III. ĐồNG Vị LƯU HUỳNH (SULPHUR ISOTOPE).
(Sr87/S r86)iB S E
D M C H U R E M T r ộ n lẫ n m a g m a X u th ế h ỗ n nh iễ m v ỏ X u th ế b iế n đ ổ i th ứ sin h 0 . 7 0 0 0 . 7 0 5 0 . 7 1 0 0 . 7 1 5 0 . 7 2 0 0 . 7 2 5 - 2 0 - 1 6 - 1 2 - 8 - 4 0 4 8 1 2 ε N d H ìn h 6 . 3 . 2 : B iể u đ ồ t ơ n g q u a n đ ồ n g v ị S r - N d ( t h e o M c C u llo c h M . T . , 1 9 8 8 ) c h o c á c k iể u g r a n it đ ớ i Đ à L ạ t . ( k ý h iệ u n h h ìn h 1 ) B S E : t h à n h p h ầ n t r u n g b ìn h T r á i đ ấ t ; C H U R : m iề n n g u ồ n C h o n d r it đ ồ n g n h ấ t D M : m a n t i t h ạ c h q u y ể n ; E M : t r ầ m t íc h b ị h ú t c h ìm H ìn h 6 . 3 . 3 : B iể u đ ồ IRS r - δO1 8(0/0 0) ( t h e o J a m e s ., 1 9 8 1 ) c h o c á c k iể u g r a n it đ ớ i Đ à L ạ t ( k ý h iệ u n h h ìn h 1 ) δ 1 8 O ( 0 /) 00 ( S r8 7/ S r8 6) i H ỗ n n h i ễ m n g u ồ n H ỗ n n h i ễ m v ỏ A B x = 5 x = 2 x = 1 x = 0 . 5 x = 0 . 2 5 : 1 2 : 1 1 : 1 1 : 2 1 : 1 0 0 . 7 0 3 0 . 7 0 5 0 . 7 0 7 0 . 7 0 9 0 . 7 1 1 6 8 1 0 1 2 ( M a n t i ) ( V ỏ l ụ c đ ị a )
H ìn h 6 .3 . 4 : B iể u đ ồ t ơ n g q u a n đ ồ n g v ị εN d - ( S m1 4 7/ N d1 4 4) ( t h e o M c C u llo c h M . T . , 1 9 8 8 ) c h o c á c k iể u g r a n it đ ớ i Đ à L ạ t ( k ý h iệ u n h h ìn h 1 ) (S r 87 /Sr 8 6 ) i ( 1 / S r ) x 1 0 3 F C A F C 0 4 8 1 2 1 6 2 0 0 . 7 1 0 0 0 . 7 0 2 0 0 . 7 0 4 0 0 . 7 0 6 0 0 . 7 0 8 0 H ìn h 6 . 3 . 5 : B iể u đ ồ IRS r - ( 1 / S r ) x 1 03 ( t h e o F a u r e G . , 2 0 0 1 ) c h o c á c k iể u g r a n it đ ớ i Đ à L ạ t ( k ý h iệ u n h h ìn h 1 ) F C : k ế t t in h p h â n d ị; A F C : h ỗ n n h iễ m + k ế t t in h p h â n d ị S m 1 4 7/ N d 1 4 4 0 . 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 - 2 0 - 1 5 - 1 0 - 5 0 5 1 0 1 5 2 0 ε N d M a n t i T r ộ n l ẫ n K ế t t i n h p h â n d ị H ỗ n n h i ễ m v ỏ
+ Các đặc trng đồng vị Sr, Nd, Pb và O của granitoid Đà lạt không tơng ứng với các miền nguồn manti (DM, EM).
+ Theo Hawkesworth (1979, 1991), các thành tạo magma đợc xuất sinh từ nguồn manti đã bị biến chất trao đổi (giàu nguyên tố vết - EM II) bởi các chất lỏng (fluid) tách chiết ra từ trầm tích vỏ đại dơng bị hút chìm sẽ có tỷ số đồng vị Sr tăng cao (> 0.704), song tỷ số đồng vị Nd lại không thay đổi - tơng tự nh kiểu MORB (Nd143/Nd144 ≥ 0.5130, εNd > 0). Ngoài ra, cũng theo tác giả này, hàm l- ợng cao của Pb và nhóm đất hiếm nhẹ (LREE) chỉ thị cho sự tham gia của nguồn vật liệu trầm tích trong sự sinh thành magma liên quan với đới hút chìm.
Thực tế cho thấy, granitoid đới Đà Lạt tuy có tỷ lệ đồng vị Sr cao hơn chút ít so với manti nghèo (Sr87/Sr86 ≈ 0.705 ữ 0.707), nhng tỷ lệ đồng vị Nd của chúng lại thấp (Nd143/Nd144 ≈ 0.5123 ữ 0.5124, εNd < 0), ngoài ra còn có hàm l- ợng cao của Pb và nhóm đất hiếm nhẹ. Nh vậy, granitoid đới Đà Lạt không bắt nguồn từ manti đã đợc làm giàu nguyên tố vết [2], mà chắc chắn có sự tham gia của nguồn vật liệu trầm tích bị hút chìm. “Sự làm giàu” ở đây đợc hiểu là do quá trình trộn lẫn giữa vật liệu nguồn manti với thạch quyển dới lục địa.
b- Các kiểu granitoid đới Đà Lạt cũng không phải là sản phẩm kết tinh phân dị từ dung thể magma xuất sinh chỉ từ nguồn vật liệu vỏ, bởi lẽ:
+ Magma xuất sinh từ lớp vỏ lục địa trên (upper continental crust) sẽ có tỷ số đồng vị Sr, O cao (Sr87/Sr86 ≥ 0.710, δO18 ≥ 100/00), nhng tỷ số đồng vị Nd lại thấp (εNd≈ -6 ữ -9).
+ Magma xuất sinh từ lớp vỏ dới (lower continental crust) đợc đặc trng bởi tính nghèo Rb, do vậy thờng có tỷ số đồng vị Sr thấp song không khác biệt nhiều so với manti hiện đại (Sr87/Sr86 ≤ 0.704), đồng thời có các tỷ số đồng vị Nd, Pb rất thấp so với miền nguồn manti (εNd<< 0, Pb206/Pb204 ≈ 14.0, Pb207/Pb204 ≈ 14.5).
Theo tài liệu hiện có, các thành tạo magma đới Đà Lạt với tỷ số đồng vị Pb và Sr cao (Pb206/Pb204 > 19.0, Sr87/Sr86 ≈ 0.706 ữ 0.708) rõ ràng không phải là sản phẩm nóng chảy từng phần của vật liệu nguồn thuộc lớp vỏ dới mà chắc chắn có sự tham gia của nhiều nguồn vật liệu khác nhau.
c- Các thành tạo granitoid đới Đà Lạt có nguồn gốc hỗn hợp đ ợc kết tinh từ dung thể magma kiềm-vôi lai tính là sản phẩm của quá trình trộn lẫn của nhiều dung thể magma xuất sinh từ những nguồn vật liệu ban đầu khác nhau.
Theo mô hình thạch luận nguồn gốc của đới hút chìm [7, 14, 15, 28, 42], trong bối cảnh kiến tạo “rìa lục địa tích cực” kiểu Andes, các dung thể magma nguyên sinh có thể xuất sinh từ những nguồn vật liệu (protolith) khác nhau:
+ từ nêm manti thạch quyển (lithosphric mantle) nằm bên trên tấm thạch quyển đại dơng bị hút chìm tạo ta dung thể magma có đặc tr ng đồng vị tơng tự nh manti nghèo (DM).
+ từ các đá basalt (metabasalt) của tấm thạch quyển đại dơng bị hút chìm sinh ra dung thể magma cao U/Pb (chủ yếu do bản chất giàu U/Pb của thạch quyển đại dơng, một phần do quá trình biến chất trao đổi với nớc biển, mặt khác do Pb thoát ra nhiều hơn U trong quá trình hút chìm) mang đặc trng đồng vị tơng tự nh kiểu HIMU.
+ từ các vật liệu trầm tích đại dơng hay trầm tích biển tái sinh tạo nên dung thể magma có đặc trng đồng vị tơng ứng với kiểu manti giàu (EM I).
+ từ các vật liệu trầm tích lục địa (trầm tích lục nguyên) bị hút chìm tạo cho dung thể magma có đặc trng đồng vị tơng tự kiểu EM 2.
Chính quá trình trộn lẫn magma (magma mixing) giữa magma nguồn manti (DM) với các magma nguồn vỏ (đại dơng - HIMU & EM I, lục địa - EM II) tạo nên dung thể magma lai tính kiềm-vôi mang đặc trng đồng vị hỗn hợp của các miền nguồn kể trên [14, 24].
d- Môi trờng địa động lực sinh thành các kiểu granit ở đới Đà Lạt có thể bàn luận theo quan điểm của Barbarin [4] và Faure [14] nh sau:
+ Kiểu granit kiềm-vôi cao calci, thấp kali, giàu amphibol (kiểu ACG) th- ờng định vị bên trên đới hút chìm. Trong bối cảnh kiến tạo “rìa lục địa tích cực” kiểu granit này thờng tạo nên các thể batholith phân bố song song với máng nớc sâu (trench) và đi cùng với các thành tạo núi lửa andesitoid.
+ Kiểu granit kiềm-vôi cao kali, thấp calci, giàu biotit và felspat kali (kiểu KCG) thờng xuất hiện trong những môi trờng địa động lực khác nhau:
- trong giai đoạn ngng nghỉ của sự kiện va chạm, kiểu KCG chỉ thị cho giai đoạn chuyển tiếp từ chế độ kiến tạo nén ép sang chế độ kiến tạo tách giãn, t - ơng ứng với thời điểm kết thúc va chạm mảng.
- trong bối cảnh kiến tạo sau va chạm mảng (post-COLG) - quá trình nâng lục địa, kiểu KCG thờng xuất hiện cùng với granit kiềm trong bồn sau cung (BAB) hoặc trong nền cổ, đợc đặc trng bởi chế độ kiến tạo tách giãn khu vực, khá gần gũi với hoạt động magma nội mảng.
- trong bối cảnh kiến tạo “rìa lục địa tích cực” kiểu granit này có liên quan chặt chẽ về nguồn gốc và không gian phân bố với nhiều kiểu granit khác tạo nên sự phân đới không gian từ ngoài biển vào sâu trong lục địa: [biển] ATG → ACG → KCG → PAG [lục địa].
Nhìn chung, kiểu KCG chỉ thị cho sự thay đổi chế độ kiến tạo (từ nén ép sang tách giãn) tốt hơn là cho bối cảnh kiến tạo riêng biệt.
Với các đặc trng địa hóa đã trình bày ở các phần trên, các kiểu granit đới Đà Lạt đợc sinh thành trong bối cảnh “rìa lục địa tích cực” kiểu Andes, song mỗi kiểu granit đặc trng cho chế độ kiến tạo khác nhau: kiểu ACG - chế độ kiến tạo nén ép đi cùng với các thành tạo núi lửa andesitoid, còn kiểu KCG chỉ thị cho chế độ kiến tạo tách giãn đi cùng với các thành tạo núi lửa felsic cao kali.
3. Kết luận.
1- Các thành tạo granitoid ở đới Đà Lạt theo các đặc tr ng về địa chất - cấu trúc, khoáng - thạch học và địa hóa học có thể phân ra 2 kiểu nguồn gốc granit:
+ Kiểu granit kiềm-vôi giàu amphibol (ACG) đợc đặc trng bởi tổ hợp tonalit - granodiorit kiềm-vôi cao calci - thấp kali.
+ Kiểu granit kiềm-vôi giàu biotit và felspat kali (KCG) bao gồm chủ yếu monzogranit (adamelit) dạng porphyr thuộc loạt kiềm-vôi cao kali - thấp calci.
2- Đặc trng địa hóa đồng vị (Sr, Nd, Pb) cho thấy các thành tạo granitoid đới Đà Lạt là sản phẩm kết tinh phân dị từ dung thể magma kiềm-vôi có nguồn gốc trộn lẫn (mixing) giữa magma xuất sinh từ nêm manti thạch quyển (DM) với magma đợc hình thành bởi quá trình nóng chảy từng phần từ vật liệu trầm tích đại dơng (EM I) hoặc lục địa (EM II) và từ basalt (metabasalt) của tấm vỏ đại d- ơng bị hút chìm (HIMU).
Thành phần hóa học của magma còn bị phức tạp thêm bởi quá trình đồng hóa hỗn nhiễm khi đi lên, c trú trong vỏ và kết tinh phân dị (quá trình AFC).
3- Cả hai kiểu granit (ACG và KCG) ở đới Đà Lạt đều đợc sinh thành trong môi trờng địa động lực - bối cảnh kiến tạo “rìa lục địa tích cực” kiểu Andes, song thuộc hai chế độ kiến tạo khác nhau: kiểu ACG trong chế độ nén ép (compression) thờng đi cùng với các thành tạo núi lửa andesitoid và phân bố song song với máng nớc sâu, còn kiểu KCG lại chỉ thị cho chế độ tách giãn (extension) thờng phân bố sâu bên trong lục địa, gần với bồn trũng sau cung.
Do tính phân đới không rõ của các kiểu granit ở đới Đà Lạt dẫn đến suy nghĩ rằng, có thể chúng không chỉ là sản phẩm của một đới hút chìm, mà có sự
giao thoa của 2 đới hút chìm (của thạch quyển Thái Bình Dơng từ phía Đông và của ấn Độ Dơng từ phía tây) xảy ra gần nh trong cùng giai đoạn Jura - Creta. Điều này cần đợc tiếp tục nghiên cứu chi tết hơn.
Iv. plagiogranit kiểu đại dơng (oceanic plagiogranite) rìa tây nam vòm sông chảy
Sự hiện diện của xâm nhập felsic (plagiogranit) trong tổ hợp ophiolit đã đợc nhiều tác giả nhắc tới (Wilson, 1959; Brunn, 1960; Thayer và Himmelberg, 1968; Reinhardt, 1969; Moores và Vine, 1971; Davies, 1971; Page, 1972; ...), nhng nguồn gốc của chúng ở thời điểm đó vẫn cha đợc làm sáng tỏ. Coleman và Peterman [6] lần đầu tiên đa ra chuyên từ "plagiogranit đại dơng" (oceanic plagiogranite) để chỉ các đá granit thực sự là thành phần của vỏ đại d ơng thuộc một phần của tổ hợp ophiolit phân dải; chúng là sản phẩm của quá trình phân dị xảy ra trong tiến trình phát triển của vỏ đại dơng. Plagiogranit đại dơng có thành phần khoáng vật tạo đá chủ yếu là thạch anh, plagioclas và một l ợng nhỏ khoáng vật màu, với đặc điểm thạch địa hóa đặc trng là: hàm lợng silic cao, lợng nhôm trung bình, lợng sắt và magne thấp, đặc biệt có hàm lợng kali cực kỳ thấp so với natri. Chính đặc điểm địa hóa nêu trên làm cho plagiogranit đại dơng khác biệt hẳn với các đá granitoid lục địa. Ngoài ra, sự tơng đồng về hàm lợng nhóm nguyên tố đất hiếm (REE) và tỷ lệ Sr87/Sr86 giữa plagiogranit đại dơng với các tổ phần mafic trong ophiolit, basal dãy núi giữa đại dơng (MORB) đã cho phép quan niệm plagiogranit đại dơng nh là sản phẩm phân dị kết tinh từ magma basalt tholeit xảy ra trong điều kiện áp suất thấp tại trung tâm tách giãn tốc độ chậm [6].
Trong quá trình đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 50.000 nhóm tờ đoan Hùng - Yên Bình (Hoàng Thái Sơn và nnk, 1997), lần đầu tiên đã ghi nhận đợc sự có mặt của các thể, khối nhỏ plagiogranit đại dơng trong vùng nghiên cứu. Các thể granitoid này trớc đây đợc xếp vào nhiều phức hệ xâm nhập khác nhau: Sông Chảy (Izokh, 1965), Núi Là (Phạm Đình Long, 1968), Loa Sơn (Nguyễn Kinh Quốc, 1974; Nguyễn Xuân Tùng, 1977), Ngân Sơn (Phan Viết Kỷ, 1977), Phia Bioc (Đào Đình Thục, 1995) v.v... Những số liệu mới hiện có, mặc dù cha thực sự phong phú, đã cho phép mạnh dạn tách các thể plagiogranit đó ra thành một phức hệ riêng có tên là phức hệ Thành Long có tuổi thành tạo vào khoảng Paleozoi sớm (pγPZ1tl).
Dới đây sẽ đề cập những nét chủ yếu về đặc điểm địa chất, khoáng - thạch học, địa hóa học... của phức hệ Thành Long.