Chương 5 Đặc điểm địa hóa và luận giải nguồn gốc
5.1. Đặc điểm thạch địa hóa granitoid phức hệ Vân Canh
5.1.2. Đặc điểm thạch địa hóa của granitoid phức hệ Vân Canh
5.1.2.1. Đặc điểm địa hóa của các ngun tố chính
Hàm lượng các ngun tơ chính trong đá granitoid phức hệ Vân Canh có hàm lượng SiO2 = 68,77 – 75,75% (bảng 5.4, hình 5.3), nằm trong trường granit và granit kiềm. Hàm lượng tổng kiềm cao (Na2O + K2O = 6,64-8,63%), tỷ lệ K2O/Na2O > 1.
Xét thành phần hóa học của granitoid phức hệ Vân Canh trên các biểu đồ tương quan giữa hàm lượng SiO2 và các oxit chính (hình 5.5) có thể thấy các đá granitoid của phức hệ Vân Canh đặc trưng bởi hàm lượng nhôm cao (Al2O3 = 12,9 – 14.8%), hàm lượng magie thấp (MgO = 0,01-0,06) và hàm lượng TiO2 dao động trong khoảng 0,12-0,39%, hàm lượng Fe2O3 = 0,81-3,18%, nhưng hàm lượng của CaO dao động lớn từ 0,37-2,18% (bảng 5.4) và chúng tăng lên khi hàm lượng SiO2 giảm.. Tuy nhiên, khi SiO2 tăng lên Na2O và K2O khơng đổi nên đá granit kiềm có tính ổn định cao. Đá granitoid phức hệ Vân Canh thuộc loại cao kali và chúng bão hịa nhơm (ASI > 1) Al*= 1,37-1,57 (bảng 5.4, hình 5.4).
Hình 5.3. Biểu đồ phân loại SiO2 –Na2O + K2O (của Cox và nnk. (1979))trong đá granitoid phức hệ Vân Canh(Mẫu còn lại của Nguyễn Xuân Bao, 2001)
Hình 5.4. biểu đồ ANK-ACNK phân chia tổ hợp granitoid Vân Canh(Mẫu còn lại của Nguyễn Xuân Bao, 2001)
Bảng 5.4. Thành phần nguyên tố chính (%) của các đá granitoid phức hệ Vân Canh(trong đó các mẫu ZAC3**, ZAC4**, ZAC5**, ZAC6**, ZAC8**, ZAS8**được phân tích ở Hàn Quốc, 79VMM62* được "*" phân tích ở Mỹ (Nguyễn Xuân Bao
và nnk., 2002),; mẫu TA32/10; TA34-1/10; TA 37/10; TA38/10 được phân tích tại Viện Địa Chất-Khống vật học Novosibrik, kết quả theo đề tài thuộc quỹ NAFOSTED, mã số 105.06.76.09).
sample SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 Loi Total ASI Na2O+K2O K2O/Na2O
TA32/10 75.75 0.12 13.35 1.3 0.03 0.1 0.84 3.05 5.33 0.02 0.51 100.39 1.45 8.38 1.75 TA34-1/10 74.19 0.29 13.36 2.19 0.06 0.42 1.34 2.87 4.96 0.09 0.69 100.45 1.46 7.83 1.73 TA37/10 72.83 0.21 14.72 1.59 0.01 0.33 1.68 2.77 5.04 0.05 1.1 100.34 1.55 7.81 1.82 TA.38/10 69.94 0.37 14.76 2.89 0.03 0.76 1.94 2.85 5.59 0.11 1.28 100.52 1.42 8.44 1.96 ZAC3** 72.83 0.14 12.8 1.54 0.03 0.05 0.37 2.99 5.43 0.03 4.3 100.51 1.46 8.42 1.82 ZAC4** 71.22 0.19 14.08 1.92 0.04 0.13 0.64 3.24 5.39 0.04 3.4 100.29 1.52 8.63 1.66 ZAC5** 69.28 0.42 13.15 3.12 0.06 0.66 1.82 2.93 4.4 0.1 2.8 98.74 1.44 7.33 1.50 ZAC6** 72.67 0.3 13.87 2.21 0.04 0.44 1.17 3.05 5.41 0.07 1.2 100.43 1.44 8.46 1.77 ZAC8** 68.77 0.39 13.39 3.18 0.06 0.55 1.22 3.01 4.87 0.12 4.3 99.86 1.47 7.88 1.62 ZAS4** 72.12 0.27 12.86 2.35 0.06 0.51 1.68 2.9 4.3 0.07 2.1 99.22 1.45 7.2 1.48 ZAS8** 75.84 0.08 12.79 1.13 0.05 0.1 0.74 3.36 4.78 0.02 1.02 99.91 1.44 8.14 1.42 97VM62* 71.5 0.36 13.7 0.81 1.8 0.04 0.51 2.07 2.93 5.01 0.07 1.05 99.85 1.37 7.94 1.71
5.1.2.2. Đặc điểm địa hóa của nguyên tố vết
Các kết quả của địa hóa nguyên tố vết, nguyên tố đất hiếm thuộc các đá granitoid phức hệ Vân Canh được trình bày trong (bảng 5.5). Hàm lượng các nguyên tố Rb = 169-671ppm, Zr = 35-163ppm, Nb= 7-22ppm, La= 15,22- 89,20ppm, Th = 18,29-40,88ppm, U= 1,47-43,67ppm. Các đánghèo Ba = 178,60- 740ppm, có hai mẫu ZAS8 và TS17A rất nghèo Ba (Ba= 51ppm), Sr = 107- 817ppm, có mẫu TA32/10 =52,63ppm, mẫu ZAC3** = 77ppm, mẫu ZAS8**=39ppm nghèo, P, Ti được thể hiện rõ trên biểu đồ đa nguyên tố chuẩn hóa theo thành phần manti nguyên thủy (hình 5.8).
Trên biểu đồ tương quan giữa các TiO2, Rb, Nb Th, La, Yb với Zr (hình 5.6), có thể thấy khi hàm lượng của Zr tăng lên thì hàm lượng của TiO2, Nb, La, Yb giảm. hàm lượng của Th tăng rõ ràng, trong khi hàm lượng của Rb có tăng nhưng khơng được rõ.
Trên biểu đồ (hình 5.7) tương quan giữa các ngun tố khơng tương thích, khi hàm lượng SiO2 tăng lên hàm lượng của các nguyên tố Sr, La, Eu, Nb giảm xuống và Th, Zr có xu hướng tăng lên. Nhưng hàm lượng Yb vẫn ổn định, không bị ảnh hưởng khi SiO2 tăng.Theo biểu đồ chuẩn hóa các nguyên tố đất hiếm trong đá granitoid phức hệ Vân Canh (hình 5.8) có thể thấy hàm lượng giữa đất hiếm nặng và đất hiếm nhẹ có độ dốc thoải (La/Yb)N=1,21-30,1), ∑REE = 157,38-361,76, nhưng lại có dị thường Eu âm mạnh (Eu/Eu*=0,01-0,7), chứng tỏ rằng các đá có thể bị nhiễm vật chất vỏ, với dị thường âm Eu đặc trưng cho loại granitoid loạt kiềm-vôi, khá giống với rhyolit Mang Yang (La/Yb)N =4,91-7,16, Eu/Eu* = 0,58- 0,60(hình 5.8).
Trên biểu đồ đa ngun tố chuẩn hóa theo manti nguyên thủy trong đá granitoid phức hệ Vân Canh (hình 5.8), thể hiện dị thường âm của Ba cao đạt từ 178,6÷1,96ppm;Ta và Nb thấp hàm lượng Ta = 0,07÷2,7ppm, Nb = 0,1÷28,4ppm, Ti và Sr.Đặc điểm phân bố nguyên tố hiếm này khá tương đồng với các thành tạo
Trong quá trình nghiên cứu đá granitoid phức hệ Vân Canh, có những nét riêng biệt khác với đá granitoid Phan Si Pan từ thành phần thạch học đến địa hóa hoc như: Granitoid Vân Canh Na2O + K2O = 7,2 ÷ 8,63; K2O/Na2O > 1 (K2O/Na2O = 1,42÷ 1,96), đá ở Phan Si Pan có Na2O + K2O = 8,55 ÷ 9,99; K2O/Na2O > 1 (K2O/Na2O = 1,31÷2,57) chứng tỏ chúng đều thuộc loại granit kiềm, loạt kiềm vôi cao kali. Nhưng chỉ số bão hịa nhơm của đá granitoid Vân Canh ASI = 1,37÷1,55 có tính giữa I-granit va S-granit. Hàm lượng Ba cao (Ba =178,6÷790,9ppm) khátương đồng với việc giàu K-feldspat trong thành phần khoáng vật. Dị thường âm Eu (Eu =0,05÷1,63ppm) cho thấy chúng bị nhiễm vật chất vỏ trong quá trình hình thành magma. Tuy nhiên chúng khác nhau về bối cảnh kiến tạo, đá granitoid Vân Canh có hàm lượng Ta, Nb thấp (Ta = 0,07÷2,7ppm, Nb=0,1÷28,4ppm) dị thường âm liên quan đến các đới hút chìm (hình 5.10). Tuổi (140 9) - (191 1)[theo Huỳnh Trung và Phan Thiện], liên
Hình 5.7. Biểu đồ tương quan các ngun tố khơng tương thích trong đá granitoid phức hệ Vân Canh
Hình 5.8.biểu đồ chuẩn hóa các ngun tố đất hiếm trong đá granitoid phức hệ Vân Canh và biểu đồ chuẩn hóa nguyên tố thành phần mantle nguyên thủy (theo Sun Mc
Bảng 5.5. Thành phần nguyên tố hiếm vết (%) của các đá granitoid phức hệ Vân Canh [Phịng Thạch luận và Sinh khống, Viện Địa chất, Viện Hàn lâm và Khoa học Việt Nam (trong đó các mẫu ZAC3**, ZAC4**, ZAC5**, ZAC6**, ZAC8**, ZAS8**được phân tích ở Hàn Quốc, 79VMM62* được "*" phân tích ở Mỹ; Mẫu ryolit Mang Yang DL510 VÀ DL509 Trần
Trọng Hòa et al,2008)]. KH M TA32/ 10 TA34- 1/10 TA37/ 10 TA.38 /10 ZAC3 ** ZAC4 ** ZAC5 ** ZAC6 ** ZAC8 ** ZAS4 ** ZAS6 ** ZAS8 ** TS17 A** 97VM 62* DL5 10 DL5 09 Ba 178.6 474.63 644.8 9 790.9 215 273 599 559 591 382 635 51 28 724 716. 00 815. 00 Rb 247.9 1 251.8 193.6 3 195.86 208 175 170 185 180 185 207 286 0.5 179 41.0 0 42.0 0 Sr 52.63 157.5 284.08 239.26 77 107 276 180 210 190 817 39 210 169 229.00 226.00 Cs 2.4 2.93 1.46 2.11 1.45 2.71 0.26 13.04 3 Ta 0.07 0.98 0.38 0.41 2.7 0.57 0.73 Nb 12.9 16.04 6.86 13.26 22.4 15.3 17.7 19.3 14.8 0.2 0.1 0.3 28.4 13 28.00 29.00 Hf 2.75 2.25 0.7 3.14 0.24 0.19 0.15 0.16 0.14 39.88 28.4 80.29 6.47 7.8 7.40 7.90 Zr 68.47 54.45 18.66 102.81 60 51 44 39 36 25 8 35 121 213 422.00 403.00 Y 13.54 22.04 6.18 24.27 18 16 25 32 17 213 174 101 67.2 30 33.0 0 29.0 0 Th 33.06 28.61 20.66 21.14 23.18 40.88 31.63 29.84 23.91 18.29 8.49 31.04 37.9 24 18.0 0 18.0 0 U 4.82 4.01 1.47 3.4 3.32 3.34 2.5 4.43 2.55 37.17 12.1 43.67 10.1 3.8 3.20 3.40 Cr 18.87 38.12 23.01 16.53 92 112 64 166 92 36 74 19 35 16 Ni 10.52 24.87 11.35 12.28 2 2 2 3 2 3 3 1 1 1 Co 0.86 2.54 1.83 5.57 1 2 4 2 3 223 120 144 2 4 Sc 2.48 5.21 2.4 7.55 2 3 6 5 4 6 8 7 5 7 V 2.55 15.79 10.7 33.48 17 22 46 29 34 4 2 2 60 22 La 28.23 33.6 33.57 62.69 37.36 63.33 89.2 66.02 59.8 48.06 39.49 15.22 12.59 74.6 26.00 31.00
Ce 61.09 67.1 64.31 120.68 76.47 131.1 3 169.1 3 128.1 3 117.9 3 94.81 80.47 40.01 38.94 148 55.0 0 61.0 0 Pr 7.32 7.67 6.92 13.21 8.52 14.41 17.41 13.66 12.2 10.14 8.99 4.51 6.04 16.1 8.00 8.10 Nd 26.46 27.87 23.63 46.5 31.23 48.17 57.68 46.79 40.94 35.97 31.56 16.84 25.58 54.3 28.00 29.00 Sm 5.34 5.8 3.6 7.74 5.26 7.7 8.36 7.55 6.66 6.3 4.69 4.26 8.31 9.1 5.90 5.00 Eu 0.48 0.82 1.15 1.63 0.47 0.88 1.33 1.14 1.12 0.87 1.48 0.3 0.05 1.81 1.10 0.94 Gd 4.14 5.07 3.06 6.82 4.42 6.26 6.74 7.41 5.39 5.66 3.56 4.54 10.88 7.1 5.10 4.70 Tb 0.53 0.76 0.33 0.89 0.53 0.66 0.84 0.93 0.6 0.7 0.34 0.75 1.87 1.2 Dy 2.6 4.01 1.36 4.58 3.2 3.36 5.03 5.83 3.51 4.31 1.81 4.99 11.92 6.4 5.70 4.90 Ho 0.49 0.78 0.21 0.87 0.6 0.52 0.85 1.12 0.62 0.84 0.27 1.1 2.46 1.09 1.20 1.00 Er 1.43 2.3 0.59 2.56 1.83 1.72 2.47 3.34 2.01 2.56 0.75 3.26 7.39 3.5 3.40 2.90 Tm 0.22 0.34 0.09 0.37 0.26 0.21 0.33 0.45 0.27 0.34 0.09 0.55 1.11 0.5 Yb 1.53 2.26 0.65 2.33 1.95 1.46 2.1 3.01 1.54 2.22 0.57 3.74 7.44 3.1 3.80 3.10 Lu 0.24 0.32 0.11 0.34 0.29 0.24 0.29 0.46 0.24 0.37 0.08 0.6 1.1 0.47 0.56 0.44 Ga 17.28 17.06 19.52 18.57 21.3 20 .
5.2. Tuổi của các đá granitoid phức hệ Vân Canh
Sự đi kèm chặt chẽ về mặt không gian với các thành tạo phun trào felsic Trias giữa cho phép liệt các thành tạo của phức hệ Vân Canh cùng tuổi với chúng. Granitoid phức hệ Vân Canh xuyên cắt các đá granitoid phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn, do vậy chúng phải trẻ hơn Carbon - Permi. Lasserre et al (1974) phân tích tuổi đồng vị Rb - Sr đối với granit Đèo Cù Mơng cho gía trị 211 triệu năm. Các giá trị tuổi đồng vị phóng xạ K - Ar do Huỳnh Trung, Phan Thiện thực hiện cho tuổi trẻ hơn thường nằm trong khoảng : (140 9) - (191 1) triệu năm có lẽ phản ánh sự trẻ hóa bởi các quá trình biến cải về sau.Về tuổi của các thành tạo granitoid của phức hệ Vân Canh trong vùng, được xác định xếp vào tuổi Trias giữa (T2) dựa trên kết quả nghiên cứu ngoài thực địa là chúng xuyên cắt các lớp đá thuộc phức hệ Diên Bình và bị phủ bởi trầm tích trias hệ tầng An Điềm (T3ad) (Nghiêm Tiến Dũng, Bùi Thế Vinh, 2011). Ngoài ra với một mẫu (A 10698) phân tích tuổi đồng vị phóng xạ Rb/Sr tại phịng thí nghiệm địa chất của Viện Địa Chất – Địa vật lý Viện Hàn lâm khoa học Bắc Kinh cho kết quả 195,5 ± 5,9 triệu năm và 228,3 triệu năm (Nghiêm Tiến Dũng, Bùi Thế Vinh, 2011).
5.3. Bối cảnh địa động lực
Như đã nêu trên, các granitoid phức hệ Vân Canh có tính chất trung gian kiểu I và S granit. Vị trí thành phần của các granitoid trên đều dựa vào bối cảnh kiến tạo dựa theo biểu đồ tương quan Y+ Nb – Rb (theo Pearce et al.,1884), Rb- Hf- Ta (theo Harris et al, 1986) (hình 5.12 và 5.13) có nhiều đặc trưng trung gian giữa granitoid đồng va chạm và nội mảng. Các đặc trưng này thường điển hỉnh cho các granitoid được hình thành trong giai đoạn tạo núi muộn. Các đá granitoid phức hệ Vân Canh cùng nguồn gốc với ryolit Mang Yang (hình 5.10 và 5.11)
Hình 5.10. Biểu đồ tương quan Y + Nb-Rb và Y-Nb của granitoid phức hệ Vân Canh theo Pearce et al.(1984)
Hình 5.11. Vị trí các đá granitoid trong phức hệ Vân Canh trên biểu đồ 3 cấu tạo từ Hf- Rb/10-Ta*3 theo bối cảnh địa động lực (theo harris et al. 1986)
Kết luận
Từ các kết quả ban đầu nghiên cứu về đặc điểm khoáng vật, thạch học và về địa hóa ngun tố chính, ngun tố vết, đất hiếm có thể rút ra những kết luận sau:
Đặc điểm thạch họctonalit,granodiorit, granit, granosyenitđặc trưng bởi tập hợp khoáng vật chủ yếulà thạch anh, feldspat kali, plagiocla, biotit, horblend, các khống vật phụ gồm có sphen, ziacon, apatit…
Đặc điểm địa hóa ngun tơ chính trong đá granitoid phức hệ Vân Canh dựa vào hàm lượng SiO2, hàm lượng tổng kiềm cao (Na2O + K2O) và tỷ số của K2O/Na2O >1thuộc loạt kiềm-vôi cao K-Na.Chúng q bão hịa nhơm (ASI > 1) Al, thấp Cao, Na2O, có đặc điểm trung gian giữa granit kiểu I và S.
Các đá granitoid của phức hệ Vân Canh có dị thường âm ở nguyên tố hiếm- vết như ở Eu,Ta, Nb, Ti, Zr, Hfđi kèm với dị thường âm Ba, Sr biểu hiện sự tương tác của manti với các vật chất hút chìm trong quá trình hình thành dung thể magma.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Tuấn Anh, Trần Trọng Hòa, 1996. « Hoạt động magma granitoid kiềm vơi P-T thuộc rìa mảng Trường Sơn ». Địa chất –Tài nguyên, NXB, tập 2, tr.100- 108
2. Nguyễn Xuân Bao, VũNhưHùng, Trịnh Long, 2000.Hiệu chỉnh tuổi một số phân vị địa tầng Mesozoi ở Nam Việt Nam. Địa chất, tài nguyên và môi trường NVN, tr. 16-19. Liên đồn BĐ ĐC Miền Nam, Tp HồChí Minh.
3. Nguyễn Xuân Bao (Chủbiên), 2001. Kiến tạo và sinh khoáng miền Nam Việt Nam. Lưu trữ Cục ĐC&KS VN, Hà Nội.
4. Nguyễn Văn Bình. “Đặc điểm chu kỳ kiến tạo indosini ở miền Nam Việt Nam”
Viện Khoa học Vật liệu, Viện KH&CN VN, 18, Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội
5. Cục địa chất và Khoáng sản Việt Nam, 2009 “Địa chất và Tài nguyên Việt
Nam, phần 3 : Các thành tạo magma(tr. 236-239) ” nxb Khoa học Tự nhiên và
Công nghệ.
6. Cục địa chất và Khoáng sản Việt Nam, 2009 “Địa chất và Tài nguyên Việt
Nam, phần 5: Cấu trúc kiến tạo(tr. 388) ” nxb Khoa học Tự nhiên và Công
nghệ.
7. Phạm Thị Dung, Luận án Tiến Sĩ “THẠCH LUẬN GRANITOID
PHANEROZOI KHỐI NÂNG PHAN SI PAN VÀ TRIỂN VỌNG KHOÁNG SẢN LIÊN QUAN”. Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
8. Đào Đình Thục, Huỳnh Trung (chủ biên), (1995). Địa Chất Việt Nam, phần 2: « Các thành tạo magma ». Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam xuất bản. 9. Đào Đình Thục (biên soạn) « Sự dụng tài liệu địa hóa trong nghiên cứu thạch
luận », chương 2 : Sự dụng tài liệu địa hóa trong nghiên cứu thạch luận các đá magma. Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam nxb
10. Tống Duy Thanh. Giáo trình « Địa chất đại cương », Trường ĐHKHTN- ĐHQGHN
11. Huỳnh Trung, Bùi Thế Vinh, Đinh Quốc Tuấn. « Thạch học khoáng vật, thạch địa hóa các thành tạo xâm nhập vùng A Hội- Phước Hảo (Tây Bắc Khâm Đức) tỉnh Quảng Nam » Trường ĐHKHTN –ĐHQG-TPHMC, Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam
12. Lê Đức Phúc, « Thạch Luận granit khối Hải Vân ». Trường đại học Khoa học Tự nhiên-ĐHQG-TPHCM.