2.3.2. Phương pháp gia cơng, lựa chọn mẫu, tuyển các đơn khống zircon nhằm phân tích xác định tuổi đồng vị U-Pb trên khống vật zircon
Đối với các mẫu trầm tích cát lịng sơng, tại phịng thí nghiệm mẫu được sàng qua rây kích thước 1 mm, tráng qua nước sạch nhiều lần, rửa siêu âm khoảng 10 phút. Tráng nước sạch và rửa siêu âm được lặp lại nhiều lần cho đến khi loại bỏ được các chất bám vào các đơn khoáng.
Đối với mẫu đá rắn, tại phịng thí nghiệm mẫu được đập vụn thành hạt và nghiền đến độ hạt 0,27-0,1 mm. Nguyên tắc của độ hạt là tránh làm vỡ hình thái tinh thể zircon, do đó, dựa theo độ hạt to nhỏ của zircon để điều chỉnh độ hạt mẫu nghiền cho phù hợp với yêu cầu. Tiếp theo mẫu vụn được đãi bằng bàn đãi để phân loại các
khoáng vật theo tỷ trọng (dựa vào tỷ trọng của đơn khoáng zircon dùng nước tiến hành sàng chọn).
Mẫu sau khi làm sạch trong cốc Pyrex 500 cc, được sấy khơ qua đêm trong lị sấy tại nhiệt độ khoảng 100°C. Bước tiếp theo là dùng phương pháp tuyển từ (máy tách từ Frantz) để tách các khống vật nhiễm từ, zircon khơng mang từ tính được chiết tách bằng dung dịch Bromoform (CHBr3) để tách các khoáng vật nặng (như ilmenit) khỏi zircon theo phương pháp của Mange và Maurer (1992) [57]. Zircon sau khi được làm giàu, tiếp tục rửa siêu âm và tráng nước sạch nhiều lần, sấy khơ trong tủ sấy, đơn khống sau đó được nhặt thủ cơng dưới kính hiển vi. Các bước lựa chọn zircon được tiến hành một cách tỷ mỉ, loại bỏ những hạt zircon chứa bao thể, những zircon có vết rạn nứt trên bề mặt có thể ảnh hưởng tới kết quả phân tích.
Zircon sau khi tuyển được dán lên một mặt trên tấm thuỷ tinh thơng qua băng dính 2 mặt, dán khoảng trên dưới 150 hạt zircon, sau đó dùng vịng trịn nhựa PVC (đường kính khoảng 13mm dầy từ 7-10mm) dính bao lại tất cả những hạt zircon đó, phần rỗng trong vòng tròn nhựa PVC được lấp đầy bằng một hỗn hợp dung dịch được pha trộn theo tỷ lệ nhất định gồm chất keo công nghiệp và Triethanolamine (C6H15NO3). Tiếp theo mẫu được đưa vào tủ sấy để ở nhiệt độ từ 40-60oC thời gian từ 2 đến 3 ngày với mục đích làm cho hỗn hợp dung dịch đó gắn kết và gắn chặt với hạt zircon. Sau thời gian trên loại bỏ tấm kính dính ở một mặt ra và tiến hành mài mịn hạt zircon bằng giấy nháp có độ hạt khác nhau với mục đích để lộ phần trung tâm hạt để tiến hành nghiên cứu cấu trúc bên trong zircon, đồng thời lựa chọn các điểm phân tích (nhân hoặc riềm zircon tùy theo mục đích). Trước khi phân tích mẫu zircon thật thì cần phân tích mẫu chuẩn trước. Sử dụng các mẫu chuẩn zircon chuẩn FC1 [58], OT4 [59] và mẫu thủy tinh SRM610 tiêu chuẩn NIST, các tỷ số đồng vị và tuổi của của mẫu chuẩn phải được so sánh và phải tương đồng (trong sai số cho phép) với kết quả chuẩn đã được phân tích ở các phịng thí nghiệm khác nhau trên thế giới..
2.3.3. Phương pháp nghiên cứu thạch học và khoáng vật
Các mẫu đá được mài lát mỏng và phân tích dưới kính hiển vi phân cực để xác định kiến trúc, thành phần, đặc điểm khống vật tạo đá, các q trình biến đổi, thay thế xảy ra trong đá. Qua các nghiên cứu chi tiết thạch học lát mỏng nghiên cứu sinh
đã tiến hành mơ tả và xác định tên đá, thành tạo khống vật cho các khối granitoid trong khu vực nghiên cứu.
2.3.4. Phương pháp nghiên cứu thạch địa hố
Phân tích thành phần các nguyên tố chính, vi lượng như Rb, Sr, Ba, U, Th, Hf, Zr, Ga, Ta, Nb, Y, và nhóm đất hiếm (REE). Hành vi của các nguyên tố thuộc nhóm nguyên tố đất hiếm (REE) và các nguyên tố trường lực cao như Zr, Ta, Nb, Hf …, để tìm hiểu điều kiện nguồn thành tạo và chế độ địa động lực liên quan. Vì vậy, việc khảo sát hành vi của các nguyên tố vi lượng góp phần xác định chế độ địa động lực của các thành tạo magma granit thuộc đối tượng nghiên cứu. Các kết quả phân tích được xử lý bằng phần mềm chuyên dụng như Ipetwin, Isoplot… kết hợp với việc sử dụng các biểu đồ phân loại khác nhau (Pearce, 1984 [60]; biểu đồ nhện chuẩn hoá Chondrit và Primitive Mantle theo Sun và McDonough, 1989 [61]) từ đó xác định tên đá, nguồn gốc, bối cảnh thành tạo granitoid đang nghiên cứu.
2.3.5. Phương pháp phân tích
2.3.5.1. Ảnh quét bề mặt zircon và ảnh âm cực phát quang
Ảnh quét bề mặt zircon (back-scatterd electrons, BSE) và ảnh âm cực phát quang (cathodoluminescence, CL) của các hạt zircon được chụp bằng thiết bị SEM- CL, JSM-6610 (JEOL) và đầu dò cathodoluminescence (SANYU electron) tại Bảo tàng Quốc gia về Tự nhiên và Khoa học Nhật Bản.
2.3.5.2. Phân tích xác định tuổi đồng vị U-Pb trên khoáng vật zircon
Việc định tuổi đồng vị U-Pb đối với các hạt zircon được thực hiện bằng phương pháp LA-ICP-MS U-Pb tại Bảo tàng Quốc gia về Khoa học và Tự nhiên Nhật Bản dùng hệ thiết bị NWR213 (New Way Research, Electro Scientific Industries) và Agilent 7700x (Agilent Techonologies). Các điều kiện và qui trình phân tích được trình bày chi tiết trong nghiên cứu của Tsutsumi và nnk. [62]. Đường kính đầu dị laser được sử dụng là 25 micron. Hiệu chỉnh thành phần chì (Pb) tự nhiên được thực hiện trên cơ sở các kết quả phân tích tỷ số 208Pb/206Pb và Th/U (hiệu chỉnh 208Pb) [63] và mơ hình hiệu chỉnh đối với Pb tự nhiên của Stacey và Kramers [64].
2.3.5.3. Phân tích nguyên tố chính, nguyên tố vết và đất hiếm
Thực hiện phân tích hàm lượng nguyên tố chính, nguyên tố vết và đất hiếm của 8 mẫu đại diện cho đá granitoid phức hệ Vân Canh. Các nguyên tố chính được phân tích bằng phương pháp huỳnh quang tia X (XRF) tại trường Đại học Hiroshima Nhật Bản, Viện Vật lý Địa cầu và Địa chất, Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc. Các nguyên tố vết và đất hiếm được phân tích bằng phương pháp ICP- MS tại phịng thí nghiệm phân tích thuộc Viện Vật lý Địa cầu và Địa chất, Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc.
2.3.6. Nhóm phương pháp xử lý số liệu và thành lập các sơ đồ
- Phần mềm ISOPLOT xử lý các số liệu phân tích đồng vị U/Pb.
- Phần mềm Mapinfo để thành lập bản đồ, sơ đồ mặt cắt các loại và phần mềm đồ họa Coreldraw để vẽ các sơ đồ, hình minh họa.
CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM, TUỔI ĐỒNG VỊ U-Pb TRÊN KHOÁNG VẬT ZIRCON TRONG TRẦM TÍCH CÁT LỊNG SƠNG THUỘC LƯU VỰC SƠNG BA VÀ Ý NGHĨA CỦA CHÚNG TRONG NGHIÊN CỨU CÁC GIAI
ĐOẠN KIẾN TẠO CHÍNH
3.1. Đặc điểm hình thái zircon trong trầm tích cát lịng sơng lưu vực Sơng Ba
3.1.1. Đặc điểm zircon trong trầm tích
Các tinh thể zircon có khả năng trải qua các tác động của q trình phong hóa, mài mịn, do đó zircon có thể tồn tại tốt và lâu dài trong quá trình vận chuyển trầm tích mà khơng bị thay đổi các tính chất hố lý.
a) Hình dạng
Zircon trong các đá trầm tích có hình dạng rất phức tạp, phụ thuộc vào nguồn gốc ban đầu của nó [48].
Nguồn gốc ban đầu là đá magma: zircon có kiến trúc phân đới, hình lăng trụ dài, tự hình, (đá magma axit) hoặc hình lăng trụ ngắn (đá magma mafic), phát quang mờ hoặc không rõ trên ảnh CL.
Ngược lại, zircon khơng có kiến trúc phân đới, phát quang cao trên ảnh CL, thường có nguồn gốc ban đầu là biến chất.
Trong quá trình vận chuyển và lắng đọng trầm tích, các hạt zircon có thể bị mài mịn, trên bề mặt tinh thể có các hõm, hốc, vết trầy và những vết nứt trên bền mặt zircon. Đôi khi bị vỡ thành những mảnh zircon nhỏ.
b) Kích thước
Kích thước các hạt zircon trong trầm tích phục thuộc vào kích thước của hạt zircon ban đầu và mức độ mài trong quá trình vận chuyển.
c) Độ mài tròn
Mức độ mài tròn trên các hạt zircon cho thấy khoảng cách vận chuyển từ nguồn đến bồn trầm tích.
+ Các hạt zircon góc cạnh: độ mài trịn kém, khoảng cách vận chuyển ngắn, trầm tích tại chỗ.
+ Các hạt zircon nửa tròn cạnh: độ mài tròn trung bình, khoảng cách vận chuyển trung bình.
3.1.2. Đặc điểm hình thái của zircon trong mẫu SBA07 cát lịng sơng lưu vực Sơng Ba Sơng Ba
Dựa vào đặc điểm hình thái và cấu trúc hạt zircon cho thấy trong mẫu SBA07 zircon từ nguồn đá magma chiếm tỉ lệ nhiều hơn (66 hạt) so với các hạt có nguồn từ đá biến chất (45 hạt) (Hình 3.1, 3.2, 3.3).
Các hạt zircon trong mẫu SBA07 có cấu trúc phân đới ở nhân, khá tự hình (hạt 05, 08, 10, 18, 20, 23, 24, 31, 35, 44, 46, 60, 77, 81, 82, 90, 102, 107, 114 và 117) (Hình 3.1). Là các hạt zircon nguồn gốc trong đá magma có kích thước tương đối đồng đều 90µmx200µm, 80µmx170µm và 150µmx300µm. Chúng thuộc nhóm có độ mài trịn từ kém đến trung bình, phần lớn vẫn giữ được hình dạng zircon ban đầu, chứng tỏ chúng được vận chuyển từ một vị trí khơng q xa so với vị trí lấy mẫu (Hình 3.1).