sáng màu granit hai mica hạt nhỏ - vừa, aplit, thuộc loại granit q bão hịa nhơm Các kết nghiên cứu thành phần thạch học, địa hóa ngun tố chính, chứng tỏ đá granit Chiêm Hóa tương ứng với granit kiểu S, đặc trưng cho granit có nguồn gốc vỏ hình thành mức vỏ nơng, tương đồng với granit Phia Bioc Các tính tốn điều kiện nhiệt độ-áp suất chứng tỏ thành tạo thành tạo mức vỏ nông: To = 787 oC - 740 oC; áp suất, dao động khoảng < Kbar (tương ứng < 15 km sâu) Tuổi thành tạo granit xác định phương pháp U-Pb zircon 249.1 3.6 tr.n 251.5 2.5 tr.n gần với tuổi sericit quặng hóa antimon-vàng khu vực Làng Vài, Tuyên Quang Các đặc trưng địa hóa ngun tố chính, vết, đồng vị Sr-Nd, tuổi đồng vị U-Pb zircon đá granit khu vực Chiêm Hóa phù hợp với granitoit có liên quan với quặng hóa vàng-antimon điển hình giới Từ khóa: Granit Chiêm Hóa, Lơ - Gâm, áp suất, nhiệt độ, Permi-Trias GIỚI THIỆU Mơ hình hệ vàng liên quan với xâm nhập khử phân loại mỏ xác định vào năm 1999 kỷ trước sở nghiên cứu chi tiết quặng hóa vàng vùng Alaska Yukon nước Mỹ Đây mơ hình đề cập đến mỏ vàng liên quan với đá granit khử mà hàm lượng Au thấp (≤ 1g/T) lại có trữ lượng khai thác lớn (thơng thường, loại hình mỏ vàng xác định giới phổ biến có tài nguyên vàng thường > 30 Au) Tổng hợp tài liệu nghiên cứu có (Sillitoe, 1991; Sillitoe Thompson, 1998; Lang et al, 2000; C.J.R Hart R.J Goldfarb, 2005; Andrew P Fornadel et al, 2010) tụ khoáng vàng-sulfur liên quan tới xâm nhập granitoid khử thường có đặc trưng sau: (1) tụ khoáng liên quan đến khối nhỏ (thường < km2) granitoid loạt ilmenit (theo phân loại granit Ishihara, 1977) với đặc trưng gần thiếu vắng horblend, magnetit, hầu hết có ilmenit, titanit, giàu silic (64 – 72 %), có khuynh hướng kiềm, tỷ lệ Fe2O3/FeO dao động 0,15-0,3, giá trị đồng vị Sr ban đầu > 0,71, Nd = -8 đến -20 giá trị δ18O 12-15 phần nghìn, chứng tỏ nguồn gốc vỏ magma; (2) hình thái thân quặng thường đặc trưng mạng mạch thạch anh dạng tuyến tính với hàm lượng sulfur thấp; (3) tập hợp nguyên tố kim loại kèm vàng: Bi, Te, W, As, Mo Sb; (4) tổ hợp nguyên tố Au-Bi-Te±W khối xâm nhập; As±Sb Pb±Ag đá vây quanh; (5) tính phân đới biểu dạng thay tổ hợp (Au-As) – (Au-As-Sb) - (Ag-Pb-Zn); (6) Dấu hiệu đặc trưng khác biểu khống hóa Sn - W khu vực có liên quan tới xâm nhập granitoid Trên địa bàn Đông Bắc Việt Nam, kiểu quặng hóa vàng-sulfur liên quan đến xâm nhập xác định cách tin cậy mỏ vàng - antimon Làng Vài Khuôn Pục Cho đến cịn (hầu chưa có) nghiên cứu theo hướng Việt Nam Gần đây, Nevolko Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” nnk (2018) nghiên cứu đặc trưng địa hóa, đồng vị tuổi đồng vị khống hóa antimon-vàng vùng quặng Làng Vài (Tuyên Quang) cho khống hóa vàng-antimon khu vực liên quan với xâm nhập granit có khu vực, nhiên, cụ thể liên quan đến kiểu granit chưa rõ Huyện Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang lộ số khối nhỏ đá granit sáng màu, hạt nhỏ có vị trí gần với mỏ antimon-vàng Làng Vài, Khn Pục (Hình 1) Theo đồ địa chất Việt Nam tỷ lệ 1:500.000 (Trần Đức Lương nnk, 1988) đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 tờ Bắc Kạn (Nguyễn Kinh Quốc, 1974), thành tạo granit xếp vào phức hệ Ngân Sơn có tuổi Devon muộn, đó, đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Đại Thị - Phia Khao (Đỗ Văn Doanh nnk, 1984), chúng xếp vào phức hệ Sơng Chảy có tuổi Paleozoi Năm 1988, Lilia.C Đỗ Hải Dũng cho granit khu vực tương đồng với granit phức hệ Phia Bioc xếp vào tuổi P3-T1 (Phan Lưu Anh, Hoàng Việt Hằng, 2005; Trần Văn Trị Vũ Khúc nnk, 2009; Tran Trong Hoa et al, 2008; Roger et al., 2012; Chen et al, 2014) Theo kết phân tích tuổi đồng vị U-Pb zircon phương pháp LA-ICP-MS granit khu vực Chiêm Hóa (tài liệu chưa cơng bố Đào Thái Bắc), tuổi khoảng 249-251 Tr.n, ứng với Permi-Trias Các nghiên cứu chi tiết, đồng thành phần vật chất (nguyên tố chính, vết, đặc điểm đồng vị, tuổi đồng vị) điều kiện thành tạo khối granit khơng thấy đề cập cơng trình nghiên cứu trước đây, ngoại trừ số tài liệu chuyên đề (Nguyễn Văn Bình, 2008) có mơ tả thành phần thạch học số liệu phân tích nguyên tố hóa học đá granit Trong khn khổ này, tác giả trình bày số kết nghiên cứu thành phần vật chất đá granit khu vực Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang PHƢƠNG PHÁP Các nguyên tố phân tích phương pháp huỳnh quang tia X (XRF) thiết bị Rigaku ZSX Primini trường Đại học Akita theo quy trình nội với sai số không ±2% Đá cục đập nghiền dạng bột mịn với kích thước hạt khoảng 0,074 mm Các mẫu bột khô nung nhiệt độ 900oC vòng 3,5 nhằm làm bay chất bốc, lưu huỳnh nước cấu trúc Các mẫu bột sau nung trộn với lithiumtetraborate theo tỷ lệ mẫu/lithiumtetraborate 1:5 thủy tinh hóa cách nung nóng chảy nhiệt độ 1150oC làm nguội nhanh Mẫu thủy tinh phân tích máy XRF Rigaku ZSX Primini nêu Các nguyên tố vết phân tích phương pháp khối phổ plasma.Mẫu gia cơng theo quy trình Jarvis et al (1992) Sau đo máy ICP-MS (thiết bị hãng Varian Ultramass – 700) Viện Địa chất Nhóm đất REE: sử dụng dung dịch chuẩn đa nguyên tố (18 nguyên tố) NIST, Mỹ Các kim loại khác: sử dụng dung dịch chuẩn đa nguyên tố (30 nguyên tố) đơn nguyên tố (Ta, Nb, Hf, Zr, Cs) MERCK Mẫu chuẩn sử dụng để hiệu chỉnh JG-1A (granit Nhật Bản) đặt xen kẽ với mẫu đo Mỗi mẫu đo lặp lần (50 lần quét/1 lần đo), kết lấy trung bình, với độ phương sai (RSD) < % lần đo (nếu giá trị lần đo khác biệt nhiều bị loại bỏ) Sai số xác định nguyên tố đất ≤5-7%, nguyên tố vết khác (Nb, Ta, Hf, Zr) không 10-15 % KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc điểm thạch học Các granit Chiêm Hóa khu vực có thành phần đơn giản, bao gồm chủ yếu granit sáng màu granit hai mica hạt nhỏ - vừa Chúng có cấu tạo định hướng, khối, kiến trúc tàn dư nửa tự hình, đơi có kiến trúc dạng porphyr 3.2 Đặc điểm địa hóa ngun tố vết Granit Chiêm Hóa có hàm lượng nguyên tố sau: SiO2 (73,48 – 83,1), Na2O (2,63-6,16, trung bình 4,5), thấp TiO2 (0,12-0,16), Fe2O3T (0,28-1,53), MnO (0-0,06), CaO (0,320,58), P2O5 (0,03-0,12) Thông thường TiO2, Fe2O3T, MnO, CaO, P2O5 giảm theo chiều tăng Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 SiO2, sắt tổng thấp, dao động khoảng 0,36-1,53%, tổng kiềm khoảng 5,69-7,69%, đó, natri thường trội kali, K2O/Na2O < 1, dao động khoảng từ 0,07-0,78 (ngoại trừ mẫu có K2O/Na2O = 1,26), chủ yếu thuộc loạt sodic, đa số mẫu có số ASI>1 dao động khoảng 1,05 – 1,30, trung bình 1,22 Các đá granit khu vực nghiên cứu thuộc loại q bão hịa nhơm (ASI = 1,05 đến 1,30, (Na+K)/Al = 1,1-1,45) Giàu LREE với (La/Yb)N cao (5,15-13,64), có dị thường Eu mạnh (Eu*/Eu = 0,23-0,34) (Gd/Yb)N = 0,99-2,22, trung bình 1,64, thấp nguyên tố khơng tương thích, thể dị thường âm như: Ba, Nb, Sr Ti Các đặc trưng khoáng vật địa hóa nêu chúng tương đồng với granit Phia Bioc (Hình 1) Hình 1: Biểu đồ phân bố nguyên tố đất chuẩn hóa với Chondrite (a) nguyên tố vết chuẩn hóa với manti nguyên thủy (b) đá granit Chiêm Hóa 3.3 Nguồn gốc điều kiện thành tạo granit Chiêm Hóa Kết xác định nhiệt độ thành tạo dựa mức độ bão hịa zircon nhận định q trình kết tinh magma granit Chiêm Hóa diễn với tiến hóa nhiệt độ từ 787 oC đến khoảng 740 oC áp suất thành tạo chúng chủ yếu < kbar Các kết tính tốn nhiệt độ áp suất nêu chứng tỏ thành tạo hình thành mức vỏ nơng Kết nghiên cứu thành phần thạch học, địa hóa ngun tố chứng tỏ đá granit Chiêm Hóa tương ứng với granit kiểu S, đặc trưng cho granit có nguồn gốc vỏ Điều thể điểm sau: (i) khoáng vật, thành phần đá có mặt khống vật cao nhơm muscovit, thành phần khống vật chuẩn hóa theo CIPW thường xuyên có mặt corindon (dao động từ 2-3%); (ii) địa hóa ngun tố chính, chúng đặc trưng độ nhơm cao (đa số mẫu có ASI > 1), thuộc loại granit q bão hịa nhơm Nguồn gốc vỏ thành tạo granit khẳng định qua giá trị đồng vị chúng tỷ lệ 87Sr/86Sr 0,71564 – 0,77624, giá trị εNd (t) từ -6,2 đến -5,4 (số liệu chưa công bố) Bên cạnh đó, chúng cịn thể số dấu hiệu granit kiểu I cao Na2O, hàm lượng P2O5 giảm theo chiều tăng SiO2 Như Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” vậy, nguồn vật liệu ban đầu thành tạo granit có nguồn gốc vỏ suốt q trình thành tạo có tham gia vật liệu nguồn manti Nhận định phù hợp với kết phân loại hình thái hạt zircon tách từ thành tạo granit Chiêm Hóa phần Kết phân tích tuổi đồng vị U-Pb zircon phương pháp LA-ICP-MS granit khu vực Chiêm Hóa (tài liệu chưa cơng bố Đào Thái Bắc) cho khoảng tuổi 249 - 251 triệu năm, ứng với Permi-Trias Các kết nêu cho thấy thành tạo granit Chiêm Hóa tương đồng thành phần khống vật, địa hóa ngun tố tuổi thành tạo với đá granit PermiTrias Phia Bioc (có khoảng tuổi 254-245 tr.n (Chen et al., 2014; Tran Van Tri and Vu Khuc, 2011), thành tạo cho liên quan với hoạt động magma nội mảng LIP Emeishan đóng Paleothethys suốt trình tạo núi Indosini (Chen et al, 2014; Roger et al., 2012) Khoảng tuổi gần gũi với tuổi khống hóa vàng – antimon mỏ Làng Vài, Khn Pục có vị trí gần với thể xâm nhập (sericit tách từ mạch quặng mỏ vàng-antimon phân tích phương pháp 40Ar/39Ar cho khoảng tuổi 240,8 – 235,9 tr.n (Nevolko et al, 2018) Các tính chất với đặc trưng địa hóa nguyên tố chính, vết, đồng vị SrNd, tuổi đồng vị U-Pb zircon (các số liệu công bố báo khác) phù hợp với granitoit có liên quan với quặng hóa vàng-antimon điển hình vùng Alaska Mỹ Yukon Canada - vùng quặng nghiên cứu tốt loại hình quặng hóa vàng – antimon liên quan với xâm nhập khử, kiểu xâm nhập tương đồng với thành tạo granit Chiêm Hóa KẾT LUẬN Trên sở kết nghiên cứu đặc điểm thạch học, địa hóa ngun tố tính tốn nhiệt độ bão hịa zircon, áp suất, rút số nhận định sau Các khối nhỏ granit khu vực Chiêm Hóa có biến loại granit sáng màu granit hai mica hạt nhỏ - vừa Chúng có đặc trưng thành phần khống vật địa hóa tương đồng với granit Phia Bioc, granit kiểu S có nguồn gốc vỏ Các thành tạo granit Chiêm Hóa hình thành mức vỏ nông với nhiệt độ kết tinh bắt đầu khoảng 787 oC kết thúc vào khoảng 740 oC Áp suất thành tạo chúng xác định vào khoảng