Quỏ trỡnh macma là giai đoạn đầu tiờn của chu trịnh địa húa lơn. Quỏ trỡnh này xảy ra ở phần sõu của vỏ quả đất và chịu ảnh hưởng của cỏc yếu tố nội sinh như nhiệt độ, ỏp suất.
1 – Sự phõn dị macma: Quỏ trỡnh thành tạo macma để tạo ra cỏc loại đỏ khỏc nhau cú thể giải thớch bằng nhiều giả thiết khỏc nhau như giả thiết về sự dung ly: giả thiết về sự phõn dị nồng độ. Phổ biến nhất và cú cơ sở nhất là giải thiết về sự phõn dị macma. Nội dung của giả thiết này là tổng hợp cỏc yếu tố húa lý, trong đú vai trũ quan trọng nhất là sự hạ nhiệt độ của dung thể macma dẫn tới sự phõn dị dần dần, cỏc thể rẵn tỏch khỏi dung thể macma. Bowen qua nghiờn cứu thực tiễn và bằng thực nghiệm đó xỏc định trỡnh tự kết tinh của cỏc khoỏng vật. Trỡnh tự mà Bowen đưa ra được gọi là liệt Bowen.
Theo liệt này những khoảng vật đầu dóy được thành tạo trước. Khoỏng vật tiếp sau được thành tạ là do kết quả tỏc dụng của pha rắn với dung thể. Cỏc khoỏng vật điển hỡnh của liệt được chia làm hai nhỏnh. Một nhỏnh cỏc khoỏng vật được thành tạo giỏn đoạn, cũn một nhỏnh cỏc khoỏng vật được thành tạo liờn tục.
Olivin [Mg.Fe] [SiO ]
Pyroxen Ampibol
Boctit K(Mg,Fe) (OH) [ASi O ] Nututvit KAl (OH) AlSI O ]
Thạch anh (SiO ) Anbit Na[AlSi O ] Octoclaz K[AlSi O ] 90% 70% 20% 10% Anoctit Ca[Al Si O ] Dòng liên tục Dãy giai đoạn
Cấu trúc đá Cấu trúc mạch đơn Cấu trúc mạch kép Cấu trúc lớp Cấu trúc lớp Cấu trúc khung . . . 2 4 2 2 2 2 2 3 10 2 2 3 10 2 3 2 3 2 Ca Ca Ca Ca
Theo liệt Bowen thỡ trong quỏ trỡnh hạ nhiệt độ, cỏc khoỏng vật silicat giàu Ca, Mg, Fe được thành tạo trước và theo thứ tự tăng dần cỏc hàm lượng nguyờn tố kiềm ( K, Na ) và hàm lượng Al để thành tạo cỏc khoỏng vật giàu kiềm như anbit, fenpatkali, rồi cỏ khoỏng vật giàu kiềm và nhúm như ncutcovit.
Theo trỡnh tự nhiệt độ giảm dần, cỏc khoỏng vật cú cấu trỳc càng phức tạp và cú năng lượng mạng giảm dần ( ngoại lệ là SiO2 ).
Quỏ trỡnh kết tinh macma được chia làm hai giai đoạn. Đú là quỏ trỡnh kết tinh macma sớm và quỏ trỡnh kết tinh macma muộn. Sau đõy ta sẽ nghiờn cứu đặc điểm địa húa của từng giai đoạn.
2 – Đặc điểm địa húa của quỏ trỡnh kết tinh sớm.
a – Thành phần húa học.
Ở giai đoạn kết tinh sớm cỏc khoỏng vật rất giàu cỏc nguyờn tố Si, Mg, Fe, Al, Ca: SiO2 – 41%; MgO – 32%; FeO – 7,9%; Fe2O3 – 3,7%; Al2O3 – 4,9%; CaO – 4,5%; H2O – 3,0% và một số cỏc kim loại khỏc như sau Cr, Ni, Co.
b – Đặc điểm địa húa: tất cả cỏc nguyờn tố được kết tinh trong giai đoạn macma sởm được Fecsman tớnh toỏn và xếp vào 4 nhúm sau:
- Nhúm nguyờn tố chủ đạo: Mg, Si, O, Ti, Fe, Ni, Cr.
- Nhúm nguyờn tố chớnh: C, Na, Al, P, S, Ca, V, Mn, Co, Pt. - Nhúm nguyờn tố thứ yếu: Sc, Cu, Zn, Ge, Az, Pb, Au, Ag. - Nhúm cỏc nguyờn tố đi kốm: K, Sr, Zr, Nb, Ta, W, Mo.
Trong quỏ trỡnh kết tinh sớm, chủ yếu cỏc nguyờn tố cú số thứ tự chắn được kết tinh. Trong giai đoạn này cỏc nguyờn tố cú nhúm kiểu 49 được tập trung. Theo Fecsman cỏc nguyờn tố chẵn chiếm 97% khối lượng và chủ yếu là nguyờn tố họ sắt. Cỏc cation thường cú húa trị chẵn và bỏn kớnh ion nhỏ chiếm ưu thế, do đú cú năng lượng mạng tinh thể cao.
3 – Đặc điểm địa húa của quỏ trỡnh kết tinh muộn ( giai đoạn fecmatit)
a – Khỏi quỏt: pecmatit được coi là dung thể macma tàn dư. Quỏ trỡnh kết tinh muộn xảy ra từ 7000C – 4000C. Trong tự nhiờn, quỏ trỡnh kết tinh muộn xảy ra ở độ sõu 2000m, thành tạo cỏc đỏ dạng mạch, chựm mạch.
Thành phần khoỏng vật của Pecmatit gồm Fenspatkali, oligiocla, mutcovit, biotit và thạch anh, ngoài ra cũn cú cỏc khoỏng vật giàu chất bốc và cỏc nguyờn tố hiếm được thành tạo với kớch thước tinh thể lớn. Vớ dụ tinh thể Berin ở Nauy nặng 18 tấn, tinh thể thạch anh ở Uran cao 2m.
Số lượng khoỏng vật được thành tạo trong giai đoạn này cú tới 300 Theo Fecsman chỳng phõn bố như sau:
- Khoỏng vật nguyờn tố tự sinh + 4 KV - Cỏc khoỏng vật sunfua + 11 - Cỏc khoỏng vật oxit + 26 - Cỏc khoỏng vật halozen +18 - Cỏc khoỏng vật fotfat +80 - Cacbonat +14 - Sunfat +4 - Silicat +7 - Alumosilicat +80
- Uranat +40
Ở Việt Nam Pecmatit được thành tạo ở Thanh Sơn, Thanh Thủy với diện tớch lớn 100km2. Ở Lào Cai – Yờn Bỏi cú 400-500 mạch Pecmantit.
b – Đặc điểm địa húa: Fecsman chia cỏc nguyờn tố trong giai đoạn này làm 5 nhúm:
- Nhúm nguyờn tố chủ đạo: D, Li, Be, O, Si, Al, Na, K, Rb, Tr. - Nguyờn tố chớnh: B, F, Se, P.
- Nguyờn tố bỡnh thường: Cl, La, Ti, Mn, K, Go, Y, Zr, Nb, Hf, W, Thn, U. - Nhúm nguyờn tố ngẫu nhiờn: N, C, S, V, Co, Zn, Sr, Ba.
- Cỏc nguyờn tố cấm: Co, Ni, Ag, Cd, Pt, Hg, Br. Từ cỏc số liệu trờn ta cú thể rỳt ra một số kết luận:
Trong giai đoạn kết tinh muộn tập trung chủ yếu cỏc nguyờn tố cú số thứ tự lẻ. Đặc biệt cỏc nguyờn tố hiếm cú độ tập trung cao ( 0,15% Li, 0,18 % Be ).
Trong Pecmatit tập trung cỏc nguyờn tố cú năng lượng mạng bộ đú là cỏc nguyờn tố cú húa trị 1, bỏn kớnh ion lớn vớ dụ Na, cú húa trị 1, bỏn kớnh 0,98Ao. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong Pecmatit cỏc nguyờn tố phúng xạ được tập trung và chủ yếu tập trung cỏc đồng vị kiềm 49.
Trong Pecmatit cỏc gốc anion phức tạp xuất hiện nhiều hơn so với trong cỏc giai đoạn khỏc. Đú là cỏc gốc [BO4]3-, [PO4]5-, [NbO3]1-. Trong giai đoạn này sự thay thế đồng hỡnh cũng phổ biến hơn trong cỏc giai đoạn khỏc.