III- CáC BIểU Đồ PHÂN LOạI Sử DụNG NGUYÊN Tố VếT 1 Phân loại và gọi tên các đá magma:
d- Biểu đồ chân nhện đối sánh với basalt sống núi giữa đại dơng.
basalt, andesit phân dị hoặc các đá magma nguồn vỏ lục địa - đó là các đá đ ợc bắt nguồn từ basalt dãy núi giữa đại dơng (MORB) mà không thể từ manti nguyên thủy. Dạng biểu đồ chân nhện này do Pearce (1983) đa ra và đợc xây dựng dựa trên hai tham số địa hóa:
* Thế ion (điện tích ion của nguyên tố trong trạng thái oxy hóa bình th- ờng chia cho bán kính ion - tỷ số giữa điện tích / bán kính ion) đợc sử dụng nh số đo độ linh động (mobility) của nguyên tố trong dung dịch. Những nguyên tố với thế ion thấp (< 3) và cao (> 12) là các nguyên tố linh động. Còn các nguyên tố với giá trị trung bình (3 ữ 12) về cơ bản là các nguyên tố không linh động (ỳ). * Hệ số phân bố chung của nguyên tố giữa leczolit granat và dung thể đ ợc sử dụng nh số đo mức độ không tơng hợp của nguyên tố (incompatibility) trong mức độ nóng chảy từng phần nhỏ.
Trong nghiên cứu các đá granit, giá trị đối sánh MORB đợc thay thế bằng các giá trị của granit dãy núi đại dơng (ORG) để nhận dạng các kiểu granit khác nhau trong mối liên quan với các bối cảnh kiến tạo - địa động lực khác nhau (Pearce, 1984).
Những nguyên tố đợc sắp xếp sao cho các nguyên tố linh động nhất (Sr, K, Rb, Ba) nằm phía trái của biểu đồ theo trật tự mức độ không t ơng hợp tăng dần, còn những nguyên tố không linh động (ỳ) đợc sắp xếp bên phải biểu đồ theo trật tự ngợc lại: từ phải sang trái mức độ không tơng hợp tăng dần (hình III.30).
Samders và Tarney (1984) có thay đổi chút ít trên biểu đồ này. Các nguyên tố đợc sắp xếp theo trật tự từ trái qua phải nh sau: thoạt đầu là nhóm nguyên tố a đá ion lớn - LILE (Rb, Ba, Th, Sr, La, Ce), tiếp sau là nhóm nguyên tố có trờng bền vững cao - HFSE (Nb, Ta, Nd, P, Hf, Zr, Eu, Ti, Tb, Y, Yb) và cuối cùng là các kim loại chuyển tiêởp - TME (Ni, Cr).
Nhìn chung các biểu đồ chân nhện (đa nguyên tố) chứa đựng nhiều nội dung về tính không đồng nhất của nhóm nguyên tố vết hơn các biểu đồ nhóm nguyên tố đất hiếm. Trên biểu đồ chân nhện thờng xuất hiện nhiều cực đại và cực tiểu (các peak) phản ánh hành vi địa hóa khác nhau của các nhóm nguyên tố vết khác nhau. Thí dụ: sự tơng phản về hành vi địa hóa của nhóm nguyên tố LILE linh động hơn (Cs, Rb, K, Ba, Sr, ...) so với nhóm nguyên tố HFSE kém linh động hơn (Nb, Ta, Hf, Zr, Ti, Y). Một mặt, hàm lợng của nhóm LILE phụ
thuộc vào bản chất và hành vi của các pha lỏng, còn hàm l ợng của nhóm HFSE lại bị khống chế bởi đặc điểm hóa học của miền nguồn và của các quá trình cân bằng tinh thể / dung thể xảy ra trong tiến trình magma. Những nguyên tố vết khác thờng bị khống chế rõ rệt bởi các khoáng vật riêng lẻ (thí dụ, hàm lợng Zr có thể bị khống chế bởi zircon, P bởi apatit, Sr bởi plagioclas: Ti, Nb và Ta bởi ilmenit, rutin và sphen). Ngoài ra, dị thờng âm của Nd rất đặc trng cho vỏ lục địa và có thể là chỉ thị (indicator) cho sự tiến hóa vỏ trong các quá trình magma.
Hàm lợng của nhóm nguyên tố LILE có thể bị khống chế rõ rệt bởi dung dịch, nhng các nguyên tố này thờng tập trung trong vỏ lục địa và nó cũng có thể đợc sử dụng để chỉ thị cho quá trình hỗn nhiễm vỏ của magma (AFC).
CHƯƠNG IV:
I. KHáI NIệM.
Các đồng vị phóng xạ đợc sử dụng trong địa hóa học theo 2 hớng chủ yếu. Ban đầu chúng đợc sử dụng để xác định tuổi của đá và khoáng vật, đó là hớng “Địa niên đại”(Geochronology). Gần đây, đồng vị phóng xạ đợc sử dụng trong nghiên cứu thạch luận nguồn gốc để xác định các quá trình địa chất và các miền nguồn, đó là hớng “Địa chất đồng vị”(Isotope Geology) hay “Địa hóa học đồng vị”(Isotope Geochemistry).
Việc sử dụng các đồng vị phóng xạ chỉ thị cho các quá trình thạch luận nguồn gốc đã giúp cho các nhà địa hóa học hiểu rõ hơn về bản chất d ới sâu của Trái đất, mà trớc đây vấn đề này chỉ do các nhà địa vật lý giải quyết. Kết quả của các công trình nghiên cứu đồng vị phóng xạ dẫn tới những nhận định địa hóa học quan trọng về bản chất của vỏ lục địa và manti của Trái đất, kết hợp với những dẫn liệu địa vật lý các nhà địa chất có thể đa ra những mô hình hóa - lý về cấu trúc bên trong của Trái đất.
II. ĐồNG Vị PHóNG Xạ TRONG ĐịA NIÊN ĐạI (Geochronology).
Cơ sở của Địa niên đại đã đợc đa ra trong công trình nghiên cứu của Rutherford và Soddy (1903) về tính phóng xạ tự nhiên. Các ông đã chỉ ra rằng, quá trình phân rã phóng xạ tuân theo luật số mũ và hoàn toàn độc lập với các điều kiện hóa học và vật lý học. Vì vậy, tốc độ phân rã phóng xạ có thể sử dụng để đo thời gian địa chất. Hệ thống đồng vị dùng để tính toán tuổi (thời gian địa chất) đợc trình bày trong bảng IV.1 và Box IV.1. Dới đây sẽ trình bày 2 kỹ thuâồt thông dụng nhất để tính toán địa niên đại, đó là: biểu đồ đẳng thời
Box 1
Các hằng số sử dụng trong địa niên đại đồng vị Pb
(a) Các hằng số phân rã (Steiger and Jager, 1977)
238U →206Pb 0.155125 x 10-9 năm-1 (λ1)235U →207Pb 0.98485 x 10-9 năm -1 (λ2)