Đề tài Một số vấn đề mới về địa chất khu vực ở dải Tây Nam nhóm tờ Yên Châu qua kết quả đo vẽ 1:50.000

MỘT SỐ VẤN ĐỀ MỚI VỀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC Ở DẢI TÂY NAM NHÓM TỜ YÊN CHÂU QUA KẾT QUẢ ĐO VẼ 1:50.000 LÊ THANH HỰU Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Bắc, 208/10 Nguyễn Văn Cừ, Long Biên, Hà Nội Tóm tắt: Công tác đo vẽ địa chất và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Yên Châu đã đem lại một số vấn đề mới về địa chất khu vực ở dải TN của nhóm tờ, như mô tả chi tiết thêm các hệ tầng Nặm Cô (NP nc), Huổi Hào (NP hh), Nặm Ty (NP-ε1 nt), Sông Mã (ε2 sm), Hàm Rồng (ε3 hr), Đông Sơn (O1 ds), Nặm Pìa (D1 np), Bản Páp (D1-2 bp), Bắc Sơn (C-P bs), Cẩm Thủy (P3 ct), Yên Duyệt (P3 yd). Đặc biệt đã phát hiện mới hóa thạch Bút đá, dựa trên đó xác lập một hệ tầng mới Kết Hay tuổi Orđovic muộn(?) - Silur sớm. Ngoài ra, đã phát hiện thêm và thể hiện trên nhóm tờ bản đồ này các thể magma thuộc các phức hệ Pác Nặm (U/NP-ε1 pn) và Bó Xinh (Gb/NP-ε1 bx). I. MỞ ĐẦU Các thành tạo địa chất lộ ra ở dải TN nhóm tờ Yên Châu, tuy có diện tích  không lớn nhưng phân bố trên hai đới cấu trúc Sông Mã và Nậm Cô, có lịch sử phát triển địa chất lâu dài và cấu trúc địa chất rất phức tạp do hậu quả của hàng loạt vận động kiến tạo khác nhau; thế nằm của đá bị xáo trộn và chịu ảnh hưởng của quá trình biến chất, biến dạng mạnh mẽ, mặt khác lại nghèo nàn về di tích sinh vật, do vậy các tác giả nghiên cứu trước đây [1, 2, 4-7] đã có các quan điểm phân chía khác nhau đối với các thành tạo địa chất thuộc nhóm tờ này (Hình 1). Việc đo vẽ địa chất và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1/50.000 nhóm tờ Yên Châu tiến hành trong thời gian gần đây (2002-2007) đã giúp thu thập được nhiều tài liệu mới, góp phần chính xác hóa và mô tả chi tiết nhiều phân vị địa tầng có trên nhóm tờ, cũng như xác lập một hệ tầng mới, là hệ tầng Kết Hay tuổi Orđovic muộn (?) - Silur sớm. Đồng thời, phát hiện sự có mặt của các phức hệ magma Pác Nặm (U/NP-ε1 pn) và Bó Xinh (Gb/NP-ε1 bx) trong nhóm tờ này [3]. Bài báo này trình bày các tài liệu mới đó. II. KẾT QUẢ ĐO VẼ ĐỊA CHẤT 1: 50.000 NHÓM TỜ YÊN CHÂU A. VỀ ĐỊA TẦNG 1. Các thành tạo Neoproterozoi - Paleozoi hạ (NP-PZ1). a. Hệ tầng Nặm Cô (NP nc): do Đovjikov A. và nnk [2] xác lập, tương ứng với khối lượng điệp Nặm Lệ (Sn?-e1 nl) thuộc loạt Nặm Cô [4]. Theo thành phần thạch học và mức độ biến chất, hệ tầng Nậm Cô được chia thành 3 tập: - Tập 1: đá phiến thạch anh - mica màu xám tro xen quarzit mica, quarzit biotit, đá phiến thạch anh - sericit màu xám trắng, phân lớp mỏng đến trung bình. Dày >400 m. - Tập 2: chủ yếu là đá phiến thạch anh - mica, đá phiến mica - thạch anh màu xám, xám xanh xen đá phiến thạch anh - mica-felspat, đá phiến thạch anh - felspat-biotit màu xám, xám xanh. Dày 1380 m. - Tập 3: chủ yếu là đá phiến thạch anh - 2 mica - granat xen đá phiến thạch anh - 2 mica - felspat-granat, đá phiến felspat - 2 mica, đá phiến thạch anh - felspat-biotit màu xám, xám sáng. Dày >900 m. Hình 1. Sơ đồ liên hệ sự phân chia địa tầng thuộc diện tích nhóm tờ Yên châu của một số tác giả Hệ tầng Nặm Cô được xếp vào Neoproterozoi vì nó nằm dưới hệ tầng Sông Mã có hóa thạch Cambri giữa. b. Loạt Bó Xinh: chiếm diện tích nhỏ, phân bố ở góc TN nhóm tờ. Loạt Bó Xinh mới được mô tả và thể hiện trên bản đồ trong đo vẽ 1:50.000, gồm 2 hệ tầng: Huổi Hào và Nậm Ty [5]. Trước đây, Nguyễn Xuân Bao và nnk [4] xếp diện tích này vào 2 phân vị: tầng Suối Làng và điệp Hin Mã. Khi hiệu đính loạt tờ Tây Bắc Bộ, Phan Cự Tiến và nnk [7] xếp toàn bộ diện tích nêu trên vào hệ tầng Sông Mã (cánh TN của nếp lồi Nậm Cô). Theo kết quả đo vẽ 1:50.000, đồng thời đối sánh với vùng phụ cận, đã ghi nhận sự có mặt của loạt Bó Xinh trên diện tích nhóm tờ, thuộc phần kéo dài của loạt từ nhóm tờ Sơn La về phía ĐN tới nhóm tờ Mường Lát. - Hệ tầng Huổi Hào (NP hh): tương ứng khối lượng của hệ tầng Chiêm Hoá  [2] hoặc tầng Suối Làng [4]. Thành phần chủ yếu gồm các đá metabazan màu xanh lục xen ít đá phiến thạch anh - mica, đá phiến thạch anh - mica-felspat. Dày 700 m. Thành phần khoáng vật các đá metabazan (%): actinolit = 38-40; plagioclas = 37-47; epiđot = 13-43; ngoài ra còn có calcit, chlorit, sphen và quặng. Thành phần hoá học (%): SiO2 = 44,52-49,48; TiO2 = 0,7-1,2; Al2O3 = 14,42-17,58; FeO = 5,64-7,69; Fe2O3 = 1,66-4,71; MnO = 0,12-0,24; MgO = 4,77-15,7; CaO = 5,74-8,26; Na2O = 1,25-2,25; K2O = 0,16-0,47. - Hệ tầng Nậm Ty (NP-e1 nt): gồm đá phiến thạch anh - mica, đá phiến thạch anh - sericit-chlorit màu xám, xám xanh, đá hoa phân dải màu xám, phân lớp mỏng đến trung bình xen ít lớp đá phiến silic bị quarzit hoá phân dải màu đen và ít lớp đá metabazan màu xanh lục. Dày 410 m. c. Hệ tầng Sông Mã (e2 sm): tương ứng với phần lớn khối lượng điệp Hin Mã [4]. Hệ tầng Sông Mã lộ thành dải hẹp kéo dài phương TB-ĐN, có thành phần chủ yếu là đá phiến thạch anh - sericit-chlorit, đá phiến thạch anh - felspat-sericit-chlorit, đá phiến thạch anh - sericit màu xám, xám xanh phân lớp mỏng xen cát kết dạng quarzit và ít đá vôi phân dải, đá vôi hoa hoá. Dày 560 m. d. Hệ tầng Hàm Rồng (e3 hr): có diện phân bố hạn hẹp ở vùng TB của dải, với thành phần chủ yếu là đá vôi hạt nhỏ đến vừa bị hoa hoá, đá vôi phân dải, đá vôi đolomit, đá phân lớp mỏng đến trung bình xen đá phiến thạch anh mica, đá phiến chlorit-calcit. Dày 330 m. Hệ tầng Hàm Rồng nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Sông Mã. e. Hệ tầng Đông Sơn (O1 ds): Hệ tầng mới được ghi nhận trong đo vẽ địa chất 1:50.000, lộ thành dải hẹp kéo dài theo phương TB-ĐN gần 5 km từ bản Cò Hạy đến đèo Chằm Cọ, với chiều rộng trung bình là 400 m. Theo mặt cắt dọc suối Pa Nó, thành phần thạch học gồm: đá phiến sericit-chlorit - thạch anh màu xám, xám sáng chuyển lên quarzit xám sáng, phân lớp dày, xen ít đá phiến thạch anh - mica-felspat. Dày >100 m. Hệ tầng có quan hệ chỉnh hợp trên hệ tầng Hàm Rồng. f. Hệ tầng Kết Hay (O3?-S1 kh): mới được xác lập trong đo vẽ địa chất 1:50.000 [3, 8], trên cơ sở phát hiện lần đầu tiên kiểu mặt cắt lục nguyên - silic chứa hoá thạch Bút đá tuổi Orđovic muộn (?) - Silur sớm. Hệ tầng lộ thành dải hẹp kéo dài theo phương TB-ĐN từ đèo Chằm Cọ qua Pa Nó, Kết Hay, Xà Kềnh, Bản Khuông tới bản Cô Tôm. Trước đây, diện tích này được Nguyễn Xuân Bao và nnk [4] xếp vào các thành tạo Đevon không phân chia (D), và Phan Cự Tiến và nnk [7] xếp vào hệ tầng Pa Ham (O3-D1 ph). Hệ tầng gồm 3 tập: - Tập 1: đá phiến silic-sét, đá phiến silic phân dải màu xám đen, phân lớp mỏng xen đá phiến thạch anh - sericit màu xám sáng. Dày >90 m. - Tập 2: đá phiến sét, sét-bột kết bị biến chất yếu, màu xám đen xen đá phiến thạch anh - sericit, đá phiến silic, đá phiến silic-sét màu xám đen, phân lớp mỏng. Trong lớp sét-bột kết phát hiện được lần đầu tiên hoá thạch Bút đá bảo tồn khá tốt gồm: Demirastrites triangulatus (Harkness), Diplograptus cf. modestus (Harkness) [7] Hedrograptus cf. rectangularis (Mc.Coy), Diplograptus bohemicus  tuổi Orđovic muộn (?) - Silur sớm (do PGS. Nguyễn Văn Phúc xác định). Dày 70-90 m. - Tập 3: đá phiến thạch anh - sericit-chlorit bị ép, màu xám sáng xen ít lớp đá  vôi mỏng bị hoa hoá, đá vôi silic. Dày 70 m. 2. Các thành tạo Paleozoi trung a. Hệ tầng Nậm Pìa (D1 np): Hệ tầng mới được ghi nhận và mô tả chi tiết trong đo vẽ 1:50.000 [3], lộ thành dải không liên tục kéo dài phương TB-ĐN từ vùng Tà Vắt đến Chiềng Tương, Lóng Sập. Thành phần thạch học gồm cát kết hạt nhỏ đến vừa, cát bột kết, sét bột kết, đá phiến sét-sericit-chlorit phân lớp mỏng đến trung bình, màu xám đen, xen ít lớp đá vôi, đá vôi sét màu đen dạng dải. Dày 580 m. b. Hệ tầng Bản Páp (D1-2 bp): Hệ tầng mới được thể hiện và mô tả trong đo vẽ 1:50.000 [3], lộ ra ở vùng bản Tà Vắt, Xà Kềnh, Phiêng Khàng và Suối Cút. Trước đây, các diện lộ này được Nguyễn Xuân Bao và nnk [4] xếp các thành tạo Đevon không phân chia. Thành phần thạch học của hệ tầng gồm đá vôi vi hạt, hạt nhỏ màu xám, xám đen, phân lớp dày đến dạng khối, đôi nơi bị đolomit hoá. Đá vôi chứa hoá thạch San hô và Lỗ tầng: Thamnopora cf. minor Dubat., Amphipora minima Ermak. Dày >100 m. Hệ tầng nằm chỉnh hợp trên đá phiến sét - sericit-chlorit của hệ tầng Nậm Pìa. 3. Các thành tạo Paleozoi thượng Trên dải TN nhóm tờ Yên Châu, các thành tạo Paleozoi thượng có diện phân bố khá lớn, gồm 3 hệ tầng: Bắc Sơn, Cẩm Thuỷ và Yên Duyệt. a. Hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs): Hệ tầng mới được thể hiện và mô tả chi tiết qua đo vẽ địa chất 1:50.000 [3], có diện lộ nhỏ, tạo thành dải hẹp bám dọc theo đứt gãy phương TB-ĐN. Thành phần thạch học của hệ tầng khá đồng nhất, gồm đá vôi vi hạt màu trắng, trắng xám, phân lớp dày đến dạng khối, chứa hoá thạch Huệ biển Pentagonocyclicus sp. (aff. platus Li). Dày >100 m. b. Hệ tầng Cẩm Thuỷ (P3 ct): Hệ tầng lộ thành dải kéo dài không liên tục theo phương TB-ĐN từ vùng Xà Kềnh qua Chiềng On và bị ngắt quãng, sau đó lộ ra ở Đin Chí và Chiềng Khừa. Khối lượng của hệ tầng tương ứng với tầng Núi Ông [4] và chỉ ứng với khối lượng hệ tầng Cẩm Thuỷ (P2 ct) ở phần TB của dải (Xà Kềnh, Chiềng On của [7]), còn phần TN của dải (Đin Chí, Chiềng Khừa) được Phan Cự Tiến xếp vào hệ tầng Pa Ham (O3-D1). Thành phần thạch học gồm đá bazan màu xám xanh, đá thường bị ép và biến đổi. Kiến trúc vảy, hạt biến tinh, dạng sợi rối (pilotaxit). Cấu tạo khối, định hướng, phân phiến. Thành phần khoáng vật (%): pyroxen (titan-augit) = 12-32; plagioclas = 30-70; thuỷ tinh = 1-10; và các khoáng vật khác: actinolit, chlorit, epiđot, ít khoáng vật quặng. Thành phần hoá học (%): SiO2 = 46,22-49,62; TiO2 = 2,2-4,0; Al2O3 = 12,36-14,71; FeO = 2,47-3,98; Fe2O3 = 7,62-9,92; MgO = 4,74-6,65; CaO = 8,13-10,52; Na2O+K2O = 2,47-3,96. Thuộc nhóm cao sắt, cao titan, thấp magnesi. c. Hệ tầng Yên Duyệt (P3 yd): Trên dải TN nhóm tờ Yên Châu, hệ tầng lộ thành dải kéo dài theo phương TB-ĐN từ vùng Chiềng Ve tới Lao Khô, qua biên giới Việt - Lào đến Củ May, Pa Đoán. Các thành tạo này trước đây được Nguyễn Xuân Bao và nnk [4] xếp vào tầng Chiềng Khừa (P2-T1i ck), khi hiệu đính loạt tờ Tây Bắc Bộ lần thứ nhất Phan Cự Tiến và nnk [7] chuyển thành hệ tầng Yên Duyệt (P2 yd). Hệ tầng gồm 2 tập: - Tập 1: chủ yếu là đá phiến sét đen, đá phiến sét-silic, bột kết, cát kết, sạn kết và cuội kết đa khoáng xen thấu kính đá vôi. Dày 440-470 m. Có quan hệ kiến tạo với các thành tạo nằm dưới. - Tập 2: chủ yếu là đá phiến sét, đá phiến sét-silic, đá silic màu đen phân lớp mỏng, bột kết, sét bột kết màu nâu vàng xen cát kết hạt không đều màu xám phân lớp mỏng đến trung bình. Dày 280-330 m. B. VỀ CÁC THÀNH TẠO MAGMA XÂM NHẬP Các công trình nghiên cứu trước đây không hề mô tả một thành tạo magma xâm nhập nào trên dải TN của nhóm tờ. Kết quả đo vẽ địa chất 1:50.000 nhóm tờ Yên Châu [3] đã ghi nhận được khá nhiều các thân xâm nhập siêu mafic, mafic dạng thấu kính kích thước nhỏ của các phức hệ Pắc Nậm và Bó Xinh; chúng có mối quan hệ không gian khăng khít với các thành tạo metabazan của các hệ tầng Huổi Hào và Nậm Ty. 1. Phức hệ Pắc Nậm (U/NP-e1 pn): gồm nhiều thể siêu mafic chiều dài từ 600- 700 m đến 2-3 km, phương TB-ĐN, rộng 300-400 m. Thành phần thạch học chủ yếu là harzburgit bị serpentin hoá màu xám đen, xanh đen, đôi nơi bị biến đổi thành đá phiến talc. Đá có kiến trúc vi vảy, vảy biến tinh, thay thế. Cấu tạo khối, định hướng. Thành phần khoáng vật (%): serpentin = 81,5-96,5; augit = 15 và một số khoáng vật khác (chlorit, calcit, talc và khoáng vật quặng). Thành phần hoá học (%):  SiO2 = 38,82-39,56; tổng FeO = 6,06-6,16; MgO = 37,19-37,99; CaO = 0,10-0,28; tổng K2O+Na2O = 1,72-1,78. 2. Phức hệ Bó Xinh (Gb/NP-e1 bx): gồm nhiều khối nhỏ dạng thấu kính, chiều dài từ vài trăm mét đến 1 km, rộng từ vài chục đến 350 m. Thành phần gồm gabbro amphibol, gabbro điorit; đá có màu xám xanh, cấu tạo khối hoặc dạng phân dải.  Thành phần khoáng vật (%): - Gabbro amphibol: plagioclas = 45-51,2; hornblenđ = 39,8-45,0; thạch anh = 2,0-3,5 ngoài ra còn gặp epidot, biotit, granat. - Gabbro điorit: plagioclas = 60,8-62,0; actinolit = 35,0-35,7; biotit = 1-3; thạch anh = 0,5, ngoài ra còn có epiđot. Thành phần hoá học (%): - Gabbro amphibol: SiO2 = 50,64-51,3; TiO2 = 0,8-1,0; Al2O3 = 14,68-17,20; tổng FeO = 9,63-10,35; MgO = 5,34-8,57; CaO = 17,15- 9,67; tổng K2O+Na2O = 2,44-3,06. - Gabbro điorit: SiO2 = 54,34; TiO2 = 0,8; Al2O3 = 14,17; tổng FeO = 11,22; MgO = 5,44; CaO = 9,25; tổng K2O+Na2O = 2,68. III. KẾT LUẬN Như đã trình bày ở trên, các thành tạo địa chất ở dải TN nhóm tờ Yên Châu có cấu trúc rất phức tạp do chịu ảnh hưởng của hàng loạt vận động kiến tạo mạnh mẽ, thế nằm của đá bị đảo lộn, lại nghèo nàn về di tích sinh vật, làm cho công tác nghiên cứu địa chất gặp nhiều khó khăn. Nhưng trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm mặt cắt, mà chủ yếu là thạch địa tầng kết hợp với sinh địa tầng và thành phần vật chất định lượng, đã phân chia chi tiết đồng thời chính xác hoá về diện phân bố không gian và trật tự theo thời gian của các thành tạo địa chất. Lần đầu tiên phát hiện được kiểu mặt cắt lục nguyên - silic chứa Bút đá tuổi Orđovic muộn - Silur sớm, làm cơ sở để xác lập hệ tầng Kết Hay (O3?-S1 kh). Tuy có cùng mức tầng với hệ tầng Sinh Vinh (O3-S1 sv) (khu vực Tây Bắc Bộ), nhưng lại hoàn toàn khác biệt về thành phần thạch học và hoá thạch; trong khi đó hệ tầng Kết Hay lại có đặc điểm mặt cắt và hoá thạch tương tự các mặt cắt các hệ tầng Phú Ngữ, Tấn Mài (khu vực Đông Bắc Bộ) và hệ tầng Sông Cả, Long Đại (khu vực Bắc Trung Bộ). Việc phát hiện kiểu mặt cắt và hoá thạch Bút đá hệ tầng Kết Hay giúp việc nhận thức đầy đủ hơn về lịch sử phát triển địa chất của nhóm tờ Yên Châu nói riêng và cả khu vực Tây Bắc Bộ nói chung. Đã xác nhận thêm trên dải TN thuộc phạm vi nhóm tờ Yên Châu có mặt các đá metabazan của các hệ tầng Huổi Hào và Nậm Ty, các thành tạo lục nguyên bị biến chất hệ tầng Đông Sơn, lục nguyên - carbonat hệ tầng Nậm Pìa, đá vôi màu xám đen chứa hoá thạch San hô và Lỗ tầng hệ tầng Bản Páp cũng như đá vôi dạng khối màu trắng xám chứa hoá thạch Huệ biển của hệ tầng Bắc Sơn, mà các tài liệu đo vẽ trước đây chưa đề cập tới, đồng thời phát hiện được nhiều thân xâm nhập siêu mafic phức hệ Pắc Nậm và các thể gabbro amphibol, gabbro điorit phức hệ Bó Xinh. Để có được những kết quả nghiên cứu trên, các tác giả đã nhận được sự giúp đỡ, góp ý kiến của lãnh đạo Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Bắc và các nhà địa chất, cổ sinh. Tác giả xin chân thành cảm ơn GS.TS Trần Văn Trị, GS.TSKH Vũ Khúc, các nhà địa chất Đoàn 50A và các đồng nghiệp đã giúp tác giả hoàn thành bài viết này. VĂN LIỆU 1. Dussault L., 1929. Contribution à la feuille de Van Yen. Bull. SGI, XVIII/2 : 120 p. Hanoi. 2. Đovjikov A.E. (Chủ biên), 1965. Địa chất miền Bắc Việt Nam. Thuyết minh kèm theo tờ BĐĐC tỷ lệ 1:500.000. Nxb KH&KT, Hà Nội (bản tiếng Việt, 1971). 3. Lê Thanh Hựu (Chủ biên), 2007. Báo cáo Địa chất và khoáng sản nhóm tờ Yên Châu  tỷ lệ 50.000. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội. 3. Nguyễn Xuân Bao (Chủ biên), 1969. Địa chất và khoáng sản tờ Vạn Yên tỷ lệ 1:200.000. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội. 4. Phạm Đình Trưởng (Chủ biên), 1999. Địa chất và khoáng sản nhóm tờ Sơn La tỷ lệ 50.000. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội. 5. Phạm Kim Ngân (Chủ biên), 1998. Địa tầng Proterozoi thượng - Paleozoi hạ dải tây nam Bắc Bộ. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội. 6. Phan Cự Tiến (Chủ biên), 1977. Chú giải Bộ bản đồ địa chất Tây Bắc Việt Nam tỷ lệ 1:200.000. Trong “Những vấn đề địa chất Tây Bắc Việt Nam”, tr. 11-61. Nxb KH&KT, Hà Nội. 7. Trần Văn Trị, Nguyễn Văn Can, Nguyễn Cẩm, Nguyễn Văn Hoành, Bùi Công Hóa, 2005. Phát hiện mới về Trùng tia và Bút đá ở Sơn La, Tây Bắc Bộ. TC Địa chất, A/287 : 62-67. Hà Nội.