TUỔI Ar - Ar CÁC ĐÁ MYLONIT VÀ Ý NGHĨA ĐỊA ĐỘNG LỰC CỦA ĐỚI TRƯỢT CẮT TRÀ BỒNG, TRUNG TRUNG BỘ

VŨ VĂN TÍCH¹, NGUYỄN VĂN VƯỢNG¹, PHAN TRƯỜNG THỊ¹,
HENRI MALUSKI², CLAUDE LEPVRIER³

¹Khoa Địa chất, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội;
²Đại học Montpellier II, Pháp; ³Đại học Paris 6, Pháp

Tóm tắt: Kết quả nghiên cứu thạch - cấu tạo cho thấy đới trượt cắt Trà Bồng là một đới biến dạng sâu quy mô lớn, đóng vai trò như một ranh giới giữa các thành tạo Ngọc Linh và Khâm Đức. Dọc đới trượt cắt, hầu hết các đá bị mylonit hóa và thậm chí siêu mylonit hóa. Các chỉ thị động học quan sát dọc đới trượt cắt phản ảnh hoạt động biến chất - biến dạng xẩy ra trong quá trình trượt bằng phải. Hai mẫu mylonit thành phần granođiorit và điorit đã được phân tích tuổi bằng phương pháp ⁴⁰Ar - ³⁹Ar trên các khoáng vật biotit đồng chuyển động. Kết quả tuổi thu được cho thấy đới trượt cắt Trà Bồng đã trải qua hai pha nhiệt kiến tạo khác nhau. Pha thứ nhất xẩy ra trong khoảng 223 đến 243 tr.n., pha thứ hai xẩy ra trong khoảng 70 đến 100 tr.n. tương ứng với hai pha tạo núi lớn quy mô khu vực là Inđosini và Yenshan.

GIỚI THIỆU

Đới trượt cắt Trà Bồng (Trà Bồng shear zone) lộ ra và kéo dài gần 100 km theo hướng Đ-T, từ thị trấn Khâm Đức qua Trà Bồng và bị che phủ bởi các thành tạo Đệ tứ khi ra phía biển Đông. Bề rộng của đới giới hạn bởi hai đứt gẫy Trà Bồng và Hưng Nhượng, xấp xỉ 8 km tại nơi rộng nhất và thu hẹp dần tại thị trấn Khâm Đức. Tại đây phương cấu trúc chuyển từ Đ-T sang TB-ĐN và chập với đới trượt cắt Pô Kô phương B-N.

Cấu trúc địa chất - kiến tạo lãnh thổ Việt Nam được đặc trưng bởi nhiều đới trượt cắt đi cùng với các hoạt động biến dạng và biến chất. Các đới này định hướng TB-ĐN và chuyển dần thành Đ-T như các đới Sông Mã, Sông Cả, Đại Lộc - Khe Sanh... Dọc theo chúng lộ ra các đá có thành phần thạch học ban đầu khác nhau, bị mylonit hoá thậm chí siêu mylonit hoá. Các hoạt động trượt bằng đi với biến chất - biến dạng xẩy ra chủ yếu liên quan đến chuyển động kiến tạo Inđosini trong khoảng 245 tr.n [3, 5] và tái hoạt động trong các giai đoạn trẻ hơn [6]. Trên bình đồ cấu trúc, đới trượt cắt Trà Bồng (TCTB) có phương cấu trúc song song với đới trượt cắt Đại Lộc - Khe Sanh. Vấn đề đặt ra là liệu đới TCTB có cùng đặc điểm biến chất - biến dạng và tuổi với các đới trượt cắt nêu trên hay không. Bài báo này trình bày các kết quả nghiên cứu đặc điểm thạch - cấu tạo, tuổi đồng vị ⁴⁰Ar - ³⁹Ar và ý nghĩa địa động lực của đới TCTB.

I. ĐẶC ĐIỂM THẠCH - CẤU TẠO ĐỚI TRƯỢT CẮT TRÀ BỒNG

Trên bình đồ cấu trúc, đới TCTB kéo dài gần 100 km từ khu vực Khâm Đức, nơi mà nó nối với đới đứt gẫy Sông Pô Kô, rồi chạy theo hướng Đ-T tới thị trấn Trà Bồng, và bị phủ bởi các thành tạo Đệ tứ khi ra tới biển Đông (Hình1). Đới TCTB đóng vai trò ranh giới giữa một bên là các thành tạo của phức hệ Ngọc Linh và một bên là các đá thuộc phức hệ Khâm Đức. Theo bản đồ địa chất [8], về phía bắc của đới lộ chủ yếu các đá biến chất của phức hệ Khâm Đức, đôi chỗ bị phủ bởi các thành tạo trầm tích Mesozoi của bồn Nông Sơn. Các thành tạo magma lộ ra chủ yếu là các đá granit và granođiorit thuộc phức hệ Chu Lai và Bến Giằng - Quế Sơn. Về phía nam chủ yếu là các đá thuộc phức hệ Ngọc Linh của khối Kon Tum, bao gồm các đá phiến gneis đôi chỗ bị migmatit hoá và bị các thành tạo granit Mesozoi xuyên cắt.

Hình1. Sơ đồ địa chất cấu trúc đới TCTB
(đơn giản hoá theo các bản đồ địa chất tỷ lệ 1/200.000)

Chú thích: 1- Đá phiến mica với cấu trúc C/S phức hệ Khâm Đức; 2- Đá phiến gneis phức hệ Ngọc Linh; 3- Đá đá phiến phức hệ Sa Thầy; 4- Đá mylonit đới TCTB; 5- Đá granit; 6- Đá granit bị biến dạng; 7- Đá orthogneis granođiorit, điorit; 8- Đá mafic và siêu mafic; 9- Trầm tích Đệ tứ; 10- Đứt gẫy; 11- Phương cấu trúc biến dạng phân phiến S₁; 12- Chiều cắt phải; 13- Đứt gẫy Trà Bồng; 14- Đứt gẫy Hưng Nhượng; 15- Đứt gẫy Pô Kô; 16- Điểm lấy mẫu.

Đới TCTB được cấu thành từ các đá phiến kết tinh, amphibolit và đá xâm nhập thành phần granođiorit – điorit. Nó được giới hạn bằng hai đứt gẫy lớn, đứt gẫy Trà Bồng ở phía bắc và đứt gẫy Hưng Nhượng ở phía nam. Bề rộng của đới biến đổi từ 8 đến 1-2 km và thu hẹp dần về phía tây khi nó chuyển hướng cấu trúc và chập vào đới trượt cắt Pô Kô (Hình 1). Hầu hết các đá trong đới trượt cắt đều bị biến dạng rất mạnh tạo thành các đá mylonit, thậm chí siêu mylonit. Xuyên cắt các thành tạo biến chất - biến dạng nêu trên là các đá granit thuộc phức hệ Hải Vân.

Nghiên cứu đặc điểm thạch - cấu trúc đã được tiến hành theo các mặt cắt vuông góc với phương cấu trúc của đới tại Trà Bồng, Trà My và Khâm Đức. Kết quả cho thấy hầu hết các đá quarzit, đá phiến mica, đá phiến thạch anh, amphibolit và các đá điorit, granođiorit đều thể hiện mức độ biến dạng rất mạnh dưới dạng đá phiến gneis và mylonit. Các đá này đều có cấu trúc dạng tuyến kéo dài. Các đá mylonit đều có kiến trúc kiến tạo-L (tectonic–L) đặc trưng, hầu như không thể phân biệt được cấu tạo phân lớp hay phân dải của các đá ban đầu. Đặc điểm phân phiến khá đồng nhất dọc theo đới, trong đó cấu tạo phân phiến kết tinh đặc trưng bằng sự luân phiên giữa các lớp giầu mica và giầu thạch anh - felspat. Phương cấu trúc phân phiến dao động trong khoảng 90 – 110^o và mặt đá phiến luôn luôn cắm về phía nam với góc cắm biến đổi từ 70 đến 80^o, đôi chỗ gần như thẳng đứng (Hình 1b). Trên các mặt đá phiến này chứa các khoáng vật silimanit, thạch anh, amphibol kéo dài thành tuyến và định hướng gần như song song với mặt phẳng nằm ngang tạo góc chúc dao động từ 0 đến 10^o (Hình 1b). Đặc điểm cấu trúc này cho thấy chúng hình thành dưới tác động của quá trình trượt bằng. Các chỉ thị thạch động lực (S/C, d, s) nghiên cứu ở các tỉ lệ khác nhau cho thấy hoạt động trượt bằng tương ứng với chiều cắt phải (Hình 1a,b).

Nghiên cứu thạch học cho thấy các đá mylonit có thành phần thạch học khác nhau, chủ yếu gồm các đá quarzit, đá phiến thạch anh - mica, orthogneis điorit, orthogneis granođiorit và amphibolit. Phân tích tổ hợp cộng sinh khoáng vật của các đá có thành phần pelit cho thấy, phần lớn chúng đều đặc trưng chủ yếu bằng tổ hợp thạch anh - muscovit - biotit - silimanit dạng sợi + anđalusit. Dưới lát mỏng thạch học, các khoáng vật này đều định hướng. Còn các đá thành phần điorit và granođiorit được tạo nên bằng các khoáng vật như felspat - K có kiến trúc perthit nghịch, horblenđ màu vàng nâu phân đới, clinopyroxen tàn dư, biotit giầu titan. Sự có mặt của muscovit - biotit - silimanit dạng sợi tồn tại cân bằng trong các đá metapelit và sự tồn tại của các khoáng vật nhiệt độ cao trong các đá biến chất nguồn gốc xâm nhập cho thấy các đá mylonit này được thành tạo ở diều kiện nhiệt độ cao. Ngoài ra, sự có mặt của anđalusit minh chứng cho điều kiện áp suất trung bình thấp. Sự có mặt của các tổ hợp này cho thấy các đá bị biến chất - biến dạng trong điều kiện nhiệt độ khá cao và áp suất trung bình thấp thuộc phần thấp của tướng amphibolit.

Như vậy, việc nghiên cứu đặc điểm thạch - cấu trúc cho phép rút ra kết luận sau : đới TCTB đã trải qua quá trình biến chất đặc trưng cho điều kiện áp suất trung bình thấp - nhiệt độ khá cao trong quá trình biến dạng dẻo. Đặc tính động học của đới trượt cắt đặc trưng là chuyển động trượt bằng phải. Để xác định tuổi của quá trình hoạt động kiến tạo này, chúng tôi đã lấy các mẫu mylonit VN.286, VN.284 và phân tích tuổi bằng phương pháp ⁴⁰Ar - ³⁹Ar.

II. ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC MẪU PHÂN TÍCH

Với mục đích xác định tuổi hoạt động của đới TCTB, chúng tôi đã thu thập các mẫu mà sự hình thành chúng liên quan trực tiếp đến quá trình chuyển động. Vì vậy hai mẫu mylonit thành phần điorit và granođiorit (VN.284 và VN.286) đã được lấy trực tiếp trong đới TCTB, trong đó mẫu VN.284 được lấy từ rìa của đới trùng với vị trí của đứt gẫy Trà Bồng, còn mẫu VN.286 lấy ở trung tâm. Hai vị trí khác nhau này sẽ cho phép nghiên cứu sự tiến hoá theo không gian của đới truợt cắt. Vị trí các mẫu được đưa ra trong Hình 1a.

a. Mẫu mylonit VN.284 (15^o15’08’’; 108^o34’34’’) có thành phần granođiorit chứa thạch anh, felspat-K, albit, anđesin, horblenđ, biotit, epiđot, sphen và zircon. Hầu hết các khoáng vật tạo đá này đều bị kéo dài và định hướng, minh chứng cho sự kết tinh trong quá trình biến chất đi cùng biến dạng dẻo.

b. Mẫu mylonit VN.286 có thành phần điorit (15^o14’14”; 108^o37’59”) với cấu trúc mylonit đặc trưng cho sự phá hủy ở nhiệt độ cao minh chứng bằng sự phân dải của thạch anh, albit, biotit giầu Ti, apatit, zicon và oxyt Fe.

Để xác định tuổi hình thành các đá mylonit này chúng tôi đã lấy các khoáng vật biotit đồng chuyển động trong các mẫu trên để phân tích bằng phương pháp ⁴⁰Ar - ³⁹Ar.

II. KẾT QUẢ TUỔI ĐỒNG VỊ ⁴⁰Ar - ³⁹Ar

Các khoáng vật biotit đồng biến chất - biến dạng tách ra từ các mẫu mylonit được gửi đi kích hoạt dưới dòng neutron nhanh tại Canađa. Sau đó được phân tích bằng khối phổ kế khí Ar/Ar - Laser tại Phòng thí nghiệm Địa niên biểu của Đại học Montpellier II, Pháp. Nguyên lý, kỹ thuật và điều kiện phân tích được áp dụng theo Maluski [4]. Kết quả phân tích đưa ra ở bảng 1 và được biểu diễn dưới dạng biểu đồ tuổi mặt bằng (plateau) và biểu đồ đẳng thời ngược (³⁶Ar/⁴⁰Ar – ³⁹Ar/⁴⁰Ar) ở hình 2.

 

Bảng 1. Kết quả phân tích tuổi từ khối phổ kế Ar - Ar Laser