5.1.1.1. Đặc điểm thạch học
Khảo sát thực địa cho thấy, các thành tạo phức hệ Vân Canh có thành phần thạch học gồm: tonalit, granodiorit, granit, granosyenit (Đào Đình Thục, Huỳnh
Trung,1995).
Các đá của phức hệ được chia ra 3 pha xâm nhập và pha đá mạch :
Pha 1 : tonalit, granodiorit biotit hạt vừa
Pha 2 : granit, granosyenit biotit hạt vừa - lớn
Pha 3 : granit, granosyenit biotit hạt nhỏ.
Pha đá mạch : granit aplit, granosyenit porphyr, pegmatit.
Granitoid Vân Canh là loại granit sặc sỡ về màu sắc, chúng có rất nhiều màu khác nhau: hồng, xám phớt hồng, xám phớt vàng, vàng với đặc trưng là felspat
29
kali nổi như những ban tinh với màu chủ yếu là đỏ, hồng, vàng. Thạch anh cũng có dạng hạt đều, màu xám, ám khói rất đặc trưng. Thành phần khoáng vật đặc trưng là : plgiocla, felspat kali, thạch anh, biotit, hornblend. Khoáng vật phụ đặc trưng : ortit, cyrtolit, fluorit, tantalit, magnetit, sphen, apatit, zircon, rutin, ilmenit. Điều đáng lưu ý nhất của granitoid Vân Canh là chúng chứa fluorit, ở granit bình thường của phức hệ hàm lượng F khá cao (1150 ppm). Khi tập trung hơn có thể tạo thành mỏ (như ở Bồng Sơn, Chư Pứ), điều này rất thường thấy trong granit kiểu A. Trong khi đó sự có mặt của các khoáng vật phụ magnetit, ilmenit và sphen lại làm cho chúng mang tính chất trung gian giữa I và S granit.
5.1.1.2. Đặc điểm khoáng vật học
Thành phần khoáng vật chủ yếu của các đá granitoid phức hệ Vân Canh là thạch anh, feldspat kali, plagiocla, khoáng vật thứ sinh là biotit, horblend, các khoáng vật phụ gồm có sphen, ziacon, apatit…đặc điểm và thành phần của chúng sẽ được trình bay dưới đây.
Felspat-Klà orthocla (Or= 97,10-98,10%, hình 5.1 và bảng 5.1) dạng tấm, hạt nữa tự hình, kích thước lớn, chiếm tỷ lệ lớn trong đá,không màu dưới 1 nikon và có màu xám, xám bẩn, mờ đục do bị kaolin hóa không đều dưới 2 nikon. Felspat đã bị biến đổi một phần thành pelit hóa. Cấu tạo kiểu pectit (là những bao thể hình giun của plagiocla nằm trong felspat) thay thế tạo thành những tia mạch ngoằn ngèo thay thế orthocla(ảnh 5.1, 5.2, 5.3, 5.5). Ngoài ra còn gặp một số cấu tạo pectit kiểu tăng trưởng gồm các dải nhỏ albit phát triển không đều trong felspat kali. Trong orthoclas thường chứa và gặm mòn trao đổi thay thế ven rìa các khoáng vật plagioclas.
Plagioclas trong đá granitoid phức hệ Vân Canh chủ yếu làoligoclase - albit (Ab chiếm 89,60-92,70% , hình 5.1 và bảng 5.2) khá tự hình, có dạng song tinh liên phiến, dạng tấm. Plagioclagồm hai thế hệ, chiếm tỷ lệ khá lớn trong đá.
30
Plagioclas thế hệ 1, chiếm 85-90% có dạng lăng trụ ngắn hoặc lăng trụ kéo dài, kích thước thay đổi từ 0,2x0,5 mm đến 1,3x3 mm. Plagioclas có cấu tạo song tinh đa hợp thanh nét đến thô không đều, và chủ yếu là oligioclas. Một số hạt bị bao quanh trong felspat kali và bị gặm mòn thay thế ven rìa. Đôi khi quan sát thấy được kiểu kiến trúc mirmekit với các bao thể thạch anh hình giun nằm ở rìa các hạt plagioclas. Plagioclas 1 thường bị sericit hóa không đều(ảnh 5.4, 5.5, 5.6).
Plagioclas thế hệ 2 chiếm khoảng 10-15% là albit của cấu tạo pectit với những đốm nhỏ và dải mạch nhỏ không đều, có dạng lăng trụ ngắn, kích thước nhỏ và ít bị biến đổi, phân bố không đều trong các đá. Plagioclas 2 thường nằm chen lẫn giữa các ranh giới khoáng vật orthoclas và thay thế chúng(ảnh 5.3).
Thạch anh:Cũng gồm 2 thế hệ dạng tha hình, chiếm tỷ lệ lớn trong đá. Không màu dưới 1 nikon và có màu trắng sáng, trắng đục và trắng sữa dưới 2 nikon, còn có kiểu giao thoa tắt sáng dạng lượn sóng.
Thạch anh thế hệ 1 chiếm khoảng 90-95%, dạng hạt đa hình, ranh giới không đều, kích thước từ trung bình đến lớn, có màu giao thoa bậc 1 là màu xám vàng bậc 1 (ảnh 5.6).
Thạch anh thế hệ 2 chiểm tỷ lệ nhỏ trong đá, là những thể hình giun trong kiến trúc mirmekit và một số khác là những tập thể tha hình, đa hình, có kích thước nhỏ nằm xen dọc theo ranh giới hoặc theo các khe nứt của felspat kali và thạch anh thế hệ 1.
Biotit:Có dạng tấm, dạng vảy, dạng kim que, kích thước từ nhỏ cho đến trung bình. Dưới 1 nikon thể hiện tính đa sắc rất rõ từ màu nâu nhạt đến đậm, có màu giao thoa cao nhất xanh vàng dưới 2 nikon. Biotit thường bị clorit hóa, muscovit hóa và sắt hóa ven rìa hoặc dọc theo các khe cát khai (ảnh 5.1, 5.5). Trong biotit chứa các khoáng vật như sphen, ziacon, apatit và quặng. Biotit được phân tích trên máy microsond(EPMA), có độ titan cao (TiO2 = 2,78- 4.16%), hàm lượng nhôm (Al2O3 = 13,69-14,41%), và cao sắt (FeO = 27,83-28,19%). Trên biểu đồ
31
(hình 5.2)tương quan AlIV – Fe/Fe +Mg, biotit trong granitoid phức hệ Vân Canh có thành phần tương ứng với phần cuối các minal annit-siderophyllite.
Muscovit: rất ít khi gặp trong đá granitoid phức hệ Vân Canh, có dạng vảy nhỏ. Chúng không màu dưới 1 nikon và có màu giao thoa bậc cao.
Sphen: là dạng hình thoi khá tự hình, kích thước nhỏ. Màu phớt xám dưới một nikon và màu giao thoa bậc cao là vàng phớt hồng dưới hai nikon. Sphen đá số phân bố trong các tấm biotit, một số nằm trong felspat kali.
Zircon: có dạng lăng trụ nhỏ kéo dài, kích thước nhỏ. Không màu dưới 1 nikon và có màu giao thoa bậc cao dưới 2 nikon, chúng thường nằm trong các tấm biotit và thường có riềm phòng xạ đậm xung quanh.
Apatit: là tinh thể có dạng lăng trụ nhỏ kéo dài, đẳng thước, kích thước nhỏ. Apatit không màu dưới 1 nikon và có màu giao thoa bậc thấp là xám tối bậc 1, nằm trong các tấm biotit.
Khoáng vật quặng: bao gồm các hạt đẳng thước, tha hình, có màu đen, kích thước từ nhỏ đến trung bình, thường tạo thành các đám ổ trong các tấm biotit hoặc phân bố tại ranh giới các khoáng vật felspat kali và plagioclas.
32
Hình 5.1. Biểu đồ phân loại felspat-k và plagiocla trong granitoid phức hệ Vân Canh
33 KHM TA 32/10-1 TA 32/10-2 TA 32/10-3 TA 32/10-4 SiO2 64.75 65.18 65.51 65.37 TiO2 0.00 0.00 0.00 0.00 Al2O3 17.76 18.06 18.14 18.08 FeO 0.08 0.07 0.07 0.03 MnO 0.01 0.02 0.02 0.02 MgO 0.02 0.01 0.02 0.01 CaO 0.02 0.03 0.04 0.02 Na2O 0.27 0.30 0.23 0.19 K2O 16.70 16.33 15.70 15.58 TOTAL 99.61 100.00 99.73 99.30 Si 12.05 12.05 12.08 12.10 Al 3.89 3.93 3.94 3.94 Fe2 0.01 0.01 0.01 0.01 Mg 0.01 0.00 0.01 0.00 Ca 0.00 0.01 0.01 0.00 Na 0.10 0.11 0.08 0.07 K 3.97 3.85 3.70 3.68 Ab 2.40 2.70 2.20 1.80 An 0.10 0.20 0.20 0.10 Or 97.50 97.10 97.60 98.10
Bảng5.1. Thành phần hóa học của feldspat kali trong đá granitoid phức hệ Vân Canh(ghi chú: Mẫu phân tích tại Viện Địa Chất-Khoáng vật học Novosibrik, kết quả theo đề tài
thuộc quỹ NAFOSTED, mã số 105.06.76.09)
SAMPLE TA 32/10-5 TA 32/10-6 TA 32/10-7 TA 32/10-8 SiO2 66.96 67.31 67.35 67.20 TiO2 0.00 0.00 0.00 0.00 Al2O3 20.23 20.11 20.62 20.63 FeO 0.05 0.02 0.01 0.07 MnO 0.01 0.02 0.00 0.00 MgO 0.01 0.00 0.01 0.01 CaO 1.49 1.29 1.45 1.86 Na2O 10.75 10.13 10.02 9.62 K2O 0.14 0.12 0.16 0.14 TOTAL 99.64 99.00 99.62 99.53 Si 11.78 11.87 11.81 11.79
34 Al 4.19 4.18 4.26 4.26 Fe2 0.01 0.00 0.00 0.01 Mg 0.00 0.00 0.00 0.00 Ca 0.28 0.24 0.27 0.35 Na 3.67 3.46 3.41 3.27 K 0.03 0.03 0.04 0.03 Ab 92.20 92.70 91.70 89.60 An 7.10 6.50 7.30 9.60 Or 0.80 0.70 1.00 0.80
Bảng 5.2. Thành phần hóa học của plagiocla trong đá granitoid phức hệ Vân Canh (ghi chú: Mẫu phân tích tại Viện Địa Chất-Khoáng vật học Novosibrik, kết quả theo đề tài
thuộc quỹ NAFOSTED, mã số105.06.76.09 )
SAMPLE TA 32/10-1 TA 32/10-2 TA 32/10-3 TA 32/10-4 SiO2 34.85 34.50 34.53 34.35 TiO2 4.04 2.78 4.16 3.42 Al2O3 13.87 14.41 13.76 13.69 Cr2O3 0.00 0.01 0.00 0.01 FeO 27.86 27.99 27.83 28.19 MnO 0.97 0.99 1.00 1.04 MgO 3.41 3.61 3.55 3.74 CaO 0.01 0.05 0.01 0.08 Na2O 0.14 0.13 0.13 0.16 K2O 9.21 9.12 9.08 9.13 F 0.47 0.50 0.42 0.49 Cl 0.11 0.13 0.15 0.13 TOTAL 94.94 94.22 94.62 94.43 O_F_Cl 0.22 0.24 0.21 0.24 Si 5.91 5.91 5.88 5.89 AlIV 2.09 2.09 2.12 2.11 AlVI 0.69 0.81 0.64 0.65 Ti 0.52 0.36 0.53 0.44 Fe2+ 3.95 4.01 3.97 4.04 Cr 0.00 0.00 0.00 0.00 Mn 0.14 0.14 0.14 0.15 Mg 0.86 0.92 0.90 0.96 Ca 0.00 0.01 0.00 0.02
35 Na 0.05 0.04 0.04 0.05 K 1.99 1.99 1.97 2.00 CATIONS 16.20 16.29 16.21 16.31 CF 0.50 0.54 0.45 0.53 CCL 0.06 0.08 0.09 0.08 O 24.00 24.00 24.00 24.00 Fe_FeMg 0.82 0.81 0.81 0.81 Mg_FeMg 0.18 0.19 0.19 0.19
Bảng 5.3. Thành phần hóa học của biotit trong đá granitoid phức hệ Vân Canh (ghi chú: Mẫu phân tích tại Viện Địa Chất-Khoáng vật học Novosibrik, kết quả theo đề tài thuộc
36
Ảnh 5.1. K- Feldspat có màu xám sẫm, dạng tấm, kích thước lớn. Biotit có màu nâu đậm, vàng nâu, có dạng tấm nhỏ (ảnh dưới 2 nikon và 1 nikon,mẫu Ta 34-1/10).
Ảnh 5.2. K- feldspat sẫm màu, dạng tâm, kích thước lớn, chúng bị pelit hóa mạnh (ảnh dưới 2 nikon và 1 nikon, mẫu Ta 37/10)
37
Ảnh 5.3. K-feldspat bị phythit hóa (là những bao thể hình giun của plagiocla nằm trong felspast) (ảnh dưới 2 nikon và 1 nikon,mẫu Ta 31-2/10).
Ảnh 5.4. Plagiocla có dạng song tinh liên phiến, bị sericit hóa (ảnh dưới 2 nikon và 1 nikon,mẫu Ta 32-1/10).
38
Ảnh 5.5.Plagiocla dạng song tinh liên phiến, bị sericit hóa ở rìa. Biotit màu nâu đỏ, vàng nhạt, gặm mòn plagiocla. K- Feldspat có màu xám sẫm, dạng tấm, kích thước lớn (dưới
2 nikon và 1 nikon, mẫu Ta32/10).
Ảnh 5.6.Plagiocla bị sericit hóa hoàn toàn và gặm mòn biotit. Biotit có màu vàng nhạt, nâu nhạt dưới 1 nikon. Thạch anh có màu trắng sáng, trắng đục (dưới 2 nikon và 1
39
5.1.2. Đặc điểm thạch địa hóa của granitoid phức hệ Vân Canh 5.1.2.1. Đặc điểm địa hóa của các nguyên tố chính 5.1.2.1. Đặc điểm địa hóa của các nguyên tố chính
Hàm lượng các nguyên tô chính trong đá granitoid phức hệ Vân Canh có hàm lượng SiO2 = 68,77 – 75,75% (bảng 5.4, hình 5.3), nằm trong trường granit và granit kiềm. Hàm lượng tổng kiềm cao (Na2O + K2O = 6,64-8,63%), tỷ lệ K2O/Na2O > 1.
Xét thành phần hóa học của granitoid phức hệ Vân Canh trên các biểu đồ tương quan giữa hàm lượng SiO2 và các oxit chính (hình 5.5) có thể thấy các đá granitoid của phức hệ Vân Canh đặc trưng bởi hàm lượng nhôm cao (Al2O3 = 12,9 – 14.8%), hàm lượng magie thấp (MgO = 0,01-0,06) và hàm lượng TiO2 dao động trong khoảng 0,12-0,39%, hàm lượng Fe2O3 = 0,81-3,18%, nhưng hàm lượng của CaO dao động lớn từ 0,37-2,18% (bảng 5.4) và chúng tăng lên khi hàm lượng SiO2 giảm.. Tuy nhiên, khi SiO2 tăng lên Na2O và K2O không đổi nên đá granit kiềm có tính ổn định cao. Đá granitoid phức hệ Vân Canh thuộc loại cao kali và chúng bão hòa nhôm (ASI > 1) Al*= 1,37-1,57 (bảng 5.4, hình 5.4).
40
Hình 5.3. Biểu đồ phân loại SiO2 –Na2O + K2O (của Cox và nnk. (1979))trong đá granitoid phức hệ Vân Canh(Mẫu còn lại của Nguyễn Xuân Bao, 2001)
Hình 5.4. biểu đồ ANK-ACNK phân chia tổ hợp granitoid Vân Canh(Mẫu còn lại của Nguyễn Xuân Bao, 2001)
41
42
Bảng 5.4. Thành phần nguyên tố chính (%) của các đá granitoid phức hệ Vân Canh(trong đó các mẫu ZAC3**, ZAC4**, ZAC5**, ZAC6**, ZAC8**, ZAS8**được phân tích ở Hàn Quốc, 79VMM62* được "*" phân tích ở Mỹ (Nguyễn Xuân Bao
và nnk., 2002),; mẫu TA32/10; TA34-1/10; TA 37/10; TA38/10 được phân tích tại Viện Địa Chất-Khoáng vật học Novosibrik, kết quả theo đề tài thuộc quỹ NAFOSTED, mã số 105.06.76.09).
sample SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 Loi Total ASI Na2O+K2O K2O/Na2O
TA32/10 75.75 0.12 13.35 1.3 0.03 0.1 0.84 3.05 5.33 0.02 0.51 100.39 1.45 8.38 1.75 TA34-1/10 74.19 0.29 13.36 2.19 0.06 0.42 1.34 2.87 4.96 0.09 0.69 100.45 1.46 7.83 1.73 TA37/10 72.83 0.21 14.72 1.59 0.01 0.33 1.68 2.77 5.04 0.05 1.1 100.34 1.55 7.81 1.82 TA.38/10 69.94 0.37 14.76 2.89 0.03 0.76 1.94 2.85 5.59 0.11 1.28 100.52 1.42 8.44 1.96 ZAC3** 72.83 0.14 12.8 1.54 0.03 0.05 0.37 2.99 5.43 0.03 4.3 100.51 1.46 8.42 1.82 ZAC4** 71.22 0.19 14.08 1.92 0.04 0.13 0.64 3.24 5.39 0.04 3.4 100.29 1.52 8.63 1.66 ZAC5** 69.28 0.42 13.15 3.12 0.06 0.66 1.82 2.93 4.4 0.1 2.8 98.74 1.44 7.33 1.50 ZAC6** 72.67 0.3 13.87 2.21 0.04 0.44 1.17 3.05 5.41 0.07 1.2 100.43 1.44 8.46 1.77 ZAC8** 68.77 0.39 13.39 3.18 0.06 0.55 1.22 3.01 4.87 0.12 4.3 99.86 1.47 7.88 1.62 ZAS4** 72.12 0.27 12.86 2.35 0.06 0.51 1.68 2.9 4.3 0.07 2.1 99.22 1.45 7.2 1.48 ZAS8** 75.84 0.08 12.79 1.13 0.05 0.1 0.74 3.36 4.78 0.02 1.02 99.91 1.44 8.14 1.42 97VM62* 71.5 0.36 13.7 0.81 1.8 0.04 0.51 2.07 2.93 5.01 0.07 1.05 99.85 1.37 7.94 1.71
43
5.1.2.2. Đặc điểm địa hóa của nguyên tố vết
Các kết quả của địa hóa nguyên tố vết, nguyên tố đất hiếm thuộc các đá granitoid phức hệ Vân Canh được trình bày trong (bảng 5.5). Hàm lượng các nguyên tố Rb = 169-671ppm, Zr = 35-163ppm, Nb= 7-22ppm, La= 15,22- 89,20ppm, Th = 18,29-40,88ppm, U= 1,47-43,67ppm. Các đánghèo Ba = 178,60- 740ppm, có hai mẫu ZAS8 và TS17A rất nghèo Ba (Ba= 51ppm), Sr = 107- 817ppm, có mẫu TA32/10 =52,63ppm, mẫu ZAC3** = 77ppm, mẫu ZAS8**=39ppm nghèo, P, Ti được thể hiện rõ trên biểu đồ đa nguyên tố chuẩn hóa theo thành phần manti nguyên thủy (hình 5.8).
Trên biểu đồ tương quan giữa các TiO2, Rb, Nb Th, La, Yb với Zr (hình 5.6), có thể thấy khi hàm lượng của Zr tăng lên thì hàm lượng của TiO2, Nb, La, Yb giảm. hàm lượng của Th tăng rõ ràng, trong khi hàm lượng của Rb có tăng nhưng không được rõ.
Trên biểu đồ (hình 5.7) tương quan giữa các nguyên tố không tương thích, khi hàm lượng SiO2 tăng lên hàm lượng của các nguyên tố Sr, La, Eu, Nb giảm xuống và Th, Zr có xu hướng tăng lên. Nhưng hàm lượng Yb vẫn ổn định, không bị ảnh hưởng khi SiO2 tăng.Theo biểu đồ chuẩn hóa các nguyên tố đất hiếm trong đá granitoid phức hệ Vân Canh (hình 5.8) có thể thấy hàm lượng giữa đất hiếm nặng và đất hiếm nhẹ có độ dốc thoải (La/Yb)N=1,21-30,1), ∑REE = 157,38-361,76, nhưng lại có dị thường Eu âm mạnh (Eu/Eu*=0,01-0,7), chứng tỏ rằng các đá có thể bị nhiễm vật chất vỏ, với dị thường âm Eu đặc trưng cho loại granitoid loạt kiềm-vôi, khá giống với rhyolit Mang Yang (La/Yb)N =4,91-7,16, Eu/Eu* = 0,58- 0,60(hình 5.8).
Trên biểu đồ đa nguyên tố chuẩn hóa theo manti nguyên thủy trong đá granitoid phức hệ Vân Canh (hình 5.8), thể hiện dị thường âm của Ba cao đạt từ 178,6÷1,96ppm;Ta và Nb thấp hàm lượng Ta = 0,07÷2,7ppm, Nb = 0,1÷28,4ppm, Ti và Sr.Đặc điểm phân bố nguyên tố hiếm này khá tương đồng với các thành tạo magma granitoid thuộc giai đoạn tạo núi muộn.
44
Trong quá trình nghiên cứu đá granitoid phức hệ Vân Canh, có những nét riêng biệt khác với đá granitoid Phan Si Pan từ thành phần thạch học đến địa hóa hoc như: Granitoid Vân Canh Na2O + K2O = 7,2 ÷ 8,63; K2O/Na2O > 1 (K2O/Na2O = 1,42÷ 1,96), đá ở Phan Si Pan có Na2O + K2O = 8,55 ÷ 9,99; K2O/Na2O > 1 (K2O/Na2O = 1,31÷2,57) chứng tỏ chúng đều thuộc loại granit kiềm, loạt kiềm vôi cao kali. Nhưng chỉ số bão hòa nhôm của đá granitoid Vân Canh ASI = 1,37÷1,55 có tính giữa I-granit va S-granit. Hàm lượng Ba cao (Ba =178,6÷790,9ppm) khátương đồng với việc giàu K-feldspat trong thành phần khoáng vật. Dị thường âm Eu (Eu =0,05÷1,63ppm) cho thấy chúng bị nhiễm vật chất vỏ trong quá trình hình thành magma. Tuy nhiên chúng khác nhau về bối cảnh kiến tạo, đá granitoid Vân Canh có hàm lượng Ta, Nb thấp (Ta = 0,07÷2,7ppm, Nb=0,1÷28,4ppm) dị thường âm liên quan đến các đới hút chìm (hình 5.10). Tuổi (140 9) - (191 1)[theo Huỳnh Trung và Phan Thiện], liên quan đến kiến tạo Indosini.
45
46
Hình 5.7. Biểu đồ tương quan các nguyên tố không tương thích trong đá granitoid phức hệ Vân Canh
47
Hình 5.8.biểu đồ chuẩn hóa các nguyên tố đất hiếm trong đá granitoid phức hệ Vân Canh và biểu đồ chuẩn hóa nguyên tố thành phần mantle nguyên thủy (theo Sun Mc
48
Bảng 5.5. Thành phần nguyên tố hiếm vết (%) của các đá granitoid phức hệ Vân Canh [Phòng Thạch luận và Sinh khoáng, Viện Địa chất, Viện Hàn lâm và Khoa học Việt Nam (trong đó các mẫu ZAC3**, ZAC4**, ZAC5**, ZAC6**, ZAC8**, ZAS8**được phân tích ở Hàn Quốc, 79VMM62* được "*" phân tích ở Mỹ; Mẫu ryolit Mang Yang DL510 VÀ DL509 Trần