Phức hệ này được cấu thành bởi syenit porphyr, granit felspat kiềm, granit granophyr, syenit kiềm, graosyenit kiềm, granosyenit porphyr, granit kiềm đặc trưng cho thể xâm nhập á núi lửa. (Ảnh 3. 9) [18]
Ảnh 3. 9. Đá granosienit porphyr bị cà nát. Nicol (bt - biotit, sc - sericit, q - thạch anh, fe – felspat),80x
- Syenit porphyr: Trên nền cơ sở nổi rõ ban tinh felspat kali - natri có kích thước khá lớn (1 - 1,5 cm) màu trắng hoặc xám phớt lục, xám tro. Thành phần khoáng vật trung bình gồm: felspat kali (50 - 90%), plagioclas là oligoclas (5 - 30%), thạch anh (5 - 10%), biotit (3 - 10%), horblend thường là loại kiềm - vôi (0 - 3%). Granosyenit porphyr: các ban tinh felspat kali có khi kéo dài 2 - 3cm, thạch anh nền cơ sở có kích thước hạt nhỏ. Khoáng vật đặc trưng: felspat kali (53 - 70%), plagioclas (10 - 22%), thạch anh (15 - 20%), biotit (5 - 8%), horblend lục (< 3%), hiếm khi gặp pyroxen.
- Granit felspat kiềm và granit granophyr: đá có kiến trúc dạng porphyr, thường phổ biến ở các thể nhỏ hoặc rìa các thân lớn, hoặc rìa tiếp xúc với các đá phun trào á núi lửa. Thành phần khoáng vật: felspat kali (40 - 70%), plagioclas (15 - 25%), thạch anh (20 - 33%), biotit (1 - 8%), amphibol (1 - 5%).
- Syenit kiềm và granosyenit kiềm: felspat kali (52 - 90%), plagioclas (0 - 20%), thạch anh vài hạt cho đến 4 - 20%, amphibol kiềm (2 - 10%), pyroxen kiềm
- 10%), hiếm gặp biotit (1 - 2%).
- Granit kiềm:đá màu xám sáng phớt hồng, xám sẫm, phớt lục, có kiến trúc hạt vừa đến thô, đôi khi bị cà nát, cấu tạo khối. Thành phần khoáng vật trung bình: felspat kali (34 - 60%), plagioclas (10 - 20%), thạch anh (20 - 28%), amphibol kiềm (1 - 16%), amphibol thường là horblend (0 - 5%), pyroxen kiềm (0 - 8%), biotit (0 - 3%).
Khoáng vật phụ magnetit, zircon, ziatolit, pyrit, chalcopyrit, apatit, fluorit. Biến đổi thứ sinh đặc trưng là albit hoá, thạch anh hoá, clorit hoá.
3.2.3. Phức hệ Yê Yên Sun
Phức hệ này có thành phần chủ yếu là granit biotit, ngoài ra còn có granit biotit – amphibol với thành phần chuyển tiếp là syenit, granosyenit biotit.
Granosyenit porphyr (Ảnh 3. 10), syenit và granosyenyt biotit có amphibol:
có quan hệ chuyển tiếp với granit amphibol, chúng có diện phân bố hẹp, thường ở
rìa khối, có hạt vừa đến nhỏ màu xám, xám sẫm đôi khi có màu xám sáng, đôi khi có kiến trúc porphyr yếu với ban tinh là felspat kali. Thành phần khoáng vật: felspat kali (26 - 94%), plagioplas (> 49%), thạch anh (14 - 21%), amphibol (6 - 16%). Biotit khá phổ biến trong đá (1 - 6%)... Khoáng vật phụ thường gặp sphen, orthit, apatit, zircon và các khoáng vật quặng magnetit, ilmenit. [18]
Granit biotit - amphibol khá phổ biến trong khối Yê Yên Sun. Đá hơi sẫm màu hoặc xám sáng, hạt vừa nhỏ, cấu tạo khối, đôi nơi bị ép có cấu tạo định hướng yếu. Khoáng vật đặc trưng: felspat kali (25 - 52%), plagioplas (21 - 35%), thạch anh (24 - 30%), amphibol (4 - 7%) thường cộng sinh chặt chẽ cùng biotit (1 - 3%)... Khoáng vật phụ là magnetit.
Granit biotit là loại đá phổ biến nhất của phức hệ có độ hạt vừa phải. Thành phần khoáng vật đặc trưng: felspat kali (30 - 48%), plagioplas (19 - 36%), thạch anh (21 - 28%), biotit (3 - 10%)... Đá cấu tạo khối đôi khi bị ép dải.
3.2. Đặc điểm địa hóa
3.2.1. Thành phần nguyên tố chính
Thành phần các nguyên tố chính của một số phức hệ magma axit vùng trũng Tú Lệđược thể hiện trong Bảng 3.1.
Các số liệu cho thấy các đá phun trào kiểu Tú lệ và Ngòi thia có hàm lượng oxit silic (SiO2) dao động trong khoảng từ 62,2% đến 79,6% tương ứng với tổng oxit kiềm (Na2O + K2O) từ 2.31% đến 13.3 %, và tỷ lệ K2O/Na2O trong khoảng (1,01 - 3,80). Trên biểu đồ Na2O+K2O-SiO2 (hình 3.1 ) cho thấy đa số các mẫu đá phun trào kiểu Tú lệ và kiểu Ngòi thia đều rơi vào trường Ryolit, một số mẫu khác nằm trong trường trachyt.
Bảng 3.1. Đặc điểm thành phần nguyên tố chính (%tl) của các phức hệ magma axit vùng trũng Tú Lệ
Thành phần Phức hệ Tú Lệ Phức hệ Ngòi Thia Phức hệ Phu Sa Phìn Phức hệ Yê Yên Sun
Min Max TB Min Max TB Min Max TB Min Max TB
SiO2 62,24 79,63 71,76 70,09 76,39 73,30 57,00 76,10 70,15 70,02 79,02 76,08 TiO2 0,07 1,89 0,59 0,22 1,20 0,48 0,13 1,72 0,80 0,01 0,72 0,27 Al2O3 9,64 16,20 12,66 9,18 13,68 11,71 9,28 17,37 13,62 9,44 13,23 11,19 Fe2O3 0,17 5,02 2,05 0,53 3,88 2,28 1,27 4,27 2,73 0,01 4,05 1,89 FeO 0,19 5,02 2,19 0,11 2,89 1,47 0,43 6,73 1,80 0,79 2,90 1,52 MnO 0,01 0,33 0,09 0,04 0,66 0,13 0,01 0,24 0,07 0 0,17 0,07 MgO 0,09 1,05 0,42 0,01 2,07 0,62 0,10 1,91 0,68 0,05 1,00 0,28 CaO 0,13 2,72 0,62 0,13 1,40 0,62 0,14 3,78 0,98 0,23 2,89 0,72 Na2O 0,16 5,06 3,36 0,34 5,87 3,46 2,10 4,33 3,32 0,36 7,43 4,01 K2O 2,15 8,24 4,77 3,38 5,73 4,72 2,30 4,96 4,11 1,5 5,52 3,53 P2O5 0,00 0,38 0,08 0,01 0,88 0,15 0,01 6,73 0,46 0,01 0,21 0,04 Tổng 92,79 101,48 99,86 99,26 101,86 100,28 95,33 104,17 98,37 98,93 100,18 99,61 K2O/Na2O 0,62 31,56 1,42 0,77 16,21 1,36 0,53 1,92 1,24 0,20 15,33 0,88 Na2O+K2O 5,21 12,46 8,13 4,62 10,64 8,19 5,94 8,46 7,43 5,88 8,93 7,54 ASI 0,84 1,82 1,07 0,53 2,02 0,98 0,88 1,84 1,16 0.78 1.1 1.01 AI 0,49 0,98 0,84 0,41 1,60 0,92 0,45 1,04 0,73 0,57 1,25 0,93 A/NK 1,02 2,04 1,19 0,63 2,45 1,08 0,96 2,24 1,37 0,80 1,76 1,07 FeO*/MgO 3,79 64,51 9,52 1,84 280,20 5,71 1,13 54,38 6,26 4,14 83,25 11,39
Đối với các đá xâm nhập thuộc phức hệ Phu Sa Phìn, có lượng oxit silic (SiO2) dao động trong khoảng từ 57.00% đến 76.1%, tương ứng với tổng oxit kiềm (Na2O + K2O) từ 4.4% đến 9.29%. Trên biểu đồ Na2O+K2O-SiO2 (hình 3.1) cho thấy hầu hết chúng thuộc trường granit và granit kiềm. Hàm lượng Al2O3 dao động trong khoảng từ 9.28-17.37%, oxit sắt Fe2O3 (1.27-4.27%), khá thấp MnO (0.01- 0.24%), TiO2 (0.13-1.72%), MgO (0.1-1.94%). Trên biểu đồ harker (hình 3.2) cho thấy, về cơ bản hàm lượng của các nguyên tố này có tương quan nghịch với hàm lượng SiO2 (các nguyên tố này giảm theo chiều tăng hàm lượng SiO2).
Còn các đá thuộc phức hệ Yê Yên Sun, qua biểu đồ phân loại Na2O+K2O- SiO2 (hình 3.1) cho thấy chúng đều thuộc trường granit và một số mẫu rơi vào trường granit kiềm với hàm lượng SiO2 dao động trong khoảng 70-79%. Xem xét tương quan giữa hàm lượng các oxit tạo đá (Al2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, MnO) với hàm lượng oxit silic (SiO2) trên biểu đồ dạng Harker (hình 3.2 ) cũng cho thấy mối tương quan nghịch khá rõ.
Các biểu đồ đặc trưng của các đá magma axit vùng trũng Tú Lệ (Hình 3.3, 3.4) cho thấy các phức hệđá magma axit này hầu hết rơi vào các trường á kiềm, cao kali. Tổng kiềm dao động trong khoảng từ 5,2-12.5% với hàm lượng K2O thường trội hơn Na2O. Chỉ có phức hệ Yê Yên Sun có đa số mẫu rơi vào trường K trung bình.
Hình.3.2. Biểu đồ tương quan giữa các oxit tạo đá và SiO2 trong một số phức hệ
Hình .3.3. Biểu đồ K2O-SiO2 [25] với các
đường phân chia các trường cao kali, kali trung bình và thấp kali
Hình .3.4. Biểu đồ (Na2O+K2O) – SiO2 (TAS) [27]
3.2.2. Thành phần nguyên tố vết
Hàm lượng các nguyên tố hiếm – vết của một số phức hệ magma axit vùng trũng Tú Lệđược thể hiện trong Bảng 3.2 . Biểu đồ phân bố hàm lượng các nguyên tố đất hiếm chuẩn hóa theo chondrit và biểu đồđa nguyên tố chuẩn hóa theo manti nguyên thủy của các phức hệ magma này được thể hiện trên hình 3.5, 3.6.
Bảng.3.2. Hàm lượng các nguyên tố hiếm-vết (ppm) của một số phức hệ magma axit khu vực trũng Tú Lệ
Phức hệ Tú Lệ Ngòi Thia Phu Sa Phìn Yê Yên Sun
Số mẫu 39 30 28 15
Ntố Min Max TB Min Max TB Min Max TB Min Max TB
Rb 11.31 792.61 68.99 5.51 171.82 42.77 4.22 139.16 30.18 5.71 63.12 19.22 Ba 11.08 13168.20 88.89 7.60 1000.45 47.12 6.92 662.33 41.28 13.74 952.38 49.90 Sr 1.39 197.13 7.37 0.83 31.54 6.50 1.09 17.74 3.30 2.31 91.91 12.66 Zr 2.34 235.78 28.90 7.51 195.09 31.27 8.79 154.20 25.33 3.04 15.13 6.79 Hf 0.05 27.58 0.46 0.09 21.5 0.45 0.00 1.71 0.45 0.08 70.43 0.27 Ta 0.03 100.44 11.99 0.16 219.97 13.41 7.79 42.32 16.26 0.04 56.43 7.54 Nb 29.48 1770.60 276.78 39.32 1033.38 268.52 189.13 884.03 324.80 87.52 613.66 241.24 Th 1.93 865.91 14.12 1.54 103.26 14.24 9.39 96.17 24.21 11.06 63.43 22.33 U 0.2 8.74 4.43 2.68 6 4.4 2.44 7.7 5.18 1.78 7.88 4.58 Ni 1.22 117.27 6.76 1.86 21.65 6.91 2.34 34.23 4.40 1.94 9.58 4.55 Co 0.39 42.05 1.90 0.23 12.23 1.54 0.56 4.18 1.24 0.41 19.33 1.22 La 6.37 629.03 63.42 4.05 339.78 52.52 26.34 720.14 72.24 2.05 216.48 52.71 Ce 11.40 516.07 101.35 8.38 306.05 85.91 52.96 341.16 103.28 4.25 361.10 95.35 Pr 2.29 153.88 20.34 2.18 125.36 17.38 7.39 200.60 21.91 0.55 53.79 15.41 Nd 9.29 610.19 76.60 9.53 450.04 64.74 26.66 705.51 77.27 2.22 202.48 57.63 Sm 1.94 95.63 14.58 2.18 82.97 12.95 5.12 123.09 14.75 0.57 27.82 9.84 Eu 0.16 6.90 1.47 0.20 6.67 1.00 0.17 4.87 0.93 0.06 4.27 0.78 Gd 1.69 94.72 12.34 1.81 50.27 11.08 4.49 96.27 13.29 0.55 21.70 8.12 Dy 1.29 73.46 9.15 1.16 42.89 8.79 4.86 70.02 12.66 0.82 18.98 7.29 Ho 0.22 12.34 1.47 0.17 6.96 1.40 0.78 12.66 2.34 0.15 4.12 1.28 Er 0.57 33.01 3.65 0.40 14.65 3.35 1.48 36.79 6.33 0.51 11.84 3.78 Yb 1.01 58.00 6.97 0.75 27.44 6.22 2.48 84.31 15.87 1.06 34.17 8.30
Lu 0.04 1.95 0.25 0.03 2.09 0.22 0.09 2.76 0.57 0.08 1.16 0.41 Y 6.04 395.34 34.67 3.54 135.83 31.08 16.33 296.82 57.85 3.25 104.71 31.80 (La/Lu)cn 1.04 16.19 7.89 2.95 34.79 10.02 3.65 15.16 7.56 5.95 15.71 10.01 (La/Sm)cn 0.51 5.21 3.41 2.36 6.66 4.13 2.29 7.21 4.08 3.59 12.82 9.00 (Yb/Lu)cn 0.62 1.91 1.01 0.86 7.05 1.15 0.76 1.18 1.06 2.82 4.24 3.88 (Ce/Yb)cn 0.71 13.73 6.13 2.26 10.92 6.57 2.45 9.48 4.77 0.45 0.75 0.52 Nb/Ta 5.42 11.84 7.28 7.16 14.55 11.69 6.78 13.08 9.34 1.23 12.58 1.93 Rb/Sr 0.13 3.42 0.84 0.5 20.66 1.59 0.3 4.2 1.15 1.1 3.7 10.31
Hình.3.5. Biểu đồđất hiếm chuẩn hóa theo Chondrite của một số phức hệ
magma axit trũng Tú Lệ
Hình.3.6. Biểu đồđa nguyên tố chuẩn hóa theo manti nguyên thủy của một số phức hệ magma trũng Tú Lệ
Các biểu đồ nguyên tốđất hiếm và biểu đồ đa nguyên tố cho thấy sự tương đồng về thành phần các nguyên tố hiếm - vết của cả bốn phức hệ, tất cả các phức hệ đều có dị thường âm Eu, Ba, Sr và Ti rõ rệt, trội các nguyên tốđất hiếm nhẹ so với các nguyên tố đất hiếm nhẹ. Ngoài ra, các tổ hợp đá này đều giàu nguyên tố đất hiếm nhẹ so với các nguyên tốđất hiếm nặng, có thể thấy rõ điều này qua hình ảnh dốc từ trái sang phải của biểu đồ đất hiếm (hình 3.5 ) và tỉ lệ của chúng với nhau. Phức hệ phun trào Tú Lệ
có tỉ lệ (La/Lu)cn khá cao (1,04 - 16,19) (trung bình 7,89); tỷ số (Ce/Yb)cn = 0,71 – 13.73. Tổ hợp đá của phức hệ Ngòi Thia cũng có tỉ lệ (La/Lu)cn = 2,95 - 12,4 (trung bình 10,02), (Ce/Yb)cn = 2,6 - 10,9. Đối với hai phức hệ xâm nhập Phu Sa Phìn, và Yê Yên Sun nhóm nguyên tốđất hiếm cũng phân bố khá giống với hai thanh tạo phun trào nêu trên: nhóm đất hiếm nhẹ có hàm lượng cao hơn hẳn nhóm đất hiếm nặng (đường biểu diễn dốc từ trái qua phải); tỷ lệ (La/Lu)cn của phức hệ Phu Sa Phìn khá cao (3,65 - 15,16) (trung bình 7.56), tỷ lệ (Ce/Yb)cn = 2,45 - 9,48 (trung bình 4,77. Phức hệ Yê Yên Sun được đặc trưng bằng tỷ số (La/Lu)cn = 5,95 – 15.71 (trung bình 10.01), (Ce/Yb)cn = 3,59 – 12.82 (trung bình 9.00). Sự giống nhau về thành phần nguyên tố
hiếm – vết của các phức hệ magma này là bằng chứng luận giải về sự tương đồng trong
Chương 4.
TÍNH CHUYÊN HÓA ĐỊA HÓA URANI CỦA MỘT SỐ PHỨC HỆ MAGMA KHU VỰC TRŨNG TÚ LỆ
4.1. Tính chuyên hóa địa hóa urani 4.1.1. Phức hệ phun trào Tú Lệ 4.1.1. Phức hệ phun trào Tú Lệ
Nhưđã trình bày ở các phần trước, phức hệ phun trào Tú Lệ chủ yếu bao gồm trachydacit, trachyrhyolite và rhyolite với kiến trúc porphyr; ngoài ra còn gặp fenzit, comendit và pantelerit. Các ban tinh thường là thạch anh, feldspar kali, đôi khi – plagioclas.
Kết quả phân tích ICP-MS hàm lượng urani của đá phun trào phức hệ Tú lệ được trình bày trong bảng 4.1.
Bảng.4.1. Hàm lượng urani (U) trong đá phun trào của phức hệ Tú Lệ (ppm)
Stt Ký hiệu mẫu Hàm lượng Stt Ký hiệu mẫu Hàm lượng
1 120405-1 8.74 9 120406-4A 5.46 2 120405-2 5.07 10 120405-12 3.85 3 120405-3 3.88 11 120406-3 1.48 4 120405-4 0.20 12 120406-4B 4.11 5 120405-5 6.00 13 120405-15 5.36 6 120405-6 6.23 14 1204015-16 5.51 7 120405-8 6.61 15 120405-11 4.01 8 120405-9 0.48 16 120405-13 3.87
Theo kết quả xử lý thống kê, hàm lượng U trong phức hệ Tú Lệ tuân theo luật phân bố chuẩn thường và được thể hiện trên đồ thị tần suất theo hàm lượng urani (xem hình 4.1), các tham số thống kê được thể hiện ở bảng 4.2.
Hình 4.1. Đồ thị tần suất hàm lượng U trong phức hệ Tú Lệ
Bảng 4.2. Các tham số thống kê hàm lượng U trong phức hệ Tú Lệ
Các tham số thống kê
n X Xmin Xmax S Var X
16 4.43 0.2 8.74 2.2 5.06
Các kết quả thống kê cho thấy, giá trị hàm lượng urani dao động từ 0.2 ppm đến 8.74 ppm., trong đó chủ yếu tập trung ở mức hàm lượng từ 4 -6 ppm; hàm lượng urani trung bình của toàn phức hệ là 4.43 ppm.
Nếu lấy hàm lượng trung bình của urani trong vỏ trái đất là K = 2.7 ppm theo Taylor, S. R. & McLennan, 1995 [21] thì ta tính được hệ số tập trung urani trong phức hệ Tú lệ sẽ là: 4.43 1.64 2.7 đ tt tq C K C = = =
Ktt: Hệ số tập trung của urani trong phức hệ Tú lệ
Cđ: Hàm lượng trung bình của urani trong phức hệ Tú lệ
Ctq: Hàm lượng trung bình của urani trong vỏ trái đất
Ma trận tương quan hàm lượng giữa các nguyên tố trong phức hệ Tú Lệ được thể hiện ở các bảng (4.3). Từ bảng ma trận có thể thấy, urani trong phức hệ Tú Lệ tương quan khá chặt với Th, Ta, Nb, và nhóm đất hiếm nặng (Lu, Yb, Tm, Er, Ho, Dy) còn lại các nguyên tố khác đều có hệ số tương quan với U rất thấp, gần như không thể hiện mối tương quan.
Qua đồ thị hoa hồng biểu diễn tỉ lệ hàm lượng các nguyên tố so với giá trị trung bình của chúng trong vỏ trái đất (hình.4.2) cho thấy những nét đặc thù về hàm lượng trung bình của các nguyên tố trong phức hệ Tú Lệ. Cụ thể, có sự gia tăng hàm lượng của một loạt nguyên tố so với giá trị trung bình của chúng trong vỏ trái đất (As, Ta, Nb, Cu, Zn, Mo, Ag, Cd, Sb, Ho, nhóm REE), đặc biệt trong đó có những nguyên tố có hàm lượng trung bình rất cao, thể hiện bằng hệ số tập trung Ktt > 10 ( As, Ta, Nb). Urani có hệ số tập trung 1.64 – thể hiện tính chuyên hóa địa hóa, nhưng ở mức độ yếu.
Bảng.4.3 . Ma trận tương quan giữa urani và các nguyên tố khác trong phức hệ Tú Lệ Sr Y Zr Nb Cs Ba La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta Pb Th U Sr 1.00 Y -0.52 1.00 Zr -0.32 -0.04 1.00 Nb -0.74 0.59 0.39 1.00 Cs 0.28 -0.40 0.38 -0.44 1.00 Ba 0.11 -0.41 0.15 -0.41 0.64 1.00 La -0.44 0.86 -0.10 0.40 -0.24 -0.09 1.00 Ce -0.47 0.21 0.34 0.39 0.09 0.48 0.53 1.00 Pr -0.44 0.80 -0.08 0.36 -0.12 0.06 0.98 0.61 1.00 Nd -0.42 0.81 -0.12 0.32 -0.09 0.04 0.97 0.54 0.99 1.00 Sm -0.40 0.83 -0.16 0.31 -0.12 0.05 0.95 0.49 0.97 0.98 1.00 Eu 0.29 -0.09 0.06 -0.44 0.78 0.70 0.16 0.29 0.29 0.29 0.34 1.00 Gd -0.39 0.91 -0.20 0.34 -0.22 -0.13 0.93 0.33 0.92 0.94 0.97 0.22 1.00 Tb -0.46 0.96 -0.13 0.47 -0.27 -0.20 0.91 0.32 0.89 0.91 0.95 0.13 0.98 1.00 Dy -0.51 0.98 -0.07 0.58 -0.34 -0.31 0.87 0.27 0.84 0.85 0.89 0.02 0.95 0.99 1.00 Ho -0.57 0.98 0.02 0.70 -0.41 -0.41 0.82 0.25 0.77 0.77 0.81 -0.11 0.88 0.94 0.98 1.00 Er -0.65 0.93 0.19 0.83 -0.46 -0.46 0.72 0.27 0.65 0.65 0.67 -0.26 0.75 0.84 0.91 0.97 1.00 Tm -0.68 0.79 0.40 0.92 -0.47 -0.50 0.54 0.28 0.47 0.45 0.45 -0.42 0.53 0.64 0.74 0.84 0.95 1.00 Yb -0.64 0.54 0.60 0.91 -0.39 -0.44 0.28 0.26 0.21 0.17 0.16 -0.49 0.23 0.36 0.48 0.62 0.79 0.94 1.00 Lu -0.57 0.35 0.78 0.79 -0.21 -0.32 0.15 0.29 0.08 0.03 0.00 -0.43 0.04 0.16 0.28 0.42 0.62 0.82 0.96 1.00 Hf -0.33 0.00 0.98 0.46 0.26 0.02 -0.10 0.30 -0.10 -0.15 -0.20 -0.07 -0.21 -0.13 -0.06 0.05 0.24 0.47 0.69 0.85 1.00