Chương 4 ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT
4.2. Đặc điểm địa hóa-đồng vị của tổ hợp rhyolite Tú Lệ
Kết quả phân tích nguyên tố chính của tổ hợp rhyolite Tú Lệ (phân tích bằng phương pháp huỳnh quang tia X) tại các điểm khảo sát được nêu trong bảng 4.5, trong đó có 4 mẫu của Tran Tuan Anh et al, 2004 và 3 mẫu của Lan Ching Ying et al, 2000.
Trên biểu đồ phân loại đối sánh tổng kiềm (Na2O + K2O) với hàm lượng oxit silic SiO2 (theo Le Bas và nkk, 1986) có thể thấy phần lớn các mẫu đều là rhyolite với hàm lượng SiO2 dao động 72,69 – 77.56%, chỉ có 3 mẫu là trachyt-trachydacit với hàm lượng SiO2 nhỏ hơn 72%, phù hợp với các kết quả phân tích lát mỏng thạch học. Tổng kiềm dao động từ trung bình đến cao kiềm 5,27 – 9,5%.
Hình 4.3. Biểu đồ phân loại SiO2 - Na2O + K2O tổ hợp rhyolite trũng Tú Lệ (Theo Le Bas và nnk, 1986)
Hình 4.4. Biểu đồ ANK-ACNK phân chia tổ hợp rhyolite Tú Lệ (ký hiệu như hình 4.3)
Xem xét thành phần hóa học tổ hợp rhyolite Tú Lệ trên biểu đồ tương quan giữa các oxit chính với SiO2 (hình 4.5) cho thấy, hầu hết các oxit đều giảm so với chiều tăng của oxit silic ngoại trừ P2O5 không cho thấy mối tương quan. Các đá ở đây đặc trưng bởi thấp hàm lượng nhôm (Al2O3 = 10,96 – 13,85%), thường thấp magie (MgO = 0 – 0,38) cá biệt với mẫu trachyt YB19A ở Nậm Kim và mẫu TLH6 hàm lượng MgO lên đến 1,07 và 1,17.
Hàm lượng TiO2 dao động trong khoảng từ 0,22 đến 1,21%; hàm lượng Fe2O3 dao động trong khoảng từ 0,83 – 4,04%; hàm lượng CaO thấp dao động trong khoảng 0,07 – 0,96% một mẫu YB19A 2,59% ; chúng tỷ lệ nghịch với chiều tăng của SiO2. Các đá ở đây thuộc loại trội kali với tỷ lệ K2O/Na2O từ 1,04 đến 4,84 lần. Chúng chủ yếu thuộc loại bão hòa nhôm với chỉ số ASI hầu hết lớn hơn 1. Tỷ số Fe*/MgO 6,33 – 74,7 lần (bảng 4.5).
Như vậy có thể thấy các đá rhyolite kiểu Tú Lệ và kiểu Ngòi Thia thuộc loại á kiềm trội kali, có đặc trưng bão hòa nhôm và nhôm trung bình (hình 4.3, hình 4.4).
Hình 4.5. Biểu đồ tương quan giữa các oxit tạo đá trong tổ hợp rhyolite Tú Lệ (ký hiệu như hình 4.3)
Bảng 4.5. Thành phần nguyên tố chính (%) của tổ hợp rhyolite Tú Lệ
Sample
YB12 YB13 TLH1/1* TLH9* TLH9/1* YB19A LTH 76A
LTH
76B LTH77 YB21 H152 H187 H198 TLH6* T929** T962** T985**
Kiểu Tú Lệ Kiểu Ngòi Thia Trạm Tấu Văn Chấn Nậm
Kim Trạm Tấu Than
Uyên Ngòi Thia
SiO2 75.56 75.69 70.68 71.03 75.15 63.09 75.56 75.49 76.05 73.76 75.07 77.56 72.69 75.73 77.06 77.23 74.68 TiO2 0.27 0.23 0.37 0.49 0.28 1.21 0.23 0.26 0.24 0.33 0.24 0.22 0.31 0.28 0.25 0.22 0.23 Al2O3 11.58 10.96 13.37 13.48 12.84 13.85 11.36 11.41 11.25 12.58 11.90 12.26 12.25 11.58 11.21 11.02 12.33 Fe2O3 0.83 1.24 4.04 4.15 3.05 3.31 3.34 3.43 2.66 2.84 0.79 1.07 1.16 3.01 0.79 1.22 1.09
FeO 2.43 1.63 3.80 0.31 2.19 1.14 2.11 2.30 1.07 1.96
MnO 0.07 0.11 0.11 0.07 0.07 0.19 0.08 0.10 0.08 0.03 0.11 0.04 0.11 0.09 0.12 0.05 0.05 MgO 0.16 0.38 0.08 0.05 0.00 1.07 0.05 0.08 0.13 0.08 0.36 0.34 0.23 1.17 0.08 0.24 0.20 CaO 0.16 0.93 0.70 0.24 0.22 2.59 0.35 0.24 0.27 0.11 0.07 0.07 0.80 0.28 0.21 0.36 0.17 Na2O 2.87 2.27 4.37 3.29 1.63 4.70 3.35 2.74 2.86 2.46 1.39 1.84 3.91 3.29 1.10 2.63 3.07 K2O 4.76 5.06 4.57 5.28 6.03 4.17 5.01 5.44 5.22 7.04 5.43 3.43 4.05 4.57 5.32 4.12 4.78 P2O5 0.02 0.02 0.04 0.07 0.02 0.41 0.01 0.01 0.01 0.03 0.01 0.01 0.02 0.02 0.01 0.00 0.00 LOI 1.55 1.69 1.60 0.48 0.56 0.96 0.57 2.04 1.81 1.88 2.14 1.24 0.81 Total 100.26 100.21 98.32 98.16 99.28 99.99 99.82 99.76 99.73 100.14 99.60 99.79 99.52 99.02 100.59 99.40 99.37 (Na+K)/Al 0.85 0.84 0.91 0.83 0.72 0.88 0.96 0.91 0.92 0.93 0.69 0.55 0.88 0.89 0.68 0.80 0.83 ASI 1.14 1.01 1.00 1.17 1.34 0.84 0.98 1.05 1.04 1.06 1.44 1.79 1.00 1.07 1.41 1.17 1.17 Na2O+K2O 7.63 7.33 8.94 8.57 7.66 8.87 8.36 8.18 8.08 9.50 6.82 5.27 7.96 7.86 6.42 6.75 7.85 K2O/Na2O 1.66 2.23 1.05 1.60 3.70 0.89 1.50 1.99 1.83 2.86 3.91 1.86 1.04 1.39 4.84 1.57 1.56 FeO*/MgO 19.85 7.22 6.33 35.77 45.45 74.70 60.12 38.59 18.42 8.06 6.19 13.71 37.64 9.03 14.71 2.32
4.2.2. Đặc điểm địa hóa nguyên tố vết
Bảng 4.6 trình bày các kết quả phân tích nguyên tố vết, nguyên tố đất hiếm thuộc tổ hợp rhyolite Tú Lệ, theo đó có thể thấy hai kiểu Tú Lệ và Ngòi Thia có các đặc điểm địa hóa hoàn toàn tương đồng. Xem xét hai biểu đồ tương quan kiểu hacker hình 4.6 và hình 4.7 có thể thấy được mối tương quan giống nhau rõ rệt của hai kiểu Tú Lệ và Ngòi Thia giữa Rb, Sr, Nb, Th, Y với SiO2 và Zr.
Hình 4.6. Biểu đồ tương quan giữa TiO2, Rb, Nb, Th, La, Y với Zr trong các đá rhyolite Tú Lệ (ký hiệu như hình 4.3).
Hình 4.7. Biểu đồ tương quan với các nguyên tố không tương thích trong tổ hợp rhyolite Tú Lệ. (ký hiệu như hình 4.3).
Hai kiểu phân chia, kiểu Tú Lệ và kiểu Ngòi Thia đều có chung đặc điểm thuộc loại giàu các nguyên tố bán kính ion lớn, các nguyên tố trường lực mạnh và đất hiếm. Hàm lượng cao của các nguyên tố Rb: 91,9 - 209ppm trung bình 156,5ppm; Zr: 698 - 1038ppm trung bình 895,29ppm; Nb: 61,71 - 162ppm trung bình 102,96ppm; Ta: 4,1 - 12,1ppm trung bình 9,02ppm; Th:
17 - 70,34ppm trung bình 27,93ppm; U: 2,8 - 12,17ppm trung bình 5,54ppm;
La: 88,7 - 207,6ppm trung bình 135,86ppm; Ce: 190,6 - 419,8ppm trung bình 269,7ppm; Sm 16,9 - 29,7ppm trung bình 21,89ppm; Nd: 90,9 - 243,3ppm trung bình 132,22ppm (trung bình với n=17). Đặc trưng cho các sản phẩm của hoạt động magma nội mảng.
Trong đá nghèo Ba trung bình 294,07ppm, Sr: 9,2 - 61,91ppm ngoại trừ một mẫu trachyte Sr 257ppm, P, Ti được thể hiện rõ trên biểu đồ đa nguyên tố chuẩn hóa theo thành phần manti nguyên thủy.
Hình 4.8. Biểu đồ chuẩn hóa các nguyên tố đất hiếm trũng Tú Lệ với Chondrite và biểu đồ chuẩn hóa đa nguyên tố theo thành phần mantle nguyên
thủy (theo Sun Mc Donough, 1989), (ký hiệu như hình 4.3).
Xem xét biểu đồ chuẩn hóa các nguyên tố đất hiếm tổ hợp rhyolite Tú Lệ hình 4.8 có thể thấy cả hai kiểu đều có đặc trưng bởi hàm lượng cao các nguyên tố đất hiếm nhẹ từ 200 - 1000 lần so với chondrite, tỷ lệ 6,32 <
(La/Yb)N < 17,93; có dị thường âm Eu rõ rệt (0,1 < Eu/Eu* < 0,7); còn trên biểu đồ chuẩn hóa đa nguyên tố có thể thấy có hàm lượng cao Nb, Ta, Zr và các nguyên tố bán kính ion lớn; có dị thường âm rõ rệt của Ba, Sr, P và Ti (hình 4.7). Hàm lượng thấp của các nguyên tố này có thể cho thấy rõ việc xảy ra quá trình kết tinh phân đoạn triệt để: Sr và Eu bởi plagioclas; Ba bởi feldspar kali; P bởi apatit và Ti bởi các oxit Fe-Ti. Hàm lượng cao của Rb so với Sr có thể được giải thích bởi việc hình thành các mica thứ sinh được hình thành sau trong các đá rhyolite.
Hình 4.9. Biểu đồ phân chia kiểu nguồn gốc cho tổ hợp rhyolite Tú Lệ (theo Whalen, 1987) (ký hiệu như hình 4.3).
Với các đặc điểm địa hóa nguyên tố đất hiếm, không tương thích và nguyên tố trường lực mạnh cho thấy tổ hợp rhyolite gần gũi với các sản phẩm điển hình của rift lục địa hoặc đảo đại dương. Trên biểu đồ phân chia nguồn gốc (theo Whalen, 1987) hình 4.9 có thể thấy cả hai kiểu rhyolite trong trũng Tú Lệ đều có nguồn gốc nhóm các granit phi tạo núi (kiểu A granit).
Bảng 4.6. Thành phần nhóm nguyên tố vết, đất hiếm (ppm) của tổ hợp rhyolite trũng Tú Lệ
KHM YB12 YB13 TLH-
1/1a TLH-9a TLH-9/1a YB19A LTH 76A
LTH
76B LTH77 YB21 H152a H187a H198a TLH-
6a T929b T962b T985b Kiểu Tú Lệ Kiểu Ngòi Thia
Vị trí Trạm Tấu Văn Chấn Nậm
Kim Trạm Tấu Than
Uyên Ngòi Thia
Ba 241,0
0 232,00 527,10 315,80 106,90 953,00 143,0
0 186,0
0 138,00 294,0
0 105,0
0 81,00 73,00 331,80 43,00 69,00 211,00 Rb 202,8
0 173,10 122,40 183,40 177,30 91,90 154,6
2 165,2
6 176,45 161,9
0 190,0
0 168,00 139,0
0 143,30 176,00 209,00 97,00 Sr 31,00 37,00 61,91 24,55 22,81 257,00 31,51 27,69 28,79 47,00 9,20 9,40 14,60 13,75 15,00 13,00 18,00 Ta 11,90 12,10 8,79 7,10 9,62 7,56 6,20 5,61 4,10 9,26 7,89 9,35 8,99 11,07 8,13 10,50 8,99 Nb 157,0
0 162,00 112,10 99,41 132,10 106,00 69,39 80,81 61,71 134,0
0 114,7
0 117,30 113,5
0 140,80 112,10 116,90 125,40 Hf 24,40 22,70 25,27 18,42 25,00 16,90 35,89 27,81 26,39 21,10 25,67 29,43 24,04 25,20 25,60 27,80 23,90 Zr 957,0
0 845,00 952,70 749,90 960,50 698,00 837,2
0 884,7
6 912,39 935,0
0 929,0
0 1023,0
0 818,0
0 916,70 1038,0
0 1002,0
0 975,00 Y 105,0
0 120,00 102,30 68,18 101,90 78,40 107,0
8 99,08 104,98 89,70 84,00 114,00 89,00 109,50 107,00 101,00 156,00 Th 27,30 27,00 22,38 18,44 26,28 17,00 34,21 70,34 42,86 20,90 24,00 27,70 23,10 26,15 29,00 23,40 28,40 U 5,91 7,44 2,80 3,83 6,09 4,00 6,40 12,17 6,91 4,32 4,10 6,00 3,60 6,34 5,00 5,80 5,30 Ga 28,90 30,10 32,95 28,66 27,59 27,00 36,02 34,80 33,40 28,40 28,80 31,20 32,80 31,83 23,10 34,10 30,50 Cr 1,12 3,15 0,49 2,04 1,37 72,91 29,71 36,09 1,61 7,00 4,00 6,00 23,00 8,00 11,00
KHM YB12 YB13 TLH-
1/1a TLH-9a TLH-9/1a YB19A LTH 76A LTH
76B LTH77 YB21 H152a H187a H198a TLH-
6a T929b T962b T985b Kiểu Tú Lệ Kiểu Ngòi Thia
Ni 0,95 1,06 10,38 1,01 699,8
2 257,0
4 369,39 1,85 4,00 3,00 2,00 3,00 4,00 6,00 Co 0,20 0,52 3,09 3,63 5,96 6,66 3,51 3,73 0,86 < 1 3,60 <1 2,40 2,00 4,00 1,00 Sc 2,00 1,00 19,41 19,22 20,08 8,00 12,65 4,34 2,11 2,00 1,00 <1 2,00 17,45 1,00 1,00 1,00 V 5,00 16,00 45,00 4,05 4,15 4,36 24,00 5,00 <1 <2 <2 5,00 3,00 Cu 3,00 3,00 3,89 12,98 2,52 9,00 8,00 7,00 9,00 6,00 2,00 <1 1,00 3,00 1,00 1,00 Pb <1 5,00 2,37 3,58 9,85 2,00 6,00 3,00 7,47 11,00 4,00 3,00 Zn 78,00 61,00 172,90 60,70 43,49 232,00 80,00 48,00 49,00 681,0
0 58,00 74,00 40,00 74,99 180,00 42,00 170,00 La 146,0
0 98,70 124,50 173,40 137,60 105,00 116,3
9 128,5
3 128,21 141,0
0 167,1
3 191,63 149,6
6 110,70 207,60 88,70 185,70 Ce 300,0
0 204,00 251,60 343,80 274,20 211,00 241,8
6 266,2
6 269,14 283,0
0 287,3
3 326,48 272,7
3 228,30 419,80 190,60 321,80 Pr 36,90 25,00 26,86 35,75 33,17 26,10 28,32 31,34 30,72 33,30 24,64 Nd 132,0
0 90,90 106,10 138,10 117,30 97,20 100,8
4 111,3
6 109,57 119,0
0 204,2
4 185,65 202,6
2 97,35 243,30 121,80 209,40 Sm 24,60 19,60 19,45 21,80 21,56 18,20 21,02 21,94 22,21 21,30 23,00 27,55 24,26 18,70 28,80 16,90 29,70 Eu 1,26 1,06 2,38 1,72 0,65 3,96 1,66 1,48 1,27 1,73 0,82 1,23 1,39 0,97 0,72 0,76 1,67 Gd 19,20 19,50 16,57 16,61 18,29 15,60 20,33 21,37 20,92 17,60 Tb 2,91 3,48 2,86 2,34 3,04 2,40 3,73 3,53 3,34 2,78 2,37 2,99 2,78 2,91 3,17 2,44 3,76 Dy 16,90 21,40 17,48 12,49 17,39 14,00 19,26 19,35 16,10 18,04 Ho 3,66 4,48 3,56 2,40 3,37 2,91 4,12 3,90 3,99 3,36 3,71
Er 10,60 12,30 10,18 6,88 9,75 7,96 12,11 11,67 11,92 9,25 10,62 Tm 1,62 1,83 1,66 1,11 1,57 1,16 1,97 1,72 1,78 1,40 1,75
Yb 10,50 11,20 9,94 6,94 9,61 7,42 11,18 10,30 11,20 9,00 10,65 15,14 10,18 10,55 12,00 11,00 9,29 Lu 1,56 1,60 1,48 1,08 1,54 1,09 1,77 1,62 1,64 1,34 1,40 1,59 1,42 1,58 1,43 1,52 1,43 (La/Sm)N 3,83 3,25 4,13 5,13 4,12 3,72 3,57 3,78 3,73 4,27 4,69 4,49 3,98 3,82 4,65 3,39 4,04
KHM YB12 YB13 TLH-
1/1a TLH-9a TLH-9/1a YB19A LTH 76A LTH
76B LTH77 YB21 H152a H187a H198a TLH-
6a T929b T962b T985b Kiểu Tú Lệ Kiểu Ngòi Thia
(La/Yb)N 9,97 6,32 8,98 17,93 10,27 10,15 7,47 8,95 8,21 11,24 11,26 9,08 10,55 7,53 12,41 5,78 14,34 (La/Ce)N 1,26 1,25 1,28 1,30 1,30 1,29 1,24 1,25 1,23 1,29 1,50 1,52 1,42 1,25 1,28 1,20 1,49 (La/Lu)N 10,03 6,61 9,01 17,26 9,58 10,32 7,05 8,50 8,38 11,28 12,79 12,92 11,30 7,52 15,56 6,25 13,92 (Ce/Yb)N 7,94 5,06 7,03 13,77 7,92 7,90 6,01 7,18 6,68 8,73 7,49 5,99 7,44 6,01 9,72 4,81 9,62 (Yb/Lu)N 1,01 1,05 1,00 0,96 0,93 1,02 0,94 0,95 1,02 1,00 1,14 1,42 1,07 1,00 1,25 1,08 0,97
ΣREE 707,7
1 515,05 594,62 764,40 649,04 514,00 584,5
8
634,2
8 635,26 660,1
6
696,9
4 752,26 665,0
4 529,81 916,82 433,72 762,75 Eu/Eu* 0,17 0,16 0,39 0,26 0,10 0,70 0,24 0,21 0,18 0,27 0,19 0,24 0,30 0,27 0,13 0,24 0,30
a: Tran Tuan Anh et al, 2004.
b: Lan C. Y. Et al, 2000.
Bảng 4.7. Các đặc trưng đồng vị Sr-Nd của rhyolite trũng Tú Lệ tính theo các tuổi 255 triệu năm.
Sample H152a H187a H198a T929b T962b T985b TLH-9a
Rb 190 168 139 176 209 97 183,4
Sr 9,2 9,4 14,6 15 13 18 24,55
87Rb/86Sr 59,76 51,71 27,55 33,95 46,52 15,59 21,62
87Sr/86Sr 0,87464 0,82458 0,78648 0,81556 0,81486 0,74819 0,76477
±2σ 0,000002 0,000003 0,000002 0,000002 0,000002 0,000002 0,00002
87Sr/86Sri 0,657860 0,636979 0,686545 0,692399 0,646105 0,691624 0,686355
Sm 204,24 159,84 122,38 243,3 121,8 209,4 138,1
Nd 23 27,32 22,67 28,8 16,9 29,7 21,8
147Sm/144Nd 0,0681 0,1033 0,112 0,0716 0,0839 0,0857 0,0954
143Nd/144Nd 0,512529 0,512507 0,512504 0,512562 0,512529 0,512551 0,512492
±2σ 0,000023 0,000018 0,000018 0,000033 0,000029 0,000017 0,000021
143Nd/144Ndi 0,512415 0,512335 0,512317 0,512442 0,512389 0,512408 0,512333 εNd(T) 2,062135 0,485900 0,143898 2,592247 1,547375 1,918159 0,450488
a: Tran Tuan Anh et al, 2004.
b: Lan C. Y. Et al, 2000.