Đặc điểm địa chất các đá phun trào axit vùng thành phố Lạng Sơn và ý nghĩa kiến tạo khu vực của chúng

 humghn.com 

File download : https://www.mediafire.com/?ca5t5zf24it0z5z
Tóm tắt: Các đá phun trào axit xuất hiện thành từng dải phân bố đều dọc theo 2 bờ sông Kỳ Cùng,hầu hết các đá có màu xám xanh, xám sáng, thành phần chủ yếu là thạch anh, plagioclaz, felspat - k và phần lớn bên ngoài bến đổi bởi quá trình phong hóa. Các thành tạo đá phun trào axit trong vùng thành phố Lạng Sơn có sự tương đồng về cấu tạo hạnh nhân và thành phần, cùng có dị thường Eu (làm nghèo đi), cùng tuổi. Qua đó chúng tôi khẳng định các đá có cùng nguồn gốc thành tạo, nhưng trong các bản đồ trước tác giả Nguyễn Kinh Quốc và Phạm Đình Trưởng đã sắp xếp chúng ở 2 tuổi khác nhau. Vì vậy chúng tôi kiến nghị xem xét lại bản đồ địa chất mà vùng chúng tôi nghiên cứu.

Mở Đầu

I.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu

Theo các kết quả tổng hợp tài liệu địa chất Việt Nam đến nay, vùng Thành Phố Lạng Sơn và Đông Bắc Bộ nói chung đã được nhiều nhà địa chất trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu. Trong giai đoạn trước năm 1945, các công trình nghiên cứu khu vực Đông Bắc Bộ trong đó có vùng nghiên cứu chủ yếu do một số nhà địa chất Pháp tiến hành. Sau năm 1945 công tác điều tra địa chất và tìm kiếm khoáng sản được đẩy mạnh với nhiều công trình nghiên cứu ở các tỉ lệ khác nhau từ đo vẽ địa chất tỷ lệ 1:500.000 đến các công trình tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ vừa và lớn.

·     Ngoài ra cũng có rất nhiều nghiên cứu chuyên đề khác về đặc điểm địa tầng, magma, kiến tạo và khoáng sản cũng như tai biến địa chất được thực hiện trong vùng nghiên cứu cũng như vùng lân cận.

·     Những kết quả nghiên cứu hiện nay cho thấy vùng nghiên cứu có cấu trúc địa chất rất phức tạp. Cấu trúc địa chất khu vực đều bị khống chế chặt chẽ và  hình thành cùng với các vận động kiến tạo làm biến dạng vỏ Trái Đất. Các kết quả nghiên cứu  cũ đã nhận dạng được nhiều cấu trúc biến dạng khu vực như các hệ thống đứt gãy, các nếp uốn lớn, các hệ tầng đất đá có tuổi khác nhau và bước đầu đã xác định vai trò khống chế của chúng trong sự hình thành bước tranh cấu trúc cũng như lịch sử phát triển địa chất khu vực.

I.2 Tính cấp thiết của đề tài

         Những kết quả nghiên cứu địa chất hiện nay nói trên cho thấy vùng nghiên cứu có cấu trúc địa chất phức tạp.Cấu trúc địa chất địa chất khu vực đều bị khống chế chặt chẽ và hình thành cùng với các vận động kiến tạo làm biến dạng vỏ Trái Đất.

     Tuy nhiên, trong các nghiên cứu trước đây bản chất của các đá phun trào axit và cai trò của chúng đối với hoạt động tân kiến tạo ở khu vực Thành phố Lạng Sơn chưa được làm rõ. Hơn thế nữa, các nhà địa chất trước đây thường được tiến hành tương đối khái quát mang tính khu vực mà chưa tập trung nghiên cứu chi tiết về đặc điểm các đá phun trào axit có ở vùng nghiên cứu. Bên cạnh đó, do các nghiên cứu trước đây tiến hành chủ yếu vào những năm 1980 và 1990 nên mức độ cập nhập thông tin cũng như việc áp dụng các lí thuyết và quan điểm kiến tạo mới như kiến tạo mảng vào việc giải đoán địa chất khu vực và việc luận giải nguồn gốc các cấu tạo chưa thể tiến hành được. Do vậy mà việc nghiên cứu có thể có một vài sai sót trong việc xét tuổi các đất đá có trong khu vực nghiên cứu và ảnh hưởng của nó đến các hoạt động kiến tạo.

Để hiểu rõ bản chất địa chất khu vực, làm tiền đề cho các nghiên cứu địa chất khác tự dự báo hoạt động kiến tạo đến định hướng công tác thăm dò, khai thác khoáng sản và phòng tránh thiên tai cần phải làm sáng tỏ lại tuổi và thành phần đá trong vùng. Đây chính là nhiệm vụ mang tính cấp thiết nhằm cung cấp các số liệu địa chất mới phục vụ trực tiếp không chỉ đem lại hiểu biết khoa học  mới mà còn cho phát triển kinh tế – xã hội của địa phương và phòng tránh được các hoạt động kiến tạo có thể mang lại thiên tai.          

        I.3 Mục tiêu của đề tài

         Làm rõ bản chất của đá phun trào axit vùng nghiên cứu và xác định mối liên hệ giữa chúng với hoạt động kiến tạo trong khu vực Lạng Sơn để làm tiền đề cho việc nghiên cứu địa chất khu vực cũng như tiềm năng tài nguyên, thăm dò, khai thác khoáng sản.

I.4 Nhiệm vụ của đề tài

Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu trên, đề tài đã đặt ra các nhiệm vụ nghiên cứu sau:

·     Tìm hiểu bản chất của đá phun trào axit ở Lạng Sơn

·     Tìm hiểu về mối quan hệ giữa đá phun trào axit với hoạt động kiến tạo ở Lạng Sơn.

I.5 Phương pháp nghiên cứu

                      Từ mục tiêu nghiên cứu đã xác định ở trên, đề tài của chúng tôi đã áp dụng các phương pháp nghiên cứu như sau:    

 I.5.1  Hệ phương pháp nghiên cứu thực địa

               +) Khảo sát địa chất: Bao gồm việc tiến hành các lộ trình khảo sát địa chất qua vùng nghiên cứu.

               +) Phương pháp lấy mẫu: Được tiến hành nhằm thu thập các loại mẫu cần thiết phục vụ nghiên cứu chi tiết về thành phần của đá, quặng, các cấu tạo và mối quan hệ của chúng. Các mẫu được thu thập tại tất cả các vết lộ đá gốc, khoáng hóa sunphua hoặc có các cấu tạo đặc trưng.     

I.5.2 Hệ phương pháp nghiên cứu trong phòng

             +) Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu gồm: việc thu thập, tổng hợp các tài liệu hiện có về địa chất, địa vật lí, địa hóa thuộc vùng nghiên cứu hoặc liên quan tới đối tượng nghiên cứu; các tài liệu bao gồm các kết quả nghiên cứu có trước, các nghiên cứu chuyên đề, kết quả thăm dò và các báo cáo khoa học đã công bố trong và ngoài nước và các chủ đề liên quan tới nhiệm vụ đề tài và tới vùng nghiên cứu

             +) Phương pháp gia công và phân tích mẫu: bao gồm việc gia công và phân tích các mẫu lát mỏng thạch học, vi cấu tạo và khoáng tướng để xác định thành phần của đá, khoáng vật quặng với cấu tạo địa chất, và quan hệ của chúng với đá vây quanh. Được chính nhóm tác giả phân tích dưới các kính hiển vi chuyên dụng.

             +) Phương pháp xử lí số liệu: nhằm xác định quy luật phân bố không gian của các đá phun trào axit, xây dựng được cấu trúc kiến tạo của vùng liên quan đến đá phun trào axit từ đó giải thích các mối quan hệ của chúng với hoạt động kiến tạo.

        I.6  Phạm vi đối tượng nghiên cứu

Vùng nghiên cứu thuộc đề tài nằm ở Thành phố Lạng Sơn. Đối tượng nghiên cứu trong đề tài này là các đá phun trào axit. Bên cạnh đó, một số hoạt động tân kiến tạo ở khu vực nghiên cứu cũng được khảo sát nhằm xác định mối quan hệ giữa hoạt động tân kiến tạo với đá phun trào axit.

II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
II.1 Đặc điểm địa chất
II.1.1 Thành phần vật chất
a) Địa tầng

        Trong vùng nghiên cứu ghi nhận được các phân vị địa tầng có tuổi từ pecmi cho tới đệ tứ và phân bố như sau:

III. Đặc điểm các đá ryolit khu vực thành phố Lạng Sơn

III.1. Đặc điểm thạch học

Các đá đá phun trào axit trong vùng nghiên cứu phân bố chủ yếu ở hệ tầng Khôn Làng (T₂a kl) và chúng tôi đã quan sát được tại tất cả các điểm lộ khảo sát (LS01, LS02, LS03, LS4/1).

Các thành tạo này bao gồm: ryolit, ryolitporphyr, ryođaxit dạng khối (hoặc dạng dòng chảy) chảy tràn phủ lên các trầm tích lục nguyên có trước.Trong đá còn có các vùng sót tàn dư của đá trầm tích và có cả các hạt, tinh đám granat. Chúng được thành tạo cùng với sự hòa trộn, hỗn nhiễm của đá trầm tích.

Về thành phần khoáng vật, bằng việc quan sát mẫu lát mỏng dưới kính hiển vi phân cực, chúng tôi đã xác định được thành phần khoáng vật của các mẫu đá như sau:Đặc điểm thạch học của các đá được nghi nhận lại từ ngoài thực địa như sau:

    - Ryolit là một loại đá magma axit phun trào,giàu thủy tinh,thường màu sáng và có kiến trúc porphyry chứa chủ yếu ban tinh thạch anh,fenspat và có cấu tạo dòng chảy.Về thành phần hóa học,các đá của nhóm này tương đương với granit.Ryolit được xếp vào loại Ryodacite khi hàm lượng fenspat kiềm giảm,nếu hàm lượng thạch anh giảm thì xếp vào Trachyte.

    - Ryolit porphyry cũng là loại đá phun trào axit đã bị biến đổi. Thành phần, cấu tạo và kiến trúc tương đồng như ryolit nhưng nhìn bề ngoài thì đá có màu nâu đến nâu sẫm.

III.2. Đặc điểm khoáng vật  

III.3   Đặc điểm thạch địa hoá

    Trong quá trình nghiên cứu, phân tích địa hóa các mẫu đá ryolit ta thấy có khoảng 30 nguyên tố bao gồm các nguyên tố chính, nguyên tố vết, nguyên tố đồng vị phóng xạ và các oxyt kim loại. Tất cả có thành phần %  về khối lượng được thể hiện ở các Bảng 1 và 2.

Thành phần ngyên tố tố hóa học (ppm)	Số hiệu mẫu
	LS1/4	LS2/4	LS3/4	LS1	JH0957
Li	18.99	12.2	26.67	14.27	26.53
Cr	60.09	56.01	68.66	28	24
Ni	35.73	29.21	30.68	11	11
Rb	171.25	200.67	180.11	136	119
Sr	89.63	150	106.37	131	38
Zr	311.5	270.94	277.24	298.56	298.82
Nb	16.13	15.06	13.19	13	15
Cs	1.98	1.66	5.22	2.19	3.46
Ba	1607.67	746.89	740.87	650.87	469.96
Hf	8.12	6.95	2.25	7.88	7.93
Ta	2.99	2.64	3.17	0.94	1.09
Pb	9.14	10.96	17.49	17.9	6.81
Sc	13.81	11.22	13.58	11	17
Y	51.34	47.5	34.95	44	51
La	51.38	46.73	54.01	36	15
Ce	101.32	91.5	107.25	83	48
Pr	11.75	10.54	12.56	9.44	5.35
Nd	41.9	36.99	44.27	33	26
Sm	8.51	7.81	8.6	6.98	6.4
Eu	1.76	1.19	1.48	0.78	0.77
Gd	8.06	7.01	7.44	6.57	7.4
Tb	1.29	1.16	1.07	1.14	1.38
Dy	8.12	7.1	5.6	7.19	8.9
Ho	1.44	1.33	1	1.54	1.89
Er	4.56	4.28	3.22	4.64	5.72
Tm	0.71	0.65	0.48	0.69	0.86
Yb	4.36	4.27	3.13	4.32	5.34
Lu	0.65	0.65	0.5	0.65	0.79
Th	31.16	26.6	21.96	29.11	25.76
U	6.44	5.5	3.22	5.99	5.33

Bảng 1: Thành phần các nguyên tố hóa học và thành phần

nguyên tố hiếm, đất hiếm có trong đá ryolit

Bảng 2: Kết quả phân tích thành phần (%) các oxyt tạo đá trong đá ryolit vùng Lạng  Sơn Thành phần hóa học (%)	Số hiệu mẫu
	LS1/4	LS2/4	LS3/4	LS1	JH0957
SiO2	62.66	66.84	64.84	71.88	69.09
TiO2	0.93	0.76	0.78	0.62	0.9
Al2O3	14.62	12.26	13.75	13.21	14.08
FeOt	6.7	7.02	6.03	2.55	4.43
MnO		0.04	0.04	0.02	0.02
MgO	1.11	1.02	1.34	0.76	1.21
CaO	1.58	1.02	2.54	0.95	0.39
Na2O	2.8	2.98	2.07	2.76	2.63
K2O	7.57	5.17	4.98	4.69	4.15
P2O5	0.15		0.16	0.12	0.22
Loss	1.89	2.69	3.18	1.89	2.49
Total	100	99.81	99.7	99.44	99.6

       

Từ kết quả phân tích ta thấy:

 - Hàm lượng các nguyên tố hóa học (ppm) :các nguyên tố có hàm lượng cao là: Rb, Sr, Zr, Ba, Ce; các nguyên tố có hàm lượng thấp: Ta,Eu,Lu,Tm.Các nguyên tố Dy, Gd, Sm, Pb, Hf, Cs, Tb, Ho, Er, Yb, U đều có hàm lượng dao động từ trung bình thấp đến trung bình cao; Li, Cr, Ni, Nb, Sc, Y, La, Pr, Nd, Th có hàm lượng tung bình cao đến hơi cao.

- Đá Ryolit ở vùng nghiên cứu có hàm lượng SiO₂ cao, dao động từ 62.66% - 71.88%, tương ứng với thành phần axit. Hàm lượng Al2O3 thay đổi từ 12.26% đến 14.62%, tổng kiềm (Na₂O + K₂O) dao động từ 7.05% – 10.37 %; hàm lượng kiềm thuộc khoảng [7, 11] cho nên các đá ryolit này thuộc magma kiềm.

Chỉ số kiềm (Na₂O + K₂O)/ Al₂O₃ luôn nhỏ hơn 1 chứng tỏ đá thuộc loạt quá bão hòa nhôm. Điều này phù hợp với kết quả phân tích thạch học là đá giàu plagioclas .Trên biểu đồ (TAS) cho thấy các đá nằm chủ yếu trong các trường ryolit dacit (Hình 2).

III.5. Nhận xét về đặc điểm của các đá ryolit khu vực nghiên cứu

- Thành phần :Các mẫu đá ở điểm lộ khác nhau có thành phần giống nhau chủ yếu là plagioclas, thạch anh, fenspat. Đồng thời chúng có cấu tạo và kiến trúc tương tự nhau là: cấu tạo hạnh nhân và kiến trúc porphyr là chủ yếu.Vì vậy các đá ở phía tây và đông lạng sơn có là giống nhau.

- Đặc điểm địa hóa: Hàm lượng SiO₂ cao, giàu nhôm chứng tỏ là đá magma phun trào axit (ryolit). Các nguyên tố hiếm tương tự nhau về hàm lượng,  có cùng dị thường âm Eu và giống nhau về sự làm giàu và làm nghèo các nguyên tố đất hiếm.Do vậy chúng có cùng một nguồn gốc thành tạo.

- Tuổi: Qua đồ thị Concordia thể hiện kết quả phân tích tuổi U-Pb của đá  ryolit cho thấy chúng có tuổi  xấp xỉ 250 triệu năm, tương ứng với giai đoạn cuối cùng của Kỷ Permi.

 - Nguồn gốc thành tạo: Các đá ryolit được thành tạo từ quá trình magma phun trào, ở nhiệt độ,áp suất cao các dung thể magma được đưa lên trên mặt đất.Qua các biểu đồ ở trên các đá ở vùng nghiên cứu rơi vào trường ryolit dacit, cao kiềm, thuộc bối cảnh kiến tạo: ryolit nội mảng và chúng được hình thành trong giai đoạn cuối cùng của Permi.

IV.  Ý NGHĨA

IV.1. Ý nghĩa khoa học

Nhận dạng được các dạng cấu trúc địa chất trong vùng cũng như quan hệ giữa các dạng cấu trúc đó.

Phân tích là làm rõ được đặc điểm thành phần vật chất của đá ryolit có trong khu vực, tuổi của các đá và điều kiện thành tạo chúng.

Luận giải thành tạo các đá có trong vùng nghiên cứu, thu thập thêm được nhiều tài liệu nghiên cứu mới, đó sẽ là cơ sở cho những đề tài nghiên cứu tiếp theo.

IV.2. Ý nghĩa thực tiễn

Đánh giá được vai trò của các đá ryolit trong sự phát triển bình đồ cấu trúc khu vực.

Công trình nghiên cứu 1 lần nữa đưa ra những số liệu mới hoàn thiện hơn về vùng nghiên cứu mà đã được các tác giả trước đó nghiên cứu.

Các kết quả nghiên cứu có thể làm tài liệu phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống sản xuất như: tìm kiếm khoáng sản, giao thông, xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp.