Các q trình tạo khống nội sinh có liên quan tới khối magma ở dới sâu, trong điều kiện nhiệt độ và áp suất khá cao. Ngời ta phân ra các giai đoạn sau: Giai đoạn magma thực sự, giai đoạn pegmatit, giai đoạn khí hóa-nhiệt dịch. Quan hệ giữa các giai đoạn tạo khoáng này đợc thể hiện ở hình 2.23.
_________________________________________________________________________
Hình 2.23: Quan hệ về mặt khơng gian giữa các q trình tạo khống nội sinh
2.3.1.1. Giai đoạn magma thực sự
a- Khái niệm về magma và đá magma:
Vật chất giữ vai trò quyết định trong giai đoạn này là magma.
+ Magma đợc coi là một thể vật chất nóng chảy thờng gọi là dung thể magma có nhiệt độ rất cao từ 800-12000C hoặc cao hơn. Thành phần của dung thể này gồm chủ yếu là các hợp chất muối silicat- alumosilicat, một số lợng lớn các hợp phần hơi, ngồi ra cịn có các ơxyt và các sulfur. Các nguyên tố phổ biến của magma là những nguyên tố thạch sinh nh: Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K. Một lợng đáng kể các nguyên tố tạo quặng: Cu, Pb, Zn, Sn, Hg, Au, Ag... và các nguyên tố chất hơi: B, F, P, Cl, S, C, N, O...
b- Nguồn gốc magma
Các tài liệu nghiên cứu thạch luận hiện đại cho thấy nguồn cung cấp magma trong tự nhiên chủ yếu từ dới sâu (nguồn manti) do kết quả của sự nóng chảy từng phần của các thể vật chất rắn ở manti. Trong quá trình vận động các nguồn magma có thể đồng hố vật chất phần vỏ vào sẽ tạo ra nguồn trộn lẫn hay hỗn nhiễm (manti + vỏ). Ngoài nguồn gốc manti hoặc trộn lẫn giữa nguồn manti với vỏ, magma cịn có thể đợc tạo ra ngay trong vỏ trái đất do hiện tợng tái nóng chảy mà động lực là do hoạt động kiến tạo của vỏ trái đất, hiện tợng phân huỷ phóng xạ tạo ra nhiệt năng làm nóng chảy đất đá trong vỏ, nguồn này đợc gọi là nguồn vỏ (tái nóng chảy).
Cần nhấn mạnh rằng quá trình phân dị kết tinh của các dung thể magma rất phức tạp và phụ thuộc chặt chẽ vào điều kiện thành tạo (bối cảnh kiến tạo). Sau đây chúng tơi xin điểm qua tiến hố của magma trong các điều kiện khác nhau (Tham khảo chi tiết ở giáo trình Thạch học hoặc Thạch luận các đá magma).
_________________________________________________________________________
Quá trình hình thành magma ở vỏ đại dơng là quá trình khởi thủy hình thành vỏ trái đất. Nguồn gốc của magma ở đây là nóng chảy từng phần magma siêu mafic mẹ ở phần móng của các địa mảng phân kỳ (Các đới tách giãn), quá trình này dẫn đến hình thành các loạt ophiolite (hình 2.24). Giai đoạn này bắt đầu từ quá trình đối lu mang các magma siêu mafic lên gần mặt đất. Trong quá trình di chuyển, các magma mẹ bị chảy từng phần tạo nên các dung thể magma mafic là thành phần của vỏ đại dơng (các lớp 2 và 3 của ophiolit), để lại trong manti tàn d của siêu mafic (lớp 4 của ophiolit).
4 ultramafic rocks
Hình 2.24: Mơ hình cấu trúc của các thành tạo ophiolit điển hình
Trong nhiều trờng hợp, các siêu mafic này còn là sản phẩm của tàn d phân dị còn lại của magma ophiolit lớp 1 và 2 tại các đới hút chìm.
_________________________________________________________________________
Hình 2.25: Mơ hình phát sinh magma ở các khu vực khác nhau của vỏ trái đất
Trong Nguyên đại Ackei, thời kỳ cổ nhất trong lịch sử trái đất, các magma mafic mẹ đợc gọi là loạt komatiit (magma comatit), các magma này tạo nên vỏ đại dơng khác hoàn toàn với vỏ đại dơng hiện đại. Loạt magma này sẽ phân dị ra các magma siêu mafic tàn d, các đá anoctozit và bazan tholeit (hình 2.26).
Hình 2.26: Phân dị các magma ở vỏ đại dơng cổ
- Thành tạo các đá magma felsic và trung tính ở các đới hút chìm:
Các đá magma ở đói hút chìm phân dị để thành tạo các đá trung tính (andesite/diorite) và dần dần thành tạo các đá granite/riolite (đá sáng màu felsic). Về mặt kiến tạo, chu trình tạo đá này là một phần của ranh giới mảng hội tụ nơi mà vỏ đại dơng tạo ra móng mảng hội tụ nơi vỏ đại dơng bị phá hủy.
Các đới hút chìm có thể tạo thành hoặc là các sống núi trong đại dơng hoặc dọc theo rìa các đại lục (kiểu Cordiler). Các đới tạo núi Cordier có các q trình magma và biến chất tơng tự các cung đảo.
_________________________________________________________________________
Hình 2.27: Mơ hình hình thành magma ở các khu vực va chạm (collision) giữa hai mảng khác nhau của vỏ trái đất
Quá trình phân dị magma ở các đới hút chìm đợc biểu diễn ở hình 2.28.
Hình 2.28: Phân dị các magma ở các đới hút chìm
c- Phân loại magma
+ Dựa vào độ sâu thành tạo ngời ta chia làm 2 loại.
- Magma xâm nhập: Thành tạo ở độ sâu tơng đối lớn nhiệt độ và áp suất cao (700 - 9000) khoáng vật kết tinh rõ ràng (độ tự hình cao).
- Magma phun trào: thành tạo do dung thể magma fun lên mặt đất. T0
cao (1200 - 9000C) áp suất thấp. Thờng ở dạng ẩn tinh hay thuỷ tinh. Ngồi ra cịn có các đá mạch.
+ Theo cách phân loại truyền thống, dựa vào thành phần hoá học (chủ yếu là hàm lợng SiO2), ngời ta chia ra:
- Magma siêu bazơ: hàm lợng SiO2< 45%. Giàu MgO, FeO, CaO. Khoáng vật chủ yếu: Amfibon, pyroxen, plagiocla bazơ. Chúng là thành phần chính của các đá: peridotit, dunit, kimbeclit, anoctozit.
_________________________________________________________________________
- Magma bazơ: hàm lợng: SiO2 < 45%. Giàu MgO, FeO, CaO. Khoáng vật chủ yếu là amfibon, pyroxen, plagiocla bazơ, chúng là thành phần chính của các đá: Gabro, bazan, điaba.
- Magma trung tính: HL: SiO2 55 - 65%.
Khống vật: plagiocla trung tính (andezin), pyroxen, amfibon, octocla, biotit thành tạo đá sienit, diorit, andezit...
- Magma axit: HL: SiO2 > 65%.
Khoáng vật: plagiocla axit (anbit), fenspat, biotit, muscovit, pyroxen, amfibon, octocla, thành tạo đá granit, riolit, đaxit.
Ngoài ra ngời ta cịn phân ra nhóm đá kiềm dựa vào sự có mặt các khống vật kiềm có trong đó. Tên đá kiềm (alkaline) thể hiện sự tập trung cao của K và Na trong quan hệ với Al. Trong thành phần của nó có mặt fenspat, các fenspatoit nh nefelin, lơxit. Hàm lợng silic khá thấp trong chúng (có thể so sánh với loại siêu bazơ) (từ 35 - 45 ữ 50%).
Đá kiềm thờng sáng màu, tỷ trọng thấp (2,7 - 2,8) đá này phổ biến khá rộng rãi (0,4% khối lợng magma). Khoáng sản liên quan: apatit, khoáng vật đất hiếm, ziecon, titanit và các quặng khác.
Có một cách phân loại khác (hình 2.29), phân chia đá magma thành 4 nhóm:
Hình 2.29: Thành phần khống vật và hóa học của các loại đá magma chính
Nhóm đá felsic (sáng màu, giàu SiO2), trung tính, mafic (Xẫm màu, giàu Fe- Mg), siêu mafic (xẫm màu, rất giàu Fe, Mg và nghèo SiO2).
Hiện nay trên thế giới sử dụng rộng rãi phân loại các đá xâm nhập do Streckeisen của ủy ban định danh đá magma thế giới thuộc hiệp hội Địa chất quốc tế (IUGS) đa ra năm 1979. Phân loại này dựa trên cơ sở thành phần khoáng vật, cụ thể hơn là tỷ lệ các khoáng vật sáng màu (Salic) và khống vật sẫm màu (Femic) thơng qua chỉ số màu (M, M là khoáng vật màu bao gồm các khoáng vật: olivin, pyroxen, amphibol chứa Fe, biotit). Các đá magma đợc phân ra ba nhóm: siêu mafic (M>90), mafic (M 60-90) và salic (M<60). Đối với các nhóm
_________________________________________________________________________
đá magma bình thờng có M <90 ngời ta sử dụng các biểu đồ phân loại hình tam giác với ba đỉnh là thạch anh (Q-quartz), khoáng vật fenspat kiềm (A-Alkaline feldspar) và plagioclase (P). Đối với các xâm nhập kiềm sử dụng các khống vật kiềm (F-Foid) ở phía đỉnh đối diện thay cho thạch anh (hình 2.26). Cịn đối với các đá xâm nhập có M>90 sử dụng biểu đồ tam giác gồm ba đỉnh là olivin, pyroxen thoi và pyroxen xiên để phân loại (hình 2.30).
Hình 2.30: Phân loại các đá magma xâm nhập của IUGS trong trờng hợp M < 90 dựa vào các tổ phần: Thạch anh (Q), Felspat kiềm (A), Plagiocla (P) và các felspatoit (F).
_________________________________________________________________________
Hình 2.31: Phân loại các đá magma xâm nhập trong trờng hợp M > 90 (đá mafic và siêu mafic.
Hình 2.32: Phân loại các đá phun trào phổ biến dựa theo thành phần hóa học (hàm l- ợng kiềm và o xit silic)
_________________________________________________________________________
Hình 2.33: Phân loại các đá magma phun trào dựa vào các tổ phần: Thạch anh (Q), Felspat kiềm (A), Plagiocla (P) và các felspatoit (F).