Đặc điểm đồng vị U-Pb zircon trong trầm tích và granitoid ở lưu vực Sông Ba phản ánh quá trình kiến tạo chính của khu vực

Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Ngoài khu vực nghiên cứu chính của luận án, NCS còn lấy thêm một số mẫu đá granitoid thuộc địa khối Kon Tum là thượng nguồn ngoài lưu vực Sông Ba. Đối tượng nghiên cứu: zircon trong trầm tích cát lòng sông và granitoid phức hệ Vân Canh.

Mục tiêu nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu chính

Các luận điểm bảo vệ

Các điểm mới của luận án

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Ý nghĩa khoa học

- Kết quả phân tích xác định tuổi đồng vị U-Pb trên khoáng vật zircon, thành phần đồng vị Hf và thành phần địa hóa các mẫu granitoid phức hệ Vân Canh đó gúp phần làm rừ đặc điểm địa hoỏ và thạch học, và tuổi thành tạo của phức hệ Vân Canh trong giai đoạn Anisi-Carni. Là tài liệu định lượng có thể sử dụng trong giảng dạy chuyên môn và hướng dẫn nghiên cứu khoa học ở các trường đại học và viện nghiên cứu và là cơ sở dữ liệu cho các các bài báo khoa học và sách chuyên khảo thuộc lĩnh vực địa chất.

Cơ sở tài liệu và khối lượng thực hiện nghiên cứu của luận án

Các kết quả nghiên cứu của luận án có thể sử dụng trong công tác đo vẽ, chỉnh lý bản đồ địa chất, các nghiên cứu về tuổi thành tạo, đặc điểm địa hóa, thạch học của granitoid phức hệ Vân Canh. 11 kết quả xác định tuổi đồng vị U-Pb cho 7 hạt zicon; lát mỏng thạch học; phân tích thành phần hóa học các nguyên tố chính và hàm lượng nguyên tố vết; 10 kết quả phân tích thành phần đồng vị Lu-Hf của zircon.

Cấu trúc của luận án

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Cách tiếp cận

Cơ sở lý thuyết

Về nguyên lý so với các hệ đồng vị khác thì hệ đồng vị Lu-Hf cũng nhất thiết phải thỏa mãn 3 điều kiện: 1- cùng nguồn gốc; 2- cùng thời gian thành tạo và 3- hệ kín (đá hoặc khoáng vật không bị biến đổi hay nói cách khác là đồng vị mẹ và đồng vị con phải được bảo tồn kể từ khi chúng sinh ra đến lúc lấy mẫu phân tích). Hiện nay trong công tác đo vẽ bản đồ địa chất, định tuổi thành tạo của các đá người ta chủ yếu áp dụng hai phương pháp định tuổi đó là phương pháp định tuổi tương đối (phương pháp đối sánh trình tự địa tầng, phương pháp cổ sinh, phương pháp đối chiếu quan hệ cấu tạo) và phương pháp định tuổi đồng vị (dựa vào đồng vị phóng xạ để định tuổi).

Mẫu và Phương pháp nghiên cứu 1. Mẫu

Sau thời gian trên loại bỏ tấm kính dính ở một mặt ra và tiến hành mài mòn hạt zircon bằng giấy nháp có độ hạt khác nhau với mục đích để lộ phần trung tâm hạt để tiến hành nghiên cứu cấu trúc bên trong zircon, đồng thời lựa chọn các điểm phân tích (nhân hoặc riềm zircon tùy theo mục đích). Các kết quả phân tích được xử lý bằng phần mềm chuyên dụng như Ipetwin, Isoplot… kết hợp với việc sử dụng các biểu đồ phân loại khác nhau (Pearce, 1984 [60]; biểu đồ nhện chuẩn hoá Chondrit và Primitive Mantle theo Sun và McDonough, 1989 [61]) từ đó xác định tên đá, nguồn gốc, bối cảnh thành tạo granitoid đang nghiên cứu.

ĐẶC ĐIỂM, TUỔI ĐỒNG VỊ U-Pb TRÊN KHOÁNG VẬT ZIRCON TRONG TRẦM TÍCH CÁT LềNG SễNG THUỘC LƯU VỰC

Đặc điểm hình thái zircon trong trầm tích cát lòng sông lưu vực Sông Ba 1. Đặc điểm zircon trong trầm tích

Các hạt zircon nguồn gốc trong đá biến chất trong mẫu SBA07 Cỏc hạt zircon trong mẫu SBA07 nhõn di sút cú lớp bao bờn ngoài lừi được phỏt triển mới lờn, lừi và lớp bao cú cấu trỳc khỏc biệt nhau, như hạt 39 lừi sậm màu và có cấu trúc tha hình (Hình 3.4). Các hạt có cấu trúc phân đới zircon trong mẫu SBA12 có nguồn từ đá magma chiếm ưu thế chủ đạo trong mẫu SBA12, chúng có cấu trúc chủ yếu là các hạt zircon tự hỡnh với hỡnh lăng trụ tứ phương với cỏc đới phỏt triển cú cấu trỳc rừ ràng (Hình 3.5).

Tuổi đồng vị U-Pb của zircon trong trầm tích cát lòng sông thuộc lưu vực Sông Ba

Kết quả cho thấy tuổi đồng vị U-Pb của các hạt zircon trong trầm tích khu vực Sông Ba dao động tập trung trong các khoảng giai đoạn Creta (SBA17 với 56 điểm phân tích, SBA15 với 6 điểm phân tích), Permi-Trias (SBA07 với 11 kết quả phân tích xác định hạt zircon có tuổi Permi, 84 kết quả phân tích xác định hạt zirconcó tuổi Trias; SBA12 với 11 kết quả phân tích xác định hạt zircon có tuổi Permi, 96 kết quả phân tích xác định hạt zircon có tuổi Trias; SBA17 với 12 kết quả phân tích xác định hạt zirconcó tuổi Permi, 63 kết quả phân tích xác định hạt zircon có tuổi Trias; SBA15 với 19 kết quả phân tích xác định hạt zirconcó tuổi Permi, 85 kết quả phân tích xác định hạt zircon có tuổi Trias), Ordovic-Silur (SBA07 với 5 điểm phân tích, SBA15 với 4 điểm phân tích) và tiền Cambri (SBA07 với 8 điểm phân tích, SBA12 với 7 điểm phân tích, SBA17 với 4 điểm phân tích, SBA15 với 7 điểm phân tích) (Hình 3.1). Mẫu SBA15 là mẫu hạ nguồn (cửa sông) có tính đại diện cho toàn lưu vực, đồng thời nó cũng xuất hiện toàn bộ các peak phổ tuổi chính của 3 mẫu phía trên nó.

Các giai đoạn kiến tạo chính của khu vực nghiên cứu

Sự tăng trưởng dần vỏ lục địa của các craton Indosinia, Yangtze và Cathaysia liên quan đến các sự kiện hội nhập và tan vỡ của các siêu lục địa Nuna (Colombia) và Rodinia, trong đó, ở khối Kon Tum phát triển rộng rãi các đá biến chất cao có nguồn gốc từ trầm tích pelit, đá núi lửa và xâm nhập Proterozoi bị tái biến cải mạnh mẽ. Hơn nữa, hoạt động magma giai đoạn Ordovic- Silur xảy ra ở địa khối Kon Tum không thể gây bởi va chạm dọc theo đới cấu trúc Sông Mã bởi vì va chạm giữa Đông Dương và Nam Trung Hoa không thể gây ra đồng thời ở khu vực Sông Mã và Tam Kỳ-Phước Sơn trong giai đoạn Ordovic-Silur [30, 32, 39, 71, 72].

ĐẶC ĐIỂM, TUỔI ĐỒNG VỊ U-Pb TRÊN KHOÁNG VẬT ZIRCON GRANITOID PHỨC HỆ VÂN CANH VÀ Ý NGHĨA

ĐOẠN TRIAS CỦA CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Đặc điểm granitoid phức hệ Vân Canh

Các đá granitoid phức hệ Vân Canh có màu hồng nhạt, trắng xám, đen; có cấu tạo khối, kiến trúc hạt vừa đến lớn, đặc trưng bởi khoáng vật feldspat màu hồng có kích thước lớn (thường >2.5mm) phân bố phổ biến trong mẫu, các khoáng vật tối màu phân bố rải rác trong mẫu (chiếm tỷ lệ <10%). Thành phần hoá học của tổ hợp nguyên tố vết và đất hiếm được sử dụng để luận giải về các đặc điểm địa hoá của zircon trong granitoid phức hệ Vân Canh, so sánh chúng với đặc điểm địa hoá zircon trong granitoid tại các khu vực khác nhau trên thế giới để tìm mối tương đồng và dị biệt.

Tuổi đồng vị U-Pb trên khoáng vật zircon granitoid phức hệ Vân Canh và ý nghĩa trong nghiên cứu hoạt động magma - kiến tạo giai đoạn Trias của của

[46] còn phát hiện các thành tạo granitoid giai đoạn Permi (phức hệ Quế Sơn) xuyên cắt khối Bến Giằng tạo các mức tuổi zircon ở khoảng tuổi ~270 Tr.n, tuổi này gần gũi với tuổi của công bố trước đây [67] và cũng tương đồng với kết quả tuổi của nghiên cứu này (279 Tr.n). Kết quả nghiên cứu định tuổi granitoid phức hệ Bến Giằng – Quế Sơn cùng các nghiên cứu của các tác giả trước đây cho thấy khối Bến Giằng hoàn toàn khác biệt về thời gian thành tạo với granitoid phức hệ Quế Sơn, vì vậy có thể tách chúng ra thành một phức hệ độc lập [46]. Trên đường concordia, chúng cho giá trị tuổi đồng vị 206Pb/238U. sót này là tàn dư của đá vây quanh trong quá trình magma. Trên đường concordia, chúng cho giá trị trung bình tuổi đồng vị. Trên đường concordia, chúng cho giá trị trung bình tuổi đồng vị. Trên đường concordia, chúng cho giá trị trung bình tuổi đồng vị. Trên đường concordia, chúng cho giá trị trung bình tuổi đồng vị. Trên đường concordia, chúng cho giá trị trung bình tuổi đồng vị. Các tuổi Paleoproterozoi 1,149-2,689 tỷ năm này là các tuổi của nhân các hạt zircon và được luận giải là bằng chứng vật chất vỏ Trái đất cổ được magma phức hệ Vân Canh giai đoạn Permi-Trias mang lên bề mặt. Số liệu tuổi được xác định trong nghiên cứu này có thể là sản phẩm vỏ Trái đất cổ được magma Paleozoi mang lên bề mặt, là các kế thừa kết tinh từ các vật liệu Tiền Cambri. Tuổi đồng vị U-Pb trên khoáng vật zircon của đá granitoid phức hệ Vân Canh thuộc địa khối Kon Tum. 2,1; 2,2; 2,3; 2,4, và 2,5 tỷ năm) tương ứng với giai đoạn Mesoproterozoic- Paleoproterozoi, các zircon di sót này là tàn dư của đá vây quanh, chúng khá gần gũi với tuổi của các vật liệu trầm tích xung quanh khi magma của granitoid này kết tinh, các vật liệu này đã được tìm thấy nhiều trong phức hệ biến chất tuổi Proterozoi. Từ các số liệu địa hoá, và kết quả xác định tuổi đồng vi U-Pb trên khoáng vật zircon của granitoid phức hệ Vân Canh thảo luận ở trên cho thấy các vật liệu thành tạo nên đá granitoid phức hệ Vân Canh nhiều khả năng có cùng một nguồn gốc vật liệu và được hình thành chính bởi quá trình nóng chảy lớp vỏ tuổi Paleoproterozoi và bởi các sự kiện va chạm lục địa giai đoạn Permi muộn -Trias sớm.