CHƯƠng 3 CẤu trúC ĐỊa chất thang địa tầng

Hệ Permi - thống thượng

Mặt cắt bao gồm:

a- Hệ lớp cuội dăm vôi. Dày 5m.

b- Hệ lớp vôi dăm, đá vôi silic, lớp mỏng silic. Dày 30m.

c- Hệ lớp đá vôi silic phân lớp mỏng. Dày 120m.

d- Hệ lớp đá vôi silic phân lớp dày. Dày 50m.

Các hoá đá tiêu biểu là Trùng lỗ điển hình cho mức Permi muộn: Codonofusiella nana, Nankinella, Reichelina sp, Paleopusulina (?) sp.

Ngoài ra, trên phạm vi tỉnh Quảng Bình hệ tầng có diện lộ nhỏ (vài trăm mét vuông), ở vùng Chợ Cuồi, Thanh Thủy (Tiến Hoá), các chỏm đá vôi này đã được Đoàn Nhật Trưởng (tác giả của đề tài KT.01.05 do Tống Duy Thanh chủ biên, 1995) xếp vào hệ tầng Khe Giữa.

Mặt cắt ở chỏm đá vôi nhỏ ở Tiến Hoá thuộc tờ Xuân Mai như sau:

- Lớp cuội dăm kết vôi, cát kết vôi, sét kết chứa sạn phủ trên các đá vôi thuộc hệ tầng Bắc Sơn chứa Trùng lỗ Permi sớm - giữa, dày 2m.

- Đá vôi màu đen phân lớp không đều, xen ít lớp đá vôi sét phân lớp mỏng màu đen, chiều dày 98m.

Bề dày của mặt cắt là 100m.

- Sét kết chứa các mảnh vụn silic, thạch anh kiến trúc sét biến dư, cấu tạo định hướng, thành phần sét, sericit, chlorit 89-90%, thạch anh 3-4%, mảnh vụn silic 5-7%, ít quặng.

- Đá vôi vi hạt, kiến trúc vi hạt, ẩn tinh, cấu tạo khối, thành phần chủ yếu là calcit 99%, thạch anh, sét 1%.

- Silicit. Đá màu đen, kiến trúc ẩn tinh, cấu tạo phân lớp. Thành phần khoáng vật bao gồm thạch anh vi hạt và ẩn tinh, chanchedon, sét và ít carbonat.

Các đá vôi và silicit hệ tầng Khe Giữa thuộc môi trường biển nông có đặc điểm thành phần hàm lượng nguyên tố đất hiếm thấp và tỷ số Rb/Sr < 0,1 tương tự như các đá vôi các hệ tầng Bắc Sơn, Phong Nha.

Khoáng sản liên quan với hệ tầng Khe Giữa là các nguồn nguyên liệu silicit có khả năng sử dụng làm nguyên liệu phụ gia xi măng và vật liệu khác.
Hệ tầng Động Toàn (Pđt?)
Hệ tầng Động Toàn được Vũ Mạnh Điển và đồng nghiệp xác lập năm 1997 trong công tác đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 loạt tờ Hướng Hóa. Có thể nói đây là một trong những phát hiện tốt về địa chất của miền Trung Trung Bộ, nó làm thay đổi một số quan niệm về lịch sử phát triển địa chất khu vực trong thời kỳ Paleozoi đến đầu Mesozoi của toàn vùng.

Hệ tầng Động Toàn được lấy tên một khối núi cùng tên ở phía Đông huyện lỵ Đăk Rông trên tờ bản đồ địa hình Phú Thành (Quảng Trị). Toàn bộ các diện lộ của địa tầng này đều được các tác giả đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:500.000 và 1:200.000 trước đây vẽ chung vào hệ tầng Long Đại. Nhìn chung, hệ tầng Động Toàn bao gồm tập hợp các đá phun trào có thành phần từ andesit đến andesitodacit, một khối lượng không lớn các phun trào acid cùng các đá tuf, tuf dung nham aglomerat.

Trong diện tích tỉnh Quảng Bình các đá phun trào hệ tầng Động Toàn phát triển rộng rãi ở phía Nam. Các thành tạo núi lửa và núi lửa lục nguyên phân bố dọc theo các đứt gãy lớn bao quanh nếp lõm Kho Rinh trước đây được xem là thuộc hệ tầng Long Đại (Nguyễn Xuân Dương và nnk-1977) được tạm xếp vào hệ tầng Động Toàn trên cơ sở tuổi đối sánh với mặt cắt hệ tầng do Vũ Mạnh Điển đã mô tả ở tờ Hướng Hoá.

Đặc điểm địa chất:

Theo mô tả của Trần Đình Sâm trong tờ bản đồ dịa chất Vít Thu Lu và Phạm Đình Chắt trong đề án tìm kiếm chì kẽm năm 1993 một số mặt cắt tiêu biểu sau đây.

Theo Khe Dong các đá phun trào quan sát được từ K.134 - K.140. Đá phun trào phân bố khá liên tục với chiều dày khoảng 2.000m. Từ dưới lên trên có thể quan sát thấy thành phần như sau:

- Cuội-sạn kết, tuf màu xám tím, xám sẫm. Đá bị ép phiến mạnh, dày 70-80m.

- Tuf andesit, tuf acid màu xám xanh, xám tím bị ép phiến, dày 80m.

- Porphyrit andesit màu xám xanh, loang lỗ xám tím, đá cấu tạo khối rắn chắc, bề dày khoảng 150m (lộ ở K.139 - K.140 và K.137).

Mặt cắt Địa Long:

Mặt cắt này đá phun trào lộ ở đoạn K.2026 - K.2048, rộng 150m, đá bị ép mạnh. Đoạn 2 lộ K.2047 - K.2048, rộng 500m, bị ép phương 180^o-360^o. Bề dày của tuf là 120-150m.

Đá phun trào bazic bị biến đổi mạnh, màu xám xanh, cấu tạo khối, ép nén giả lớp dày ~150-160m, lộ ở K.2028 - K.2033, rộng 590m theo mặt cắt và K.2049 - K.2052, rộng 900m theo mặt cắt.

Tại mặt cắt Địa Long, các đá phun trào có bề dày 300m, chúng nằm trên các đá của hệ tầng Long Đại, phân hệ tầng dưới.

Đoạn mặt cắt lộ đá phun trào từ Khe Bang về phía Nam, gồm hai phần:

- Tuf, tuf dacit, màu xám xanh phớt lục, bị ép phiến 360/60, dày 70m (lộ từ K.1865 - K.1876) với bề rộng gần 400m.

- Andesitobazan, dacit, màu xanh, xanh lục xẫm, cấu tạo khối, dày 80m, (lộ K.1864 - K.1864/1) với bề rộng 300m theo mặt cắt.

Theo mặt cắt này các đá lộ ra như sau:

- Aglomerat (dăm núi lửa), cuội kết tuf dày 20m.

- Dacit, tuf dacit, ryolit porphyr, dày 250m.

Tại vết lộ thượng nguồn Khe Mugi quan sát được quan hệ không chỉnh hợp giữa cuội kết tuf và cát kết xen đá phiến sét, bột kết cấu tạo phân lớp, phân dải của hệ tầng Long Đại, nhiều nơi khác quan sát được quan hệ xuyên cắt và kiến tạo của các thể á phun trào và phun trào với trầm tích hệ tầng Long Đại.

Mặt cắt Đường 16 (đoạn cách nơi giao nhau của khe Thù Lù và Đường 16 khoảng 400m):

- Aglomerat, tuf acid có xen kẹp các thấu kính cát bột kết màu nâu đỏ. Dày 30m.

- Dacit, andesit, và tuf acid kẹp vài thấu kính dăm kết núi lửa và cuội kết tuf. Dày 50m.

Ngoài các thành tạo đá phun trào thực thụ, phun nổ như đã mô tả còn có các thành tạo kiểu á phun trào phân bố ở dạng đá mạch, hoặc kéo dài thành đới dọc theo đứt gãy đặc trưng nhất của đá tướng á phun trào gặp ở bờ trái khe Thù Lù.

- Bazal hạnh nhân, plagiobazal màu xám đen, nâu đen, dày >50m.

- Andesit, porphyrit, tuf andesit màu xám xanh, xanh đen, dày 80-100m.

- Dacit, tuf dacit, ryolit hạt mịn màu xám xanh, xanh nhạt, đôi nơi có các thấu kính aglomerat, dày 170-200m.

Điểm nổi rõ là các đá andesit và tuf andesit phân bố ở phía Nam bị biến đổi thứ sinh mạnh, đôi nơi xóa nhòa kiến trúc ban đầu. Pyroxen bị clorit hoá hoàn toàn. Plagioclas bị carbonat hoá tương tự như nền của đá. Có lẽ quá trình biến đổi sau magma này có thể liên quan tới khoáng hoá vàng trong khu vực nghiên cứu.

Các đá bazan, andesitobazan phân bố ở vùng Bang hầu như rất còn tươi, mức độ biến đổi sau magma yếu.

- Aglomerat (dăm núi lửa, cuội tuf). Đá có màu nâu đỏ, dăm cuội, chiều dày 35-50%, độ hạt rất đa dạng, từ nhỏ (0,5-1cm) đến thô (15-30cm), thành phần dăm chủ yếu là đá núi lửa acit, một ít mảnh vụn quarsit. Nền gồm tro núi lửa, sét đã bị biến đổi thành carbonat, felspat, thạch anh, silic ẩn tinh và vi tinh.

Đặc điểm thạch - địa hóa:

Theo kết quả phân tích các mẫu hóa silicat có thể thấy sự biến đổi của hàm lượng các oxyt trong các đá phun trào vùng Bang như sau:

- Hàm lượng SiO₂ trong bazan, andesitobazan: 48,76-49,5%, trong andesit 53,76-56,36%, trong andesitodacit 56-59,4%, trong dacit và ryolit 69,64-1,02%.

- Hàm lượng Na₂O có xu hướng tăng từ đá bazơ đến acid, trong bazan Na₂O = 1,69-2,0%, trong andesit 3,5-3,68%, trong ryolit 4,9%. Tỷ lệ Na₂O/K₂O từ 2,83-3,38 trong đá núi lửa và giảm xuống 0,9-1,5% ở đá núi lửa. Sự biến thiên như vậy hoàn toàn giống các đá xâm nhập.

- Hàm lượng Al₂O₃ tăng dần từ 12,4-12,7% trong bazan, 15,5-15,6% trong andesit và 16,6-17,7 trong dacit. Trong ryolit hàm lượng Al₂O₃ giảm xuống 15,0-16,45%.

Trong quá trình phân dị từ bazơ đến acid hàm lượng K₂O có tương quan tỷ lệ thuận với SiO₂, hàm lượng TiO₂, CaO,  FeO có tương quan tỷ lệ nghịch với SiO₂.

Theo biểu đồ TiO₂ - K₂O - P₂­O₅ (Pearce et al 1975) thì chúng là kiểu phun trào lục địa (CO). Điều này đặc trưng cho hoạt động magma phun trào lục địa­ hay cung núi lửa trên lục địa.

Biến đổi thứ sinh và khoáng sản liên quan:

Biến đổi thứ sinh:

Các thành tạo phun trào bị biến đổi nhiệt dịch mạnh mẽ. Phổ biến nhất là các kiểu propylit hoá (trên đá bazal, andesitobazal), quarsit thứ sinh (trong đá acid trung tính), berisit hoá (trong đá phun trào acid hoặc trên ranh giới của chúng).

Thông thường các đá bị biến đổi nhiệt dịch mạnh tập trung theo các đới đứt gãy và đi kèm với quặng hoá. Trong một vài mẫu phân tích gặp piroxen bị clorit hoá, epiđot hoá, carbonat hoá; plagiocla bị xoxurit hoá, kaolinit hoá, anbit hoá. Thuỷ tinh bị oxi hoá không còn trong suốt, biến thành clorit. Trong các đá, tổ hợp cộng sinh khoáng vật clorit-epidot-calcit thường xuyên tồn tại, biểu hiện của quá trình biến chất yếu ở nhiệt độ thấp.

Khoáng sản liên quan:

Các tiền đề để đánh giá tính sinh khoáng của các thành tạo magma trong vùng nghiên cứu gồm tiền đề thạch luận sinh khoáng, tính chuyên hoá địa hoá và tiềm năng khoáng sản.

Các tiền đề thạch luận sinh khoáng: Các thành tạo magma có tính phân dị cao từ bazơ đến acid là tiền đề rất thuận lợi cho tạo khoáng nội sinh. Về thành phần thạch hoá magma trong vùng thuộc loại kiềm vôi (CA) đặc trưng bởi sự tăng cao các nguyên tố Cr, V, Pb, Cu, Zn, Ag,... Chúng là tiền đề thuận lợi cho tạo khoáng đồng, sulfur đa kim, vàng, bạc, đặc biệt là các mỏ thành hệ đồng porphyr và vàng bạc (D.V. Rukvist, 1986).

Các khoáng sản liên quan với các đá phun trào trong khu vực tương đối phong phú. Trước hết là quặng hoá vàng đi cùng với quá trình biến chất trao đổi, đặc biệt là mối liên quan giữa khoáng hoá vàng với thành hệ biến chất trao đổi propilit hóa. Đã tìm thấy các hạt vàng tự sinh với kích thước <1mm có chứa từ 10%-20% Ag. Hàm lượng vàng trong các đới khoáng hoá từ 0,42-0,68ppm. Yếu tố thuận lợi cho khoáng hoá vàng phát triển chính là các tập cuội, bom núi lửa với thành phần gắn kết là các dung nham andezit và các đới dập vỡ.

Ngoài ra các đá phun trào có liên quan nguồn gốc với đa kim Cu-Pb-Zn.

Tuổi của các đá phun trào hệ tầng Động Toàn:

Trong khu vực Vít Thu Lu các đá phun trào có quan hệ kiến tạo, xuyên cắt và bất chỉnh hợp với trầm tích hệ tầng Long Đại.

Với 4 kết quả phân tích đồng vị Rb-Sr ở các đá phun trào khu vực Mỹ Đức đều cho các giá trị tuổi thành tạo là 171±5 triệu năm là quá trẻ so với các tài liệu đã có từ trước tới nay, Khi đối sánh với các giá trị tuổi phóng xạ các đá phun trào ở vùng Vít Thu Lu (Trần Đình Sâm, 1996) với các giá trị biến thiên từ 279±8 - 326±2, thì rõ ràng các đá phun trào vùng Mỹ Đức được thành tạo muộn hơn khá nhiều.

Tuy nhiên, với giá trị Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ = 0,7169 (~0,717) lại hoàn toàn phù hợp với bản chất vỏ lục địa của phun trào này theo các kết quả thạch hoá đã nói ở trên.

Trong nhóm tờ, các trầm tích Mesozoi phân bố với diện tích không lớn (200km²), ở góc Đông Bắc thuộc đới Hoành Sơn và góc Tây Bắc (vùng Mụ Giạ), thuộc phụ đới Quy Đạt. Đặc trưng là các trầm tích lục nguyên-phun trào, lục nguyên chứa than, lục nguyên-carbonat và lục địa màu đỏ, được thành tạo trong các môi trường khác nhau. Tổng bề dày tới 2.500m.

Hệ tầng phân bố ở Đông Bắc đứt gãy Rào Nậy. Quan hệ trên và dưới của hệ tầng chưa quan sát được. Các thành tạo của hệ tầng ở đây chủ yếu là các trầm tích-phun trào, phun trào thực sự; tuy nhiên không loại trừ sự có mặt của các đá tướng á phun trào.

Mặt cắt của hệ tầng được mô tả dựa vào một số mặt cắt chính: Mỹ Cương, Tiên Lãng - Trung Thuận thuộc tờ Xóm Cầu, trong đó mặt cắt Mỹ Cương được đo vẽ chi tiết.

Theo đặc điểm thạch học các trầm tích của hệ tầng trong nhóm tờ, có thể chia thành 3 phụ hệ tầng:

Mặt cắt Mỹ Cương (MH.1233-1251) là mặt cắt đặc trưng của hệ tầng trong nhóm tờ, gồm 3 phụ hệ tầng:

- Phụ hệ tầng giữa gồm:

+ Ryolit porphyr, ryodacit porphyr màu xám, xám xanh, phong hoá màu trắng đục xen thấu kính thuỷ tinh núi lửa. Kiến trúc porphyr với nền vi khảm, vi hạt, cấu tạo khối hoặc định hướng yếu. Dày 220m.

+ Ryolit porphyr với nền vi felzit màu xám ghi, xanh lơ, trắng đục, cấu tạo dòng chảy (phân dải). Dày 50m.

+ Ryolit porphyr với nền ẩn tinh, vi khảm xen ít thấu kính thuỷ tinh núi lửa. Dày 150-170m.

+ Cát kết tuf, cát bột kết tuf, tuf ryolit màu xám xanh. Dày 100m.

+ Ryolit porphyr, ryodacit porphyr màu xám, xám xanh, xám trắng, bị ép yếu, đôi nơi phần trên là tuf phun trào acid. Dày 200-250m.

Bề dày của tập giữa: 720-790m.

- Phụ hệ tầng trên: Cát kết hạt không đều, sạn kết chứa thành phần vụn phun trào, bột kết ít khoáng, sét kết màu xám, xám xanh, xám nhạt, phớt tím. Dày 250m.

Tổng bề dày hệ tầng 1.120-1.190m.

Mặt cắt Tiên Lãng - Trung Thuận được mô tả như sau:

- Phụ hệ tầng dưới: Bột kết, cát kết chứa vật liệu núi lửa. Đá màu xám, xám phớt tím đến tím gụ. Dày 200m.

- Phụ hệ tầng giữa: Lộ không đầy đủ gồm chủ yếu là ryolit porphyr, ryodacit porphyr xen các lớp hoặc thấu kính cát kết tuf, bột kết tuf. Dày 700-750m.

- Phụ hệ tầng trên: Cát kết, đá phiến sét, bột kết xen ít lớp mỏng cát bột kết, đôi nơi gặp lớp đá vôi sét. Trong tập bột kết màu xám lục chứa: Costatoria pahangensis (MH.5173). Dày 350m.

- Cát kết chứa thành phần phun trào (MH.1237/1, 5063, 1238, 5250, 5854) chủ yếu có mặt trong phần trên của hệ tầng, có kiến trúc cát với kiểu xi măng tiếp xúc, cơ sở, lấp đầy hoặc cát biến dư, cấu tạo định hướng. Hạt vụn chiếm 66-87% gồm: thạch anh: 57-79%, plagioclas 1-13,7%, felspat kali 1-1,3%, mảnh silic: 2-7,5%, mảnh quarsit, đá phiến sét sericit, clorit 1-4%, mảnh phun trào 1-3,5%. Xi măng chiếm 13-34% gồm: sét, clorit, biotit, muscovit, silic.

- Bột kết ít khoáng (MH. 1237/4, 8006...) kiến trúc bột với kiểu xi măng cơ sở, cấu tạo định hướng. Hạt vụn chiếm 37-42% gồm thạch anh 30-40%, plagioclas 0-1,5%, felspat kali ít-1%, calcit 0-2,5%, turmalin, zircon, quặng <1%... Xi măng chiếm 58-63% gồm: clorit, sericit, sét, calcit, silic.

- Sét bột kết. Đá kiến trúc sét bột biến dư, cấu tạo định hướng. Thành phần gồm sét, sericit, chlorit: 77-80%; thạch anh: 11-20%, plagioclas, muscovit, silic...

- Đá phiến sét, đá phiến sét-silic (MH. 284, 7012/1...). Đá có kiến trúc sét, sét biến dư, cấu tạo: định hướng, phân phiến. Thành phần sét, sericit, clorit, silic chiếm 68-98,5%; thạch anh, turmalin, zircon, quặng: 1,5-3%, silic-ít.

- Đá vôi sét (MH.5158) kiến trúc vi hạt, sét biến dư, cấu tạo định hướng. Thành phần khoáng vật gồm calcit 60-61%, clorit; sericit, biotit 35-37%, thạch anh 2-3%.

- Cát sạn kết chứa vật liệu núi lửa (MH.1246/1) kiến trúc cát sạn với xi măng tiếp xúc, lấp đầy, cấu tạo khối. Hạt vụn chiếm 90% gồm mảnh cát kết ít khoáng 27,5%, mảnh phun trào 15,3%, mảnh thạch anh 20,2%, mảnh quarsit 5%, mảnh silic 5%, thạch anh 17%; xi măng sét, sericit, clorit, silic, felspat 10%.

- Cát bột kết chứa vật liệu núi lửa (MH.2014) kiến trúc cát bột và kiểu xi măng cơ sở, lấp đầy, cấu tạo định hướng. Hạt vụn chiếm 75-77% gồm thạch anh 13-26%, plagioclas + felspat kali 7-33%, mảnh dacit 14-22%, mảnh silic 2-1%, mảnh quarsit 2-1%; xi măng 23-55% gồm sét, sericit, chlorit, biotit 23-40%, felspat kali 0-15%.

- Cát kết tuf, bột kết tuf (MH.1244, 1.245/1, 8.011...) kiến trúc cát-bột với kiểu xi măng cơ sở lấp đầy hoặc tiếp xúc lấp đầy, cấu tạo định hướng. Hạt vụn chiếm 13,5-92% gồm thạch anh 3,5-20,2%, mảnh phun trào acid 1,5-15,3%, mảnh thạch anh 5-17%; xi măng gồm sét, sericit, clorit... 8-86,5%.

- Ryolit porphyr, ryodacit porphyr, đây là các loại đá chiếm chủ yếu trong thành phần các đá phun trào. Đá thường có màu xám, xám tro. Kiến trúc porphyr với nền vi khảm vi felzit, ẩn tinh, cấu tạo định hướng hoặc khối. Thành phần ban tinh chiếm 11-24,5%, (trung bình 17,3%) gồm thạch anh + plagioclas + felspat kali  biotit, nền chiếm 89-75% (trung bình 82,7%) gồm vi tinh thạch anh + felspat kali + biotit  plagioclas. Đôi nơi trong thành phần nền xuất hiện calcit, chlorit, epidot.

- Tuf ryolit (MH.1235/4, 1241/1, 1247...) kiến trúc mảnh đá, vụn tinh thể với nền vi felzit, cấu tạo khối. Hạt vụn chiếm 24-56,5% gồm mảnh phun trào acid 13-37%, mảnh thạch anh 5-8,5%, mảnh felspat kali, mảnh plagioclas 3-11%; nền chiếm 43,5-76% gồm vi tinh felspat - thạch anh 41,5-68%, thạch anh dạng ổ 7-8%, biotit, zircon, quặng ~1-1,55%.

Nhìn chung, các đá cát kết của hệ tầng Đồng Trầu có thành phần khá đa khoáng, vật liệu núi lửa chiếm tỷ lệ từ thấp đến tương đối cao; các hạt vụn có độ mài tròn và chọn lựa kém. Các đá ở phụ hệ tầng trên thường giàu mảnh phun trào và tuf hơn các đá ở dưới.

Trên biểu đồ phân loại của Rukhin L.B., 1956, các đá cát kết của hệ tầng nằm rải rác trong các trường cát kết thạch anh ít felspat, cát kết thạch anh lẫn felspat, cát kết thạch anh lẫn mảnh đá, grauvac.

Đặc điểm khoáng vật:

Tổ hợp khoáng vật của đá hệ tầng Đồng Trầu gồm thạch anh, plagioclas, felspat kali, biotit... và các khoáng vật phụ đặc trưng là pyrit, zircon, apatit, leucocen...

- Thạch anh là khoáng vật phổ biến nhất hàm lượng thường thay đổi theo từng loại đá. Thạch anh thường có màu trắng đục, trắng trong, đôi khi có màu ám khói và phớt tím. Kiểu thạch anh ám khói và phớt tím thường thành tạo các ban tinh có hình dạng méo mó bị gặm mòn, bề mặt bị rạn nứt. Kích thước các ban tinh từ 0,1-0,6mm. Hàm lượng thạch anh thường từ 1,5-22,5%.

- Plagioclas là khoáng vật phổ biến tồn tại trong nền và ban tinh của đá phun trào. Plagioclas thường là albit (MH.1249), andesin có song tinh đa hợp màu giao thoa xám trắng bậc I, góc 2V dương không rõ trục. Bề mặt các ban tinh thường bị sericit hoá đôi khi bị calcit hoá. Thỉnh thoảng gặp các ban tinh có cấu tạo phân đới yếu. Kích thước thay đổi từ 0,1-2mm. Công thức hoá tinh thể của plagioclas có đặc điểm hơi khác với vùng Hoành Sơn được thể hiện trong bảng 18.

- Felspat kali có thành phần tương ứng orthoclas có mặt trong hầu hết các loại đá, tuy nhiên chúng bị biến đổi rất mạnh, thường có dạng tấm, hạt tha hình méo mó, có chỗ bị gặm mòn. Kích thước hạt felspat kali 0,3-1,5mm. Trong các lát mỏng thường gặp chúng có độ nổi thấp, đôi khi song tinh đơn giản, hoặc không có song tinh, thường bị sét hoá trên mặt nên đôi khi khó phân biệt với plagioclas.

- Biotit có mặt trong nền và một ít ở ban tinh của hầu hết các loại đá. Chúng thường có dạng vảy hoặc tấm, kích thước d  1,5mm, hầu hết đều bị phong hoá hoặc biến đổi thành chlorit, sét và giải phóng hydroxyt sắt.

- Pyrit là khoáng vật phụ khá phổ biến trong đá hàm lượng từ 1,13-519,13g/T. Tinh thể dạng lập phương hoặc mảnh sắc cạnh, màu vàng, ánh kim, độ hạt d = 0,05-0,1  0,75  0,55mm.

- Zircon gặp trong hầu hết các đá với hàm lượng thường thay đổi từ rất ít đến 14,12g/T. Tinh thể dạng lăng trụ 4 phương và 4 phương kép, sắc cạnh, màu tím, vàng nhạt, ánh thuỷ tinh. Độ hạt d = 0,05  0,1-0,15  0,3mm. Dưới lát mỏng thường xuất hiện trong phần nền của hầu hết các loại đá trên. Chúng khá tự hình, không màu độ nổi rất cao, màu giao thoa xanh đỏ bậc cao, ven rìa thường có riềm phản ứng màu đen.

- Apatit xuất hiện ít đến rất ít trong mẫu giã đãi. Tinh thể dạng lăng trụ sáu phương chóp hơi tù sắc cạnh, không màu, ánh thuỷ tinh. Dưới lát mỏng gặp trong hầu hết ở phần nền của đá phun trào, dạng hạt, rất tự hình không màu, độ nổi cao không cát khai. Kích thước d = 0,1-0,3mm.

- Leucocen là khoáng vật khá phổ biến trong các đá phun trào với hàm lượng từ ít đến 33,5g/T, gặp ở dạng mảnh sắc cạnh màu trắng đục, ánh mỡ. Kích thước d = 0,1  0,15-0,2mm. Ngoài ra, trong mẫu giã đãi còn gặp các khoáng vật như rutil, corindon, silimalit, sfalerit, galenit. Nhìn chung, hàm lượng các khoáng vật này đều rất thấp không ổn định.

Cát kết theo kết quả phân tích 3 mẫu hoá cát kết (MH.1241/3-T₂a đt₁ và MH.1237/1, 1238-T₂a đt₃) của hệ tầng cho thấy thành phần SiO₂ biến động lớn (SiO₂: 72-92,26%), tỷ số K₂O/Na₂O khá cao (0,56-15; trung bình 7,51) và các ôxyt Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO đều cao hơn các cát kết các phân vị Devon.

Đá phun trào các đá ryolit, ryodacit (MH.1240, 1245, 1249, 1250, 2034, 5017, 5271, 5279...) của hệ tầng thuộc loại bão hoà silic, khoảng biến đổi hẹp (SiO₂: 69,42-74,26%, trung bình 72,60%), quá bão hoà nhôm (Al₂O₃: 12,17-16,04%, trung bình 13,13%), hàm lượng CaO thấp (CaO: 0,0-1,69%, trung bình 0,51); Na₂O thấp (1,18-3,44, trung bình 1,90), tổng kiềm cao (Na₂O + K₂O: 6,82-8,89%, trung bình 7,96), tỷ số Na₂O/K₂O: 0,17-0,75, trung bình 0,39.

Trên biểu đồ phân loại SiO₂ - Na₂O + K₂O (TAS-Le Bas et al., 1986) các đá chủ yếu thuộc trường ryolit, một số mẫu ở cận ranh giới giữa ryolit và dacit; trên biểu đồ K₂O - SiO₂, thuộc kiểu cao kali, trên biểu đồ Na₂O - K₂O - CaO (Green J và Boldvar A, 1988) thuộc loạt Potasic, trên biểu đồ AFM thuộc loạt kiềm vôi, trên biểu đồ ACF thuộc kiểu “S” granit. Theo kết quả phân tích nguyên tố đồng vị nhìn chung hàm lượng (ppm) Sr thấp 29,60-115,2; trung bình 66,433; Rb khá cao 333,6-541,30; trung bình 420,3.

Kết quả phân tích 3 mẫu plasma (ICP), 6 mẫu huỳnh quang tia X đưa lên trên biểu đồ “chân nhện” được chuẩn hoá theo chondrit (Vinogradop, 1962) cho thấy các đá của hệ tầng khá giàu các nguyên tố đất hiếm, đặc biệt là La, Ce, Pr, Er,... Các nguyên tố tạo đá có mức bình thường, K có dị thường cao, các nguyên tố phóng xạ thường có dị thường cao. Đối với các nguyên tố tạo quặng (Pb, Zn,...) có hàm lượng cao so với Chondrit nhưng không tạo dị thường trong đá. Tỷ lệ đồng vị Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ = 0,708 (> 0,706) nghiêng về magma kiểu “S” granit.

- Các đá cát kết của hệ tầng thường có độ phóng xạ thấp, còn các đá phun trào có độ phóng xạ khá cao. Cát kết có mật độ (g/cm³) 2,56-2,72, trung bình 2,65, độ phóng xạ (n.10^-4%U_tđ) 10,0-44, trung bình 20. Đá phun trào có mật độ (g/cm³) 2,54-2,69, trung bình 2,63, độ phóng xạ (n.10^-4%U_tđ) 24,0-74, trung bình 25,3.

- Clorit hoá, sericit hoá. Đây là hiện tượng biến đổi sau phun trào, biểu hiện là các ban tinh plagioclas, felspat kali đều hầu như bị sericit hoá, phần nền thuỷ tinh bị clorit hoá, sericit hoá thay thế giả hình các hạt plagioclas. Đi kèm với chúng, đôi khi còn bị calcit hoá, epidot hoá. Hiện tượng này chưa thấy mối liên quan với khoáng sản nội sinh.

- Biến chất động lực sau phun trào. Đây là hiện tượng xảy ra dọc các đới dập vỡ ở một số đứt gãy vùng Khe Bẹ, liên quan mật thiết với các hoạt động nhiệt dịch sau phun trào. Biểu hiện là các đá bị dập vỡ, cà nát, milonit hoá, sericit hoá, thạch anh hoá, liên quan đến sự phát triển hệ thống mạch thạch anh nhiệt dịch. Sự có mặt của một số khoáng vật như: galenit, barit, calcit xác nhận đây là hiện tượng biến chất liên quan đến nhiệt dịch nhiệt độ thấp. Dọc theo các đới biến đổi này, một số nơi đã gặp khoáng hoá vàng (MH.8045, 8066, 5215, 5258...) có hàm lượng thấp. Đây cũng là dấu hiệu cho công tác điều tra và đánh giá khoáng sản liên quan.

Tuổi của hệ tầng:

Trong đá trầm tích lục nguyên của hệ tầng đã phát hiện được hoá thạch Chân rìu: Costatoria pahangensis, Unionites sp. Theo tài liệu đo vẽ tỷ lệ 1: 200.000 còn phát hiện trong các trầm tích tương ứng với tập dưới (ở Đông Bắc Mỹ Cương) chứa Chân rìu: Costatoria cf. chegarperahensis và Tay cuộn: Lingula tenuisima. Tập hoá thạch trên có mặt trong hệ tầng Đồng Trầu tuổi Anizi, phân bố ở Bắc Trung Bộ.

Kết quả phân tích tuổi đồng vị Rb-Sr của các đá phun trào có tuổi tuyệt đối là 232  12 triệu năm, tương đương Trias giữa. Do đó, tuổi của hệ tầng được xếp vào Trias giữa, Anisi.

Bảng 3.5: Tỷ số các nguyên tố đồng vị trong đá phun trào hệ tầng Đồng Trầu

TT	Số hiệu mẫu	Rb	Sr	Rb/Sr	Rb87/Sr86	(Sr87/Sr86)O	Tuổi (Triệu năm)
1	MH.2049	217,4027	72,2572	3,0087	11,5058	0,7087	232  12
2	MH.5014	288,4560	75,5948	3,8158	14,5304
3	MH.2042	259,7926	38,2033	6,8003	26,0606
4	MH.2041	308,4368	43,3174	7,1204	27,2297
5	MH.5021	350,5512	44,7032	7,8417	29,9005
	Trung bình	284,9279	54,8152	5,7174	21,8454