CÁC THÀNH TẠO GABROIĐ TUỔI CRETA MUỘN
MỚI PHÁT HIỆN Ở NÚI ĐAN, BÌNH THUẬN

BÙI THẾ VINH, BÙI ANH LÂN, ĐỖ HÙNG THẮNG,
PHẠM VĂN HƯỜNG, TRẦN NGỌC KHAI

Liên đoàn Bản đồ địa chất Miền Nam,
 200 Lý Chính Thắng, Quận Ba, Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt: Trong quá trình thực hiện đề án “Lập bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1: 50.000 nhóm tờ Tánh Linh”, các tác giả đề án lần đầu tiên đã phát hiện các khối magma mafic thành phần gabro, gabro norit ở vùng Núi Đan thuộc huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận. Qua xử lý các tài liệu địa chất, thạch khoáng và thạch địa hoá, các tác giả nhận thấy sự khác biệt giữa các thành tạo magma mafic ở Núi Đan với các thành tạo magma đã phân chia ở Nam Trung Bộ và chúng có sự liên quan chặt chẽ với các thành tạo granitoiđ phức hệ Ankroet tuổi Creta muộn. Dựa vào tài liệu thực tế thu thập được, các`tác giả đã xác lập phức hệ magma xâm nhập mới mang tên“phức hệ Núi Đan”.

MỞ ĐẦU

Trong quá trình lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 200.000 tờ Gia Ray, ở địa phận tỉnh Bình Thuận chỉ phát hiện được các thành tạo xâm nhập axit được xếp vào phức hệ Định Quán tuổi Creta sớm và phức hệ Ankroet tuổi Creta muộn. Tuy nhiên, trong quá trình khảo sát nghiên cứu thực địa thuộc đề án "Lập bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1: 50.000 nhóm tờ Tánh Linh” của Đoàn Địa chất II, Liên đoàn Bản đồ địa chất Miền Nam trong những năm 2004-2005, đã phát hiện các thành tạo xâm nhập mafic chưa từng được mô tả trong vùng. Dựa vào các kết quả nghiên cứu trong phòng và ngoài thực địa, các tác giả đã xác lập một phức hệ magma xâm nhập mới: phức hệ Núi Đan (khối chuẩn Núi Đan) có tuổi Creta muộn. Đây là một đóng góp mới khi nghiên cứu địa chất khu vực miền Nam Trung Bộ.

I. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT

Khối Núi Đan được xác lập trên cơ sở các tài liệu thực tế thu thập được khi nghiên cứu các khối xâm nhập nhỏ có diện lộ đẳng thước, phân bố ở phía nam - đông nam Núi Đan, có thành phần là gabro và gabronorit. Chúng đã được chọn làm khối chuẩn và phức hệ mới xác lập được đặt tên theo núi này.

Khối chuẩn nam Núi Đan: nằm ở trung tâm tờ bản đồ C-48-48-B (Thuận Nam) tỷ lệ 1/50.000, hệ VN 2000, cách thị trấn Hàm Thuận Nam khoảng 8 km về phía bắc. Trên bình đồ, khối Núi Đan bao gồm tập hợp 4 khối nhỏ với tổng diện tích » 2 km² (Hình 1). Thành phần thạch học chủ yếu của các khối này là gabro và gabronorit, một số ít là gabro có olivin, gabro có thạch anh.

Về quan hệ địa chất, các thành tạo phức hệ Núi Đan xuyên cắt, gây sừng hóa các đá trầm tích hệ tầng Sông Phan tuổi Jura giữa (J₂bj-bt sp). Chúng bắt tù các đá điorit pha 1 phức hệ Định Quán tuổi Creta sớm (K₁) và bị granit biotit (pha 1) và granit aplit (đá mạch) phức hệ Ankroet tuổi Creta muộn (K₂) xuyên cắt, làm biến đổi thành phần khoáng vật của đá: thạch anh hóa, kiềm hóa, chlorit hóa… 

Hình 1. Sơ đồ địa chất khối Núi Đan

II. ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC

Các thành tạo magma xâm nhập mafic thuộc phức hệ Núi Đan có thành phần thạch học chủ yếu là gabro (có thạch anh), gabronorit (có olivin). Đá có màu xám sáng đến xám đen, cấu tạo khối là chủ yếu, ít hơn có cấu tạo định hướng; kiến trúc gabro hạt vừa-lớn (Ảnh 1), tại đới nội tiếp xúc thường có kiến trúc gabro hạt nhỏ, đôi khi có kiến trúc vành hoa.

Thành phần khoáng vật chủ yếu (%): plagioclas bazơ: 60-70 (cá biệt tới 80); pyroxen xiên đơn (augit): 15-34; pyroxen thoi: 10-15 (ít hơn có 4-8); olivin: 0-4; hornblenđ: 0-ít; biotit: 0-6; thạch anh: 0-4 felspat kali (orthoclas): 0-4; ilmenit 1-3, ít apatit và magnetit; các khoáng vật thứ sinh bao gồm: talc, actinolit, chlorit và carbonat với hàm lượng thấp.

III. ĐẶC ĐIỂM KHOÁNG VẬT

Khoáng vật tiêu biểu của phức hệ chủ yếu là plagioclas, pyroxen xiên, pyroxen thoi, biotit, hornblenđ, olivin … với đặc điểm sau:

 - Plagioclas: dạng lăng trụ ngắn, dạng tấm chữ nhật khá tự hình (Ảnh 1) kích thước phổ biến từ  0,8-1,5 đến 3-5,6 mm, cá biệt 7 mm, không màu, mặt khoáng lốm đốm xám, màu giao thoa xám trắng bậc I. Plagioclas phổ biến có cấu tạo song tinh đa hợp theo luật song tinh albit, đường hợp tinh liên tục từ thô đến thanh nét, nhiều tấm có cấu tạo dạng đới. Đa số các tấm khoáng còn tươi, một vài tấm bị biến đổi saussurit hóa, sericit hóa không đều, tạo thành từng đám phân bố ở phần nhân. Plagioclas bị khoáng vật orthoclas thay thế gặm mòn và bị khoáng vật pyroxen chen lấn. Thành phần của plagioclas trong đá được xác định bằng phương pháp đo góc tắt Np (010) là labrađor N^o = 52-65.

- Pyroxen xiên đơn (augit): gặp dưới dạng tấm ngắn hay lăng trụ dài, kích thước thay đổi từ 0,5-0,8 đến 1,6-4 mm, có màu phớt lục, độ nổi cao. Khoáng vật này có màu giao thoa cao nhất đỏ bậc II, tắt xiên với góc tắt: c^Ng = 33-45^o, một số hạt bị amphibol và chlorit thay thế ở phần rìa.

Công thức hoá tinh thể của khoáng vật được xác định theo phương pháp vi dò thể hiện ở Bảng 1 phù hợp với khoáng vật pyroxen xiên.

- Pyroxen thoi: có dạng hạt tha hình, kích thước 0,8-1 mm, màu xám nhạt, phớt hồng. Hypersthen có màu giao thoa cao nhất vàng bậc I, tắt thẳng, đa sắc yếu theo Ng - màu phớt lục, theo Np - màu hồng, dấu kéo dài dương. Chúng thường đi cùng với biotit và quặng, tập trung thành cụm phân bố ở giữa các hạt plagioclas. Pyroxen thoi thường bị phá huỷ từng phần tạo ra talc, serpentin và các sản phẩm dạng đất.

Công thức hoá tinh thể của khoáng vật được xác định theo phương pháp vi dò thể hiện ở Bảng 1 phù hợp với khoáng vật pyroxen thoi.

 - Hornblenđ: ít phổ biến, gặp dưới dạng tấm ngắn, có màu nâu, tính đa sắc khá cao theo Ng - màu xanh lục, theo Np - màu vàng lục nhạt, tắt xiên với góc tắt: c^Ng’ = 18^o; cát khai hoàn toàn theo một phương trong tiết diện dọc, hai phương trong tiết diện ngang với góc cát khai 55-56^o.

 - Biotit: gặp dưới dạng tấm, vảy có kích thước 0,2-0,6 mm, méo mó tha hình, có màu nâu, cát khai hoàn toàn theo một hướng. Màu giao thoa cao nhất nâu đỏ, tắt đứng. Công thức đa sắc:

Ng	>    Nm	>   Np
nâu đỏ	nâu	vàng lục nhạt

Biotit còn khá tươi, thường bao quanh quặng, đôi khi chúng bị thạch anh gặm mòn hoặc cùng với pyroxen thoi nằm khảm ở giữa các tấm plagioclas.

Công thức hoá tinh thể của khoáng vật được xác định theo phương pháp vi dò thể hiện ở Bảng 1 phù hợp với khoáng vật biotit.

- Olivin: dạng hạt khá đẳng thước hoặc lăng trụ ngắn, có nhiều đường nứt, kích thước thay đổi từ 0,1-0,3 đến 0,8-1,1 mm, màu xám lục phớt nâu và có màu giao thoa cao nhất xanh bậc II, tắt đứng. Dọc các đường nứt trên khoáng vật olivin thường có quặng, một số nơi bị bao quanh bởi các hạt pyroxen, tạo nên kiến trúc vành hoa điển hình.

Bảng 1. Công thức hoá tinh thể các khoáng vật phức hệ Núi Đan

- Felspat kali (orthoclas): có mặt dưới dạng hạt méo mó, kích thước từ 0,1-0,2 đến 0,5-0,8 mm, thường đi cùng với thạch anh, phân bố ở khoảng trống và thay thế plagioclas. Orthoclas không màu, màu giao thoa xám bậc I. Đôi khi gặp felspat kali thay thế gặm mòn phần rìa khoáng vật plagioclas (Ảnh 2).

Công thức hoá tinh thể của khoáng vật được xác định theo phương pháp vi dò thể hiện ở Bảng 1 phù hợp với khoáng vật orthoclas.

- Thạch anh: gồm 2 thế hệ.

 + Thạch anh thế hệ I: dạng hạt tha hình, không màu, kích thước từ 0,3-0,5 đến 1-2 mm, chiết suất <1,54, màu giao thoa xám vàng bậc I, tắt làn sóng nhẹ. Thạch anh phân bố ở khoảng trống giữa các tấm plagioclas và pyroxen, thường gặp chúng gặm mòn, thay thế các khoáng vật plagioclas và biotit.

 + Thạch anh thế hệ II: dạng méo mó, kích thước rất nhỏ, mọc xen trong felspat kali tạo nên kiến trúc pegmatit, có khi tạo thành thạch anh dạng giun phân bố ở rìa tiếp xúc giữa khoáng vật plagioclas và felspat kali, tạo nên kiến trúc myrmekit.

- Apatit: dạng vi lăng trụ hoặc gần tròn, không màu, màu giao thoa cao nhất xám bậc I, tắt thẳng. Thường gặp apatit khảm lên các tấm felspat kali, thạch anh hoặc biotit.

- Khoáng vật thứ sinh: gồm có actinolit, carbonat, chlorit, talc...

- Khoáng vật quặng: chủ yếu là ilmenit và magnetit dạng hạt méo mó tha hình, màu đen, không thấu quang. Chúng thường đi cùng với thạch anh, biotit và bị biotit bao bọc. Kết quả phân tích 3 mẫu giã đãi khoáng vật phụ trong các đá thuộc phức hệ cho thấy phổ biến ilmenit: 12,11- 635,4 g/t; magnetit: 291,2 - 455 g/t; zircon: ít - 0,37 g/t; apatit: 18,9 - 29,2 g/t; arsenopyrit: ít - 0,29 g/t; cyrtolit: ít - 2,36 g/t; pyrit: ít - 13,02 g/t; ít galen, anatas, rutil...

Ảnh 1. Lm TB4054-1: Kiến trúc gabro của gabronorit phức hệ Núi Đan. N⁺ 60^X

                                                                                                   Ảnh: Trịnh Long, 2005

Ảnh 2. Lm TB12281: Gabro phức hệ Núi Đan bị biến đổi thạch anh hoá, felspat kali hoá. N⁺ 60^X
                                                                                                                                                                                                                   Ảnh: Trịnh Long, 2005

IV. ĐẶC ĐIỂM THẠCH ĐỊA HOÁ

Kết quả phân tích 8 mẫu hoá silicat và 4 mẫu nguyên tố vết đối với các đá của phức hệ thể hiện ở các Bảng 2 và 3.

Các kết quả ở Bảng 3 cho thấy hàm lượng (%) các oxit dao động tương đối lớn: SiO₂ = 51,4-55,3 (trung bình 53,65), hàm lượng này khá cao so với các đá mafic.  Tỷ số Na₂O/K₂O >1 cho thấy các đá của phức hệ thuộc kiểu kiềm natri trội hơn kiềm kali. Đôi mẫu có hàm lượng SiO₂ tương đối cao (55,3%), kết quả của quá trình thạch anh hoá do ảnh hưởng của granit phức hệ Ankroet. Các đặc điểm thạch hoá này còn thể hiện như sau:

- Trên biểu đồ tương quan giữa CaO-MgO-Al₂O₃, theo Jensen (1976) và Viljoen (1982), các đá của phức hệ thuộc trường tholeit (Hình 2).

Bảng 2. Kết quả phân tích thành phần hoá học
các thành tạo gabro, gabro norit phức hệ Núi Đan (%)

Số hiệu mẫu	TB 11069	TB1034		TB5381		TB2592		TB2599		TB12255/1		TB12272		TB12281
SiO2	54,18	51,4		53,24		55,3		53		53,64		53,68		54,72
TiO2	1,02	0,65		0,59		0,78		0,97		1,03		0,65		1,17
Al2O3	16,17	17,43		21,03		17,07		17,21		15,52		22,29		19,67
Fe2O3	3,44	2,2		1,27		3,42		1,65		3,87		0,52		2
FeO	6,4	6,15		4,62		4,65		7,23		5,45		4,1		4,99
MnO	0,17	0,14		0,07		0,13		0,14		0,14		0,06		0,1
MgO	5,24	6,99		4,28		5,72		5,37		6,01		2,91		2,82
CaO	7,53	8,87		10,39		8,2		7,47		9		10,27		8,24
Na2O	2,93	2,57		3,04		2,88		3,11		3,05		3,4		3,22
K2O	1,26	0,51		0,57		1,21		0,95		1,42		0,44		1,66
P2O5	0,17	0,09		0,09		0,12		0,15		0,05		0,07		0,14
MKN	0,17	0,26		0,08		0		1,27		0,13		0,73		0,34
Tổng	98,68	97,26		99,27		99,48		98,52		99,31		99,12		99,07
CIPW
Q	6,42	3,35		3,94		6,91		4,26		2,72		4,70		6,85
or	7,57	3,11		3,40		7,20		5,77		8,47		2,64		9,94
ab	25,19	22,42		25,93		24,53		27,06		26,06		29,24		27,60
an	27,69	35,59		42,40		30,27		31,05		24,70		44,99		34,76
di	7,49	7,43		7,31		8,01		4,97		16,30		5,21		4,70
hy	19,56	23,41		13,83		17,99		22,18		15,95		11,04		10,64
mt	3,71	3,21		1,86		3,33		2,46		3,70		0,77		2,94
il	1,97	1,27		1,13		1,49		1,89		1,98		1,25		2,25
ap	0,40	0,21		0,21		0,28		0,36		0,12		0,16		0,33
Chỉ số thạch hóa
Số hiệu Pl	52,36	61,35		62,05		55,24		53,43		48,66		60,61		55,74
Chỉ số phân dị	39,18	28,88		33,27		38,63		37,09		37,25		36,58		44,39
Na2O+K2O	4,19	3,08		3,61		4,09		4,06		4,47		3,84		4,88
Na2O/K2O	2,33	5,04		5,33		2,38		3,27		2,15		7,73		1,94
FeO*	8,86	7,52		5,30		7,26		7,99		8,39		4,16		6,29

 - Trên biểu đồ tương quan giữa SiO₂ với (Na₂O + K₂O), theo Cox và nnk (1979) và Wilson (1989), các đá của phức hệ chủ yếu thuộc trường gabro và ít hơn thuộc trường gabrođiorit (Hình 3).

- Trên biểu đồ (Na₂O+K₂O+CaO)-(FeO+Fe₂O₃)-MgO, theo Bagarchev (1979), ta thấy các đá của phức hệ chủ yếu thuộc trường sắt-titan (Hình 4).

- Trên biểu đồ K₂O-Na₂O-CaO theo Green & Poldvar A. (1958) các đá của phức hệ phổ biến thuộc trường sođic và trội CaO, vì phần lớn các điểm biểu diễn có xu thế tập trung về đỉnh CaO (Hình 5).

Bảng 3. Kết quả phân tích thành phần nguyên tố vết
các thành tạo gabro, gabro norit phức hệ Núi Đan (ppm)

Hình 2. Biểu đồ tương quan           giữa CaO-MgO-Al2O3     theo Jensen, 1976 và Viljoen, 1982 Hình 3. Biểu đồ tương quan                giữa SiO2 và Na2O+K2O               theo Cox và nnk, 1979

Chú giải:     Phức hệ Núi Đan,

                    Đường đậm nét phân chia trường đá kiềm (phía trên) và trường đá á kiềm (phía dưới)

 

Hình 4. Biểu đồ  (CaO+Na2O+K2O)-(FeO+Fe2O3)-MgO theo Bagarchev, 1979 Hình 5. Biểu đồ Na2O-K2O-CaO  theo Green &Poldvar A.,1958

Chú giải:  ☆  Phức hệ Núi Đan

 Kết quả phân tích mẫu nguyên tố vết đá gốc (Bảng 3) cho thấy các nguyên tố có hàm lượng trung bình lớn hơn trị số clark là Mo, Zn, Sn, Pb (gấp 2,14 lần clark), các nguyên tố còn lại đều thấp hơn trị số clark. Đặc biệt các nguyên tố chỉ thị magma mafic như Cu, Co, Ni, Cr có hàm lựơng thấp hơn clark 3-20 lần. Điều này cũng phản ánh tính hỗn nhiễm giữa các thành tạo gabroiđ với các thành tạo granitoiđ phức hệ Ankroet.

 - Biểu đồ so sánh hàm lượng nguyên tố hiếm và đất hiếm phức hệ Núi Đan với hàm lượng mẫu bazan chuẩn ở tây nam Thái Bình Dương (SWP) theo Ewart (1982) và chuẩn hoá trên các biểu đồ của Nystrom (1993) và Wood D. A. và nnk (1979), cho thấy thành phần nguyên tố vết các đá của phức hệ khá tương đồng với thành phần nguyên tố vết của manti nguyên thủy (Hình 6 và 7).

Chú giải:     ▵ ▢ ￮ Ñ   Mẫu gabro phức hệ Núi Đan,    ▢   Mẫu bazan tây nam Thái Bình Dương

KẾT LUẬN

Các đặc điểm địa chất và thạch học, khoáng vật, thạch địa hóa các thành tạo gabroiđ Núi Đan cho phép nhận định như sau:

- Gabroiđ phức hệ Núi Đan có đặc điểm địa chất, thạch học và khoáng vật rất đặc trưng cho các đá mafic với thành phần gabro, gabronorit, nhưng về đặc điểm thạch địa hoá có nhiều mẫu có hàm lượng SiO₂ tương đối cao. Điều này phản ánh các đá của phức hệ bị các quá trình biến đổi hậu magma mạnh (thạch anh hoá, felspat kali hoá..., Ảnh 2) do ảnh hưởng của granit sáng màu phức hệ Ankroet xuyên cắt. 

- Các đá gabro, gabronorit của phức hệ Núi Đan có thể xếp vào kiểu gabroiđ ilmenit (?); chúng cùng với các thành tạo granitoiđ phức hệ Ankroet tạo thành loạt magma tương phản (bimodal).

- Nguyên tố hiếm và đất hiếm thuộc phức hệ có hàm lượng khá tương đồng với mẫu bazan chuẩn ở tây nam Thái Bình Dương được chuẩn hoá theo MORB và manti nguyên thủy. Điều này cho phép suy đoán nguồn gốc các đá mafic của phức hệ liên quan với các đứt gãy sâu trong trường ứng suất căng giãn (?). 

- Các thành tạo phức hệ Núi Đan thường bắt tù các đá điorit pha 1 phức hệ Định Quán tuổi Creta sớm và chúng bị granit biotit (pha 1) và granit aplit (đá mạch) phức hệ Ankroet tuổi Creta muộn xuyên cắt. Tuổi của phức hệ được xếp vào Creta muộn (K₂).

- Khoáng sản liên quan là đá ốp lát có chất lượng tốt. Ngoài ra, gặp ilmenit trong mẫu giã đãi đá gốc với hàm lượng 12,11- 635,4 g/t và trong mẫu đãi sa khoáng hàm lượng 4,31-16144 g/m³, nhưng hàm lượng ilmenit phổ biến từ 3000 đến 7000 g/m³. Đây là những dấu hiệu quặng ilmenit cần quan tâm nghiên cứu tiếp theo.

VĂN LIỆU

1. Bùi Thế Vinh (Chủ biên),  2005. Báo cáo Công tác lập bản đồ địa chất và điều tra  khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Tánh Linh. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

2. Condie K.C. Plate tectonics and crustal evolution. Pergamon Press, Oxford.

3. Đào Đình Thục, Huỳnh Trung (Đồng chủ biên), 1995. Địa chất Việt Nam. Tập II. Các thành tạo magma. Cục Địa chất Việt Nam, Hà Nội.

4. Huỳnh Trung, Nguyễn Xuân Bao, 1991. Magma xâm nhập đới Đà Lạt. Địa chất và nguyên liệu khoáng, 1 : 15-41. Các tổ chức Địa chất phía Nam, TP Hồ Chí Minh.

5. Nguyễn Xuân Bao (Chủ biên), 2000. Báo cáo Kết quả nghiên cứu kiến tạo và sinh khoáng Nam Việt Nam tỷ lệ 1: 500.000. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

6. Nguyễn Xuân Tùng, Trần Văn Trị (Đồng chủ biên), 1992. Thành hệ địa chất và địa động lực Việt Nam. Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

7. H. Rollinson, 1995. Using geochemical data: Evaluation, presentation, interpretation. Longman Group UK limited, Singapore Publishers Ltd.

8. Trịnh Văn Long, 1995. Nguyên tố vết trong nghiên cứu thạch kiến tạo hiện đại, TC Địa chất,  A/227 : 19-33. Hà Nội.

9. Xaukov A. A., 1981. Địa hóa học. Nxb Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội.