Chương 1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH
1.3. Cấu trúc địa chất vùng Đức Phổ-Sa Huỳnh
1.3.1.1. Hệ tầng Đại Nga (N13đn)
Trong diện tích nghiên cứu, các thành tạo phun trào bazan Miocen muộn hệ tầng Đại Nga lộ ra không liên tục phần trên cao bề mặt địa hình, diện tích phân bố khoảng 15km2. Thành phần thạch học chủyếu là bazan olivin với kiến trúc porphyr.
Thành phần khoáng vật: ban tinh là olivin từ 1-2% đến 10-12%, plagioclas từ4-5%
đến 10-15%, pyroxen xiên từ 3-4% đến 9-10%, pyroxen thoi ít đến 1-2%; nền gồm
plagioclas, pyroxen, thủy tinh. Đá có cấu tạo đặc sít tới lỗ rỗng, đôi nơi quan sát thấy cấu tạo dòng chảy. Bềdày từ 50m đến 100m.
Tuổi đồng vị K-Ar của bazan phân tích tại Ba Lan cho các giá trị: 10,51
±0,41 triệu năm (BT661 ở xã Hiếu, Kon Plong); 16,5 ±1,7 triệu năm (BT27809 ở Ba Trang)[3].
Khoáng sản liên quan là vật liệu xây dựng, puzolan.
1.3.1.2. Trầm tích - phun trào bazan N2- Q11
Các thành tạo phun trào bazan trẻxen các lớp trầm tích bở rời, gắn kết yếu, có không gian phân bố gần gũi với các trường bazan Miocen muộn. Tổng diện lộ khoảng 12 km2. Thành phần chủ yếu là phun trào bazan, các lớp đá trầm tích có độ dày 5-10 m, thường chỉ ở phần đáy của lớp phủ. Bềdày 100-150 m. Dựa vào quan hệ địa tầng và tổ hợp bào tử phần hoa tuổi N22 tới Q1 và đặc biệt có tảo biển:
Discoaster pentaradiatus, Dinoflagella gen. sp. Các thành tạo trầm tích phun trào bazan này được xếp vào tuổi N2-Q11.
Khoáng sản liên quan là vật liệu xây dựng, puzolan.
1.3.1.3. Các trầm tích bở rời hệ Đệ tứ
Các trầm tích bở rời hệ Đệ tứphân bốchủyếuở phía đông, đông bắc và một vài diện tích nhỏ ởcác thung lũng sông phía tây bắc vùng nghiên cứu. Các trầm tích này có nguồn gốc sông, sông - biển, biển, biển gió tạo nên các bậc thềm, các dạng địa hình khác nhau. Thành phần chủ yếu là cát, sạn, sỏi pha bột sét, đôi nơi có sạn sỏi laterit. Bềdày các lớp thay đổi từ 0,5 m đến 20 m.
Khoáng sản liên quan là cát sỏi xây dựng, cát trắng thủy tinh.
1.3.2. Đặc điểm magma xâm nhập 1.3.2.1. Phức hệ Bến Giằng
Trong diện tích nghiên cứu các thành tạo magma xếp vào phức hệBến Giằng chiếm khối lượng nhỏ, gồm khối Núi Dâu và một thểnhỏphân bố ởrìa phía đông, tổng diện lộ hơn 2km2. Phức hệgồm hai pha xâm nhập chính:
- Pha 1 ( PZ3bg1): gồm có một thể nhỏ ở khu vực La Vi, thành phần chủ yếu là các đá diorit thạch anh hạt nhỏ.
-Pha 2(PZ3bg2): granodiorit biotit-hornblend hạt vừa.
a) Đặc điểm thạch học, khoáng vật
Diorit thạnh anh có cấu tạo khối hoặc định hướng yếu, kiến trúc hạt nửa tự hình, hạt nhỏ đến hạt vừa. Tổ hợp khoáng vật chính là plagioclas, hornblend, biotit, thạch anh. Khoáng vật phụ đặc trưng có magnetit, sphen.
Granodiorit có cấu tạo định hướng yếu, kiến trúc hạt vừa, hạt nửa tự hìnhđôi nơi có dạng porphyr với các ban tinh felspat màu xám trắng. Tổ hợp khoáng vật chính là plagioclas, thạch anh, felspat kali, biotit, hornblend. Tổ hợp khoáng vật phụ đặc trưng là magnetit, sphen gặp trong hầu hết các mẫu lát mỏng.
Khoáng vật phụ trong mẫu giã đãi gặp magnetit (725-669g/t), sphen (4- 98g/t), apatit, zircon, pyrit [3].
b) Đặc điểm thạch địa hóa
Thành phần hóa học các đá phân dị khá liên tục, hàm lượng SiO2 biến thiên từ 53,6 đến 68,32% tương ứng với các nhóm đá diorit, granodiorit. Tương quan SiO2-CaO là tương quan nghịch khá chặt, các điểm biểu diễn trên biểu đồ phân bố rất gần trên trục đường xu thế. Tương quan SiO2-Na2O, SiO2-K2O đều là tương quan thuận khá chặt [3].
Trên biểu đồ AFM các thành tạo xâm nhập này thuộc loạt vôi-kiềm; trên biểu đồ 3 hợp phần Ab’-An-Or, chúng thuộc nhóm kali. Phân loại theo Maniar &
Piccoli (1989), chúng thuộc loạt bão hòa nhôm [3].
Phân loại theo Streckeisen 1979 trên biểu đồ QAP, các mẫu phân dị liên tục từ trường đá monzonit thạch anh đến granodiorit. Phân loại theo Barker (1979), các mẫu phân dị từ trường đá tonalit, granodiorit đến granit. Các kết quả này khá phù hợp với kết quảphân tích thạch học và hóa học [3].
Granitoit phức hệ Bến Giằng thuộc kiểu I-S, dãy vôi-kiềm, bão hòa nhôm, thành tạo trong bối cảnh rìa lục địa tích cực [3].
c) Vị trí tuổi và khoáng sản liên quan
Các đá granodiorit ở núi Dâu bị xuyên cắt bởi granit phức hệ Sa Huỳnh tuổi Trias sớm-giữa. Đối sánh với thang phân chia địa chất khu vực, các tác giả tạm xếp chúng vào phức hệ Bến Giằng tuổi Paleozoi muộn.
Theo kết quả phân tích quang phổ định lượng gần đúng, trong các đá của phức hệ có sự tập trung cao các nguyên tố Co, Ni, Sn, Cu, Ag (gấp 2-3 lần clark).
Đặc biệt Mo gấp 250 clark.
Trên biểu đồ tiềm năng khoáng hóa theo Sattran (1977) và theo đặc điểm địa hóa, cho thấy phức hệBến Giằng có tiềm năng vềAu và Mo. Khoáng sản liên quan mới phát hiện được 1 điểm khoáng hóa Mo nhiệt dịch tại khu núi Dâu [3].
1.3.2.2. Phức hệ Phú Lộc (T1-2pl)
Trong diện tích nghiên cứu, các thành tạo gabro phức hệ Phú Lộc gồm các thểxâm nhập có kích thước nhỏ, diện lộ dạng đẳng thước với diện tích 0,2 đến 0,3 km2. Chúng thường tồn tại dưới dạng các thể tù trong các khối granit phức hệ Sa Huỳnh hoặc có vị trí không gian rất gần gũi với các xâm nhập này. Các đá gabro phức hệPhú Lộc bị các đá granit phức hệSa Huỳnh xuyên cắt gây biến đổi felspat hóaởrìa tiếp xúc.
a) Đặc điểm thạch học, khoáng vật
Thành phần thạch học các đá xếp vào phức hệ Phú Lộc gồm gabro, gabro pyroxen, websterit và ít pyroxenit. Đá có kiến tạo gabro hạt nhỏ, hạt vừa, ít hạt lớn;
cấu tạo khối.
b) Đặc điểm thạch địa hóa
Thành phần hóa học các đá tương ứng với nhóm mafic, hàm lượng SiO2 biến thiên từ 51,54% đến 53,22%, TiO2 dao động từ 0,47% đến 1,14%. So với khối chuẩn Phú Lộc một số mẫu có hàm lượng TiO2thấp hơn. Trên biểu đồ AFM, phần lớn các mẫu đều rơi vào loạt tholeit. Phân chia theo Jensen (1976), Jensen & Pyky (1982) và Rickwood (1989) các mẫu thuộc phức hệ rơi vào hai nhóm komatit và tholeit cao sắt, magie [3].
c) Vị trí tuổi và khoáng sản liên quan
Kết quảphân tích tuổi đồng vịbằng phương pháp K-Ar cho tuổi 231,8 ±10,8 triệu năm (phân tích tại Ba Lan), khá phù hợp với quan hệ địa chất. Các thành tạo gabroit phức hệ Phú Lộc bị granit phức hệSa Huỳnh xuyên cắt. Trên cơ sở đó các tác giảxếp tuổi của phức hệvào Trias sớm-giữa [3].
Khoáng sản liên quan gồm đá xây dựng và đá ốp lát.
1.3.2.3. Phức hệ Sa Huỳnh
Các xâm nhập granitoid phức hệSa Huỳnh trước đây đãđược các tác giảbản đồ Địa chất nhóm tờ Huế- Quảng Ngãi tỷlệ 1:200.000 (Nguyễn Văn Trang, 1985) xếp vào phức hệHải Vân tuổi sát trước Nori (aT3hv). Kết quả đo vẽbản đồ địa chất và điều tra khoáng sản tỷlệ1:50.000 nhóm tờ Ba Tơ các tác giảcho rằng các thành tạo xâm nhập này có những đặc điểm cơ bản có thể đối sánh với phức hệHải Vân song bên cạnh đó chúng còn có những đặc điểm khác về thạch học và khoáng sản liên quan so với khối chuẩn Hải Vân.
Trong phạm vi nghiên cứu các đá xâm nhập granitoid phức hệ Sa Huỳnh gồm có một khối lớn là Đồng Rămphân bốkéo dài từ Ba Tơ đến Sa Huỳnh diện lộ trên 150km2. Ngoài ra chúng còn mở rộng về phía bắc tới Mộ Đức và về phía tây nam tới gần Tam Quan.
Phức hệ gồm hai pha xâm nhập chính và pha đá mạch: Pha 1 (P3-T1sh1):
chiếm khối lượng lớn nhất với thành phần thạch học gồm granit biotit, granit hai mica, hạt vừa đến lớn. Pha 2 (P3-T1 sh2): tạo thành các khối nhỏ rời rạc trong diện lộ pha 1 hoặc các thể vệ tinh bên ngoài. Thành phần thạch học các đá pha 2 gồm granit biotit, granit hai mica hạt nhỏ, granit sáng màu. Pha đá mạch: gồm có pegmatit, aplit tạo thành các thể tường kích thước khác nhau xuyên cắt các pha xâm nhập chính hoặc đá vây quanh. Các đá mạch pegmatoid, aplit và các đới đá biến đổi greisen hóa là các đối tượng liên quan trực tiếp với khoáng hóa thiếc, kim loại hiếm ởkhu vựcĐồng Răm, La Vi. Đá biến đổi đặc trưng là greisenhoá, albit hoá.
Hình 1.2: Điểm khảo sát BT.71
Đá granit phức hệ Sa Huỳnh (Dương Ngọc Tình 2015)
Hình 1.3: Mẫu lát mỏng BT.50 Granit hai mica phức hệ Sa Huỳnh
a) Đặc điểm thạch học, khoáng vật
- Nhóm đá granit biotit, granit hai mica hạt vừa-lớn
Đây là nhóm đá chiếm khối lượng chủyếu của phức hệ. Trong nhóm đá này chủ yếu là granit biotit, các đá granit hai mica chiếm khối lượng ít hơn. Ranh giới giữa các đá này không rõ ràng, xu thế chung đá granit hai mica phân bố rời rạc ở gần rìa các khối xâm nhập. Đá có kiến trúc hạt nửa tựhình, cấu tạo định hướng yếu hoặc dạng khối. Một số nơi đá có kiến trúc dạng porphyr, cấu tạo định hướng với các ban tinh felspat hạt lớn màu trắng.
Thành phần khoáng vật chính gồm plagioclas, felspat kali, thạch anh, biotit, muscovit. Tổhợp khoáng vật phụ đặc trưng là ilmenit, granat, monazit, apatit, zircon.
- Nhóm đá granit biotit, granit hai mica hạt nhỏ
Nhóm đá này đặc trưng cho pha 2, trong đó granit hai mica là đá phổ biến hơn. So với nhóm đá hạt vừa-lớn, nhóm đá hạt nhỏ thường sáng màu hơn. Tổ hợp khoáng vật chính và khoáng vật phụ giống như nhóm đá trên, có sự tăng cao hơn hàm lượng các khoáng vật thạch anh, muscovit, granat.
Đặc trưng cho phức hệ là các đá biến đổi có liên quan tới khoáng hóa. Các đới đá biến đổi vây quanh xâm nhập granitoid phức hệSa Huỳnh đã phát hiện gồm có greisen hóa, albit hóa.Các đới đá biến đổi greisen hoá phân bố ở phần vòm khối xâm nhập phát hiện tại khu vực Bắc Khom Khom và Bắc Đồng Răm và phân bốtại rìa các mạch granit hạt nhỏ, mạch pegmatoid phát hiện chủ yếu ở khu vực Bắc Khom Khom, Đồng Răm và Nam Ba Khâm. Các đới đá biến đổi albit hóa được phát hiện trong một sốmạch granit hạt nhỏsáng màu tại khu vực Bắc Khom Khom và Đồng Răm. Các mạch này xuyên trong đá phiến thạch anh-mica phức hệ Kan Nack; chiều rộng từ 1,0m đến 1,5m.
b) Đặc điểm thạch địa hóa
Đặc điểm thành phần nguyên tố chính
Kết quả phân tích hóa học cho thấy thành phần các oxyt của các đá granit phức hệSa Huỳnh khá tương đồng. Độbiến thiên hàm lượng SiO2 rất nhỏ, từpha 1 (SiO2=70,57%), đến pha 2 (SiO2=72,19%). Sốít mẫu có hàm lượng SiO2 dao động
từ 66,24% đến 68,72%. Hàm lượng SiO2 tăng dần từ pha 1 (70,57%) đến pha đá mạch (74,36%), đồng thời có sựgiảm dần của hàm lượng TiO2, CaO, MgO, Fe2O3.
Trên cơ sở so sánh với thành phần thạch hóa của granit chứa thiếc (theo Kozlov V.D., 1985)1 cho thấy:
- Các thành tạo granitoid pha 1, pha 2 có đặc điểm thành phần nguyên tố chính gần gũi với granit chứa thiếc với các chỉ số: SiO2= 70,57-72,19%; TiO2= 0,28-0,37%; MgO= 0,48-0,65%; CaO= 1,15-1,69%; K2O/Na2O= 1,43-1,83;
Fe2O3/FeO= 0,45- 0,43; F3+/Fe2+= 0,41-0,38.
- Granitoid pha đá mạch có đặc điểm thành phần nguyên tố chính đặc trưng của granit chứa thiếc với các chỉ số: SiO2= 74,36%; TiO2= 0,16%; MgO= 0,21%;
CaO= 0,16%; K2O/Na2O= 1,11; Fe2O3/FeO= 0,17; F3+/Fe2+= 0,35.
Kết quảxửlý trên các biểu đồthạch hóa cho thấy:
Trên biểu đồ phân chia các trường đá dựa theo quan hệ của Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) và Al2O3/(Na2O+K2O) (Maniar & Piccoli, 1989), hầu hết các mẫuđều rơi vào trường bão hòa nhôm (Hình 1.4).
Các thành tạo granitoid phức hệSa Huỳnh có đặc điểm thành phần khoáng vật phụ đặc trưng của kiểu S-granit (granat, monazit); thành phần thạch hóa thuộc loại cao nhôm, silic; tương đối thấp Na; đa sốmẫu có chỉ sốbão hoà nhôm ASI >1,1. Trên các biểu đồphân loại nguồn gốc granit theo thành phần nguyên tốchính (ASI-SiO2, K/Rb- SiO2), hầu hết mẫu rơi vào trường S-granit (Hình 1.5).
Đặc điểm thành phần nguyên tố vết Kết quảphân tích nguyên tốvết cho thấy:
- Các nguyên tố có hàm lượng lớn hơn trịsốclark là: Sn, Li, Ta, Th, Rb, Hf, B, W, Mo, Zn, Pb. Đặc biệt nguyên tố Sn có hàm lượng tăng dần từ pha 1 đến pha đá mạch và đạt giá trịlớn hơn trịclark từ 21,13 đến 32,87 lần [3].
- Các nguyên tố có hàm lượng nhỏ hơn trị số clark là: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Nb, Be, Zr.
1 Các chỉsốcủa granit chứa thiếctheo Kozlov V.D. (1985) như sau: Sn>20ppm, Li> 46ppm, Sr<70, B>38; SiO2>73%; MgO<0,52%; CaO< 1,24%; Fe2O3/FeO<0,6; K2O/Na2O>1.
- Các thành tạo granitoid pha 1, pha 2 có đặc điểm thành phần nguyên tốvết gần gũi với granit chứa thiếc với các chỉ số: Sn= 63,39-72,38; Li= 43,92-44,59; B=
136,34-157,52; Sr= 259,48-283,73.
-Granitoid pha đá mạch có đặc điểm thành phần nguyên tốvết đặc trưng của granit chứa thiếc với các chỉsố: Sn= 98,62; Li= 25,31; B= 497,47; Sr= 6,18.
Hình 1.4: Biểu đồ phân chia thạch hóa các đá phức hệ Sa Huỳnh theo mô hình của Maniar & Piccoli (1989)
(a) (b)
Hình 1.5: Biểu đồ phân loại granit phức hệ Sa Huỳnh a- ASI-SiO2theo White & Chappell, 1983
b- K/Rb-SiO2theo P.L Blevin 2004 c) Điều kiện thành tạo và vị trí tuổi
Điều kiện thành tạo
- Nhiệt độ, áp suất thành tạo:Trên biểu đồ tương quan Ab-Q-Or theo Tuttle &
Bowen (1958) và Winkler (1979) cho thấy các mẫu đá thuộc phức hệcó nhiệt độvà áp suất thành tạo biến thiên khá rộng: P=0,5-4 kbar, T= 6500C-6850C. (Hình 1.6-1.7).
- Trên biểu đồchuẩn hoá với chondrit theo Nakamura (1974), các nguyên tố đất hiếm biến thiên gần giống với các mẫu chuẩn của khối Hải Vân (Hình 1.8) [3].
- Bối cảnh kiến tạo: Trên biểu đồ phân loại theo Pearce J.A. (1984) hầu hết các mẫu granitoid của phức hệ thuộc kiểu granit thành tạo trong bối cảnh va húc đồng kiến tạo (Hình 1.9).
Vị trí tuổi
Các đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh xuyên cắt các thành tạo đá biến chất Tiền Cambri, bị các đá granitoid có felspat kali màu hồng phức hệ Sơn Dung tuổi Trias giữa xuyên cắt gây biến đổi felspat kali hoá.
Kết quả phân tích tuổi đồng vị phân tích bằng phương pháp U-Pb trong zircon có giá trịtừ251,6±3 triệu năm (SH4) đến 259,4±7,9 triệu năm (SH3).
Từnhững cơ sở trên các đá granitoid phức hệSa Huỳnh được xếp vào Permi muộn - Trias sớm (P3-T1).
Hình 1.6: Biểu đồ tương quan Q-Ab-Or (theo Tuttle & Bowen, 1958)
Hình 1.7: Biểu đồ tương quan Q-Ab-Or (theo Tuttle & Bowen, 1958)
Hình 1.8: Biểu đồ biến thiên các nguyên tố vết trong các đá phức hệ Sa Huỳnh chuẩn với Chondrit (Nakamura, 1974)[3]
(a) (b)
Hình 1.9: Biểu đồ phân chia các đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh theo bối cảnh kiến tạo (Pearce J.A., 1984)
a-Theo tương quan (Yb+Ta)-Rb; b-Theo tương quan Y-Nb syn-COLG: Trường va húc đồng kiến tạo; WPG: Trường granit nội mảng ORG: Trường granit sống núi đại dương; VAG: Trường granit cung núi lửa
d) Tiềm năng sinh khoáng
- Đặc điểm địa hóa: Từpha 1 tới pha đá mạch và các đá biến đổi greisen hóa, clark tập trung của các nguyên tố Sn, Li, Be, Ta, tăng mạnh. Clark tập trung của Sn
trong pha 1 là 0,21, pha 2: 1,38, pha đá mạch (aplit, pegmatit): 9,95, trong các đá biến đổi greisen hóa: 48,19. Clark tập trung của Li trong các pha tương ứng là 1,04, 7,34, 10,14, 9,02, của Be: 0,08, 0,96, 2,29, 4,37; của Ta: 0,95, 1,23.
- Chuyên hoá sinh khoáng:Trên các biểu đồ tương quan K+ - Na+, Mg2+- K+ và Mg2+-Na+ phân loại chuyên hoá sinh khoáng các đá magma granit (theo sattran, 1977) thì các mẫu chủyếu rơi vào trường Mo-Sn.
Tóm lại: Các thành tạo magma granitoid phức hệ Sa Huỳnh thuộc kiểu S- granit, bão hoà nhôm; hình thành trong bối cảnh va húc đồng kiến tạo; mức độ tiến hoá mạnh đến phân đoạn. Tiềm năng sinh khoáng là Li, Sn, Be, Ta, Mo.
1.3.2.4. Phức hệ Hoàng Lan(T2hl)
Phức hệ Hoàng Lan được xác lập trong công trình Đo vẽbản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Ba Tơ, tỷlệ1:50.000 (Dương Văn Cầu, 2004) để mô tả các thành tạo xâm nhập dạng đai mạch sẫm màu cao kali mới được phát hiện trong vùng.
Trong diện tích nghiên cứu, kết quả đo vẽ địa chất đã phát hiện 5 đai mạch sẫm màu cao kali có chiều rộng từ 1,4m đến trên 5,0m; kéo dài quan sát được trên 50 mtheo phương đông bắc–tây nam và á kinh tuyến. Chúng có quan hệxuyên cắt chéo góc phương cấu tạo của đá biến chất phức hệ Kan Nack. Các đai mạch này thường có thếnằm dốc đứng, ranh giới tiếp xúc với đá vây quanh rõ ràng.
Vị trí tuổi:Kết quảphân tích tuổi đồng vị Sm/Nd mẫu BT27623/1 là: 228 ±3 triệu năm[3].
Các đá thuộc phức hệcó sự tăng cao của các nguyên tố đất hiếm nhẹ(La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd) từ 3,1 đến 47,6 lần (nguyên tố Ce tăng cao nhất); cùng với sự tăng cao (trên 10 lần) của các nguyên tố: Ba, Ta, Hf, Th.
1.3.2.5. Phức hệ Sơn Dung
Phức hệ Sơn Dung được xác lập trong công trìnhĐo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Ba Tơ, tỷ lệ 1:50.000 (Dương Văn Cầu, 2004) để chỉ các thành tạo xâm nhập granitoit trong vùng phân dịtừ monzogabro đến granit. Đặc trưng cho các đá thuộc phức hệlà có felspat kali màu hồng. Trong diện tích nghiên