Hỡnh 1.22: Biểu đồ tớnh tuổi đồng vị cỏc đỏ granit phức hệ Sụng Mó
Từ cỏc kết quả trờn cho thấy cỏc thành tạo granit thuộc phức hệ Sụng Mó cú khoảng tuổi trung bỡnh 244 - 247 triệu năm, tƣơng ứng với Trias giữa, bậc Anisi (T2a). Nhƣ vậy, tuổi thành tạo của phức hệSụng Mó đƣợc xếp vào Trias giữa là cú cơ sở.
Khoỏng sản liờn quan
Theo cỏc dẫn liệu trờn cho thấy cỏc đỏ thuộc phức hệ Sụng Mó cú liờn quan chặt chẽ về khụng gian, thời gian và cả nguồn gốc với thành tạo nỳi lửa của hệ tầng Đồng Trầu (T2ađt), mà trong diện phõn bố của hệ tầng này lại cú khỏ nhiều biểu hiện khoỏng sản vàng. Khoỏng sản Au cú liờn quan về mặt khụng gian với phức hệ Sụng Mó và hệ tầng Đồng Trầu.
Cỏc đỏ mạch chƣa rừ tuổi
Cỏc đỏ mạch chƣa rừ tuổi gồm diabas và gabro, chỳng phõn bố chủ yếu ở khu vực trung tõm vựng nghiờn cứu. Chỳng xuyờn cắt cỏc đỏ trầm tớch lục nguyờn xen phun trào a xit của hệ tầng Đồng Trầu (T2ađt). Cỏc đỏ mạch này cú chiều dày từ
1-3m, đụi khi chỳng cú dạng bƣớu kớch thƣớc 10-15m, tại cỏc vị trớ tiếp xỳc với đỏ võy quanh thƣờng khụng gặp hiện tƣợng biến đổi sau magma, hoặc khụng quan sỏt đƣợc cỏc hiện tƣợng biến đổi do đỏ võy quanh bị phong húa. Tuy tại phần lớn cỏc biểu hiện khoỏng sản vàng trong diện tớch nghiờn cứu nhƣ Huổi Mõy, Bản Tang - Na Quya, Huổi Cọ - Bản Sàn, Đụng Bản Tang đều thấy xuất hiện cỏc đỏ mạch diabas và gabro. Nhƣng hiện nay chƣa cú cỏc số liệu phõn tớch cỏc nguyờn tố tạo quặng nhƣ Au, Ag, Cu, Pb, Zn và cỏc phƣơng phỏp nghiờn cứu cẩn thiết khỏc cho cỏc đỏ mạch diabas và gabro này, do đú chƣa cú đủ cơ sở để kết luận cỏc đỏ mạch diabas và gabro này cú liờn quan với cỏc mỏ và biểu hiện khoỏng sản vàng vừa nờu hay khụng. Đõy cũng là một vấn đề tồn tại của luận ỏn cần đƣợc giải quyết trong cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu tiếp theo.
1.3.3. Đặc điểm cấu trỳc- kiến tạo1.3.3.1. Cỏc pha biến dạng 1.3.3.1. Cỏc pha biến dạng
Trờn diện tớch vựng nghiờn cứu và lõn cận cho thấy khu vực này đó trải qua ớt nhất 4 pha biến dạng. Trong đú đó ghi nhận đƣợc 2 pha trƣớc Kainozoi liờn quan đến chuyển động tạo nỳi Indosini (P-T) và 2 pha xảy ra trong Kainozoi. Hiện chƣa ghi nhận đƣợc dấu hiệu biến dạng của cỏc pha cú tuổi cổ hơn Permi ở khu vực này.
- Pha biến dạng thứ nhất: Dấu hiệu ghi nhận đƣợc là cỏc cấu trỳc uốn nếp
nghịch phƣơng tõy bắc - đụng nam hoặc ỏ vĩ tuyến trong diện phõn bố của cỏc thành tạo từ Proterozoi đến Permi giữa (ảnh 1.11, 1.12). Cấu trỳc vảy trong diện phõn bố của cỏc thành tạo trầm tớch lục nguyờn - carbonat (hệ tầng Sụng Cả, Huổi Nhị) đặc trƣng cho cỏc đới chờm nghịch cú lẽ là những cấu trỳc đƣợc tạo ra bởi pha biến dạng này. Trong một số vết lộ đó gặp cỏc nếp uốn của pha này bị biến đổi phƣơng bởi cỏc pha sau. Cỏc kết quả khảo sỏt trờn diện tớch vựng nghiờn cứu và khu vực lõn cận cho thấy pha biến dạng này xảy ra trong giai đoạn Permi - Trias, liờn quan đến chuyển động tạo nỳi Indosini trong khu vực Đụng và Đụng Nam Á.
Ảnh 1.11: Nếp uốn phỏt triển trong đỏ amphibolit
phức hệ Bự Khạng (NPbk) vựng Quế Phong, tõy Nghệ An. Ảnh: Vƣơng Mạnh Sơn
Ảnh 1.12: Nếp uốn nằm ngang cú trục phƣơng ỏ vĩ tuyến (pha 1) ghi nhận đƣợc trong cỏc đỏ sột vụi hệ tầng Huổi Lụi (D1-2hl) (KS.15). Ảnh: Chu Văn Dũng
- Pha biến dạng thứ hai: dấu hiệu ghi nhận đƣợc là cỏc đứt góy chờm nghịch
phƣơng TB - ĐN cú mặt đứt góy cắm về phớa đụng bắc kốm theo đới vũ nhàu, uốn nếp phỏt triển dọc theo cỏc đới đứt góy. Cỏc dấu hiệu động học ghi nhận đƣợc cho thấy cỏc pha biến dạng này xảy ra trong điều kiện dẻo - dũn, ứng suất nộn ộp - trƣợt bằng phải, tạo nờn cỏc cấu trỳc uốn nếp, đứt góy nghịch, chờm nghịch phƣơng tõy bắc - đụng nam hoặc ỏ vĩ tuyến, trựng phƣơng với cỏc cấu trỳc của pha thứ nhất. Tuổi của pha biến dạng này đƣợc giả định xảy ra vào cuối Trias muộn bởi cỏc cấu tạo của chỳng ghi nhận đƣợc trong diện phõn bố của cỏc đỏ trầm tớch - phun trào hệ tầng Đồng Trầu và xõm nhập phức hệ Sụng Mó tuổi Trias giữa - muộn (ảnh 1.13).
- Pha biến dạng thứ ba: Pha biến dạng này liờn quan đến hoạt động nõng trồi
của khối Bự Khạng xảy ra trong Kainozoi sớm. Cỏc dấu hiệu ghi nhận đƣợc bao gồm cỏc đứt góy thuận - thoải bao quanh khối Bự Khạng. Kết quả phõn tớch tuổi biến dạng (Nguyễn Văn Vƣợng, 2000) ở khu vực phớa đụng khối Bự Khạng cho tuổi của pha biến dạng này dao động trong khoảng 20 - 22 triệu năm (phƣơng phỏp K/Ar, Ar/Ar).
- Pha biến dạng thứtư: Tạm xếp vào pha biến dạng này là cỏc biến dạng dũn
xảy ra trong Kainozoi muộn. Dấu hiệu của pha biến dạng này là cỏc biểu hiện đứt góy thuận, nghịch, trƣợt bằng phỏt triển theo nhiều phƣơng khỏc nhau, cắt qua tất cả cỏc thành tạo địa chất và cỏc cấu trỳc trong vựng.
Ảnh 1.13: Dấu hiệu trƣợt bằng phải của đứt góy
F.8, quan sỏt đƣợc trong cỏt sạn kết đỏy hệ tầng Đồng Trầu (KS.1). Ảnh: Chu Văn Dũng
Ảnh 1.14. Mặt trƣợt ghi nhận chuyển động trƣợt bằng trỏi của đứt góy F.8, quan sỏt trong đỏ vụi hệ tầng Nậm Cắn (KS.2). Ảnh: Chu Văn Dũng
1.3.3.2. Đặc điểm đứt góy
Trờn diện tớch nghiờn cứu đó ghi nhận nhiều đứt góy cú quy mụ, tớnh chất động học khỏc nhau. Tuy nhiờn, cỏc đứt góy trọng yếu, quy mụ lớn đúng vai trũ chớnh trong việc tạo nờn cấu trỳc của vựng và cú vai trũ tạo khoỏng chủ yếu là cỏc đứt góy cú phƣơng tõy bắc - đụng nam hoặc ỏ vĩ tuyến. Cỏc đứt góy phƣơng đụng bắc - tõy nam thƣờng là đứt góy cú quy mụ nhỏ, hoạt động trong Kainozoi.
Dựa vào quy mụ (chiều dài, độ sõu) và vai trũ của chỳng trong khu vực, cỏc đứt góy đƣợc phõn chia thành 2 cấp: cấp I, cấp II và cỏc đứt góy khụng phõn chia.
Dƣới đõy, chỳng tụi mụ tả cỏc đứt góy chớnh cấp I, cấp II và một số đứt góy cấp III trong phạm vi vựng nghiờn cứu (hỡnh 1.1).
Cỏc đứt góy cấp I
Đứt góy Yờn Hợp (F7): Trờn diện tớch nghiờn cứu, đứt góy cú phƣơng chủ đạo ỏ vĩ tuyến, dài khoảng 50km, là ranh giới ngăn cỏch giữa khối Bự Khạng và khối Sầm Nƣa ở phớa Nam. Tuy nhiờn, chỳng bị cắt xẻ thành nhiều đoạn bởi cỏc đứt góy trẻ hoạt động trong Kainozoi. Dọc theo đứt góy này đó phỏt hiện cỏc đới xiết ộp, vi uốn nếp, milonit biểu hiện cỏc hoạt động của cỏc pha biến dạng sớm, ghi nhận đƣợc trong cỏc đỏ biến chất tiền Cambri đến Devon (ảnh 1.15). Pha muộn nhất ghi nhận dọc theo đứt góy là cỏc biến dạng dũn với tớnh chất trƣợt bằng, thuận làm dịch chuyển, chia cắt đứt góy và cỏc cấu trỳc cú trƣớc.
Ảnh 1.15: Đới cà nỏt, milonit trong cỏc đỏ phiến thạch anh mica của hệ tầng Huổi Lụi quan sỏt đƣợc tại khu vực xó Chõu Hồn (KS. 20). Ảnh. Chu Văn Dũng
Cỏc đứt góy cấp II
Hệ đứt góy Na Hỷ - bản Piều (F8) - Bản Sàn (F9)
Trong phạm vi vựng nghiờn cứu, hệ đứt góy này kộo dài khoảng 50km, phƣơng chủ đạo là ỏ vĩ tuyến, sau chuyển sang tõy bắc - đụng nam ở phần phớa đụng, đụng nam. Đõy là hệ thống đứt góy liờn quan trực tiếp đến quặng húa vàng gốc thuộc dải vàng kộo dài từ Huổi Cọ đến Bản Tang - Na Quya. Cỏc số liệu thu thập đƣợc tại cỏc điểm tỡm kiếm chi tiết húa cho thấy hệ thống đứt góy chớnh Bản Sàn và kộo dài sang phần phớa đụng diện tớch chia thành cỏc nhỏnh khỏc nhau là yếu tố khống chế quặng húa vàng chớnh trong khu vực.
Pha sớm nhất ghi nhận đƣợc trong hệ đứt góy này là cỏc hoạt động nộn ộp chờm nghịch. Tại một số vị trớ ranh giới giữa hệ tầng Đồng Trầu và cỏc trầm tớch
Devon, đó gặp cỏc đỏ phiến sột đen hệ tầng Huổi Lụi (D1-2hl) trƣợt chờm lờn cuội sạn kết đỏy của hệ tầng Đồng Trầu. Mặt chờm nghịch cắm về phớa Bắc Đụng Bắc với gúc dốc thay đổi khỏ lớn, từ 25 - 700 (ảnh 1.16).
Cỏc biến dạng pha muộn ghi nhận đƣợc trong hệ đứt góy trờn chủ yếu là cỏc biến dạng dũn, xảy ra trong Kainozoi muộn, làm dịch trƣợt cỏc cấu trỳc cú trƣớc. Cỏc biểu hiện ghi nhận đƣợc là cỏc mặt trƣợt dũn cú đặc điểm trƣợt bằng, thuận cú quy mụ nhỏ (ảnh 1.17).
(b) (a)
Ảnh 1.16: Đứt góy F.9 (tại điểm lộ KS.1): ranh giới bất chỉnh hợp giữa hệ tầng Đồng Trầu và
hệ tầng Huổi Lụi bị đảo ngƣợc thế nằm, đỏ phiến sột đen hệ tầng Huổi Lụi (b) phủ chờm lờn trờn cuội sạn kết đỏy hệ tầng Đồng Trầu (a). Ảnh: Chu Văn Dũng.
Ảnh 1.17: Mặt trƣợt ghi nhận biến dạng dũn với tớnh chất trƣợt thuận của đứt góy F.8 (KS.2) trong đỏ vụi màu đen, hệ tầng Nậm Cắn
Hệ đứt góy F.10 - F.11
Cỏc đứt góy Bản Hạt-Na Khe (F.10), Sốp Bộp - Cạp Xỏng (F11),… tạo nờn một hệ đứt góy phƣơng TB-ĐN phõn bố trong đới cấu trỳc Sụng Cả ở phớa tõy nam khu vực nghiờn cứu.
Đặc trƣng của hệ đứt góy là tạo nờn một cấu trỳc vảy đặc trƣng kốm theo hệ thống uốn nếp đảo trong diện phõn bố của cỏc thành tạo lục nguyờn hệ tầng Sụng Cả (O3-Ssc) và hệ tầng Huổi Nhị (S3-D1hn) do cỏc hoạt động chờm nghịch pha sớm nhất gõy ra. Mặc dự phƣơng chủ đạo của hệ đứt góy khụng thay đổi nhƣng gúc cắm của cỏc đứt góy này thay đổi rất lớn, nhiều chỗ cắm rất dốc (70-750) những cũng cú nhiều chỗ cắm khỏ thoải (15-200) (ảnh 1.18, 1.19).
Ảnh 1.18: Đứt góy Bản Hạt - Na Khe (F10)
cú thế nằm 23065o. Đỏ phiến thạch anh- sericit hệ tầng Huổi Nhị bị vũ nhàu, milonit húa biểu thị hoạt động chờm nghịch trong
pha sớm của đứt góy (KS-KT.26). Ảnh: Chu
Văn Dũng
Ảnh 1.19: Đới chờm nghịch (đứt góy F.11) cú mặt
trƣợt thoải, phỏt triển trong tập đỏ phiến sột xen cỏt bột kết hệ tầng Sụng Cả (KS1782). Ảnh: Chu Văn Dũng
Cỏc đứt góy khụng phõn chia
Ngồi cỏc hệ thống đứt góy đó đƣợc phõn loại kể trờn, trong diện tớch nghiờn cứu cũn khỏ nhiều cỏc đứt góy nhỏ cú phƣơng khỏc nhau. Cỏc kết quả khảo sỏt cho thấy, cỏc đứt góy này cú quy mụ nhỏ, khụng tạo thành hệ thống, là cỏc đứt góy trẻ, hoạt động trong Kainozoi muộn trong điều kiện biến dạng dũn. Hoạt động của cỏc đứt góy này chủ yếu làm xờ dịch khụng đỏng kể cỏc cấu trỳc cú trƣớc, khụng thấy rừ
mối liờn quan đến cỏc biểu hiện khoỏng húa trong vựng. Do vậy, NCS khụng đi sõu nghiờn cứu, làm rừ đặc điểm, tớnh chất của chỳng.
1.3.3.4. Đặc điểm cấu trỳc uốn nếp
Hoạt động kiến tạo mạnh mẽ, đa pha đó tạo cấu trỳc địa chất phức tạp trong khu vực nghiờn cứu núi riờng và cỏc đới cấu trỳc trong vựng núi chung. Trong đú, cấu trỳc uốn nếp chủ đạo đƣợc hỡnh thành trong khu vực nghiờn cứu là cỏc cấu trỳc uốn nếp phƣơng tõy bắc - đụng nam. Cấu trỳc uốn nếp phƣơng tõy bắc - đụng nam ghi nhận đƣợc rừ ràng và đặc trƣng nhất là trong đới cấu trỳc Sụng Cả. Đõy là cỏc cấu trỳc dạng tuyến với đặc điểm nổi bật là cỏc nếp uốn đảo, nếp uốn nằm ngang với mặt trục khỏ thoải, chủ yếu cắm về phớa Bắc, Đụng Bắc (ảnh 1.20). Hệ thống uốn nếp này gắn liền với cấu trỳc dạng vảy, là hệ quả của cỏc hoạt động chờm nghịch của pha biến dạng sớm, liờn quan đến cỏc chuyển động tạo nỳi Indosini, trong giai đoạn Permi muộn - Trias. Cỏc cấu trỳc uốn nếp ghi nhận đƣợc trong cỏc trầm tớch hệ tầng Đồng Trầu, cú phƣơng tõy bắc - đụng nam nhƣng cú quy mụ nhỏ hơn, đặc trƣng là cỏc nếp uốn nhỏ, khỏ cõn xứng. Cỏc cấu trỳc uốn nếp này liờn quan đến cỏc hoạt động biến dạng pha 2 xảy ra trong Trias muộn (trƣớc Nori).
Ảnh 1.20: Nếp uốn khụng cõn xứng cú trục phƣơng TB-ĐN, quan sỏt trong cỏc đỏ cỏt bột kết, phiến sột phõn nhịp hệ tầng Sụng Cả (KS.181). Ảnh: Chu Văn Dũng
1.3.3.5. Khoỏng sản liờn quan
Cỏc số liệu điều tra, khảo sỏt cho thấy pha biến dạng sớm đƣợc xem là cú khả năng liờn quan đến cỏc khoỏng húa vàng ở vựng nghiờn cứu, thể hiện rừ trong diện phõn bố của cỏc đỏ phun trào ryolit - dacit hệ tầng Đồng Trầu. Cỏc mạch thạch anh - sulfur chứa vàng thƣờng phõn bố trong cỏc đới xiết ộp, dập vỡ dọc theo hệ đứt góy Na Hỷ - Bản Piều (F8) - Bản Sàn (F9), ỏ vĩ tuyến. Trong khu vực này, cỏc đỏ phun trào ryolit - dacit cũng ghi nhận cỏc hoạt động nộn ộp, chờm nghịch tƣơng ứng.
Cỏc mạch thạch anh thƣờng cú kớch thƣớc nhỏ, dạng thấu kớnh, chiều dày khoảng 1 vài cm, vài chục cm, phỏt triển thành đới mạch cú chiều rộng tới một vài một, chiều dài quan sỏt đƣợc từ vài chục đến vài trăm một. Khoỏng húa vàng đi cựng sulfur xõm tỏn thƣa trong đới mạch thạch anh nhƣ ở khu Huổi Mõy (ảnh 1.21).
Ảnh 1.21: Thõn quặng thạch anh sulfur - vàng trong đỏ phun trào ryolit bị dập vỡ, biến đổi
Chƣơng 2
CƠ SỞ Lí LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIấN CỨU 2.1. Tổng quan về vàng
2.1.1. Đặc điểm địa húacủa vàng
Vàng cú ký hiệu húa học là Au và nằm ở vị trớ thứ 79 trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev. Vàng nằm giữa platin (78) và thủy ngõn (80). Vàng thuộc nhúm IB, theo thứ tự gồm: đồng, bạc và vàng; trong đú, đồng và bạc là nguyờn tố cộng sinh đi kốm vàng. Vàng cú nguyờn tử lƣợng 79 và tỷ trọng là 19,5. Vàng núng chảy ở 1065oC và sụi ở 2960 ữ 2970 oC. Đến nay, đó biết vàng cú 14 đồng vị với khối lƣợng từ 192 đến 206 nhƣng chỉ cú một đồng vị ổn định trong trạng thỏi tự nhiờn đú là 197Au. Ngƣợc lại, những đồng vị khụng ổn định của vàng chỉ tồn tại trong khoảng thời gian ngắn, nhƣ đó biết là 196Au, 198Au và 199Au. Vàng cú húa trị 1+ và 3+, hợp chất vàng húa trị 3 bền vững hơn, trong đú vàng tạo thành cỏc anion phức.
Trong cỏc quỏ trỡnh nội sinh vàng rất cú thể cú nguồn gốc dƣới vỏ, chứng
minh cho điều này là vàng cú trị số clark cao trong cỏc đỏ manti loạt bazơ, ngoài ra cỏc thành phần đồng vị carbon, oxy, lƣu huỳnh trong cỏc đỏ và quặng của cỏc mỏ vàng giống với cỏc thành phần đồng vị của thiờn thạch (manti). Tuy nhiờn cỏc mỏ vàng nội sinh thƣờng liờn quan với cỏc thành tạo granitoid (granodiorit, plagiogranit). Trờn cơ sở những dữ liệu nhƣ trờn cú thể giả thiết rằng ban đầu vàng đƣợc đƣa đến cỏc bồn tớch tụ trầm tớch cổ bởi cỏc dung dịch và dung thể từ dƣới sõu, sau đú trong quỏ trỡnh hỡnh thành vỏ trỏi đất đó xảy ra sự tập trung của vàng ở cỏc lũ magma granit trong vỏ. Theo tài liệu của IU.G. Serbakov sự tỏi tập trung vàng nhiều lần xảy ra khi cú sựtỏc động lõu dài của cỏc hệ chất lƣu từdƣới sõu với cỏc tầng đỏ võy quanh mang vàng. Vàng đƣợc tập trung trong cỏc sản phẩm sau magma linh động ở dạng cỏc dung dịch phức tiosulphat Au(S2O3)3- và clorua (AuCl22- và AuCl4-) (N.V. Petrovskaia, 1973).
Nhƣ vậy, quỏ trỡnh thành tạo cỏc mỏ vàng nội sinh cú quy mụ lớn là quỏ trỡnh nhiều thời kỳ. Sự thành tạo chỳng thƣờng bắt đầu vào Tiền Cambri và kết thỳc trong Phanerozoi.
Vàng cú ỏi lực chặt chẽ với bạc và đồng, và cựng với chỳng tạo thành cỏc dung dịch cứng và cỏc hợp kim. Trong cỏc quỏ trỡnh tự nhiờn, vàng, bạc và đồng cộng sinh với 2 nhúm cỏc nguyờn tố - là những “lỏng giềng” lõn cận trong bảng tuần hoàn Mendeleev. Nhúm thứ nhất gồm: Ni, Pt, Pd, Os và Fe liờn quan với