Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng chợ đồn, bắc kạn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------

Dương Thị Thanh Tâm

THẠCH LUẬN CÁC ĐÁ SIÊU MAFIC –MAFIC KIỀM
VÙNG CHỢ ĐỒN, BẮC KẠN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội, 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------------

Dương Thị Thanh Tâm

THẠCH LUẬN CÁC ĐÁ SIÊU MAFIC –MAFIC KIỀM
VÙNG CHỢ ĐỒN BẮC KẠN
Chuyên ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học
Mã số: 60440205
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

TS. Nguyễn Thùy Dương

PGS.TS. Hoàng Thị Minh Thảo

Hà Nội, 2015


Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

LỜI CÁM ƠN
Luận văn được hoàn thành tại Tổ đề án Urani, Viện Khoa học Địa chất và
khoáng sản, nơi học viên đang công tác.
Trong quá trình hoàn thành luận văn, học viên đã nhận được sự giúp đỡ tận tình
của cán bộ hướng dẫn khoa học - TS. Nguyễn Thùy Dương, người đã hướng dẫn,
động viên và tạo mọi điều kiện cho học viên trong suốt quá trình hoàn thành luận văn,
học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc vì sự giúp đỡ tận tình đó.
Học viên cũng gửi lời cám ơn trân trọng tới Lãnh đạo Khoa Địa chất, Các thầy
cô trong khoa Địa chất, các cán bộ phòng sau Đại học- Trường Đại học Khoa học Tự
Nhiên,Lãnh đạo Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, Tổ đề án Urani, phòng Địa
hóa và Môi Trường, phòng Phân tích khoáng thạch học, Phòng Địa vật lý - Địa kỹ
thuật và các phòng ban chức năng đã tạo điều kiện cho học viên hoàn thành khóa học
và luận văn này.
Đặc biệt học viên đã nhận được sự góp ý vô cùng quý báu của TS. Trịnh Xuân
Hòa, TS. Nguyễn Thị Bích Thủy, TS. Nguyễn Văn Niệm, ThS. Bùi Thế Anh, cũng
như các đồng nghiệp Viện khoa học Địa chất và khoáng sản trong quá trình hoàn
thành luận văn, học viên xin chân thành cám ơn.
Cuối cùng, học viên xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã luôn ở
bên giúp đỡ và động viên học viên trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận
văn này.

Dương Thị Thanh Tâm

Luận văn Thạc sỹ


Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

MỤC LỤC
MỤC LỤC ....................................................................................................................... 4
KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT .........................................................................6
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................7
DANH MỤC HÌNH .....................................................................................8
DANH MỤC ẢNH ......................................................................................9
MỞ ĐẦU ....................................................................................................10
CHƯƠNG 1.
1.1.

KHÁI QUÁT KHU VỰC NGHIÊN CỨU...................................... 13
Vị trí nghiên cứu ............................................................................13

1.2. Khái quát đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu ...............................15
1.2.1. Địa tầng ............................................................................................15
1.2.2. Magma xâm nhập .............................................................................16
1.2.3. Cấu trúc kiến tạo ..............................................................................19
CHƯƠNG 2.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 22

2.1. Cơ sở lý thuyết ....................................................................................22
2.1.1. Các đá siêu mafic – mafic kiềm kiểu kiềm Na ................................22
2.1.2. Cơ sở lý thuyết luận giải nguồn gốc magma....................................24

2.2. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................27
2.2.1. Thu thập tài liệu ...............................................................................28
2.2.2. Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học dưới kính hiểnvi phân
cực .........................................................................................................................28
2.2.3. Phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất .................................28
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu thạch địa hóa .........................................30

Dương Thị Thanh Tâm

4

Luận văn Thạc sỹ


Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

CHƯƠNG 3.

ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CÁC ĐÁSIÊU

MAFIC – MAFIC KIỀM VÙNG CHỢ ĐỒN, BẮC KẠN ....................................... 31
3.1. Đặc điểm thạch học và khoáng vật .....................................................31
3.1.2. Đặc điểm địa hóa..............................................................................38
3.1.3. Đồng vị phóng xạ .............................................................................49
CHƯƠNG 4.

NGUỒN GỐC CÁC ĐÁ SIÊU MAFIC, MAFIC KIỀM VÙNG

CHỢ ĐỒN, BẮC KẠN ................................................................................................ 50
4.1. Quy luật phân bố các nguyên tố trong các thành tạo siêu mafic – mafic

kiềm khu vực nghiên cứu ......................................................................................50
4.2. Nguồn gốc các đá siêu mafic, mafic kiềm vùng Chợ Đồn .................51
KẾT LUẬN ................................................................................................53
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................54

Dương Thị Thanh Tâm

5

Luận văn Thạc sỹ


Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT
%tl

Tỷ lệ phần trăm (theo trọng lượng)

ppm

Tỷ lệ phần triệu (theo trọng lượng)

∑alk

Tổng kiềm

AI

Chỉ số kiềm

A/CNK

=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)

A/NK

=Al2O3/(Na2O+K2O)

REE

Các nguyên tố đất hiếm

HREE

Các nguyên tố đất hiếm nặng

LREE

Các nguyên tố đất hiếm nhẹ

cn

Số liệu chuẩn hóa với chondrite

An

Anorthoclas

Am

Amphibol

Apa

Apatit

Aug-Ti

Augit - Titan

bt

biotit

Calc

Calcit

Cpx

Pyroxen 1 nghiêng

Crn

Cancrinit

Fo

Foid

Hbl

Horblend

Ne

Nephelin

Pl

Plagioclas

Sph

Sphen

Dương Thị Thanh Tâm

6

Luận văn Thạc sỹ


Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

DANH MỤC BẢNG
Bảng 3-1: Thành phần hóa học (% tl) của các thành tạo siêu mafic- mafic kiềm
vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn ...........................................................................................42
Bảng 3-2: Thành phần hóa học (ppm) các nguyên tố vết các đá siêu mafic – mafic

kiềm Chợ Đồn ...........................................................................................................47

Dương Thị Thanh Tâm

7

Luận văn Thạc sỹ


Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

DANH MỤC HÌNH
Hình 1-1: Sơ đồ phạm vi khu vực nghiên cứu ..........................................................13
Hình 1-2: Sơ đồ địa chất vùng nghiên cứu................................................................20
Hình 1-3: Sơ đồ địa chất khối Bằng Phúc và Khối Bằng Lũng, Chợ Đồn, Bắc Kạn21
Hình3-1: Thành phần % các khoáng vật tạo đá nhóm siêu mafic ............................34
Hình3-2: Thành phần % các khoáng vật tạo đá nhóm mafic ....................................34
Hình 3-3: Biểu đồ (Na2O+K2O) - SiO2 phân chia các loạt magma (theo McDonald,
1968; Irvine và Baragar, 1971) (SA: loạt á kiềm; AL: loạt kiềm) ............................39
Hình 3-4: Biểu đồ phân chia kiểu kiềm các đá siêu mafic – mafic kiềm khu vực Chợ
Đồn (Ephremova, 1965) ............................................................................................39
Hình 3-5: Biểu đồ tương quan giữa MgO với các oxyt tạođá...................................44
Hình 3-6: Biểu đồ phân bố các nguyên tố đất hiếm chuẩn hóa với chondrites của các
thành tạo siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn (Ree-Sun and McD, 1989 –
Chondrites) ................................................................................................................48
Hình 3-7: Biểu đồ phân bố các nguyên tố hiếm vết chuẩn hóa với manti nguyên
thủy của các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn (Rees-Sun and McD,
1995 – PM Primitive Mantle) ...................................................................................48
Hình 3-8: Biểu đồ tương quan đồng vị Nd143/Nd144 ~ Sr87/Sr86(theo Zindler và Hart
(1986) DM - manti nghèo, BE - Trái đất tổng thể, EM I & EM II - manti giàu,

HIMU - manti có tỷ số U/Pb cao, PREMA - manti thịnh hành. ...............................49

Dương Thị Thanh Tâm

8

Luận văn Thạc sỹ


Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

DANH MỤC ẢNH
Ảnh 3-1 và ảnh 3-2: Jacupirangit Bằng Phúc (chứa pyroxen cao Ti có viền bị
amphibol hóa) (dưới 1 và 2 nicon) d = 1,2 mm (Nguyễn Thùy Dương, 2007) ........32
Ảnh 3-3 và ảnh 3-4: Jacupirangit của mảnh dăm kết diatrem Bằng Lũng (dưới 1 và
2 nicon) d = 1,2 mm (Nguyễn Thùy Dương, 2007) ..................................................32
Ảnh 3-5 và Ảnh 3-6: Ijolit khối Bằng Phúc ,Chợ Đồn, Bắc Kạn ............................32
Ảnh 3-7 và Ảnh 3-8: Melteigit khối Bằng Phúc, Chợ Đồn, Bắc Kạn, (dưới 1 và 2
nicon) .........................................................................................................................33
Ảnh 3-9: Urtit chứa nephelin bị cancrinit hóa khối Bằng Phúc, Chợ Đồn, Bắc Kạn,
d=2mm (Nguyễn Trung Chí, 2003 ............................................................................34
Ảnh 3-10: Nephelin bị cancrinit hóa trong Ijolit trong khối Bằng Phúc, d=2mm
(Nguyễn Trung Chí, 2003) ........................................................................................34
Ảnh 3-11 và Ảnh 3-12: Pyroxen một nghiêng có riềm và bề mặt bị amphibol hóa
nằm trên nền cancrinit của đá ijolit (dưới 1 và 2 nicon) d = 1,2 mm........................36
Ảnh 3-13 và Ảnh 3-14: Pyroxen loại cao Ti (Ti-augit) có riềm là aegirin (xanh
sẫm), đồng thời bị amphibol hóa ven rìa và trên bề mặt của đá melteigit (dưới 1 và 2
nicon) d = 1,2 mm (Nguyễn Thùy Dương, 2007) .....................................................36
Ảnh 3-15 và Ảnh 3-16: Amphibol dần thay thế cho pyroxen một nghiêng của đá
melteigit (dưới 1 và 2 nicon) d = 1,2 mm (Nguyễn Thùy Dương, 2007) .................36

Ảnh 3-17 và Ảnh 3-18: Anorthoclas trong ijolit (dưới 1 và 2 nicon), ......................38

Dương Thị Thanh Tâm

9

Luận văn Thạc sỹ


Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Ở Việt Nam, các thành tạo magma kiềm đặc biệt là các thành tạo siêu mafic
– mafic kiềm chiếm một lượng không lớn, chủ yếu tập trung ở phía Bắc, đã được
các nhà khoa học Pháp đặt nền móng nghiên cứu từ những năm đầu của thế kỷ XX.
Trong những năm gần đây các đá magma siêu mafic – mafic kiềm được quan tâm
nghiên cứu nhiều hơn bởi các nhàđịa chất trong nước, trong đócác tác giả Trần
Trọng Hòa, Ngô Thị Phượng, Trần Quốc Hùng, Trần Tuấn Anh đã và đang phát
triển những luận điểm về thạch luận, kết quả về đặc điểm địa hóa, khả năng sinh
khoáng và triển vọng khoáng sản liên quan tới các phức hệ đá magma siêu mafic –
mafic kiềm miền Bắc Việt Nam. Các đặc điểm về thành phần thạch học, khoáng vật
học và địa hóa học của các thành tạo đá kiềm này đã được quan tâm nghiên cứu
(Trần Tuấn Anh, 2001; Nguyễn Trung Chí và nnk, 2003; Nguyễn Thùy Dương,
2007). Kết quả chỉ ra rằng, các đá siêu mafic – mafic kiềm ở khu vực phía Bắc Việt
Nam thuộc đá mafic siêu kiềm kali như ở Tây Bắc Việt Nam (Trần Trọng Hòa và
nnk, 1999), đá siêu mafic kiềm natri như ở vùng Chợ Đồn (Nguyễn Trung Chí và
nnk, 2003). Đặc điểm về thành phần khoáng vật học và tổ hợp cộng sinh khoáng vật
đặc trưng cho các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm khu vực Đông Bắc cũng đã
được mô tả và xác định (Nguyễn Thùy Dương, 2007), từ đó xác định được điều

kiện hình thành của các thành tạo kiềm này (Nguyễn Trung Chí và Nguyễn Thùy
Dương, 2009). Các nghiên cứu trên đã được thực hiện trên quy mô lớn như toàn khu
vực Đông Bắc (Nguyễn Trung Chí và nnk, 2003; Nguyễn Thùy Dương, 2007) hoặc
vùng Pu Sam Cap (Trần Tuấn Anh, 2001) mà chưa tập trung nghiên cứu một vùng
nhỏ cụ thể nào. Vấn đề về thạch luận nguồn gốc các đá kiềm khu vực nghiên cứu,
Nguyễn Trung Chí (2003) đã xác lập các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm tại 2
khối Bằng Phúc và Bằng Lũng vùng Chợ Đồn và cho rằng magma siêu mafic –
mafic kiềm ở đây được hình thành do quá trình nóng chảy từng phần manti trên.
Năm 2008, trong công trình “Điều tra, nghiên cứu triển vọng syenit nephelin vùng

Dương Thị Thanh Tâm

10

Luận văn Thạc sỹ


Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

KẾT LUẬN
Trên cơ sở tổng hợp tài liệu của các nghiên cứu có trước, kết quả nghiên cứu
về đặc điểm địa chất, khoáng vật, địa hóa các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm khu
vực Chợ Đồn có thể đi đến những kết luận sau:
1. Các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm khu vực Chợ Đồn tập trung chủ yếu
trong 2 khối Bằng Phúc và Bằng Lũng. Thành phần thạch học bao gồm các đá trong
loạt ijolit (ijolit, melteigit, theralit, jacupirangit), các đá gabro pyroxen kiềm, gabro
kiềm.
2. Các thành tạo siêu mafic – mafic kiềm nghiên cứu có xu hướng cao kiềm Na
(trung bình Na2O/K2O = 1.5 trong nhóm siêu mafic và Na2O/K2O = 2,8 trong nhóm
mafic)

3. Các đá siêu mafic-mafic kiềm vùng Chợ Đồn đặc trưng giàu nhóm nguyên tố
lithofil (Rb, K, Th), tổng hàm lượng đất hiếm thấp nhưng hàm lượng nhóm nguyên
tố đất hiếm nhẹ (LREE) lại cao hơn nhiều so với hàm lượng nguyên tố đất hiếm
nặng (HREE) (Trung bình của nhóm siêu mafic Ce/y = 3,17 trong nhóm siêu
mafic vàCe/y = 1,89 trong nhóm mafic). Các điều kiện nghèo Nb, Ta, Zr,… phù
hợp với đặc điểm địa hóa của đới hút chìm.
4. Các thành tạo siêu mafic-mafic kiềm có nguồn gốc manti giàu loại II và có
sự hỗn nhiễm với vật liệu vỏ.

Dương Thị Thanh Tâm

53

Luận văn Thạc sỹ


Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Phan Lưu Anh, Hoàng Việt Hằng, Ngô Gia Thắng, Lê Duy Bách,
(2005),Granit nguồn gốc vỏ khối Tam Tao: Cơ sở của Permi muộn, Tạp chí
các Khoa học về Trái đất (2),tr27.
2. Lê Duy Bách, Ngô Gia Thắng, Nguyễn Văn Bình, (2001),Địa khu (terrane),
những vấn đề lý luận và áp dụng thực tiễn, Tạp chí Các khoa học về trái đất
(1), tr.23, Hà Nội.
3. Đặng Văn Can và nnk, (2008),Điều tra, nghiên cứu triển vọng syenit
nephelin vùng Chợ Đồn và đánh giá khả năng sử dụng chúng làm gốm sứ
cao cấp, Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ (Bộ tài nguyên và Môi trường), Viện
Khoa học Địa chất và Khoáng sản.
4. Nguyễn Trung Chí và nnk, (2003),Nghiên cứu thạch luận và sinh khoáng

các thành tạo magma kiềm miền Bắc Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài cấp
bộ (Bộ TN&MT), Lưu trữ Trung tâm TTTL Địa chất, cục ĐC&KS, Hà Nội.
5. Nguyễn Trung Chí, Nguyễn Thùy Dương, (2009),Nguồn gốc syenit
nephenin Đông Bắc Việt Nam, Tạp chí các Khoa học về Trái Đất,tr 73-84.
6. Nguyễn Thùy Dương, (2007). Đặc điểm địa hóa và khoáng vật học các
thành tạo đá kiềm vùng Đông Bắc Việt Nam. Luận án tiến sĩ địa chất. Hà
Nội.
7. Trần Quốc Hùng, (1999), Các thành tạo magma mafic-siêu mafic miền Bắc
Việt Nam,ĐCKS.
8. Trần Trọng Hòa và nnk (1996). Một số kết quả nghiên cứu mới về các đá
cao magie-kiềm Tây Băc Việt Nam, Tạp chí Các khoa học về Trái đất,
N018(3), tr.159-170, Hà Nội.
9. Trần Trọng Hòa, Ngô Thị Phượng, Trần Tuấn Anh, Nguyễn Văn Thế,
Nguyễn Đức Thắng, (1999),Tài liệu mới về các xâm nhập mafic –siêu mafic
tuổi Proterozoi đới Fansipan, Tạp Chí các khoa học về Trái Đất, tr 159-170.

Dương Thị Thanh Tâm

54

Luận văn Thạc sỹ


Thạch luận các đá siêu mafic – mafic kiềm vùng Chợ Đồn, Bắc Kạn

10. Trần Trọng Hòa, Hoàng Hữu Thành, Ngô Thị Phượng, Trần Tuấn Anh,
Hoàng Việt Hằng, (1999),Các đá magma kiềm kali Tây Bắc Việt Nam: Biểu
hiện tách giãn nội mảng Paleogen muộn, TC Địa chất A, tr 7-10.
11. Trần Trọng Hòa và nnk, (2005),Hoạt động magma nội mảng lãnh thổ Việt
Nam và khoáng sản liên quan,Báo cáo tổng kết đề tài hợp tác theo nghịđịnh

thư, Bộ khoa học và Công nghệ.
12. BùiẤn Niên, Trần Trọng Hòa, Ngô Thị Phượng, Hoàng Hữu Thành, Trần
Tuấn Anh, Phạm Thị Dung, (2005),Đặc điểm các thành tạo mafic-siêu mafic
khu vực nam Hà Giang và bắc Phố Ràng, Tạp chí Các khoa học về Trái Đất,
tr 103-114.
13. Nguyễn Kinh Quốc và nnk, (2000),Địa chất tờ Bắc Kạn, CụcĐịa chất và
Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội.
14. Bùi Minh Tâm, (2010),Hoạt động magma Việt Nam, Viện khoa họcĐịa chất
và Khoáng sản.
15. Bùi Minh Tâm và nnk, (2006),Xử lý và luận giải số liệu địa hóa các đá
magma, Nhà xuất bản Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội.
16. Đào Đình Thục, Huỳnh Trung, (1995),Địa chất Việt Nam, Tập II, Các
Thành tạo magma, Cục ĐCVN, Hà Nội
17. Phan Trường Thị, (2005),Thạch học các đá magma, Nhà xuất bản Đại học
Quốc gia Hà Nội (Giáo trình).
18. Trần Văn Trị, Vũ Khúc và nnk (2009),Địa chất và Tài nguyên Việt Nam,
Nhà xuất bản khoa học tự Nhiên và Công nghệ.

Dương Thị Thanh Tâm

55

Luận văn Thạc sỹ