Tổng quan luận án

Đới cấu trúc Pô Cô thuộc địa khối Kon Tum có sự phân bố rộng rãi của các thành tạo magma acid. Nhiều công trình nghiên cứu trước đây đã đề cập đến đặc điểm địa chất và thạch luận của các đá xâm nhập trong khu vực, tuy nhiên chưa có công trình nào tích hợp đầy đủ hệ thống tiêu chí thạch địa hóa, kiểu magma, đặc tính oxy hóa – khử, bao thể khoáng vật và đồng vị để xác định khả năng sinh quặng cũng như định lượng mức độ bóc mòn của khối granitoid Ngọc Tụ. Việc thiếu hụt các dữ liệu định lượng này tạo ra khoảng trống trong việc dự báo triển vọng khoáng sản nội sinh và đánh giá khả năng hình thành các tích tụ khoáng sản thứ sinh liên quan. Luận án tiến sĩ địa chất của tác giả Đỗ Đức Nguyên (2024) với đề tài "Đặc điểm tính chuyên hóa sinh khoáng và mức độ bóc mòn granitoid khối Ngọc Tụ, Kon Tum" (chuyên ngành Địa chất học, mã số 9440201, thực hiện tại Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản) được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống khoa học này.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án:

  • Làm rõ tính chuyên hóa sinh khoáng và mức độ bóc mòn của granitoid khối Ngọc Tụ, Kon Tum phục vụ dự báo tìm kiếm khoáng sản liên quan.

Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định gồm 3 nội dung:

  1. Nghiên cứu đặc điểm địa chất, thành phần vật chất và điều kiện thành tạo của granitoid khối Ngọc Tụ, Kon Tum.
  2. Nghiên cứu tính chuyên hóa địa hóa và chuyên hóa sinh khoáng của granitoid khối Ngọc Tụ, Kon Tum.
  3. Nghiên cứu, đánh giá mức độ bóc mòn granitoid khối Ngọc Tụ.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Các thể đá thuộc granitoid khối Ngọc Tụ và các đới biến đổi, khoáng hóa liên quan.
  • Phạm vi không gian: Khối granitoid Ngọc Tụ phân bố chủ yếu trên địa bàn xã Ngọc Tụ, xã Đăk Rơ Nga, khu vực Đắk Dé, suối Đắk Rơ Sa thuộc huyện Đắk Tô, tỉnh Kon Tum, với diện tích khoảng 320 $\text{km}^2$ và đường kính dạng đẳng thước khoảng 12–13 km.
  • Phạm vi thời gian và tuổi địa chất: Các đá magma xâm nhập khối Ngọc Tụ có tuổi thành tạo tương ứng Trias giữa ($T_2$, 240–241 triệu năm) và các quá trình biến đổi, tạo quặng nhiệt dịch diễn ra đồng thời hoặc sau magma trong bối cảnh kiến tạo Indosini.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản khu vực khối Ngọc Tụ được luận án tổng thuật qua hai giai đoạn chính:

Trước năm 1975, khu vực phía bắc địa khối Kon Tum được các nhà địa chất Pháp khảo sát khái quát, tiêu biểu là J. Fromaget với công trình tổng hợp trên Bản đồ địa chất Đông Dương tỷ lệ 1:2.000.000; D. Coston (1935) thành lập bản đồ trọng lực khái quát Đông Dương; Hải quân Mỹ (1967) đo bay từ tỷ lệ 1:1.000.000. Các tài liệu giai đoạn này chủ yếu mang tính nhận định hình thái cấu trúc khu vực rộng lớn.

Sau năm 1975, công tác đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản được triển khai chi tiết:

  • Nguyễn Văn Trang và cộng sự (1984, 1985) đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000, xếp khối Ngọc Tụ vào phức hệ Bà Nà và xác định đới quặng Tu Mơ Rông (trường quặng wolframit – molipdenit Ngok Loak, bismut và dị thường xạ – hiếm).
  • Nguyễn Quang Lộc và cộng sự (1998) đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản nhóm tờ Đắk Tô tỷ lệ 1:50.000, phát hiện điểm khoáng hóa molipden – wolfram – bismut Đak KơSa thuộc thành hệ greisen wolfram – molipden – thiếc.
  • Nguyễn Xuân Bao và Nguyễn Tường Chi (2000) nghiên cứu kiến tạo và sinh khoáng Nam Việt Nam theo nguyên tắc thành hệ địa chất.
  • Nguyễn Trường Giang và cộng sự (2001) kiểm tra cụm dị thường địa vật lý máy bay vùng Ngọc Tụ, phát hiện các dị thường phổ gamma liên quan sa khoáng monazit, ilmenit, zircon và phát hiện các điểm quặng molipden (đi kèm Cu, W, Bi) tại Đak Dé và mỏ đá Ngọc Tụ.
  • Trần Trọng Hòa và cộng sự (2005) nghiên cứu khoáng hóa vàng và molipden ở khối Ngọc Tụ, xác định nồng độ NaCl trong bao thể khoáng vật và đồng vị bền lưu huỳnh ($\delta^{34}\text{S}$) trong pyrit chỉ ra nguồn dung dịch nhiệt dịch sâu có tuổi Trias giữa.
  • Dương Đức Kiêm và cộng sự (2006) nghiên cứu sinh khoáng đới cấu trúc Pô Cô, xác lập trường khoáng hóa wolfram Ngọc Tụ đặc trưng bởi thành hệ thạch anh – wolframit và biểu hiện molipden.
  • Lê Đức Phúc (2012) xác định tuổi U-Pb của phức hệ Hải Vân đạt $241 \pm 2$ triệu năm.
  • Trần Hoàng Vũ (2014, 2015) nghiên cứu tiến hóa magma đới khâu Pô Cô, xác định tuổi U-Pb zircon granitoid Ngọc Tụ là $240,5 \pm 0,8$ triệu năm, phân tích đồng vị Re–Os và nhận định granitoid Ngọc Tụ có tiềm năng quặng Cu–Mo porphyr.
  • Nguyễn Văn Niệm và cộng sự (2014, 2018) thực hiện đề tài TNMT.05 nghiên cứu chuyên hóa địa hóa molipden của granitoid kiểu Bà Nà, xác định tuổi U-Pb là $241 \pm 4$ triệu năm.

Vị trí của luận án: Kế thừa các kết quả đo vẽ bản đồ và địa hóa đơn lẻ, luận án đi sâu phân tích toàn diện mối quan hệ giữa quá trình tiến hóa magma, đặc tính oxy hóa – khử, tính chuyên hóa sinh khoáng đa nguyên tố (Mo, W, U) và thiết lập mô hình định lượng mức độ bóc mòn thẳng đứng của khối xâm nhập.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án xây dựng trên các khung lý thuyết thạch địa hóa và sinh khoáng chuẩn tắc:

  • Lý thuyết chuyên hóa địa hóa và chuyên hóa sinh khoáng của Koptev-Dvornikov V.S. (1964), Rub M.G. (1964) và Kazitryn Iu. (1975), phân biệt giữa chuyên hóa địa hóa toàn phần (trên toàn bộ pha và tướng) và từng phần (trên từng pha riêng biệt) dựa trên trị số hàm lượng vượt trội so với Clark vỏ Trái Đất hoặc Clark đá acid do A.A. Golovin (2004) tổng hợp từ Vinogradov (1962) và Beus (1976).
  • Khung phân chia tiềm năng sinh khoáng kim loại hiếm của Karaeva Z. (1986) thông qua hai cấu tử kiềm – kiềm thổ $A = \text{Na} + \text{K} - \text{Ca}$ và $B = (\text{Na} - \text{Ca}) / \text{K}$.
  • Hệ thống 5 modul thạch hóa của Permiakov B. (1986) áp dụng cho granitoid vùng Zabaical (Liên bang Nga):
    • $q = [\text{Si} - (\text{Na} + \text{K} + \text{Ca} + \text{Mg} + \text{Fe})] / \text{Si}$
    • $c = \text{Ca} / (\text{Ca} + \text{Na} + \text{K})$
    • $a = (\text{Na} + \text{K}) / \text{Al}$
    • $f = \text{Fe} / (\text{Fe} + \text{Mg})$
    • $n = \text{Na}' / (\text{Na} + \text{K})$, với $\text{Na}_2\text{O}' = 0,7\text{K}_2\text{O} + \text{Na}_2\text{O}$
  • Tiêu chuẩn phân chia loạt magnetit (MT) và ilmenit (IL) theo trạng thái oxy hóa – khử của Ishihara (1977), Tsuesue và Ishihara (1972), Blevin (2004) dựa trên tỷ số $\text{Fe}_2\text{O}_3 / \text{FeO}$.
  • Phương pháp đánh giá mức độ bóc mòn của Amshinsky N.N. (1978) dựa trên gradient hàm lượng nguyên tố, hệ số phân đới Zavaritsky và các tỷ số nguyên tố chỉ thị tướng và chỉ thị bóc mòn theo độ cao địa hình.

Phương pháp thực tế và khối lượng dữ liệu phân tích:

  • Trực tiếp khảo sát thực địa, đo vẽ mặt cắt thạch học, lấy mẫu phân tích của nghiên cứu sinh: 24 mẫu phân tích bằng phương pháp ICP-AES tại Viện Địa chất Viễn Đông (FEGI) – Liên bang Nga.
  • Kế thừa và phân tích bổ sung từ đề tài TNMT.05 và các nhiệm vụ khoa học:
    • 22 mẫu địa hóa phân tích 41 nguyên tố bằng phương pháp ICP-MS.
    • 5 mẫu bao thể xác định môi trường magma nguyên sinh bằng phương pháp phổ Raman (trên tập 40 mẫu phân tích).
    • 20 mẫu bao thể đo nhiệt độ đồng hóa lỏng – khí của quặng.
    • 3 mẫu phân tích đồng vị bền oxy ($\delta^{18}\text{O}$) cho đá và quặng molipdenit.
    • 3 mẫu định tuổi đồng vị U-Pb trên zircon cho hai nhóm đá chính.
    • 15 mẫu vi dò điện tử (microsond) trên khoáng vật quặng.
    • 55 mẫu lát mỏng thạch học; 15 mẫu khoáng tướng; 8 mẫu kích hoạt nơtron cho đá tổng và 5 mẫu cho đơn khoáng.
    • 1 mẫu đồng vị Re–Os (Trần Hoàng Vũ, 2014); 1 mẫu đồng vị bền lưu huỳnh (Trần Trọng Hòa, 2005); 18 mẫu hóa quặng và giã đãi (Nguyễn Trường Giang, 2001); 15 mẫu hóa silicat (Nguyễn Quang Lộc, 1998).
  • Phương pháp xử lý số liệu: Thống kê mô tả, kiểm định phân phối tần suất (Histogram chuẩn và logarit) cho các nguyên tố Mo, Sn, W, U; phân tích cụm khoảng cách Dendrogram; vẽ biểu đồ sinh khoáng theo Cox (1979), Tuttle và Bowen (1958), Le Maitre (1989), Chappell và White (1974), Pearce (1984), Batchelor và Bowden (1985), Meinert (1995), Ryan D. Taylor (2010).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Khái quát về đặc điểm địa chất và khoáng sản khu vực Ngọc Tụ, Kon Tum

Vùng nghiên cứu thuộc đới cấu trúc Pô Cô, nằm ở vị trí tiếp giáp giữa rìa đông bắc đới uốn nếp Neoproterozoi – Mesozoi sớm Ngọc Hồi – M’Đrak – Đăk Lin và rìa tây nam đới uốn nếp Paleo – Mesoproterozoi Sơn Hà – Tắc Pỏ.

Các thành tạo địa tầng trong khu vực gồm:

  1. Hệ tầng Tắc Pỏ ($\text{PR}_{1-2}\ tp$): Phân bố ở phía bắc và đông diện tích nghiên cứu (khoảng 70 $\text{km}^2$), tổng bề dày 1900–2150 m, chia làm 2 tập gồm gneis biotit, amphibolit, gneis 2 mica, đá phiến thạch anh – felspat – mica – silimanit/granat/disten/cordierit.
  2. Hệ tầng Đắk Hơniang ($\text{PZ}_1\ đhn$): Phân bố hẹp ở phía tây nam (khoảng 40 $\text{km}^2$), bề dày 850–1050 m, gồm plagiogneis biotit – amphibol, đá phiến thạch anh – plagiocla – 2 mica, đá phiến amphibol và lớp sét vôi dày 20 m.
  3. Hệ tầng Kon Tum ($\text{N}_2\ kt$): Trầm tích lục nguyên – sét bột kết chứa monmorilonit, cát kết lộ dọc thung lũng (khoảng 14 $\text{km}^2$).
  4. Hệ Đệ tứ ($\text{Q}$): Trầm tích thềm bậc II phân bố dọc thung lũng (35–40 $\text{km}^2$), bề dày 1–7 m.

Các thành tạo magma xâm nhập trong vùng gồm: Phức hệ Diên Bình ($\delta\text{O-S}\ db_1$, tuổi U-Pb 470 Tr.n); Phức hệ Bến Giằng – Quế Sơn gồm kiểu Bến Giằng ($\text{PZ}_3\ bg_2$, tuổi 363–282 Tr.n) và kiểu Quế Sơn ($\text{PZ}_3\ qs$); Phức hệ Hải Vân ($\gamma a\text{T}_2\ hv$, tuổi U-Pb $241 \pm 2$ Tr.n); Phức hệ Bà Nà ($\text{T}_2\ bn$) đại diện bởi khối granitoid Ngọc Tụ.

Khối granitoid Ngọc Tụ gồm hai nhóm đá chính có sự chuyển tướng theo độ sâu:

  • Nhóm I: Granit porphyr ban tinh hạt lớn (1–4 cm), cấu tạo khối, sáng màu đến xám sáng. Thành phần khoáng vật: plagiocla 40–42% (oligioclas – andezin), felspat kali 32–34% (vân pertit), thạch anh 23–25%, biotit ~2%, muscovit nhiệt dịch 4–5%. Khoáng vật phụ gồm zircon, apatit, monazit, sphen và khoáng vật quặng.
  • Nhóm II: Granit hạt trung – nhỏ sáng màu đến sẫm màu, cấu tạo khối, đôi khi dạng porphyr. Thành phần khoáng vật: felspat kali 38–40% (microclin, pertit), plagiocla 28–30% (biến đổi sét – sericit hóa), thạch anh 24–26%, biotit 1–2% (bị chlorit hóa), muscovit 3–4%. Khoáng vật phụ gồm zircon, apatit, monazit, ít sphen.
Thành phần oxit Giá trị nhỏ nhất (Min) Giá trị lớn nhất (Max) Giá trị trung bình (%)
$\text{SiO}_2$ 69,10 75,62 72,54
$\text{TiO}_2$ 0,08 0,58 0,23
$\text{Al}_2\text{O}_3$ 11,73 15,94 13,65
$\text{Fe}_2\text{O}_3$ 0,16 1,91 0,84
$\text{FeO}$ 0,20 2,02 1,13
$\text{MnO}$ 0,02 0,10 0,04
$\text{MgO}$ 0,10 0,70 0,34
$\text{CaO}$ 0,36 1,94 0,83
$\text{Na}_2\text{O}$ 0,08 3,36 2,65
$\text{K}_2\text{O}$ 4,25 5,83 5,08
$\text{P}_2\text{O}_5$ 0,03 0,17 0,10
MKN 0,03 2,00 0,60
Tổng 96,26 99,80 98,01

Bảng 1: Thành phần nguyên tố chính (% trọng lượng) của granitoid khối Ngọc Tụ (tổng hợp từ 32 mẫu phân tích).

Đặc trưng nguyên tố vi lượng và đất hiếm:

  • Nhóm nguyên tố trường lực mạnh (HFSE) nghèo: Ta = 1,72–4,53 ppm (trung bình 2,92 ppm); Nb = 15,11–22,61 ppm (trung bình 17,84 ppm); Hf = 1,28–4,40 ppm (trung bình 3,40 ppm); Zr = 29,81–163,57 ppm (trung bình 126,60 ppm); Y = 9,86–64,22 ppm (trung bình 30,19 ppm).
  • Nhóm nguyên tố có bán kính ion lớn (LILE) và tỷ số địa hóa: Ba trung bình 302,72 ppm; Rb trung bình 391,72 ppm; Sr trung bình 63,78 ppm; K/Rb trung bình 109,52; Rb/Sr trung bình 6,22; Rb/Ba trung bình 1,39.
  • Đất hiếm: Tổng hàm lượng $\sum\text{REE} = 32,67 - 242,26\text{ ppm}$ (trung bình 179,61 ppm), giàu đất hiếm nhẹ (LREE) so với đất hiếm nặng (HREE); $(\text{La}/\text{Yb})\text{N} = 3,92 - 23,12$; $(\text{La}/\text{Sm})\text{N} = 2,08 - 4,87$; dị thường âm Europi rõ rệt với $\text{Eu}/\text{Eu}^* = 0,24 - 0,33$ (trung bình 0,29).

Đá thuộc loạt vôi kiềm cao kali, thuộc loạt magma potassic, hình thành trong bối cảnh đồng va chạm (Syn-COLG), kết tinh từ nguồn nóng chảy trộn lẫn vỏ – manti. Tuổi U-Pb zircon đạt 240–241 triệu năm (Trias giữa).

Đới đá biến đổi trong khối phát triển các kiểu: greisen hóa yếu (chiều rộng 5–10 cm dọc khe nứt), sericit hóa, chlorit hóa, albit hóa, propylit hóa và phylit hóa. Hiện tượng chlorit hóa biotit diễn ra mạnh hơn muscovit hóa. Các điểm khoáng hóa được ghi nhận gồm điểm mỏ đá Ngọc Tụ, khu Đắk Dé, Đăk Manh, mang quặng hóa molipdenit đi kèm wolframit, chalcopyrit, bismutin, pyrit, pyrotin và biểu hiện dị thường phóng xạ gamma.

Chương 2: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Chương này trình bày chi tiết cơ sở lý luận về chuyên hóa địa hóa, chuyên hóa sinh khoáng và hệ phương pháp tính toán:

  1. Trị số Clark tham chiếu: Sử dụng bảng trị số Clark của A.A. Golovin (2004). Đối với đá acid, hàm lượng Clark của các nguyên tố chính gồm: Mo = 1,5 ppm; W = 2,0 ppm; Sn = 3,0 ppm; U = 3,5 ppm; Bi = 0,66 ppm; Cu = 25 ppm; Pb = 20 ppm; Zn = 58 ppm.

  2. Tiêu chí tiềm năng sinh khoáng theo Karaeva Z. (1986): Đánh giá qua hai tham số $A$ và $B$. Trong đó, kiểu sinh khoáng granit chứa mỏ W, Mo, Be có giá trị $A = 100 - 160$ và $B > 0,85$; granit-alaskit biến đổi chứa mỏ silicat và thạch anh có $A = 200 - 220$ và $B > 0,95$.

  3. Tiêu chí modul thạch hóa theo Permiakov B. (1986): Đối sánh 5 chỉ số $q, c, a, f, n$ với các trường sinh khoáng Mo (kiểu IIIa, IIIb có $q = 0,70 - 0,76; c = 0,105 - 0,20; a = 0,65 - 0,86; f = 0,44 - 0,70; n = 0,535 - 0,69$) và trường W–Mo (kiểu IV có $q = 0,74 - 0,76; c = 0,01 - 0,07; a = 0,90 - 1,01; f = 0,70 - 0,825; n = 0,52 - 0,61$).

  4. Tiêu chí trạng thái oxy hóa – khử theo Ishihara (1977) và Blevin (2004): Loạt ilmenit (khử, $\text{Fe}_2\text{O}_3 / \text{FeO} < 0,5$) và loạt magnetit (oxy hóa, $\text{Fe}_2\text{O}_3 / \text{FeO} > 0,5$). Magma kiểu oxy hóa thuận lợi cho tạo quặng Mo, Cu–Mo, trong khi magma kiểu khử thuận lợi cho quặng hóa Sn, W.

  5. Phương pháp đánh giá mức độ bóc mòn theo Amshinsky N.N. (1978): Tính toán gradient thẳng đứng của các nguyên tố và thiết lập các tỷ số chỉ thị mức độ bóc mòn:

  • Tỷ số chỉ thị tướng: $(\text{Ba} \cdot \text{Sr}) / (\text{Rb} \cdot \text{Cs})$, $\text{K} / \text{Rb}$, $\text{Rb} / \text{Sr}$.
  • Tỷ số chỉ thị bóc mòn: $(\text{Pb} \cdot \text{Zn}) / (\text{Cu} \cdot \text{Mo})$, $\text{Ba} / \text{Rb}$, $(\text{Zr} + \text{Ti}) / (\text{Sn} + \text{Mo})$.
  • Mô hình phân vùng khoáng vật địa hóa albit – greisen theo chiều thẳng đứng.

Chương 3: Đánh giá tính chuyên hóa sinh khoáng của granitoid khối Ngọc Tụ, Kon Tum

Chương 3 tập trung phân tích định lượng khả năng sinh quặng của khối granitoid:

  • Phân tích thống kê địa hóa: Các tập mẫu granit porphyr ($n = 25$) và granit hạt trung – nhỏ ($n = 20$) cho thấy hàm lượng trung bình của Mo, W và U đều vượt cao hơn trị số Clark đá acid của Golovin (2004). Nguyên tố Mo và W tuân theo quy luật phân phối chuẩn logarit, biểu hiện sự tích tụ quặng hóa nhiệt dịch.
  • Phân tích modul thạch hóa và kiểu magma:
    • Tỷ số $\text{Fe}_2\text{O}_3 / \text{FeO}$ trung bình dao động từ 0,74 đến 0,85 ($> 0,5$), xếp granitoid Ngọc Tụ vào loạt magnetit (loạt magma oxy hóa) theo Ishihara (1977) và Blevin (2004).
    • Đối sánh các modul $q, c, a, f, n$ của Permiakov (1986) cho thấy các mẫu rơi vào trường sinh khoáng Mo và W–Mo.
    • Trên biểu đồ phân loại sinh khoáng Meinert (1995), Ryan D. Taylor (2010), các điểm biểu diễn tập trung trong trường sinh khoáng molipden và wolfram liên quan dung thể granit phân dị cao.
  • Đặc điểm khoáng hóa molipdenit:
    • Điểm mỏ đá Ngọc Tụ và Đăk Manh: Khoáng hóa phân bố trong các mạng vi mạch thạch anh – molipdenit rộng 12–20 m, kéo dài 150 m dọc đới dập vỡ phương tây bắc – đông nam (thế nằm $280–290^\circ \angle 65–75^\circ$). Chiều dày mạch đơn lẻ từ 10 đến 35 cm.
    • Tổ hợp khoáng vật quặng: Molipdenit, wolframit (tinh thể que đen ở rìa mạch), chalcopyrit, pyrit, pyrotin, bismutin, galenobismutin, bao thể bismut tự sinh, rutil, ilmenit, fluorit tím.
    • Phân tích bao thể khoáng vật trong thạch anh: Đo nhiệt độ đồng hóa lỏng – khí xác định 2 nhóm nhiệt độ chính: $200 - 250^\circ\text{C}$ (pha lỏng chiếm 80–90%, pha khí 10–20%) và khoảng $275^\circ\text{C}$ (pha lỏng 70–75%, pha khí 25–30%). Phổ Raman xác định thành phần pha khí chứa $\text{CO}_2$, pha lỏng chứa $\text{H}_2\text{O}$ và các bao thể khoáng vật nguyên sinh fluorapatit $\text{Ca}_5(\text{PO}_4)_3\text{F}$.
    • Phân tích đồng vị: Đồng vị oxy ($\delta^{18}\text{O}$) trong thạch anh và quặng molipdenit, kết hợp dữ liệu đồng vị lưu huỳnh $\delta^{34}\text{S}$ trong pyrit và đồng vị $\text{Re–Os}$ khẳng định nguồn gốc quặng hóa magma – nhiệt dịch sâu thành tạo đồng thời với giai đoạn xâm nhập Trias giữa.
    • Đánh giá nguồn nhiệt và thể tích magma: Thể tích khối xâm nhập lớn (~320 $\text{km}^2$) cung cấp nguồn nhiệt và lượng chất bốc giàu F, Cl, $\text{H}_2\text{O}$ đủ lớn để chiết tách và tích tụ quặng hóa Mo, W và U trong pha hậu magma.

Chương 4: Đặc điểm mức độ bóc mòn granitoid khối Ngọc Tụ, Kon Tum

Chương 4 đánh giá mức độ bóc mòn của khối dựa trên lát cắt cấu trúc và biến thiên địa hóa theo độ cao:

  • Biến thiên khoáng vật và kiến trúc thạch học theo độ cao địa hình: Phân tích tập mẫu theo 3 mức độ cao (chân khối, thân khối và đỉnh khối) cho thấy sự biến đổi rõ nét:
    • Hàm lượng felspat kali và thạch anh tăng dần từ chân khối lên phần đỉnh khối.
    • Tỷ lệ plagiocla giảm nhẹ lên phía đỉnh; hiện tượng pertit hóa và phân đới plagiocla xuất hiện nhiều ở đới tướng nông.
    • Sự phát triển của các đới greisen hóa yếu, sericit hóa và mạng mạch thạch anh tập trung chủ yếu ở phần cao và rìa tiếp xúc của khối.
  • Biến thiên hệ số thạch hóa và gradient nguyên tố vi lượng:
    • Hàm lượng các oxit $\text{SiO}_2$, $\text{K}_2\text{O}$ có xu hướng tăng theo chiều thẳng đứng, trong khi $\text{CaO}, \text{MgO}, \text{FeO}$ giảm dần từ dưới lên.
    • Gradient địa hóa của nhóm nguyên tố tạo quặng (Mo, W, U, Bi, Pb, Zn) đạt giá trị dương theo chiều cao, phản ánh sự tích tụ của các dung dịch nhiệt dịch chứa quặng lên phần đỉnh vòm xâm nhập.
  • Đánh giá mức độ bóc mòn theo phương pháp Amshinsky N.N.:
    • Tỷ số chỉ thị tướng $(\text{Ba} \cdot \text{Sr}) / (\text{Rb} \cdot \text{Cs})$ và $\text{K} / \text{Rb}$ phản ánh tướng xâm nhập nông đến trung bình.
    • Tỷ số chỉ thị bóc mòn $(\text{Pb} \cdot \text{Zn}) / (\text{Cu} \cdot \text{Mo})$ và $(\text{Zr} + \text{Ti}) / (\text{Sn} + \text{Mo})$ đối sánh với mô hình chuẩn cho thấy khối granitoid Ngọc Tụ ở mức độ bóc mòn trung bình – thấp.
    • Phần vòm đỉnh cao nhất của khối đã bị bóc mòn bào mòn một phần, làm xuất lộ diện tích nội khối granit porphyr và granit hạt trung – nhỏ, nhưng phần cánh, rìa tiếp xúc nội – ngoại khối và các chỏm vòm phụ ẩn sâu vẫn còn được bảo tồn tốt dưới các đá biến chất hệ tầng Tắc Pỏ.

Kết quả và những đóng góp mới

Các đóng góp mới của luận án:

  • Về mặt lý luận khoa học:
    1. Lần đầu tiên chứng minh một cách hệ thống granitoid khối Ngọc Tụ có tính chuyên hóa sinh khoáng molipden (Mo), wolfram (W) và urani (U) trên cơ sở tích hợp đồng bộ dữ liệu thạch địa hóa, hệ thống modul Permiakov, trạng thái oxy hóa – khử magma, phân tích phổ Raman bao thể khoáng vật và dữ liệu đồng vị.
    2. Lần đầu tiên xác lập và định lượng mức độ bóc mòn của khối granitoid Ngọc Tụ ở mức trung bình – thấp dựa trên sự biến thiên thành phần thạch học, cấu trúc đới đá biến đổi và các tỷ số nguyên tố chỉ thị bóc mòn theo phương pháp Amshinsky.
  • Về mặt thực tiễn và định hướng tìm kiếm:
    1. Xác định phần vòm đỉnh trung tâm của khối granitoid Ngọc Tụ đã bị bóc mòn nên không còn triển vọng chứa các thân quặng lớn ở phần diện tích xuất lộ này.
    2. Định hướng công tác tìm kiếm, thăm dò khoáng sản Mo–W–U tập trung vào khu vực rìa tiếp xúc giữa khối granitoid với đá biến chất hệ tầng Tắc Pỏ, các đới cà nát dập vỡ kiến tạo phương tây bắc – đông nam và các cấu trúc chỏm vòm granitoid ẩn sâu chưa lộ.
    3. Cung cấp cơ sở khoa học để đánh giá lượng vật chất urani và các kim loại đi kèm bị bóc mòn từ khối granitoid đưa vào bẫy trầm tích Đệ tứ và trũng Kon Tum, phục vụ tìm kiếm khoáng sản thứ sinh.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

  • Do điều kiện địa hình vùng núi hiểm trở và lớp phủ thực vật dày đặc, mật độ lấy mẫu phân tích ở một số khu vực rìa khối và đới tiếp xúc sâu còn bị hạn chế.
  • Số lượng mẫu phân tích đồng vị chuyên sâu (Re–Os, $\delta^{34}\text{S}$) chủ yếu kế thừa từ các công trình công bố trước, chưa thực hiện được mạng lưới mẫu đồng vị dày đặc trên toàn bộ diện phân bố của khối.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Triển khai các phương pháp địa vật lý chi tiết kết hợp công tác khoan sâu kiểm tra tại các đới dị thường địa hóa và dị thường phổ gamma đã được khoanh vùng ở rìa khối Ngọc Tụ (khu vực Đắk Dé, Đăk Manh).
  • Đánh giá định lượng chi tiết quy mô trữ lượng và hàm lượng công nghiệp của khoáng hóa molipden – wolfram – bismut tại các điểm quặng phát hiện mới.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo cho các đối tượng và lĩnh vực sau:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên và giảng viên chuyên ngành Địa chất học, Thạch luận, Địa hóa học và Địa chất khoáng sản: Cung cấp phương pháp luận chi tiết về xử lý dữ liệu thạch hóa, ứng dụng hệ thống modul Permiakov, tiêu chuẩn Karaeva và phân tích bao thể Raman.
  • Các cơ quan nghiên cứu, liên đoàn địa chất và doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực điều tra, thăm dò khoáng sản: Cung cấp tập số liệu phân tích hóa silicat, ICP-MS, ICP-AES và các tiêu chí định hướng tìm kiếm khoáng sản kim loại hiếm (Mo, W, U) tại đới cấu trúc Pô Cô và khu vực Tây Nguyên.

Câu hỏi thường gặp

1. Granitoid khối Ngọc Tụ được xếp vào phức hệ magma nào và có tuổi địa chất tuyệt đối là bao nhiêu?
Khối granitoid Ngọc Tụ được xếp vào phức hệ Bà Nà ($\text{T}_2\ bn$). Tuổi đồng vị U-Pb trên zircon của các đá granit porphyr và granit hạt trung – nhỏ trong khối đạt $240,5 \pm 0,8$ đến $241 \pm 4$ triệu năm, tương ứng thời kỳ Trias giữa ($\text{T}_2$).

2. Khối granitoid Ngọc Tụ có đặc trưng thạch hóa và thuộc loại magma nào?
Đá thuộc loại granit cao silic ($\text{SiO}_2$ trung bình 72,54%), loạt kiềm vôi cao kali ($\text{Na}_2\text{O} + \text{K}_2\text{O} = 7,19 - 8,41%$, $\text{K}_2\text{O} / \text{Na}_2\text{O} = 1,36 - 2,78$), thuộc loạt magma potassic. Tỷ số $\text{Fe}_2\text{O}_3 / \text{FeO} > 0,5$ xác định magma thuộc loạt magnetit (loạt magma oxy hóa), hình thành trong bối cảnh kiến tạo đồng va chạm (Syn-COLG) từ nguồn nóng chảy trộn lẫn vỏ – manti.

3. Khối granitoid Ngọc Tụ có tính chuyên hóa sinh khoáng với những nguyên tố nào?
Qua phân tích hàm lượng vượt Clark, các modul thạch hóa Permiakov và biểu đồ sinh khoáng Meinert, khối Ngọc Tụ được xác định có tính chuyên hóa sinh khoáng đối với molipden (Mo), wolfram (W) và urani (U).

4. Mức độ bóc mòn của khối granitoid Ngọc Tụ được đánh giá như thế nào và có ý nghĩa gì đối với công tác tìm kiếm khoáng sản?
Khối có mức độ bóc mòn ở mức trung bình – thấp. Phần vòm đỉnh trung tâm đã bị bóc mòn nên không còn triển vọng quặng hóa lớn, trong khi phần rìa tiếp xúc, các đới dập vỡ kiến tạo và các vòm ẩn chưa xuất lộ có triển vọng cao để bảo tồn và phát hiện các thân quặng Mo–W–U nội sinh.

5. Thành phần khoáng vật quặng chính tại các điểm khoáng hóa Ngọc Tụ gồm những gì?
Khoáng vật quặng gồm molipdenit, wolframit, chalcopyrit, pyrit, pyrotin, bismutin, galenobismutin, bao thể bismut tự sinh, rutil, ilmenit và fluorit tím nằm trong các mạch và mạng mạch thạch anh – molipdenit.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Đỗ Đức Nguyên đã làm sáng tỏ đặc điểm thạch học, thạch địa hóa, tính chuyên hóa sinh khoáng và mức độ bóc mòn của khối granitoid Ngọc Tụ, Kon Tum. Kết quả nghiên cứu xác định khối đá thuộc loạt magma vôi kiềm cao kali, kiểu magma oxy hóa tuổi Trias giữa, có tính chuyên hóa sinh khoáng rõ nét đối với Mo, W và U. Khối xâm nhập bị bóc mòn ở mức độ trung bình – thấp, cung cấp cơ sở khoa học cho việc định hướng tìm kiếm quặng hóa kim loại hiếm tại các đới tiếp xúc rìa khối và các cấu trúc ẩn sâu trong khu vực Tây Nguyên.