Chương 5 BẢN CHẤT KIẾN TẠO CỦA TỔ HỢP RHYOLITE KHU VỰC TÚ LỆ
5.2. Bản chất kiến tạo
Như đã trình bày trong chương III về đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu, “trũng Tú Lệ” được lấp đầy bởi các đá lục nguyên - núi lửa và các xâm nhập á núi lửa đi kèm. Các đá núi lửa thành phần mafic á kiềm chủ yếu phân bố ở ven rìa phía Tây và Tây Nam của trũng Tú Lệ và có thành phần tương đối đồng nhất: chủ yếu là trachybasalt, trachyandesit. Chúng có quan hệ chặt chẽ về thành phần với các xâm nhập á núi lửa mafic nhưng hầu như không cùng chung diện phân bố. Các đá á núi lửa thường tạo thành các khối nhỏ, thể tường và có thành phần khá ổn định - chủ yếu là gabrodolerit và dolerit cao Ti và tương đối cao kiềm. Khối gabrodolerit có kích thước tương đối lớn là Bản Hát và Nậm Chiến (nay đã xếp hết vào phức hệ Nậm Chiến) mà trước đây Nguyễn Xuân Tùng thành lập ở trũng Tú Lệ phức hệ Mù Cang Chải (Trần Văn Trị, 1977). Về cơ bản các đá cấu thành khối này có thể được gọi là monzogabroid. Trong số các đá núi lửa và á núi lửa felsic, chiếm ưu thế là trachydacite, trachyrhyolite, rhyolite, granosyenit và syenit. Các biến loại kiềm thực thụ - comendite và pantelerite có mặt với số lượng hạn chế. Trong các nghiên cứu trước đây, các đá núi lửa felsic “trũng Tú Lệ” thậm chí được phân chia thành 3 hệ tầng riêng biệt: Nậm Qua, Tú Lệ và Ngòi Thia, khác nhau về đặc điểm thạch học và kiến trúc (Nguyễn Vĩnh, 1978) Chúng thường bị xuyên cắt bởi syenit và granosyenite phức hệ Phu Sa Phìn. Trong tất cả các mặt cắt đã nghiên cứu đều ghi nhận được cấu trúc hai thành phần rõ rệt: phần
dưới là các đá trầm tích núi lửa - bột kết và đá phiến sét với các lớp kẹp cát kết tuf, còn phần trên chủ yếu là ryodacit, trachyrhyolite, trachyt tướng phun trào (Trần Trọng Hòa, 1995), đôi khi gặp aglomerat tuf. Cấu trúc mặt cắt kiểu này thường đặc trưng cho “kiểu Tú Lệ”, còn trong mặt cắt “kiểu Ngòi Thia”
phổ biến hơn cả là rhyolite, trachyrhyolite dạng á núi lửa mà trước đây thường được mô tả dưới tên gọi “ortophyr” (Nguyễn Vĩnh, 1978; Đào Đình Thục-Huỳnh Trung, 1995). Các xâm nhập có mối quan hệ chặt chẽ về không gian và thành phần với các đá núi lửa là các thể kích thước nhỏ 1-2 km2, hiếm khi đến 10-20 km2 và được mô tả trong thành phần phức hệ Phu Sa Phìn.
Giữa các đá xâm nhập á núi lửa và núi lửa có mối quan hệ chuyển tiếp về mặt kiến trúc.
Dựa vào các đặc điểm thạch địa hóa có thể thấy các tổ hợp rhyolite trũng Tú Lệ hai kiểu Tú Lệ và Ngòi Thia là như nhau và giống với đặc điểm của các đá á xâm nhập Phu Sa Phìn khi đối sánh với chondrite và primitive- mantle (hình 4.7) và chúng đã được chứng minh là pha xâm nhập và phun trào tương đồng (Nguyễn Trung Chí và nnk, 1996; Phan Cự Tiến và nnk, 1997; Lan et al, 2000; Tran Tuan Anh et al, 2004; Trần Văn Trị, Vũ Khúc và nnk, 2010; Trần Trọng Hòa và nnk, 2011...). Các đá á núi lửa Tú Lệ và á xâm nhập Phu Sa Phìn đều thuộc kiểu granit phi tạo núi A-granite (hình 4.8). Điều này cho phép nhận định: các đá rhyolite Tú Lệ và các đá xâm nhập Phu Sa Phìn được thành tạo từ cùng một kiểu magma ban đầu. Dựa trên các đặc điểm nguyên tố chính và nguyên tố vết, Tran Tuan Anh (2004) cũng đã chứng minh các đá magma basalt hệ tầng Suối Bé, các đá xâm nhập mafic phức hệ Nậm Chiến (trước kia xếp vào hệ tầng Bản Hát), các đá xâm nhập á kiềm Phu Sa Phìn và các đá phun trào núi lửa thuộc các hệ tầng Văn Chấn (nay xếp vào kiểu Tú Lệ) và hệ tầng Ngòi Thia của trũng Tú Lệ là một tổ hợp núi lửa - pluton mafic điển hình.
Hình 5.2. Biểu đồ tương quan Rb - (Y+Nb) và Nb - Y của tổ hợp rhyolite Tú Lệ theo Pearce et al, 1984. Chú giải như hình 4.3.
Hình 5.3. Biểu đồ ba cấu tử Rb/10 - Hf - Ta*3 của tổ hợp rhyolite khu vực Tú Lệ theo Harris et al, 1986. Chú giải như hình 4.3.
Và khi đối sánh các đá phun trào axit của rift Sông Đà hình 4.7 và hình 4.8, có thể thấy chúng cũng hoàn toàn tương đồng với nhau về mặt địa hóa.
Chúng có cùng xu hướng đất hiếm nhẹ cao hơn so với đất hiếm nặng và đất hiếm nhẹ cao hơn 200 đến 800 so với chrondrite, chúng đều có dị thường âm Eu với tỷ lệ Eu/Eu* đều bé hơn 1. Trên biểu đồ đa nguyên tố chuẩn hóa với manti nguyên thủy hình 4.8 cũng thấy được xu hướng tương đồng chúng cao
các nguyên tố Rb, Th, U, Nb, Ta, La, Ce, Nd, Zr, Hf, Sm, Tb, Y, Yb và Lu;
có dị thường âm của Ba, Sr, Ti và P. Chứng tỏ chúng hoàn toàn gần gũi về mặt nguồn gốc thành tạo.
Khi đưa lên các biểu đồ phân biệt bối cảnh kiến tạo dựa tương quan Nb - Y, (Yb + Nb) - Rb (theo Pearce et al, 1984), Rb - Hf - Ta (theo Harris et al, 1986) hình 5.2 và hình 5.3 có thể thấy chúng đều thuộc trường granit nội mảng (within plate granite - WPG).
Sự gần gũi của tổ hợp các đá núi lửa và á núi lửa trũng Tú Lệ trong đó có các đá rhyolite Tú Lệ-Ngòi Thia với tổ hợp núi lửa - pluton mafic của rift nội lục Sông Đà cho phép liên kết các đá rhyolite của trũng Tú Lệ là sản phẩm của hoạt động magma nội mảng và chúng hình thành trực tiếp trong một cấu trúc kép là “rift nội lục Sông Đà - Tú Lệ” dựa trên những bằng sau:
- Về quan hệ không gian trũng Tú Lệ và cấu trúc Sông Đà là cấu trúc một cặp cấu trúc kề cận và đặc biệt trũng Tú Lệ phổ biến các khối nhỏ thành tạo xâm nhập mafic phức hệ Nậm Chiến, và các đá basalt hệ tầng Suối Bé nằm liền kề về phía của rift nội lục Sông Đà. Các thành tạo mafic này đã được chứng minh có những đặc điểm địa hóa-đồng vị tương đồng với loạt basalt cao Ti của rift Sông Đà.
- Về đặc điểm địa hóa, các đá rhyolite trũng Tú Lệ mang thuộc tính của kiểu A - granit điển hình, hàm lượng cao Rb, Zr, Nb, Ta, Th, U, La, Ce, Sm, Nd đặc trưng cho các sản phẩm của hoạt động magma nội mảng. Các đặc điểm địa hóa hoàn toàn tương đồng với các mẫu đá phun trào axit, trung tính của rift Sông Đà (mẫu của Tran Viet Anh et al, 2011). Các đặc trưng về đồng vị của các đá mafic cao Ti của trũng Tú Lệ cũng được cho là đồng magma với basalt cao Ti của rift Sông Đà (Trần Trọng Hòa, 2011)
- Về tuổi thành tạo như trong chương IV trình bày, các kết quả phân tích tuổi của rhyolite trũng Tú Lệ đều cho kết quả khoảng Permi - Trias hoàn toàn tương đồng với tuổi thành tạo của các đá phun trào rift Sông Đà; tuổi đồng vị Rb - Sr của dacit 256 ± 15 triệu năm (Nguyễn Hoàng, 2004); với basalt komatile ở trục rift Sông Đà 257
± 24 triệu năm (Trần Trọng Hòa, 1995; Polyakov - Nguyễn Trọng Yêm, 1996) và 270 ± 21 triệu năm (Hanski et al, 2004).