ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ …repository.vnu.edu.vn/bitstream/VNU_123/10403/1/01050002717(1).pdf · Thạch luận các đá siêu mafic

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------

Dương Thị Thanh Tâm

THẠCH LUẬN CÁC ĐÁ SIÊU MAFIC –MAFIC KIỀM

VÙNG CHỢ ĐỒN, BẮC KẠN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội, 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -------------

Dương Thị Thanh Tâm

THẠCH LUẬN CÁC ĐÁ SIÊU MAFIC –MAFIC KIỀM

VÙNG CHỢ ĐỒN BẮC KẠN

Chuyên ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học

Mã số: 60440205


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. Nguyễn Thùy Dương

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM


PGS.TS. Hoàng Thị Minh Thảo

Hà Nội, 2015

Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

Dương Thị Thanh Tâm Luận văn Thạc sỹ

LỜI CÁM ƠN

Luận văn được hoàn thành tại Tổ đề án Urani, Viện Khoa học Địa chất và

khoáng sản, nơi học viên đang công tác.

Trong quá trình hoàn thành luận văn, học viên đã nhận được sự giúp đỡ tận tình

của cán bộ hướng dẫn khoa học - TS. Nguyễn Thùy Dương, người đã hướng dẫn,

động viên và tạo mọi điều kiện cho học viên trong suốt quá trình hoàn thành luận văn,

học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc vì sự giúp đỡ tận tình đó.

Học viên cũng gửi lời cám ơn trân trọng tới Lãnh đạo Khoa Địa chất, Các thầy

cô trong khoa Địa chất, các cán bộ phòng sau Đại học- Trường Đại học Khoa học Tự

Nhiên,Lãnh đạo Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, Tổ đề án Urani, phòng Địa

hóa và Môi Trường, phòng Phân tích khoáng thạch học, Phòng Địa vật lý - Địa kỹ

thuật và các phòng ban chức năng đã tạo điều kiện cho học viên hoàn thành khóa học

và luận văn này.

Đặc biệt học viên đã nhận được sự góp ý vô cùng quý báu của TS. Trịnh Xuân

Hòa, TS. Nguyễn Thị Bích Thủy, TS. Nguyễn Văn Niệm, ThS. Bùi Thế Anh, cũng

như các đồng nghiệp Viện khoa học Địa chất và khoáng sản trong quá trình hoàn

thành luận văn, học viên xin chân thành cám ơn.

Cuối cùng, học viên xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã luôn ở

bên giúp đỡ và động viên học viên trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận

văn này.


Dương Thị Thanh Tâm 4 Luận văn Thạc sỹ

MỤC LỤC

MỤC LỤC ....................................................................................................................... 4

KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... 6

DANH MỤC BẢNG .................................................................................... 7

DANH MỤC HÌNH ..................................................................................... 8

DANH MỤC ẢNH ...................................................................................... 9

MỞ ĐẦU .................................................................................................... 10

CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT KHU VỰC NGHIÊN CỨU...................................... 13

1.1. Vị trí nghiên cứu ............................................................................ 13

1.2. Khái quát đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu ............................... 15

1.2.1. Địa tầng ............................................................................................ 15

1.2.2. Magma xâm nhập ............................................................................. 16

1.2.3. Cấu trúc kiến tạo .............................................................................. 19

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 22

2.1. Cơ sở lý thuyết .................................................................................... 22

2.1.1. Các đá siêu mafic – mafic kiềm kiểu kiềm Na ................................ 22

2.1.2. Cơ sở lý thuyết luận giải nguồn gốc magma.................................... 24

2.2. Phương pháp nghiên cứu..................................................................... 27

2.2.1. Thu thập tài liệu ............................................................................... 28

2.2.2. Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học dưới kính hiểnvi phân

cực ......................................................................................................................... 28

2.2.3. Phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất ................................. 28

2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu thạch địa hóa ......................................... 30



CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CÁC ĐÁSIÊU

MAFIC – MAFIC KIỀM VÙNG CHỢ ĐỒN, BẮC KẠN ....................................... 31

3.1. Đặc điểm thạch học và khoáng vật ..................................................... 31

3.1.2. Đặc điểm địa hóa .............................................................................. 38

3.1.3. Đồng vị phóng xạ ............................................................................. 49

CHƯƠNG 4. NGUỒN GỐC CÁC ĐÁ SIÊU MAFIC, MAFIC KIỀM VÙNG

CHỢ ĐỒN, BẮC KẠN ................................................................................................ 50

4.1. Quy luật phân bố các nguyên tố trong các thành tạo siêu mafic – mafic

kiềm khu vực nghiên cứu ...................................................................................... 50

4.2. Nguồn gốc các đá siêu mafic, mafic kiềm vùng Chợ Đồn ................. 51

KẾT LUẬN ................................................................................................ 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 54



KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT

%tl Tỷ lệ phần trăm (theo trọng lượng)

ppm Tỷ lệ phần triệu (theo trọng lượng)

∑alk Tổng kiềm

AI Chỉ số kiềm

A/CNK =Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)

A/NK =Al2O3/(Na2O+K2O)

REE Các nguyên tố đất hiếm

HREE Các nguyên tố đất hiếm nặng

LREE

cn

An

Am

Apa

Aug-Ti

bt

Calc

Cpx

Crn

Fo

Hbl

Ne

Pl

Sph

Các nguyên tố đất hiếm nhẹ

Số liệu chuẩn hóa với chondrite

Anorthoclas

Amphibol

Apatit

Augit - Titan

biotit

Calcit

Pyroxen 1 nghiêng

Cancrinit

Foid

Horblend

Nephelin

Plagioclas

Sphen



DANH MỤC BẢNG

Bảng 3-1: Thành phần hóa học (% tl) của các thành tạo siêu mafic- mafic kiềm

vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn ........................................................................................... 42

Bảng 3-2: Thành phần hóa học (ppm) các nguyên tố vết các đá siêu mafic – mafic

kiềm Chợ Đồn ........................................................................................................... 47



DANH MỤC HÌNH

Hình 1-1: Sơ đồ phạm vi khu vực nghiên cứu .......................................................... 13

Hình 1-2: Sơ đồ địa chất vùng nghiên cứu................................................................ 20

Hình 1-3: Sơ đồ địa chất khối Bằng Phúc và Khối Bằng Lũng, Chợ Đồn, Bắc Kạn21

Hình3-1: Thành phần % các khoáng vật tạo đá nhóm siêu mafic ............................ 34

Hình3-2: Thành phần % các khoáng vật tạo đá nhóm mafic .................................... 34

Hình 3-3: Biểu đồ (Na2O+K2O) - SiO2 phân chia các loạt magma (theo McDonald,

1968; Irvine và Baragar, 1971) (SA: loạt á kiềm; AL: loạt kiềm) ............................ 39

Hình 3-4: Biểu đồ phân chia kiểu kiềm các đá siêu mafic – mafic kiềm khu vực Chợ

Đồn (Ephremova, 1965) ............................................................................................ 39

Hình 3-5: Biểu đồ tương quan giữa MgO với các oxyt tạođá ................................... 44

Hình 3-6: Biểu đồ phân bố các nguyên tố đất hiếm chuẩn hóa với chondrites của các

thành tạo siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn (Ree-Sun and McD, 1989 –

Chondrites) ................................................................................................................ 48

Hình 3-7: Biểu đồ phân bố các nguyên tố hiếm vết chuẩn hóa với manti nguyên

thủy của các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn (Rees-Sun and McD,

1995 – PM Primitive Mantle) ................................................................................... 48

Hình 3-8: Biểu đồ tương quan đồng vị Nd143/Nd144 ~ Sr87/Sr86(theo Zindler và Hart

(1986) DM - manti nghèo, BE - Trái đất tổng thể, EM I & EM II - manti giàu,

HIMU - manti có tỷ số U/Pb cao, PREMA - manti thịnh hành. ............................... 49



DANH MỤC ẢNH

Ảnh 3-1 và ảnh 3-2: Jacupirangit Bằng Phúc (chứa pyroxen cao Ti có viền bị

amphibol hóa) (dưới 1 và 2 nicon) d = 1,2 mm (Nguyễn Thùy Dương, 2007) ........ 32

Ảnh 3-3 và ảnh 3-4: Jacupirangit của mảnh dăm kết diatrem Bằng Lũng (dưới 1 và

2 nicon) d = 1,2 mm (Nguyễn Thùy Dương, 2007) .................................................. 32

Ảnh 3-5 và Ảnh 3-6: Ijolit khối Bằng Phúc ,Chợ Đồn, Bắc Kạn ............................ 32

Ảnh 3-7 và Ảnh 3-8: Melteigit khối Bằng Phúc, Chợ Đồn, Bắc Kạn, (dưới 1 và 2

nicon) ......................................................................................................................... 33

Ảnh 3-9: Urtit chứa nephelin bị cancrinit hóa khối Bằng Phúc, Chợ Đồn, Bắc Kạn,

d=2mm (Nguyễn Trung Chí, 2003 ............................................................................ 34

Ảnh 3-10: Nephelin bị cancrinit hóa trong Ijolit trong khối Bằng Phúc, d=2mm

(Nguyễn Trung Chí, 2003) ........................................................................................ 34

Ảnh 3-11 và Ảnh 3-12: Pyroxen một nghiêng có riềm và bề mặt bị amphibol hóa

nằm trên nền cancrinit của đá ijolit (dưới 1 và 2 nicon) d = 1,2 mm ........................ 36

Ảnh 3-13 và Ảnh 3-14: Pyroxen loại cao Ti (Ti-augit) có riềm là aegirin (xanh

sẫm), đồng thời bị amphibol hóa ven rìa và trên bề mặt của đá melteigit (dưới 1 và 2

nicon) d = 1,2 mm (Nguyễn Thùy Dương, 2007) ..................................................... 36

Ảnh 3-15 và Ảnh 3-16: Amphibol dần thay thế cho pyroxen một nghiêng của đá

melteigit (dưới 1 và 2 nicon) d = 1,2 mm (Nguyễn Thùy Dương, 2007) ................. 36

Ảnh 3-17 và Ảnh 3-18: Anorthoclas trong ijolit (dưới 1 và 2 nicon), ...................... 38



MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài

Ở Việt Nam, các thành tạo magma kiềm đặc biệt là các thành tạo siêu mafic

– mafic kiềm chiếm một lượng không lớn, chủ yếu tập trung ở phía Bắc, đã được

các nhà khoa học Pháp đặt nền móng nghiên cứu từ những năm đầu của thế kỷ XX.

Trong những năm gần đây các đá magma siêu mafic – mafic kiềm được quan tâm

nghiên cứu nhiều hơn bởi các nhàđịa chất trong nước, trong đócác tác giả Trần

Trọng Hòa, Ngô Thị Phượng, Trần Quốc Hùng, Trần Tuấn Anh đã và đang phát

triển những luận điểm về thạch luận, kết quả về đặc điểm địa hóa, khả năng sinh

khoáng và triển vọng khoáng sản liên quan tới các phức hệ đá magma siêu mafic –

mafic kiềm miền Bắc Việt Nam. Các đặc điểm về thành phần thạch học, khoáng vật

học và địa hóa học của các thành tạo đá kiềm này đã được quan tâm nghiên cứu

(Trần Tuấn Anh, 2001; Nguyễn Trung Chí và nnk, 2003; Nguyễn Thùy Dương,

2007). Kết quả chỉ ra rằng, các đá siêu mafic – mafic kiềm ở khu vực phía Bắc Việt

Nam thuộc đá mafic siêu kiềm kali như ở Tây Bắc Việt Nam (Trần Trọng Hòa và

nnk, 1999), đá siêu mafic kiềm natri như ở vùng Chợ Đồn (Nguyễn Trung Chí và

nnk, 2003). Đặc điểm về thành phần khoáng vật học và tổ hợp cộng sinh khoáng vật

đặc trưng cho các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm khu vực Đông Bắc cũng đã

được mô tả và xác định (Nguyễn Thùy Dương, 2007), từ đó xác định được điều

kiện hình thành của các thành tạo kiềm này (Nguyễn Trung Chí và Nguyễn Thùy

Dương, 2009). Các nghiên cứu trên đã được thực hiện trên quy mô lớn như toàn khu

vực Đông Bắc (Nguyễn Trung Chí và nnk, 2003; Nguyễn Thùy Dương, 2007) hoặc

vùng Pu Sam Cap (Trần Tuấn Anh, 2001) mà chưa tập trung nghiên cứu một vùng

nhỏ cụ thể nào. Vấn đề về thạch luận nguồn gốc các đá kiềm khu vực nghiên cứu,

Nguyễn Trung Chí (2003) đã xác lập các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm tại 2

khối Bằng Phúc và Bằng Lũng vùng Chợ Đồn và cho rằng magma siêu mafic –

mafic kiềm ở đây được hình thành do quá trình nóng chảy từng phần manti trên.

Năm 2008, trong công trình “Điều tra, nghiên cứu triển vọng syenit nephelin vùng



KẾT LUẬN

Trên cơ sở tổng hợp tài liệu của các nghiên cứu có trước, kết quả nghiên cứu

về đặc điểm địa chất, khoáng vật, địa hóa các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm khu

vực Chợ Đồn có thể đi đến những kết luận sau:

1. Các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm khu vực Chợ Đồn tập trung chủ yếu

trong 2 khối Bằng Phúc và Bằng Lũng. Thành phần thạch học bao gồm các đá trong

loạt ijolit (ijolit, melteigit, theralit, jacupirangit), các đá gabro pyroxen kiềm, gabro

kiềm.

2. Các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm nghiên cứu có xu hướng cao kiềm Na

(trung bình Na2O/K2O = 1.5 trong nhóm siêu mafic và Na2O/K2O = 2,8 trong nhóm

mafic)

3. Các đá siêu mafic-mafic kiềm vùng Chợ Đồn đặc trưng giàu nhóm nguyên tố

lithofil (Rb, K, Th), tổng hàm lượng đất hiếm thấp nhưng hàm lượng nhóm nguyên

tố đất hiếm nhẹ (LREE) lại cao hơn nhiều so với hàm lượng nguyên tố đất hiếm

nặng (HREE) (Trung bình của nhóm siêu mafic Ce/y = 3,17 trong nhóm siêu

mafic vàCe/y = 1,89 trong nhóm mafic). Các điều kiện nghèo Nb, Ta, Zr,… phù

hợp với đặc điểm địa hóa của đới hút chìm.

4. Các thành tạo siêu mafic-mafic kiềm có nguồn gốc manti giàu loại II và có

sự hỗn nhiễm với vật liệu vỏ.



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Phan Lưu Anh, Hoàng Việt Hằng, Ngô Gia Thắng, Lê Duy Bách,

(2005),Granit nguồn gốc vỏ khối Tam Tao: Cơ sở của Permi muộn, Tạp chí

các Khoa học về Trái đất (2),tr27.

2. Lê Duy Bách, Ngô Gia Thắng, Nguyễn Văn Bình, (2001),Địa khu (terrane),

những vấn đề lý luận và áp dụng thực tiễn, Tạp chí Các khoa học về trái đất

(1), tr.23, Hà Nội.

3. Đặng Văn Can và nnk, (2008),Điều tra, nghiên cứu triển vọng syenit

nephelin vùng Chợ Đồn và đánh giá khả năng sử dụng chúng làm gốm sứ

cao cấp, Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ (Bộ tài nguyên và Môi trường), Viện

Khoa học Địa chất và Khoáng sản.

4. Nguyễn Trung Chí và nnk, (2003),Nghiên cứu thạch luận và sinh khoáng

các thành tạo magma kiềm miền Bắc Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài cấp

bộ (Bộ TN&MT), Lưu trữ Trung tâm TTTL Địa chất, cục ĐC&KS, Hà Nội.

5. Nguyễn Trung Chí, Nguyễn Thùy Dương, (2009),Nguồn gốc syenit

nephenin Đông Bắc Việt Nam, Tạp chí các Khoa học về Trái Đất,tr 73-84.

6. Nguyễn Thùy Dương, (2007). Đặc điểm địa hóa và khoáng vật học các

thành tạo đá kiềm vùng Đông Bắc Việt Nam. Luận án tiến sĩ địa chất. Hà

Nội.

7. Trần Quốc Hùng, (1999), Các thành tạo magma mafic-siêu mafic miền Bắc

Việt Nam,ĐCKS.

8. Trần Trọng Hòa và nnk (1996). Một số kết quả nghiên cứu mới về các đá

cao magie-kiềm Tây Băc Việt Nam, Tạp chí Các khoa học về Trái đất,

N018(3), tr.159-170, Hà Nội.

9. Trần Trọng Hòa, Ngô Thị Phượng, Trần Tuấn Anh, Nguyễn Văn Thế,

Nguyễn Đức Thắng, (1999),Tài liệu mới về các xâm nhập mafic –siêu mafic

tuổi Proterozoi đới Fansipan, Tạp Chí các khoa học về Trái Đất, tr 159-170.



10. Trần Trọng Hòa, Hoàng Hữu Thành, Ngô Thị Phượng, Trần Tuấn Anh,

Hoàng Việt Hằng, (1999),Các đá magma kiềm kali Tây Bắc Việt Nam: Biểu

hiện tách giãn nội mảng Paleogen muộn, TC Địa chất A, tr 7-10.

11. Trần Trọng Hòa và nnk, (2005),Hoạt động magma nội mảng lãnh thổ Việt

Nam và khoáng sản liên quan,Báo cáo tổng kết đề tài hợp tác theo nghịđịnh

thư, Bộ khoa học và Công nghệ.

12. BùiẤn Niên, Trần Trọng Hòa, Ngô Thị Phượng, Hoàng Hữu Thành, Trần

Tuấn Anh, Phạm Thị Dung, (2005),Đặc điểm các thành tạo mafic-siêu mafic

khu vực nam Hà Giang và bắc Phố Ràng, Tạp chí Các khoa học về Trái Đất,

tr 103-114.

13. Nguyễn Kinh Quốc và nnk, (2000),Địa chất tờ Bắc Kạn, CụcĐịa chất và

Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội.

14. Bùi Minh Tâm, (2010),Hoạt động magma Việt Nam, Viện khoa họcĐịa chất

và Khoáng sản.

15. Bùi Minh Tâm và nnk, (2006),Xử lý và luận giải số liệu địa hóa các đá

magma, Nhà xuất bản Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội.

16. Đào Đình Thục, Huỳnh Trung, (1995),Địa chất Việt Nam, Tập II, Các

Thành tạo magma, Cục ĐCVN, Hà Nội

17. Phan Trường Thị, (2005),Thạch học các đá magma, Nhà xuất bản Đại học

Quốc gia Hà Nội (Giáo trình).

18. Trần Văn Trị, Vũ Khúc và nnk (2009),Địa chất và Tài nguyên Việt Nam,

Nhà xuất bản khoa học tự Nhiên và Công nghệ.

Documents

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ …repository.vnu.edu.vn/bitstream/VNU_123/10403/1/01050002717(1).pdf · Thạch luận các đá siêu mafic