4.2.1 Đặc điểm thạch cấu trúc biến dạng dẻo của đới tr−ợt Trà Bồng – H−ng Nh−ợng
4.2.1.1 Điều kiện biến chất biến dạng của đới tr−ợt Trà Bồng –H−ng Nh−ợng
Trước khi đi vào miêu tả đặc điểm cấu trúc và tuổi đồng vị, luận văn trình bầy kết quả nghiên cứu tổng quan về đặc điểm biến chất của đới. Nghiên cứu đặc điểm biến chất của đới biến dạng Trà Bồng đ−ợc tiến hành trên cơ sở các mẫu đ7 thu thập, trong đó đặc biệt chú ý đến các mẫu biến dạng và mẫu có định hướng. Hàng chục lát mỏng từ các vị trí khác nhau đ7 đ−ợc phân tích trên lát mỏng nhằm tìm hiểu đặc điểm biến chất của từng
đoạn trong đới tr−ợt. Chi tiết vị trí các mẫu đ−ợc đ−a lên sơ đồ (hình 4.1).
Hình 4.1: Sơ đồ vị trí lấy mẫu trong đới đứt gẫy Trà Bồng
Các mẫu đ−ợc nghiên cứu chi tiết trên lát mỏng thạch học d−ới kính hiển vi phân cực tại phòng Quang Tinh, khoa Địa chất, tr−ờng Đại học Khoa học Tự nhiên. Đặc điểm thạch học của mẫu đ−ợc miêu tả ngắn gọn và đ−ợc đ−a ra trong bảng 4.1.
Bảng 4.1 : Thành phần khoáng vật các mẫu trong khu vực đới biến dạng Trà Bồng
Mâu Đá Q Pl Bi Mus Grt Kfs Hor Py Tu Sp Ep Grp Sil Cc Ap Zir
Vn279 v v v v v v v
Vn284 mylonit v V v v V
Vn401 amp v V v v v v V
Vn402 amp v V v v V
vn403 orthogneis v V v v V
Vn404 orthodiorit v V v v v
Vn405 orthodiorit v V v v v V
Vn406 granitod v V v v v v V
Vn407 orthogneis v V v v v v V
Vn408 granitod v V v v v v
Vn409 Qu¨czit v v v v
Vn529 Qu¨czit v v v v V
Vn530 Qu¨czit v v v v v V
Vn531 PhiÕn mica v V v
Vn532 mylonit v V
Vn533 Qu¨czit v v v v v V
Vn534 orthogneis v V v
Vn535
Metacacbo
nat v V v v V
vn536 amp v V v v
Vn537 mynolit v V v v v v
Vn539 orthogneis v V v v
Vn547 Qu¨czit v v v
Vn549 orthogneis v V v v v v v
Vn550 amp v V v v V
Vn564 amp v V v v V
Vn565 amp v V v v
Vn566 PhiÕn mica v V v v v
Vn573 Qu¨czit v v v v v
Vn576 Qu¨czit v V v v
Vn577 Qu¨czit v V v v v v v V
Vn578 Qu¨czit v V v v v v
§L21 gneiss v V v v V
BD11a PhiÕn biotit v v v
BD3 Qu¨czit v V v
BD8 Metacacbo
nat v V
BG4a Qu¨czit v v v
BG4c PhiÕn Q v v
BG11b amp v V v
K§3a Metagabro v V v v v
K§3b Metamafic v V v
K§12 gneiss v V v
K§12a PhiÕn Pyrit v v
K§12b mynolit v v V
K§12d amp v V v v
K§15 metaryolit v V v
K§19 mynolit v V v v v
Chú thích: Q-Thạch anh ; Pla-Plagiocla ;Bi-Biotit ; Mus-Muscovit ;Grt- Granat ; Hor-Homblen ;Kfs-FenspatKali ;Py-Pyrit ;Tu-Tuamalin ;Sp-Sphen ;Zir-Zircon ;
Ep-Epiđot ;Ap-Apatit ; Sil-Sillimanit ;Cc-Canxit ; Grp- Graphit;amp-Đá amphibolit.
Nh− đ7 miêu trong bảng 4.1, chúng ta thấy trong đới biến dạng có mặt các đá biến chất với thành phần ban đầu khá đa dạng. Trong đó phần lớn là các đá metapelit, một ít
đá metamafic (mẫu KD3a, VN550, VN564...), rất hiếm các đá metacarbonat (mẫu Vn.535, BD8 ) tuy nhiên vẫn bắt gặp trong một số lát mỏng. ảnh 4.3 miêu tả một số đá
chính bắt gặp trong các lát mỏng thạch học, và đồng thời là các lát mỏng đại diện cho mức độ biến chất cao nhất bắt gặp trong đới tr−ợt Trà Bồng. Về tổng thể hầu hết các đá
này bị biến chất ở áp suất thấp đến trung bình, vì trong hầu hết các lát mỏng xem xét thấy vắng mặt các khoáng vật chỉ thị cho điều kiện áp suất trung bình, thay vào đó là các khoáng vật áp suất thấp (thạch anh-pyrit, muscovit-tumalin). Về nhiệt độ thành tạo thì có sự khác nhau ở từng khu vực. Tại khu vực phía đông (Trà Bồng) thì lộ ra các đá biến chất khá cao với sự có mặt của sillimanit dạng sợi-muscovit-granat, hay hornblen-bioit- plagiocla-thạch anh. Về tổng thể thì mức độ biến chất đặc trưng cho tướng Epidot- Amphibolit. Trong khi ở khu vực Đak Sa thì không thấy có sự xuất hiện của khoáng vật nhiệt độ cao, thay vào đó chỉ thấy xuất hiện các khoáng vật nhiệt độ thấp nh− clorit- biotit-epiđot, đặc trưng cho tướng phiến lục (ảnh 4.3).
Tổ hợp khoáng vật đặc tr−ng cho cho mức độ biến chất cao nhất phát hiện đ−ợc trong đới này đ−ợc biểu diễn trên biểu đồ AFM đối với các đá sét biến chất (metapelit), và đ−ợc biểu diễn trên hình 4.4.
Ngoài các tổ hợp khoáng vật đặc tr−ng cho mức độ phá hủy ở điều kiện nhiệt độ cao làm cho các đá vừa bị biến dạng lại bị biến chất ở trên thì trong đới biến dạng Trà Bồng còn bắt gặp các đá bị biến dạng ở nhiệt độ rất thấp, các đá chỉ bị biến dạng dòn dạng dăm kết, thậm chí dạng bột kiến tạo (không thuận lợi cho việc làm lát mỏng). Sự có mặt các đá với mức độ biến dạng ở nhiệt độ thấp nh− vậy chứng tỏ đới đ7 hoạt động liên quan đến một pha kiến tạo khá trẻ, cộng với dạng địa hình miêu tả ở phần trên càng chứng tỏ đới này là một đới đứt gẫy khá trẻ và đặc điểm này sẽ đ−ợc miêu tả ở phần sau.
Điều đặc biệt trong đới này là hầu hết các đá biến chất có đặc điểm biến dạng rất mạnh tạo nên các đá mylonit, thậm chí siêu mylonit (ảnh 4.4), và đặc biệt là các biến dạng dòn. Chi tiết về đặc điểm cấu trúc đi với các biến dạng này sẽ đ−ợc trình bày trong phÇn tiÕp theo.
ảnh 4.3: Tổ hợp các khoáng vật đặc tr−ng trong các mẫu nghiên cứu
(1:mÉu BD1 ; 2:mÉu BD9c ; 3:mÉu Bg4a ;4:mÉu K§19, 5:mÉu BO4 ; 6:mÉu K§12a).
Trên cơ sở phân tích tài liệu thực địa và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm cho thấy đới đứt gẫy Trà Bồng có hai giai đoạn biến dạng, tức là vừa có biểu hiện của biến dạng dẻo đi với pha cổ, đồng thời lại có biểu hiện biến dạng dòn đi với pha trẻ hơn.
Trong phần tiếp theo của luận văn sẽ trình bày về các đặc điểm kiểu chuyển động.
4.2.1.2 Đặc điểm cấu trúc biến dạng dẻo
Đặc điểm cấu trúc của đới siết tr−ợt Trà Bồng đ−ợc nghiên cứu ngoài thực địa bằng các cấu trúc nhỏ, các nghiên cứu trên cho thấy hầu hết các đá trong đới tr−ợt bị biến dạng rất mạnh làm cho các đá nằm trong đới trở nên có cấu tạo phiến kết tinh, cấu tạo gneis, cấu tạo mylonit, thậm chí mylonit (ảnh 4.4).
Các khảo sát cấu trúc đ−ợc tiến hành dọc theo ba mặt cắt vuông góc với đới đứt gẫy. Các số liệu khảo sát đ−ợc đ−a ra trong bảng 4.2, và thể hiện trong l−ới cầu chiếu ở hình 4.2. Hầu hết các kết quả khảo sát cho thấy các đá này có cấu trúc với mặt ép phiến gần thẳng đứng, chạy theo hướng đông tây và có mặt phiến cắm về phía nam (ảnh 4.5).
Ngoại trừ tại khu vực Đak Sa, một số các cấu trúc đo được lại định hướng gần bắc nam và có mặt phiến cắm về phía tây (hình 4.2).
Bảng 4.2 : Số liệu đo cấu trúc và vị trí nghiên cứu của các mẫu trong khu vực
Mẫu Vị trí Số liệu đo cấu trúc Mẫu Vị trí Số liệu đo cấu trúc Mẫu Vị trí Số liệu đo cấu trúc
VN 572 15 46' 151 120 35N VN 401 15 07 577 040 50W 120 VN 574 15 21 457 lin 120
105 50 037 108 36 910 022 40W 67N 107 44 609 114 30W
VN 573 15 26 882 085 90* VN 402 15 06 763 020 50W 80N VN 575 15 19 51 035 40W
107 49 905 100 75S 12W 108 34 594 080 50N 135 107 44' 18"
VN 576 lin 115-135 VN 403 15 00 754 145 38W 37N 000 45W
115 70S 108 29 717 VN 544-545 15 13' 24" 160 70E ??
VN 577 15 28 34" 120 50S VN 404 110 30N 150 108 25 55"
107 50' 27" lin 115-135 VN 406 15 10 543 050 30N VN 546 15 13' 05 060 43S 130?
VN 578 15 29 14 080 85S 108 41 335 060 55N 090 108 25' 43"
107 50 00 VN 407 15 10 457 050 60N 15 12' 915 100 28S
VN 579-58015 33 698 108 36 391 70-90 108 25 593
107 49 253 VN 408 090 80S 15W 15 16 908 090 45S
105 40S VN 409 060 60N 15W 108 21 276
15 34 04" 105 70S 070 60N 20W 15 13 810 075 40S 075
107 49 19" 125 75S 15W VN 301-302 15 11' 35" 070 70N 108 26 537
VN 860 15 27' 17" 125 60S 108 37' 56" VN 549 15 16 868 120 80 N
107 49' 21" 130 50S VN 284 15 15 066 VN 551 15 16 780 O40E
15 28 09 090 85S 108 34 350 108 23 278
107 50' 24" 15 15 111 070 60 15 16 319 080 90*
110 40S 100 108 28 346 080 70S 108 25 793
VN 861 15 29 36" 110 55S 110 70S VN 557 15 15' 52" 100 50S 15
107 49 24" 116 65S 26W VN 529-532 15 15 344 100 72-80S VN 558 102 29' 11 30E
VN 865-86615 32 09" 090 45N 108 28 518 110 60S 17E
107 49 16" VN 533-537 15 15' 08" 086 60S 07E VN 552 15 15 946 080 50S 11E
110 55S 25W 108 28' 21" 130 60S 090 108 27 951
15 37 40"
107 50 31" 113 52S 18W VN 538-539 15 14' 755 160 7E? O7O?
110 30S 108 27 261
ảnh 4.4: ảnh thể hiện mức độ phá huỷ của đới tr−ợt trên các đá khác nhau.
ảnh 4.5: ảnh thể hiện cấu trúc của đới trượt theo hướng Đ-T (các ảnh đều chụp theo phương nhìn về phía Tây) và các đá có thế nằm cắm về phía nam.
Nh− vậy, từ các số liệu đo về cấu trúc của các mẫu trong khu vực nghiên cứu ta có thể biểu diễn đ−ợc các số đo này trên l−ới chiếu cầu (hình 4.2). Kết quả cho thấy trên biểu đồ là các đá trong đới tr−ợt Trà Bồng có mặt phiến đổ về phía nam là chủ yếu. Tuy nhiên tại khu vực Ph−ớc Sơn thì các số liệu đo cấu trúc lại cho kết quả khác khu vực Trà
Bồng. Các số đo cấu trúc của các mẫu thuộc khu vực Phước Sơn cho thấy các đá trong khu vực này cắm về phía tây-nam là chủ yếu.
4.2.1.2.1 Đặc điểm động học của đới biến dạng dẻo
Quan sát trên các lát mỏng thạch học thấy bao gồm chủ yếu là khoáng vật thạch anh, biotit, muscovit, plagiocla, fenspat-K, hornblen. Các khoáng vật này đều bị biến dạng và biến chất khá mạnh tạo ra các sản phẩm thứ sinh nh− chlorit, albit, sericit. Ngoài ra còn quan sát thấy rất rõ sự định hướng của các khoáng vật trên lát mỏng đặc biệt là khoáng vật muscovit. Quá trình biến chất biến dạng mạnh tạo nên các cấu tạo (S/C, δ) hay dạng cấu tạo" con cá’’ thậm chí các đá bị siêu mylonit.
Nghiên cứu đặc điểm thạch cấu trúc đ7 đ−ợc tiến hành theo các mặt cắt vuông góc với phương cấu trúc của đới tại Trà Bồng, Trà My và Khâm Đức (hình 4.3). Kết quả cho thấy hầu hết các đá quartzit, phiến mica, phiến thạch anh, amphibolit và các đá điorit, granođiorit đều thể hiện mức độ biến dạng rất mạnh dưới dạng phiến gneis và cấu tạo mylonit (ảnh 4.4). Các đá này đều có cấu trúc dạng tuyến kéo dài. Các đá mylonit đều có kiến trúc Tectonic- L đặc tr−ng, hầu nh− không thể phân biệt đ−ợc cấu tạo phân lớp hay phân dải của các đá ban đầu. Đặc điểm phân phiến là khá đồng nhất dọc theo đới, trong
đó cấu tạo phân phiến kết tinh đặc tr−ng bằng sự luân phiên giữa các lớp giầu mica và giầu thạch anh- felspat xen kẹp nhau. Phương cấu trúc phân phiến dao động trong khoảng 90-1100, gần đông-tây (ảnh 4.5), và mặt phiến luôn luôn cắm về phía nam với góc cắm biến đổi từ 700 đến 800, đôi chỗ gần nh− thẳng đứng (hình 4.3d). Trên các mặt phiến này chứa các khoáng vật sillimanit, thạch anh, amphibol kéo dài thành tuyến và
định hướng gần như song song với mặt phẳng nằm ngang tạo góc picht đo được dao động từ 0 đến 100 (hình 4.3b). Đặc điểm cấu trúc này cho thấy chúng được hình thành dưới tác dụng của quá trình tr−ợt bằng (hình 4.3b). Bằng chứng là trên các mẫu đá trong khu vực này quan sát thấy rõ các hoạt động tr−ợt bằng đi cùng với các biến dạng dẻo. Các chỉ thị thạch động lực (S/C, δ, σ) (ảnh 4.7) nghiên cứu ở các tỉ lệ khác nhau cho thấy hoạt động tr−ợt bằng t−ơng ứng với chiều cắt phải (ảnh 4.5, 4.6).
ảnh 4.6 Tính chất chuyển động của đứt gNy (tr−ợt bằng phải)
Hình 4.2 : Biểu diễn các số đo cấu trúc ở khu vực nghiên cứu trên l−ới chiếu cầu (chiếu theo bán cầu d−ới).
ảnh 4.7: 3- Cấu tạo xichma δ;4-cấu tạo S/C;2- cấu tạo dạng ‘’con cá mica’’
(1,2,3 : mẫu BG4a) ; (4 : mẫu KĐ12d) ; (5 :cấu tạo mylonit-mẫu BD4c) ; (6 : cấu tạo gneis-mẫu KĐ12b)
4.2.2Đặc điểm biến dạng dòn của đới tr−ợt Trà Bồng-H−ng Nh−ợng
Đới tr−ợt Trà Bồng – H−ng Nh−ợng có một đặc điểm biến dạng khá phức tạp, nó không chỉ bị biến dạng dẻo nh− đ7 miêu tả ở trên mà còn bị biến dạng dòn. Tuy nhiên trong luận văn này thì các đặc điểm biến dạng dòn không đ−ợc coi là đối t−ợng nghiên cứu chính vì lý do hạn chế về thời gian cũng nh− quy mô của một luận văn cao học, đặc
biệt là phương pháp xác định tuổi đồng vị argon-argon không cho phép xác định tuổi các pha biến dạng dòn. Tuy nhiên, để bàn luận về lịch sử tiến hoá của đới tr−ợt một cách đầy
đủ cho nên luận văn vẫn miêu tả sơ l−ợc các đặc điểm về biến dạng dòn của đới tr−ợt Trà Bồng đ7 quan sát đ−ợc ngoài thực địa nhằm minh chứng cho sự phức tạp và tính đa kỳ của đới đứt gẫy, đồng thời để còn đặt vấn đề cho các nghiên cứu và luận giải về tuổi ở phÇn sau.
Về đặc điểm biến dạng dòn của đới tr−ợt có rất nhiều dấu hiệu khác nhau :
- Trước tiên là sự dị thường về địa hình hiện đại quan sát được trên ảnh vệ tinh (ảnh 4.2) chúng ta có thể thấy một dị thường địa hình khá rõ nét do đứt g7y Trà Bồng và H−ng Nh−ợng để lại trên ảnh vệ tinh. Đây là một trong những yếu tố quan trọng góp phần chứng tỏ một điều là đới đứt gẫy này đ7 tái hoạt động vào thời gian gần đây. Bởi vì
thông thường đối với các đứt gẫy cổ thì các quá trình bề mặt sẽ làm san phẳng địa hình
để đạt tới trạng thái cân bằng. Nhưng trong trường hợp này thì hoàn toàn khác bởi các hoạt động bề mặt nh− bóc mòn hay tr−ợt lở hai bên đứt gẫy ch−a có đủ thời gian để lấp
đầy các dị thường của địa hình mà vẫn để lại một thung lũng kéo dài với thiết diện hình chữ V đặc tr−ng (ảnh 4.2).
- Tiếp đến, với đặc điểm này chúng ta còn có thể thấy trong phạm vi của đới đứt g7y Trà Bồng có rất nhiều các hệ thống facet (ảnh 4.2), rất đặc tr−ng cho hoạt động tân kiến tạo thậm chí là kiến tạo hiện đại vì các hệ thống facet rất sắc nét và phân bố tuyến tÝnh.
- Ngoài ra, các kết quả nghiên cứu ngoài thực địa còn cho thấy các đá phân bố trong các thung lũng do đứt g7y Trà Bồng tạo ra còn bị dập vỡ tạo dăm ch−a gắn kết (kataclasit) và thậm chí bột kiến tạo ch−a gắn kết (gouge). Điều này chứng tỏ đới đứt gẫy không chỉ trải qua quá trình biến dạng dẻo mà còn bị biến dạng dòn liên quan đến sự tái hoạt động trẻ hơn về sau này.
- Một dấu hiệu khác cũng khá quan trọng liên quan đến sự hoạt động của đới tr−ợt trẻ đó là sự có mặt của các điểm xuất lộ nước khoáng nóng phân bố dạng tuyến dọc thung lũng Trà Bồng nh− đ7 nêu trong phần tổng quan ở ch−ơng 1 và 2.
Tính chất chuyển động của đới đứt gẫy được xác định nhờ hệ thống vết xước kiến tạo để lại trên hệ thống facet cho phép xác định một pha chuyển động tr−ợt bằng trái có hợp phần thuận.
Các dấu hiệu về kiến tạo trẻ cho thấy đới đứt gẫy này có thể có nguy cơ xẩy ra
động đất. Do vậy cần có nghiên cứu chi tiết hơn về vấn đề này trong các nghiên cứu tiếp theo.
Hình 4.3: Sơ đồ cấu trúc địa chất đới tr−ợt Trà Bồng –H−ng Nh−ợng.
Chú giải : 1. Đá phiến mica với cấu trúc C/S phức hệ Khâm Đức; 2. Đá phiến gneis phức hệ Ngọc Linh ; 3. Đá phiến phức hệ Sa Thầy ; 4. Đá mylonit đới TTB ; 5.Đá
granit ; 6. Đá granit bị biến dạng ; 7. Đá orthogneis granodiorit, điorit ; 8. Đá mafic và siêu mafic ; 9. Trầm tích Đệ tứ ; 10. Đứt gẫy ; 11.Ph−ơng cấu trúc biến dạng phân phiến S1; 12 Chiều cắt phải ; 13. Đứt gẫy Trà Bồng ; 14. Đứt gẫy H−ng Nh−ợng ; 15.
Đứt gẫy Po Ko ; 16. Điểm lấy mẫu.