Đặc điểm tinh thể khoáng vật học, phổ quang học và nguồn gốc thành tạo zircon vùng mỏ krông năng, đắk lắk, việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------------------BÙI THỊ SINH VƢƠNG

ĐẶC ĐIỂM TINH THỂ-KHOÁNG VẬT HỌC, PHỔ QUANG HỌC VÀ
NGUỒN GỐC THÀNH TẠO ZIRCON VÙNG MỎ KRÔNG NĂNG, ĐẮK LẮK,
VIỆT NAM
Chuyên ngành: Khoáng vật học và địa hóa học
Mã số: 60440201
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. LÊ THỊ THU HƢƠNG

XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG
Giáo viên hƣớng dẫn:
Chủ tịch hội đồng chấm luận văn
thạc sỹ khoa học

TS. Lê Thị Thu Hƣơng

PGS. TS. Hoàng Thị Minh Thảo
Hà Nội - 2016


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, trƣớc tiên học viên xin chân thành
cảm ơn sự giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô Khoa Địa chất - Trƣờng Đại học
Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội trong suốt thời gian học viên học
tập, nghiên cứu tại trƣờng.
Học viên xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới tiến sĩ Lê Thị Thu Hƣơng, ngƣời
đã trực tiếp hƣớng dẫn tận tình trong quá trình học viên thực hiện và hoàn thành

luận văn. Cô là ngƣời đã truyền cho học viên lòng đam mê với địa chất, thử thách
học viên theo những cách khác nhau; chỉ cho học viên cách làm việc, nghiên cứu
một cách khoa học và hiệu quả.
Học viên cũng xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới Tiến sĩ Christoph Lenz, viện
nghiên cứu Khoáng vật học và tinh thể học, trƣờng đại học Vienna, ngƣời đã giúp
học viên thực hiện phép đo quang phổ phát quang và cho học viên những lời
khuyên, những gợi ý quý báu trong quá trình luận giải kết quả của phép đo này.
Luận văn này là kết quả của đề tài: “Ứng dụng phƣơng pháp phổ dao động
Raman trong nghiên cứu cấu trúc phân đới zircon v ng Tây Nguyên, Việt Nam
thuộc trung tâm nghiên cứu và hỗ trợ châu Á (ARC), ĐHQGHN. Cảm ơn quỹ ARC
đã hỗ trợ tài chính cho học viên.
Cuối c ng học viên xin cảm ơn gia đình và bạn bè, những ngƣời đã luôn ở
cạnh, khuyến khích và động viên để học viên có thể hoàn thành luận văn này.
Trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng

năm 2016

Học viên

B i Thị Sinh Vƣơng

i


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i
CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT .......................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... vi

DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... viii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
Chƣơng 1 – ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ, KINH TẾ XÃ HỘI VÀ ĐỊA CHẤT ................... 4
CỦA TỈNH ĐẮK LẮK, TÂY NGUYÊN ................................................................... 4
1.1. Vị trí địa lý ....................................................................................................... 4
1.2. Đặc điểm dân số, kinh tế-xã hội của v ng ....................................................... 5
1.3. Đặc điểm địa chất v ng Đắk Lắk .................................................................... 6
1.3.1. Địa tầng .................................................................................................. 8
1.3.2. Các đá magma xâm nhập ....................................................................... 9
1.3.3 Kiến tạo ................................................................................................. 10
Chƣơng 2 – TỔNG QUAN VỀ ZIRCON VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............... 11
NGHIÊN CỨU .......................................................................................................... 11
2.1 Đặc điểm tinh thể ............................................................................................ 11
2.2 Hiện tƣợng metamict hóa trong zircon do phá hủy phóng xạ ........................ 13
2.3 Tổng quan tài liệu nghiên cứu ........................................................................ 16
Chƣơng 3 – MẪU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................... 20
3.1 Mẫu nghiên cứu .............................................................................................. 20
3.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................................... 21

ii


3.2.1 Phân tích vi đầu dò điện tử .................................................................... 21
3.2.3 Quang phát quang (PL) ......................................................................... 23
3.2.4 Quang phổ Raman ................................................................................. 24
3.2.5 Quang phổ hồng ngoại chuyển đổi Fourier (FTIR) .............................. 26
Chƣơng 4 – ĐẶC ĐIỂM TINH THỂ - KHOÁNG VẬT HỌC ................................ 29
VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY MÀU CỦA ZIRCON VÙNG MỎ KRÔNG NĂNG,
ĐẮK LẮK, VIỆT NAM ........................................................................................... 29
4.1 Thành phần hóa học các mẫu zircon v ng nghiên cứu ................................... 29

4.2 Sự có mặt Dy3+ trong cấu trúc zircon ............................................................. 32
4.3 Đặc tính quang phổ hấp thụ UV - Vis - NIR và nguyên nhân gây màu zircon34
Chƣơng 5- ĐẶC ĐIỂM PHỔ QUANG HỌC, MỨC ĐỘ METAMICT HÓA ......... 36
VÀ NGUỒN GỐC THÀNH TẠO ZIRCON VÙNG MỎ KRÔNG NĂNG, ........... 36
ĐĂK LĂK, TÂY NGUYÊN, VIỆT NAM ............................................................... 36
5.1 Đặc điểm phổ quang học ................................................................................ 36
5.1.1 Quang phổ phát quang (PL) .................................................................. 36
5.1.2 Quang phổ Raman ................................................................................. 39
5.1.3 Đặc tính quang phổ hồng ngoại (FTIR) ................................................ 40
5. 2. Đánh giá mức độ metamict hóa zircon v ng mỏ Krong Năng, Đăk Lăk ..... 43
5.2.1 Mối tƣơng quan giữa mức độ metamict hóa và đặc tính phát quang của
Dy3+ và Nd3+ ................................................................................................... 43
5.2.2 Mức độ metamict hóa tác động tới hình thái dao động v3 (SiO4) ......... 45
5.2.3 Sự xuất hiện và chiếm ƣu thê của nhóm OH- trong cấu trúc của zircon:
đặc trƣng của zircon cao (metamict hóa thấp) ............................................... 47
5.2.4 Hàm lƣợng của các nguyên tố phóng xạ và nguyên tố tạp trong zircon47

iii


5.3 Nguồn gốc thành tạo zircon v ng mỏ Krông Năng, Đăk Lăk ........................ 49
5.3.1 Hàm lƣợng Hf và tỷ lệ Zr/Hf trong zircon ............................................ 49
5.3.2 Tỷ lệ Th/U trong zircon ......................................................................... 50
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 53
PHỤ LỤC A .............................................................................................................. 59
Thành phần hóa học các mẫu zircon v ng mỏ Krông Năng, Đăk Lăk, Việt Nam59
Tính toán công thức hóa học của các mẫu zircon v ng mỏ Krông Năng, Đăk Lăk63
PHỤ LỤC B .............................................................................................................. 65
Quang phổ hấp thụ FTIR của các mẫu zircon v ng mỏ Krông Năng, Đăk Lăk:

trong vùng 400-2000 cm-1 ......................................................................................... 65
Quang phổ hấp thụ FTIR của các mẫu zircon v ng mỏ Krông Năng, Đăk Lăk:
trong vùng 2000-4000 cm-1 ....................................................................................... 69
PHỤ LỤC C .............................................................................................................. 72
Quang phổ Raman các mẫu zircon v ng mỏ Krông Năng, Đăk Lăk ................... 72
PHỤ LỤC D .............................................................................................................. 78
Quang phổ hấp thụ UV - Vis - NIR của các mẫu zircon v ng mỏ Krông Năng, Đăk
Lăk ............................................................................................................................. 78

iv


CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

UV - Vis - NIR

V ng cực tím - có thể nhìn thấy - hồng ngoại gần

FTIR

Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier

FWHM

Độ rộng toàn phần một nửa cực đại

PL

Quang phát quang

EMPA

Phân tích vi đầu dò điện tử

EDS

Quang phổ phân tán năng lƣợng

v


DANH MỤC HÌNH

Hình 1. Bản đồ tỉnh Đắk Lắk. Nguồn: Mapofworld (www.mapofworld.com) .........5
Hình 2. Bản đồ địa chất v ng Tây Nguyên ................................................................7
Hình 3. Mặc d xuất hiện ở các mỏ và địa phƣơng khác nhau, các mẫu zircon từ các
tỉnh trong khu vực Tây Nguyên có đặc điểm hình thái và màu sắc tƣơng tự nhau, có
màu từ phớt vàng tới nâu đen (hyacinth). ...................................................................9
Hình 4. Cấu trúc zircon trên mặt (100); trục thẳng đứng c, trục nằm ngang b (a2).
Khối 12 mặt ZrO8 đƣợc phủ màu xám sáng; tứ diện SiO4 là v ng kẻ sọc. Theo
Anderson (1963)........................................................................................................11
Hình 5. Cấu trúc zircon, v ng trung tâm là 8 liên kết của Zr với các nguyên tử O .12
xung quanh ................................................................................................................12
Hình 6. Một số mẫu zircon mỏ Krông Năng, Đắk Lắk, có màu từ vàng cam .........20
tới nâu phớt đỏ. .........................................................................................................20
Hình 7. JEOL 8900 Superprobe ...............................................................................22
Hình 8. Hình ảnh bề mặt của mẫu và vị trí các điểm đo EDS thuộc hai v ng màu:
v ng màu vàng (phổ 2 và 3); v ng màu nâu (phổ 4, 5, 6) ........................................23
Hình 9. Quang phổ kế Horiba Jobin Yvon LabRAM-HR 800.................................24
Hình 10. Quang phổ kế vi Raman Renishaw RM800 ..............................................26

Hình 11. Quang phổ kế FTIR (Model NEXUS 670) ...............................................27
Hình 12. Quang phổ kế UV - VIS - NIR (Model Lambda 900) .............................28
Hình 13. Biểu đồ hàm lƣợng các nguyên tố trong vị trí B (Si + P + Al + Fe) và các
nguyên tố trong vị trí A (tất cả các ion dƣơng khác) trong zircon. ...........................32

vi


Hình 14. Quang phổ EDS của zircon chỉ ra sự có mặt của Dy3+trong vùng màu nâu
...................................................................................................................................33
Hình 15. Quang phổ EDS của zircon chỉ ra sự có mặt của Dy3+ trong vùng ...........33
màu vàng ...................................................................................................................33
Hình 16. Phổ hấp thụ UV - Vis - NIR của một mẫu zircon đại diên (Zr-tn-r 03)
trong vùng 400-700 nm .............................................................................................35
Hình 17. Phổ hấp thụ UV - Vis - NIR của bốn mẫu zircon đai diện trong v ng ....35
200-1600 nm. ............................................................................................................35
Hình 18. Hình ảnh mapping phổ PL thể hiện sự phân bố cƣờng độ đối với mô hình
chuyển đổi 4F9/2 → 6H13/2 của Dy3+ ..........................................................................37
Hình 19. Hình ảnh phát quang của mẫu zircon trong đó cƣờng độ phát quang Dy3+
đƣợc minh họa theo mã màu .....................................................................................37
Hình 20. Phổ phát quang đặc trƣng (bƣớc sóng kích thích = 473 nm ) của mẫu
zircon trong vùng có thể nhìn thấy tới v ng hồng ngoại. .........................................38
Hình 21. Quang phổ Raman của 4 mẫu zircon đại diện ...........................................40
Hình 22. Phổ hấp thụ FTIR của các mẫu zircon trong v ng 400-2000 cm-1 ...........41
...................................................................................................................................42
Hình 23. Phổ hấp thụ FTIR của các mẫu zircon trong v ng 2000-4000 cm-1 .........42
Hình 24. Phổ phát quang liên quan tới quá trình chuyển đổi 4F9 / 2 → 6H13 / 2 của ion
Dy3+, phân mức I và II đƣợc chỉ ra trong hình ..........................................................44
Hình 26. Biểu đồ thể hiện tỉ lệ thuận giữa hàm lƣợng UO2 và tổng hàm lƣợng
Al+Ca+P+Fe với hệ số tƣơng quan khoảng 0,9 ........................................................48

Hình 27. Biểu đồ thể hiện sự so sánh giữa hàm lƣợng P và tổng hàm lƣợng
Al+REE+Y ................................................................................................................49

vii


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Các đặc điểm chính của 3 loại zircon khác nhau ........................................14
Bảng 3. Thành phần hóa học của 4 mẫu zircon đại diện cho 4 màu khác nhau, từ
zircon màu rất nhạt, phớt vàng, phớt đỏ tới nâu sẫm ................................................30
Bảng 4. Vạch phát quang đặc trƣng của các ion đất hiếm trong zircon tự nhiên .....39
Hình 25. Phổ phát quang liên quan tới quá trình chuyển đổi 4F3 / 2 → 4I9 / 2 .............44
của ion Nd3+. .............................................................................................................44
Bảng 5. Kết quả phổ trong nghiên cứu của Lenz và Nasdala (2015) (mẫu M144 cho
tới mẫu Rata) và 1 mẫu zircon trong v ng nghiên cứu (Zr-tn-r 03). ........................45
Bảng 6. Vị trí và các giá trị FWHM của đỉnh ν3 (SiO4) của zircon v ng nghiên cứu
...................................................................................................................................46
Bảng 7. Một số tỷ lệ đƣợc xác định từ thành phần hóa học của các mẫu zircon v ng
mỏ Krông Năng, Đăk Lăk .........................................................................................51

viii


MỞ ĐẦU
Ở Việt Nam, các tỉnh Tây Nguyên ngày càng trở nên nổi tiếng với các loại
sapphia (màu xanh, lục và vàng), peridot, granat cũng nhƣ zircon thứ sinh có giá trị
thƣơng mại lớn. Zircon v ng này thƣờng đi c ng với sapphia và đƣợc khai thác ở
các mỏ sa khoáng (chủ yếu là alluvi) liên quan đến bazan tại các tỉnh Đắk Lắk, Kon
Tum, Đắk Nông, Gia Lai và Lâm Đồng. Mặc d xuất hiện ở các mỏ và các địa

phƣơng khác nhau, nhƣng sự xuất hiện của zircon và loại hình mỏ đều rất tƣơng
đồng, thể hiện c ng một nguồn gốc liên quan đến phun trào magma bazan của toàn
khu vực Tây Nguyên. Hình thái tinh thể zircon trong các mỏ sa khoáng là sự kết
hợp của các hình tháp và lăng trụ bốn phƣơng. Trong các mỏ, màu sắc của zircon
đều thay đổi từ không màu đến nâu nhạt, nâu đậm, có thể có sự kết hợp màu giữa
nâu phớt đỏ, nâu phớt vàng. Cho tới nay, zircon Tây Nguyên đã đƣợc các nhà thạch
học, kiến tạo học trong và ngoài nƣớc nghiên cứu nhƣ một khoáng vật chủ của cặp
đồng vị uranium - chì nhằm xác định tuổi địa chất củakhu vực (Garnier et al., 2005).
Tuy nhiên, các đặc tính cấu trúc tinh thể khoáng vật, đặc điểm ngọc học và ứng
dụng, cũng nhƣ các đặc tính quang phổ vẫn đang là một hƣớng nghiên cứu mở.
Nghiên cứu đặc tính ngọc học giúp đánh giá chất lƣợng của zircon trong khi
các đặc điểm cấu trúc tinh thể lại cung cấp những tiêu chí để xác định mức độ phá
hủy phóng xạ (metamict hóa). Bởi ý nghĩa khoa học quan trọng, hiện tƣợng
metamict hóa trong zircon đã đƣợc các nhà khoa học thế giới đặc biệt chú ý. Hiện
tƣợng này đƣợc đặc trƣng bởi sự giảm mức độ kết tinh, giảm cƣờng độ hấp thụ của
các đỉnh trong phổ Raman và phổ hồng ngoại, giảm chỉ số khúc xạ và lƣỡng chiết
suất; giảm tỉ trọng và độ cứng. Zircon đƣợc sử dụng rộng rãi trong việc định tuổi
nên việc hiểu biết về mối quan hệ giữa độ kết tinh và mức độ phá hủy phóng xạ có
vai trò rất quan trọng; đặc biệt trong lĩnh vực định tuổi vết phân hạch, đây đƣợc
xem là nhân tố chính ảnh hƣởng đến các dấu vết thành tạo đƣợc lƣu lại.
Ở bậc đại học, học viên đã tiến hành nghiên cứu, đánh giá sơ bộ về zircon
vùng mỏ Krông Năng, Đắk Lắk. Trong đó, các mẫu zircon đƣợc nghiên cứu bằng

1


các phƣơng pháp ngọc học, quang phổ UV - Vis - NIR, FTIR và Raman, phân tích
bán định lƣợng EDXRF. Khóa luận đã đánh giá những đặc tính ngọc học cơ bản của
zircon, đặc biệt các bao thể của các mẫu zircon đƣợc xác định bao gồm dấu vân tay,
tinh thể âm, đới màu, các vết nứt; các bao thể khoáng vật trong mẫu là zircon và

tridymit. Mặc d là phân tích bán định lƣợng nhƣng kết quả phân tích EDXRF đã
chỉ ra thành phần chính của zircon là Zr, Si; thành phần các nguyên tố vết là Al,
Mg, Fe, Hf, U, Th, Y và các nguyên tố đất hiếm. Quang phổ hấp thụ UV – Vis NIR đã dự đoán nguyên nhân tạo màu của zircon Đắk Lắk là do sự sai hỏng cấu trúc
tâm màu. Nghiên cứu này đƣa ra kết luận zircon vùng Đắk Lắk ở mức độ metamict
hóa thấp. Tuy nhiên bởi những hạn chế về điều kiện phân tích mẫu nên các kết quả
phân tích có độ chính xác không cao (đặc biệt là hàm lƣợng các nguyên tố vết,
phóng xạ và đất hiếm); các kết luận đƣa ra còn chƣa đủ sức thuyết phục.
Trong luận văn này, học viên khắc phục những hạn chế ở bậc đại học, tiếp
tục đi sâu vào nghiên cứu chi tiết về đặc điểm tinh thể - khoáng vật học, phổ quang
học của zircon bằng các phƣơng pháp khác nhau để đƣa ra những đánh giá chính
xác về zircon v ng mỏ Krông Năng, Đắk Lắk; làm cơ sở cho việc xác định các đặc
điểm thành tạo địa chất của khu vực nghiên cứu. Ngoài việc sử dụng phƣơng pháp
quang phổ Raman và FTIR nhƣ ở bậc đại học, các phƣơng pháp hiện đại cho độ
chính xác cao khác cũng đƣợc sử dụng nhƣ phƣơng pháp kính hiển vi phân tích vi
đầu dò điện tử (EMPA) để phân tích định lƣợng thành phần hóa học của zircon; kết
hợp với quang phổ UV - Vis - NIR để xác định rõ nguyên nhân gây màu zircon
cũng nhƣ xác định nguồn gốc thành tạo của zircon vùng nghiên cứu; phƣơng pháp
quang phổ tán sắc năng lƣợng (EDS) nhận ra sự có mặt của Dy3+ và quang phổ phát
quang (PL) để nghiên cứu đặc tính phát quang của các nguyên tố đất hiếm. Các
phân tích FTIR và Raman cũng đƣợc tiến hành lại một cách cẩn thận, cung cấp
những kết quả đáng tin cậy, có tính thuyết phục cao trong việc đánh giá mức độ
metamict hóa của zircon vùng nghiên cứu. Một số mẫu zircon với màu sắc đặc
trƣng và đẹp ở khu vực mỏ Krông Năng, Đắk Lắk đã đƣợc chọn làm đối tƣợng

2


dùng trong luận văn. Hơn nữa, số lƣợng mẫu đƣợc sử dụng trong luận văn (20 mẫu)
lớn hơn nhiều so với ở bậc đại học (6 mẫu), đảm bảo độ chính xác của các kết luận.
Từ khóa: Zircon, phá hủy phóng xạ (metamict hóa), Krông Năng, các

nguyên tố đất hiếm (REE).

3


Chƣơng 1 – ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ, KINH TẾ XÃ HỘI VÀ ĐỊA CHẤT
CỦA TỈNH ĐẮK LẮK, TÂY NGUYÊN
1.1. Vị trí địa lý
Vùng nghiên cứu là tỉnh Đắk Lắk, tọa độ địa lý từ 107o28'57"- 108o59'37" độ
kinh Đông và từ 12o9'45" - 13o25'06" độ vĩ Bắc; gồm 18 huyện và thành phố Buôn
Ma Thuột, 27 đơn vị hành chính cấp xã (13 phƣờng, 18 thị trấn và 177 xã) và 2.308
thôn, bản. Tỉnh Đắk Lắk nằm ở trung tâm Tây Nguyên: phía Đông giáp tỉnh
Khánh Hòa và tỉnh Phú Yên; phía Bắc giáp tỉnh Gia Lai; phía Nam giáp tỉnh Lâm
Đồng; Phía Tây giáp tỉnh Đắk Nông và Vƣơng quốc Campuchia (hình 1). Đắk Lắk
có diện tích là 13,139.2 km2, đƣợc đặc trƣng bởi địa hình tƣơng đối bằng phẳng,
thấp dần từ Đông Nam sang Tây Bắc. Địa hình chia cắt phức tạp có tính phân bậc rõ
ràng, bao gồm ba loại: địa hình v ng núi ở phía Nam và Đông Nam, chiếm 35%
diện tích của v ng; địa hình cao nguyên ở vùng trung tâm, chiếm 53% diện tích của
vùng; còn lại là địa hình thung lũng ở phía Bắc. Vùng có hệ thống giao thông khá
phát triển, với các tuyến Quốc lộ 14 đi thành phố Hồ Chí Minh (cách 350km), đi
Gia Lai (cách TP. Pleiku 190km), và nối với đƣờng Hồ Chí Minh tại tỉnh Kon Tum;
Quốc lộ 26 đi Khánh Hòa (cách thành phố Nha Trang 180km); Quốc lộ 27 đi Lâm
Đồng (cách thành phố Đà Lạt 185km). Ngoài ra còn có hệ thống xe buýt từ thành
phố Buôn Ma Thuột đến trung tâm 13 huyện và 1 thị xã trong tỉnh. Sân bay Buôn
Ma Thuột hàng ngày có các chuyến bay thẳng từ Buôn Ma Thuột đi Hà Nội, TP. Hồ
Chí Minh và Đà Nẵng. Hệ thống đƣờng ô tô đến đƣợc toàn bộ trung tâm các xã.
Vùng có hệ thống sông ngòi phong phú, phân bố đồng đều. Tuy nhiên, do địa
hình dốc nên lƣu lƣợng nƣớc thấp và hầu hết các suối nhỏ đều cạn nƣớc vào m a
khô. Bên cạnh đó, hiện nay số lƣợng hồ tự nhiên và nhân tạo ở Tây Nguyên là khá
lớn, chẳng hạn hồ Lắk, hồ Ea Kao, hồ Buôn Triết, hồ Ea So.

4


Hình 1. Bản đồ tỉnh Đắk Lắk. Nguồn: Mapofworld (www.mapofworld.com)
1.2. Đặc điểm dân số, kinh tế-xã hội của vùng
Theo số liệu tổng điều tra dân số ngày 01/4/2009, dân số tỉnh Đắk Lắk là
1.728.380 ngƣời. Trong đó, dân số đô thị chiếm 22,5%, còn lại là dân số nông thôn
chiếm 77,5%. Cộng đồng dân cƣ Đắk Lắk gồm 44 dân tộc. Trong đó, ngƣời Kinh
chiếm trên 70%; các dân tộc thiểu số nhƣ Ê Đê, M'nông, Thái, Tày, N ng,... chiếm
gần 30% dân số toàn tỉnh. Mật độ dân số trung bình toàn tỉnh là 132 ngƣời/km2,
nhƣng phân bố không đều trên địa bàn các huyện, tập trung chủ yếu ở thành phố
Buôn Ma Thuột, thị trấn huyện lỵ, ven các trục quốc lộ 14, 26, 27 chạy qua nhƣ
Krông Búk, Krông Pắk, Ea Kar, Krông Ana. Các huyện có mật độ dân số thấp chủ
yếu là các huyện đặc biệt khó khăn nhƣ Ea Súp, Buôn Đôn, Lắk, Krông Bông,
M’Drắk, Ea Hleo …

5


Đắk Lắk là tỉnh có nhiều dân tộc c ng chung sống, mỗi dân tộc có những nét
đẹp văn hoá riêng. Đặc biệt là văn hoá truyền thống của các dân tộc Ê Đê, M'Nông,
Gia Rai… với những lễ hội cồng chiêng, đâm trâu, đua voi m a xuân; kiến trúc nhà
sàn, nhà rông; các nhạc cụ lâu đời nổi tiếng nhƣ các bộ cồng chiêng, đàn đá, đàn
T'rƣng; các bản trƣờng ca Tây Nguyên,... là những sản phẩm văn hoá vật thể và phi
vật thể quý giá. Tất cả các truyền thống văn hóa tốt đẹp của các dân tộc tạo nên sự
đa dạng, phong phú về văn hóa của Đắk Lắk.
Đắk Lắk là tỉnh ở trung tâm của khu vực Tây Nguyên, là nơi sản xuất và xuất
khẩu cà phê hàng đầu của Việt Nam. Đắk Lắk có vị trí địa lý thuận lợi, có hệ thống
giao thông thuận tiện cả về đƣờng bộ và đƣờng hàng không. Đến với Đắk Lắk là

đến với mảnh đất đầy tiềm năng và cơ hội đầu tƣ với nguồn tài nguyên thiên nhiên
phong phú, đa dạng; nguồn lao động trẻ dồi dào, năng động và là một thị trƣờng có
sức tiêu thụ hàng hoá hàng đầu ở khu vực Tây Nguyên.
Về kinh tế, trong giai đoạn 2006 - 2010, tỷ trọng ngành nông - lâm nghiệp thủy sản đạt khoảng 48%, theo sau là ngành dịch vụ (30,5%) và ngành công nghiệp
- xây dựng (20,5%). Năm 2020, ƣớc tính tỷ trọng ngành công nghiệp - xây dựng và
dịch vụ lần lƣợt đạt khoảng 34% và 40%, trong khi đó ngành nông - lâm nghiệp thủy sản đƣợc dự đoán sẽ giảm xuống còn 25%.
1.3. Đặc điểm địa chất vùng Đắk Lắk
Địa chất của khu vực Đắk Lắk có liên quan và chịu ảnh hƣởng bởi địa chất
của toàn v ng Tây Nguyên. Tây Nguyên có cấu trúc địa chất rất phức tạp, v ng
lãnh thổ này đƣợc cấu thành trên 29 hệ tầng trầm tích (cả lục nguyên và phun trào),
27 phức hệ magma xâm nhập c ng nhiều loại đá biến chất tƣớng sừng, tƣớng phiến
lục (Nguyễn Xuân Bao, 1978 ),… hình thành trong các thời kỳ địa chất khác
nhau. Nhiều khu vực trong các thành tạo địa chất này đã phát hiện thấy sự có mặt
của các loại đá quý và bán quý nhƣ saphia, zircon, ruby, opal, chalcedon, agat,
thạch anh các màu, thạch anh tinh thể, gỗ hóa đá, tectit (Trần Văn Trị, 2000),...

6


chúng đều có thể sử dụng làm nguyên liệu để chế tác các mặt hàng mỹ nghệ,
trang sức, trang lát, trang trí và trƣng bày.

Trầm tích Đệ Tứ
Bazan tholeitic N-Q
Bazan kiềm N-Q
Andesit K
Trầm tích J
Diorit – granodiorit K
Granit – granosyenit – granit porphyr T2-3
Trachyandesit T2-3

Diorit, granodiorit - granitt P-T
Andesit C3 - P
Đá biến chất AR – PR
Dăm kết núi lửa PZ1-2
Đứt gãy

Hình 2. Bản đồ địa chất vùng Tây Nguyên. Theo Nguyen Xuan Bao (1978).
Theo Nguyen và Flower (1998), sapphire và zircon v ng mỏ Krông Năng,
Đăk Lăk là các tinh thể ngoại lai nằm trong các thành tạo bazan Đệ Tứ, đƣợc hình
thành do kết quả hoạt động của các chùm manti. V ng có hai hệ bazan riêng biệt:
tholeiitic (không chứa tinh thể ngoại lai) và bazan kiềm (gồm các tinh thể ngoại lai
trong manti và vỏ dƣới chứa đá quý) (hình 2). Zircon có số lƣợng khá nhiều trong
các sa khoáng liên quan tới bazan và chúng thƣờng đi kèm với saphia phân bố
trên địa phận các tỉnh Kon Tum, Đắk Lắk, Gia Lai, Lâm Đồng. Mặc d xuất hiện ở
các địa phƣơng khác nhau nhƣng các loại hình mỏ đều rất tƣơng đồng, thể hiện
c ng một nguồn gốc liên quan đến phun trào magma bazan của toàn khu vực Tây
Nguyên. Hình thái tinh thể zircon trong các mỏ sa khoáng là sự kết hợp của các
hình tháp và lăng trụ bốn phƣơng. Zircon thƣờng không màu, hoặc có màu nâu

7


nhạt, đỏ nâu, cam nhạt, đôi khi có màu vàng nhạt (hình 3). Loại kích thƣớc nhỏ
thƣờng có độ trong suốt cao hơn loại kích thƣớc lớn. Đa số các tinh thể thƣờng gặp
có kích thƣớc từ 0,2 đến 1,5cm. Loại có độ trong suốt cao có thể dùng để chế tác
hàng trang sức, phần còn lại đƣợc phối hợp với các khoáng vật khác để sản xuất
tranh đá rất có giá trị.
1.3.1. Địa tầng
Khu vực nghiên cứu có mặt khá đầy đủ các thành tạo trầm tích, phun trào,
xâm nhập, biến chất có tuổi Proterozoi đến Đệ Tứ. Các thành tạo Proterozoi,

Paleozoi, bao gồm chủ yếu là đá biến chất tƣớng amphibolit, trầm tích lục nguyên
và đá núi lửa, lộ ra ở các tỉnh Tây Nguyên gồm phức hệ Ngọc Linh (MP nl) và hệ
tầng Đắk Lin (C3-P1 dl). Các thành tạo Mesozoi đƣợc chia thành 6 hệ tầng: hệ tầng
Chƣ Prông (P3c cp), hệ tầng Mang Yang (T2a my), hệ tầng Đắk B ng (J1 db), hệ
tầng Đắk Krông (J1 dk), hệ tầng La Ngà (J2 ln), hệ tầng Ea Súp (J2 es). Các thành tạo
Kainozoi gồm chủ yếu là bazan tuổi Pliocen-Pleistocen. Các trầm tích và bazan tuổi
Neogen và Đệ Tứ đƣợc chia thành 4 hệ tầng: hệ tầng Đại Nga (β-Nđn), hệ tầng Kon
Tum (N2 kt), hệ tầng Túc Trƣng (β-N2-Q1tt), hệ tầng Xuân Lộc (β-QII xl). Dựa trên
nguồn gốc thành tạo, các trầm tích bazan bở rời đƣợc chia thành các hệ tầng khác
nhau.

8


Hình 3. Mặc dù xuất hiện ở các mỏ và địa phương khác nhau, các mẫu zircon từ
các tỉnh trong khu vực Tây Nguyên có đặc điểm hình thái và màu sắc tương tự
nhau, có màu từ phớt vàng tới nâu đen (hyacinth).
1.3.2. Các đá magma xâm nhập
Các thành tạo magma xâm nhập thuộc nhiều phức hệ khác nhau đƣợc phân
bố trên một diện tích rộng lớn ở khu vực tỉnh Đắk Lắk, điển hình là các đá thuộc
phức hệ Núi Ngọc (PZ1 nng), phức hệ Vân Canh (-T2 vc), phức hệ Bến GiằngQuế Sơn (-PZ3 bg-qs). Phức hệ Núi Ngọc gồm các đá có thành phần chính là
pyroxenit, gabbro pyroxenit, gabronorit,… bao gồm các khối Sa Nghĩa (thuộc
huyện Sa Thầy, Kon Tum) và các khối nhỏ lộ ra dọc tuyến đƣờng mới mở Plei Cần
đi cửa khẩu Pơ Y; các khối khu vực dãy Chƣ Mrô (thuộc huyện Krông Pa, Gia Lai).
Đá thƣờng có màu xanh đen, xanh lục chứa các tinh thể pyroxen, amphibol màu đen
hình que dài cấu tạo dạng dòng chảy, dạng ch m, tỏa tia nổi lên trên nền màu trắng
đục phớt lam của tập hợp fenspat và ít thạch anh.
Ngoài các phức hệ kể trên, trên địa bàn các tỉnh Đắk Lắk còn nhiều các
biến loại đá magma thuộc các phức hệ Định Quán (γδJ3 đq), Cà Ná (γK2cn)…

9


- Phức hệ Định Quán (ϨγJ3 dq), ở đông nam Đắk Lắk và phổ biến ở Lâm
Đồng, gồm điorit horblend, granođiorit biotit-horblend, granit biotit-horblend (Tran
Van Tri et al., 2010).
- Phức hệ Cà Ná (γK2cn), ở hồ Lắk, Đà Lạt, bắc đèo Bảo Lộc, gồm granit
biotit hạt vừa đến lớn, granit hạt nhỏ (Tran Van Tri et al., 2010).
- Phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn (Ϩγξ PZ3 bg-qs), phân bố rộng ở Bắc Kon
Tum, Gia Lai, đông bắc Đắk Lắk gồm điorit, granođiorit biotit horblend (Tran Van
Tri et al., 2010).
- Phức hệ Vân Canh (γξ T2 vc), phân bố rất rộng ở Gia Lai, Kon Tum, Đắk
Lắk gồm granomonzonit, monzonit thạch anh, granit biotit, granosyenit (Tran Van
Tri et al., 2010).
1.3.3 Kiến tạo
Khu vực nghiên cứu thuộc 3 đới kiến tạo: Kon Tum, Srêpôk và Đà Lạt, với
thành phần chủ yếu là các hệ tầng trầm tích, biến chất và phun trào có tuổi từ Arkei
tới Đệ Tứ, có ranh giới là hệ các đứt gãy kề nhau gần liên tục trong khu vực Tây
Nguyên (idm.gov.vn).
- Đới Kon Tum: nằm ở phía nam kéo dài từ M’Đrăk, Ia Hleo vòng lên Ea
Súp, chiếm toàn bộ diện tích tỉnh Gia Lai và Kon Tum; phía bắc tiếp xúc với đới
Quảng Nam -Đà Nẵng qua đứt gãy sâu Hƣng Nhƣợng - Tà Vi. Đới này là 1 khối vỏ
lục địa Tiền Cambri, nâng bền vững trong suốt giai đoạn Paleozoi, bị hoạt hóa
magma kiến tạo mạnh mẽ, kiểu rìa lục địa tích cực trong Paleozoi muộn - Mesozoi
sớm và Mesozoi muộn - Kainozoi sớm.
- Đới Srepôk: chiếm diện tích nhỏ ở tây Đắk Lắk, thuộc nếp vồng Đăk Lin là
một khối vỏ lục địa Paleozoi muộn - Mesozoi sớm nằm trong dải phía đông của đai
Miến Điện - Malaysia.
- Đới Đà Lạt: tiếp xúc với đới Kon Tum ở phía bắc, đới Srepôk ở phía tây
bắc, kéo dài đến hết phần phía nam tỉnh Đắk Lắk và toàn bộ diện tích tỉnh Lâm

Đồng. Đới này là một khối vỏ lục địa Tiền Cambri bị sụt võng trong Jura sớm-giữa
và trải qua hoạt hóa magma kiến tạo mạnh trong Mesozoi muộn - Kainozoi sớm.

10


Chƣơng 2 – TỔNG QUAN VỀ ZIRCON VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU
NGHIÊN CỨU
2.1 Đặc điểm tinh thể
Zircon là khoáng vật silicat kết tinh trong hệ tinh thể bốn phƣơng với Z=4, có
công thức ZrSiO4, là một trong những khoáng vật phụ đƣợc nghiên cứu nhiều nhất
(Anderson và Payne, 1940).

Hình 4. Cấu trúc zircon trên mặt (100); trục thẳng đứng c, trục nằm ngang b (a2).
Khối 12 mặt ZrO8 được phủ màu xám sáng; tứ diện SiO4 là vùng kẻ sọc. Theo
Anderson (1963).
Công thức thực nghiệm: (Zr1–y, REEy)(SiO4)1–x(OH)4x–y, vừa chỉ ra sự có mặt
của nhóm OH, vừa gợi ý 1 vài sự thay thế trong cấu trúc zircon. Cấu trúc lí tƣởng
bao gồm 1 chuỗi thay thế có chung 1 góc tứ diện SiO4 và khối 12 mặt ZrO8 kéo dãn
song song với trục tinh thể. Các tinh thể zircon có hình lăng trụ bốn phƣơng, có tính
quang trục dƣơng và lƣỡng chiết suất rất cao. Tuy là một khoáng vật bền vững với
các quá trình phong hóa cơ học và phong hóa hóa học nhƣng cấu trúc zircon lại
tƣơng đối mở, giữa các đa diện SiO4 và ZrO8 là các lỗ rỗng - nơi các tạp chất có thể
đi vào trong cấu trúc zircon (hình 4) (Anderson, 1963).

11


Trong zircon, nguyên tử O đƣợc bao quanh bởi 1 nguyên tử Si và 2 nguyên
tử Zr. Liên kết Si-O có độ dài là 1.62 Å (Brown và Gibbs, 1969). Góc liên kết trung

bình tại O là 120o, gợi ý kiểu obitan lai hóa sp2, rời đi 1 cặp electron để hình thành
liên kết đôi với Si. Nhóm -SiO4 là tứ diện bisphenoid kéo dài song song với trục c.
Zr có dao động đẳng hƣớng trong khi O có trục dao động cực đại vuông góc với
mặt phẳng phối trí của Si và Zr. Cạnh O-O d ng chung với khối 12 mặt ZrO8 có độ
dài khoảng 2.430 Å với góc đối diện O-Si-O là 97.0o. Lực đẩy Si-Zr qua các cạnh
dùng chung có thể là nguyên nhân làm cho nhóm -SiO4 bị kéo dài ra dọc theo trục z.
Hai cạnh Zr-O có độ dài khác nhau. Các cạnh Zr-O d ng chung giữa tứ diện và khối
12 mặt có độ dài 2.268 Å. Các cạnh dùng chung của khối 12 mặt có độ dài 2.131 và
2.268 Å (hình 5) (Brown và Gibbs, 1969).

Hình 5. Cấu trúc zircon, vùng trung tâm là 8 liên kết của Zr với các nguyên tử O
xung quanh
Finch và Hanchar (2003) đã chỉ ra hai khe hở trong tứ diện - nơi các nguyên
tố vết (chẳng hạn các nguyên tố đất hiếm) có thể đi vào trong cấu trúc zircon. Trong
zircon tự nhiên, Zr4+ (số phối trí 8) đƣợc thay thế bởi các ion đất hiếm có hóa trị 3
theo kiểu thay thế kép: Zr4+ + Si4+ = X3+ + P5+ hoặc: 2Zr4+ = X3+ + M5+ với X3+ =

12


REE3+ và M5+ = Nb5+, Ta5+ (Breiter et al., 2006). Ở lĩnh vực hóa tinh thể, HREE3+
(đặc biệt là Dy3+) đƣợc xem là thành phần thích hợp nhất để thay thế vào vị trí Zr4+
(Watson, 1979) gây nên hiện tƣợng phát quang. Nguyên nhân là do sự chuyển tiếp
điện tử 4f-4f giữa các ion đất hiếm.
Tính chất quang học của zircon là do một lƣợng nhỏ tạp chất và các sai hỏng
trong cấu trúc tinh thể tạo nên mà các phƣơng pháp thông thƣờng không thể phát
hiện đƣợc, tuy nhiên so với các khoáng vật silicat khác thì đặc tính hóa lý của
zircon lại khá đơn giản. Trên thực tế, các sai hỏng này đóng một vai trò quan trọng
đối với đặc tính phát quang của zircon tự nhiên. Trong các nguyên tố họ Lantan,
Dy3+ có đặc tính phát quang mạnh nhất và dễ nhận thấy nhất trong zircon tự nhiên,

ngụ ý rằng các nguyên tố khác trong họ Lantan đã chuyển đổi năng lƣợng sang Dy
(Henrik Friss, 2009).
2.2 Hiện tƣợng metamict hóa trong zircon do phá hủy phóng xạ
Zircon tự nhiên thƣờng biến đổi từ không màu cho tới vàng nhạt hoặc xanh.
Những màu này đƣợc tạo nên bởi hàm lƣợng vết của Hf, U và Th. Do sự phá hủy
phóng xạ của các đồng vị phóng xạ và các sản phẩm con trong chuỗi phân rã
235

U và

232

238

U,

Th, cấu trúc zircon có thể bị phá hủy nghiêm trọng (Weber et al., 1997).

Hiện tƣợng phá hủy phóng xạ của zircon có ý nghĩa quan trọng trong nhiều lĩnh vực
ứng dụng. Zircon đƣợc xem là pha chủ trong quá trình phân rã các nguyên tố trong
nhóm actinide (Anderson et al., 1993). Việc phá hủy phóng xạ có thể dẫn tới những
thay đổi hệ thống về tính chất vật lí nhƣ giảm chiết suất, lƣỡng chiết suất; hấp thụ
các lọai hydroxyl (Woodhead et al., 1991b); cƣờng độ của các đỉnh trong phổ
Raman giảm trong khi độ rộng đỉnh lại tăng (Nasdala et al., 1995; Woodhead et al.,
1991a); tỉ trọng giảm (Holland và Gotteried, 1955); độ cứng giảm (Chakoumakos et
al., 1991),... Nhƣ vậy, các tính chất ngọc học nhƣ chỉ số khúc xạ hay tỉ trọng có thể
biến thiên trong phạm vi giữa các giá trị của zircon cao và thấp. Zircon còn ở trạng
thái kết tinh và không bị ảnh hƣởng bởi hoạt động phóng xạ đƣợc gọi là zircon cao.
Loại zircon này thƣờng trong suốt, có màu lục - phớt vàng, vàng và nâu - phớt đỏ

13


với độ tán sắc rất cao. Zircon cao có thể xử lí nhiệt cho zircon không màu hoặc màu
xanh. Loại zircon đã xử lí nhiệt này có những tính chất quang học giống với kim
cƣơng hơn các loại đá khác. Zircon trung bình bị phá hủy phóng xạ 1 phần. Chúng
có màu đỏ, vàng hoặc xanh với chỉ số khúc xạ và lƣỡng chiết suất lần lƣợt là 1,81 1,90 và 0,006 - 0,050, Trong khi đó, zircon thấp gần nhƣ bị phá hủy phóng xạ hoàn
toàn (metamict hóa). Chúng có màu lục hoặc xanh vàng với độ tán sắc thấp. Bảng 1
chỉ ra một số đặc điểm cơ bản phân biệt 3 loại zircon.
Bảng 1. Các đặc điểm chính của 3 loại zircon khác nhau
Tính chất

Zircon cao
Không màu, nâu, lục,

Màu sắc

vàng, đỏ nâu, cam,

Zircon trung bình
Lục phớt nâu, đỏ
phớt nâu

xanh (đã xử lí nhiệt)

Zircon thấp

Xanh, cam, nâu

Ở trạng thái vô

Cấu trúc

Kết tinh, chƣa bị phá

Bị phá hủy phóng

định hình, bị phá

hủy phóng xạ

xạ một phần

hủy phóng xạ hoàn
toàn

Chỉ số khúc xạ

1,90 – 2,01

1,82 – 1,90

1,78 – 1,82

Tỉ trọng

4,6 – 4,8

4,2 – 4,6

3,9 – 4,2

Thấp

Trung bình

Cao

Mức độ
meamict hóa

Trên thực tế, có rất nhiều tiêu chí để đánh giá mức độ metamict hóa của
zircon. Đầu tiên, các loại hydroxyl (OH và H2O) trong zircon có liên quan chặt chẽ
tới hiện tƣợng phá hủy phóng xạ. Coleman và Erd (1961) đã kết luận zircon bị phá
hủy phóng xạ hoàn toàn (metamict hóa hoàn toàn) thƣờng có hàm lƣợng nƣớc lên
tới 16.6 %, hàm lƣợng UO2 > 1% và tổng hàm lƣợng các oxit nhỏ hơn 98%. Ngoài
ra, Frondel (1953) đã chỉ ra khả năng thay thế của (OH)4 ↔ SiO4 cũng nhƣ sự xuất
hiện của OH trong cấu trúc zircon. Woodhead et al., (1991a) đã đƣa ra kết luận: sự

14


xuất hiện và chiếm ƣu thế của nhóm OH đồng thời với sự vắng mặt của H2O là một
dấu hiệu để kết luận zircon ở trạng thái kết tinh cao. Thông thƣờng, sự có mặt của
các nhóm hydroxyl (OH- và/hoặc H2O) trong cấu trúc zircon có liên quan chặt chẽ
tới sự phá hủy liên kết Zr-O-Si. Phân tử nƣớc đi vào trong cấu trúc tinh thể và sau
đó phân rã thành các nhóm hydroxyl nhƣ sau:
-Zr-O-Si-

-Zr + … -O-Si

H2O + -Zr + … -O-Si→ -ZrOH + HOSi- (Roger và Rosman, 1986)
Đặc biệt, vị trí và độ rộng của hình thái dao động SiO4 trong quang phổ
Raman (ở vị trí khoảng 1000 cm-1) đƣợc xem là thông số nhạy nhất để xác định
mức độ metamict hóa của zircon. Nasdala et al., (1995) đã chỉ ra rằng zircon có độ
kết tinh cao, mức độ metamict hoá thấp thƣờng đặc trƣng bởi đỉnh ν3(SiO4) mạnh và
hẹp, ở vị trí khoảng 1007 cm-1 với giá trị FWHM vào khoảng 5cm-1. Trong khi đó,
zircon bị metamict hóa hoàn toàn (vô định hình) thƣờng đƣợc đặc trƣng bởi đỉnh ν3
(SiO4) yếu và rộng ở vị trí < 900 cm-1 với giá trị FWHM > 100 cm-1). Zircon có
mức độ metamict hóa trung bình đƣợc đặc trƣng bởi các giá trị nằm giữa loại zircon
cao và thấp.
Bên cạnh đó, các nguyên tố đất hiếm nặng (hóa trị 3) thƣờng đi vào cấu trúc
zircon bởi sự thay thế kép loại xenotim (Finch et al., 2001), (REE3+, Y3+) + P5+ →
Zr4+ + Si4+. Sự phát quang của REE3+ trong zircon đã đƣợc nghiên cứu bằng nhiều
phƣơng pháp phát quang dựa trên các cơ chế kích thích khác nhau, chẳng hạn quang
phát quang (PL, Friis et al., 2010), nhiệt phát quang (CL, Blanc et al., 2000), ion
phát quang (IL, Finch et al., 2004),... Phổ phát quang của các nguyên tố đất hiếm
góp phần phát hiện sự có mặt của chúng trong zircon (Gaft et al., 2001; Yang et al.,
1992). Gần đây, đặc tính phát quang của các ion đất hiểm REE3+ đã đƣợc sử dụng
để chỉ ra vị trí của các nguyên tố đƣợc thay thế bởi REE trong cấu trúc zircon. Cấu
trúc thực của zircon (cấu trúc bị sai hỏng so với trạng thái cấu trúc lí tƣởng) có ảnh
hƣởng đáng kể tới độ rộng của các đỉnh phát quang của các ion đất hiếm (REE3+).
Đặc biệt, độ rộng các đỉnh phát quang REE3+ tăng trong khi cƣờng độ của chúng

15


giảm, phụ thuộc vào sự tăng hàm lƣợng các nguyên tố vết (Lenz et al., 2013) và
mức độ phá hủy phóng xạ (Nasdala et al., 2002; 2013).
Luận văn này nghiên cứu đặc tính phát quang của các ion đất hiếm REE3+
đối với các mẫu zircon v ng mỏ Krông Năng, Đăk Lăk và ảnh hƣởng của việc phá

hủy phóng xạ tới đặc tính phát quang đó (chủ yếu tập trung vào đỉnh phát quang
Dy3+ và Nd3+). Giá trị FWHM của các đỉnh phát quang Dy3+ và Nd3+ trong zircon
có liên quan chặt chẽ tới mức độ phá hủy phóng xạ đƣợc tích lũy trong suốt thời
gian thành tạo. Bởi vậy, đây đƣợc xem là một trong những yếu tố quan trọng để
đánh giá mức độ metamict của zircon.
2.3 Tổng quan tài liệu nghiên cứu
Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về zircon từ các nguồn gốc
khác nhau nhƣ zircon Ratanakiri, Campuchia (Lenz et al., 2013), zircon Muling,
Trung Quốc (Tao Chen et al., 2011) hay zircon Myanmar, Sri Lanka (Zang et al.,
2003; Nasdala et al., 1995), trong đó tập trung vào nhiều lĩnh vực nhƣ đặc điểm
ngọc học, phổ quang học, nguyên nhân gây màu, đặc tính cấu trúc, mức độ
metamict hóa…Nghiên cứu về quá trình phóng xạ hạt nhân, Holland và Gotteried
(1955) đã chỉ ra hiện tƣợng phân rã U, Th và các nguyên tố con ảnh hƣởng thế nào
tới tỉ trọng, các đơn vị tinh thể và tính chất quang học của zircon. Trong suốt quá
trình phá hủy phóng xạ, tỉ trọng của zircon giảm khoảng 16%, vật liệu trở thành
đẳng hƣớng và dễ dàng đƣợc nhận ra bởi các đỉnh nhiễu xạ tia X. Trong khi đó,
Roger et al., 1986 lại chỉ ra những tác nhân gây ảnh hƣởng tới hiện tƣợng này. Họ
đã kết luận hàm lƣợng nƣớc và các ion hydroxyl có thể gây ảnh hƣởng đáng kể tới
quá trình phá hủy phóng xạ các khoáng vật.Trong các mẫu zircon đã bị metamict
hóa, nƣớc đi vào cấu trúc sau khi đạt tới ngƣỡng phá hủy phóng xạ và duy trì trạng
thái metamict do sự mất cân bằng điện tích địa phƣơng.
Nghiên cứu về các đặc tính quang phổ, Anderon (1963) đã nghiên cứu quang
phổ hấp thụ của zircon bị metamict hóa và kết luận chính sự phá vỡ cấu trúc tinh thể
có thể dẫn tới sự thay đổi về tỉ trọng, sự thay đổi về đặc tính các dải hấp thụ U so

16