Hàm lượng của các nguyên tố hiếm của các khối nghiên cứu được dẫn ra ở (bảng 4) các khối nghiên cứu có một đặc điểm chung dễ nhận thấy đó là hàm lượng của các nguyên tố Rb, Sr, Th, U khá cao và dị thường âm biểu hiện khá rõ của Nb, Ta, Zr, Hf, La, Ce. Trên biểu đồ hình 10 cho thấy ở tất cả các khối nghiên cứu đều giàu các nguyên tố đất hiếm, đặc biệt là nguyên tố đất hiếm nhẹ, đường phân bố khá dốc, hàm lượng các nguyên tố đất hiếm vượt trội so với chondrit từ 10-20 lần (nhóm nặng) đến 60-160 lần (nhóm nhẹ). Riêng các đá tây Núi Chúa thường vượt trội so với chondrit từ 12-40 lần (nhóm nặng) đến 30-150 lần (nhóm nhẹ) và đường phân bố thoải hơn do sự chênh lệch giữa đất hiếm nặng và đất hiếm nặng không lớn. Nhìn chung đặc điểm phân bố của của các nguyên tố đất hiếm ở tất cả các khối nghiên cứu đều khá phù hợp với đặc điểm phân bố của các đá mafic thuộc loạt kiềm vôi.
Cũng cần lưu ý rằng, đường cong phân bố của các nguyên tố đất hiếm đối với các khối nghiên cứu khác nhau vẫn có sự khác biệt nhau khá rõ, nhất là sự dị thường của nguyên tố Eu. Đối với khối Tân lĩnh cũng như tây Núi Chúa thường vắng mặt dị thường Eu, còn ở khối Tích Cốc lại có dị thường dương của Eu. Những đặc điểm đặc trưng này là do kết quả của sự phân dị kết tinh ưu thế của plagiocla trong quá trình hình thành các khối, đồng thời cũng chỉ ra rằng, dung thể của buồng magma, sự phân dị và sự kết tinh trong xâm nhập được dâng thẳng từ lớp manti peridotit plagiocla (hoặc do sự nóng chảy từng phần không đáng kể của chất nền manti chứa plagiocla hoặc dung thể ít bị nhiễm vật chất vỏ). Với tính chất đặc trưng này còn cho chúng ta thấy magma của các khối Tân Lĩnh, Tích Cốc và tây Núi Chúa có hàm lượng đất hiếm khá giống với manti nguyên thuỷ (PM).Riêng với khối Sơn Đầu lại có đặc trưng bởi phần lớn các mẫu đều thể hiện dị thường âm Eu rất rõ nét, có thể trong quá trình xâm nhập dung thể bị nhiễm vật chất vỏ.
50 LY- 10765 LY- 10757 LY- 261 LY- 262 LY- 263 LY- 10604 HG- 108 HG- 112 LY-H1 LY-H4 HN-1 HN- 2 HN- 4 PH35 PH36 PH37 PH39 HN- 10 HN- 11 HN-7 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 Cs 0.86 0.00 0.00 1.10 0.00 0.00 4.02 3.89 3.22 2.71 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Rb 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 115.40 133.70 106.30 90.25 111.39 0.00 0.00 0.00 40.01 0.00 0.00 21.76 0.00 32.23 Sr 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 333.90 308.70 306.10 368.30 231.91 0.00 0.00 0.00 135.47 0.00 0.00 233.30 0.00 128.76 Y 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 28.30 32.86 28.10 30.25 27.17 0.00 0.00 0.00 32.88 0.00 0.00 78.02 0.00 21.92 Zr 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 116.30 113.20 115.50 72.43 101.59 0.00 0.00 0.00 94.19 0.00 0.00 32.81 0.00 54.31 Nb 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 13.26 9.98 24.54 14.09 10.83 0.00 0.00 0.00 6.82 0.00 0.00 28.92 0.00 2.27 Ba 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1396.00 1332.00 1005.00 1583.00 385.38 0.00 0.00 0.00 131.43 0.00 0.00 283.84 0.00 71.39 La 30.00 0.00 0.00 22.00 0.00 0.00 31.41 33.94 27.66 29.37 18.74 0.00 0.00 0.00 14.03 0.00 0.00 32.50 0.00 6.22 Ce 52.00 0.00 0.00 39.00 0.00 0.00 63.33 71.54 60.28 60.42 43.75 0.00 0.00 0.00 28.27 0.00 0.00 64.79 0.00 13.06 Pr 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 7.39 8.78 7.79 7.28 6.12 0.00 0.00 0.00 3.86 0.00 0.00 9.09 0.00 1.89 Nd 23.00 0.00 0.00 19.00 0.00 0.00 31.04 37.50 35.98 31.52 22.74 0.00 0.00 0.00 16.54 0.00 0.00 39.82 0.00 8.02 Sm 4.90 0.00 0.00 4.65 0.00 0.00 6.49 8.05 9.22 6.76 4.56 0.00 0.00 0.00 4.08 0.00 0.00 10.23 0.00 2.36 Eu 1.80 0.00 0.00 1.10 0.00 0.00 2.60 2.41 2.27 2.75 0.85 0.00 0.00 0.00 1.06 0.00 0.00 3.52 0.00 0.85 Gd 6.10 0.00 0.00 6.00 0.00 0.00 5.60 6.72 7.35 5.84 4.18 0.00 0.00 0.00 4.62 0.00 0.00 12.56 0.00 2.74 Tb 1.00 0.00 0.00 0.88 0.00 0.00 0.89 1.07 1.13 0.94 0.69 0.00 0.00 0.00 0.80 0.00 0.00 2.12 0.00 0.44 Dy 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.09 5.94 5.77 5.43 3.94 0.00 0.00 0.00 5.05 0.00 0.00 12.85 0.00 3.13 Ho 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.01 1.15 1.01 1.06 0.83 0.00 0.00 0.00 1.04 0.00 0.00 2.54 0.00 0.64 Er 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.77 3.09 2.59 2.90 2.42 0.00 0.00 0.00 3.07 0.00 0.00 7.25 0.00 1.91 Tm 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.43 0.48 0.39 0.44 0.38 0.00 0.00 0.00 0.47 0.00 0.00 1.22 0.00 0.31 Yb 2.10 0.00 0.00 1.80 0.00 0.00 2.65 2.89 2.42 2.75 2.35 0.00 0.00 0.00 2.94 0.00 0.00 6.94 0.00 1.91 Lu 0.26 0.00 0.00 0.24 0.00 0.00 0.40 0.43 0.36 0.41 0.34 0.00 0.00 0.00 0.40 0.00 0.00 1.02 0.00 0.28 Hf 2.60 0.00 0.00 2.30 0.00 0.00 2.93 2.92 2.87 1.87 2.42 0.00 0.00 0.00 2.18 0.00 0.00 1.18 0.00 1.31 Ta 0.83 0.00 0.00 0.60 0.00 0.00 1.17 0.83 2.72 1.17 0.91 0.00 0.00 0.00 0.47 0.00 0.00 1.65 0.00 0.21 W 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.60 2.05 3.70 2.05 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Pb 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 14.41 17.38 12.49 16.24 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Th 2.30 0.00 0.00 4.50 0.00 0.00 4.93 4.90 1.99 1.87 9.40 0.00 0.00 0.00 3.49 0.00 0.00 3.56 0.00 2.26 U 0.80 0.00 0.00 0.80 0.00 0.00 1.00 1.28 0.96 0.52 2.45 0.00 0.00 0.00 0.82 0.00 0.00 0.83 0.00 0.48 Nb/Ta 4.53 3.42 8.55 7.53 4.48 3.13 24.51 1.73 Nb/La 0.42 0.29 0.89 0.48 0.58 0.49 0.90 0.36 Ce/La 2.02 2.41 2.18 2.06 2.33 2.01 1.99 2.10 Ce/Yb 23.90 24.75 24.91 24.91 18.62 2.01 9.25 6.84 Tb/U 4.93 3.83 2.07 3.60 3.84 4.26 4.29 4.71
Bảng 4. Thành phần hóa học của các nguyên tố hiếm vết trong monzogabro đới Lô Gâm[Nguyễn Văn Thế và nnk, 1999] 1-monzogabro khối Tân Lĩnh; [Nguyễn Văn Thế và nnk, 1999]
2: Monzogabro khối Tích Cốc (Trần Tuấn Anh phân tích tại trƣờng ĐH Tổng hợp Vienna, CH áo) 3-monzogabro khối Sơn Đầu (Trần Quốc Hùng và nnk, 2010)
51
CHƢƠNG 5. NGUỒN GỐC VÀ
ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO CỦA MONZOGABRO ĐỚI LÔ GÂM 5.1.Nguồn gốc của các monzogabro
Như đã nêu ở trên, hàm lượng cao của các nguyên tố linh động như Sr, Rb, Ba và K thường là nét đặc trưng của bazan cung đảo. Mặt khác, trên biểu đồ chân nhện (hình 11) của các nguyên tố hiếm, vết của các khối có dạng một đường cong của magma kiểu cung đảo với dị thường âm tương đối khá rõ nét của Nb và Ta. Ngoài ra những tỷ lệ như Nb/Ta ở khối Tích Cốc (3,42-7,53), ở khối Sơn Đầu (3,13-4,48), ở tây Núi Chúa (1,73-24,51). Nb/La ở khối Tích Cốc (0,29-0,89), ở khối Sơn Đầu (0,49- 0,58), ở tây Núi Chúa (0,36-0,90). Ce/La ở khối Tích Cốc (2,02-2,18), ở khối Sơn Đầu (2,01-2,33), ở tây Núi Chúa (1,99-2,10). Ce/Yb ở khối Tích Cốc (21,97-24,91), ở khối Sơn Đầu (2,01-18,62), ở tây Núi Chúa (6,84-9,25). Rất cao của tỉ lệ Th/U ở khối Tích Cốc (2,07-4,93), ở khối Sơn Đầu (3,84-4,26), ở tây Núi Chúa (4,29-4,71). Mặt khác tỉ lệ thấp của Rb/Sr đều rất thấp, ở khối Tích Cốc (0,25-0,43), ở khối Sơn Đầu (0,30- 0,48), ở tây Núi Chúa (0,09-0,25) được tính toán từ số liệu của bảng 4 cho thấy các khối nghiên cứu gần gũi với các thành tạo có nguồn gốc manti. Tính chất này của các khối nghiên cứu còn được thể hiện khá rõ nét trên các hình 12 và hình 13. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc sử dụng hàm lượng của các nguyên tố vết cũng như đất hiếm để xác định vị trí cổ kiến tạo của các xâm nhập nghiên cứu phải được xem xét một cách thận trọng do hành vi phức tạp của các nguyên tố không tương thích, vì thế cần phải nghiên cứu theo nhiều góc độ chi tiết khác nhau, nhất là các tỉ lệ đồng vị. Cần chú ý rằng ở một số khối các tỉ lệ nêu trên khá biến động chứng tỏ các đá được hình thành từ magma bị hỗn nhiễm mạnh vật liệu vỏ.
Kết quả nghiên cứu chi tiết về thành phần vật chất của các đá gabro và monzogabro của các khối Tích Cốc, Tân Lĩnh, Sơn Đầu và tây Núi Chúa phân bố trong các cấu trúc Lô Gâm thuộc hệ thống uốn nếp đông bắc Việt Nam, cho thấy đây là những tổ hợp xâm nhập mafic - trung tính á kiềm khá đặc thù. Theo dấu hiệu về thành phần hóa học và địa hoá các nguyên tố hiếm và đất hiếm (tương đối giàu các nguyên tố đất hiếm nhẹ -LREE, nghèo Nb, Ta...), mang các đặc trưng khá rõ ràng của các thành tạo mafic thuộc loạt kiềm vôi. Mặc dù có những biến thiên khá rộng về hàm
52
Hình 13. Biểu đồ xác định bối cảnh hình thành các khối nghiên cứu theo tương quan Zr/Y với Zr của Pearce J. và Norry M. (1979).
Hình 14. Biểu đồ xác định bối cảnh hình thành các khối nghiên cứu theo tương
quan Hf/3-Th-Ta của của Wood (1980).
A – N.MOB
B – E.MOB
C – BAZAN KIỀM NỘI
MẢNG D - THELOIT 10 100 1000 1 10 20
A - W ithin Pla te B as alts B - I s la nd A r c B a s a lts C - M id Oc e a n R idg e B a s a lts A B C Zr Z r/ Y A B C D Th Ta Hf/3
53
Những nhận định ban đầu của chúng tôi cho rằng nguồn gốc hình thành của các khối khá tương đồng nhau, được minh chứng chủ yếu qua tính phù hợp về đặc điểm lượng các nguyên tố hiếm (trong đó bao gồm cả đất hiếm) song về tổng thể khá phù đặc điểm địa hóa của đới hút chìmphân bố nguyên tố hiếm-vết. Chúng đều là sản phẩm kết tinh từ các dung thể magma được phân dị từ magma có nguồn gốc manti nghèo song bị hỗn nhiễm bởi vật chất vỏ.
Mặc dù các đá monzogabro của khối Tích Cốc có những nét khá khác biệt về tổ hợp cộng sinh khoáng vật (có mặt hypersten, biotit cao Ti, thấp nhôm, giàu apatit...), tương đối khác về mặt địa hoá (cao titan, cao kiềm, giàu K, Cs, Pb, REE) song cũng thể hiện là các sản phẩm của hoạt động magma có đặc điểm địa hóa liên quan tới đới hút chìm (nghèo Nb, Ta, Zr, Hf). Ở khối Sơn Đầu cũng có những nét khác biệt tương tự. Tuy nhiên, sự đồng nhất về các đặc trưng địa hoá của các đá mafic và trung tính ở các khối nghiên cứu chứng tỏ chúng có mối liên quan về nguồn gốc, cơ chế phân dị magma có nguồn gốc manti bị hỗn nhiễm vật liệu vỏ có thể dùng để giải thích sự hình thành các đá gabro, gabromonzonit của các khối nghiên cứu này và được thể hiện khá rõ rệt ở sự tăng cao hàm lượng của Ba cũng như của tỷ lệ Ce/Yb
Một số khác biệt tương đối về các đặc điểm thành phần vật chất của các khối nghiên cứu có lẽ liên quan tới ảnh hưởng của môi trường đá vây quanh mà trong đó các đá nghiên cứu được kết tinh, hay nói một cách khác, nó liên quan tới ảnh hưởng của quá trình đồng hóa hỗn nhiễm và biến chất trao đổi xảy ra ngay trong lò magma.
Từ những điều trình bày trên về đặc điểm thành phần vật chất và nguồn gốc của các các khối nghiên cứu phân bố trong các cấu trúc Lô Gâm có thể đi đến nhận định rằng: mặc dù có những khác biệt ở những chi tiết này hoặc chi tiết khác, song về tổng thể chúng đều thể hiện là các sản phẩm phân dị từ những magma được hình thành với sự tham gia đáng kể của vật chất vỏ. Điều kiện đó (nghèo Nb, Ta, Zr...) khá phù đặc điểm địa hóa của đới hút chìm, Các đá monzogabro có nguồn gốc từ magma thành phần bazo thuộc lớp manti trên, chúng được hình thành trong quá trình phân dị tại buồng magma, hoặc bản thân magma đó có thành phần tương ứng với monzogabro.
54
5.2.Nhiệt độ - áp suất thành tạo của monzogabro
Theo những công bố của [Polyakov G.V, Trần Quốc Hùng và nnk, 1996]. Dựa trên tính toán về nhiệt độ kêt tinh của pyroxen theo các phương pháp của Wood, Banno (1973), Lindsley (1983) trên cơ sở tính toán nhiệt độ kết tinh của pyroxen theo thành phần hóa học của pyroxen, cho thấy khối Núi Chúa được kết tinh từ 1200o-850o. Cũng theo các tác giả này với những nghiên cứu gần đây đối với các đá ở đới nội tiếp xúc có nhiệt độ hình thành trong khoảng 750-840o và áp suất từ 2-3kbar (được tính toán theo chương trình Therocalc).
55
KẾT LUẬN
Từ các kết quả nghiên cứu nêu trên có thể rút ra một số kết luận như sau:
1. Các đá monzogabro ở các khối nghiên cứu có thành phần khoáng vật: pyroxen,
plagiocla, amphibol, biotit và chứa feslpat-k.
2. Các đá monzogabro,chúng đều thể hiện là các sản phẩm phân dị từ những magma được hình thành với sự tham gia đáng kể của vật chất vỏ. Điều kiện đó (nghèo Nb, Ta, Zr...) khá phù đặc điểm địa hóa của đới hút chìm, Các đá monzogabro có nguồn gốc từ magma thành phần bazo thuộc lớp manti trên, chúng được hình thành trong quá trình phân dị tại buồng magma, hoặc bản thân magma đó có thành phần tương ứng với monzogabro.
3. Về điều kiện thành tạo: với Khối Núi Chúa nhiệt độ hình thành trong khoảng 750-840o và áp suất từ 2-3kbar (được tính toán theo chương trình Therocalc).
56
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Tuấn Anh, Trần Trọng Hòa, (1996). “Hoạt động magma granitoit kiềm vôi
P-T thuộc rìa mảng lục địa Trường Sơn”. Địa chất – Tài nguyên, Nxb. KH&KT, tập 2, tr. 100-108.
2. Nguyễn Văn Chiển, Trịnh ích, Phan Trường Thị (1973), Thạch học, Nxb Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội
3. Nguyễn Văn Chiển, Trịch Ích, Phan Trƣờng Thị và nnk, 1999. Thạch học. NXB giao thông vận tải.
4. A.E. Dovjikov và nnk, 1965. Địa chất miền Bắc Việt Nam, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
5. Trần Quốc Hùng và n.n.k (1982), “Một số kiểu thành hệ magma xâm nhập ở Việt
Nam”, Thông báo khoa học, số 1, Viện KH Việt Nam, tr. 20-28, Hà Nội.
6. Trần Quốc Hùng (1984), “Về các thành tạo magma mafic và siêu mafic chứa
đồng- niken và triển vọng của nó ở Việt Nam”, Thông báo KH, số 2, Viện KH
Việt Nam, tr. 80-83, Hà Nội.
7. Trần Quốc Hùng, Bùi Ấn Niên, Hoàng Hữu Thành (1985), “So sánh thành phần
vật chất và tính chứa quặng các đá xâm nhập siêu mafic đới Sông Mã”, Những vấnđề thạch luận và khoáng sản, Viện các KH về TĐ, tr.11-18, Hà Nội.
8. Trần Quốc Hùng và nnk, 1986. “Những tài liệu mới về khoáng hóa và tính phân lớp - phân dị khối Núi Chúa”. Thông báo Khoa học Viện Khoa học Việt Nam, T(2). Lưu trữViện KH&CN Việt Nam
9. Trần Quốc Hùng, Bùi Ấn Niên, Hoàng Hữu Thành (1985), “Đặc điểm thạch học
và nguồn gốc đá xâm nhập siêu mafic đới Sông Mã”, Tạp chí các KH về TĐ, 7(1),tr. 6-11, Hà Nội.
10. Trần Quốc Hùng, Bùi Ấn Niên, Hoàng Hữu Thành (1985), “Triển vọng đồng, niken và kim loại quý liên quan với các thành tạo mafic, siêu mafic ở Việt Nam”,
Tạpchí các KH về TĐ, 7(1), tr. 23-25, Hà Nội.
11. Trần Quốc Hùng, Poliakov G.V, Hoàng Hữu Thành (1986), “Những tài liệu mới
về khoáng hoá và tính phân dị- phân lớp khối Núi Chúa”, Thôngbáo khoahọc, Viện KHVN, số 2, tr. 54- 59, Hà Nội.
57
12. Trần Quốc Hùng và n.n.k (1986), Vấn đề thạch luận và khoáng sản một số phức hệ magma xâm nhập ở miền Bắc Việt Nam, Báo cáo KH (1981-1985), 291 trang, lưu trữ viện ĐC, Trung tâm KHTN và CNQG, Hà Nội.
13. Trần Quốc Hùng và n.n.k (1994), “Các thành tạo mafic-siêu mafic MZ-KZ TBVN và khoáng sản liên quan”, Hội thảo KH đề tài KT.01.04, lưu trữ Viện ĐC,Trung tâm KHTN và CNQG, tr. 50-57, Hà Nội.
14. Trần Quốc Hùng (1996), “Về các đá gabroit có triển vọng liên quan đến quặng
sắt, titan trên lãnh thổ Việt Nam”, Địa chất tài nguyên, tập 1, nxb KH và KT, tr. 124-132, Hà Nội.
15. Trần Quốc Hùng, Trần Trọng Hòa, 2009. Báo cáo tổng kết đề tài hợp tác Việt – Nga “Thạch luận và điều kiện địa động lực hình thành các thành tạo phân lớp lherzolit – vebsterit – gabrononit và mononitoit liên quan với chúng”. Lưu trữ Viện Địa chất, Viện KH&CN Việt Nam, Hà Nội.
16. Trần Quốc Hùng và nnk, 2010. Vấn đề thạch luận và tuổi hình thành các đá gabroit cao kiềm trong khối Sơn Đầu và phía Tây Núi Chúa. Tạp chí Các Khoa học về Trái Đất.T(32), số 3, tr.18- 25
17. Trần Trọng Hoà và n.n.k (1996), “ Một số kết quả nghiên cứu mới về các đá cao magi-kiềm Tây Bắc Việt Nam”, Tạp chí các KH về TĐ, 18(3), Hà Nội.
18. Trần Trọng Hoà (1996), “Hoạt động magma Mezozoi- Kainozoi. Thành phần vật
chất, điều kiện thành tạo và tiềm năng khoáng sản”, Tạp chí các KH về TĐ, số