Thạc Sĩ Đặc điểm thạch địa hoá các đá Felsic vùng trũng Tú Lệ và khoáng sản liên quan

VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
CHUYÊN NGÀNH: THẠCH HỌC
NĂM, 2012
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU . 1
I. Tính cấp thiết của đề tài luận án 1
II. Phạm vi nghiên cứu . 1
III. Đối tượng nghiên cứu . 1
IV. Mục tiêu 2
V. Nhiệm vụ nghiên cứu 2
VI. Cơ sở tài liệu xây dựng luận án 3
VII. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn 4
VIII. Những điểm mới chủ yếu của luận án (luận điểm bảo vệ) 4
IX. Bố cục của luận án . 5
X. Lời cám ơn . 5

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT MAGMA VÀ KHOÁNG SẢN VÙNG NGHIÊN CỨU . 6
1. 1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN . 6
1. 1. 1. Giai đoạn trước 1954 6
1. 1. 2. Giai đoạn sau năm 1954 . 7
1. 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT MAGMA VÀ KHOÁNG SẢN 9
1. 2. 1. Phân vị địa chất 10
1. 2. 1. 1. Hệ tầng Trạm Tấu (P3 tt) 10
1. 2. 1. 2. Hệ tầng Suối Bé (J - K sb) 10
1. 2. 1. 3. Phức hệ Nậm Chiến (GbJ - K nc) . 11
1. 2. 1. 4. Phức hệ Tú Lệ - Ngòi Thia (tR-R/K tn) 11
1. 2. 1. 5. Phức hệ Phu Sa Phìn (sG/K1 pp) 13
1. 2. 2. Vị trí kiến tạo vùng trũng Tú Lệ 14
1. 2. 3. Khoáng sản . 16

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 19
2. 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN . 19
2. 1. 1. Khái niệm và phân loại đá felsic 19
2. 1. 1. 1. Các đá xâm nhập felsic . 19
2. 1. 1. 2. Các đá núi lửa felsic . 22
2. 1. 2. Các khoáng vật đặc trưng cho các thành tạo magma felsic . 25
2. 1. 2. 1. Nhóm felspat 25
2. 1. 2. 2. Nhóm felspathoid . 25
2. 1. 2. 3. Nhóm mica . 25
2. 1. 2. 4. Một số khoáng vật màu khác 26
2. 1. 2. 5. Các khoáng vật phụ 26
2. 1. 3. Các quá trình địa chất kiểm soát thành phần hóa học đá magma 28
2. 1. 3. 1. Quá trình kết tinh phân đoạn (Fractional Crystallization - FC) . 28
2. 1. 3. 2. Quá trình nóng chảy từng phần (Partial Melting - PM) . 28
2. 1. 3. 3. Quá trình hỗn nhiễm magma (AFC) 29
2. 1. 3. 4. Quá trình trộn lẫn magma (magma mixing) . 29
2. 1. 4. Mối liên quan giữa hoạt động magma với các quá trình kiến tạo 29
2. 1. 5. Tính chuyên hóa địa hóa 30
2. 1. 6. Quá trình tạo khoáng 32
2. 2. HỆ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34
2. 2. 1. Cách tiếp cận 34
2. 2. 2. Phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất 34
2. 2. 3. Phương pháp nghiên cứu quan hệ không gian, thời gian . 35
2. 2. 4. Xử lý số liệu, luận giải kết quả . 35

CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM THẠCH ĐỊA HÓA CÁC ĐÁ FELSIC VÙNG TRŨNG TÚ LỆ . 37
3. 1. ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC - KHOÁNG VẬT 37
3. 1. 1. Thành tạo núi lửa felsic Tú Lệ - Ngòi Thia 37
3. 1. 2. Thành tạo xâm nhập felsic phức hệ Phu Sa Phìn . 44
3. 1. 3. Các dạng đá kiềm vùng trũng Tú Lệ 53
3. 1. 4. Các quá trình biến đổi của magma felsic trũng Tú Lệ . 55
3. 2. ĐẶC ĐIỂM THẠCH ĐỊA HÓA 57
3. 2. 1. Nhóm nguyên tố chính . 57
3. 2. 2. Nhóm nguyên tố vết . 69
3. 2. 3. Đặc điểm thành phần đồng vị . 79
3. 3. NGUỒN GỐC VÀ MÔI TRƯỜNG ĐỊA ĐỘNG LỰC . 79
3. 3. 1. Phân chia các kiểu nguồn gốc granit (M, I, S, A) 79
3. 3. 2. Phân chia các kiểu địa hóa đá granit (ilmenit-serie granit, magnetitserie
granit) 83
3. 3. 3. Phân chia các kiểu kiến tạo granit (ORG, VAG, COLG, WPG) . 84
3. 3. 4. Nguồn gốc và điều kiện thành tạo các đá felsic vùng trũng Tú Lệ 86
3. 3. 5. Tuổi thành tạo (kết tinh) các đá magma felsic . 93
3. 4. NHỮNG KHÁC BIỆT GIỮA MAGMA FELSIC TRŨNG TÚ LỆ VÀ CẤU
TRÚC SÔNG ĐÀ . 93

CHƯƠNG 4: KHOÁNG SẢN NỘI SINH LIÊN QUAN VỚI CÁC ĐÁ FELSIC VÙNG TRŨNG TÚ LỆ . 97
4. 1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG KHOÁNG SẢN VÀNG, MOLIPDEN, ĐỒNG 97
4. 2. KHOÁNG SẢN CHÌ - KẼM 100
4. 2. 1. Đặc điểm các dị thường địa hóa Pb-Zn 101
4. 2. 2. Đặc điểm quặng hóa chì kẽm . 101
4. 2. 3. Quan hệ giữa quặng hóa chì kẽm và các thành tạo núi lửa - xâm nhập felsic vùng trũng Tú Lệ . 114
4. 3. KHOÁNG SẢN URANI . 129
4. 3. 1. Đặc điểm địa chất - cấu trúc . 129
4. 3. 2. Đặc điểm thành phần vật chất 132
4. 3. 3. Các quá trình biến đổi đá vây quanh liên quan với quặng hóa urani . 134
4. 3. 4. Nguồn gốc phát sinh urani 134
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 139
CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 141
TÀI LIỆU THAM KHẢO .

MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài luận án
Vùng trũng Tú Lệ lộ ra khá phong phú các đá magma felsic gồm đá núi lửa phức hệ Tú Lệ và Ngòi Thia, các đá xâm nhập phức hệ Phu Sa Phìn và 1 phần phức hệ Yê Yên Sun. Quặng hoá liên quan với các thành tạo magma felsic này chủ yếu là chì-kẽm và một số khoáng sản nội sinh khác. Các đá magma và quặng hoá trong vùng đã được nhiều nhà địa chất tiến hành nghiên cứu từ những năm 60 của thế kỷ 20 (A.E. Dovjicov, 1965; Losert, 1960; Nguyễn Xuân Tùng và Trần Văn Trị, 1992; Lê Như Lai, Lê Thanh Mẽ, Dương Đức Kiêm, 2002; Bùi Minh Tâm, 1995; Trần Trọng Hòa; Nguyễn Thứ Giáo, 1994, 1995; Nguyễn Xuân Mùi, Nguyễn Trung Chí, 1995; Mai Trọng Tú, 2007 v. v). Tuy nhiên, vẫn tồn tại nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc, tuổi thành tạo của chúng, đặc điểm thạch địa hóa các đá felsic Tú Lệ ở các giai đoạn khác nhau (J-K, P-T). Chính vì magma felsic vùng trũng Tú Lệ cũng có tuổi P-T và một số đặc điểm thạch địa hóa tương tự với magma felsic cấu trúc Sông Đà, nên một số nhà địa chất đồng nhất hai cấu trúc này hoặc cho rằng magma felsic tuổi Permi là móng của cấu trúc Tú Lệ và thuộc cấu trúc Sông Đà. Việc nghiên cứu mối liên quan về nguồn gốc giữa magma felsic và khoáng sản nội sinh ở đây đa phần vẫn dựa vào quan hệ không gian giữa các thành tạo magma với quặng hóa và một số tiêu chí riêng biệt, mà chưa nghiên cứu tổng thể quan hệ không gian -
thành phần vật chất - thời gian thành tạo, do đó chưa xác định rõ “tiềm năng sinh khoáng” của từng thành tạo magma felsic cụ thể.
Bởi vậy, đề tài: “Đặc điểm thạch địa hoá các đá felsic vùng trũng Tú Lệ và khoáng sản liên quan” đặt ra nhằm góp phần giải quyết các tồn tại nêu trên là rất cần thiết. Về mặt khoa học, luận án góp phần vào việc nghiên cứu và luận giải nguồn gốc, bối cảnh sinh thành các đá magma felsic và mối liên quan của chúng với quặng hóa chì-kẽm trong vùng. Về thực tiễn, luận án định hướng cho công tác tìm kiếm thăm dò khoáng sản có hiệu quả hơn.
II. Phạm vi nghiên cứu
Vùng trũng Tú Lệ (sử dụng theo cách phân chia và tên gọi của Gatinxki và nnk, 1970) có dạng hình elip kéo dài từ Bình Lư qua Than Uyên đến Nghĩa Lộ - Phù Yên, rộng 40 - 60 km, có diện tích hơn 5.000 km2 thuộc các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Sơn La và một phần nhỏ thuộc tỉnh Lai Châu (Hình 1. 1).
III. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu chính của luận án là thành tạo magma felsic gồm các đá núi lửa Tú Lệ - Ngòi Thia, đá xâm nhập granitoid Phu Sa Phìn và khoáng sản liên quan với chúng chủ yếu là chì - kẽm. Ngoài ra, khoáng sản urani cũng được quan tâm.