CHƢƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.4. Phức hệ Yê Yên Sun (γE1 ys)
3.4.1. Đặc điểm địa chất.
Phức hệ Yê Yên Sun thuộc loạt Fansipan do E. P. Izokh (1965) xác lập. Sau đó khối lƣợng của chúng có thay đổi chút ít (Bùi Phú Mỹ, 1971) với việc thêm vào một khối lƣợng các đá granit amphybol á kiềm của phức hệ Đèo Mây của Izokh ở phần trung tâm và rìa Nam khối Fansipan. Các cơng trình nghiên cứu địa chất về sau của Trần Văn Trị (1977, 1979), Trần Xuyên (1988), Nguyễn Xuân Tùng, Trần Văn Trị (1992); Đào Đình Thục, Huỳnh Trung (1995) đều phân chia phức hệ Yê Yên Sun theo quan điểm của Nguyễn Vĩnh (1972).
Thành phần thạch học chủ yếu của phức hệ là granit biotit, granosyenit tạo nên dãy núi Fansipan. Điều đáng chú ý là phức hệ xâm nhập này khơng có phun trào đi kèm và có lúc đƣợc chia làm 6 pha xâm nhập, xun cắt và gây sừng hố trầm tích phun trào hệ tầng Nậm Qua (J3 – K1 nq) (Trần Văn Trị, 1979).
Các đá của phức hệ xuyên cắt granodiorit của phức hệ Po Sen (Trần Xuyên, 1988), đồng thời có quan hệ xuyên cắt với phức hệ Dƣơng Quỳ và Ngòi Thia (Nguyễn Trung Chí, 1996). Bản thân chúng lại bị xuyên cắt bởi các syenit,
granosyenit kiềm phức hệ Nậm Xe – Tam Đƣờng (Izokh, 1965 và Bùi Phú Mỹ, 1971). Với những tài liệu trên có thể khẳng định đƣợc thời gian thành tạo của phức hệ tƣơng ứng với tuổi tuyệt đối 41, 45, 58, 72 triệu năm (bằng phƣơng pháp K – Ar từ hornblend và biotit theo Dovjicov, 1971 và Trần Văn Trị, 1979).
Nguyễn Xuân Tùng, Trần Văn Trị (1992), Nguyễn Thứ Giáo và nnk (1994) cho rằng phức hệ Yê Yên Sun có 3 pha xâm nhập thuộc loạt kiềm – vôi, kiểu S – granit có triển vọng về khống hố Mo – Cu, Au – Ag, Pb – Zn và xạ hiếm. Đào Đình Thục và Huỳnh Trung (1995) cịn xếp chúng vào loạt kiềm – vơi trung bình kali có nguồn gốc hỗn hợp giữa hai kiểu I và S – granit. Bùi Minh Tâm và nnk (1995) xếp chúng vào loạt á kiềm q bão hồ nhơm kiểu A – granit tƣơng ứng với kiểu granit hình thành trong mảng (WPG). Nguyễn Trung Chí, Nguyễn Đình Hợp (1997) cho rằng phức hệ Yê Yên Sun bao gồm các granitoid phân dị cao, loạt á kiềm, quá bão hồ nhơm, kiểu A – granit. Chúng phân bố trong đới cấu trúc Tú Lệ và cả đới Fansipan (Nguyễn Trung Chí và nnk, 2003).
3.4.2. Đặc điểm thạch học – khoáng vật.
Các dạng đá chủ yếu gồm:
- Các đá syenit và granosyenit biotit có amphibol: diện phân bố hẹp, thƣờng
ở rìa khối, có độ hạt vừa và nhỏ, màu xám sẫm, sáng xám, đơi khi có kiến trúc dạng porphyr. Thành phần khoáng vật: fenspat kali, plagioclase, thạch anh. Khoáng vật phụ gồm sphen, orthit, zircon và các khoáng vật quặng là magnetit, ilmenit.
- Granit amphibol có biotit: khá phổ biến trong vùng nghiên cứu, hơi sẫm
màu hoặc sáng xám, hạt vừa và nhỏ, đá có cấu tạo khối, đôi khi bị ép dải định hƣớng yếu. Thành phần khoáng vật gồm: felspat kali, plagioclase, thạch anh, biotit, amphibol. Khoáng vật phụ là magnetit, cassiterit.
- Grantit biotit: là loại đá phổ biến nhất đi cùng với nó có amphibol độ hạt
vừa phải, thành phần khoáng vật gồm felspat kali, plagioclase, thạch anh, biotit, ít muscovit đi kèm (<1%). Khống vật phụ là orthit, apatit, zircon, sphen.
- Granit aplit, granit pegmait: sáng màu thƣờng là dạng mạch xuyên cắt qua
syenit và granit biotit. Thành phần gồm felspat kali, thạch anh, muscovit khơng phổ biến, đơi khi có zircon màu hồng nhạt.
Ảnh 3.7: Granit amphibol phức hệ Yê Yên Sun – Nậm Xe – Văn Bàn. (Nguyễn Trung Chí, 1999)
amphibol (hornblend), felspat kali, plagioclase, thạch anh.
Ảnh 3.8: Granit amphibol hạt nhỏ phức hệ Yê Yên Sun (Nguyễn Trung Chí, 1999).
Các khống vật tạo đá có những đặc điểm sau:
- Felspat kali : chủ yếu là sanidin, một số là octhoclase bị perthit.
- Plagioclaz : chủ yếu là albit, thứ đến là oligoclase song tinh theo luật albit. - Thạch anh : trong tất cả các đá có dạng kéo dài và dập vỡ, tắt lƣợn sóng. - Biotit: dạng vẩy nhỏ - sắp xếp định hƣớng, đa sắc mạnh , thƣờng đi cùng
với amphibol.
- Amphibol: có dạng tấm que nhỏ, chủ yếu là backivikit và ít hornblend cát
khai theo hai phƣơng màu nâu vàng, hoặc vàng lục.
Với các đặc điểm khống vật nêu trên thì các granitoid của phức hệ Yê Yên Sun thuộc loại á kiềm, khác hoàn toàn với granitoid hệ Dƣơng Quỳ và
Mƣờng Hum. Phức hệ Yê Yên Sun có tƣớng xâm nhập thực thụ khơng có phun trào đi kèm, thƣờng có một ít đá mạch.
3.4.3. Đặc điểm địa hóa.
a. Địa hố nguyên tố chính.
Số liệu địa hố ngun tố chính cho thấy các đá granitoid của phức hệ thuộc loạt á kiềm q bão hồ nhơm (giống phức hệ Phusaphin). Hàm lƣợng kiềm và nhôm giảm theo chiều tăng SiO2. Tổng lƣợng kiềm của phức hệ thấp hơn phức hệ Dƣơng Quỳ nhƣng cao hơn Phusaphin. Tính kiềm khơng rõ, đa số trội kali, số ít trội natri (thƣờng là syenit, granosyenit và granit giàu amphibol).
Phức hệ Yê Yên Sun ngoài các đá granitoid thuộc loạt á kiềm cao kali và quá bão hồ nhơm (kiểu A – granit) thì phức hệ cịn có các granit kiểu S thuộc loạt kiềm – vôi (kiểu kiềm K – Na) và đƣợc hình thành trong bối cảnh đồng va chạm giữa các mảng lục địa vào đầu Eocen với nguồn vật liệu ban đầu là các đá của vỏ lục địa Paleozoi muộn tái nóng chảy tại chỗ.
b. Địa hố nguyên tố vết – đồng vị.
Tỷ lệ K/Rb, Ba/Sr và Rb/Sr cho thấy granitoid của phức hệ Yê Yên Sun đƣợc liên quan đến nguồn magma gần bề mặt hơn so với phức hệ Dƣơng Qùy. Đặc điểm địa hoá các nguyên tố đất hiếm của phức hệ đƣợc chuẩn hoá với chondrit xác nhận chúng có hai kiểu phân dị khác nhau: một kiểu đặc trƣng bởi dị thƣờng âm Eu
và một kiểu có dị thƣờng dƣơng Eu. Tỷ lệ đồng vị Sr87
/Sr86 (ban đầu) khoảng 0,7075 tƣơng ứng với magma bazan bắt nguồn từ manti thạch quyển lục địa đƣợc làm giàu (tỷ lệ La/Sm > 3,31).
Nhiệt độ kết tinh của các granitoid kiềm phức hệ Yê Yên Sun trong khoảng 690 – 640oC tƣơng ứng với áp lực 6 ÷ 1 kb và độ sâu tƣơng ứng giảm dần từ 20 – 3,3 km.
3.5. Phức hệ Pu Sam Cap (εγξE2-3 pc).
3.5.1. Đặc điểm địa chất.
Phức hệ Pusamcap lần đầu tiên đƣợc xác lập bởi E. P. Izokh thuộc loạt Fansipan (A. E. Dovjicov, 1965) bao gồm cả phun trào trachyt, leucitophyr, các thể xâm nhập granitoid kiềm, syenitoid kiềm và thể tƣờng, mạch, đai mạch của syenit, porphyr syenit, minet và shonkinit. Phan Cự Tiến và nnk (1977), đã tách các đá phun trào kiềm với tên gọi là “hệ Paleogen không phân chia” ra khỏi phức hệ Pusamcap của Izokh nhƣng vẫn theo quan niệm của Izokh (1965) cả về phạm vi phân bố lẫn tuổi và thành phần thạch học.
Tiếp theo đó, Phan Cự Tiến và nnk (1989) đã xếp phức hệ Nậm Xe – Tam Đƣờng vào tổ hợp granit kiềm, phức hệ Pusamcap và phun trào Putra vào tổ hợp leucitophyr – syenit nephelin – leucitic và định tuổi Creta muộn – Paleogen (K2 – E). Đào Đình Thục, Huỳnh Trung (1995) ghép hai phức hệ Nậm Xe – Tam Đƣờng và Pusamcap do Izokh thành lập năm 1965, loại bỏ các thành tạo phun trào (hệ tầng Putra), xác lập một phức hệ kiềm mang tên Pusamcap. Trong cơng trình “kiến tạo và sinh khoáng Tây Bắc Việt Nam theo các học thuyết mới” Lê Nhƣ Lai (1995) ghép nguyên xi cả hai phức hệ Nậm Xe – Tam Đƣờng và Pusamcap của Izokh (1965) và gọi tên phức hệ Pusamcap – Putra (ε7 pc) và xếp vào thời đoạn
Paleogen.
Tuổi tuyệt đối của các xâm nhập thuộc phức hệ là 50, 54, 55, 53, 40, 37 triệu năm tƣơng ứng với Paleogen giữa (Eocen). Về thạch luận có những quan điểm nhƣ sau: Đào Đình Thục, Huỳnh Trung (1995) theo phân loại của Lameyre và Bowden (1984) xếp các đá phức hệ chủ yếu vào loạt kiềm, một số ít vào kiềm – vơi cao kali
(loạt monozit), tƣơng tự phức hệ Chợ Đồn. Về nguồn gốc các tác giả đó cho rằng “đa phần các đá granitoid Pusamcap thuộc kiểu I – granit”. Bùi Minh Tâm và nnk (1996) xếp các đá phức hệ Pusamcap vào loạt á kiềm với hai nhóm mang tính kiềm natri và kali phân biệt rõ. Chúng thuộc kiểu A – granit “vừa là sản phẩm rìa hội tụ (sau va chạm) đồng thời lại có liên quan với hoạt động magma nội mảng”.
3.5.2. Đặc điểm thạch học – khoáng vật.
Gồm các dạng đá chủ yếu sau:
- Syenit và syenit felspat kiềm giàu granat: đá thƣờng có dạng trachyt, sẫm
màu vừa, kết tinh hạt lớn, giàu khống vật màu kiềm (ít amphibol kiềm, chủ yếu là pyroxen kiềm).
- Syenit felspat kiềm: có thành phần felspat kali, plagioclase, amphibol kiềm,
pyroxen kiềm. Khống vật phụ điển hình gồm có sphen, apatit, fluorit...
- Granosyenit kiềm: có các đặc điểm về độ hạt, màu sắc, thành phần giống
với các đá syenit nêu trên.
- Granit kiềm và granit á kiềm: là những thể tƣờng và mạch dạng aplit
xuyên cắt các đá trên. Đá có màu xám trắng, felspat kali có màu hồng nhạt hoặc lục nhạt, độ hạt lớn – vừa, có thành phần: felspat kali, thạch anh, palagioclase. Khống vật phụ có apatit, zircon, sphen, khống vật quặng rất ít.
Khống vật tạo đá có đặc điểm nhƣ sau:
- Thạch anh: gặp ở dạng hạt nhỏ dạng bất kỳ, trong granit kiềm thạch anh
khá tự hình, đơi nơi bị dập vỡ nhẹ.
- Felspat kali: chủ yếu là octhoclase đôi khi là microclin. Octhoclase thƣờng
song tinh theo luật carbat, mặt ghép song tinh thẳng. Microclin song tinh mạng khơng điển hình.
- Plagioclase: ít phổ biến so với felspat kali, thƣờng có dạng tấm ngắn hoặc
đẳng thƣớc, phần lớn là albit và số ít là albit – ocligoclase .
- Pyroxen: phổ biến trong các đá của phức hệ, thuộc loại aegirin và augit.
Ảnh 3.9: Syenit kiềm thành tạo Pu Sam Cap. (Nguyễn Trung Chí, 1999).
aegirin, aegirin-augit, felspat kali bị perthit hoá, granat, thạch anh
Ảnh 3.10: Ban tinh thơ plagioclaz mọc ghép có đới trạng khảm apatit trong syenit kiềm khối Tam Đường – xâm nhập Pu Sam Cap. (Nguyễn Trung Chí, 1999).
apatit, plagioclas
- Amphibol: ít phổ biến hơn so với pyroxen kiềm, có dạng hình kim và tấm
ngắn, đôi khi bị biotit màu nâu thay thế. Về thành phần cũng có ba loại: hornblend, hastingxit và arfvedsonit và ít riberkit.
- Granat: là khống vật đặc trƣng cho tất cả các đá của phức hệ. Bằng mắt
thƣờng có thể thấy hạt granat có góc cạnh đẹp, màu hồng xẫm hoặc màu xám đen, nằm nổi rõ trên nền đá hoặc tập hợp các hạt nhỏ tụ thành từng đám bất kỳ.
3.5.3. Đặc điểm địa hóa.
a. Địa hố ngun tố chính.
Đặc điểm địa hố ngun tố chính xác nhận phức hệ thuộc loạt kiềm quá bão hoà silic, trội kali hơn natri và đặc biệt giàu kali nhất so với các granitoid kiềm TBVN.
b. Địa hoá nguyên tố vết – đồng vị.
Đặc điểm địa hoá nguyên tố vết và đất hiếm của phức hệ cho thấy buồng magma của phức hệ đƣợc tạo ra ở độ sâu lớn hơn so với các phức hệ đƣợc nghiên cứu do tỷ lệ K/Rb nhỏ nhất. Các nguyên tố đất hiếm đƣợc chuẩn hoá với chondrit cho thấy phức hệ đặc trƣng có tính kiềm kali của felspat kiềm (dị thƣờng âm Eu) và giàu nhóm nguyên tố REE nhẹ hơn REE nặng nhiều lần điển hình cho kiểu magma kiềm nguồn gốc sâu. Tỷ lệ đồng vị Sr87
/Sr86 (ban đầu) = 0,7072 tƣơng ứng với magma basalt bắt nguồn từ manti thạch quyển lục địa đƣợc làm giàu.
Các đá granitoid kiềm Pu Sam Cap đƣợc hình thành trong mảng lục địa có thạch quyển bị làm mỏng do tách giãn sau va chạm. Nhiệt độ kết tinh của các granitoid kiềm phức hệ Pu Sam Cap trong khoảng 630 – 670oC tƣơng ứng với áp lực 10 ÷ 3 kb.
CHƢƠNG 4: PHÂN LOẠI ĐỊA HOÁ CÁC GRANITOID MESOZOI MUỘN – CENOZOI VÙNG TÂY BẮC VIỆT NAM.
Các nguyên tố tạo đá chính dƣới dạng các oxyt: SiO2, Al2O3, Na2O, FeO*, CaO, K2O TiO2… của các đá magma là một trong những yếu tố đóng vai trị rất quan trọng trong việc phân chia các đặc điểm về thành phần, đặc tính về loạt và kiểu nguồn gốc cũng nhƣ các quá trình phân dị kết tinh cuả chúng.
Hệ thống phân loại của Frost B. R. và nnk (2001) dựa trên 3 tham số là: chỉ số Fe (Fe*), chỉ số kiềm – vôi giản lƣợc (MALI) và chỉ số bão hồ nhơm (ASI). Từ 3 tham số này Frost B. R. và nnk, 2001 đã xây dựng nên hai biểu đồ tƣơng quan: giữa hàm lƣợng FeOtot
/(FeOtot + MgO) và SiO2; tƣơng quan giữa (Na2O + K2O – CaO) và SiO2. Trên biểu đồ tƣơng quan giữa FeOtot
/(FeOtot + MgO) và SiO2, Frost B. R. và nnk chia các đá granitoid thành hai trƣờng là giàu sắt và giàu magiê. Đồng thời ông cũng xây dựng các biểu đồ tƣơng quan giữa FeOtot
/(FeOtot + MgO) và SiO2 (và tƣơng quan giữa (Na2O + K2O – CaO) và SiO2) cho các kiểu granitoid đặc trƣng
nhƣ: kiểu A – granit, S – granit, I – granit...; từ đó ta có thể biết kiểu A – granit thì giàu sắt hay giàu magiê và chúng thuộc loạt magma nào. Chỉ số bão hịa nhơm (ASI) cho chúng ta biết granitoid thuộc loại “peraluminous” hay “metaluminous” hoặc “peralkaline” và kiểu nguồn gốc của chúng.
Dƣới đây, chúng ta sẽ lần lƣợt phân loại địa hoá của năm phức hệ đá granitoid Mesozoi muộn – Cenozoi TVBN theo phƣơng pháp của Frost B. R. và nnk, 2001.
4.1. Phức hệ Phusaphin (εγξ J3 – K1 pp).
Bảng 4.1 trình bày hàm lƣợng các oxyt tạo đá và các tham số cần thiết dùng để phân loại địa hoá cho các đá granitoid phức hệ Phusaphin.
Hàm lƣợng trung bình của SiO2 trong các đá syenitoid là 63,78%, còn trong granitoid là 72,81%. Hàm lƣợng Al2O3 giảm theo chiều tăng của SiO2. Tổng lƣợng
kiềm (Na2O + K2O) tƣơng đối cao. Nhìn chung cả phức hệ thuộc kiểu kiềm kali. Theo chiều tăng tính acid của đá thì hàm lƣợng FeO* giảm dần.
CD.30 (5) TL3008 (4) 28330/9 (1) Y14057 (3) TL125 (4) TL3059 (4) 28343/4 (1) Y677 (3) TH6699/2 (2) CD19 (5) TL30 34(4) CD14 (5) TL11 93(4) CD16/1 (5) TL3061 (4) SiO2 75.48 74.36 60.57 62.32 64.44 64.44 70.12 62.08 67.20 69.16 75.84 75.73 70.94 69.80 74.60 TiO2 0.25 0.40 0.83 0.69 0.82 0.92 0.41 0.81 0.49 0.53 0.50 0.30 0.66 0.79 0.52 Al2O3 11.69 12.27 16.25 16.94 18.16 16.19 14.04 17.17 14.10 13.88 11.72 12.79 13.63 13.58 12.65 Fe2O3 2.33 2.41 3.96 5.36 1.60 1.12 2.13 5.52 4.63 2.25 2.26 1.12 3.61 3.11 2.51 FeO 0.41 1.49 2.15 2.25 2.58 3.10 2.28 1.24 0.50 1.79 1.72 0.96 0.80 0.17 1.50 MgO 0.29 1.05 1.16 0.52 0.56 0.56 0.33 0.96 0.36 0.38 0.62 0.10 MnO 0.03 0.21 0.20 0.06 0.06 0.01 0.24 0.03 0.06 0.03 0.11 0.03 CaO 0.13 0.14 2.80 1.61 0.43 1.87 0.15 0.64 0.54 0.13 0.58 0.72 0.27 0.14 Na2O 2.06 2.28 4.92 5.64 6.43 5.40 4.88 4.95 5.06 3.51 3.00 2.99 4.21 0.30 2.05 K2O 5.66 4.40 4.92 4.11 4.90 4.48 4.15 5.30 5.08 5.31 4.15 4.24 5.03 9.61 5.37 P2O5 0.01 0.32 0.08 0.02 0.21 0.09 0.06 Mkn 0.78 0.87 1.63 0.03 0.42 1.42 0.62 2.13 1.03 1.83 0.34 0.41 0.20 1.18 0.51 CO2 0.35 0.11 0.22 0.47 0.22 0.13 0.27 0.39 S 99.44 98.76 99.61 100.52 99.84 99.82 99.37 100.64 99.65 99.97 100.36 99.62 99.94 99.43 100.37 Al 0.11 0.12 0.16 0.17 0.18 0.16 0.14 0.17 0.14 0.14 0.11 0.13 0.13 0.13 0.12 FeO* 2.74 3.90 6.11 7.61 4.18 4.22 4.41 6.76 5.13 4.04 3.98 2.08 4.41 3.28 4.01 Ca 0.00 0.00 0.05 0.03 0.01 0.03 0.00 0.01 0.01 0.00 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 Na 0.03 0.04 0.08 0.09 0.10 0.09 0.08 0.08 0.08 0.06 0.05 0.05 0.07 0.00 0.03 K 0.06 0.05 0.05 0.04 0.05 0.05 0.04 0.06 0.05 0.06 0.04 0.05 0.05 0.10 0.06 P 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Fe* 0.90 1.00 0.85 0.87 1.00 0.89 0.89 0.92 0.94 0.81 1.00 0.85 0.92 0.84 0.98 MALI 7.59 6.54 7.04 8.14 10.90 8.01 8.88 9.61 9.60 8.69 6.57 6.51 8.97 9.91 7.28 ASI 1.22 1.33 0.89 1.06 1.13 0.94 1.17 1.13 1.00 1.17 1.10 1.18 1.08 1.30 1.33
Bảng 4.1: Kết quả phân tích hố ngun tố chính của các đá phức hệ Phusaphin. (theo % trọng lƣợng)
CD23 (5) CD20 (5) TL103 7/2(4) TL30 19(4) TL16 5(4) TL118 9/3(4) TL30 58(4) TL11 92(4) Y13351 TL170 (4) Y702 (3) TH66 89(2) Y830 (3) TH66 86/1(2) TH66 55/2(2) TH66 67/3(2) TH66 86/3(2) Y680 (3) SiO2 72.34 73.98 76.12 75.84 73.28 75.06 75.40 72.28 69.26 71.76 73.08 73.56 69.52 73.90 74.80 74.80 73.20 70.96 TiO2 0.46 0.36 0.60 1.01 0.43 0.60 0.98 0.52 0.48 0.66 0.28 0.43 0.38 0.47 0.65 0.60 0.23 Al2O3 13.27 12.27 13.27 12.35 12.62 12.66 11.97 13.12 13.84 13.23 12.58 12.43 12.49 12.63 11.89 13.40 11.20 13.97 Fe2O3 0.67 0.75 0.67 0.85 1.01 0.62 2.27 2.00 1.51 4.00 4.05 2.28 5.52 3.12 1.73 0.33 3.48 4.03