3.2.2.1 Phương pháp phân tích thạch học lát mỏng
Phân tích lát mỏng dưới kính hiển vi phân cực với ánh sáng xuyên qua nhằm xác định tổ hợp cộng sinh của khoáng vật và chính xác hóa tên gọi của các loại đá ngoài thực địa, xác định về cấu trúc và kiến trúc của đá, đặc biệt là các quan sát về sự biến đổi của khoáng vật trong quá trình biến chất về sau nhằm lập lại thành phần nguyên thủy của đá ban đầu điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với các thành tạo bị biến đổi sau magma.
3.2.2.2 Phương pháp huỳnh quang tia X (XRF)
Sử dụng phương pháp huỳnh quang tia X (XRF) xác định các nguyên tố chính và một số nguyên tố vết (Rb, Sr, Ba, Zr, Nb, Y).
Nguyên lý của phương pháp này là dựa trên kích thích mẫu bằng chùm tia X: chùm tia X nguyên sinh kích thích các tia X thứ cấp có chiều dài bước sóng đặc trưng cho các nguyên tố có mặt trong mẫu đá. Cường độ của tia X thứ cấp được sử dụng để xác định hàm lượng của các nguyên tố bằng cách so sánh với mẫu chuẩn (với sự hiệu chỉnh thích hợp).
32
Về lý thuyết,phương pháp này có thể phân tích được hơn 80 nguyên tố có hàm lượng 100% thể tích đá cho tới vài ppm, có độ chính xác cao, độ nhạy cao (độ nhạy tới 0,01%) và có thể tiến hành trong thời gian tương đối ngắn. Phương pháp này hiện được sử dụng rộng rãi trên thế giới, đặc biệt phân tích các hợp phần hóa học chính của đá.
3.2.2.3 Phương pháp khối phổ plasma (ICP-MS)
Phương pháp khối phổ plasma (ICP-MS) dùng để phân tích các nguyên tố hiếm – vết (các nguyên tố đất hiếm REE: La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Yb,…., các nguyên tố lithophil có bán kính ion lớn: Rb, Sr, Cs, Ba, K, các nguyên tố có trường lực mạnh: (Nb, Ta, Zr, Ti, Y, Hf, Th, U).
Đây là phương pháp phân tích các nguyên tố hóa học trong dung dịch mẫu trên cơ sở đo phổ thu được trên tổ hợp máy cảm ứng liên hợp plasma với khối phổ kế. Trên tổ hợp máy ICP-MS, các phổ thu được khá đơn giản, dễ giải đoán, có thể thu được các thông tin về đồng vị các nguyên tố. Phương pháp này ứng dụng tốt cho các nguyên tố nhóm REE, nhóm bạch kim (PGE) và vàng, nhóm nguyên tố trường lực mạnh (Nb, Ta, Hf, Zr,….).
3.2.2.4 Các phương pháp xử lý số liệu thạch địa hóa
Các kết quả phân tích được xử lý trên các phần mềm vi tính như: Excel, Minpet, Igpetwin, P-T mafic… với đầu vào là các oxyt và các nguyên tố hiếm - vết, đầu ra là biểu đồ tương quan 2 hoặc 3 cấu tử; các biểu đồ phân bố đất hiếm, biểu đồ đa nguyên tố được xây dựng trên cơ sở chuẩn hóa với Chondrite và manti nguyên thủy (hoặc các thành phần chuẩn khác) theo các tác giả khác nhau. Trong luận văn này, việc xử lý kết quả phân tích hóa học (nguyên tố chính và nguyên tố vết) được tiến hành với việc sử dụng chương trình phần mềm MINPET; các giá trị chuẩn hóa thành phần đất hiếm và đa nguyên tố theo Chondrite và Manti nguyên thủy của Sun Mc Donough (1989).
33
CHƢƠNG 4. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ
THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CỦA MONZOGABRO ĐỚI LÔ GÂM 4.1. Đặc điểm địa chất của các khối nghiên cứu
4.1.1. Đặc điểm địa chất khối Núi Chúa
Đặc điểm địa chất của khu vực Núi Chúa có thành phần tương đối phức tạp, các kết quả nghiên cứu của Trần Quốc Hùng (1984, 1992, 1995, 2000, 2009), Polyakov (1984, 1996), Hoàng Hữu Thành (1994) cho thấy tham gia vào cấu tạo khối gồm các biến loại đá từ siêu mafic đến mafic, từ các đá sẫm mầu đến sáng màu, trong đối tượng cụ thể của đề tài, tác giả chỉ quan tâm đến đối tượng nghiên cứu cụ thể là khối Sơn Đầu, khối Sơn Đầu là một trong số các khối xâm nhập nhỏ ở phía tây khối Núi Chúa, khối có diện tích lộ khoảng 8 Km2 cách khối Núi Chúa khoảng 20 km về phía bắc.
Khối có dạng kéo dài theo hướng đông bắc- tây nam. Phần đông bắc khối có chiều rộng lớn hơn phần tây nam. Phía tây bắc khối bị các xâm nhập granittoid khối Chợ Chu xuyên lên. Phía đông nam khối tiếp giáp với các đá trầm tích của hệ tầng Phú Ngữ tuổi Ordovic-Silur (O3-S1) có thành phần gồm cát kết, bột kết.
Nghiên cứu các lát mỏng cho thấy khối Sơn Đầu, cũng như các khối nhỏ khác ở phía tây phần Núi Chúa có thành phần thạch học khá đơn giản, chúng cấu thành chủ yếu từ các đá monzogabro và monzođiorit
Theo các nghiên cứu gần đây của Trần Quốc Hùng và nnk, khối Sơn Đầu được cấu tạo bởi hai loại đá chính là monzogabro và monzodiorit hạt nhỏ
34
Hình 4. Sơ đồ cấu tạo địa chất khối Núi Chúa
Ảnh 1. Thể tù monzogabro (màu sẫm bên trái) trong granit
Monzogabro
35
4.1.2. Đặc điểm địa chất khối Tân Lĩnh
Hình 5. Sơ đồ địa chất các khối Tân Lĩnh và Tích Cốc
Khối nằm ở phía tây bắc cách huyện Lục Yên khoảng 3 Km, khối là thể xâm nhập kéo dài phương tây bắc – đông nam khoảng 7-8 Km, chiều rộng thay đổi từ 0.7- 2.5 km, diện lộ của khối từ 12 đến 15 km2, thành phần thạch học của khối gồm 3 pha: pha I chủ yếu là monzogabro amphibol-biotit, monzogabro diorite, một ít gabro pyroxen, gabro pyroxenit, các đá pha I cấu thành chủ yếu phần Đông Nam, trung tâm của khối Tân Lĩnh. Các đá pha II bao gồm: syenit-diorit, syenit pyroxenit-biotit phân bố chủ yếu phần tây bắc của khối, pha III: aplit syenit [Nguyễn Văn Thế et.al, 1999. Đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Lục Yên châu; Lƣu trữ Viện TTTL Địa chất].Về quan hệ địa chất, các đá của khối Tân Lĩnh cắt và gây sừng hóa đá phiến thạch anh – mica, đá phiến biotit-silimanit hệ tầng Thác Bà.Phần trung tâm cũng
36
gặp cá thể tù lớn đá phiến hệ tầng Thác Bà và đá vôi hệ tầng An Phú trong syenit- diorit.
4.1.3. Đặc điểm địa chất khối Tích Cốc
Nằm về phía tây nam huyện lỵ Hàm Yên khoảng 10 Km, khối có kích thước nhỏ 2,5Km2, dạng kéo dài theo hướng đông bắc – tây nam khoảng 3 km, chiều rộng nhỏ hơn 1 km, thành phần của khối khá phức tạp, gồm chủ yếu hai pha chính, pha 1 bao gồm monzogabro pyroxen-amphibol-biotit, monzogabro amphibol-biotit, pha 2 gồm có syenit-diorit và syenit pyroxene-biotit. Phần đông bắc và tây khối được cấu thành bởi granit biotit dạng porphyr hạt vừa đến hạt lớn chứa granat thuộc phức hệ Phia Bioc (GT3 pb), phần gần trung tâm khối quan sát thấy granit biotit dạng porphyr chứa granat xuyên vào monzogabro-diorit amphibol-biotit sẫm màu gây biotit hoá.
4.2. Đặc điểm thành phần vật chất
4.2.1.Đặc điểm thành phần khoáng vật
4.2.1.1. Đặc điểm khoáng vật của monzogabro khối Núi Chúa
Trong các lát mỏng HN1, HN2, HN4, khi soi dưới kính hiển vi phân cực ta thấy, monzogabro hạt nhỏ, thành phần khoáng vật gồm plagiocla, felspat, hocblen, clinopyroxen, octhorpyroxen, biotit và khoáng vật quặng. Plagioclas (50-55%), feldspar kali (7-8%), clinopyroxen (12%), orthopyroxen (3-5%), biotit (10%), hornblend (1-2%), khoáng vật quặng 1%.
Plagioclas: hạt vừa - nhỏ, dạng tấm, lăng trụ, rất tươi có kích thước trung bình trong khoảng 0.8-1.7 mm, dưới 1 nikon không màu, độ nổi thấp, dưới 2 nikon song tinh sắc nét, song tinh liên phiến đặc trưng. Plagioclas thường bị sericit hóa nhẹ. Một vài mẫu thấy plagioclas dạng phân đới.
Feldspar kali dạng tấm nhỏ, tự hình, có kích thước phần lớn dao động từ 0,5-0,8 mm, dưới 1 nikon độ nổi thấp. Feldspar kali hầu như ít bị biến đổi, chỉ đôi chỗ có hiện tượng mọc xen pertit.
37
Clinopyroxen dạng tấm, độ nổi cao, hình dáng không đều, dưới kính thấy rất tươi có kích thước từ 0,7 - 1,3 mm. Clinopyroxen ven rìa bị biến đổi talc hóa hoặc chlorit hóa. Đi cùng với clinopyroxen là khoáng vật quặng và biotit.
a b
Ảnh 2. Monzogabro khối Sơn Đầu, mẫu HN-1; a- nicol (-) và b– nicol (+). 40X
Pl- Plagiocla, Fsp – Feldspar, Cpx – Clinopyroxen, Hbl – Hornblend, Bt – Biotit
a b
Ảnh 3. Monzogabro khối Sơn Đầu, mẫu HN-2; a-nicol (-) và b– nicol (+), plagioclas
dạng phân đới, 30X. Pl- Plagiocla, Bt – Biotit,
Pl Pl
38
Ảnh 4. Monzogabro khối Sơn Đầu, mẫu HN-4; bên trái nicol (-) và bên phải – nicol (+), feldspar có hiện tượng mọc xen pertit, 40X.
Pl- Plagioclas, Fsp – Feldspar, Cpx – Clinopyroxen, Bt – Biotit, Qtz- Thạch anh. Orthopyroxen dạng tấm, hình dáng không đều, rất tươi, gặp một vài hạt có kích thước từ 0,2 đến 0,5mm.
Hornblend dạng tinh thể nhỏ, hình dáng không đều, có kích thước 0,3-0,7 mm Biotit dạng tấm nhỏ hơi kéo dài, độ nổi cao, có kích thước trong khoảng 0,2-0,5 mm dưới 1 nicol có màu nâu đổ, độ nổi cao, dưới 2 nikol giao thoa đa sắc bậc cao.
Khoáng vật quặng phân bố rải rác trong đá, thường đi với biotit, chủ yếu là quặng oxit dưới kính chúng không thấu quang có màu đen dưới 1 và 2 nilkon.
4.2.1.2. Đặc điểm khoáng vật monzogabro các khối Tân Lĩnh và Tích Cốc
Ở phần phía đông khối Tân Lĩnh phổ biến nhất là gabro amphibol, ít gặp ở khối Tích Cốc. Thành phần khoáng vật chủ yếu của gabro amphibol: plagioclas = 50-55 %, amphibol = 40%, tàn dư pyroxen = 5-10%. Đôi khi có một ít biotit và felspat kali - orthoclas > 5% - thành phần tương ứng với các đá monzogabro. Trong khối Tích Cốc còn phổ biến biến loại monzogabrodiorit pyroxen amphibol- biotit, với thành phần khoáng vật chủ yếu (%): plagioclas = 40-45, amphibol = 15-20, pyroxen = 10-15, felspat kali = 5-10, biotit = 5-10, với sự thay đổi hàm lượng của pyroxen và biotit, có thể gọi tên đá là monzogabro amphibo -biotit (khi hàm lượng pyroxen không đáng kể).
Cpx
Bt Pl
39
Clinopyroxen: có mặt trong hầu hết các biến loại đá của tất cả các khối Tân Lĩnh, Yên Minh, Tích Cốc. Trong gabro pyroxenit chúng tạo thành các tinh thể dạng tấm lớn, khá tự hình đôi khi bị phân huỷ và thay thế bởi amphibol hoặc biotit. Hầu hết
KH mẫu LY- 10765 H4/28 H4/30 H4/31 H4/32 H4/35 H4/49 H4/50 H4/51 H4/52 H4/42 H1/5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 SiO2 52,23 50,7 50,42 50,53 50,71 50,71 51,23 51,11 50,81 51,1 50,5 51,2 TiO2 0,01 0,22 0,22 0,22 0,2 0,2 0,13 0,08 0,17 0,13 0,13 0,15 Al2O3 0,23 1,23 1,31 1,45 1,32 1,3 1,15 1,11 1,23 1,09 1,24 1,32 FeO 10,44 15,47 15,44 15,14 17,17 16,11 14,84 14,87 15,37 14,98 15,63 15,43 Cr2O3 0,01 0 0 0 0,01 0 0,03 0 0 0,01 0,02 0 MnO 0,46 0,42 0,42 0,39 0,46 0,44 0,41 0,46 0,48 0,46 0,37 0,57 MgO 11,73 9,63 9,65 9,41 9,83 9,67 9,81 9,87 9,74 9,74 9,62 9,71 CaO 23,54 20,92 20,67 21,35 19,27 19,96 21,16 20,94 20,72 21,18 20,88 20,77 Na2O 0,17 0,26 0,28 0,28 0,3 0,32 0,25 0,27 0,27 0,24 0,26 0,32 K2O 0 0 0,01 0 0 0 0,02 0,01 0,01 0,02 0 0 Si4+ 1,996 1,971 1,968 1,965 1,968 1,976 1,984 1,985 1,975 1,982 1,967 1,977 Ti4+ 0 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,004 0,002 0,005 0,004 0,004 0,004 Al3+ 0,01 0,057 0,06 0,067 0,061 0,06 0,053 0,051 0,056 0,05 0,057 0,06 Fe3+ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Fe2+ 0,334 0,503 0,504 0,492 0,557 0,525 0,481 0,483 0,499 0,486 0,51 0,498 Cr3+ 0 0 0 0 0 0 0,001 0 0 0 0,001 0 Mn2+ 0,015 0,014 0,014 0,013 0,015 0,015 0,013 0,015 0,016 0,015 0,012 0,019 Mg2+ 0,668 0,558 0,561 0,546 0,569 0,562 0,566 0,571 0,564 0,563 0,559 0,559 Ca2+ 0,964 0,871 0,864 0,89 0,801 0,833 0,878 0,871 0,863 0,88 0,872 0,859 Na+ 0,013 0,02 0,021 0,021 0,023 0,024 0,019 0,02 0,02 0,018 0,02 0,024 K+ 0 0 0 0 0 0 0,001 0 0 0,001 0 0 WO 48,66 44,77 44,47 45,85 41,25 43,08 45,29 44,89 44,42 45,27 44,66 44,40 EN 33,74 28,68 28,89 28,12 29,28 29,04 29,22 29,44 29,05 28,97 28,63 28,88 FS 17,60 26,55 26,64 26,04 29,47 27,89 25,49 25,66 26,53 25,77 26,72 26,71
Bảng 1. Thành phần hoá học của clinopyroxen trong monzogabro [Ngô Thị Phƣợng và nnk 2003]
Khối Tân Lĩnh, 1- Monzogabro amphibol, 2-12. Monzogabro khối Tích Cốc [Trần Tuấn Anh phân tích tại trƣờng ĐH Tổng hợp Vienna, CH áo]
các hạt pyroxen đều có mầu nâu rất nhạt đến không màu. clinopyroxen ở các khối Tân Lĩnh và Yên Minh tương ứng với diopsid, với các đặc trưng thấp nhôm, thấp titan và sắt, (Al2O3 = 0,23% ; TiO2 = 0,01%; FeO = 10,44%), tương đối cao magnesi (MgO =
40
11,73%) và calci (CaO = 23,79%). Thành phần clinopyroxen của khối Tích Cốc tương ứng với augit, với hàm lượng titan, nhôm và sắt tương đối cao (TiO2 = 0,08-0,22%; Al2O3 = 1,09-1,45%; FeO = 15,14-17,17%) và trội hơn so với clinopyroxen ở hai khối trên, trong khi hàm lượng calci và magnesi lại thấp hơn rõ rệt (CaO = 19,27-21,18%; MgO = 9,41-9,83%.)So sánh thành phần clinopyroxen của các khối Tân Lĩnhvà Tích Cốc
Độ calci (hợp phần Wo) trong clinopyroxen ở khối Tân Lĩnh có giá trị cao hơn cả trong khối Tích Cốc.
Độ magnesi (hợp phần En) trong clinopyroxen khối Tân Lĩnh, cao hơn trong khối Tích Cốc.
Ngược lại với magnesi, độ sắt (hợp phần Fs) của clinopyroxen trong monzogabro khối Tích Cốc có độ sắt cao nhất
Như vậy, căn cứ theo đặc điểm thành phần hoá học, có thể chia clinopyroxen vùng nghiên cứu thành 2 nhóm: nhóm có độ calci và magnesi thấp, độ sắt cao liên quan chủ yếu với các đá monzogabro khối Tích Cốc. Nhóm thứ 2 có độ calci và magnesi tương đối cao hơn song độ sắt lại thấp hơn chủ yếu liên quan tới các đá monzogabro trong các khối Tân Lĩnh.
Orthopyroxen - ít phổ biến hơn so với clinopyroxen, hầu như chỉ gặp ở khối Tích Cốc. Các tinh thể orthopyroxen thường khá tự hình, dạng lăng trụ hơi kéo dài, đôi chỗ bị serpentin hoá.
Plagioclas: plagioclas thường là các tinh thể dạng tấm hoặc lăng trụ có kích thước từ 0,8 x 1,55 mm đến 1,5 x 4,5 mm. Hầu hết có cấu tạo song tinh liên phiến rộng. Plagioclas thường bị epidot hoá, albit hoá rất mạnh.Trong các đới bị cà nát, cataclasit hoá, plagioclas còn bị epidot thay thế tới 25-30% hoặc bị thay thế hoàn toàn. Trong monzogabro và gabro amphibol, plagioclas vẫn gặp dưới dạng các tinh thể dạng tấm đẳng thước, kích thước 0,6 x 1,42 mm đến 1,3 x 4,2 mm và không quan sát thấy cấu tạo phân đới. Thành phần hoá học của chúng tương ứng với andesin-bitawnit.
41 KH mẫu LY- 10765/ 1 LY- 10765/2 H- 4/16 H- 4/17 H- 4/18 H- 4/19 H- 4/20 H- 4/21 H-1/2 H-1/3 H-1/4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 SiO2 55,56 55,5 57,82 57,04 56,78 56,72 57,8 57,63 57,71 57,99 57,59 TiO2 0,05 0 0,053 0,002 0,018 0 0,023 0,03 0,005 0,003 0 Al2O3 28,01 28,01 26,73 27,2 27,53 27,31 26,81 26,62 26,87 26,83 27,04 FeO 0,48 0,21 0,2 0,28 0,52 0,13 0,23 0,15 0,17 0,18 0,19 Cr2O3 0,01 0,03 0,026 0 0 0,01 0,003 0 0,006 0,018 0 MnO 0,01 0,01 0 0,025 0,01 0 0,006 0,006 0,006 0,015 0,568 MgO 0,06 0,01 0,01 0,02 0,002 0,017 0 0 0,008 0,023 0,015 CaO 10,27 10 8,69 9,49 9,55 9,68 8,88 8,7 9,05 8,74 9,22 Na2O 5,54 6 6,28 6,04 5,88 5,88 6,32 6,12 6,004 6,21 6,01 K2O 0,09 0,04 0,31 0,29 0,33 0,31 0,42 0,37 0,4 0,42 0,38 Tổng 100,1 99,81 100,18 100,47 100,71 100,18 100,6 99,81 100,27 100,41 100,51 Si4+ 5,02 5,018 5,18 5,123 5,092 5,105 5,174 5,181 5,167 5,178 5,151 Al3+ 2,98 2,982 2,82 2,877 2,908 2,895 2,826 2,818 2,833 2,822 2,848 Ti4+ 0,003 0 0,004 0 0,001 0 0,002 0,002 0 0 0 Fe2+ 0,036 0,016 0,015 0,021 0,039 0,01 0,017 0,011 0,013 0,013 0,014 Mn2+ 0,001 0,001 0 0,002 0,001 0 0 0 0 0,001 0,043 Mg2+ 0,008 0,001 0,001 0,003 0 0,002 0 0 0,001 0,003 0,002 Ca2+ 0,994 0,969 0,834 0,913 0,918 0,933 0,852 0,838 0,868 0,836 0,884 Na+ 0,97 1,052 1,091 1,052 1,022 1,026 1,097 1,067 1,042 1,075 1,042 K+ 0,01 0,005 0,035 0,033 0,038 0,036 0,048 0,042 0,046 0,048 0,043 Ab 49,1 51,9 55,7 52,7 51,7 51,4 54,9 54,8 53,3 54,9 52,9 An 50,4 47,8 42,6 45,7 46,4 46,8 42,7 43 44,4 42,7 44,9 Or 0,5 0,2 1,8 1,7 1,9 1,8 2,4 2,2 2,4 2,5 2,2
Bảng 2. Thành phần hóa học của plagioclas trong monzogabro[Ngô Thị Phƣợng và nnk 2003]
1-2:monzogabro diorit khối Tân Lĩnh; 3-11: Monzogabro khối Tích Cốc (Trần Tuấn Anh phân tích tại trƣờng ĐH Tổng hợp Vienna, CH áo)
Biotit :Thường gặp trong các biến loại gabro-diorit, monzogabro-diorit và syenitodiorit, dạng tấm nhỏ, có kích thước 0,3 x 0,5 mm đôi khi 1 x 2,5 mm. dưới 1 nicol độ nổi cao, dưới 2 nicol giao thoa đa sắc bậc cao.
42
4.2.2. Đặc điểm địa hóa 4.2.2.1. Các nguyên tố chính 4.2.2.1. Các nguyên tố chính
Bảng 3 là số liệu thành phần hóa học của các nguyên tố chính trong các đá