3.1. Đặc điểm khoáng vậ t ngọc học
3.1.5. Thành phần nguyên tố vết
Nguyên tố vết trong olivin có thể được chia thành ba nhóm (De Hoog và nnk, 2010).
- Các nguyên tố nhóm I (Ni, Mn, Co, Cu, Zn và Li) cho thấy phạm vi thay đổi hàm lượng nhỏ và olivin là khoáng vật chủ chính chứa các nguyên tố này trong peridotit từ manti. Đây hầu hết là những nguyên tố hóa trị 2, ngoại trừ Li và có thể Cu, có bán kính ion gần với bán kính của Mg. Trong olivin chúng thường có hàm lượng tương đối cao so với các khống vật manti khác và có mối tương quan với hàm lượng forsterit.
- Nhóm nguyên tố nhóm II (Cr, Al, Sc, V, Ca và Na) cho thấy phạm vi thay đổi hàm lượng lớn, mà chủ yếu được kiểm soát bởi nhiệt độ cân bằng của đá chứa. Chúng phù hợp với ô mạng olivin hơn các ngun tố nhóm I vì điện tích và kích cỡ của chúng. Các ngun tố nhóm II thường là các ngun tố chính hoặc có hàm lượng tương đối cao trong các khoáng vật manti khác. - Nhóm nguyên tố nhóm III (Ti, Zr, Nb và Y) cho thấy phạm vi thay đổi hàm
lượng lớn nhất trong olivin cũng như trong các khoáng vật cùng tồn tại. Tương tự như thành phần nguyên tố chính, từ kết quả phân tích cho thấy khơng có sự khác biệt về hàm lượng của các nguyên tố vết trong peridot được tách ra từ các thể xenolith và peridot được thu thập từ sa khoáng (bảng 3.2). Dưới đây là các đặc điểm của chúng:
- Các nguyên tố nhóm I (Ni, Mn, Co, Cu, Zn và Li)
Ni: hàm lượng nằm trong khoảng 2837.75-3187.70 ppm và trung bình
2994.04 ppm (bảng 3.2). Hàm lượng của Ni ở đây là xấp xỉ với hàm lượng của Ni của peridot từ Sardinia, Italia (Ilaria Adamo, 2009) và olivin từ lherzolit spinel (Ronda) và olivin từ xenolith lherzolit spinel (Ray Pic) và cao hơn rất nhiều so với hàm lượng Ni của peridot trong các thiên thạch pallasite ngoài trái đất (8.53–112 ppm - Shen, Koivula và Shigley, 2011). Hơn nữa, hàm lượng Ni có xu hướng cao
hơn một chút trong peridot đạt chất lượng tốt so với trong peridot chất lượng trung bình và thấp khi có cùng chỉ số Fo (hình 3.16).
Hình 3.16. Tương quan hàm lượng Ni - Fo trong peridot Tây Nguyên và peridot/ olivin trong các đá tại các khu vực khác nhau trên thế giới (số liệu tham khảo De
Hoog, 2010)
Mn: hàm lượng nằm trong khoảng 919.17-1015.83 ppm, trung bình 994.79
ppm và cao hơn so với olivin từ các xenolith lherzolit garnet hoặc xenolith harburgit spinel trong các ống kimbeclit (Nam Phi). Đặc biệt, hàm lượng Mn trong peridot vùng nghiên cứu thấp hơn nhiều so với trong peridot nguồn ngoài trái đất (1920– 2490 ppm). Hàm lượng Mn ở đây xấp xỉ với hàm lượng Mn trong olivin từ lherzolit spinel (Ronda) và olivin từ xenolith lherzolit spinel (Ray Pic). Hàm lượng Mn tỷ lệ nghịch với chỉ số Fo của peridot/olivin (Hình 3.17). Nó là điển hình cho olivin trong lherzolit spinel (De Hoog, 2010).
Hình 3.17. Tương quan hàm lượng Mn - Fo trong peridot Tây Nguyên và peridot/ olivin trong các đá tại các khu vực khác nhau trên thế giới (số liệu tham khảo De
Hoog, 2010)
Co: hàm lượng nằm trong khoảng 138.73 – 149.38 ppm, trung bình 145.79
ppm. Hàm lượng trung bình cao hơn so với giá trị PM cho thấy sự thay đổi đồng biến với hàm lượng Fo. Hàm lượng của Co trong peridot Việt Nam có xu hướng thấp hơn so với trong peridot Italia (213.93 – 216.77 ppm) nhưng cao hơn một chút trong olivin từ những nguồn khác ở cùng một hàm lượng Fo (hình 3.18) và cao hơn rất nhiều so với hàm lượng Co trong peridot nguồn ngoài trái đất (4.37–19.6 ppm- Shen, Koivula và Shigley, 2011).
Cu: hàm lượng nằm trong khoảng 1.01-1.84 ppm, trung bình 1.47 ppm và
xấp xỉ với hàm lượng Cu trong olivin từ lherzolit spinel (Ronda) và olivin từ xenolith lherzolit spinel (Ray Pic). Hàm lượng Cu ở đây phù hợp với hàm lượng trong phạm vi hẹp 1.2-2.0 ppm trong peridotit spinel (hình 3.19), trong khi các
olivin với hàm lượng Cu vượt quá 2 ppm đều thuộc peridotit nhiệt độ cao (> 1060°C) (De Hoog, 2010).
Zn: hàm lượng nằm trong khoảng 47.61 - 63.78 ppm, trung bình 54.23 ppm
và ít tương quan với hàm lượng Fo (hình 3.20). Hàm lượng Zn thay đổi trong dải hẹp (40-54ppm) liên quan đến sự hiện diện của spinel (khống vật spinel có ái lực mạnh với Zn, đặc trưng cho peridotit spinel - O'Reilly và nnk, 1997). Hàm lượng Zn ở đây cao hơn so với hàm lượng Zn của peridot trong thiên thạch pallasite (5.20– 9.98 ppm).
Hình 3.18. Tương quan hàm lượng Co - Fo trong peridot Tây Nguyên và peridot/olivin trong các đá tại các khu vực khác nhau trên thế giới. Các kí hiệu như
hình 3.17
Li: có kích thước cation rất gần với Mg, hàm lượng Li trong peridot Tây
Nguyên trong khoảng 1.28-1.93 ppm, trung bình 1.49 ppm (hình 3.21) và đặc trưng cho olivin của peridotit spinel (De Hoog et al., 2010). Hàm lượng Li trong peridot vùng Tây Nguyên cao hơn trong peridot nguồn ngoài trái đất (0.21–0.96 ppm- Shen, Koivula và Shigley, 2011).
Hình 3.19. Tương quan hàm lượng Cu - Fo trong peridot Tây Nguyên và peridot/olivin trong các đá tại các khu vực khác nhau trên thế giới. Các kí hiệu như
hình 3.17
Hình 3.20. Tương quan hàm lượng Zn - Fo trong peridot Tây Nguyên và peridot/olivin trong các đá tại các khu vực khác nhau trên thế giới. Các kí hiệu như
Hình 3.21. Tương quan hàm lượng Li - Fo trong peridot Tây Nguyên và peridot/olivin trong các đá tại các khu vực khác nhau trên thế giới. Các kí hiệu như
hình 3.17
- Nhóm nguyên tố nhóm II (Cr, Al, V, Ca)
Al: hàm lượng thay đổi từ 45.67-81.21 ppm và trung bình 71.40 ppm, điển
hình cho olivin trong lherzolit spinel (De Hoog, 2010). Hàm lượng Al trong olivin phụ thuộc vào nhiệt độ kết tinh, vì vậy, hàm lượng Al sẽ được sử dụng để tính tốn điều kiện kết tinh của peridot vùng nghiên cứu (hình 3.22).
Cr: hàm lượng thay đổi 72.42-126.39 ppm, trng bình 112.67 ppm và tương
tự cho peridot Ý và olivin trong lherzolit spinel (De Hoog, 2010) (hình 3.23).
V: có hàm lượng trong khoảng 1.70-3.09 ppm và trung bình 2.79 ppm. Khơng có sự khác biệt rõ ràng giữa hàm lượng của V trong peridot từ Việt Nam và những nơi khác (hình 3.24).
Hình 3.22. Tương quan hàm lượng Al - Fo trong peridot Tây Nguyên và peridot/olivin trong các đá tại các khu vực khác nhau trên thế giới. Các kí hiệu như
hình 3.17
Hình 3.23. Tương quan hàm lượng Cr - Fo trong peridot Tây Nguyên và peridot/olivin trong các đá tại các khu vực khác nhau trên thế giới. Các kí hiệu như
Hình 3.24. Tương quan hàm lượng V - Fo trong peridot Tây Nguyên và peridot/olivin trong các đá tại các khu vực khác nhau trên thế giới. Các kí hiệu như
hình 3.17
Ca: hàm lượng dao động từ 277.90-352.47 ppm và trung bình 317.60 ppm.
Hầu hết các mẫu với hàm lượng Ca khoảng 300ppm, thấp hơn so với hàm lượng của olivin có nguồn gốc lherzolit spinel.
Hình 3.25. Tương quan hàm lượng Ca - Fo trong peridot Tây Nguyên và peridot/olivin trong các đá tại các khu vực khác nhau trên thế giới. Các kí hiệu như
- Nhóm nguyên tố nhóm III (Ti, Zr, Nb, Y, P)
Ti: hàm lượng từ 5.55 đến 37 ppm và trung bình 27.08 ppm. Hàm lượng này
tương tự như đối với olivin từ lherzolit spinel.
Zr: có hàm lượng từ 39 – 190 ppb, trung bình là 93 ppb, cao hơn olivin từ
peridotite spinel từ các khu vực khác (trung bình là 40 ppb, theo De Hoog và nnk., 2010).
Nb: có hàm lượng dao động trong khoảng 6.2 – 12.1 ppb, trung bình 8.19 ppb, tương ứng với hàm lượng Nb của olivin trong peridotit spinel (De Hoog, 2010).
Y: dao động từ 5.6 – 30.8 ppb, trung bình 12.8 ppb, tương ứng với hàm lượng Y của olivin trong peridotit spinel, trong khi olivin trong peridotit garnet có hàm lượng Y dưới ngưỡng giới hạn xác định (< 2ppb) (De Hoog và nnk., 2010).
P: thay đổi trong khoảng 20.83 – 73.36 ppm, trung bình là 29.6 ppm. Mức độ biến đổi hàm lượng P của peridot Việt Nam là lớn và khác với hàm lượng P của các olivin trong peridotit spinel hay peridotit garnet của các vùng so sánh.
Bảng 3.2. Thành phần nguyên tố nguyên tố vết (ppm)
phân tích bằng phương pháp LA-ICP-MS trong các mẫu peridot nghiên cứu
Mẫu B21 B22 B23 B24 B25 B29 B30 B31 B35 B36 B37 Li7 1.43 1.493 1.496 1.43 1.86 1.86 1.93 1.418 1.451 1.4 1.379 Al27 47.36 45.67 64.46 47.36 58.35 58.35 56.13 58.86 58.68 69.92 55.92 P31 27.78 28.2 28.42 27.78 23.18 23.18 21.26 21.8 21.62 24.05 23.89 Ca43 278.11 288.85 277.9 278.11 336.62 336.62 316.74 296.78 318.97 295.2 282.97 Ti47 7.12 7.38 7.67 7.12 5.56 5.56 5.72 10.24 10.45 10.38 13.97 V51 2.42 2.43 2.38 2.42 2.71 2.71 2.79 2.31 2.33 2.32 1.731 Cr53 84.58 84.6 85.26 84.58 84.33 84.33 85.66 98.73 101.31 98.39 72.42 Mn55 953.37 948.95 956.72 953.37 950.48 950.48 937.86 942.91 966.43 927.98 964.97 Co59 146.84 143.62 146.16 146.84 146.15 146.15 145.94 145.08 146.8 141.04 145.06 Ni60 3187.7 3127.1 3170.6 3187.7 3099.3 3099.3 3075.6 3058.25 3056.54 2994.24 2903.86 Cu65 1.149 1.156 1.277 1.149 1.73 1.73 1.84 1.449 1.447 1.309 1.012 Zn66 52.76 52.82 53.96 52.76 54.63 54.63 54.86 52.36 53.05 51.86 59.91 Y89 0.0111 0.0081 0.0061 0.0111 0.0096 0.0096 0.0056 0.0099 0.0076 0.0072 0.0245 Zr90 0.087 0.075 0.117 0.087 0.059 0.059 0.07 0.076 0.072 0.039 0.157 Nb93 0.0076 0.0111 0.0087 0.0076 0.0085 0.0085 0.009 0.0067 0.0062 0.0069 0.0075