Vấn đề thạch luận và tuổi hình thành các đá Gabroit cao kiềm trong khối sơn đầu và phía Tây núi chúa

32(1), 8-17

T¹p chÝ C¸c khoa häc vÒ tr¸i ®Êt

3-2010

vÊn ®Ò th¹ch luËn vµ tuæi h×nh thµnh

c¸c ®¸ gabroit cao kiÒm

trong khèi S¬n §Çu vµ phÝa T©y Nói Chóa

TrÇn Quèc Hïng, G.V. Poliyakov, P.A. Shelepaev, TrÇn Träng Hßa,

Ng« ThÞ Ph−îng, P.A. Balykin, A.E. Izokh, Bïi Ên Niªn, P.V. Sukhorukov

i. Më ®Çu

(250,4 tr.n) gÇn nh− ®ång thêi víi khèi Nói Chóa.

Chóng t«i ®· sö dông ph−¬ng ph¸p m« h×nh hãa

qu¸ tr×nh kÕt tinh träng lùc dung thÓ magma khèi

Nói Chóa ®Ó luËn gi¶i sù h×nh thµnh c¸c biÕn lo¹i

®¸ nªu trªn.

C¸c x©m nhËp ph©n líp - ph©n dÞ gabro - peridotit

thuéc phøc hÖ Nói Chóa ph¸t triÓn réng r·i ë miÒn

B¾c ViÖt Nam. Tr−íc ®©y c¸c khèi nµy ®−îc xÕp

cïng víi granit vµo lo¹t B¶n Xang - Phia Bioc cã

tuæi Trias muén [2, 3, 11]. Thuéc ®Þa phËn §«ng B¾c

ViÖt Nam xÕp vµo phøc hÖ Nói Chóa cã c¸c khèi Nói

Chóa, Khao QuÕ, Nói Hång, Khao Cu«n, S¬n §Çu,

Cæ L·m, trong ®ã Nói Chóa lµ khèi lín nhÊt cã diÖn

lé tíi 60 km²n»m trong diÖn tÝch cña hai huyÖn §¹i

Tõ vµ Phó L−¬ng cña tØnh Th¸i Nguyªn. §Æc ®iÓm

thµnh phÇn vËt chÊt vµ triÓn väng kho¸ng hãa Cu-Ni,

titan platin liªn quan ®· ®−îc m« t¶ kü trong c¸c c«ng

tr×nh nghiªn cøu tr−íc ®©y [6-8, 12, 15].

ii. §Æc ®iÓm ®Þa chÊt th¹ch häc

Ngoµi c¸c khèi lín thuéc phøc hÖ Nói Chóa ®·

®−îc nghiªn cøu nh− Nói Chóa, Khao QuÕ, Tri

N¨ng, Yªn Chu, ë khu vùc phÝa t©y khèi Nói Chóa

ph¸t hiÖn mét sè khèi x©m nhËp vÖ tinh nhá cÊu t¹o

tõ c¸c ®¸ chøa biotit h¹t nhá cã ®é base trung b×nh.

Cho ®Õn nay c¸c thµnh t¹o nµy vÉn ch−a ®−îc

nghiªn cøu vÒ c¸c ®Æc ®iÓm th¹ch häc vµ ®Þa hãa.

Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi theo "NghÞ

®Þnh th−" vµ ®Ò tµi hîp t¸c víi Quü nghiªn cøu c¬

b¶n ViÖn Hµn l©m Khoa häc Liªn bang Nga chóng

t«i ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu t−¬ng ®èi kü mét trong

nh÷ng khèi x©m nhËp nªu trªn ®ã lµ khèi S¬n §Çu.

Khèi cã diÖn tÝch lé kho¶ng 8 km²n»m c¸ch khèi

Nói Chóa 20 km vÒ phÝa b¾c, còng nh− mét sè thÓ

nhá h¬n ë phÇn tiÕp xóc ngoµi phÝa t©y khèi Nói

Chóa. Chóng t«i ®· tiÕn hµnh kh¶o s¸t tû mû theo

lé tr×nh däc, c¾t qua khèi S¬n §Çu t¹i khu vùc Phó

Ninh, B¶n Lµ (h×nh 1). T¹i ®©y, chóng t«i ®· thu

thËp mÉu tõ c¸c biÕn lo¹i ®¸ kh¸c nhau ®Ó nghiªn

cøu ®Æc diÓm thµnh phÇn vËt chÊt, tuæi vµ quÆng

hãa liªn quan víi khèi. §Ó tiÖn cho viÖc so s¸nh vµ

t×m ra mèi liªn quan gi÷a khèi Nói Chóa víi c¸c

x©m nhËp nhá nªu trªn, ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu bæ

sung phÇn phÝa t©y vµ t©y b¾c khèi Nói Chóa. C¸c

kÕt qu¶ thu ®−îc vÒ ®Æc ®iÓm ®Þa hãa - kho¸ng

vËt, ®iÒu kiÖn h×nh thµnh vµ tuæi cña khèi S¬n

§Çu vÒ c¬ b¶n x¸c nhËn nh÷ng quan ®iÓm tr−íc

®©y vÒ khèi Nói Chóa nãi riªng vµ vÒ phøc

hÖ Nói Chóa nãi chung. §ã lµ møc ®é

Tuy nhiªn nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu gÇn ®©y cho

mét sè tµi liÖu míi vÒ ®Æc ®iÓm thµnh phÇn vËt chÊt

vµ tuæi h×nh thµnh c¸c khèi nªu trªn. Trong ®ã, khèi

Nói Chóa ®−îc h×nh thµnh sím h¬n nhiÒu so víi c¸c

sè liÖu nghiªn cøu tr−íc ®©y. Tuæi cña gabronorit

x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p SHRIMP theo zircon lµ

251 tr.n [14], t−¬ng øng víi tuæi Permi muén.

Trong bµi b¸o nµy chóng t«i giíi thiÖu c¸c kÕt

qu¶ nghiªn cøu míi vÒ th¹ch - ®Þa hãa vµ tuæi tuyÖt

®èi liªn quan ®Õn khèi Nói Chóa nh»m lµm s¸ng tá

®iÒu kiÖn thµnh t¹o vµ kho¸ng hãa liªn quan víi

chóng. Quan träng nhÊt lµ c¸c ®¸ gabroit cao kiÒm,

silic, titan vµ thÊp magie phæ biÕn ë khèi S¬n §Çu

vµ phÇn phÝa t©y cña khèi Nói Chóa cã thµnh phÇn

t−¬ng øng víi c¸c ®¸ monzogabro vµ monzodiorit.

C¸c ®¸ nµy chóng t«i xÕp vµo nhãm monzonitoit. §©y

lµ nhãm ®¸ trung gian g÷a hai nhãm ®¸ syenitoit vµ

gabroit, hoÆc diorritoit ; chóng cã thµnh phÇn th¹ch

häc còng nh− ®Þa hãa kh¸c h¼n víi c¸c ®¸ mafic -

siªu mafic thuéc seri ph©n líp - ph©n dÞ cña khèi

Nói Chóa, nh−ng cã tuæi h×nh thµnh khèi S¬n §Çu

8

Chó gi¶i

C¸c thµnh t¹o Mesozoi

C¸c thµnh t¹o Paleozoi

Phøc hÖ Phia O¾c

Phøc hÖ Nói Chóa

§iÓm lÊy mÉu

vµ ký hiÖu mÉu

§iÓm kho¸ng ho¸ Ti

§−êng

§øt gÉy

H×nh 1. S¬ ®å ®Þa chÊt khèi S¬n §Çu vµ phÝa t©y khèi Nói Chóa

®é vµ ®Æc ®iÓm ph©n líp - ph©n dÞ cña khèi, thµnh

phÇn magma ban ®Çu, còng nh− ®Æc ®iÓm ®Þa hãa -

quÆng vµ tiÒm n¨ng kho¸ng hãa liªn quan.

mû vµ thu thËp c¸c mÉu kh¸c nhau. KÕt qu¶ nghiªn

cøu cho thÊy c¸c ®¸ monzogabro vµ monzodiorit

n»m xen kÑp nhau víi bÒ dÇy mçi biÕn lo¹i ®¸ tõ

20 m ®Õn 30 m. Nh− vËy, qua hai ®ît kh¶o s¸t cho

thÊy khèi S¬n §Çu cã thµnh phÇn th¹ch häc kh¸

®¬n gi¶n, tham gia cÊu t¹o khèi chØ cã hai lo¹i ®¸

chÝnh lµ monzogabro vµ monzodiorit h¹t nhá. D−íi

®©y, chóng t«i m« t¶ tû mû h¬n hai biÕn lo¹i ®¸

chÝnh nªu trªn.

Nghiªn cøu c¸c l¸t máng cho thÊy khèi S¬n §Çu,

còng nh− c¸c khèi nhá kh¸c ë phÇn phÝa t©y khèi Nói

Chóa cã thµnh phÇn th¹ch häc kh¸ ®¬n gi¶n, chóng

cÊu thµnh chñ yÕu tõ c¸c ®¸ gabrodiorit, monzogabro

vµ monzodiorit h¹t nhá, chØ ë khu vùc Lµng Phµn gÆp

c¸c ®¸ gabroit cã ®é h¹t lín h¬n thuéc lo¹i gabro,

gabrodiorit h¹t võa.

Monzogabro h¹t nhá b»ng m¾t th−êng còng nh−

d−íi kÝnh ta thÊy ®¸ rÊt t−¬i vµ cã kiÕn tróc kh¶m

monzonit ®Æc tr−ng (¶nh 1).

Theo lé tr×nh däc suèi tõ t©y sang ®«ng khèi S¬n

§Çu (h×nh 1) chóng t«i ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu tû

9

¶nh 1. ¶nh monzogabro khèi S¬n §Çu, mÉu HN 1 (1 nikon vµ 2 nikon)

Pl - Plagiocla, Fsp - Feldspar, Cpx - Clinopyroxen, Hbl - Hornblend, Bt - Biotit

Thµnh phÇn kho¸ng vËt gåm plagiocla, feldspar,

hornblend, clinopyroxen, octopyroxen, biotit vµ

kho¸ng vËt quÆng. Plagiocla h¹t võa-nhá d¹ng tÊm,

song tinh râ nÐt, tù h×nh tèt chiÕm kho¶ng 50-55 %

khèi l−îng ®¸. Feldspar chiÕm kho¶ng 7-8 %, ë d¹ng

tÊm nhá, tù h×nh tèt, d−íi kÝnh kh¸c plagiocla lµ

chóng cã ®é næi cao h¬n vµ kh«ng cã song tinh. C¸c

kho¸ng vËt mÇu chiÕm kho¶ng 35 % khèi l−îng ®¸

gåm clinopyroxen, hornblend vµ biotit. Clinopyroxen

ë d¹ng tinh thÓ nhá kh¸ c©n xøng, tù h×nh tèt, d−íi

kÝnh thÊy rÊt t−¬i. Octopyroxen gÆp mét vµi h¹t kÝch

th−íc nhá, tù h×nh, rÊt t−¬i. Hornblend cã d¹ng tinh

thÓ nhá, h×nh d¸ng kh«ng ®Òu. Biotit d¹ng tÊm nhá

h¬i kÐo dµi, ®é næi cao, d−íi 1 nikon cã mÇu hung

®á. Ngoµi ra cßn gÆp mét vµi h¹t th¹ch anh vµ

kho¸ng vËt quÆng titanomagnetit vµ ilmenit.

Monzodiorit h¹t nhá, ®Òu, sÉm mÇu vµ rÊt t−¬i

(¶nh 2). Thµnh phÇn kho¸ng vËt gåm plagiocla,

feldspar, clinopyroxen, hornblend, biotit, th¹ch anh

vµ kho¸ng vËt quÆng. Plagiocla (kho¶ng 40 %),

d¹ng tÊm nhá, c©n xøng, song tinh râ nÐt, tù h×nh,

rÊt t−¬i, m¾t th−êng thÊy mÇu trong suèt. Feldspar

chiÕm kho¶ng 7-8 %, h¹t nhá, h×nh d¸ng kh«ng

®Òu, d−íi kÝnh kh«ng cã song tinh, ®é næi cao h¬n

plagiocla. GÆp mét vµi h¹t th¹ch anh (3-5 %) cã

h×nh d¹ng kh«ng ®Òu. Clinopyroxen (8-10 %) ë

d¹ng tÊm nhá, c©n xøng, ®é næi cao, th−êng ®i

cïng c¸c kho¸ng vËt mÇu kh¸c. Hornblend mÇu

xanh lôc (3-5 %), h×nh d¸ng kh«ng ®Òu. Biotit lµ

thµnh phÇn chÝnh cña kho¸ng vËt mÇu chiÕm kho¶ng

15-20 % khèi l−îng trong monzodiorit. C¸c tinh

thÓ biotit cã kÝch th−íc nhá, d¹ng tÊm mÇu hung

®á, chøng tá cã hµm l−îng s¾t, titan kh¸ cao, chóng

T¹i khu vùc phÝa t©y khèi Nói Chóa còng gÆp ®¸

monzogabro chøa quÆng ilmenit vµ titanomagnetit th−êng côm l¹i víi nhau t¹o thµnh c¸c ®¸m trong ®¸.

víi hµm l−îng quÆng trong ®¸ tõ 5 ®Õn 10 %.

C¸c kho¸ng vËt quÆng titanomagnetit vµ ilmenit

10

¶nh 2. ¶nh monzodiorit khèi S¬n §Çu, mÉu HN 6 (1 nikon vµ 2 nikon)

Pl - Plagiocla, Fsp - Feldspar, Cpx - Clinopyroxen, Bt - Biotit

®iÓm vÒ thµnh phÇn hãa häc nªu trªn cïng víi sù

(kho¶ng 2-4 %) ë d¹ng h¹t nhá, th−êng ®i cïng c¸c

kho¸ng vËt mÇu.

xuÊt hiÖn kho¸ng vËt feldspar kali-natri cho phÐp

xÕp chóng vµo nhãm ®¸ base - trung tÝnh kiÒm trung

b×nh thuéc d·y monzonitoit.

§iÒu ®¸ng chó ý lµ tÊt c¶ c¸c biÕn lo¹i ®¸ ®Òu

chøa biotit tõ 4 ®Õn 7 %, ngoµi ra trong mét sè mÉu

cã feldspar dÉy kali - natri t¹o nªn kiÕn tróc

monzonit cña ®¸.

Nh÷ng ®Æc ®iÓm thµnh phÇn nªu trªn cña c¸c ®¸

khèi S¬n §Çu vµ phÝa t©y Nói Chóa cho thÊy chóng

cã nh÷ng ®Æc ®iÓm gièng nhau vÒ th¹ch häc, kho¸ng

vËt, còng nh− ®Þa hãa. HÇu hÕt c¸c biÕn lo¹i ®¸ khu

vùc nghiªn cøu ®Òu chøa biotit tõ 4 ®Õn 7 %, ®a sè

cã cÊu t¹o h¹t nhá kh¸c h¼n c¸c ®¸ thuéc seri ph©n

líp vµ pegmatoit ph©n bè trong khèi Nói Chóa. VÒ

®Æc ®iÓm ®Þa hãa chóng còng kh¸c h¼n, trong ®ã

hµm l−îng K₂O vµ SiO₂cao h¬n, MgO thÊp h¬n,

kÌm theo ®ã lµ tû lÖ Na₂O/K₂O thÊp h¬n (b¶ng 1).

C¸c kho¸ng vËt mÇu th−êng xuyªn gÆp trong c¸c

mÉu lµ piroxen xiªn vµ thoi, amfibol mÇu xanh ®Ëm

vµ biotit chøa titan mÇu n©u ®á ®Ëm (hµm l−îng TiO₂

®¹t tíi 5% trong biotit). C¸c kho¸ng vËt phô th−êng

gÆp lµ titanomagnetit, ilmenit, apatit vµ zircon.

iii. Thµnh phÇn hãa häc vµ tuæi h×nh

thµnh c¸c ®¸ monzonitoit

Nghiªn cøu t−¬ng quan gi÷a c¸c oxid t¹o ®¸

trªn c¸c biÓu ®å 2 cÊu tö SiO₂- (Na₂O + K₂O) ;

SiO₂- K₂O ; MgO - TiO₂; MgO - K₂O cña c¸c mÉu

míi thu thËp vµ theo c¸c tµi liÖu tr−íc ®©y vÒ khèi

Nói Chóa cïng mét biÓu ®å (h×nh 2) vµ c¸c kÕt qu¶

ph©n tÝch míi trªn biÓu ®å MgO - Na₂O/K₂O ;

MgO - K₂O ; MgO - TiO₂; MgO - CaO ; (Na₂O +

K₂O) - MgO ; Al₂0₃- MgO (h×nh 3) ta thÊy c¸c ®¸

ë S¬n §Çu vµ r×a phÝa t©y Nói Chóa ph©n bè gÇn

gòi víi nhau vµ t¸ch h¼n so víi ®¸ gabro thuéc seri

ph©n líp cña khèi Nói Chóa.

Nghiªn cøu ®Æc ®iÓm thµnh phÇn hãa häc (b¶ng 1)

cho thÊy chóng thuéc nhãm ®¸ cã ®é base trung

tÝnh b×nh th−êng. Ngoµi mÉu HN-13 lÊy ë phÇn

trung t©m khèi Nói Chóa lµ gabro olivine cã hµm

l−îng MgO = 9,57 %, kiÒm kali (K₂O = 0,09 %) vµ

titan (0,27 %) thÊp, chØ cã hai mÉu lÊy ë Lµng Phµn

- Cæ L·m, 1 mÉu ë xãm §Ìo, x· Phó C−êng cã

hµm l−îng MgO tõ 7,5 ®Õn 8,21 %, hµm l−îng

SiO₂dao ®éng trong kho¶ng hÑp (50,29- 50,82 %),

t−¬ng øng víi gabro chøa biotit vµ gabrodiaba.

TÊt c¶ c¸c mÉu cßn l¹i ®Òu cã hµm l−îng K₂O

cao h¬n rÊt nhiÒu so víi c¸c mÉu nªu trªn (0,5 % -

2,05 %), hÇu hÕt chóng ®Òu cã hµm l−îng MgO thÊp

(4,26-7,26 %) vµ SiO₂cao (tõ 51,16 ®Õn 57,01 %),

chØ cã hai mÉu ë phÇn phÝa t©y khèi Nói Chóa cã

hµm l−îng SiO₂d−íi 50 %, trong khi ®ã hµm l−îng

quÆng l¹i kh¸ cao (tõ 7 % ®Õn 10 %). Nh÷ng ®Æc

C¸c ®¸ monzodiorit chøa quÆng oxid cã hµm

l−îng s¾t vµ titan cao h¬n h¼n so víi c¸c mÉu cßn l¹i

(TiO₂tõ 3,22 ®Õn 4,6 %, Fe₂O₃tõ 18,38 ®Õn20,05 %).

Nghiªn cøu kho¸ng t−íng cho thÊy hµm l−îng

quÆng ilmenit trong c¸c mÉu nµy kh¸ cao, cã khi

®¹t tíi 10 % khèi l−îng cña ®¸.

11

B¶ng 1. Thµnh phÇn hãa häc c¸c ®¸ monzonitoit khèi S¬n §Çu, Cæ L∙m vµ phÇn phÝa t©y khèi Nói Chóa

KHM

HN-1

HN-2

PH35

HN-4

PH36

Tªn khèi

Tªn ®¸

SiO₂TiO₂Al₂O₃Fe₂O₃MnO MgO CaO Na₂O K₂O P₂O₅MKN Tæng Na₂0+K₂0 Na₂O/K₂O

S¬n §Çu

Monzogabro 52,53 0,56 13,59 6,45 0,16 9,41 11,21 1,82 2,62 0,13 1,56 100,03 4,44

0,693333

0,912837

2,804348

1,808764

1,765957

nt

53,62 0,77 16,49 7,42 0,16 6,38 9,28 2,06 2,25 0,13 1,5 100,05 4,31

50,41 0,77 18,87 8,7 0,16 6,44 12,33 1,29 0,46 0,16 0,4 100,01 1,75

52,24 0,88 16,11 8,95 0,18 7,26 10,55 1,85 1,03 0,12 0,84 100,02 2,88

52,54 1,16 15,27 11,3

0,18 6,27 10,21 1,66 0,94 0,24 0,24 100

2,6

PH37

PH39

HN-7

HN-10

HN-11

nt

52,34 1,43 16,1 11,6

51,16 0,93 17,37 9,59 0,17 6,82 11,89 1,33 0,5

0,18 5,18 10,35 1,49 0,75 0,24 0,34 100,01 2,24

0,17 0,08 100 1,83

50,82 0,67 16,47 8,08 0,17 7,49 11,69 1,78 0,61 0,13 2,15 100,06 2,4

1,986667

2,66

2,896376

3,54268

6,826246

Cæ L·m

Nói Chóa

nt

chøa quÆng* 46,86 3,22 13,81 20,05 0,23 3,53 9,32 1,48 0,42 0,98 0,11 100

nt 46,39 4,6 13,9 18,38 0,21 4,97 9,06 1,86 0,27 0,35 100

1,9

2,13

0

HN-5

HN-6

HN-3

PH32

PH33

S¬n §Çu

Monzodiorit 57,21 0,77 15,25 8,65 0,17 5,42 8,29 1,72 1,5

0,1

0,93 100,02 3,22

1,142789

0,980703

0,879351

0,75

nt

54,57 1,15 17,04 9,36 0,17 3,65 8,42 1,77 1,8

57,01 1,02 15,54 8,83 0,17 4,56 7,98 1,6

0,16 1,97 100,06 3,57

1,82 0,14 1,37 100,04 3,42

56,87 1,11 15,52 9,6

56,51 1,1 15,33 9,9

0,17 4,26 8,11 1,5

0,17 4,61 8,25 1,58 1,9

2

0,24 0,64 100,01 3,5

0,22 0,42 100,01 3,48

0,831579

VP25

VP26

VP27

HN-9

HN-9a

nt

57,58 1,11 15,66 9,68

57,58 1,12 15,14 10,26

54,63 1,34 16,83 10,56

54,16 1,11 14,87 9,83 0,17 5,8 9,26 1,96 0,92 0,15 1,77 100

16,06 10,28 0,18 7,46 10,87 1,67 0,34 0,15 1,21 100

-

4,36 8,18 1,81 2,05 0,27

4,79 8,35 1,37 1,91 0,23

4,76 9,75 1,54 1,14 0,23

-

100,71 3,86

100,75 3,28

100,78 2,67

0,881188

0,718085

1,348214

2,127974

4,875821

nt

Nói Chóa

nt

2,88

2,01

Gabrodiaba 50,78 1

HN-13

HN-7b

DM-046/1

HN-8

nt

Gabro olivin 48,1 0,27 18,96 8,4

0,17 9,57 12,27 1,9

50,29 0,61 16,09 9,66 0,18 8,21 11,12 1,47 0,5

49,09 1,18 14,83 10,7 0,18 7,38 9,61 2,2

55,46 0,99 19,48 9,4

0,09 0,02 0,25 100

1,99

0,12 1,76 100,03 1,97

20,92385

2,921575

2,106925

1,205538

Cæ L·m

S«ng HiÕn

Nói Chóa

Gabro

Basalt

§¸ sõng

1,05 0,16 3,67 100,04 3,25

0,18 5,14 4,43 2,22 1,84 0,15 0,71 100 4,07

* Monzogabro chøa quÆng. C¸c mÉu ph©n tÝch t¹i ViÖn §Þa chÊt vµ Kho¸ng vËt häc Ph©n viÖn Siberi - ViÖn Hµn l©m Khoa häc LB Nga

§Ó so s¸nh tuæi h×nh thµnh cña c¸c ®¸ S¬n §Çu vµ Nói Chóa, ®· nghiªn Tuæi cña gabronorit khèi Nói Chóa x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p SHRIMP

cøu x¸c ®Þnh tuæi tuyÖt ®èi cña zircon trong ®¸ khèi S¬n §Çu. KÕt qu¶ cho theo zircon (251 ±3,4 tr.n), tuæi cña granit Phia Bioc x¸c ®Þnh theo ph−¬ng

gi¸ trÞ tuæi U-Pb b»ng ph−¬ng ph¸p SHRIMP lµ 250,4 ±2 tr.n, sè liÖu nµy ph¸p Ar-Ar (250,5 ±1 tr.n) vµ U-Pb (242 ±2 tr.n). C¸c gi¸ trÞ tuæi nªu trªn cho

hoµn toµn trïng víi tuæi cña gabronorit thuéc seri ph©n líp khèi Nói Chóa.

thÊy khèi Nói Chóa ®−îc h×nh thµnh vµo giai ®o¹n Permi-Trias t−¬ng ®ång

12

H×nh 2. BiÓu ®å 2 cÊu tö thµnh phÇn hãa häc c¸c ®¸ mafic - siªu mafic Nói Chóa vµ c¸c vÖ tinh phÝa t©y cña khèi

1. C¸c ®¸seri ph©n líp khèi Nói Chóa, 2. C¸c®¸ seri pegmatoit khèi Nói Chóa, 3. C¸c®¸monzogabro vµ monzodiorit khèi S¬n §Çu vµ r×a phÝa t©y khèi Nói Chóa.

C¸c sè liÖu ph©n tÝch hãa häc khèi Nói Chóa lÊy tõ ®Ò tµi "VÊn ®Ò th¹ch luËn vµ kho¸ng s¶n mét sè phøc hÖ magma x©m nhËp ë miÒn B¾c ViÖt Nam"

vµ G.V. Poliakov vµ nnk, 2009

víi thêi kú ph¸t triÓn c¸c x©m nhËp thuéc giai ®o¹n thø hai cña Emeisan Nói Chóa liªn quan víi plum manti Emeisan xuÊt hiÖn ë phÝa nam m¶ng

(nÒn D−¬ng Tö). Theo c¸c tµi liÖu nªu trªn cã thÓ c¸c khèi thuéc phøc hÖ

Nam Trung Quèc vµo thêi kú Permi - Trias [1, 9, 13, 14, 16, 17].

13

H×nh 3. BiÓu ®å hai cÊu tö thµnh phÇn hãa häc c¸c ®¸ monzonitoit khèi S¬n §Çu

vµ phÇn phÝa t©y khèi Nói Chóa

Nh÷ng sè liÖu nªu trªn vÒ tuæi cho thÊy khèi Nói c¸c ®¸ gabropecmatit vµ chóng lµ s¶n phÈm cuèi

Chóa còng nh− c¸c khèi vÖ tinh cña nã ph¸t triÓn ë cïng kÕt thóc qu¸ tr×nh h×nh thµnh khèi Nói Chóa.

phÇn phÝa t©y vµ t©y b¾c cña khèi ®−îc h×nh thµnh

trong cïng mét thêi kú vµ cã thÓ chóng liªn quan

IV. Mét sè vÊn ®Ò vÒ th¹ch luËn

chÆt chÏ víi nhau.

Nh− ë phÇn më ®Çu ®· nªu, c¸c ®¸ gabroit khèi

Sù h×nh thµnh c¸c ®¸ monzonitoit (monzogabro,

S¬n §Çu vÒ thµnh phÇn kh¸c h¼n c¸c ®¸ mafic - siªu

monzodiorit, gabrodiorit) khu vùc nghiªn cøu cã thÓ

mafic khèi Nói Chóa, nh−ng l¹i ®−îc h×nh thµnh vÒ

liªn quan víi qu¸ tr×nh kÕt tinh ph©n ®o¹n tõ dung

c¬ b¶n ®ång thêi víi nhau. Nh÷ng tµi liÖu thùc tÕ ®ã

thÓ magma ban ®Çu t¹o nªn c¸c ®¸ thuéc seri ph©n

®Æt ra cho chóng ta hai vÊn ®Ò cÇn ph¶i gi¶i quyÕt :

dÞ - ph©n líp cña khèi Nói Chóa. Nh− vËy, trong

tr−êng hîp nµy c¸c ®¸ monzonitoit lµ s¶n phÈm kÕt

tinh tõ dung thÓ d− thõa sau khi ®· h×nh thµnh c¸c Nói Chóa cã ®−îc h×nh thµnh tõ mét dung thÓ

1. C¸c ®¸ mafic - siªu mafic khèi S¬n §Çu vµ

magma hay kh«ng ;

®¸ seri ph©n líp. C¸c thµnh t¹o nµy h×nh thµnh sau

14

2. C¬ chÕ h×nh thµnh c¸c biÕn lo¹i ®¸ vµ quÆng khi dïng basalt tuæi Permi - Trias trong cÊu tróc

ilmenit, titano-magnetit nh− thÕ nµo?

S«ng HiÕn (gÇn víi ®íi Phó Ng÷) nh− lµ thµnh phÇn

cña magma ban ®Çu. C¸c ®¸ basalt nµy cã thÓ xem

nh− chóng lµ c¸c thµnh t¹o ®ång magma víi c¸c

khèi ph©n líp - ph©n dÞ phøc hÖ Nói Chóa.

Trong phÇn nµy cña bµi b¸o sÏ tr×nh bÇy nh÷ng

kÕt qu¶ nghiªn cøu b−íc ®Çu vÒ qu¸ tr×nh ph©n dÞ kÕt

tinh c¸c ®¸ magma mafic - siªu mafic t¹i buång mag-

ma trªn c¬ së sö dông ph−¬ng ph¸p m« h×nh hãa ®Ó

gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nªu trªn. Ngoµi ra chóng t«i cßn

tiÕn hµnh x¸c ®Þnh nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt h×nh thµnh

khèi ®−îc tÝnh theo ch−¬ng tr×nh THEROCALC [5].

C¸c sè liÖu tÝnh to¸n m« h×nh hãa qu¸ tr×nh kÕt

tinh ph©n ®o¹n dung thÓ magma cã thµnh phÇn

t−¬ng øng víi basalt S«ng HiÕn cã thø tù kÕt tinh

nh− sau : Ol + Pl → Pl + Px. Thø tù kÕt tinh nµy

theo quan s¸t cña chóng t«i trong qu¸ tr×nh nghiªn

cøu ®Æc tr−ng cho c¸c ®¸ thuéc phÇn trung t©m vµ

phÇn trªn cña khèi Nói Chóa. KÕt qu¶ m« h×nh hãa

qu¸ tr×nh kÕt tinh theo thµnh phÇn nªu trªn cho thÊy

chóng cã thÓ h×nh thµnh c¸c biÕn lo¹i ®¸ t−¬ng tù

nh− ta quan s¸t thÊy ë seri ph©n líp khèi Nói Chóa.

Chóng t«i tiÕn hµnh m« h×nh hãa qu¸ tr×nh ph©n

dÞ kÕt tinh t¹i buång magma b»ng ch−¬ng tr×nh

PLUTON [10], kÕt qu¶ thu ®−îc cho thÊy sù h×nh

thµnh c¸c biÕn lo¹i ®¸ nh− trªn hoµn toµn cã thÓ

xÈy ra. Tøc lµ c¸c ®¸ m« h×nh gåm plagioperidotit,

gabropyroxenit, gabro, gabronorit chøa olivin vµ

kh«ng chøa olivin tõ sÉm mÇu ®Õn s¸ng mÇu.

C¸c kho¸ng vËt t¹o ®¸ olivin, octopyroxen,

clinopyroxen vµ plagiocla víi tû lÖ phÇn tr¨m kh¸c

nhau ®· t¹o nªn c¸c biÕn lo¹i ®¸ tõ peridotit ®Õn

gabro olivine vµ gabro tõ sÉm mÇu ®Õn s¸ng mÇu.

Ngoµi ra ta cßn quan s¸t thÊy thµnh phÇn c¸c

kho¸ng vËt m« h×nh (gåm olivin, octopyroxen,

clinopyroxen vµ plagiocla) còng t−¬ng ®ång víi

thµnh phÇn c¸c kho¸ng vËt nªu trªn trong c¸c biÕn

lo¹i ®¸ gabroit tõ sÉm mÇu ®Õn s¸ng mÇu cña khèi.

Qu¸ tr×nh m« h×nh hãa ®−îc tiÕn hµnh víi c¸c

th«ng sè nh− sau : thµnh phÇn magma ban ®Çu -

kÕt tinh xÈy ra trong ®iÒu kiÖn oxy hãa khö vµ oxy

ho¹t ®éng m¹nh), hµm l−îng n−íc trong dung

nham ban ®Çu - 0,1 % khèi l−îng, chiÒu dÇy cña

§Ó tiÕn hµnh thùc hiÖn qu¸ tr×nh m« h×nh hãa,

viÖc tr−íc tiªn lµ ph¶i chän thµnh phÇn magma ban

®Çu, dùa trªn c¸c sè liÖu ®· cã vÒ tuæi tuyÖt ®èi vµ

chän basalt tuæi Permi S«ng HiÕn phæ biÕn ë phÝa

B¾c khèi Nói Chóa. VÒ thµnh phÇn hãa häc c¸c ®¸

basalt nµy cã nh÷ng ®Æc ®iÓm gÇn gòi víi c¸c ®¸

khèi Nói Chóa.

KÕt qu¶ tÝnh to¸n chØ ra trong qu¸ tr×nh kÕt tinh

sÏ cßn l¹i mét phÇn dung thÓ d− thõa giÇu kiÒm.

dÞ muén vÒ thµnh phÇn sÏ gÇn víi monzonitoid

(monzogabro, monzodiorit). §ã chÝnh lµ c¸c ®¸

chóng t«i thu thËp ®−îc ë khèi S¬n §Çu vµ ë khu

chøng tá c¸c ®¸ magma mafic - siªu mafic cÊu

thµnh khèi S¬n §Çu vµ Nói Chóa tuy cã nhiÒu ®iÓm

kh¸c nhau vÒ thµnh phÇn, nh−ng ®Òu ®−îc h×nh

thµnh tõ mét dung thÓ magma ban ®Çu.

hiÕm cña c¸c ®¸ basalt Permi- Trias S«ng HiÕn vµ

Nói Chóa cho thÊy chóng cã nh÷ng ®Æc ®iÓm ®Þa hãa

giång nhau : ®ã lµ c¸c cùc ®¹i theo nhãm nguyªn tè

litophil cã kÝch th−íc ion lín (LILE), cùc ®¹i theo

nhãm nguyªn tè tr−êng lùc m¹nh (HFS) cña chóng

t−¬ng tù nhau. Nh÷ng ®Æc ®iÓm nªu trªn cho thÊy

líp cña khèi Nói Chóa cïng thuéc nhãm ®¸ cã

nh÷ng nÐt ®Þa hãa t−¬ng ®ång víi c¸c ®¸ basic

trong ®íi chêm nghÞch. Ngoµi ra, vÒ tuæi h×nh

thµnh chóng còng kh¸ gÇn gòi nhau [13], riolit

trong ®íi S«ng HiÕn cã tuæi tuyÖt ®èi lµ 248 tr.n,

kh¸ gÇn gòi víi tuæi cña granitoit Phia Bioc.

VÒ kho¸ng hãa liªn quan, theo c¸c kÕt qu¶

bãc lé khèi Nói Chóa cã triÓn väng Cu-Ni-PGM.

Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi ®· gÆp c¸c ®¸

monzonitoit cã hµm l−îng titanomagnetit vµ ilmenit

tõ 7 % ®Õn 10 %, ngoµi ra c¸c tÝnh to¸n m« h×nh

thµnh t¹o muén sÏ giÇu titan, ®iÒu ®ã gi¶i thÝch sù

h×nh thµnh quÆng titanomagnetit - ilmenit ë khu

vùc khèi Nói Chóa vµ khèi nhá vÖ tinh S¬n §Çu ë

phÝa t©y b¾c.

C¸c kÕt qu¶ nªu trªn vÒ thµnh phÇn vËt chÊt vµ

tuæi h×nh thµnh cho thÊy t−¬ng ®èi tháa m·n h¬n c¶

15

Qu¸ tr×nh ®iÒu tra nghiªn cøu ®· gÆp c¸c ®¸ sõng

kordierit-hipecten ë khu vùc tiÕp xóc víi c¸c ®¸ thuéc

c¸c ®¸ ®−îc tÝnh to¸n theo ch−¬ng tr×nh

THEROCALC. KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy nhiÖt ®é

h×nh thµnh trong kho¶ng 750- 840 °C vµ ¸p suÊt tõ

2 ®Õn 3 kbar. Nh÷ng kÕt qu¶ nªu trªn chØ ra c¸c ®¸

lín l¾m. Dung thÓ d− thõa cã thµnh phÇn monzonitoid

trong tr−êng hîp nµy ph¶i ®−îc h×nh thµnh trong

trung gian.

Tµi liÖu dÉn

[1] A.C. Borisenko vµ nnk, 2006 : Kho¸ng

chóng víi sù xuÊt hiÖn magma plum. §Þa chÊt vµ

§Þa vËt lý, T. 47, 1, 166-182. (Nga v¨n).

nhËp bazo - siªu bazo miÒn B¾c ViÖt Nam. Tãm t¾t

luËn ¸n Pts Leningrad. 17 tr.

[3] A.E. Dovjikov vµ nnk, 1965 : §Þa chÊt miÒn

B¾c ViÖt Nam. Hµ Néi, 688 tr.

[4] TrÇn Träng Hßa vµ nnk, 2008 : Ho¹t

®éng magma Permi-Trias vµ sinh kho¸ng cña miÒn

B¾c ViÖt Nam trong mèi liªn quan víi plum

Emeisan. §Þa chÊt vµ §Þa vËt lý, T. 49, 7, 636- 652.

(Nga v¨n).

KÕt luËn

1. C¸c kÕt qu¶ nªu trªn vÒ th¹ch häc, kho¸ng vËt

vµ ®Þa hãa cho thÊy c¸c ®¸ mafic cao kiÒm, silic, titan

[5] T.J.B. Holand et al, 1990 : An enlarged

and updated internally consistent thermodynamic

cã mèi liªn quan chÆt chÏ víi nhau vÒ nguån gèc data set with uncertainties and correlations : the

system K₂O-Na₂O-CaO-MgO-MnO-FeO-Fe₂O₃-

Al₂O₃-Ti₂O-Si₂O-C-H₂-O₂.// J. Metamorphic geol.

V.8. 1, 89- 124.

víi c¸c ®¸ mafic - siªu mafic khèi Nói Chóa.

2. Nh÷ng kÕt qu¶ thu ®−îc trong qu¸ tr×nh nghiªn

cøu vÒ tuæi tuyÖt ®èi, vÒ th¹ch luËn vµ m« h×nh hãa

Trias (250 tr.n) cã thµnh phÇn phøc t¹p. Chóng ®−îc

kbar ë nhiÖt ®é trong kho¶ng 750-840 °C.

[6] TrÇn Quèc Hïng vµ nnk, 1986 : Nh÷ng

dÞ khèi Nói Chóa. Th«ng b¸o Khoa häc ViÖn Khoa

häc ViÖt Nam, 2, 54-59.

[7] TrÇn Quèc Hïng, 1992 : C¸c thµnh hÖ

mafit - siªu mafic miÒn B¾c ViÖt Nam. LuËn ¸n

TsKh. (Nga v¨n).

3. C¸c ®¸ monzonitoit (monzogabro, monzodiorit)

Chóa theo c¸c tµi liÖu vÒ th¹ch ®Þa hãa còng nh−

c¸c quan s¸t thùc tÕ cho thÊy cã triÓn väng kho¸ng

hãa titanomagnetit-ilmenit. Nh÷ng kÕt qu¶ míi nªu

trªn lµm t¨ng triÓn väng quÆng hãa cña khu vùc

nghiªn cøu.

[8] TrÇn Quèc Hïng, 1995 : C¸c thµnh t¹o

mafic - siªu mafic miÒn B¾c ViÖt Nam. B¸o c¸o

Héi nghÞ §Þa chÊt toµn quèc lÇn thø III. "§Þa chÊt,

kho¸ng s¶n vµ dÇu khÝ ViÖt Nam". 97- 103.

[9] A.E. Izokh vµ nnk, 2005 : Ho¹t ®éng magma

mafic - ultramafic Permi - Trias miÒn B¾c ViÖt Nam

vµ Nam Trung Quèc lµ xuÊt hiÖn cña magma plum.

§Þa chÊt vµ §Þa vËt lý, T. 46, 9, 942- 951. (Nga v¨n).

Nh− vËy, viÖc ph¸t hiÖn quÆng hãa titanomagnetit

vµ ilmenit trong c¸c ®¸ monzonitoit víi hµm l−îng

tõ 7 ®Õn 10 % vµ ®−îc chøng minh b»ng ph−¬ng

ph¸p m« h×nh hãa nh− chóng t«i ®· tr×nh bÇy ë trªn

lµ mét vÊn ®Ò míi. §iÒu ®ã më ra triÓn väng t×m

kiÕm quÆng s¾t-titan ch¼ng nh÷ng ë khu vùc Nói

Chóa vµ c¸c khu vùc kh¸c ë miÒn B¾c ViÖt Nam.

[10] A.V. Lavrenchuk, 2004 : Ch−¬ng tr×nh

tÝnh to¸n c¬ chÕ magma base kÕt tinh t¹i buång

"Pluton". Héi nghÞ c¸c nhµ khoa häc trÎ ThÕ giíi

Sibiri lµn thø II vÒ khoa häc Tr¸i §Êt. Tãm t¾t b¸o

c¸o, 105- 106. (Nga v¨n).

phãng x¹ vµ nguån gèc c¸c ®¸ gabroit miÒn B¾c ViÖt

Nam. Tc. C¸c Khoa häc vÒ Tr¸i §Êt. T. 7, 19- 22.

Bµi b¸o hoµn thµnh víi sù hç trî kinh phÝ cña

ViÖn KH & CN ViÖt Nam trong ®Ò tµi hîp t¸c víi

Quü NCCB ViÖn HLKH LB Nga (Th¹ch luËn vµ

®iÒu kiÖn ®Þa ®éng lùc... khèi Nói Chóa, m· sè phÝa

Nga - N^o08-05-90-304) vµ ®Ò tµi NghÞ ®Þnh th−

hîp t¸c víi ViÖn HLKH LB Nga.

[12] G.V. Polyakov vµ nnk, 1996 : C¸c thµnh

t¹o mafic - siªu mafic Permi - Trias miÒn B¾c ViÖt

Nam. Nxb KHvKT. Hµ Néi. 171 tr.

16

[13] G.V. Polyakov vµ nnk, 2006 : C¸c thµnh

hÖ mafic - siªu mafic chøa platin ë c¸c ®ai uèn nÕp

§Þa vËt lý, T. 47, 12, 1227- 1241. (Nga v¨n).

SUMMARY

High alkali gabbroid of Son Dau massive and western

partof Nui Chua Massive, Petrogenesisandformingage

This article recommends present researched re-sults

about high alkali gabbroids of Son Dau massive and

western part of Nui Chua massive. Their petrogra-phic and

geochemical characteristics are similar to monsogabbro

and monsodiorite, while the age dating (SHRIMP from zircon

in monzogabbro, 250.4 ±2 Ma, coeval to Nui Chua massive

251 ±3 Ma).

[14] G.V. Polyakov et al, 2009 : The Nui

Chua layered peridotite- gabbro complex as

manifestation of Permo - Triassic mantle plume in

Northern Viet-nam. Russion Geology and

Geophysics 50, (2009), 501- 516.

The modeling of Nui Chua massive‘s forming process

shows that Son Dau massive and its satellite at the

western part of Nui Chua massive were generated from

residual high alkalic magmatic liquids by fractional

crystallization. The forming conditions are 750-840 °C and

2-3 kbar. In addition, this area has large ore deposit

potential, because of high titanomagnetite and ilmenite

content in monsogabbro and monsodiorite.

[15] Hoµng H÷u Thµnh, 1994 : C¸c khèi

LuËn ¸n Pts (Nga v¨n).

[16] Chu B×nh Trung vµ nnk, 2005 : TØnh

magma cùc lín Emeisan : lµ kÕt qu¶ nãng chÈy

Manti nguyªn thñy vµ tÊm hót ch×m. §Þa chÊt vµ

§Þa vËt lý, T. 46, 40, 924- 941. (Nga v¨n).

Ngµy nhËn bµi : 01-7-2009

[17] H. Zhong et al, 2007 : Shrimp U- Pb geo-

chronology, geochemistry and Nd-Sr isotopic study

of contrasting granite in the Emeishan large igneous

province, SW China//Chemical geology. 236,

112-123.

ViÖn §Þa chÊt

(ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam)

ViÖn §Þa chÊt vµ Kho¸ng vËt

17