Chương 4 ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT
4.1. Đặc điểm thạch học-khoáng vật của tổ hợp rhyolite Tú Lệ
Các đá núi lửa felsic “kiểu Tú Lệ” chủ yếu bao gồm trachydacit, trachyrhyolite và rhyolite với kiến trúc porphyr. Ngoài ra còn gặp fenzit, comendit và pantelerit. Các ban tinh trong các đá kiểu này thường là thạch anh, feldspar kali, đôi khi - plagioclas. Trong các biến loại kiềm (comendit) còn quan sát thấy các tinh thể arvedsonit tự hình (Ảnh 4.1a). Trong thành phần các đá núi lửa “kiểu Ngòi Thia”, chủ yếu phát triển rhyolite với các tinh thể ban tinh thạch anh và feldspar kali. Nền đá thường có kiến trúc microfenzit hoặc có độ kết tinh tốt hơn một chút và trong trường hợp này, cùng với tập hợp hạt thạch anh-feldspar còn thấy phát triển rộng rãi biotit.
Các đá á núi lửa chỉ khác đá núi lửa là có độ kết tinh tốt hơn; chúng đều đặc trưng cấu tạo dòng chảy rõ rệt và khác biệt với các biến loại bị biến dạng mạnh là trong số các tinh thể thuộc phần nền của đá có các tinh thể feldspar hoặc amphibol tự hình và có chiều dài định hướng theo dòng chảy của dung nham (Ảnh 4.1b).
Rhyolite là đá núi lửa phổ biến nhất trong trũng Tú Lệ, có cấu tạo đặc xít hoặc phân dải dòng chảy, có màu xám sáng hoặc xám sẫm, ban tinh gồm thạch anh, feldspar, hiếm hơn là biotit chiếm trung bình 12 ÷ 15% thể tích đá, đôi khi đạt 20 ÷ 25%, lượng ban tinh feldspar kali (chủ yếu là orthoclas, ít hơn là microclin) lớn hơn so với thạch anh. Nền felsic gồm những hạt thạch
anh và feldspar với ít biotit dạng vảy kích thước ~0,01mm, nhiều chỗ rất bé không xác định rõ được khoáng vật. Kiến trúc porphyr điển hình với ban tinh feldspar kali, ít gặp ban tinh plagioclas hoặc thạch anh. Khá phổ biến felsit và microfelsit cũng bị ép phân dải mạnh (Ảnh 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4. 6, 4.7, 4.10 và 4.11).
Trachydacit khối lượng ít hơn ở phần tây nam trũng Tú Lệ các đá này tạo nên các lớp phủ độc lập, ở phần đông bắc chúng xen kẽ với rhyolite, trước đây gọi là orthophyr hay orthophyr thạch anh, sau này một số tác giả gọi là trachyrhyolite, có cấu tạo phân dải, hoặc dòng chảy, màu xám sáng đến xám sẫm. Khoáng vật tạo đá chủ yếu là feldspar kali, lượng thạch anh nhỏ hơn trong rhyolite. Kiến trúc chủ yếu là porphyr, hàm lượng ban tinh dao động trong phạm vi rộng từ 3 - 4% đến 35% thể tích đá, trung bình lượng ban tinh khoảng 25% mà chủ yếu là feldspar kali có hình dạng kéo dài và định hướng theo phân dải dòng chảy. Ở các đá bị phân phiến, mặt phiến thường trùng với cấu tạo dòng chảy của dung nham. Nền của trachyrhyolite chủ yếu là feldspar, biotit màu lục, ít hơn là thạch anh và khoáng vật quặng (ảnh 4.1, 4.8 và 4.9).
Ảnh 4.1. Comendit khu vực Làng Chang - LY-918 (a) và trachydacit khu vực Trạm Tấu - TLH-4 (b), trũng Tú Lệ, Nicon (+) (Trần Trọng Hòa,
2011).
Ảnh 4.2. LTH76A (+) Rhyolite kiểu Ngòi Thia không bị biến dạng.
Ảnh 4.3. LTH 76B (+) Rhyolite kiểu Tú Lệ bị biến dạng yếu, biển đổi
sericit hóa
Ảnh 4.4. LTH 77 (+) Rhyolite không bị biến dạng kiểu Ngòi Thia.
Ảnh 4.5. YB10 (+) Rhyolite không bị biến dạng kiểu Ngòi Thia
Ảnh 4.6. YB11 (+) Rhyolite không bị biến dạng kiểu Ngòi Thia.
Ảnh 4.7. YB12 (+) Rhyolite kiểu Tú Lệ hơi nén ép định hướng.
Ảnh 4.7. YB13 (+) Rhyolite kiểu Tú Lệ đá bị nén ép định hướng biến đổi
sericit hóa mạnh ở phần nền.
Ảnh 4.8. YB15 (+) Trachyrhyolite kiểu Ngòi Thia phát triển khoáng vật
màu amphibol hạt nhỏ phần nền.
Ảnh 4.9. YB19A (+) và (-) Trachydacite kiểu Tú Lệ đá bị biến đổi nén ép mạnh, phát triển nhiều biotit thứ sinh, có arfvedsonit.
Ảnh 4.10. YB18 (+) Rhyolite kiểu Tú Lệ bị nén ép mạnh, biến đổi
sericit, calcit hóa mạnh mẽ.
Ảnh 4.11. YB21 (+) Rhyolite kiểu Ngòi Thia phần nền mịn ban tinh chủ
yếu feldspar kali.
(+) Dưới hai nikol vuông góc, (-) dưới một nikol; Fk: feldspar kali, Plg: plagioclas;
Bi: Biotit, Q: Thạch anh, iml: ilmenit.
Các đá biến đổi: với các đá thuộc thành tạo núi lửa Tú Lệ thường bị biến chất động lực mạnh mẽ thành cataclazit, milonit, nhiều khi xóa nhòa hết kiến trúc của đá núi lửa nguyên sinh.
Ở một số nơi, các đá của phức hệ thường bị biến đổi như biotit hóa, sericit hóa, albit hóa, thạch anh hóa và đi cùng với chúng có các khoáng hóa chì-kẽm, đồng, pyrit, asenopyrit và vonfram-vàng, casiterit, molipden, pyrophylit, caolin (như ở Minh Lương, Mèo Sa Phin, Ngã Ba Kim, Nậm Búng, Trạm Tấu, Pin Pé, Suối Lềnh, Bản Lìm...).
4.1.2. Đặc điểm khoáng vật học
Các khoáng vật chủ yếu của các đá trên là thạch anh, feldspar kali, plagioclas, khoáng vật thứ yếu là biotit, hornblend; khoáng vật phụ là ilmenit, orthit, zircon..., đặc điểm và thành phần của chúng như sau:
Thạch anh ở ban tinh gặp dưới dạng hạt tròn, hạt không đều, tinh thể lưỡng tháp kích thước 0,3 ÷ 2mm. Phần rìa hạt thường bị gặm mòn tạo nên dạng vũng vịnh. Sự có mặt của ban tinh lưỡng tháp nói lên thạch anh ban đầu tương ứng với biến thể nhiệt độ cao. Trong nền, thạch anh có 2 loại. Một loại tham gia vào trong kiến trúc nền felsit bị bẩn đục bởi bụi oxyt sắt. Loại thứ 2 thường trong suốt gặp ở trong các khe nứt cắt ban tinh feldspar (Ảnh 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.10, và ảnh 4.11)
Feldspar kali là một trong những khoáng vật kết tinh muộn, chủ yếu là ban tinh. Chúng chứa các hạt biotit và plagioclas, hơn nữa ranh giới của plagioclas bên trong thẳng nét và rõ ràng, trong khi đó feldspar kali có ranh giới lồi lõm và không rõ ràng. Tất cả những đặc điểm này, kể cả sự có mặt các bao thể nền đã nói lên là feldspar kali sau khi được tách ra muộn trong
giai đoạn magma, vẫn tiếp tục phát triển sau khi dung nham đã trào lên trên mặt (Đào Đình Thục, 1995). Feldspar kali trong nền tham gia cùng với thạch anh trong cấu trúc felsit hoặc metaspherolit (ảnh 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.9 ...). Feldspar kali có đặc điểm quang học và thành phần tương ứng với orthoclas và microclin (hình 4.1). Thành phần hóa học và công thức theo dãy thành phần trong bảng 4.1
+ Orthoclas thường gặp cấu trúc pertit dạng sợi, hình giun, dạng mạch hoặc vết đôi khi phân đới yếu. Thường gặp song tinh periclin, albit hoặc ô mạng.
+ Microclin gặp chủ yếu trong rhyolite, hiếm khi gặp ở trachydacit, thường có dạng đẳng thước, lăng trụ với kích thước từ 0,3 đến 1 ÷ 2mm, có ranh giới uốn lượn không bằng phẳng, tắt không đều, thường chứa nhiều bao thể hạt mịn của nền, song tinh ô mạng thể hiện mờ.
Hình 4.1. Biểu đồ phân loại feldspar trong tổ hợp rhyolite trũng Tú Lệ Plagioclas trong các ban tinh có dạng tấm đẳng thước đôi khi bán lăng trụ ngắn, kích thước không đều khoảng 0,5mm, thường có song tinh đa hợp theo luật albit, đôi khi cacbad, có số hiệu N0 = 2 ÷ 16 tương ứng với thành
phần của albit. Trong đá thường bị hiện tượng biến đổi sericit hóa (ảnh 4.8, 4.9). Các kết quả phân tích microzond cũng cho thấy các plagioclas có thành phần tương ứng với albit trên hình 4.1, bảng 4.2.
Biotit gặp 2 thế hệ. Thế hệ đầu là những tấm tương đối lớn (0,5 ÷ 1mm), đa sắc từ nâu sẫm (Ng) đến vàng rực (Np) (Ảnh 4.1, 4.7, 4.9, 4.10 và 4.11). Những biotit này thường gặp ở dạng bao thể trong feldspar kali, một ít có mặt ở nền dưới dạng các vảy nhỏ. Biotit thế hệ hai có màu lục, thường tạo thành dải đứt đoạn và thấu kính, luôn đi cùng thạch anh thứ sinh. Đa sắc rõ từ màu lục sẫm (Ng) đến màu phớt lục hoặc vàng (Np). Biotit được xác định trên máy microzond (EPMA) có độ titan cao (TiO2 = 1,79 - 4,28%), hàm lượng nhôm thấp (Al2O3 = 13,36 - 16,08%) và cao sắt (FeO=21,81-30,78%) bảng 4.3 đặc trưng cho biotit trong các đá felsic có độ kiềm cao. Trên biểu đồ tương quan AlIV-Fe/Fe+Mg, biotit trong rhyolite có thành phần tương ứng với phần cuối các minal annit-siderophyllit hình 4.2.
Hình 4.2. Biểu đồ phân loại biotit trong tổ hợp rhyolite trũng Tú Lệ
Bảng 4.1. Thành phần hóa học của feldspar kali trong tổ hợp rhyolite Tú Lệ
KHM PSP 22/1_1 PSP 22/1_2 PSP 22/1_3 PSP 22/1_4 PSP 22/1_5 PSP 22/1_6 PSP 22/1_7 PSP 22/4_6 PSP 22/4_7 PSP 22/4_8 PSP 22/4_9 PSP 22/4_10 PSP 24_1 PSP 24_2 PSP 24_3 PSP 24_4 PSP 24_5 PSP 24_6 SiO2 64,95 64,87 64,84 65,05 65,12 64,69 65,06 65,13 64,51 64,79 64,79 64,55 65,10 65,37 65,24 65,07 65,03 65,27 TiO2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,00 0,01 0,01 0,01 1,08 0,00 0,00 0,01 0,00 Al2O3 17,84 17,83 17,80 17,74 17,77 17,73 17,84 17,98 17,98 18,13 18,15 18,03 17,78 17,30 17,85 17,72 17,62 17,95 FeO 0,00 0,00 0,02 0,04 0,04 0,11 0,00 0,05 0,02 0,05 0,21 0,07 0,03 0,06 0,04 0,04 0,07 0,13 MnO 0,02 0,02 0,03 0,00 0,02 0,02 0,03 0,00 0,00 0,01 0,00 0,01 0,03 0,04 0,02 0,00 0,01 0,03 MgO 0,03 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,00 0,01 0,02 0,03 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 CaO 0,01 0,02 0,01 0,01 0,01 0,00 0,01 0,00 0,02 0,02 0,01 0,03 0,07 0,04 0,03 0,02 0,04 0,00 Na2O 0,41 0,22 0,36 0,19 0,26 0,27 0,30 0,31 0,30 0,40 0,16 0,41 0,30 0,29 0,42 0,33 0,33 0,42 K2O 16,30 16,25 15,99 15,85 16,10 16,37 16,23 16,15 16,13 15,77 16,25 15,86 16,11 15,60 15,83 16,15 15,86 15,91 Cations on the basic of 32 O
Si 6,04 6,04 6,05 6,06 6,05 6,05 6,05 6,04 6,02 6,02 6,02 6,02 6,05 6,10 6,05 6,06 6,07 6,04 Al 1,96 1,96 1,96 1,95 1,95 1,95 1,95 1,96 1,98 1,98 1,99 1,98 1,95 1,90 1,95 1,94 1,94 1,96 Ti 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,08 0,00 0,00 0,00 0,00 Fe2+ 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,02 0,01 0,00 0,01 0,00 0,00 0,01 0,01 Ca 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Na 0,07 0,04 0,07 0,03 0,05 0,05 0,05 0,06 0,05 0,07 0,03 0,07 0,05 0,05 0,08 0,06 0,06 0,08 K 1,94 1,93 1,90 1,88 1,91 1,95 1,92 1,91 1,92 1,87 1,93 1,89 1,91 1,86 1,87 1,92 1,89 1,88 Ab 3,70 2,00 3,30 1,80 2,40 2,40 2,70 2,80 2,70 3,70 1,50 3,80 2,70 2,70 3,90 3,00 3,10 3,80 An 0,00 0,10 0,10 0,10 0,10 0,00 0,10 0,00 0,10 0,10 0,10 0,20 0,40 0,20 0,20 0,10 0,20 0,00 Or 96,30 97,90 96,60 98,20 97,50 97,60 97,20 97,20 97,20 96,20 98,50 96,10 96,90 97,10 96,00 96,90 96,70 96,20
Ghi chú: Mẫu phân tích tại Viện Địa chất-Khoáng vật học Novosibirsk, LB Nga (Kết quả từ đề tài thuộc Quỹ NAFOSTED, mã số 105.06.73.09)
Bảng 4.2. Thành phần hóa học của plagioclas trong tổ hợp rhyolite Tú Lệ
SAM- PLE PSP
22/1_8 PSP 22/1_9
PSP 22/1_1 0
PSP 22/1_1 1
PSP 22/1_1 2
PSP 22/1_1 3
PSP 22/1_1
4 PSP
22/4_1 PSP
22/4_2 PSP
22/4_3 PSP
22/4_4 PSP
22/4_5 PSP 24_7 PSP
24_8 PSP 24_9 PSP
24_10 PSP
24_11 PSP 24_12 SiO2 69,27 69,63 69,43 68,93 68,83 68,65 68,94 68,51 68,14 68,46 68,55 68,02 69,50 69,06 68,66 68,83 68,90 68,02 TiO2 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Al2O3 19,14 18,89 18,19 18,57 19,68 19,28 19,01 19,65 19,58 19,77 19,78 19,83 18,98 18,94 18,97 18,83 18,74 19,50 FeO 0,02 0,04 0,01 0,00 0,01 0,01 0,01 0,06 0,03 0,06 0,03 0,05 0,13 0,15 0,16 0,18 0,13 0,29 MnO 0,03 0,01 0,00 0,01 0,02 0,01 0,02 0,00 0,01 0,00 0,01 0,00 0,01 0,03 0,01 0,03 0,03 0,04 MgO 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 CaO 0,03 0,01 0,12 0,04 0,02 0,01 0,03 0,03 0,01 0,02 0,04 0,09 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Na2O 9,41 11,09 10,09 11,35 10,87 11,30 11,23 10,59 10,97 10,81 10,84 10,78 11,16 11,24 11,39 11,64 11,08 11,14 K2O 0,09 0,09 0,01 0,07 0,02 0,06 0,08 0,08 0,50 0,05 0,07 0,07 0,09 0,11 0,15 0,09 0,08 0,11
Cations on the basic of 32 O
Si 6,04 6,06 6,11 6,07 5,99 6,01 6,04 5,98 5,98 5,97 5,97 5,96 6,05 6,05 6,04 6,05 6,06 5,98 Al 1,96 1,94 1,89 1,93 2,02 1,99 1,96 2,02 2,02 2,03 2,03 2,05 1,95 1,95 1,96 1,95 1,94 2,02 Ti 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Fe2+ 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 Ca 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Na 1,59 1,87 1,72 1,94 1,83 1,92 1,91 1,79 1,87 1,83 1,83 1,83 1,89 1,91 1,94 1,98 1,89 1,90 K 0,01 0,01 0,00 0,01 0,00 0,01 0,01 0,01 0,06 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,01 0,01 0,01 Ab 99,20 99,40 99,30 99,40 99,80 99,60 99,40 99,30 97,00 99,60 99,30 99,10 99,40 99,30 99,00 99,40 99,40 99,30 An 0,20 0,10 0,60 0,20 0,10 0,10 0,20 0,20 0,10 0,10 0,20 0,40 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 Or 0,60 0,50 0,10 0,40 0,10 0,40 0,50 0,50 2,90 0,30 0,40 0,40 0,50 0,60 0,90 0,50 0,50 0,60
Ghi chú: Mẫu phân tích tại Viện Địa chất-Khoáng vật học Novosibirsk, LB Nga (Kết quả từ đề tài thuộc Quỹ NAFOSTED, mã số 105.06.73.09)
Bảng 4.3. Thành phần hóa học của biotit trong tổ hợp rhyolite Tú Lệ
SAMPLE BT.1595 -2
BT.1604 -2
BT.1696 -2
BT.2431 -2
BT.2495 -2
BT.614 2-3
LY- 905/1
LY- 905/2
SiO2 35,56 36,83 35,59 36,35 35,89 35,32 35,21 35,28 TiO2 3,36 1,79 3,36 2,95 2,18 2,98 4,28 2,69 Al2O3 16,08 14,85 15,72 14,39 15,99 15,91 13,36 14,16
Cr2O3 0,03 0,03
FeO 30,78 29,62 30,64 29,18 31,00 30,07 21,81 25,08 MnO 0,54 0,61 0,37 0,46 0,41 0,27 0,37 MgO 1,44 3,79 1,57 3,85 2,05 2,08 9,01 6,99
CaO 0,01 0,01
Na2O 0,45 0,62 1,05 0,50 0,09 K2O 8,25 8,53 8,28 8,27 8,43 8,31 9,24 9,71 Si 5,83 5,95 5,87 5,91 5,86 5,85 5,73 5,76 ALIV 2,17 2,05 2,13 2,09 2,14 2,15 2,27 2,24 ALVI 0,94 0,78 0,92 0,67 0,94 0,95 0,29 0,49 Ti 0,41 0,22 0,42 0,36 0,27 0,37 0,52 0,33 Fe2+ 4,22 4,00 4,23 3,97 4,24 4,16 2,97 3,43 Mn 0,08 0,08 0,05 0,06 0,06 0,00 0,04 0,05 Mg 0,35 0,91 0,39 0,93 0,50 0,51 2,18 1,70 Na 0,00 0,00 0,14 0,20 0,00 0,34 0,16 0,03 K 1,73 1,76 1,74 1,72 1,76 1,76 1,92 2,02 CF 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 OH 1,10 1,08 1,10 1,09 1,09 1,11 1,09 1,09 Fe_FeMg 0,92 0,81 0,92 0,81 0,89 0,89 0,58 0,67 Mg_FeMg 0,08 0,19 0,08 0,19 0,11 0,11 0,42 0,33
Mẫu BT – Nguyễn Đình Hợp và nnk, 1997 Mẫu LY – Trần Trọng Hòa và nnk, 2011
Bảng 4.4. Thành phần hóa học của amphibol trong tổ hợp rhyolite Tú Lệ.
Sampl
e SiO2 TiO
2
Al2O
3
Cr2O
3 FeO Mg
O
Ca O
Mn O
Na2
O
K2
O
Tota l LY-
918/1
49,4
3 0,15 1,36 0,05 35,0
6 0,28 0,44 0,54 6,44 0,46 94,2 1 LY-
918/2 50,8
8 0,07 0,96 0,01 37,3
9 0,29 0,22 0,46 6,5 0,28 97,0 6 Amphibol ít phổ biến, thường gặp trong nền, tinh thể có dạnh tấm nhỏ dạng bất kỳ, thường theo hướng nén ép của đá, đa sắc rõ: Ng - xanh lục, Nm - xanh đến nâu vàng, Np - vàng lục (ảnh 4.1, 4.3, 4.7, 4.9 và 4.11), thành phần hóa học bảng 4.4 tương ứng với arfvedsonit cao titan, rất thấp nhôm và cao sắt. Hàm lượng Na2O - 6,44-6,50%.