1 ViÖn §Þa chÊt, ttkhtn&cnqg, Hµ Néi

Tãm t¾t

Paleozoic Volcanic Rocks in The Song Da Region: 1. Petrology and Geochemistry

Nguyen Hoang¹, Nguyen Dac Lu² vµ Nguyen Van Can²

1 Institute of Geological Sciences, NCST, Nghia do, Hanoi

2 Northern Geological Mapping Division, Department of Geology and Mineral of Vietnam, Gia lam, Hanoi

Abstract

Paleozoic volcanic activity in association with lithospheric extension and formation of the Song Da structure produced mainly alkalic and subalkalic basalts with a subsidary amount of rhyolite, trachyte and transitional types. The basalts are distinguished by high- and low-Ti. High-Ti (TiO₂ > 1%) type is enriched in highly incompatible as well as light rare earth elements and is also high in FeO* and ratios such as Zr/Y, Nb/Y than the companying low-Ti type (TiO₂ < 1%) is interpreted to be result of melting from fertile asthenospheric material with involvement of mafic veins such as clinopyroxenite and amphibolite, etc. Whereas, the low-Ti type may be product of melting of the fertile and enriched asthenospheric material mixing with refractory and depleted lithospheric mantle as the asthenosphere rose following the lithospheric extension and the erosion of the base of the lithospheric mantle. We suggest that such the mantle-lithosphere interaction dynamics should eventually lead to progressive melting to form the volcanic rocks without the necessity for a mantle plume to present.

CÊu tróc S«ng §µ (CTS§) ®· cã nhiÒu tªn gäi vµ quan niÖm vÒ c¬ chÕ ®éng lùc thµnh t¹o kh¸c nhau. Dovjikov vµ ®ång nghiÖp (1965) gäi lµ vâng Trias, TrÇn V¨n TrÞ (1977) gäi lµ vâng Mesozoi, ngoµi ra V¨n §øc Ch­¬ng (1995) vµ Lª Duy B¸ch (1996) th× cho ®ã lµ ®Þa m¸ng víi c¸c phøc hÖ ophiolit kiÓu ®¹i d­¬ng. Tuy nhiªn, cho ®Õn nay phÇn ®«ng c¸c nhµ nghiªn cøu cho r»ng tròng S«ng §µ lµ mét rift (t¸ch d·n) néi lôc, ho¹t ®éng cã lÏ tõ Permi cho ®Õn Trias (P – T), lµ hÖ qu¶ cña c¸c ho¹t ®éng nÐn Ðp l©u dµi liªn quan s©u xa ®Õn c¸c ®øt g·y s©u (§µo §×nh Thôc, 1981; Gatinski, 1986; Dickins, 1996; vµ c¸c v¨n liÖu trÝch dÉn). ë ®©y chóng t«i ch­a b×nh luËn vÒ c¬ chÕ ®éng lùc kiÕn t¹o cña CTS§, tuy nhiªn côm tõ ‘néi lôc’ lµ kh«ng râ nghÜa vµ g©y hiÓu nhÇm vÒ m«i tr­êng vµ ®éng lùc xuÊt hiÖn ®¸ phun trµo t¹i khu vùc nµy.

S¶n phÈm nói löa P-T liªn quan ®Õn thµnh t¹o CTS§ ph©n bè réng r·i ë CÈm Thuû, Kim B«i, Viªn Nam, Ba V×, V¹n Yªn-B¾c Yªn, §Ìo ChÑn, NËm Muéi, v.v. §ã lµ nh÷ng tæ hîp bazantoid cïng víi mét khèi l­îng nhá c¸c ®¸ trung tÝnh vµ axit nh­ andesit, trachyt, ryolit. Tuú theo tÝnh chÊt th¹ch häc, ®Þa ho¸ vµ ®Æc ®iÓm ®Þa tÇng c¸c nhµ nghiªn cøu truíc ®©y ®· chia ra nhiÒu hÖ tÇng kh¸c nhau (xem TrÇn Träng Hoµ vµ NNK, 1998). Tuy nhiªn, TrÇn Träng Hoµ (2001) ®Ò nghÞ gép chung tÊt c¶ c¸c s¶n phÈm nói löa thuéc CTS§ vµ gäi lµ phøc hÖ ®¸ phun trµo P₂-T₁ do quan hÖ ®Þa tÇng nhiÒu n¬i kh«ng râ rµng.

Th¹ch häc c¸c lo¹i ®¸ nói löa nµy ®· ®­îc nhiÒu t¸c gi¶ m« t¶ chi tiÕt (Dovjikov, 1965; NguyÔn Xu©n Bao, 1972; P.T. ThÞ vµ NNK, 1974; xem tãm t¾t trong T.T. Hoµ vµ NNK, 1998). Mét trong nh÷ng ®Æc ®iÓm ®Þa ho¸ næi bËt cña ®¸ mafic CTS§ lµ sù kh¸c nhau vÒ hµm l­îng titan mµ c¸c nhµ nghiªn cøu ®· ph©n biÖt 2 seri, mét lµ mafic cao titan vµ cao kiÒm, hai lµ, mafic thÊp titan, thÊp kiÒm vµ cao magne. Mét sè mÉu thÊp titan cã MgO ®Æc biÖt cao cßn ®­îc gäi lµ komatiit (TrÇn Träng Hoµ vµ NNK, 1998). Ngoµi ra TrÇn Träng Hoµ (2001) cho r»ng nguån gèc vµ ®iÒu kiÖn h×nh thµnh cña bazantoid CTS§ rÊt gÇn gòi víi kiÓu bazantoid Emeishan (nam Trung hoa) vµ liªn quan ®Õn nÊm manti (cßn gäi lµ vßm nhiÖt). Tãm l¹i, chóng t«i cho r»ng vÒ nguån gèc ®¸ phun trµo mafic cÇn ®­îc lµm s¸ng h¬n th× vÊn ®Ò ®éng lùc CTS§ míi cã thÓ ®­îc hiÓu râ h¬n.

Trong khu«n khæ th¹ch luËn vµ ®Þa ho¸ thuéc ®Ò ¸n: “Nghiªn cøu mèi liªn quan gi÷a ®¸ nói löa vïng S«ng §µ, Viªn Nam vµ kho¸ng ho¸ ®ång, vµng”, chóng t«i thu thËp vµ nghiªn cøu c¸c tæ hîp mÉu ®¹i diÖn bao gåm ryolit, trachyryolit, trachyt vµ bazan t¹i c¸c khu vùc Kim B«i, §åi Bï, Viªn Nam (Hoµ B×nh), Suèi Ch¸t vµ B¶n T¨ng (S¬n La) vµ Ba V× (Hµ Néi). §©y lµ bµi b¸o thø nhÊt trong lo¹t 3 bµi nghiªn cøu ®¸ nói löa CTS§ cña ®Ò tµi nãi trªn. Môc ®Ých cña bµi b¸o nµy, thø nhÊt lµ t×m hiÓu c¸c qu¸ tr×nh kÕt tinh, ph©n dÞ vµ pha trén; thø hai lµ, t×m hiÓu qu¸ tr×nh nãng ch¶y trong bèi c¶nh ®éng lùc vá – manti liªn quan ®Õn qu¸ tr×nh t¸ch d·n th¹ch quyÓn. Hy väng kÕt qu¶ cña c¸c bµi b¸o nµy sÏ lµm s¸ng tá h¬n mèi liªn quan gi÷a ®¸ nói löa CTS§ vµ kho¸ng ho¸ ®ång, vµng.

2. §Þa chÊt vµ th¹ch häc

Theo v¨n liÖu, c¸c ®¸ nói löa thuéc phøc hÖ Viªn Nam cã thµnh phÇn tõ siªu mafic tíi axit, vµ chóng ®ù¬c chia lµm 2 pha:

Pha 1 cã thµnh phÇn mafic, siªu mafic chiÕm 80% diÖn lé bao gåm c¸c t­íng trÇm tÝch – phun trµo ë Suèi Ch¸t; t­íng phun trµo thùc sù gåm c¸c ®¸ picrito-bazan, bazan, andesito-bazan; t­íng phun næ xuÊt hiÖn r¶i r¸c ë vïng Suèi Ch¸t, Ba V×, Viªn Nam vµ §åi Bï lµ tuf bazan vµ c¸c líp bazan máng cã mµu phít lôc, phít xanh do bÞ chlorit ho¸, epidot ho¸. Ngoµi ra cßn cã c¸c t­íng ¸ nói löa, t¹o thµnh c¸c m¹ch dµy 5-10m c¸ biÖt ®Õn 30m, ®«i khi xuyªn c¾t c¸c líp bazan cã tr­íc. C¸c ®ai m¹ch chñ yÕu lµ diabas.

T­¬ng tù, pha 2 còng ®­îc ®Æc tr­ng bëi c¸c t­íng nh­ phun trµo thùc sù, phun næ, t­íng häng – phun nghÑn, vµ t­íng ¸ nói löa. Kh¸c víi pha 1, c¸c t­íng phun trµo cña pha 2 ®­îc ®¹i diÖn bëi c¸c ®¸ giµu tÝnh axit h¬n nh­ andesit, ®acit, ryolit, trachyt.

Bazan cã kiÕn tróc chñ yÕu lµ aphyr. Mét Ýt cã kiÕn tróc pocphyr víi ban tinh lµ olivin, plagioclas vµ pyroxen xiªn. PhÇn lín plagioclas bÞ xerixit ho¸, olivin th«ng th­êng bÞ thay b»ng idingxit mµu ®á hoÆc serpentin ho¸ vµ pyroxen th× bÞ chlorit hoÆc epid«t ho¸. KiÕn tróc nÒn th«ng th­êng lµ microdolerit, intersectal. §¸ cÊu t¹o tõ ®Æc sÝt ®Õn h¹nh nh©n, c¸c h¹nh nh©n lµ chlorit, epidot, felspar kali. Nhãm ®¸ trachyt vµ ryotrachyt cã kiÕn tróc pocphyr víi ban tinh chñ yÕu lµ plagioclas, felspar kali, albit vµ kho¸ng vËt nÒn lµ felspar kali, th¹ch anh d¹ng v« ®Þnh h×nh vµ thuû tinh nói löa. §èi víi ryolit, ban tinh lµ th¹ch anh, felspar kali (kho¶ng 10 ®Õn 15%), nÒn gåm tËp hîp th¹ch anh h¹t nhá vµ felspar bÞ sÐt ho¸.

3. Ph©n tÝch ho¸ häc

Thµnh ph©n nguyªn tè chÝnh vµ mét sè nguyªn tè phô nh­ Cr, Ni, Rb, Sr, Zr, Pb vµ Y ®­îc ph©n tÝch b»ng ph­¬ng ph¸p huúnh quang tia X (XRF). C¸c nguyªn tè phô kh¸c vµ ®Êt hiÕm ®­îc ph©n tÝch b»ng ph­¬ng ph¸p kÝch ho¹t n¬tr«n (INAA). KÕt qu¶ ®­îc tr×nh bµy ë B¶ng 1. 4. KÕt qu¶ ph©n tÝch

Theo kÕt qu¶ thµnh phÇn nguyªn tè chÝnh, nhãm ®¸ nói löa thu thËp tõ c¸c khu vùc nãi trªn cã thÓ ®­îc ph©n chia thµnh 2 nhãm chÝnh. Nhãm thø nhÊt cã SiO₂ tõ 59 ®Õn kho¶ng 70%, gåm c¸c ®¸ trachyt, andesit cho ®Õn dacit, ryolit. Trong bµi b¸o c¸o nµy chóng t«i gäi nhãm nµy lµ felsic. Nhãm thø hai lµ mafic cã hµm l­îng SiO₂ tõ 44.3 ®Õn 50%. Tuy nhiªn, do sù kh¸c biÖt rÊt lín vÒ hµm l­îng TiO₂ trong c¸c ®¸ thuéc nhãm mafic, chóng t«i, còng nh­ nhiÒu nhµ nghiªn cøu tr­íc ®©y, ph©n biÖt chóng b»ng hai lo¹i cao Ti (> 1%) vµ thÊp Ti (< 1%). DÔ dµng nhËn thÊy sù kh¸c nhau vÒ thµnh phÇn cña c¸c lo¹i ®¸ nói löa nµy trªn ®å thÞ ph©n lo¹i. H×nh 1 cho thÊy c¸c ®¸ felsic tËp trung ë c¸c tr­êng ryolit, trachyt, vµ trachyandesit, trong khi ®¸ mafic cao-Ti cã tæng kiÒm cao h¬n (cho ®Õn 6%) so víi lo¹i thÊp-Ti (kho¶ng 4%), phÇn lín r¬i vµo tr­êng ‘kiÒm’. Ngoµi ra mafic cao-Ti cã cao FeO* (trung b×nh 12.5% so víi 8.7%), tuy nhiªn chóng cã hµm l­îng MgO thÊp (trung b×nh 5.6% so víi 13.6% trong ®¸ mafic thÊp-Ti), ®èi víi SiO₂ c¸c ®¸ mafic cã hµm l­îng gÇn b»ng nhau (B¶ng 1, H. 1). Tãm l¹i, ®a sè c¸c ®¸ nghiªn cøu ë ®©y thuéc tr­êng bazan kiÒm (cao Ti) hoÆc ¸ kiÒm. CÇn ®Ó ý lµ, mét mÉu mafic thÊp-Ti n»m trong tr­êng picrito-bazan cã MgO ®Õn 24.5%, Ni = 1297 ppm vµ Cr = 2922 tuy nhiªn FeO* kho¶ng 9.5%. Lo¹i thµnh phÇn nµy ®­îc nhiÒu nhµ nghiªn cøu gäi lµ komatiit (xem TrÇn Träng Hoµ, 2001 vµ c¸c v¨n liÖu trÝch dÉn). Tuy nhiªn, komatiit lµ ®¸ phun trµo cao Mg, cao Ni, Cr vµ t­¬ng ®èi cao FeO* ®­îc gi¶i thÝch lµ s¶n phÈm nãng ch¶y manti th¹ch quyÓn cña th¹ch quyÓn Archea d­íi ¶nh h­ëng cña nÊm manti (Arndt, 1994). Trong b¸o c¸o nµy chóng t«i gäi c¸c mÉu nh­ trªn lµ picrito-bazan, nh­ng ®Ó ®¬n gi¶n h¬n, chóng t«i gép chung chóng víi mafic thÊp-Ti v× nh÷ng lý do sÏ tr×nh bµy bªn d­íi.

§èi víi ®¸ felsic chóng ph¶n ¸nh ®óng b¶n chÊt giµu c¸c nguyªn tè cã tÝnh kh«ng t­¬ng thÝch m¹nh (Rb, K, Th), hµm l­îng c¸c nguyªn tè ®Êt hiÕm nhÑ (La, Ce vµ Nd) trung b×nh, c¸c nguyªn tè nÆng (Sm) vµ (Yb) cïng cao (B¶ng 1, H. 2). Tuy nhiªn, hµm l­îng c¸c nguyªn tè tr­êng lùc m¹nh nh­ Nb, Zr, Hf vµ Y t­¬ng ®èi thÊp. Víi mäi nguyªn tè kh«ng t­¬ng thÝch ®¸ mafic cao-Ti lu«n cao h¬n so víi ®¸ mafic thÊp-Ti. ThÝ dô, hµm l­îng La vµ Yb trong ®¸ mafic cao-Ti cao, ngoµi ra, møc ®é cao cña La trong t­¬ng quan víi Yb lµ rÊt cao dÉn ®Õn tØ sè La/Yb cña ®¸ mafic cao-Ti cao h¬n rÊt nhiÒu so víi ®¸ mafic thÊp-Ti (B¶ng 1). Tãm l¹i, cã thÓ nhËn xÐt r»ng ®¸ mafic cao-Ti giµu c¸c nguyªn tè ®Êt hiÓm nhÑ so víi ®Êt hiÕm nÆng. §Æc ®iÓm nµy cã thÓ dÔ dµng nhËn ra trªn ®å thÞ ‘nhÖn’ (H. 2b vµ c) thÓ hiÖn b»ng ®­êng nèi tõ La ®Õn Yb cña ®¸ mafic cao-Ti th× gièc h¬n so víi ®¸ mafic thÊp-Ti. T­¬ng tù nh­ ®· quan s¸t ®èi víi ®¸ felsic, c¶ mafic cao- lÉn thÊp-Ti ®Òu béc lé dÞ th­êng ©m kh¸ râ nÐt t¹i Nb vµ Zr. Tãm l¹i, ngoµi c¸c dÞ th­êng ©m t¹i c¸c nguyªn tè nãi trªn, h×nh d¸ng biÓu ®å t­¬ng quan c¸c nguyªn tè phô cña c¶ hai lo¹i mafic rÊt gÇn gòi víi h×nh d¸ng ®¸ bazan néi m¶ng vµ kh¸c víi bazan sèng ®¹i d­¬ng hoÆc ®íi hót ch×m (Hofmann, 1988).

C¸c sè liÖu ho¸ häc cña ®¸ nói löa CTS§ tr×nh bµy ë ®©y kh¼ng ®Þnh chóng ®· tr¶i qua c¸c qu¸ tr×nh biÕn ®æi sau nãng ch¶y macma.

Nh­ ®· tr×nh bµy ë trªn, mét sè ®¸ mafic CTS§ nghiªn cøu ë ®©y cã kiÕn tróc pocphyr víi ban tinh lµ olivin vµ pyroxen; ngoµi ra, ®èi víi ®¸ mafic cao-Ti, hµm l­îng MgO thÊp (trung b×nh kho¶ng 5.5%) so víi dung thÓ nguyªn thuû (Hirose and Kushiro, 1993). §iÒu nµy chøng tá r»ng dung thÓ macma nguyªn thuû ®· tr¶i qua qu¸ tr×nh kÕt tinh vµ ph©n dÞ. DÞ th­êng ©m t¹i Sr ®èi víi ®¸ felsic vµ mét sè mÉu mafic ph¶n ¸nh qu¸ tr×nh kÕt tinh vµ ph©n dÞ cña c¸c kho¸ng vËt plagioclas (H. 2).

NhiÒu b»ng chøng cho thÊy ®¸ nói löa CTS§ ®· bÞ t¸c ®éng bëi c¸c qu¸ tr×nh bÒ mÆt. ThÝ dô, olivin bÞ thay thÕ bëi idingxit, pyroxen th«ng th­êng ®­îc thay b»ng epid«t, plagioclas th× bÞ serixit ho¸. T¸c ®éng cña c¸c qu¸ tr×nh ngo¹i sinh g©y biÕn thiªn m¹nh ®èi víi c¸c nguyªn tè linh ®éng nh­ Rb, K, Na, tuy nhiªn, ®èi víi c¸c nguyªn tè cã ®é linh ®éng yÕu nh­ Ti, Zr, Y, Nb vµ Yb th× ®é dao ®éng hÑp h¬n, nghÜa lµ Ýt bÞ ¶nh h­ëng bëi c¸c t¸c ®éng ngo¹i sinh.

Quan hÖ gi÷a tØ sè TiO₂/Al₂O₃ vµ TiO₂ kh«ng bÞ ¶nh h­ëng bëi kÕt tinh ph©n dÞ olivin vµ pyroxen. Ngoµi ra, c¸c cÆp tØ sè Ti/Y, Zr/Y, vµ Nb/Y, do chóng kh«ng bÞ ¶nh h­ëng cña c¸c qu¸ tr×nh kÕt tinh ph©n dÞ ¸p suÊt thÊp ®ång thêi chóng ‘bÒn’ ®èi víi c¸c qu¸ tr×nh ngo¹i sinh sau macma do vËy chóng cã thÓ ®­îc sö dông nh­ c¸c tiªu chÝ ®Ó t×m hiÓu b¶n chÊt nguån cña c¸c biÕn lo¹i ®¸, bao gåm c¶ qu¸ tr×nh nãng ch¶y (Hoang and Flower, 1998). Tuy nhiªn, yÕu tè quan träng ®Ó hiÓu ®iÒu kiÖn nãng ch¶y t¹o thµnh dung thÓ macma vµ b¶n chÊt nguån lµ biÕt ®­îc thµnh phÇn hãa häc cña dung thÓ nguyªn thuû.

§¸ mafic cao-Ti cã Zr/Y, Ti/Y vµ Nb/Y cao mét c¸ch ®¸ng kÓ so víi ®¸ mafic thÊp-Ti (H. 4). Do sù biÕn thiªn cña ®å thÞ Nb/Y vµ Zr/Y (Ti/Y) kh«ng bÞ ¶nh h­ëng cña c¸c qu¸ tr×nh kÕt tinh ph©n dÞ ¸p suÊt thÊp (pyroxen ± plagioclas), sù kh¸c nhau gi÷a c¸c tØ sè nµy trong mafic cao- vµ thÊp-Ti CTS§ thÓ hiÖn sù kh¸c nhau vÒ ®é nãng ch¶y, ®é s©u nãng ch¶y vµ b¶n chÊt giµu nghÌo cña nguån (Hoang and Flower, 1998). Ngoµi ra hÖ sè ph©n bè gi÷a dung thÓ vµ thÓ r¾n (K^liq/solid) cña Nb < Zr

PhÇn trªn chóng t«i ®· lý gi¶i r»ng nãng ch¶y nguån pha trén gi÷a peridotit vµ c¸c hîp phÇn mafic cã kh¶ n¨ng t¹o thµnh ®¸ mafic cao-Ti. Ph©n bè cña c¸c m¹ch clinopyroxenit trong c¸c massif siªu mafic lµ phæ biÕn (Nixon, 1987). C¸c massif siªu mafic lµ thÓ sãt sau nãng ch¶y quyÓn mÒm, tÝch tô vµ trë thµnh cÊu phÇn chñ yÕu cña manti th¹ch quyÓn (lithospheric mantle). Theo mÆt c¾t tõ manti trªn, vÞ trÝ cÊu tróc nµy t­¬ng øng víi phÇn uèn cong trªn ®­êng ®Þa nhiÖt, biÓu diÔn sù chuyÓn tiÕp tõ nhiÖt ®èi l­u (kiÓu adiabat- biÓu diÔn b»ng ®o¹n th¼ng ®øng) sang chÕ ®é nhiÖt truyÒn (kiÓu conductive- thay ®æi tuyÕn tÝnh víi ®é s©u cña vá). Sù tån t¹i cña c¸c m¹ch clinopyroxenit trong manti th¹ch quyÓn ®­îc gi¶i thÝch hoÆc lµ do sù t¾c nghÏn cña c¸c dung thÓ bazan cã thÓ tÝch kh«ng ®¸ng kÓ, hoÆc s¶n phÈm t¹o thµnh do nãng ch¶y côc bé x¶y ra trong manti th¹ch quyÓn (Nixon, 1987), hoÆc chóng ®­îc h×nh thµnh bëi ho¹t ®éng metasomatos d­íi ¶nh h­ëng cña nhiÖt quyÓn mÒm. Mét c¸ch tæng qu¸t, manti th¹ch quyÓn ®­îc cÊu thµnh chñ yÕu tõ c¸c ®¸ siªu mafic. Chóng lµ vËt chÊt sãt l¹i sau nãng ch¶y t¹o thµnh dung thÓ mafic, do vËy giµu Mg, nghÌo thµnh phÇn bazan nh­ Fe, Ti, Ca, Al, Na, v.v. , nghÌo hµm l­îng c¸c nguyªn tè phô nh­ ®Êt hiÕm nhÑ vµ ®Æc biÖt nghÌo c¸c nguyªn tè cã tÝnh kh«ng t­¬ng thÝch m¹nh (Anderson, 1995). Tuy nhiªn, do c¸c qu¸ tr×nh metasomatos vµ ®Æc biÖt lµ t­¬ng t¸c víi dung thÓ mafic x©m nhËp tõ bªn d­íi, tiÒm n¨ng c¸c nhãm nguyªn tè phô trong manti th¹ch quyÓn cã thÓ t¨ng (Carlson and Irving, 1994). Tãm l¹i, qu¸ tr×nh lµm giµu nh­ trªn râ rµng phô thuéc vµo m«i tr­êng ®Þa ho¸ vµ thêi gian. Mét c¸ch tæng qu¸t, ®Þa ho¸ manti th¹ch quyÓn phøc t¹p vµ dÞ phÇn; chóng cã thÓ x¶y ra trªn diÖn réng hoÆc còng cã thÓ tån t¹i ë ph¹m vi rÊt hÑp (Menzies et al., 1987). Ng­îc l¹i, vËt chÊt quyÓn mÒm ®­îc xem lµ ®ång nhÊt, giµu c¸c thµnh phÇn bazan vµ phong phó hµm l­îng c¸c nguyªn tè phô (Anderson, 1995).

C¬ chÕ ®éng lùc h×nh thµnh cÊu tróc S«ng §µ ®­îc cho lµ ho¹t ®éng rift (t¸ch d·n) (§µo §×nh Thôc, 1981; Dickins and P.C. Tien, 1995) ph¸t triÓn cuèi Pecmi cho ®Õn Trias (?) (xem T.T. Hoµ, 2001). Dï rift ph¸t triÓn trong m«i tr­êng néi m¶ng hay r×a m¶ng (chóng t«i sÏ bµn vÒ b¶n chÊt ®éng lùc cña CTS§ trong c¸c bµi b¸o tiÕp theo), song song víi qu¸ tr×nh sôt lón vµ t¸ch d·n vá, ®¸y manti th¹ch quyÓn sÏ n©ng lªn vµ bÞ bµo mßn d­íi t¸c ®éng nhiÖt cña quyÓn mÒm ®ang d©ng lªn, thay vµo vÞ trÝ tr­íc ®ã lµ ®¸y manti th¹ch quyÓn theo nguyªn t¾c ®éng lùc t¸ch d·n ®ång bé (Latin and White, 1990). KÕt qu¶, ®¸y manti th¹ch quyÓn t­¬ng t¸c trùc tiÕp víi quyÓn mÒm cã nhiÖt ®é cao h¬n. Qu¸ tr×nh ®éng lùc nµy tiÕp diÔn kh«ng nh÷ng thóc ®Èy c¸c ho¹t ®éng nãng ch¶y côc bé trong manti th¹ch quyÓn t¹o nªn c¸c m¹ch mafic giµu c¸c nguyªn tè phô, mµ tÊt yÕu sÏ dÉn ®Õn nãng ch¶y gi¶m ¸p mµ hîp phÇn chÝnh lµ vËt chÊt quyÓn mÒm. Trong tr­êng hîp nµy, sù tham gia cña c¸c m¹ch mafic sÏ h×nh thµnh ®¸ mafic cao-Ti, -Fe vµ nguyªn tè phô tÝch luü tõ c¸c ho¹t ®éng metasomatos phï hîp víi ®iÒu chóng t«i lý gi¶i ë phÇn trªn. Suy luËn t­¬ng tù, nãng ch¶y vËt chÊt quyÓn mÒm cã sù tham gia cña peridotit chøa granat cña manti th¹ch quyÓn cã thÓ t¹o ra s¶n phÈm thÊp Fe/Mg, thÊp hµm l­îng c¸c nguyªn tè phô phï hîp víi thµnh phÇn vËt chÊt cña ®¸ mafic thÊp-Ti CTS§. Ngoµi ra, ranh giíi thêi gian biÓu hiÖn b»ng quan hÖ ®Þa tÇng kh«ng râ rµng, h¬n thÕ n÷a, c¶ mafic cao- lÉn thÊp-Ti ®Òu xuÊt hiÖn trong pha ®Çu (thÝ dô t¹i hÖ tÇng Viªn Nam), ®iÒu nµy cho phÐp chóng t«i kÕt luËn r»ng, hai biÕn lo¹i mafic CTS§ cã thÓ xuÊt hiÖn ®ång thêi hoÆc thay thÕ nhau. Sù kh¸c nhau vÒ thµnh phÇn cña chóng ®­îc quyÕt ®Þnh bëi tØ lÖ tham gia cña c¸c m¹ch mafic vµ/hoÆc vËt chÊt manti th¹ch quyÓn víi quyÓn mÒm vµ ®é nãng ch¶y tõng phÇn c¸c vËt chÊt nãi trªn.

Cïng víi sù ph¸t triÓn cña ho¹t ®éng t¸ch d·n, ®¸y manti th¹ch quyÓn tiÕp tôc bÞ bµo mßn vµ quyÓn mÒm tiÕp tôc d©ng lªn tÊt yÕu dÉn ®Õn nãng ch¶y vá t¹o thµnh c¸c biÕn lo¹i ®¸ giµu tÝnh axit mang c¸c ®Æc ®iÓm ®Þa ho¸ pha trén gi÷a vËt chÊt manti vµ vá. Tuy nhiªn, chóng t«i kh«ng lo¹i trõ tr­êng hîp mét sè biÕn lo¹i ®¸ felsic tiÕn ho¸ b»ng ph©n dÞ tõ c¸c ®¸ mafic vµ mang ®Æc ®iÓm ®ång vÞ cña nguån nguyªn thuû mµ kh«ng bÞ nhiÔm vËt chÊt vá t¹i c¸c lß macma trung gian (xem b¸o c¸o 3).

Sù tham gia cña hîp phÇn mafic vµ manti th¹ch quyÓn ®· ®­îc ®Ò cËp ®Ó gi¶i thÝch vÊn ®Ò nguån gèc cña bazan cao- vµ thÊp-Ti t¹i c¸c ®íi t¸ch d·n nh­ Oslo (Neumann et al., 2002), Paran¸ (Marques et al., 1999). Sù tham gia cña c¸c m¹ch clinopyroxenit vµo qu¸ tr×nh nãng ch¶y vËt chÊt quyÓn mÒm còng ®­îc xem lµ quan träng trong viÖc thµnh t¹o bazan cao kiÒm, cao Ti quÇn ®¶o Hawaii.

Manti th¹ch quyÓn ®­îc xem lµ dÞ phÇn ®èi víi c¸c nhãm nguyªn tè phô, ‘nguéi’, ‘kh«’, nghÌo thµnh phÇn bazan (xem phÇn trªn), vµ cã ®é dÎo thÊp cho nªn Ýt cã kh¶ n¨ng nãng ch¶y ®Ó t¹o thµnh dung thÓ bazan cã thÓ tÝch lín nh­ quan s¸t t¹i c¸c ®íi t¸ch d·n. Tuy nhiªn, nhiÒu ng­êi cho r»ng manti th¹ch quyÓn còng cã thÓ nãng ch¶y vµ cã tiÒm n¨ng s¶n sinh dung thÓ bazan nÕu nhiÖt ®é solidus bÞ gi¶m hoÆc ®é dÎo ®­îc t¨ng lªn. Sù gi¶i phãng vµ tÝch luü n­íc do ph©n r· c¸c kho¸ng vËt nh­ phlogopit vµ/hoÆc amphibol cã kh¶ n¨ng lµm gi¶m nhiÖt ®é solidus; ®¸y manti th¹ch quyÓn d­íi t¸c ®éng nhiÖt trùc tiÕp cña quyÓn mÒm sÏ nãng h¬n, kÕt qu¶ ®é dÎo cña chóng sÏ t¨ng. Trong c¶ hai tr­êng hîp tÝnh chÊt vËt lý cña manti th¹ch quyÓn dÇn dÇn trë nªn gièng quyÓn mÒm vµ kh¶ n¨ng nãng ch¶y t¹o thµnh dung thÓ bazan dÔ dµng h¬n (Hoang and Flower, 1998).

8. KÕt luËn

Sau khi nghiªn cøu c¸c b»ng chøng ®Þa chÊt, th¹ch häc vµ ®Þa ho¸ c¸c ®¸ phun trµo cÊu tróc S«ng §µ chóng t«i cã c¸c kÕt luËn d­íi ®©y.

1. 
   S¶n phÈm phun trµo Paleoz«i S«ng §µ chñ yÕu lµ mafic kÌm theo mét l­îng nhá ®¸ giµu axit. §¸ mafic ®­îc ph©n biÖt cao-Ti (TiO₂ > 1%) vµ thÊp-Ti (TiO₂ < 1%). Mafic cao-Ti cã tæng kiÒm, FeO*, hµm l­îng c¸c nguyªn tè phô cao h¬n vµ MgO thÊp h¬n ®¸ mafic thÊp-Ti.
   
2. 
   TiO₂ cao vµ tØ sè t­¬ng øng TiO₂/Al₂O₃ cao trong ®¸ mafic cao-Ti kh«ng thÓ gi¶i thÝch b»ng nãng ch¶y chØ tõ c¸c nguån peridotit granat hoÆc spinel mµ ®ßi hái cã sù tham gia cña (c¸c) nguån cao titan nh­ clinopyroxenit, veclit, vebsterit, amphibolit, v.v. (gäi chung lµ c¸c m¹ch mafic) trong manti th¹ch quyÓn.
   
3. 
   C¸c m¹ch mafic nµy giµu c¸c nguyªn tè phô ®­îc h×nh thµnh tõ c¸c ho¹t ®éng metasomatos do t­¬ng t¸c víi quyÓn mÒm giµu thµnh phÇn bazan vµ phong phó c¸c nhãm nguyªn tè phô. Chóng t«i tin r»ng, mét mÆt, nãng ch¶y vËt chÊt quyÓn mÒm ®ång thêi cã sù tham gia cña c¸c m¹ch mafic nãi trªn lµ nguån cña ®¸ mafic cao-Ti. MÆt kh¸c, mafic thÊp-Ti lµ s¶n phÈm nãng ch¶y vËt chÊt quyÓn mÒm vµ manti th¹ch quyÓn, trong ®ã vËt chÊt manti th¹ch quyÓn lµ chñ ®¹o.
   
4. 
   Ho¹t ®éng phun trµo Paleoz«i CTS§ lµ hÖ qu¶ cña ho¹t ®éng t¸ch d·n th¹ch quyÓn. C¬ chÕ ®éng lùc nµy tÊt yÕu dÉn ®Õn sù n©ng lªn cña quyÓn mÒm vµ nãng ch¶y gi¶m ¸p. Trong tr­êng hîp nµy kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i cã sù hiÖn diÖn cña nÊm manti (cßn gäi lµ vßm nhiÖt).
   

V¨n liÖu

Anderson D.L., 1995. Lithosphere, asthenosphere, and perisphere. Rev. Geophysics, 33: 125-149.

Andt, N.T., 1994. Archean komatiites. In: Condie, K.C. (Editor), Archean Crustal Evolution, Elsvier, pp. 11-44

Lª Duy B¸ch, 1985. CÊu tróc ViÖt Nam vµ c¸c giai ®äan h×nh thµnh. Tãm t¾t luËn ¸n TS. MSU Moskva (tiÕng Nga).

Balykin P.A., Poliakov G.V., Petrova T.E., Hoang Huu Thanh, Tran Trong Hoa, Ngo Thi Phuong, Tran Quoc Hung, 1996. Petrology and evolution of the formation of Permian-Triassic mafic-ultramafic associations in North Vietnam. Geology, B/7-8: 59-64, Ha Noi.

Dickins J.M., 1996. Permian and Triassic events in Vietnam and implications for economic geology. Geology, B/7-8: 35-39, Ha Noi.

Dovjikov A. (chñ biªn), 1965. §Þa chÊt miÒn b¾c ViÖt Nam. Nxb KHKT, Hµ Néi.

Hart, S.R., 1988. Heterogeneous mantle domains: signatures, genesis and mixing chronologies. Earth Planet. Sci. Lett., 90: 273-296.

Hirose K., Kushiro I., 1993. Partial melting of dry peridotites at high pressures: determination of composition of melts segregated from peridotite using aggregate of diamond. Earth Planet. Sci. Lett., 114: 477-489.

TrÇn Träng Hßa, 2001. Ph©n chia vµ ®èi s¸nh c¸c tæ hîp ®¸ bazantoid Permi – Trias ®íi S«ng §µ. §Þa chÊt, A/265: 12-19, Hµ Néi.

TrÇn Träng Hoµ, Hoµng H÷u Thµnh, TrÇn TuÊn Anh, Ng« ThÞ Ph­îng, Hoµng ViÖt H»ng, 1998. C¸c tæ hîp ®¸ bazantoid cao titan Permi – Trias rift S«ng §µ. Thµnh phÇn vËt chÊt vµ ®iÒu kiÖn ®Þa ®éng lùc h×nh thµnh. §Þa chÊt, 244: 7-15, Hµ Néi.

Nguyen Hoang, Flower M.F.J., 1998. Petrogenesis of Cenozoic basalts from Vietnam: implications for origins of a ‘diffuse igneous province’. Jour. Petrology, 39: 369-395.

Hofmann A.W., 1988. Chemical differentiation of the Earth: the relationship between mantle, continental crust, and oceanic crust. Earth Planet. Sci. Lett., 90: 297-314.

Kogiso T., Hirose K., Takahashi E., 1998. Melting experiments on homogenous mixtures of peridotite and basalt: application to the genesis of ocean island basalts. Earth Planet. Sci. Lett., 162: 45-61.

Kushiro I., 1996. Partial melting of a fertile mantle peridotite at high pressure: An experimental study using aggregates of diamond. In: Basu, A., Hart, S.R. (Editors), Earth Processes: Reading the Isotopic Code. Geophys. Monogr. 95, AGU, pp. 109-122.

Latin, D., White, N., 1990. Generating melt during lithospheric extension: Pure shear vs. simple shear. Geology, 18: 327-331.

Le Maitre R.W., 1989. A classification of igneous rocks and glossary of terms. Blackwell, Oxford, p. 193.

Marques L.S., Dupre b., Piccirillo E.M., 1999. Mantle source compositions of the Parana Magmatic Province (southern Brazil): evidence from trace element and Sr-Nd-Pb isotope geochemistry. Jour. Geodynamics, 28: 439-458.

McPherson, E. , Thirlwall, M.F., Parkinson, I.J., Menzies, M.A., Bodinier, J.L., Woodland, A., Bussod, G., 1996. Geochemistry of metasomatism adjacent to amphibole-bearing veins in the Lherz peridotite massif. Chem. Geol 134: 135-157.

Menzies M.A., Rogers N.W., Tindle A., Hawkesworth C.J., 1987. Metasomatic and enrichment processes in lithospheric peridotites, an effect of asthenosphere-lithosphere interaction. In: Menzies, M.A., Hawkesworth, C.J. (Editors), Mantle Metasomatism. Academic Press, pp. 313-359.

Neumann E.-R., Dunworth E.A., Sundvoll B.A. Tollefsrund J.I., 2002. B1 basaltic lavas in Vestfold-Jeloya area, central Oslo rift: derivation from initial melts formed by progressive partial melting of an enriched mantle source. Lithos, 61: 21-53.

Nixon P.H (Editor), 1987. Mantle Xenoliths. John Wiley & Sons Ltd., New York, 570p.

Roeder P.L., Emslie R.F., 1970. Olivine-liquid equilibria. Contrib. Mineral. Petrol., 29: 275-289.

Phan Tr­êng ThÞ, Lª V¨n Cù, §ç §×nh To¸t, Phan V¨n Quýnh, 1974. §Þa tÇng vµ th¹ch häc c¸c ®¸ nói löa vïng Hßa B×nh – Suèi Rót. §Þa chÊt, 113: 1-15, Hµ Néi.

§µo §×nh Thôc, 1981. Phøc hÖ ®¸ nói löa Pecmi muén – Trias sím ®íi ®Þa vùc cæ S«ng §µ. §Þa ch©t, 152: 18-22, Hµ Néi.

§µo §×nh Thôc, 1981. Qu¸ tr×nh h×nh thµnh, ph¸t triÓn vµ b¶n chÊt kiÕn t¹o ®íi S«ng §µ. B¶n ®å ®Þa chÊt, 49: 12-20, Hµ Néi.

Phan Cù TiÕn, TrÇn Quèc H¶i, Lª §×nh H÷u, Phan ViÕt Kû, Bïi Phó Mü, NguyÔn VÜnh, 1977. Chó gi¶i b¶n ®å ®Þa chÊt T©y B¾c ViÖt Nam tû lÖ 1: 2000. Trong “Nh÷ng vÊn ®Ò ®Þa chÊt T©y B¾c ViÖt Nam”. Nxb KHKT, Hµ Néi.

TrÇn V¨n TrÞ (chñ biªn), 1977. §Þa chÊt ViÖt Nam (PhÇn miÒn B¾c). Nxb KHKT, Hµ Néi.

Turner S., Hawkesworth C., 1995. The nature of the sub-continental mantle: constraints from the major element composition of continental flood basalts. Chemical Geology, 120: 295-314.

Каталог: downloads -> Vietnam -> docs
downloads -> Ủy ban nhân dân cộng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam thành phố CẦn thơ Độc lập Tự do Hạnh phúc
downloads -> BỘ y tế Số: 19/2011/tt – byt cộng hoà XÃ HỘi chủ nghĩa việt nam
downloads -> THỦ TƯỚng chính phủ CỘng hoà XÃ HỘi chủ nghĩa việt nam
downloads -> THÔng tư Ban hành Quy chế công nhận trường trung học cơ sở, trường trung học phổ thông và trường phổ thông có nhiều cấp học đạt chuẩn quốc gia
docs -> MÔ HÌnh lựa chọn bối cảnh đỊA ĐỘng lực hình thành cáC ĐÁ NÚi lửa vùng viên nam, SÔng đÀ
docs -> Thứ tự Tên khoáng sàng và biểu hiện khoáng sản
docs -> 1 ViÖn §Þa chÊt, ttkhtn&cnqg, Hµ Néi

tải về 88.63 Kb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: