Tài liệu Phân loại đá magma docx

2. Sử dụng tài liệu địa hoá trong nghiên cứu đá magma
Trong nghiên cứu đá magma, sử dụng các nguyên tố chính và nguyên tố vết để giải
quyết 3 nhiệm vụ: 1) Phân loại đá magma;
2) Nghiên cứu quy luật tiến hoá magma và 3) Xác định bối cảnh địa động hình thành
magma.
2.1. Phân loại các đá magma
Có nhiều cách để phân loại các đá magma, như ng chủ yếu dựa trên:
- Thành phần khoáng vật của đá (thạch học),
- Thành phần hoá học.
Phân loại theo thạch học được trình bày trong các giáo trình thạch học. Các bạn có
thể tự tìm hiểu.
2.1.1. Phân loại chung các đá magma.
a) Biểu đồ (Na
2
O+K
2
O) - SiO
2
(còn gọi là biểu đồ TAS) của Le Maitre (1989) (Hình
2.2), được xây dựng trên cơ sở 24.000 đá núi lửa tư ơi hoặc ít biến đổi (vì khi biến đổi tổng
lượng kiềm thay đổi khá nhiều). Cần chú ý số liệu thạch hoá khi đư a lên biểu đồ TAS cần
tính ra 100% sau khi loại bỏ hàm lượng nước và khí CO
2
. Trên biểu đồ này chỉ ra các trư
ờng đá núi lửa khác nhau với các tên đá được thừa nhận phổ biến. Tuy vậy, một số trư ờng,
nếu không có các thông số bổ sung thì không thể định danh được tên đá. Ví dụ, trường
bazanit và tefrit hoặc trachyt và trachydacit

b) Biểu đồ (Na
2
O+K

2
O)-SiO
2
của Cox và nnk (1979), Wilson (1989) (Hình 2.3)
dùng cho đá xâm nhập. Biểu đồ này có ý nghĩa thực tiễn to lớn, bởi vì các biểu đồ khác
không thể bao hàm toàn bộ các đá xâm nhập.
Hình 2.3. Biểu đồ (Na
2
O+K
2
O) - SiO
2
của Cox và nnk. (1979),
được Wilson bổ sung (1989) dành cho các đá xâm nhập. Đường cong đậm nét phân chia
các đá kiềm ở trên và á kiềm ở dưới.
So sánh hai biểu đồ trên cho thấy ranh giới các trư ờng đá xâm nhập và các đá núi lửa
t ương ứng không trùng nhau.
c) Biểu đồ SiO
2
-MgO (Malyuk B.I., Sivoronov A.A., 1984) (Hình 2.4) dùng để phân
chia các đá núi lửa. Đáng chú ý trên biểu đồ này định rõ hai tr ường komatit siêu mafic và
komatit mafic cũng như các tr ường meimechit và boninit bên cạnh những đá núi lửa bình
thường khác.
d) Phân loại các đá magma trên cơ sở sử dụng cation
* Biểu đồ R
1
-R
2
của De la Roche ... (1980) dùng để phân loại các đá núi lửa
(Hình 2.5a) và xâm nhập (Hình 2.5b) trên cơ sở tỉ lệ cation (được tính ra milication). Trên

biểu đồ hai biến số:
R
1
= 4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti) là hoành độ và R
2
= 6Ca+ 2Mg+Al là tung độ. Chú ý ở đây
Fe là tổng lượng sắt
Hư ớng dẫn cách tính chuyển từ % trọng lượng các oxid sang millication xin xem ví
dụ ở Bảng 2.1
Sơ đồ phân loại của De la Roche có nhiều ư u thế:
• Toàn bộ các nguyên tố chính của đá đều được sử dụng để phân loại;
• Sơ đồ chung để áp dụng cho tất cả các kiểu đá magma;
• Thành phần khoáng vật cũng có thể biểu diễn trên biểu đồ cho phép so sánh một cách
rõ ràng giữa tài liệu khoáng vật và hoá học;
• Mức độ bão hoà silic và thay đổi thành phần felspat có thể được thể hiện trên biểu đồ
này.
Bảng 2.1. Cách tính chuyển % trọng lượng oxid sang millication
Oxid Trọng lượng oxid (%) Trọng lượng mol Số cation Tỉ lệ cation Millication
SiO
2
62,25 60,09 1,00 1,03594 1035,94
TiO
2
0,80 79,90 1,00 0,01001 10,01
Al
2
O
3
16,90 101,96 2,00 0,33150 331,50
Fe

2
O
3
1,55 159,69 2,00 0,01941 19,41
FeO 3,69 71,85 1,00 0,05136 51,36
MnO 0,08 70,94 1,00 0,01007 10,07
MgO 2,67 40,30 1,00 0,06625 66,25
CaO 4,70 56,08 1,00 0,08381 83,81
Na
2
O 3,02 61,98 2,00 0,09745 97,45
K
2
O 2,66 94,20 2,00 0,05648 56,48
P
2
O
5
0,25 141,95 2,00 0,00352

R
1
= 4Si – 11(Na +K) – 2(Fe + Ti) = 2288,79 và R
2
= 6Ca + 2Mg + Al = 966,86
Hình 2.5. Biểu đồ phân loai các đá núi lửa (a) và xâm nhập (b)
dựa trên thông số R1 và R2 (Roche và nnk., 1980) được tính theo millication.
R1 = 4Si - 11(Na+K) - 2(Fe+Ti); R2 = 6Ca + 2Mg + Al

*Biểu đồ cation của Jensen (1976). Biểu đồ này dùng để phân loại các đá núi lửa á

kiềm và đặc biệt có ích cho komatit. Nó dựa trên tỉ lệ của các cation (Fe
2+
+Fe
3+
+Ti), Al và
Mg được tính cho 100% và thể hiện trên biểu đồ tam giác. Các nguyên tố được lựa chọn
cho biểu đồ nhìn chung bền vững khi bị biến chất. Do đó nó có thể sử dụng tốt cho các đá
núi lửa bị biến chất trao đổi kiềm đây là một thế mạnh của biểu đồ. Biểu đồ nguyên bản
của Jensen (1976) đã được Jensen và Pyke (1982) hiệu chỉnh đôi chút bằng cách dịch
chuyển ranh giới tr ường bazan-komatit / komatit về phía giá trị Mg thấp hơn. Hình 2.6 là
phiên bản cuối cùng kể trên.
Hình 2.6. Biểu đồ của Jensen (1976) có hiệu chỉnh của Jensen, Pyke (1982) và Rickwood (1989)
để phân loại các đá núi lửa á kiềm, trong đó có komatit

e) Đối với các đá núi lửa bị biến chất hoặc bị biến đổi mạnh mẽ, J. A. Winchester và
P. A. Floyd (1976) đề x ướng các biểu đồ dùng các nguyên tố không linh động, như SiO
2
-
Zr/TiO
2
(Hình 2.7a), SiO
2
-Nb/Y (Hình 2.7b) và Zr/TiO
2
-Nb/Y (Hình 2.7c).
g) Phân loại đá trên cơ sở tài liệu khoáng vật chuẩn mức
* Phương pháp CIPW được đề nghị từ năm 1903 và các chữ đầu tiên họ của các tác
giả Cross, Iddings, Pirson và Wasington phản ánh trong tên gọi tắt của nó. Thành phần
khoáng vật của đá được tính chuyển ra các khoáng vật chuẩn mức mà có thể không tồn tại
thật trong đá. Do đó khi tính toán phải thừa nhận một số giả thiết, ví dụ magma không có

nước, và vì thế các khoáng vật như biotit và horblend không được tính. Các khoáng vật
chuẩn mức hoàn toàn dựa trên công thức hoá học, nên tính toán thành phần khoáng vật
chuẩn mức có thể tiến hành cho các đá magma bị biến chất.
Thủ tục và thứ tự tính toán chuẩn mức được trình bày trong nhiều sách giáo khoa,
hơn nữa ngày nay, tính toán theo phương pháp CIPW được thực hiện nhanh chóng, dễ dàng
trên máy tính với các phần mềm xử lí các số liệu thạch địa hoá thông dụng (IgPetwin,
MinPet, Newpet,...). Vì thế ở đây chúng tôi không trình bày.
Trên cơ sở thành phần khoáng vật chuẩn mức CIPW, một số nhà thạch luận đã đề
nghị phân loại các nhóm đá magma cụ thể, như phân loại bazan bằng biểu đồ Ne-Di-Ol-
Hy-Q của Thomson R.N., phân loại granitoid trên biểu đồ Ab-An-Or của O’Connor sẽ
được trình bày cụ thể sau.
* Phương pháp Ritman được đề nghị vào năm 1973 và là thử nghiệm xác lập mối
liên quan giữa thành phần hoá học và khoáng vật của các đá magma. Như trên đã nêu, giữa
thành phần chuẩn mức theo CIPW và thành phần thực có mặt trong đá không có sự t ương
ứng. Phương pháp tính chuyển các phân tích hoá học sang “các chuẩn của Ritman” cho
phép tính thành phần khoáng vật của đá do kết tinh hoàn toàn của magma trong các điều
kiện núi lửa hoặc xâm nhập với sự xuất hiện của các t ướng “khô” (được thành tạo khi
nhiệt độ tư ơng đối cao và áp suất của nước thấp) hoặc tướng “ư ớt” (được thành tạo khi
nhiệt độ thấp và áp suất cao của nước) của các đá núi lửa và xâm nhập. Khác với chuẩn
mức CIPW chỉ dựa trên hợp chất hoá học đơn giản (công thức thành phần khoáng vật lí
thuyết), phương pháp Ritman mang tính thực nghiệm, sử dụng thành phần trung bình của
các tổ hợp khoáng vật bền vững trong các đá.
Kết quả tính chuyển sẽ cho ra một tổ hợp khoáng vật bền vững của các t ướng khác
nhau và gần gũi với thành phần thật của đá. Thông qua biểu đồ hai tam giác Q–A–P–F của
Streckeisen A. để xác định tên đá theo hệ thống tên gọi mà Ritman đề nghị.
2.1.2. Phân loại các đá thành phần siêu bazơ
a) Biểu đồ A-S (Dmitriev L., Uhanov A., Sharaxkin A., 1972) dùng tất cả các
nguyên tố chính để phân chia các đá siêu mafic (kể cả đá xâm nhập lẫn đá núi lửa). Đại
lượng S = SiO
2

- (MgO+Fe
2
O
3
+FeO+TiO
2
+MnO) được đư a lên trục hoành, còn đại lượng
A = (Al
2
O
3
+CaO+Na
2
O+K
2
O) thể hiện trên trục tung (Hình 2.8). Ngoài ra trên biểu đồ còn