CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Vị trí nghiên cứu Vùng nghiên cứu thuộc địa phận huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Cạn, cách Hà Nội khoảng 350km về phía Đông Bắc. Đây là một trong những khu vực thuộc vùng sâu vùng xa của tỉnh Bắc Kạn, trong khung tọa độ địa lý: 22° 4' 50" - 22° 24' 50" vĩ độ Bắc 105° 15' 00" - 105° 45' 00" kinh độ Đông Hình 1-1: Sơ đồ phạm vi khu vực nghiên cứu Các yếu tố địa hình - địa mạo, giao thông và kinh tế nhân văn như sau: 1.
Địa hình thuộc vùng núi thấp, cao trung bình, phân cắt mạnh, độ cao tuyệt đối thay đổi từ 200 đến 1000m. Các núi thấp và đồi sườn thoải có phương đôi khi trùng với phương của các kiến trúc uốn nếp liên quan đến các đá trầm tích lục nguyên, đôi khi nhô lên các đỉnh cao có sườn dốc ứng với các tầng đá cứng như quaczit, đá vôi silic hoặc đá xâm nhập. Các khối đá vôi bị phân cắt mạnh bởi các Dương Thị Thanh Tâm 13 Luận văn Thạc sỹ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn quá trình xâm thực và karst, được đặc trưng bằng các dạng địa hình nhấp nhô có các thung lũng khô và thung lũng mù với sườn dốc, cây cối um tùm. Trong vùng có các hệ thống sông chính như: sông Gâm và một phần sông Năng.
Các thung lũng suối hẹp thường là dạng chữ V có dòng chảy mạnh, nhiều ghềnh, đôi khi có các thác nước. Khí hậu có tính chất nhiệt đới, đặc trưng bởi sự khác biệt hai mùa. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, nhiệt độ trung bình từ 32-350C, độ ẩm 90-95%, lượng mưa trung bình đến 2000 mm/năm. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, nhiệt độ trung bình từ 8-25oC, ở vùng núi cao 0-20oC, độ ẩm khoảng 10-65%, nhiều khi sương mù bao phủ kéo dài đến 8-9 giờ sáng.
Các vùng nghiên cứu có nhiều dân tộc khác nhau sinh sống, trong đó đồng bào dân tộc thiểu số chiếm 25% dân số còn lại là ngưới Kinh. Ở huyện lỵ như Chợ Đồn, dân cư tập trung đông đúc chủ yếu là người Tày, người Kinh. Ở các bản dọc theo các thung lũng có ruộng canh tác là quần cư của người Tày, Nùng có xen người Dao, Hoa và Pà Thẻn. Ở vùng núi cao trên 700m là khu vực sinh sống của người H.Giao thông trong vùng khá thuận lợi, có thể đi từ Bắc Cạn đến Chợ Đồn và Chiêm Hóa theo đường liên tỉnh lộ số 257 và trong vùng đã có nhiều đường liên huyện và liên xã, nhưng về mùa mưa thì rất xấu vì sạt lở đất đá.
Dọc theo Sông Gâm có thể đi lại dễ dàng bằng xuồng máy và bè mảng. Nhìn chung kinh tế trong vùng chủ yếu phát triển nông lâm nghiệp và khai khoáng. Nhân dân sống chủ yếu bằng nghề làm ruộng và nương rẫy, trồng lúa dọc các thung lũng lớn, ngô và rau quả trên nương, ngày nông nhàn đi đãi vàng trên các suối, sông Gâm và thu gom quặng chì-kẽm, sắt, mangan. Dương Thị Thanh Tâm 14 Luận văn Thạc sỹ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn 1.
Khái quát đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu 1. Địa tầng Theo tờ bản đồ địa chất và khoáng sản Việt Nam 1:200.000, tờ Bắc Kạn (Nguyễn Kinh Quốc và nnk, 2000), các hệ tầng khu vực nghiên cứu được mô tả như sau (Hình 1-2): a. Hệ tầng Phú Ngữ (O3-S1 pn) Các thành tạo thuộc hệ tầng Phú Ngữ (O3-S1pn) phân bố ở phía đông, đông nam và phía nam của vùng nghiên cứu. Về thành phần thạch học, hệ tầng được phân chia thành 3 tập: Phân hệ tầng trên(O3-S1pn3): Cát kết thạch anh, cát kết dạng quarzit, đá phiến sét dạng sừng (biotit-andalusit-cordierit), chứaGluptograptus sp.
Phân hệ tầng giữa (O3-S1pn2): Đá phiến sétđen, sét silic, cát bột kết tuf và thấu kínhđá vôi, vôi sét. Phân hệ tầng dưới (O3-S1pn1): đá phiến sét, cát bột kết, cát kết xen ít lớp mỏng sét silic, cát bột kết vôi, tuf chứa Tomasina Climacograptus sp. Hệ tầng Mia Lé (D1 ml) Bao gồmsét bột kết, đá phiến sét vôi, phân thành 2 tập: - Phân hệ tầng trên (D1ml2): Cát kết, đá vôi, đá vôi sét xen lớp mỏngđá phiến sét, phylit vôi chứa Tryplasma altaica, Favosites stellaris, F. - Phân hệ tầng dưới (D1ml2): Đá phiến sét, đá phiến sét vôi, đá vôi sét và sét silic.
Chứa Euryspirifer tonkinesis, Heliolites sp,. Hệ tầng Khao Lộc (D1-D2kl) Phân bố hẹp chủ yếu thành dải ở phía đông Chợ Đồn đến Pù Khuổi Sao. Hệ tầng Khao Lộc được chia làm 2 tập sau: Dương Thị Thanh Tâm 15 Luận văn Thạc sỹ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn - Phân hệ tầng trên: đá vôi đen, sét vôi chứa Amphipora sp. - Phân hệ tầng dưới: Đá phiến sét sericit, cát kết dạng quartzit xen lớp mỏngđá vôi.
Hệ Đệ tứ không phân chia (Q) Các thành tạo hệ Đệ Tứ không phân chia phân bố dọc theo các suối lớn, thành phần bao gồm cuội, sỏi, cát, sét bột. Các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm khu vực nghiên cứu nằm trong 2 khối Bằng Phúc và Băng Lũng thuộc phức hệ Chợ Đồn (Nguyễn Trung Chí, 2003). Sơ đồ địa chất chi tiết 2 khối được nêu ở Hình 1-3. Magma xâm nhập Cho đến nay, vẫn có nhiều tranh luận về việc phân chia các phức hệ magma xâm nhập khu vực nghiên cứu.
Luận văn này không nhằm mục tiêu phân chia lại các phức hệ magma xâm nhập mà chỉđưa ra các phân chia theo quan điểm khác nhau của các nhà nghiên cứu đi trước. Theo bản đồđịa chất 1:200.000 tờ Bắc Kạn (2000), vùng nghiên cứu có mặt các thành tạo magma xâm nhập gabro pyroxenit thuộc phức hệ Núi Chúa (υa/T3n nc), các xâm nhập granitoid thuộc phức hệ Phia Bioc (γa/T3n pb) và các syenit thuộc phức hệ Chợ Đồn (γᵱcđ). Nguyễn Trung Chí (2003) xếp các đá gabro của phức hệ Núi Chúa là các xâm nhập mafic siêu mafic kiềm và xếp vào pha 1 của phức hệ Chợ Đồn. Nghiên cứu sau này của Đặng Văn Can (2008) lại cho rằng các thể xâm nhập gabro (phức hệ Núi Chúa) nằm gần các xâm nhập granit của phức hệ Phia Bioc, đặc biệt là khi gần các xâm nhập syenit, syenit felspat kiềm và syenit nephelin của phức hệ Chợ Đồn bị chúng xuyên cắt nên đã bị kiềm hóa ở những đới gần – sát tiếp xúc (Đặng Văn Can, 2008).
Nhìn chung hoạt động magma trong vùng thể hiện đa dạng về chủng loại, chúng thuộc 3 phức hệ: Phia Bioc, Núi Chúa và Chợ Đồn. Dương Thị Thanh Tâm 16 Luận văn Thạc sỹ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn a. Phức hệ Phia Bioc (γa/T3n pb) Cácđá granitoid của phức hệ phân bố chủ yếuở phần đông bắc khu vực nghiên cứu. Các đá của phức hệ gồm 3 pha: pha 1 (γπaT3n pb1) là các đá granodiorit, granit biotit dạng porphyry hạt vừa - lớn.
Các đá của pha sớm chiếm hầu hết diện lộ của phức hệ trong khu vực; - pha 2 (γaT3n pb2) là những khối nhỏ thành phần granit biotit, granit hai mica hạt nhỏ -vừa xuyên cắt các pha 1; - pha 3 (γaT3n pb3) là các thể nhỏ aplit granit, pegmatite. Tuổi của phức hệ được Phan Lưu Anh, Hoàng Việt Hằng (2005) xếp vào Permi muộn. Phức hệ Núi Chúa (υa/T3n nc) Các thành tạo xâm nhập mafic thuộc phức hệ Núi Chúa trong khu vực nghiên cứu gồm 3 pha: Pha 1 (Gb/T3n nc): Các đá thuộc pha này bao gồm phần lớn các khối Bằng Viễn, Pù Đồn, một vài thể nhỏ gần bản Cuôn, Bằng Lũng. Thành phần thạch học chủ yếu là gabro, pyroxenit chứa plagioclas, gabrodiorit kết tinh hạt vừa - lớn, đá sẫm màu đối với pyroxenit chứa plagiolcas và sẫm màu vừa đối với các đá gabro.
Thành phần khoáng vật tạo đá chính là pyroxen, amphibol và plagioclas (Đặng Văn Can, 2008). Hai khối lớn là Pù Đồn - Bản Man và Tam Tao - Bằng Viễn bị biến đổi kiềm hóa mạnh do bị các xâm nhập kiềm của phức hệ Chợ Đồn xuyên cắt. Trong các đá gabro bị biến chất trao đổi kiềm thường có mặt felspat kali, meililit, scapolit. Tại đới tiếp xúc của gabro bị các thể syenit nephelin xuyên cắt, chúng bị kiềm hóa mạnh có mặt cả nephelin, đôi khi tạo nên cácđá biến chất trao đổi giàu khoáng vật màu và nephelin (Đặng Văn Can, 2008).
Đôi khi chúng bị các thể syenit, syenit nephelin của phức hệ Chợ Đồn xuyên cắt và gây biến đổi Dương Thị Thanh Tâm 17 Luận văn Thạc sỹ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn kiềmhóa. Đá có kiến trúc phổ biến là monzonit, đới tiếp xúc thể hiện kiến trúc hạt biến tinh-trao đổi thay thế. Tuổi của phức hệ Núi Chúa được Nguyễn Trung Chí (2003) xếp vào Trias muộn. Phức hệ Chợ Đồn (ξᵱcđ).
Các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm nằm trong tổ hợp siêu mafic-mafic- syenit kiềm thuộc phức hệ Chợ Đồn được xác lập vào năm 2003 bởi Nguyễn Trung Chí và cộng sự trong đề tài “Nghiên cứu thạch luận và sinh khoáng các thành tạo magma kiềm miền Bắc Việt Nam”. Tác giả đã khẳng định sự tồn tại của các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm loạt ijolit tiếp xúc với các đá trung tính kiềm và các thể dăm kết diatrem, thành phần chứa siêu mafic – mafic kiềm đến trung tính kiềm gắn kết với nhau không xi măng trong các thành tạo magma của phức hệ Chợ Đồn.Các thành tạo này được Bùi Minh Tâm (2010) xếp vào phức hệ gabbro-syenit Lục Yên, Chợ Đồn (γξT2lc). Các xâm nhập này là các khối gabbro kiềm-syenit kiềm chứa nephelin phát triển dọc ranh giới của các đới Lô Gâm và Phú Ngữ, tập trung chủ yếuở vùng Chợ Đồn, bao gồm các khối Bằng Phúc và Khuổi Loỏng (khối Bằng Lũng theo phân chia của Nguyễn Trung Chí, 2003) (Bùi Minh Tâm, 2009). Cùng với các kiểu đá chiếm ưu thế là gabroid kiềm và syenit nephelin, trong khối Bằng Phúc còn gặp gabroid thấp titan và độ kiềm tương đối thấp cũng như syenit không chứa nephelin và khoáng vật màu kiềm (Bùi Minh Tâm, 2010).
Khối Khuổi Loỏng có thành phần chủ yếu là gabro và pyroxenit bị băm ra thành từng mảnh riêng biệt bởi các gân mạnh granosyenit và syenit nhìn tổng thể giống như dăm magma. Trong các xâm nhập kiềm khu vực Chợ Đồn chiếm ưu thế là syenit nephelin-biotit (miaskit), song cũng khá phổ biến các kiểu đá mafic và á mafic-gabro và pyroxenit chứa felspat kali, amphibol, calcite, sphen, nephelin và granat (khối Bằng Phúc).