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

8 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 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 km2 n»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]. 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 (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. 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 km2 n»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 9 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. 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. 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 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. 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). 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 10 ¶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. T¹i khu vùc phÝa t©y khèi Nói Chóa còng gÆp ®¸ monzogabro chøa quÆng ilmenit vµ titanomagnetit víi hµm l−îng quÆng trong ®¸ tõ 5 ®Õn 10 %. 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 th−êng côm l¹i víi nhau t¹o thµnh c¸c ®¸m trong ®¸. C¸c kho¸ng vËt quÆng titanomagnetit vµ ilmenit 11 ¶nh 2. ¶nh monzodiorit khèi S¬n §Çu, mÉu HN 6 (1 nikon vµ 2 nikon) Pl - Plagiocla, Fsp - Feldspar, Cpx - Clinopyroxen, Bt - Biotit (kho¶ng 2-4 %) ë d¹ng h¹t nhá, th−êng ®i cïng c¸c kho¸ng vËt mÇu. §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 ®¸. 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 ®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 SiO2 dao ®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 SiO2 cao (tõ 51,16 ®Õn 57,01 %), chØ cã hai mÉu ë phÇn phÝa t©y khèi Nói Chóa cã hµm l−îng SiO2 d−íi 50 %, trong khi ®ã hµm l−îng quÆng l¹i kh¸ cao (tõ 7 % ®Õn 10 %). Nh÷ng ®Æc ®iÓm vÒ thµnh phÇn hãa häc nªu trªn cïng víi sù 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. 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 SiO2 cao h¬n, MgO thÊp h¬n, kÌm theo ®ã lµ tû lÖ Na2O/K2O thÊp h¬n (b¶ng 1). 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. C¸c ®¸ monzodiorit chøa quÆng oxid cã hµm l−îng s¾t vµ titan cao h¬n h¼n so víi c¸c mÉu cßn l¹i (TiO2 tõ 3,22 ®Õn 4,6 %, Fe2O3 tõ 18,38 ®Õn 20,05 %). 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 ®¸. 12 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 Tªn khèi Tªn ®¸ SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 MKN Tæng Na20+K20 Na2O/K2O HN-1 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 HN-2 nt 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 0,912837 PH35 nt nt 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 2,804348 HN-4 nt nt 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 1,808764 PH36 nt nt 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 1,765957 PH37 nt nt 52,34 1,43 16,1 11,6 0,18 5,18 10,35 1,49 0,75 0,24 0,34 100,01 2,24 1,986667 PH39 nt nt 51,16 0,93 17,37 9,59 0,17 6,82 11,89 1,33 0,5 0,17 0,08 100 1,83 2,66 HN-7 Cæ L·m nt 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 2,896376 HN-10 Nói Chóa 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 1,9 3,54268 HN-11 nt nt 46,39 4,6 13,9 18,38 0,21 4,97 9,06 1,86 0,27 0,35 0 100 2,13 6,826246 HN-5 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 HN-6 nt nt 54,57 1,15 17,04 9,36 0,17 3,65 8,42 1,77 1,8 0,16 1,97 100,06 3,57 0,980703 HN-3 nt nt 57,01 1,02 15,54 8,83 0,17 4,56 7,98 1,6 1,82 0,14 1,37 100,04 3,42 0,879351 PH32 nt nt 56,87 1,11 15,52 9,6 0,17 4,26 8,11 1,5 2 0,24 0,64 100,01 3,5 0,75 PH33 nt nt 56,51 1,1 15,33 9,9 0,17 4,61 8,25 1,58 1,9 0,22 0,42 100,01 3,48 0,831579 VP25 nt nt 57,58 1,11 15,66 9,68 - 4,36 8,18 1,81 2,05 0,27 - 100,71 3,86 0,881188 VP26 nt nt 57,58 1,12 15,14 10,26 - 4,79 8,35 1,37 1,91 0,23 - 100,75 3,28 0,718085 VP27 nt nt 54,63 1,34 16,83 10,56 - 4,76 9,75 1,54 1,14 0,23 - 100,78 2,67 1,348214 HN-9 Nói Chóa nt 54,16 1,11 14,87 9,83 0,17 5,8 9,26 1,96 0,92 0,15 1,77 100 2,88 2,127974 HN-9a nt Gabrodiaba 50,78 1 16,06 10,28 0,18 7,46 10,87 1,67 0,34 0,15 1,21 100 2,01 4,875821 HN-13 nt Gabro olivin 48,1 0,27 18,96 8,4 0,17 9,57 12,27 1,9 0,09 0,02 0,25 100 1,99 20,92385 HN-7b Cæ L·m Gabro 50,29 0,61 16,09 9,66 0,18 8,21 11,12 1,47 0,5 0,12 1,76 100,03 1,97 2,921575 DM-046/1 S«ng HiÕn Basalt 49,09 1,18 14,83 10,7 0,18 7,38 9,61 2,2 1,05 0,16 3,67 100,04 3,25 2,106925 HN-8 Nói Chóa §¸ sõng 55,46 0,99 19,48 9,4 0,18 5,14 4,43 2,22 1,84 0,15 0,71 100 4,07 1,205538 * 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 cøu x¸c ®Þnh tuæi tuyÖt ®èi cña zircon trong ®¸ khèi S¬n §Çu. KÕt qu¶ cho gi¸ trÞ tuæi U-Pb b»ng ph−¬ng ph¸p SHRIMP lµ 250,4 ±2 tr.n, sè liÖu nµy hoµn toµn trïng víi tuæi cña gabronorit thuéc seri ph©n líp khèi Nói Chóa. Tuæi cña gabronorit khèi Nói Chóa x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p SHRIMP theo zircon (251 ±3,4 tr.n), tuæi cña granit Phia Bioc x¸c ®Þnh theo ph−¬ng ph¸p Ar-Ar (250,5 ±1 tr.n) vµ U-Pb (242 ±2 tr.n). C¸c gi¸ trÞ tuæi nªu trªn cho thÊy khèi Nói Chóa ®−îc h×nh thµnh vµo giai ®o¹n Permi-Trias t−¬ng ®ång 13 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 (nÒn D−¬ng Tö). Theo c¸c tµi liÖu nªu trªn cã thÓ c¸c khèi thuéc phøc hÖ Nói Chóa liªn quan víi plum manti Emeisan xuÊt hiÖn ë phÝa nam m¶ng Nam Trung Quèc vµo thêi kú Permi - Trias [1, 9, 13, 14, 16, 17]. 14 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 Chóa còng nh− c¸c khèi vÖ tinh cña nã ph¸t triÓn ë 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 chÆt chÏ víi nhau. Sù h×nh thµnh c¸c ®¸ monzonitoit (monzogabro, monzodiorit, gabrodiorit) khu vùc nghiªn cøu cã thÓ liªn quan víi qu¸ tr×nh kÕt tinh ph©n ®o¹n tõ dung thÓ magma ban ®Çu t¹o nªn c¸c ®¸ thuéc seri ph©n 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 ®¸ seri ph©n líp. C¸c thµnh t¹o nµy h×nh thµnh sau c¸c ®¸ gabropecmatit vµ chóng lµ s¶n phÈm cuèi cïng kÕt thóc qu¸ tr×nh h×nh thµnh khèi Nói Chóa. IV. Mét sè vÊn ®Ò vÒ th¹ch luËn Nh− ë phÇn më ®Çu ®· nªu, c¸c ®¸ gabroit khèi S¬n §Çu vÒ thµnh phÇn kh¸c h¼n c¸c ®¸ mafic - siªu mafic khèi Nói Chóa, nh−ng l¹i ®−îc h×nh thµnh vÒ c¬ b¶n ®ång thêi víi nhau. Nh÷ng tµi liÖu thùc tÕ ®ã ®Æt ra cho chóng ta hai vÊn ®Ò cÇn ph¶i gi¶i quyÕt : 1. C¸c ®¸ mafic - siªu mafic khèi S¬n §Çu vµ Nói Chóa cã ®−îc h×nh thµnh tõ mét dung thÓ magma hay kh«ng ; 15 2. C¬ chÕ h×nh thµnh c¸c biÕn lo¹i ®¸ vµ quÆng ilmenit, titano-magnetit nh− thÕ nµo? 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]. 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. Qu¸ tr×nh m« h×nh hãa ®−îc tiÕn hµnh víi c¸c th«ng sè nh− sau : thµnh phÇn magma ban ®Çu - basalt S«ng HiÕn, ¸p suÊt - 5 kbar, QFM (lµ ph©n dÞ 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 seri ph©n líp - 1.000 m. §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 kh«ng gian ph©n bè kh¸ gÇn nhau, chóng t«i ®· 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. Ph©n tÝch thµnh phÇn c¸c nguyªn tè hiÕm vµ ®Êt hiÕm cña c¸c ®¸ basalt Permi- Trias S«ng HiÕn vµ c¸c ®¸ mafic - siªu mafic thuéc seri ph©n líp khèi 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 c¸c ®¸ basalt S«ng HiÕn vµ c¸c ®¸ thuéc seri ph©n 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. 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¶ khi dïng basalt tuæi Permi - Trias trong cÊu tróc 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. 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. 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. KÕt qu¶ tÝnh to¸n chØ ra trong qu¸ tr×nh kÕt tinh ph©n ®o¹n magma cã thµnh phÇn nh− trªn t¹i buång sÏ cßn l¹i mét phÇn dung thÓ d− thõa giÇu kiÒm. S¶n phÈm kÕt tinh cña dung nham ®ã vµ c¸c ph©n 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 vùc néi tiÕp xóc phÝa t©y khèi Nói Chóa. §iÒu ®ã 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. VÒ kho¸ng hãa liªn quan, theo c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ®· c«ng bè tr−íc ®©y [6, 8, 12, 15] cho thÊy c¸c ®¸ thuéc serie ph©n líp vµ phÇn s©u ch−a 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 hãa còng chØ ra trong qu¸ tr×nh ph©n dÞ kÕt tinh c¸c 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. 16 Qu¸ tr×nh ®iÒu tra nghiªn cøu ®· gÆp c¸c ®¸ sõng kordierit-hipecten ë khu vùc tiÕp xóc víi c¸c ®¸ thuéc seri ph©n líp cña khèi. NhiÖt ®é vµ ¸p suÊt h×nh thµnh 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 ®¸ thuéc seri ph©n líp ®−îc h×nh thµnh ë ®é s©u kh«ng lín l¾m. Dung thÓ d− thõa cã thµnh phÇn monzonitoid trong tr−êng hîp nµy ph¶i ®−îc h×nh thµnh trong qu¸ tr×nh kÕt tinh ph©n ®o¹n dung thÓ magma ë lß trung gian. 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 vµ thÊp magie ph©n bè ë khèi S¬n §Çu vµ r×a phÝa t©y khèi Nói Chóa gåm monzogabro, monzodiorit cã mèi liªn quan chÆt chÏ víi nhau vÒ nguån gèc 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 qu¸ tr×nh ph©n dÞ kÕt tinh cho phÐp gép x©m nhËp ph©n líp khèi Nói Chóa víi c¸c x©m nhËp nhá thµnh phÇn monzonitoit vµo mét tæ hîp x©m nhËp Permi - Trias (250 tr.n) cã thµnh phÇn phøc t¹p. Chóng ®−îc kÕt tinh ë ®é s©u trung b×nh, d−íi ¸p suÊt kho¶ng 3 kbar ë nhiÖt ®é trong kho¶ng 750-840 °C. 3. C¸c ®¸ monzonitoit (monzogabro, monzodiorit) thuéc khèi S¬n §Çu vµ phÇn phÝa t©y khèi Nói 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. 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. 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 - No 08-05-90-304) vµ ®Ò tµi NghÞ ®Þnh th− hîp t¸c víi ViÖn HLKH LB Nga. Tµi liÖu dÉn [1] A.C. Borisenko vµ nnk, 2006 : Kho¸ng hãa Permi-Trias ë Ch©u ¸ vµ mèi liªn quan cña chóng víi sù xuÊt hiÖn magma plum. §Þa chÊt vµ §Þa vËt lý, T. 47, 1, 166-182. (Nga v¨n). [2] NguyÔn V¨n ChiÓn, 1963 : C¸c x©m 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). [5] T.J.B. Holand et al, 1990 : An enlarged and updated internally consistent thermodynamic 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. [6] TrÇn Quèc Hïng vµ nnk, 1986 : Nh÷ng tµi liÖu míi vÒ kho¸ng hãa vµ tÝnh ph©n líp - ph©n 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). [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). [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). [11] Bïi Quang Lu©n vµ nnk, 1985 : Tuæi 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. [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. 17 [13] G.V. Polyakov vµ nnk, 2006 : C¸c thµnh hÖ mafic - siªu mafic chøa platin ë c¸c ®ai uèn nÕp vïng Trung t©m vµ §«ng Nam ¸ ch©u. §Þa chÊt vµ §Þa vËt lý, T. 47, 12, 1227- 1241. (Nga v¨n). [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. [15] Hoµng H÷u Thµnh, 1994 : C¸c khèi gabro - peridotit ph©n líp miÒn B¾c ViÖt Nam. 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). [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. SUMMARY High alkali gabbroid of Son Dau massive and western part of Nui Chua Massive, Petrogenesis and forming age 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). 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. Ngµy nhËn bµi : 01-7-2009 ViÖn §Þa chÊt (ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam) ViÖn §Þa chÊt vµ Kho¸ng vËt (Ph©n viÖn Sibiri - ViÖn HLKH LB Nga)