Thạch Luận Các Đá Siêu Mafic – Mafic Kiềm Vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

Luận văn thạc sĩ phân tích các đá siêu mafic và mafic kiềm tại vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn, cung cấp cái nhìn sâu sắc về địa chất khu vực.

• Tác giả: Dương Thị Thanh Tâm
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thùy Dương
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học
• Đề tài: Nghiên Cứu Đá Siêu Mafic và Mafic Kiềm Tại Vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Đá Siêu Mafic Mafic Kiềm Chợ Đồn 55kt

Nghiên cứu về đá siêu mafic và đá mafic kiềm tại vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn là một lĩnh vực quan trọng trong địa chất Việt Nam. Các thành tạo magma kiềm, đặc biệt là loại siêu mafic – mafic kiềm, chiếm tỷ lệ nhỏ và tập trung chủ yếu ở miền Bắc. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin về nguồn gốc và thành phần của các loại đá này mà còn có ý nghĩa trong việc tìm kiếm và khai thác tài nguyên khoáng sản Bắc Kạn. Các nghiên cứu trước đây đã đặt nền móng, song vẫn còn nhiều vấn đề cần làm sáng tỏ về nguồn gốc và quá trình hình thành.

1.1. Vị trí địa lý và đặc điểm địa chất khu vực Chợ Đồn

Khu vực nghiên cứu nằm ở huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn, cách Hà Nội khoảng 350km về phía Đông Bắc. Địa hình khu vực này đặc trưng bởi vùng núi thấp, phân cắt mạnh, với độ cao thay đổi từ 200 đến 1000m. Các hệ thống sông chính bao gồm sông Gâm và một phần sông Năng. Khí hậu mang tính chất nhiệt đới, phân biệt rõ hai mùa mưa và khô. Sự đa dạng về địa hình và khí hậu ảnh hưởng đến sự phân bố và đặc điểm của các thành tạo đá.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu đá siêu mafic và mafic kiềm

Việc nghiên cứu đá siêu mafic và mafic kiềm có ý nghĩa quan trọng trong việc hiểu rõ hơn về lịch sử địa chất và kiến tạo của khu vực. Những loại đá này thường liên quan đến các quá trình magma sâu trong lòng Trái Đất và có thể chứa các khoáng sản quý hiếm. Ngoài ra, nghiên cứu này còn góp phần vào việc đánh giá tiềm năng mỏ khoáng sản liên quan đá siêu mafic tại Bắc Kạn.

II. Thách Thức Nghiên Cứu Nguồn Gốc Đá Mafic Kiềm 58kt

Một trong những thách thức lớn nhất trong nghiên cứu đá mafic kiềm là xác định nguồn gốc chính xác của chúng. Các nhà khoa học vẫn còn tranh luận về quá trình hình thành magma và sự tương tác giữa manti và vỏ Trái Đất. Theo Nguyễn Trung Chí (2003), magma siêu mafic – mafic kiềm ở khu vực này được hình thành do quá trình nóng chảy từng phần manti trên. Tuy nhiên, một số nghiên cứu khác lại cho rằng có sự ảnh hưởng của quá trình kiềm hóa do các xâm nhập khác.

2.1. Sự phức tạp trong việc xác định nguồn gốc magma

Việc xác định nguồn gốc magma gặp nhiều khó khăn do sự phức tạp của các quá trình địa chất. Magma có thể được tạo ra từ nhiều nguồn khác nhau và trải qua quá trình biến đổi trong quá trình di chuyển lên bề mặt. Các yếu tố như áp suất, nhiệt độ và thành phần hóa học của môi trường xung quanh đều có thể ảnh hưởng đến quá trình hình thành đá.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hóa học của đá

Thành phần hóa học của đá mafic kiềm có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm thành phần của nguồn magma, quá trình phân dị magma, và sự tương tác với các loại đá khác. Việc phân tích thành phần hóa học một cách cẩn thận là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về nguồn gốc và quá trình hình thành của đá.

III. Phương Pháp Phân Tích Thành Phần Khoáng Vật Đá 52kt

Để hiểu rõ hơn về nguồn gốc và quá trình hình thành đá siêu mafic và mafic kiềm, việc phân tích thành phần khoáng vật là rất quan trọng. Các phương pháp phân tích như kính hiển vi phân cực, phân tích XRF và ICP-MS được sử dụng để xác định thành phần hóa học và khoáng vật học của đá. Các phân tích này cung cấp thông tin quan trọng về điều kiện hình thành và nguồn gốc magma.

3.1. Kính hiển vi phân cực trong nghiên cứu thạch học

Kính hiển vi phân cực là một công cụ quan trọng trong nghiên cứu thạch học. Nó cho phép các nhà khoa học quan sát và xác định các khoáng vật trong đá dựa trên đặc tính quang học của chúng. Kỹ thuật này đặc biệt hữu ích trong việc xác định các khoáng vật tạo đá và các khoáng vật thứ sinh, từ đó suy ra quá trình biến chất của đá.

3.2. Phân tích XRF và ICP MS để xác định thành phần hóa học

Phân tích XRF (X-ray Fluorescence) và ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) là hai phương pháp phân tích hóa học phổ biến trong địa chất. XRF được sử dụng để xác định thành phần các nguyên tố chính trong đá, trong khi ICP-MS được sử dụng để xác định thành phần các nguyên tố vết. Kết hợp cả hai phương pháp này cho phép các nhà khoa học có được một bức tranh toàn diện về thành phần hóa học của đá.

IV. Đặc Điểm Địa Hóa Đá Siêu Mafic Mafic Kiềm 55kt

Nghiên cứu đặc điểm địa hóa của đá siêu mafic và đá mafic kiềm tại vùng Chợ Đồn cung cấp thông tin quan trọng về nguồn gốc và quá trình hình thành của chúng. Phân tích các nguyên tố vết và đồng vị phóng xạ giúp xác định nguồn gốc magma và các quá trình tương tác với manti. Theo kết quả nghiên cứu, quy luật phân bố các nguyên tố trong thành tạo siêu mafic – mafic kiềm khu vực nghiên cứu có những đặc điểm riêng biệt.

4.1. Quy luật phân bố các nguyên tố đất hiếm REE

Sự phân bố các nguyên tố đất hiếm (REE) trong đá có thể cung cấp thông tin về nguồn gốc magma và quá trình phân dị magma. Các biểu đồ phân bố REE chuẩn hóa thường được sử dụng để so sánh mẫu đá với các loại đá khác và xác định các dấu hiệu địa hóa đặc trưng.

4.2. Tỷ lệ đồng vị phóng xạ trong xác định nguồn gốc đá

Tỷ lệ đồng vị phóng xạ, chẳng hạn như Sr87/Sr86 và Nd143/Nd144, được sử dụng để xác định nguồn gốc của đá. Các tỷ lệ này có thể khác nhau tùy thuộc vào nguồn gốc magma và quá trình tương tác với các loại đá khác. So sánh tỷ lệ đồng vị phóng xạ của mẫu đá với các nguồn magma tiềm năng có thể giúp xác định nguồn gốc của đá.

V. Ứng Dụng Đá Siêu Mafic và Mafic Kiềm Bắc Kạn 58kt

Ngoài giá trị khoa học, đá siêu mafic và đá mafic kiềm còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Chúng có thể được sử dụng làm vật liệu xây dựng, phân bón, và nguồn cung cấp các khoáng sản quý hiếm. Đánh giá tiềm năng sử dụng các loại đá này là rất quan trọng để phát triển kinh tế địa phương. Các đá syenit nephelin có thể được sử dụng làm gốm sứ cao cấp (Đặng Văn Can và nnk, 2008).

5.1. Tiềm năng khai thác khoáng sản liên quan đến đá kiềm

Các thành tạo đá kiềm có thể chứa nhiều loại khoáng sản quý hiếm, chẳng hạn như niobi, tantali, và các nguyên tố đất hiếm. Việc đánh giá tiềm năng khai thác các khoáng sản này là rất quan trọng để phát triển kinh tế địa phương và đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp.

5.2. Sử dụng đá trong xây dựng và nông nghiệp

Một số loại đá kiềm có thể được sử dụng làm vật liệu xây dựng, chẳng hạn như đá ốp lát và đá xây tường. Ngoài ra, chúng cũng có thể được sử dụng làm phân bón để cải tạo đất và cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Thạch Luận Tương Lai 56kt

Nghiên cứu về đá siêu mafic và đá mafic kiềm tại vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn đã cung cấp nhiều thông tin quan trọng về nguồn gốc, thành phần và ứng dụng của chúng. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều câu hỏi cần được giải đáp. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại hơn và mở rộng phạm vi nghiên cứu để hiểu rõ hơn về lịch sử địa chất của khu vực.

6.1. Tóm tắt các kết quả nghiên cứu chính

Các kết quả nghiên cứu chính bao gồm việc xác định thành phần khoáng vật và hóa học của đá, xác định nguồn gốc magma và các quá trình tương tác với manti, và đánh giá tiềm năng sử dụng các loại đá này trong các ngành công nghiệp khác nhau.

6.2. Các hướng nghiên cứu tiếp theo về địa chất Bắc Kạn

Các hướng nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại hơn, chẳng hạn như phân tích đồng vị phóng xạ và phân tích thành phần các khoáng vật siêu nhỏ. Ngoài ra, cần mở rộng phạm vi nghiên cứu để bao gồm các khu vực lân cận và so sánh với các thành tạo đá tương tự ở các khu vực khác trên thế giới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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.kan TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 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.kan TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 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.kan TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 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.kan TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 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.kan TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 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).