Luận án tiến sĩ về thạch luận và khoáng hóa granitoid Mường Lát, Tây Bắc Việt Nam

Chuyên đề thạch luận granitoid Mường Lát và khoáng hóa Tây Bắc Việt Nam, tiếp cận liên ngành, kết quả nghiên cứu có giá trị ứng dụng cao trong chuyên

• Tác giả: Trần Văn Thành
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Trung Hiếu
• Trường học: Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Địa Chất
• Đề tài: Nghiên Cứu Thạch Luận Granitoid Mường Lát Và Khoáng Hóa Tây Bắc Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
• 1.2. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.4. Nội dung nghiên cứu chính
• 1.5. Các luận điểm bảo vệ
• 1.6. Các điểm mới của luận án
• 1.7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 1.8. Cơ sở tài liệu và khối lượng thực hiện nghiên cứu của luận án
• 1.9. Cấu trúc của luận án
• 1.10. Lời cảm ơn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Vị tí địa lý – kinh tế nhân văn
• 1.2. Lịch sử nghiên cứu
• 1.3. Đặc điểm địa chất khu vực
• 1.4. Vòm biến chất phân đới đông tâm Mường Lát
• 1.5. Đai mạch không rõ tuổi
• 1.6. Tổ hợp thạch kiến tạo (THTKT) khu vực nghiên cứu
• 1.7. Đặc điểm các hoạt động đứt gãy chính
• 1.8. Đặc điểm khoáng sản khu vực nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Phân loại granit
• 2.2. Phân chia các loạt granit
• 2.3. Phân chia các kiểu granit. Mối liên quan khoáng hóa với các kiểu granit
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa
• 2.4.2. Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu
• 2.4.3. Phương pháp nghiên cứu thạch học - khoáng vật
• 2.4.4. Phương pháp phân tích khoáng tướng
• 2.4.5. Phương pháp nghiên cứu thạch địa hóa
• 2.4.6. Phương pháp phân tích thành phần, đồng vị phóng xạ
• 2.5. Tính chuyên hóa địa hóa và sinh khoáng magma
• 2.6. Xử lý kết quả phân tích
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, THẠCH ĐỊA HÓA GRANITOID PHỨC HỆ MƯỜNG LÁT
• 3.1. Đặc điểm địa chất
• 3.2. Đặc điểm thạch học
• 3.3. Granit hai mica hạt lớn
• 3.4. Granit hai mica hạt nhỏ
• 3.5. Đặc điểm thành phần khoáng vật
• 3.5.1. Khoáng vật plagioclas
• 3.5.2. Khoáng vật thạch anh
• 3.5.3. Khoáng vật felspat kali
• 3.5.4. Khoáng vật mica
• 3.5.5. Các khoáng vật khác
• 3.6. Đặc điểm thạch địa hóa
• 3.6.1. Đặc điểm các nguyên tố chính
• 3.6.2. Đặc điểm các nguyên tố vi lượng
• 3.7. Tuổi thành tạo
• 3.8. Vị trí lấy mẫu
• 3.9. Kết quả phân tích
• 4. CHƯƠNG 4: NGUỒN GỐC GRANITOID PHỨC HỆ MƯỜNG LÁT VÀ KHOÁNG HÓA LIÊN QUAN
• 4.1. Nguồn gốc và quá trình hình thành granitoid phức hệ Mường Lát
• 4.1.1. Thành phần đồng vị Hf trong đơn khoáng zircon
• 4.1.2. Thành phần đồng vị Rb - Sr; Sm - Nd trong đá tổng
• 4.1.3. Quá trình hình thành granitoid phức hệ Mường Lát
• 4.2. Khoáng hóa liên quan granitoid phức hệ Mường Lát
• 4.2.1. Khoáng hóa liên quan granitoid phức hệ Mường Lát trên cơ sở các kết quả nghiên cứu thạch luận và môi trường địa động lực
• 4.2.2. Khoáng hóa liên quan granitoid phức hệ Mường Lát trên cơ sở các kết quả nghiên cứu thạch hóa
• 4.2.3. Khoáng hóa liên quan granitoid phức hệ Mường Lát trên cơ sở kết quả nghiên cứu địa hóa khoáng vật
• 4.2.4. Khoáng hóa liên quan granitoid phức hệ Mường Lát trên cơ sở kết quả đánh giá độ sâu thành tạo và mức độ bóc mòn
• 4.2.5. Tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm Sn, W trong khu vực nghiên cứu
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC BÀI BÁO, CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu

Nghiên cứu về thạch luận granitoid có vai trò quan trọng trong việc hiểu biết về các giai đoạn hoạt động magma và kiến tạo của Trái đất. Đặc biệt, khu vực Mường Lát thuộc đới Tây Bắc Việt Nam chứa nhiều thành tạo granitoid phong phú, nhưng chưa được nghiên cứu một cách hệ thống. Việc tìm hiểu về khoáng hóa liên quan đến các thành tạo này không chỉ giúp làm sáng tỏ lịch sử địa chất mà còn có ý nghĩa trong việc đánh giá tiềm năng khoáng sản. Theo tài liệu hiện có, các thành tạo granitoid trong khu vực đã được nghiên cứu từ những năm 60 của thế kỷ 20, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết triệt để. Do đó, đề tài này nhằm làm rõ các đặc điểm cấu trúc địa chất, thạch học và khoáng hóa của phức hệ Mường Lát.

II. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là làm sáng tỏ các đặc điểm của granitoid trong khu vực Mường Lát. Cụ thể, nghiên cứu sẽ tập trung vào việc xác định thành phần khoáng vật, tuổi thành tạo, nguồn gốc và bối cảnh kiến tạo của các thành tạo này. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng sẽ đánh giá tiềm năng khoáng hóa liên quan đến các thành tạo granitoid, từ đó đưa ra những nhận định về lịch sử tiến hóa của vỏ Trái đất trong khu vực. Việc xác định các yếu tố này sẽ giúp làm rõ mối liên hệ giữa các thành tạo granitoid và các đá vây quanh, cũng như với các khu vực lân cận trong lãnh thổ Việt Nam.

III. Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu

Khu vực Mường Lát có đặc điểm địa chất phong phú với nhiều thành tạo granitoid khác nhau. Các thành tạo này được phân loại theo các kiểu granit như S, I, A, với sự phân bố không gian đa dạng. Đặc biệt, các hoạt động đứt gãy chính trong khu vực đã tạo ra những biến đổi địa chất đáng kể, ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển của các khoáng sản. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, các thành tạo granitoid trong khu vực có mối liên hệ chặt chẽ với các khoáng sản đi kèm, từ đó mở ra hướng nghiên cứu mới về tiềm năng sinh khoáng của chúng. Các kết quả phân tích địa chất sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về lịch sử hình thành và phát triển của khu vực này.

IV. Nguồn gốc và quá trình hình thành granitoid phức hệ Mường Lát

Nghiên cứu về nguồn gốc của granitoid phức hệ Mường Lát cho thấy rằng chúng được hình thành từ magma có nguồn gốc vỏ, trong bối cảnh va chạm giữa các khối lục địa. Các phân tích đồng vị cho thấy tuổi thành tạo của granitoid này kéo dài từ 251 đến 230 triệu năm. Quá trình hình thành granitoid phức hệ Mường Lát không chỉ liên quan đến các yếu tố địa động lực mà còn chịu ảnh hưởng của các điều kiện môi trường địa chất khác nhau. Việc hiểu rõ nguồn gốc và quá trình hình thành của các thành tạo này sẽ giúp đánh giá chính xác hơn về tiềm năng khoáng hóa của chúng.

V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Kết quả nghiên cứu về thạch luận granitoid phức hệ Mường Lát không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao. Các thông tin thu được từ nghiên cứu sẽ góp phần làm sáng tỏ lịch sử phát triển địa chất của khu vực Tây Bắc Việt Nam, đồng thời cung cấp cơ sở dữ liệu cho các nghiên cứu tiếp theo về khoáng sản. Ngoài ra, các kết quả này có thể được ứng dụng trong công tác đo vẽ, chỉnh lý bản đồ địa chất, cũng như trong các nghiên cứu chuyên đề về khoáng vật học và thạch luận magma. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiểu biết về địa chất mà còn hỗ trợ trong việc tìm kiếm và khai thác các khoáng sản có giá trị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Vị tí địa lý - kinh tế nhân văn Tây Bắc Bộ được giới hạn có tọa độ địa lý: 19°31'58" đến 22°38'57" vĩ độ Bắc; 102°02'40" đến 106°00'00" kinh độ Đông. Tây Bắc Bộ với địa hình núi cao và chia cắt mạnh, có nhiều khối núi và dãy núi cao chạy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam. Dãy Hoàng Liên Sơn dài tới 180km, rộng 30km, với một số đỉnh núi cao trên từ 2800 đến 3000m.

Dãy núi Sông Mã dài 500km, có những đỉnh cao trên 1800m. Giữa hai dãy núi này là vùng đồi núi thấp lưu vực sông Đà (còn gọi là địa máng sông Đà). Ngoài sông Đà là sông lớn, vùng Tây Bắc chỉ có sông nhỏ và suối gồm cả thượng lưu sông Mã. Trong địa máng sông Đà còn có một dãy cao nguyên đá vôi chạy suốt từ Phong Thổ đến Thanh Hóa, và có thể chia nhỏ thành các cao nguyên Tà Phình, Mộc Châu, Nà Sản.

Khí hậu nhiệt đới chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa. Mùa hè với gió mùa Tây nam (từ tháng 05 đến tháng 09), thời tiết nóng ẩm, mưa nhiều. Mùa đông với gió mùa Đông Bắc (tháng 11 đến tháng 03 năm sau), thời tiết lạnh, khô, ít mưa. Dân tộc chủ yếu là người Thái.

Ngoài ra, còn khoảng 20 dân tộc khác như H'Mông, Dao, Tày, Kinh, Nùng,… Mật độ dân cư phân bố không đều. Ở các thị trấn, thị tứ dân cư tập trung đông và sống xen kẽ nhau. Các làng, bản dân cư sống thành từng vùng riêng biệt, người Thái và người Mường tập trung ở phần thấp, dọc theo các tuyến đường giao thông. Người H’mông, người Dao tập trung ở các vùng núi cao.

Kinh tế: người dân sống ở các thị trấn, thị tứ làm nghề buôn bán hoặc sản xuất công nghiệp nhỏ. Hệ thống thương nghiệp kém phát triển, trung tâm huyện lỵ mới có chợ, là nơi trao đổi mua bán. Đời sống nhân dân còn gặp nhiều khó khăn chủ yếu dựa vào nông nghiệp: trồng lúa, ngô, khoai, sắn và chăn nuôi gia súc. Khai thác lâm sản là nguồn thu nhập quan trọng.

Văn hóa xã hội: dân trí trong vùng đã được nâng cao thông qua mạng lưới giáo dục, các xã đều có trường tiểu học, trung học cơ sở. Do đó nạn mù chữ đã cơ bản được xóa bỏ, tiếng phổ thông là ngôn ngữ chung được sử dụng phổ biến, các hủ tục lạc hậu được giảm dần. Hiện nay điện lưới quốc gia 110kV đã cơ bản đến các xã vùng cao. Mạng thông tin liên lạc được phủ sóng đến các xã.

Các thị trấn, thị tứ đã có mạng luan an 7 internet. Hệ thống y tế đã phát triển, các xã có trạm y tế, trung tâm huyện đã có bệnh viện đa khoa góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của nhân dân. Lịch sử nghiên cứu Theo quan điểm Trước kia khi thành lập bản đồ địa chất Đông Dương tỉ lệ 1:2. Fromaget đã phân ra các đá bị cà nát có tuổi Caledoni trong đó có phức hệ Mường Lát.

Sau này khi thành lập bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỉ lệ 1:500.Izok trên cơ sở so sánh các đặc tính chung về thạch học, thạch địa hoá, màu sắc khoáng vật biotit, ông đã xếp khối Mường Lát vào phức hệ Phia Bioc tuổi Trias muộn. Khi thành lập bản đồ địa chất Việt Nam phần miền Bắc tỷ lệ 1:1.000 Trần Văn Trị và Nguyễn Xuân Tùng đã xếp khối Mường Lát vào giai đoạn tạo núi Caledoni có tuổi Paleozoi sớm. Cũng theo quan điểm này khi thành lập chú giải cho phần địa chất Tây Bắc Việt Nam Lê Đình Hữu, Phan Viết Kỷ cũng xếp tuổi của khối này vào Paleozoi sớm. Bên cạnh đó Đào Đình Thục và nnk (1995) trong Địa chất Việt Nam - tập II, xếp phức hệ có tuổi tuyệt đối là 285 và 295 triệu năm.

Theo đề án: “Đo vẽ và lập bản đồ đia chất nhóm tờ Mường Lát tỷ lệ 1:50.000”, Đinh Công Hùng, Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Bắc, 2003, ở ngoài thực địa quan sát thấy các granit hai mica hạt vừa - nhỏ xuyên qua các trầm tích của hệ tầng Nậm Cô (NP-1nc), phần rìa tiếp xúc granit thường bị muscovit hoá, đá sáng màu hạt nhỏ, bị ép. Các đá của hệ tầng Nậm Cô (NP-1nc) tiếp xúc với granit bị biến chất nhiệt động phân đới, mức độ biến chất giảm dần từ rìa tiếp xúc ra ngoài. Các thành tạo granitoid thuộc kiểu I và S, có tuổi phức hệ Mường Lát là G/aC1ml mang tính chất tương đối không có cơ sở rõ ràng. Khi tổng hợp tài liệu trong công trình Địa chất và tài nguyên Việt Nam Trần Văn Trị, Đặng Vũ Khúc (đồng chủ biên) và nnk, 2009, và công trình hoạt động magma Việt Nam Bùi Minh Tâm và nnk, 2010 xếp các thành tạo granitoid phức hệ có tuổi Paleozoi sớm.

Trong các đề án đo vẽ và lập bản đồ đia chất nhóm tờ Mường Lát tỷ lệ 1:50.000, Đinh Công Hùng, 2005; nhóm tờ Mộc Châu tỷ lệ 1:50.000”, Đỗ Văn Thanh, 2015, các thành tạo granitoid ngoài thực tế xuyên cắt các đá thuộc hệ tầng Nậm Cô (NP3nc) và Sông Mã (2sm). Đá của phức hệthuộc kiểu S, kết quả phân tích tuổi đồng vị 87Rb/86Sr cho giá trị 257±2,6 triệu năm. Đặc điểm địa chất khu vực Tây bắc Viêt Nam được thành tạo chủ yếu gồm ba đơn vị kiến tạo chính là đới khâu Sông Mã, rift Sông Đà và đới trượt Sông Hồng. Đới Sông Mã được cho là đới luan an 8 khâu do va chạm giữa hai mảng Nam Trung Hoa và Dương Tử.

Sự tồn tại các đá biến chất của hệ tầng Nậm Cô, các đá granit giàu nhôm và eclogit dọc theo đới khâu là bằng chứng cho ranh giới hội tụ giữa hai mảng (Zhang et al. Các đá siêu mafic-mafic dọc theo đới khâu được xem như là các ophiolit của vỏ đại dương (Thanh et al. Đới Sông Đà là hệ thống các rift nội mảng phát triển trong giai đoạn Permi- Trias. Chúng gồm các đá xâm nhập-phun trào siêu mafic đến mafic và gần gũi với basalt nội mảng Emeishan, Đông Nam Á (Hoa et al.

Đứt gãy Sông Hồng là đới trượt ngang chính ở tây bắc Việt Nam. Khoảng cách dịch chuyển khoảng 1000km từ vịnh Bắc Bộ đến cao nguyên Tây Tạng. Đứt gãy Sông Hồng thường được cho là trượt ngang lớn của thạch quyển lên đến 500km do va chạm mảng Ấn Độ và Châu Á. Dọc Theo đới trượt Sông Hồng, các đá biến chất cao hiện diện phổ biến.

Đới khâu Sông Mã được thành tạo chủ yếu gồm ophiolit, metabasit, trầm tích biến chất và eclogit. Rất nhiều các đá magma lộ ra dọc theo đới khâu Sông Mã gồm phức hệ Điện Biên, Chiềng Khương, Sông Mã, Mường Lát. Các đá granit Điện Biên và Chiềng Khương đã được nghiên cứu chi tiết, tuy nhiên Mường Lát granit vẫn còn rất ít nghiên cứu, đặc biệt là các nghiên cứu có tính định lượng cao. Granit Permi-Trias ở Việt Nam chủ yếu gồm 3 loại: A_granit, I_granit và S_granit.

A_granit ở khu vực đới Phan Si Pan phân bố theo phương đông bắc-tây nam. I_granit và S_granit ở khu vực đới khâu Sông Mã, đới Trường Sơn và một phần của địa khối Kontum phân bố theo hướng đông bắc-tây nam. Hơn nữa, S_granit và một phần I_granit phân bố ở khu vực địa khối Kontum phân bố theo phương đông-tây. A_granit phân bố ở phía bắc của đới khâu Sông Mã và gần với basalt Sông Đà trong khi đó, I_granit và S_granit phân bố chủ yếu ở phía nam của đới khâu Sông Mã (Hình 1.

luan an 9 Hình 1. Sơ đồ phân bố các kiểu S, I, A granit theo đới khâu Sông Mã, đới Trường Sơn và địa khu Kontum Phức hệ Mường Lát thuộc đới Tây Bắc Bộ, nằm về phía bắc đới khâu sông Mã, tiếp giáp với hệ rift Permi muộn - Mesozoi Sông Đà - Tú Lệ qua đới đứt gãy luan an 10 Sơn La - Hà Trung, phía tây bắc bị đới đứt gãy trượt bằng phải Lai Châu - Điện Biên cắt chéo phía nam được giới hạn bởi đứt gãy Sông Mã, phía đông là vịnh Bắc Bộ. Phức hệ Mường Lát gồm các khối Mường Lát, Sầm Sơn và khối Làng Bông, trong đó khối Mường Lát chiếm diện tích phần lớn của phức hệ Mường Lát. Trong nghiên cứu này, NCS tập trung nghiên cứu khối Mường Lát.

Khu vực nghiên cứu có tọa độ địa lý: 20° 27' 1" đến 20° 39' 42" vĩ độ Bắc; 104° 31' 6" đến 104° 57' 21" kinh độ Đông (hình 1. Vị trí khu vực nghiên cứu Trong luận án này NCS sử dụng kết quả tài liệu đo vẽ tỷ lệ 1: 50.000 nhóm tờ Mường Lát của Đinh Công Hùng và nnk, 2005 và nhóm tờ Mộc Châu của Đỗ Văn Thanh và nnk, 2015. Ngoài ra còn tham khảo thêm từ các nghiên cứu đề tài khác như: Phạm Thị Vân Anh và nnk, 2008,…để mô tả khái quát địa chất vùng nghiên cứu (hình 1. Vòm biến chất phân đới đông tâm Mường Lát Phức hệ Mường Lát được thành tạo đồng thời cùng với các phức hệ Trường Sơn và Ngân Sơn trong các miền có cấu trúc địa chất khác nhau.

Trong khu vực nghiên cứu khối Mường Lát xuyên cắt các đá hệ tầng Nậm Cô và Sông Mã, chúng bị biến chất mạnh. Đới ngoại tiếp xúc xung quanh khối Mường Lát không thấy có sự tiếp xúc nhiệt thông thường mà ở đây tồn tại các đá bị biến chất nhiệt động của hệ tầng luan an 11 Nậm Cô, Sông Mã, Suối Lát và Hàm Rồng. Từ trung tâm khối đi ra các đá vây quanh có các đới đá biến đổi sau: - Đới tái nóng chảy granit hóa: được bao quanh khối Mường Lát, với chiều rộng từ 100÷500m. Thành phần thạch học bao gồm các đá gneis, granitogneis.

Đá có cấu tạo loang lổ. Có nhiều vị trí quan sát được các ổ hoặc thấu kính granit sáng màu phát triển dọc theo các mặt cấu tạo gneis của đá phiến silimanit. + Các đá granit 2 mica, granitogneis có thành phần khoáng vật chính gồm thạch anh, plagioclas, felspat kali, biotit - muscovit, kiến trúc nửa tự hình, cấu tạo khối và định hướng dạng gneis. + Các đá gneis có thành phần khoáng vật chính gồm thạch anh plagioclas, felspat kali, biotit - muscovit, đôi chỗ gặp phybrolit với hàm lượng đá 8÷10%, kiến trúc hạt tấm biến tinh, sợi biến tinh, cấu tạo gneis đặc trưng.

- Đới silimanit: Nằm sát đới tái nóng chảy granit hóa, chiều rộng của đới từ 300÷500m. Nhưng đôi chỗ gián đoạn do bị cắt xén dịch chuyển hay bị ảnh hưởng của kiến tạo. Các loại đá chính trong đới: Đá phiến thạch anh biotit chứa silimanit, gneis biotit silimanit. Trong các vết lộ cục bộ quan sát các vỉa đá calciphyr có chứa pyroxen nằm xen với các đá phiến và đá gneis.

Chiều dày các vỉa đá calciphyr từ l÷2m đến dưới 10m.