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 K

Bản ghi

1 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

2 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: LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC TS. Nguyễn Thùy Dương PGS.TS. Hoàng Thị Minh Thảo Hà Nội, 2015

3 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 Luận văn Thạc sỹ

4 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 CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT KHU VỰC NGHIÊN CỨU Vị trí nghiên cứu Khái quát đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu Địa tầng Magma xâm nhập Cấu trúc kiến tạo CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cơ sở lý thuyết Các đá siêu mafic mafic kiềm kiểu kiềm Na Cơ sở lý thuyết luận giải nguồn gốc magma Phương pháp nghiên cứu Thu thập tài liệu Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học dưới kính hiểnvi phân cực Phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất Phương pháp xử lý số liệu thạch địa hóa Dương Thị Thanh Tâm 4 Luận văn Thạc sỹ

5 CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CÁC ĐÁSIÊU MAFIC MAFIC KIỀM VÙNG CHỢ ĐỒN, BẮC KẠN Đặc điểm thạch học và khoáng vật Đặc điểm địa hóa Đồng vị phóng xạ CHƯƠNG 4. NGUỒN GỐC CÁC ĐÁ SIÊU MAFIC, MAFIC KIỀM VÙNG CHỢ ĐỒN, BẮC KẠN Quy luật phân bố các nguyên tố trong các thành tạo siêu mafic mafic kiềm khu vực nghiên cứu Nguồn gốc các đá siêu mafic, mafic kiềm vùng Chợ Đồn KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Dương Thị Thanh Tâm 5 Luận văn Thạc sỹ

6 KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT %tl ppm alk AI A/CNK A/NK REE HREE LREE cn An Am Apa Aug-Ti bt Calc Cpx Crn Fo Hbl Ne Pl Sph Tỷ lệ phần trăm (theo trọng lượng) Tỷ lệ phần triệu (theo trọng lượng) Tổng kiềm Chỉ số kiềm =Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) =Al2O3/(Na2O+K2O) Các nguyên tố đất hiếm Các nguyên tố đất hiếm nặng 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 Dương Thị Thanh Tâm 6 Luận văn Thạc sỹ

7 DANH MỤC BẢNG Bảng 3-1: Thành phần hóa học (% tl) của các thành tạo siêu mafic- mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn Bảng 3-2: Thành phần hóa học (ppm) các nguyên tố vết các đá siêu mafic mafic kiềm Chợ Đồn Dương Thị Thanh Tâm 7 Luận văn Thạc sỹ

8 DANH MỤC HÌNH Hình 1-1: Sơ đồ phạm vi khu vực nghiên cứu Hình 1-2: Sơ đồ địa chất vùng nghiên cứu 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 Hình3-2: Thành phần % các khoáng vật tạo đá nhóm mafic 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) Hình 3-4: Biểu đồ phân chia kiểu kiềm các đá siêu mafic mafic kiềm khu vực Chợ Đồn (Ephremova, 1965) Hình 3-5: Biểu đồ tương quan giữa MgO với các oxyt tạođá 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) 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) Hình 3-8: Biểu đồ tương quan đồng vị Nd 143 /Nd 144 ~ Sr 87 /Sr 86 (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 Dương Thị Thanh Tâm 8 Luận văn Thạc sỹ

9 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) 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) Ảnh 3-5 và Ảnh 3-6: Ijolit khối Bằng Phúc,Chợ Đồn, Bắc Kạn Ảnh 3-7 và Ảnh 3-8: Melteigit khối Bằng Phúc, Chợ Đồn, Bắc Kạn, (dưới 1 và 2 nicon) Ảnh 3-9: Urtit chứa nephelin bị cancrinit hóa khối Bằng Phúc, Chợ Đồn, Bắc Kạn, d=2mm (Nguyễn Trung Chí, Ảnh 3-10: Nephelin bị cancrinit hóa trong Ijolit trong khối Bằng Phúc, d=2mm (Nguyễn Trung Chí, 2003) 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 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) 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) Ảnh 3-17 và Ảnh 3-18: Anorthoclas trong ijolit (dưới 1 và 2 nicon), Dương Thị Thanh Tâm 9 Luận văn Thạc sỹ

10 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 Dương Thị Thanh Tâm 10 Luận văn Thạc sỹ

11 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 và Ce/ 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. Dương Thị Thanh Tâm 53 Luận văn Thạc sỹ

12 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),tr 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 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 , 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 Dương Thị Thanh Tâm 54 Luận văn Thạc sỹ

13 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 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 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. Dương Thị Thanh Tâm 55 Luận văn Thạc sỹ