Đặc điểm địa hóa nguyên tố đất hiếm trong các đá núi lửa Pluton Mesozoic rìa lục địa Đà Lạt

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus đặc điểm địa hóa nguyên tố đất hiếm trong các đá núi lửa pluton mesozoi muộn rìa lục địa tích, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Nguyễn Minh Long
• Người hướng dẫn: TS. Quách Đức Tín
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên - Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoáng vật học và địa hóa học
• Đề tài: Đặc Điểm Địa Hóa Nguyên Tố Đất Hiếm Trong Các Đá Núi Lửa-Pluton Mesozoi Muộn Rìa Lục Địa Tích Cực Đà Lạt
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG
• 1.1. Vị trí khu vực nghiên cứu
• 1.2. Đặc điểm địa hóa nguyên tố đất hiếm
• 1.3. Lịch sử nghiên cứu địa chất miền rìa lục địa tích cực Đà Lạt
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÙNG NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đặc điểm cấu trúc địa chất
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Cở sở lý luận
• 3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Đặc điểm địa hóa nguyên tố đất hiếm trong các tổ hợp núi lửa-pluton Mesozoi muộn rìa lục địa tích cực Đà Lạt
• 4.2. Đặc điểm phân dị địa hóa nguyên tố đất hiếm trong các tổ hợp núi lửa-pluton Mesozoi muộn rìa lục địa tích cực Đà Lạt
• MỞ ĐẦU
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về đặc điểm địa hóa nguyên tố đất hiếm tại Đà Lạt

Đà Lạt, một vùng đất nổi tiếng với cảnh quan thiên nhiên tuyệt đẹp, còn ẩn chứa nhiều bí mật về địa chất. Đặc điểm địa hóa nguyên tố đất hiếm trong đá núi lửa Pluton Mesozoic tại đây là một chủ đề nghiên cứu quan trọng. Nguyên tố đất hiếm, bao gồm 17 nguyên tố, có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và công nghệ hiện đại. Việc nghiên cứu địa hóa của chúng không chỉ giúp hiểu rõ hơn về nguồn gốc và quá trình hình thành của đá magma mà còn mở ra cơ hội khai thác và ứng dụng trong thực tiễn.

1.1. Định nghĩa và phân loại nguyên tố đất hiếm

Nguyên tố đất hiếm được chia thành hai nhóm chính: nhóm nhẹ và nhóm nặng. Nhóm nhẹ bao gồm các nguyên tố như Lantan, Xeri, Neodim, trong khi nhóm nặng bao gồm Gadoloni, Europi, và Lutexi. Mỗi nguyên tố có những đặc tính hóa học và vật lý riêng biệt, ảnh hưởng đến cách chúng tồn tại và phân bố trong tự nhiên.

1.2. Vai trò của nguyên tố đất hiếm trong công nghiệp

Nguyên tố đất hiếm có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như điện tử, năng lượng tái tạo, và công nghệ quân sự. Chúng được sử dụng trong sản xuất nam châm vĩnh cửu, pin, và các thiết bị điện tử hiện đại. Sự phát triển của công nghệ phụ thuộc nhiều vào nguồn cung cấp ổn định các nguyên tố này.

II. Thách thức trong nghiên cứu địa hóa nguyên tố đất hiếm tại Đà Lạt

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc nghiên cứu địa hóa nguyên tố đất hiếm tại Đà Lạt gặp phải nhiều thách thức. Địa hình phức tạp, sự biến đổi khí hậu và các hoạt động khai thác khoáng sản là những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu. Ngoài ra, việc thu thập mẫu và phân tích cũng đòi hỏi kỹ thuật cao và thiết bị hiện đại.

2.1. Địa hình và khí hậu ảnh hưởng đến nghiên cứu

Đà Lạt có địa hình đồi núi và khí hậu ôn đới, điều này tạo ra nhiều khó khăn trong việc tiếp cận các khu vực nghiên cứu. Sự thay đổi thời tiết cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng mẫu thu thập.

2.2. Tác động của khai thác khoáng sản

Các hoạt động khai thác khoáng sản không chỉ làm thay đổi cấu trúc địa chất mà còn ảnh hưởng đến sự phân bố của nguyên tố đất hiếm. Việc quản lý và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên là rất cần thiết để duy trì sự bền vững trong nghiên cứu.

III. Phương pháp nghiên cứu địa hóa nguyên tố đất hiếm hiệu quả

Để nghiên cứu đặc điểm địa hóa nguyên tố đất hiếm, các nhà khoa học sử dụng nhiều phương pháp khác nhau. Từ việc thu thập mẫu đá đến phân tích hóa học, mỗi bước đều quan trọng trong việc xác định hàm lượng và phân bố của các nguyên tố này.

3.1. Phương pháp thu thập mẫu đá

Việc thu thập mẫu đá được thực hiện tại các khu vực có khả năng chứa nguyên tố đất hiếm. Các mẫu được lấy từ nhiều độ sâu khác nhau để đảm bảo tính đại diện cho toàn bộ khu vực nghiên cứu.

3.2. Phân tích hóa học và địa hóa

Sau khi thu thập mẫu, các nhà nghiên cứu tiến hành phân tích hóa học để xác định hàm lượng các nguyên tố đất hiếm. Các phương pháp như quang phổ hấp thụ nguyên tử và phân tích khối lượng được sử dụng để đảm bảo độ chính xác cao.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu về đặc điểm địa hóa nguyên tố đất hiếm tại Đà Lạt đã chỉ ra sự phân bố không đồng đều của các nguyên tố này trong các loại đá khác nhau. Những phát hiện này không chỉ có giá trị trong việc hiểu rõ hơn về quá trình hình thành đá magma mà còn mở ra cơ hội khai thác và ứng dụng trong công nghiệp.

4.1. Phân bố hàm lượng nguyên tố đất hiếm

Các nghiên cứu cho thấy hàm lượng nguyên tố đất hiếm trong đá núi lửa Pluton Mesozoic tại Đà Lạt có sự khác biệt rõ rệt giữa các khu vực. Điều này cho thấy sự ảnh hưởng của các yếu tố địa chất và môi trường trong quá trình hình thành.

4.2. Ứng dụng trong công nghiệp và công nghệ

Những kết quả nghiên cứu này có thể được ứng dụng trong việc phát triển công nghệ khai thác và chế biến nguyên tố đất hiếm, từ đó góp phần vào sự phát triển kinh tế bền vững của khu vực.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về đặc điểm địa hóa nguyên tố đất hiếm tại Đà Lạt không chỉ giúp hiểu rõ hơn về nguồn gốc và quá trình hình thành của đá magma mà còn mở ra nhiều cơ hội cho các nghiên cứu tiếp theo. Việc bảo tồn và khai thác bền vững các nguồn tài nguyên này là rất cần thiết.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu địa hóa

Nghiên cứu địa hóa nguyên tố đất hiếm đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các công nghệ mới và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Điều này không chỉ giúp nâng cao giá trị kinh tế mà còn bảo vệ môi trường.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc phát triển các phương pháp khai thác và chế biến nguyên tố đất hiếm hiệu quả hơn, đồng thời bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đới Đà Lạt là một trong những cấu trúc magma và kiến tạo tiêu biểu nhất tại khu vực Nam Việt Nam, sở hữu diện tích phân bố trải dài hơn 350 km từ sông Vàm Cỏ Đông đến sông Hinh cùng bề rộng dao động từ 200 km đến 250 km. Cấu trúc vỏ thạch quyển tại đây đặc trưng bởi bề mặt ranh giới Moho sâu dần theo hướng Phan Rí đến Đak Mil với độ sâu cực đại đạt 39 km, trong khi chiều sâu nóc móng kết tinh đạt khoảng 5 km tại khu vực Suối Vàng. Trong giai đoạn Mesozoi muộn, kéo dài từ kỷ Jura muộn đến Creta muộn (khoảng 145 đến 65 triệu năm trước), khu vực này chịu sự chi phối mạnh mẽ của cơ chế hút chìm mảng Thái Bình Dương cổ vào rìa lục địa Đông Á. Tập hợp 17 nguyên tố đất hiếm và nhóm nguyên tố vết đóng vai trò như những chỉ thị địa hóa quan trọng nhất để giải mã nguồn gốc vật chất và cơ chế tiến hóa dung thể magma.

Luận văn thạc sĩ tập trung phân tích có hệ thống đặc điểm địa hóa của nhóm nguyên tố đất hiếm trong các tổ hợp đá núi lửa và xâm nhập pluton thuộc đới Đà Lạt. Mục tiêu trọng tâm của đề tài là xác định quy luật phân dị thạch địa hóa, tỷ lệ làm giàu giữa nhóm đất hiếm nhẹ và đất hiếm nặng, biên độ dị thường Europi và tương quan nguyên tố vết. Thông qua đó, công trình làm sáng tỏ nguồn gốc dung thể magma nguyên sinh và tái hiện sinh động bối cảnh địa động lực đai rìa lục địa tích cực. Kết quả nghiên cứu cung cấp hệ thống dữ liệu định lượng tin cậy, đóng góp thiết thực cho công tác đối sánh thạch luận khu vực và định hướng tìm kiếm khoáng sản nội sinh có giá trị kinh tế cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng thuyết kiến tạo mảng và địa hóa học magma hiện đại, kết hợp mô hình phân chia bối cảnh kiến tạo cung núi lửa của Pearce và nguyên lý phân dị địa hóa nguyên tố đất hiếm của Henderson và Hanson. Hệ thống lý thuyết tập trung phân tích hành vi của các nguyên tố không tương hợp, nguyên tố ưa đá ion lớn (LILE) và nguyên tố có trường lực bền vững cao (HFSE) trong quá trình nóng chảy từng phần và kết tinh phân đoạn.

Bốn khái niệm thạch địa hóa cốt lõi được ứng dụng xuyên suốt luận văn gồm:

Thứ nhất, tỷ số chuẩn hóa chondrit nhằm loại bỏ hiệu ứng chẵn lẻ Oddo-Harkins của số thứ tự nguyên tử, tạo đường cong phân bố REE mượt mà từ Lanthan (La, số hiệu 57) đến Lutetium (Lu, số hiệu 71).

Thứ hai, dị thường Europi (xác định qua tỷ số giữa hàm lượng Eu thực tế và giá trị Eu ngoại suy lý thuyết), chỉ thị sự tham gia hoặc tách rời của khoáng vật plagioclas trong điều kiện khử oxy, khi ion Eu2+ thay thế cho ion Ca2+.

Thứ ba, các tỷ số phân dị đất hiếm nhẹ trên đất hiếm nặng như La/Lu và Ce/Yb chuẩn hóa chondrit, phản ánh mức độ tiến hóa magma và đặc trưng vật liệu nguồn manti hoặc vỏ.

Thứ tư, biểu đồ phân loại kiến tạo granitoid cung núi lửa (VAG) dựa trên mối tương quan nồng độ giữa các nguyên tố Rb, Y và Nb.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn tư liệu của luận văn được tổng hợp từ 35 mẫu thạch học thu thập trực tiếp trong đợt khảo sát thực địa thực hiện vào tháng 10 năm 2013, kết hợp với tập hợp dữ liệu phân tích hóa silicat và nguyên tố vết kế thừa từ các công trình nghiên cứu thạch luận trước đó. Phương pháp lấy mẫu thực địa tuân thủ nghiêm ngặt quy trình khảo sát địa chất, tập trung thu thập mẫu đá tươi nguyên khối tại các vết lộ taluy tự nhiên ở chân Đèo Prenn, Đèo Bảo Lộc, Lâm Hà, Nha Trang và Đèo Cả nhằm hạn chế tối đa ảnh hưởng của quá trình phong hóa bề mặt.

Toàn bộ mẫu thạch học được phân tích hàm lượng nguyên tố đất hiếm và nguyên tố vết bằng phương pháp quang phổ khối plasma cao tần cảm ứng (ICP-MS). Phương pháp này được lựa chọn nhờ độ nhạy vượt bậc với giới hạn định lượng đạt tới 10^-12 (phần nghìn tỷ), cho phép xác định chính xác các nguyên tố có nồng độ siêu vết từ 0,2 ppm đến 120 ppm. Dữ liệu phân tích sau đó được xử lý, lập bảng biểu và mô hình hóa địa hóa học thông qua các phần mềm chuyên ngành như Igpetwin, Mapinfo và Grapher trong giai đoạn nghiên cứu từ cuối năm 2013 đến cuối năm 2014.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, đối với tổ hợp phun trào Đèo Bảo Lộc - Nha Trang, hàm lượng REE thể hiện sự phân dị rõ rệt giữa hai pha phun trào. Ở hệ tầng Đèo Bảo Lộc, tổng hàm lượng REE ở mức vừa phải với La dao động từ 17,76 ppm đến 30,70 ppm và Ce từ 34,73 ppm đến 66,00 ppm. Ngược lại, hệ tầng Nha Trang giàu REE hơn đáng kể với La đạt từ 32,94 ppm đến 54,90 ppm và Ce đạt từ 60,40 ppm đến 116,00 ppm, tăng trung bình từ 45% đến 75% so với hệ tầng Đèo Bảo Lộc.

Thứ hai, đường biểu diễn REE chuẩn hóa chondrit của cả hai hệ tầng đều dốc mạnh từ trái qua phải với tỷ số Ce/Yb và La/Lu cao, đồng thời thể hiện dị thường âm Europi rất rõ rệt. Biên độ dị thường âm Eu ở hệ tầng Nha Trang sâu hơn (hàm lượng Eu dao động từ 0,51 ppm đến 2,47 ppm) so với hệ tầng Đèo Bảo Lộc (Eu từ 1,09 ppm đến 1,93 ppm), minh chứng cho sự tách lọc plagioclas triệt để hơn ở pha dung thể felsic muộn.

Thứ ba, đối với phức hệ xâm nhập pluton Định Quán - Đèo Cả, quy luật phân dị địa hóa diễn ra hoàn toàn tương tự. Phức hệ Định Quán có La từ 24,69 ppm đến 46,40 ppm và Ce từ 47,17 ppm đến 85,70 ppm, trong khi phức hệ Đèo Cả có tỷ lệ khoáng vật Felspat kali tăng cao và plagioclas suy giảm, dẫn đến dị thường âm Eu sâu hơn với giá trị Eu chỉ từ 0,43 ppm đến 0,73 ppm.

Thứ tư, biểu đồ nhện đối sánh với basalt sống núi giữa đại dương (N-MORB) và granit sống núi đại dương (ORG) cho thấy tất cả các mẫu đều giàu các nguyên tố ưa đá ion lớn như K (đạt tới 40.093 ppm), Ba (đạt 1.010 ppm), Rb (đạt 192 ppm), đồng thời nghèo các nguyên tố HFSE như Ti, Zr, Hf và xuất hiện hố trũng dị thường âm rất sâu tại vị trí Nb - Ta.

Thảo luận kết quả

Các dữ liệu thạch địa hóa khẳng định các thành tạo núi lửa và xâm nhập Mesozoi muộn tại đới Đà Lạt phát sinh từ cùng một nguồn magma nguyên sinh và trải qua quá trình kết tinh phân đoạn liên tục. Tính đồng dạng của các đường cong phân bố REE và sự ổn định của các tỷ số La/Ce hay Gd/Lu giữa các pha thạch học là bằng chứng xác thực cho tính cùng nguồn. Hiện tượng nghèo dần Eu và Sr ở các pha muộn được giải thích là do sự kết tinh sớm và tách rời liên tục của khoáng vật plagioclas giàu Ca ra khỏi dung thể magma ban đầu.

Dữ liệu địa hóa có thể được biểu diễn trực quan qua các đồ thị phân loại kiến tạo Pearce dạng tương quan Nb với Y và Rb với tổng (Y + Nb). Trên các biểu đồ này, 100% điểm mẫu nghiên cứu đều rơi tập trung vào trường granit cung núi lửa (VAG). Kết quả này hoàn toàn tương thích với các mô hình địa động lực đới hút chìm vòng quanh Thái Bình Dương, khẳng định Nam Việt Nam trong kỷ Creta là một cung magma rìa lục địa hoạt động mạnh mẽ, mang đặc trưng kiến tạo tương đồng với dãy Andes Nam Mỹ. Sự giàu có của nhóm LILE cùng sự suy giảm đặc trưng của Nb và Ta là dấu ấn không thể phủ nhận của vật liệu nguồn manti bị biến chất trao đổi bởi chất lưu giải phóng từ tấm vỏ đại dương bị hút chìm.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, ứng dụng bộ chỉ số địa hóa REE và nguyên tố vết (đặc biệt là tỷ số La/Yb, Ce/Yb và dị thường âm Eu) vào công tác đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 và 1:25.000 do Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam chủ trì, nhằm phân định chính xác ranh giới các pha xâm nhập phức hệ Định Quán và Đèo Cả trong giai đoạn 2026-2028.

Thứ hai, triển khai khảo sát chi tiết các đới tiếp xúc biến chất nhiệt dịch giữa đá xâm nhập granitoid giàu Si và F kiểu Ankroet - Đèo Cả với đá trầm tích vây quanh để khoanh vùng diện tích có triển vọng khoáng hóa thiếc, wolfram, vàng và đồng, đặt mục tiêu xác định ít nhất 3 đến 5 cấu trúc quặng tiềm năng trước năm 2030.

Thứ ba, nâng cấp và đồng bộ hóa cơ sở dữ liệu địa hóa đồng vị (bao gồm các tỷ số đồng vị Sr, Nd và Pb) cho toàn bộ 4 tổ hợp thạch kiến tạo chính của đới Đà Lạt do Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản điều phối thực hiện trong lộ trình 24 tháng tới.

Thứ tư, tăng cường đầu tư hệ thống phân tích định tuổi đồng vị vi vết khoáng vật zircon bằng phương pháp LA-ICP-MS tại các phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia, hướng đến mục tiêu xác lập thang thời gian tiến hóa magma đạt sai số dưới 1% cho các thành tạo phun trào Đơn Dương và xâm nhập Đèo Cả.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, các nhà khoa học và chuyên gia nghiên cứu địa chất khu vực, kiến tạo mảng và sinh khoáng: Luận văn cung cấp bộ dữ liệu phân tích định lượng chuẩn xác về REE và nguyên tố vết để phục vụ mô hình hóa quá trình tiến hóa magma và đối sánh địa động lực khu vực Đông Nam Á.

Thứ hai, giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Khoáng vật học, Địa hóa học và Thạch luận: Tài liệu là tài liệu tham khảo thực nghiệm tiêu chuẩn về phương pháp chuẩn hóa dữ liệu chondrit, xây dựng biểu đồ Pearce và diễn giải cơ chế phân dị kết tinh magma.

Thứ ba, kỹ sư địa chất tại các đơn vị đo vẽ bản đồ và điều tra khoáng sản: Áp dụng trực tiếp các tiêu chí địa hóa để phân loại nhanh các phức hệ đá magma ngoài thực địa, nâng cao độ chính xác khi thành lập bản đồ địa chất tỷ lệ lớn 1:50.000.

Thứ tư, cán bộ quản lý tài nguyên tại các Sở Tài nguyên và Môi trường khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên: Khai thác kết quả phân vùng cấu trúc magma để phục vụ quy hoạch khai thác hợp lý tài nguyên khoáng sản kim loại và vật liệu xây dựng tự nhiên.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Vì sao nguyên tố đất hiếm (REE) được sử dụng làm công cụ chính để xác định nguồn gốc đá magma trong nghiên cứu?
Trả lời: Nhóm REE có bán kính ion giảm dần đều từ La đến Lu và có tính chất hóa học rất bền vững, không linh động trong quá trình biến chất nhiệt dịch bậc thấp. Do đó, tỷ số chuẩn hóa giữa các nguyên tố này lưu giữ trọn vẹn dấu ấn vật liệu nguồn và phản ánh chính xác quá trình nóng chảy từng phần hoặc kết tinh phân đoạn với độ phân giải cao.

Câu hỏi 2: Dị thường âm Europi (Eu) trong các đá núi lửa hệ tầng Nha Trang và phức hệ Đèo Cả mang ý nghĩa thạch học gì?
Trả lời: Dị thường âm Eu xuất hiện khi ion Eu2+ thay thế ion Ca2+ trong mạng tinh thể plagioclas và bị kết tinh sớm tách ra khỏi dung thể. Giá trị Eu thấp (từ 0,43 ppm đến 2,47 ppm) chứng minh magma đã trải qua quá trình phân dị kết tinh phân đoạn sâu sắc, làm nghèo plagioclas ở các pha felsic muộn.

Câu hỏi 3: Sự khác biệt cốt lõi về địa hóa REE giữa hệ tầng Đèo Bảo Lộc và hệ tầng Nha Trang là gì?
Trả lời: Mặc dù cùng xuất sinh từ một nguồn magma, hệ tầng Nha Trang có tổng hàm lượng REE cao hơn hẳn với Ce đạt cực đại 116 ppm so với mức 66 ppm ở Đèo Bảo Lộc. Ngoài ra, hệ tầng Nha Trang có độ dốc đường phân bố REE lớn hơn và dị thường âm Eu sâu hơn, phản ánh bậc tiến hóa cao hơn.

Câu hỏi 4: Căn cứ địa hóa nào khẳng định các đá magma Mesozoi muộn đới Đà Lạt thuộc bối cảnh cung núi lửa rìa lục địa tích cực?
Trả lời: Toàn bộ mẫu phân tích đều thể hiện sự giàu mạnh mẽ nguyên tố ion lớn LILE (K đạt tới 40.093 ppm, Ba đạt 1.010 ppm) và nghèo sâu sắc các nguyên tố HFSE như Nb, Ta. Trên các biểu đồ phân loại kiến tạo chuẩn Pearce, 100% điểm mẫu đều hội tụ chính xác trong trường granit cung núi lửa (VAG).

Câu hỏi 5: Phương pháp quang phổ plasma ICP-MS mang lại ưu thế gì vượt trội trong phân tích mẫu đá magma của luận văn?
Trả lời: Phương pháp ICP-MS cho phép phát hiện đồng thời 17 nguyên tố đất hiếm và hàng chục nguyên tố vết với giới hạn định lượng siêu nhỏ đạt tới 10^-12. Độ chính xác cao này giúp xác định tin cậy hàm lượng Lu và Tm ở mức dưới 0,5 ppm, loại bỏ hoàn toàn sai số phân tích thô.

Kết luận

Những đóng góp khoa học và giá trị thực tiễn nổi bật của công trình nghiên cứu:

• Xác lập bộ cơ sở dữ liệu định lượng chi tiết cho 17 nguyên tố đất hiếm và nhóm nguyên tố vết của 35 mẫu thạch học đại diện tại đới Đà Lạt.
• Chứng minh tính đồng nguồn magma giữa các cặp tổ hợp phun trào và xâm nhập Đèo Bảo Lộc - Nha Trang và Định Quán - Đèo Cả thông qua quy luật phân bố REE chuẩn hóa chondrit đồng dạng.
• Khẳng định vai trò quyết định của cơ chế kết tinh phân đoạn tách lọc plagioclas trong việc hình thành dị thường âm Europi sâu ở các pha magma felsic muộn.
• Minh chứng vững chắc bối cảnh địa động lực cung núi lửa rìa lục địa tích cực (VAG) kiểu Đông Á cổ bằng các dị thường âm Nb-Ta và vị trí biểu diễn trên biểu đồ Pearce.
• Cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn phục vụ định hướng tìm kiếm khoáng sản kim loại và đo vẽ bản đồ địa chất chi tiết trong giai đoạn 2026-2030.

Luận văn đã làm sáng tỏ bức tranh tiến hóa địa động lực Mesozoi muộn tại Nam Việt Nam. Độc giả, nhà nghiên cứu và sinh viên có thể tham khảo toàn văn công trình để phục vụ học tập, nghiên cứu chuyên sâu và ứng dụng vào thực tế điều tra địa chất khoáng sản.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Nguyên tố đất hiếm là tập hợp của 17 nguyên tố có hàm lƣợng rất nhỏ trong vỏ trái đất là Scandium, Yttrium và 15 nguyên tố trong nhóm Lanthan bắt đầu từ Lanthanum đến Lutetium trong bảng hệ thống tuần hoàn. Nguyên tố đầu tiên trong nhóm đất hiếm đƣợc phát hiện vào năm 1787. Các nguyên tố đất hiếm đƣợc chú ý vì chúng có nhiều tính chất vật lý và hóa học rất đặc biệt. Chúng có nhiều công dụng kỳ diệu khi kết hợp với những nguyên liệu thông thƣờng khác.

Chẳng hạn nhƣ nhóm Y, La, Ce, Eu, Gd và Tb đƣợc sử dụng trong kỹ nghệ huỳnh quang; nhóm Nd, Sm, Gd, Dy và Pr phục vụ cho kỹ thuật làm nam châm vĩnh cửu trong các thiết bị điện, điện tử, phƣơng tiện nghe nhìn, các loại máy vi tính và cả hệ thống dẫn đƣờng cho tên lửa; nhóm Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm có momen từ cực mạnh khả dĩ phát triển kỹ thuật làm lạnh từ tính thay thế phƣơng phƣơng pháp làm lạnh truyền thống bằng khí ép nhƣ hiện nay… và dĩ nhiên trong các ngành chiếu sáng, luyện kim, điện tử, trong các kỹ thuật quân sự từ màn hình radar đến tia laser, hệ thống điều khiển tên lửa và cả các thiết bị trong vũ trụ. Theo quan điểm địa hóa hiện đại, hàm lƣợng các nguyên tố đất hiếm trong đá magma có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá nguồn gốc và lịch sử phát triển của loại đá magma đó. Trong quá trình hình thành của từng loại đá magma có những giai đoạn mà hàm lƣợng các nguyên tố đất hiếm đƣợc giàu lên hoặc làm nghèo kiệt đi và những sự biến đổi này đƣợc phát hiện trong mỗi loại đá cũng có thể chỉ ra một số vấn đề về nguồn gốc của magma tạo nên loại đá đó. Luận văn: “Đặc điểm địa hóa nhóm nguyên tố đất hiếm trong các đá núi lửa- pluton Mesozoi muộn rìa lục địa tích cực Đà Lạt” đƣợc thực hiện với mục tiêu 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] nghiên cứu về sự phân bố, hành vi của các nguyên tố đất hiếm trong các đá lấy đó làm cơ sở đánh giá quá trình tiến hóa magma thời kì Mesozoi muộn ở Đà Lạt.

Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu đặc điểm địa hóa nhóm nguyên tố đất hiếm trong các tổ hợp núi lửa-pluton Mesozoi muộn rìa lúc địa tích cực Đà Lạt. Đánh giá quá trình tiến hóa magma Mesozoi muộn ở Đà Lạt trên cơ sở đặc điểm địa hóa các nguyên tố đất hiếm. Nhiệm vụ nghiên cứu - Thu thập các tài liệu nghiên cứu các thành tạo địa chất tại khu vực. - Triển khai công tác thực địa, lấy mẫu và phân tích.

- Xử lý kết quả thu thập và phân tích, xây dựng các bảng số liệu, biểu đồ. - Nghiên cứuđặc điểm địa hóa của các nguyên tố đất hiếm. - Trên cơ sở đặc điểm địa hóa các nguyên tố đất hiếm đƣa ra những đánh giá về quá trình tiến hóa magma Mesozoi muộn ở Đà Lạt. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Nhóm nguyên tố đất hiếm trong các tổ hợp núi lửa-pluton Mesozoi muộn rìa lúc địa tích cực Đà Lạt - Phạm vi nghiên cứu: rìa lục địa tích cực Đà Lạt thuộc đới Đà Lạt.

2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG 1. Vị trí khu vực nghiên cứu Đới Đà Lạt là một bộ phận của miền hoạt động magma-kiến tạo chồng gối vào Mesozoi muộn-Kainozoi Đông Dƣơng thuộc đai xâm nhập-núi lửa Thái Bình Dƣơng, phát sinh và phát triển trên miền uốn nếp Tiền Cambri và lớp phủ Paleozoi- Mesozoi sớm. Phần lớn các nhà nghiên cứu cho rằng, đây là “đai rìa lục địa tích cực Mesozoi muộn” (Nguyễn Xuân Bao và nnk, 1979; Trần Văn Trị và nnk, 1980) hay “đai rìa lục địa tích cực kiểu Andes Mesozoi muộn” (Nguyễn Tƣờng Tri và nnk, 1991, 1995; Huỳnh Trung và nnk, 2004),… và gần đây là “đai động Natuna-Nam Việt Nam” (Yu.Gatinski, 2005) với các hoạt động uốn nếp và magma xâm nhập- núi lửa vào cuối Jura đến Creta. Đồng thời, với các nghiên cứu này, cũng xem đới Đà Lạt nhƣ là một miền trũng hay vùng đƣợc hình thành vào Jura sớm-giữa.

Trong nghiên cứu kiến tạo-sinh khoáng Nam Việt Nam gần đây (Nguyễn Xuân Bao và nnk, 2000), đới Đà Lạt đƣợc quan niệm: là bồn chồng gối đƣợc lấp đầy bởi các trầm tích lục nguyên loạt Bản Đôn tuổi Jura. Sau đó, vào Creta, diện tích này là một phần của cung magma rìa lục địa kiểu Đông Á cổ. Theo Nguyễn Kim Hoàng, 2004 đới Đà Lạt là phần đông nam bồn trũng Trias muộn-Jura sớm-giữa kéo dài trên 400 km theo phƣơng tây bắc-đông nam, rộng 200 km ở phần tây bắc và phình to đến 350 km ở phần đông nam. Vào giai đoạn Jura muộn-Creta, đới Đà Lạt là phần trung tâm của miền vỏ lục địa Nam Việt Nam nằm trong chế độ hoạt động kiến tạo của cung magma rìa lục địa mạnh mẽ đƣợc xếp vào cung magma rìa lục địa (trƣớc đây gọi là đai hoạt hóa magma-kiến tạo) kiểu Đông Á cổ (gần giống kiểu Andes theo Nguyễn Tƣờng Tri và nnk, 1995) rộng 700-800 km và kéo dài trên 2.500 km từ Tri Tôn qua Đà Lạt, Hải Nam đến tận Thƣợng Hải, chịu chế độ địa động lực rìa lục địa tích cực trên miền vỏ lục địa.

3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Hình 1: Sơ đồ diện tích vùng nghiên cứu 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Trên lãnh thổ Nam Việt Nam, đới Đà Lạt có hƣớng kéo dài đông bắc-tây nam trên 350 km từ sông Vàm Cỏ Đông đến sông Hinh, rộng 200 –250 km từ biên giới Việt Nam-Campuchia đến rìa trong thềm lục địa Đèo Cả-Cà Ná-Vũng Tàu. Ranh giới đới đƣợc giới hạn: tây nam-đứt gãy Sông Vàm Cỏ Đông; đông nam-đới đứt gãy Hòn Khoai-Cà Ná; đông-đứt gãy Hải Nam-Natuna; bắc-là đƣờng ziczac của bề mặt không chỉnh hợp của trầm tích Jura sớm–giữa lên móng cổ hơn. Nhìn chung, đới Đà Lạt có cấu trúc một nếp lõm lớn, tƣơng đối đẳng thƣớc. Bề mặt nóc móng kết tinh có hình dạng lõm, đẳng thƣớc với độ sâu cực đại 5 km ở khu vực tây bắc Đà Lạt (Suối Vàng); cánh đông nam của lõm (khu vực Biên Hòa-Phan Thiết) bị phức tạp thêm bởi các lồi, lõm cấp 2.

Bề mặt Moho của đới sâu dần theo hƣớng Phan Rí-Đak Mil (sâu đến 39 km). Rìa tây bắc và bắc của đới, lộ ra móng trƣớc Trias muộn kiểu cửa sổ ở Đak Lin, Tà Thiết và Châu Thới; phía tây đới ít chịu ảnh hƣởng của hoạt động chồng gối magma-kiến tạo Mesozoi muộn, nhƣng vào Kainozoi, hoạt động phun trào basalt mạnh mẽ, tạo nên các lớp phủ rộng lớn ở Xuân Lộc, Đak Nông và Đak Lak; phía đông, hoạt động magma xâm nhập-núi lửa vào Creta rất mạnh mẽ và chịu ảnh hƣởng ít nhiều của hoạt động phun trào basalt Kainozoi muộn hoặc vắng mặt hoàn toàn ở khu vực Đèo Cả-Nha Trang-Tháp Chàm. Rìa lục địa tích cực Mesozoi muộn Đà Lạt phân bố chủ yếu trong phạm vi đới Đà Lạt hiện nay. Vào giữa Creta, rìa lục địa với các hoạt động uốn nếp và magma xâm nhập-núi lửa phát triển chồng gối mạnh mẽ lên đới tạo núi Srepôk và một phần lên cả đới Kon Tum và cũng là một bộ phận của đai động Đông Á thuộc Thái Bình Dƣơng.

Đặc điểm địa hóa nguyên tố đất hiếm Đất hiếm là nhóm gồm 17 nguyên tố giống nhau về mặt hóa học trong bảng hệ thống tuần hoàn từ Latan (số thứ tự 57) đến Lutexi (số thứ tự 71). Thông thƣờng 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Ytri (số thứ tự 39), Scandi (số thứ tự 21) đƣợc xếp vào nhóm đất hiếm vì trong tự nhiên nó luôn đi cùng các nguyên tố này. Các nguyên tố đất hiếm và đặc tính của chúng đƣợc thống kê ở bảng 1. Các nguyên tố đất hiếm đƣợc phân chia thành hai nhóm: nhóm đất hiếm nhẹ và nhóm đất hiếm nặng hay còn gọi là nhóm Xeri và nhóm Ytri.

Trong một số trƣờng hợp, đặc biệt trong kỹ thuật tách chiết, các nguyên tố đất hiếm đƣợc chia thành 3 nhóm; nhóm nhẹ, nhóm trung gian và nhóm nặng bảng 2. Bảng 1: Các nguyên tố đất hiếm và đặc tính cơ bản Hàm lƣợng trung S Ký hiệu Thứ tự Hóa Nguyên tử Các Nguyên tố bình trong vỏ Trái TT hóa học nguyên tử trị lƣợng oxit đất 1 Lantan La 57 3 138,92 29,00 La2O3 2 Xeri Ce 58 3,4 140,13 70,00 CeO2 3 Prazeodim Pr 59 3,4 140,92 9,00 Pr4O11 4 Neodim Nd 60 3 144,27 37,00 Nd2O3 5 Prometi Pm 61 3 145,00 Không 6 Samari Sm 62 2.3 150,43 8,00 Sm2O3 7 Europi Eu 63 2,3 152,00 1,30 Eu2O3 8 Gadoloni Gd 64 3 156,90 8,00 Gd2O3 9 Tecbi Tb 65 3,4 159,20 2,50 Tb4O7 10 Dysprosi Dy 66 3 162,46 5,00 Dy2O3 11 Honmi Ho 67 3 164,94 1,70 Ho2O3 12 Ecbi Er 68 3 167,20 3,00 Er2O3 13 Tuli Tm 69 3 169,40 0,27 Tm2O3 14 Ytecbi Yb 70 2,3 173,04 0,33 Yb2O3 15 Lutexi Lu 71 3 174,99 0,80 Lu2O3 16 Scandi Sc 21 3 Sc2O3 17 Ytri Y 39 3 88,92 29,90 Y2 O3 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Bảng 2: Phân nhóm các nguyên tố đất hiếm 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 21 39 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Sc Y Nhóm đất hiếm nhẹ (nhóm Xeri) Nhóm đất hiếm nặng (nhóm Ytri) Nhóm nhẹ Nhóm trung gian Nhóm nặng Trong tự nhiên, các nguyên tố đất hiếm không tồn tại dƣới dạng kim loại (tự sinh). Do có ái lực với oxy rất mạnh, các nguyên tố đất hiếm để tạo thành oxit, ngoại trừ Prometi, không có đồng vị bền vững nên không tìm thấy trong tự nhiên. Các nguyên tố đất hiếm (REE) là một họ đặc biệt các nguyên tố trong tự nhiên.

Trong bất kỳ thể địa chất nào, phát hiện một nguyên tố đất hiếm sẽ chỉ thị sự tồn tại của tất cả các nguyên tố đất hiếm khác. Tuy nhiên, các loại vật chất tự nhiên khác nhau có tổng lƣợng các nguyên tố đất hiếm khác nhau, do đó tỷ lệ các nguyên tố riêng lẻ cũng ít nhiều khác nhau. Trong tự nhiên, nhóm nguyên tố đất hiếm tập trung chủ yếu trong các khoáng vật silicat, hiếm hơn trong các khoáng vật kim loại hoặc sulphide, vì vậy chúng đƣợc xếp vào nhóm nguyên tố ƣa đá. Ngoài ra, do chỉ có mặt trong các khoáng vật với hàm lƣợng rất nhỏ (< 0.1% trọng lƣợng) dƣới dạng vết, hoặc phân tán, nên chúng đƣợc xếp vào nhóm nguyên tố vết.