III. ĐồNG Vị LƯU HUỳNH (SULPHUR ISOTOPE).
4- Trao đổi và thảo luận.
Komatit lần đầu tiên đợc ghi nhận bởi hai anh em nhà Viljoen (1969) trong dải đá lục Barbeton (Nam Phi). Các đá này đợc nhận biết không chỉ bằng hàm lợng Mg cao, mà còn bởi sự xuất hiện của các tấm olivin lớn dạng khung x- ơng mà Viljoen gọi là “kiến trúc que tinh thể” (crystalline quench texture). Nh vậy, komatit từ một dạng đá địa phơng lần đầu tiên đã đợc phân loại dựa trên thành phần hóa học và kiến trúc của chúng. Chuyên từ “kiến trúc spinifex” lần đầu tiên đợc đa ra bởi Nisbet, R.W. (1971), sau đó đợc mô tả chi tiết bởi Mac Kenzie và nnk (1982): kiến trúc spinifex đợc đặc trng bởi tập hợp song song hoặc tỏa tia của các tinh thể olivin hoặc pyroxen kéo dài nổi bật trên nền thủy tinh. Kiến trúc này là sản phẩm của quá trình kết tinh chậm từ dung thể siêu mafic có nhiệt độ rất cao (T0 = 1600 ữ 18000C) di chuyển rất nhanh lên bề mặt. Đồng thời, Arndt và Nisbet (1982) cũng nhấn mạnh rằng komatit không đơn thuần chỉ có thành phần siêu mafic, mà còn có kiến trúc spinifex đặc trng.
Theo quan niệm của các tác giả này:
+ Komatit là đá núi lửa siêu mafic, hoặc đặc biệt hơn là dung nham hoặc đá vụn núi lửa, có hàm lợng MgO > 18% (hàm lợng khô). Kiểu đá này đợc nhận biết dựa trên các đặc trng về khoáng vật, địa hóa chỉ thị cho thành phần siêu mafic, về kiến trúc hoặc cấu tạo chỉ thị cho nguồn gốc phun trào (extrusive).
+ Komatit tạo nên phần siêu mafic của loạt magma komatit (komatit suite ~ series), trong đó bao gồm cả các đá núi lửa mafic - basalt komatit (hay picrobasalt).
Sự phân loại và gọi tên các đá núi lửa cao Mg đã đ ợc Hiệp hội khoa học địa chất quốc tế (IUGS) đa ra năm 1989 trong cuốn sách “Phân loại các đá magma và Bảng kê các thuật ngữ” (A Classification of Igneous Rocks and Glossary of Terms) của Le Maitre và nnk. Trong đó những tiêu chí cơ bản cho cả hai dạng đá núi lửa cao Mg và picrit đó là hàm lợng MgO vợt hơn 18%tr.l, sự khác biệt giữa chúng chỉ là tổng hàm lợng kiềm (Na2O+K2O).
Gần đây, phân ban danh pháp các đá magma của Hiệp hội khoa học địa chất quốc tế xem xét chỉnh lý lại (Le Bas và nnk, 2000). Theo đó, thay vì giới hạn hàm lợng tối thiểu 18% tr.l của MgO áp dụng chung cho các đá núi lửa cao Mg và picrit, hàm lợng này chỉ dùng cho các đá cao Mg (nh komatit và meimechit), còn đối với các đá picrit hàm lợng MgO chỉ là 12 ữ 18%; Hàm lợng SiO2 ranh giới giữa boninit với tổ hợp komatit - meimecit - picrit tr ớc đây là 53% nay chuyển xuống mức 52%; Tổng lợng kiềm (Na2O+K2O) đối với các đá komatit - meimechit tăng lên tới 2%, còn đối với picrit là 3%. Nh vậy, theo bảng
phân loại mới, các tiêu chí địa hóa học cơ bản của từng dạng đá núi lửa cao Mg nh sau:
Komatit: SiO2 = 30 ữ 52%; MgO > 18%; (Na2O+K2O) < 2%
Picrit: SiO2 = 30 ữ 52%; MgO = 12 ữ 18%; (Na2O+K2O) < 3%, (2 ữ 3%) Picrobasalt: SiO2 = 41 ữ 45%; MgO < 12%, (8 ữ 12%)
Basalt: SiO2 = 45 ữ 52%; MgO < 8%
Một điều dễ nhận thấy, sự khác biệt nêu trên chỉ chú ý tới thành phần hóa học của các đá, mà bỏ qua đặc trng kiến trúc của chúng, chính vì vậy rất khó khi áp dụng trong thực tế. Có nhiều đá núi lửa cao Mg đợc gọi tên là komatit (do có hàm lợng MgO > 18%), song lại không thể hiện kiến trúc spinifex đặc trng; trái lại, nhiều đá có kiến trúc spinifex điển hình nhng theo hệ thống phân loại hóa học mới lại thuộc về picrit. Thực tiễn cho thấy, bên trong nhiều dòng dung nham komatit độc lập, các mẫu đá đợc lấy từ đới dồn tích (cumulate) không có kiến trúc spinifex lại có thành phần hóa học tơng ứng với komatit, trong khi đó các phần khác của dòng dung nham có kiến trúc spinifex rõ ràng lại có thành phần t - ơng ứng với picrit. Trong những dòng dung nham dày đôi khi phần thấp của chúng đợc phân loại nh komatit, còn phần trên là picrit.
Để góp phần giải quyết những bất cập trên, Kerr và Arndt (2001) đề nghị chuyên từ komatit chỉ áp dụng cho các đá núi lửa cao Mg (có MgO > 18%) và có kiến trúc spinifex olivin đặc trng. Còn đối với các đá núi lửa có hàm lợng MgO > 18% nhng không có kiến trúc spinifex olivin điển hình có thể đợc xem nh “phần cơ sở giàu olivin của dòng dung nham phân dị” hoặc có thể sử dụng một số thuật ngữ khác nh: “giả komatit” (pseudo - komatiite) hay “komatit không có kiến trúc spinifex” (non - spinifex - textured komatiite).
Dựa trên đặc trng địa hóa nguyên tố chính, kết hợp với các kết quả nghiên cứu chi tiết về đặc điểm địa chất, khoáng - thạch học, địa hóa học nêu trên các thành tạo núi lửa cao magne vùng Phong Thổ - Lai Châu có thể đ ợc phân ra 2 nhóm đá chủ yếu: komatit và picrobasalt (hoặc basalt komatit). Hai nhóm đá này rất gần gũi nhau về thành phần vật chất (khoáng vật, thạch học, địa hóa) và không gian phân bố, thực chất có thể xem chúng nh là các hợp phần của tổ hợp núi lửa siêu mafic - mafic thuộc “loạt magma komatit” (theo Arndt và Nisbet, 1982).
Để làm sáng tỏ hơn về nguồn gốc và môi trờng địa động lực - bối cảnh kiến tạo sinh thành chúng cần phải nghiên cứu sâu hơn về địa hóa nguyên tố vết, đồng vị và các đặc điểm cấu trúc địa chất của chúng.
ii. đặc điểm địa hóa nhóm nguyên tố đất hiếm (REE) các thành tạo magma vùng vitthulu (QUảNG BìNH)
Các thành tạo magma vùng Vitthulu - Quảng Bình tạo nên một tổ hợp đá núi lửa - xâm nhập, tuy diện phân bố không lớn, nhng có vị trí rất quan trọng trong bình đồ cấu trúc - địa chất khu vực [11, 23, 39]. Các thành tạo phun trào andesitoid của vùng nghiên cứu trớc đây đợc Mareitsev [11] xếp vào hệ tầng Long Đại tuổi Ordovic muộn - Silur sớm (O3-S1 lđ), còn các thân xâm nhập điorit, gabrođiorit á núi lửa đợc Nguyễn Xuân Tùng [39] liệt vào phức hệ Vitthulu mang tính đồng magma (comagma) với các đá núi lửa hệ tầng Long Đại (O3-Slđ). Theo những tài liệu gần đây nhất, các đá núi lửa với thành phần biến thiên từ bazơ đến acid đợc xếp vào hệ tầng Động Toàn tuổi Permi (P đt), còn các đá xâm nhập đợc phân chia trong phức hệ Quế Sơn tuổi Permi muộn - Trias sớm (δγP2-T1qs); giữa chúng có mối liên quan chặt chẽ về mặt không gian phân bố và thời gian thành tạo, đặc điểm thành phần vật chất và điều kiện sinh thành. Tổ hợp magma này đợc xem nh là sản phẩm kết tinh phân dị từ một dung thể magma basalt nguyên sinh có độ sâu lớn, đợc hình thành trong bối cảnh cung đảo ven rìa lục địa [41].
Nhằm góp phần làm sáng tỏ hơn về nguồn gốc và bối cảnh địa động lực sinh thành tổ hợp magma vùng Vitthulu, phần viết này tập trung phân tích và luận giải đặc điểm địa hóa nhóm nguyên tố đất hiếm (REE) trên cơ sở kế thừa có chọn lọc các tài liệu nghiên cứu về địa chất, khoáng thạch học, địa hóa học... của các công trình nghiên cứu có trớc, đặc biệt là kết quả “Đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1/50.000 nhóm tờ Vitthulu, Quảng Bình” (Trần Đình Sâm và nnk, 1999).
Hàm lợng nhóm nguyên tố đất hiếm của các đá magma vùng Vitthulu - Quảng Bình (bảng 6.2.1) đợc phân tích đồng thời tại Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt và Trung tâm PTTNĐC Hà Nội. Các kết quả phân tích đồng vị Rb-Sr đ ợc thực hiện tại Trung tâm PTTNĐC, Hà Nội. Việc tính toán, xử lý số liệu thạch địa hóa và xây dựng các biểu đồ phân loại đợc tiến hành tại Phòng nghiên cứu Thạch luận - Viện nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản.