ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ - ÁP SUẤT THÀNH TẠO ĐÁ HOA CHỨA
ĐÁ QUÝ
VÙNG MỎ LỤC YÊN
NGUYỄN THỊ MINH THUYẾT, NGỤY TUYẾT NHUNG, NGUYỄN NGỌC KHÔI
Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học
Tự nhiên
Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
Tóm tắt: Các đá
quý như rubi, saphir, spinel vùng mỏ Lục Yên chủ yếu được khai thác ở dạng sa khoáng.
Tuy nhiên, nguồn cung cấp chính là từ đá hoa hệ tầng An Phú. Các kết quả phân
tích cho thấy đá hoa calcit, calcit-đolomit chứa đá quý mỏ Lục Yên thuộc hệ hóa
học KCMASH, đặc trưng bằng hai tổ hợp khoáng vật cộng sinh là corinđon + calcit
+ phlogopit + amphibol và spinel + amphibol + phlogopit + forsterit + đolomit ±
calcit ± clinohumit ± corinđon. Các khoáng vật cộng sinh với corinđon và spinel
đều thuộc loại giàu nhôm và magnesi. Phân tích các tổ hợp khoáng vật cộng sinh
với corinđon, spinel và tính toán các điều kiện phản ứng biến chất để hình
thành chúng cho thấy tổ hợp chứa spinel hình thành trong điều kiện nhiệt độ từ
593 đến 787oC, còn tổ hợp chứa corinđon hình thành trong khoảng
nhiệt độ thấp hơn (từ 550 đến 693oC). Áp suất thành tạo của cả 2 tổ
hợp trên khoảng 5,5 kbar.
I. GIỚI THIỆU
Hệ
tầng An Phú (NP-e1 ap) do Hoàng Thái Sơn xác lập
năm 1998 [6] bao gồm chủ yếu đá hoa calcit xen đá hoa calcit-đolomit. Hệ tầng
này tạo thành một dải kéo dài theo hướng TB-ĐN, nằm chỉnh hợp trên đá phiến
thạch anh - mica của hệ tầng Thác Bà (NP tb), được xếp vào loạt Sông Chảy và thuộc đới cấu trúc Lô-Gâm.
Trong đá hoa gặp rubi, spinel, hầu như không gặp saphir và tổ hợp khoáng vật đi
cùng corinđon, spinel là khác nhau.
Hiện
nay, có hai quan điểm về điều kiện thành tạo của đá quý trong đá hoa hệ tầng An
Phú, đó là biến chất khu vực và biến chất trao đổi liên quan đến các phức hệ
xâm nhập kiềm, á kiềm trong vùng. Tuy nhiên, tới nay các phức hệ xâm nhập đã
được xác lập trong khu vực có tuổi không phù hợp với thời gian hình thành của
đá quý.
Các
tác giả Bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1/50.000 nhóm tờ Lục Yên Châu [12]
xếp chúng cùng với đá phiến của hệ tầng Thác Bà vào loạt Sông Chảy và cho rằng
chúng trải qua hai loạt biến chất phát triển độc lập, chồng chéo nhau. Loạt đầu
thuộc phần thấp tướng epiđot-amphibolit (khoảng 550oC). Loạt thứ hai
thuộc biến chất vòm nhiệt tướng epiđot-amphibolit (khoảng nhiệt độ 600oC,
áp suất nhỏ hơn 6,5 kbar). Còn đá quý hình thành do quá trình biến chất trao
đổi (dọc tiếp xúc với các xâm nhập axit kiềm giàu nhôm). Hoàng Thái Sơn [6],
trong Báo cáo Địa chất và khoáng sản nhóm tờ Đoan Hùng - Yên Bình đã xếp các đá
của hệ tầng An Phú vào tướng biến chất epiđot-amphibolit. Theo Nguyễn Kinh Quốc
và nnk [11], rubi, spinel hình thành do quá trình skarn giữa đá vôi calcit,
đolomit với các thân pegmatit và xâm nhập granit, granosyenit. Phạm Văn Long
[15] cho rằng corinđon được thành tạo trong quá trình biến chất nhiệt động ở
tướng amphibolit (nhiệt độ của môi trường trong khoảng 630-745oC),
với sự tham gia tích cực của các hoạt động biến chất trao đổi. W. Hofmeister
[7] cho rằng corinđon, spinel trong đá hoa hình thành trong điều kiện nhiệt độ
trên 700oC, áp suất lớn hơn 7 kbar. C. A. Hauzenberger và nnk [2, 3]
đã xếp đá hoa chứa spinel, corinđon vùng Lục Yên vào đới cấu trúc Dãy Núi Con
Voi và xác định chúng hình thành trong tướng granulit (nhiệt độ thấp nhất là
700oC). Bhuwadol Wanthanachaisaeng và nnk. [19] dựa trên sự thay đổi
của các dải phổ phát quang Cr+3 trong tinh thể corinđon đã xác định
chúng hình thành trong điều kiện áp suất khoảng 1,5 kbar (nền là 1,2 kbar).
Bài
báo này trình bày các kết quả phân tích đặc điểm thạch học, tổ hợp khoáng vật
cộng sinh với corinđon, spinel, từ đó xác định trường nhiệt độ, áp suất thành
tạo của chúng.
II. ĐẶC ĐIỂM THẠCH
HỌC CỦA ĐÁ HOA CHỨA ĐÁ QUÝ HỆ TẦNG AN PHÚ
1. Thành phần hóa học
Từ kết quả phân tích thành phần
hóa học (Bảng 1) của đá hoa chứa corinđon, spinel hệ tầng An Phú có thể thấy đá
chứa corinđon có hàm lượng nhôm, phosphor, fluor trội hơn và magnesi thường
thấp hơn đá hoa chứa spinel. Với thành phần như trên có thể xếp chúng vào hệ
hóa học KCMASH.
Bảng 1. Thành phần hóa học của đá hoa chứa corinđon và
spinel hệ tầng An Phú
(phân tích bằng phương pháp huỳnh quang tia X tại Viện
Địa chất, Greifswald, Đức)
|
Ký hiệu mẫu
|
SiO2
(%)
|
TiO2
(%)
|
Al2O3
(%)
|
Fe2O3
(%)
|
MnO
(%)
|
MgO
(%)
|
CaO
(%)
|
Na2O
(%)
|
K2O
(%)
|
P2O5
(%)
|
F
(%)
|
H2O-
(%)
|
Tổng
(%)
|
Cr
(ppm)
|
V
(ppm)
|
Đá hoa chứa corinđon
|
|
AP4
|
0,42
|
0,118
|
3,60
|
0,49
|
0,005
|
0,77
|
51,80
|
0,04
|
0,02
|
0,018
|
0
|
0,25
|
57,54
|
32
|
< 12
|
|
LY101
|
1,42
|
0,051
|
2,43
|
0,17
|
0,008
|
1,80
|
51,05
|
0,13
|
0,16
|
0,020
|
0
|
0,21
|
57,46
|
18
|
12
|
|
Đá hoa chứa spinel
|
|
LY140
|
1,42
|
0,044
|
1,39
|
0,18
|
0,009
|
1,35
|
52,26
|
0,09
|
0,06
|
0,050
|
0
|
0,23
|
57,08
|
15
|
< 12
|
|
LY120
|
3,29
|
0,020
|
1,18
|
0,17
|
0,022
|
10,41
|
42,72
|
0,06
|
0,01
|
0,068
|
0,1
|
0,14
|
58,16
|
77
|
13
|
2. Thành phần khoáng vật và tổ hợp khoáng vật
cộng sinh đặc trưng
Đá hoa chứa đá quý hệ tầng An Phú bao gồm
các dạng thạch học sau:
a. Đá hoa calcit: Đá màu trắng, kiến trúc
hạt biến tinh, không đều, kích thước từ nhỏ đến lớn. Nhìn mắt thường thấy tập
hợp khoáng vật calcit, corinđon, phlogopit, amphibol, margarit. Phân tích
roengen cho kết quả đá hoa calcit chứa corinđon thường có amphibol, phlogopit,
margarit, chlorit, graphit, và muscovit. Phân tích trên lát mỏng thạch học thấy
tổ hợp cộng sinh (THCS) đặc trưng cho loại đá này là calcit + corinđon +
amphibol + phlogopit.
Corinđon: tinh thể từ tự hình đến tha hình, kích thước rất thay đổi
từ nhỏ hơn 1 mm đến vài centimet. Phát triển hiện tượng song tinh đa hợp. Phân
tích lát mỏng thạch học thấy corinđon thường cộng sinh cùng calcit, amphibol,
phlogopit, đôi khi là anorthit, margarit và chlorit. Kết quả phân tích vi dò
(Bảng 2) cho thấy chỉ số Al từ 1,9969 đến 1,9823, hàm lượng chrom từ 0 đến
1,201, titan từ 0,011 đến 0,120, sắt từ 0 đến 0,076. Ngoài ra, có các nguyên tố
P, Si,.. tồn tại ở dạng tạp chất..
Calcit: kết tinh tha hình, kích thước rất thay đổi từ nhỏ tới lớn.
Trong lát mỏng thạch học, calcit cộng sinh với corinđon, amphibol, phlogopit,
anorthit, đôi khi muscovit, margarit. Phân tích vi dò cho thấy chỉ số Ca biến
đổi từ 0,9883 đến 0,9788, Mg từ 0,0187 đến 0,0021.
Amphibol: kết tinh tha hình, kích thước rất thay đổi (từ nhỏ hơn 1
mm đến hàng centimet), thường đi với corinđon, phlogopit, calcit, đôi khi là
anorthit. Phân tích vi dò cho thấy chúng thuộc nhóm amphibol calcit loại giàu
nhôm là khoáng vật pargasit (Bảng 2).
Mica: dạng vảy, thường tập trung thành từng đám. Kết quả phân
tích vi dò cho thấy chúng là phlogopit, loại mica kiềm giàu magnesi.
