TUæI §åNG VÞ U-Pb CñA ZIRCON 436 TRIÖU N¡M TRONG PHøC HÖ S¤NG RE ë §ÞA KHèI KON TUM Vµ ý NGHÜA CñA Nã
TRÇN NGäC NAM
§¹i häc Khoa häc HuÕ, 77 NguyÔn HuÖ, TP HuÕ
Tãm t¾t: Zircon tõ orthogneis phøc hÖ S«ng Re (KT.318) cho c¸c kÕt qu¶ ph©n tÝch SHRIMP U-Pb tËp trung t¹i 436± 10 triÖu n¨m (Tr.n) vµ c¸c nh©n kÕ thõa 860 Tr.n vµ 2540 Tr.n. Gi¸ trÞ 436± 10 Tr.n x¸c ®Þnh tuæi nguyªn sinh cho c¸c orthogneis phøc hÖ S«ng Re. KÕt qu¶ nµy phï hîp víi c¸c kÕt qu¶ míi ®îc c«ng bè gÇn ®©y cña c¸c t¸c gi¶ kh¸c vÒ tuæi U-Pb zircon phøc hÖ S«ng Re vµ phøc hÖ §¹i Léc, ghi nhËn mét pha magma-kiÕn t¹o ho¹t ®éng tÝch cùc vµo kho¶ng thêi gian Ordovic-Silur (410-450 Tr.n) ë ®Þa khèi Kon Tum. C¸c nh©n kÕ thõa lµ hîp phÇn di sãt cña vá Tr¸i ®Êt v©y quanh khi magma xuyªn lªn vµ kÕt tinh. Gi¸ trÞ tuæi cæ 2540 Tr.n lµ b»ng chøng ®Çu tiªn ®· ghi nhËn ®îc vÒ sù cã mÆt cña hîp phÇn vá Tr¸i ®Êt cæ 2500 Tr.n trong vïng nghiªn cøu.
Më §ÇU
Trong chuyªn kh¶o "§Þa chÊt ViÖt Nam. TËp II: C¸c thµnh t¹o magma" [2] phøc hÖ S«ng Re, cïng c¸c phøc hÖ B¶o Hµ vµ Ca VÞnh, ®îc xÕp vµo NhÞp magma Proterozoi sím thuéc NhÞp lín magma Arkei-Proterozoi sím. Phøc hÖ S«ng Re (®ång nghÜa víi phøc hÖ Tu M¬ R«ng cña Huúnh Trung & NguyÔn Xu©n Bao, 1981) chñ yÕu gåm c¸c khèi ®¸ granitogneis vµ granit migmatit ë vïng S«ng Re (t©y nam Qu¶ng Ng·i) vµ mét sè thÓ granitogneis d¹ng kÐo dµi, d¹ng thÊu kÝnh ph©n bè trong diÖn lé cña c¸c ®¸ biÕn chÊt phøc hÖ Ngäc Linh ë phÝa b¾c vµ t©y b¾c ®Þa khèi Kon Tum. Theo truyÒn thèng, phøc hÖ S«ng Re ®îc xÕp tuæi Paleoproterozoi dùa chñ yÕu vµo quan hÖ ph©n bè cña chóng g¾n liÒn víi diÖn lé cña phøc hÖ Ngäc Linh (mµ hiÖn nay ®îc coi lµ t¬ng ®ång víi c¸c thµnh t¹o Paleoproterozoi S«ng Hång ë miÒn B¾c [6]). Cho ®Õn nay cha cã mét nghiªn cøu ®· c«ng bè nµo t×m thÊy c¸c chøng liÖu tin cËy nh»m kh¼ng ®Þnh tuæi Paleoproterozoi cho phøc hÖ. Ngîc l¹i, nh÷ng nghiªn cøu tuæi ®ång vÞ phãng x¹ gÇn ®©y ë ®Þa khèi Kon Tum chØ x¸c nhËn c¸c pha nhiÖt kiÕn t¹o Phanerozoi, bao gåm c¸c ho¹t ®éng biÕn chÊt 250-260 triÖu n¨m (Tr.n) cña tíng granulit phøc hÖ Kan Nack vµ tíng amphibolit phøc hÖ Ngäc Linh, vµ pha magma-kiÕn t¹o 440-450 Tr.n [1,3,4,5,6]. Nh÷ng kÕt qu¶ míi nµy lµ nh÷ng chøng liÖu ®Þa niªn biÓu phãng x¹ tin cËy ®Çu tiªn vÒ thêi gian ho¹t ®éng cña c¸c pha nhiÖt-kiÕn t¹o ë ®Þa khèi Kon Tum, ®ßi hái ph¶i cã nh÷ng nghiªn cøu tiÕp theo nh»m lµm s¸ng tá lÞch sö tiÕn ho¸ kiÕn t¹o cña khu vùc vèn ®îc coi lµ phÇn lôc ®Þa cæ nhÊt trªn l·nh thæ ViÖt Nam nµy.
Bµi b¸o nµy c«ng bè mét b»ng chøng míi vÒ tuæi kÕt tinh magma 436 Tr.n cña phøc hÖ S«ng Re trªn c¬ së c¸c ph©n tÝch SHRIMP U-Pb zircon. KÕt qu¶ nµy cïng víi c¸c nghiªn cøu míi ®îc c«ng bè gÇn ®©y minh chøng cho vai trß tÝch cùc cña pha magma-kiÕn t¹o 440-450 Tr.n (Ordovic; Caledon) trong khu vùc.
MÉU NGHI£N CøU Vµ KÕT QU¶ PH¢N TÝCH SHRIMP U-Pb ZIRCON Tõ MãNG KÕT TINH ë §ÞA KHèI KON TUM
MÉu mang sè hiÖu KT.318 trong bµi nghiªn cøu nµy lµ mét mÉu gneis horblend-biotit thuéc phøc hÖ S«ng Re do TS. TrÞnh Long (Liªn ®oµn B¶n ®å ®Þa chÊt miÒn Nam) lÊy t¹i to¹ ®é ®Þa lý 14
° 46'5" ®é vÜ B¾c, 108° 31'7" ®é kinh §«ng, trªn ®o¹n ®Ìo Vi Ho L¨ck, thuéc t©y tØnh Qu¶ng Ng·i. Zircon ®îc tuyÓn t¸ch tõ mÉu nghiªn cøu b»ng c¸c ph¬ng ph¸p th«ng thêng (gi· ®·i, dung dÞch nÆng vµ soi nhÆt díi kÝnh) t¹i §¹i häc quèc gia §µi Loan nhê sù gióp ®ì cña GS Chung Sun-Lin. MÉu zircon sau khi tuyÓn ®îc g¾n vµo mét ®Üa nhùa epoxy cïng víi c¸c h¹t zircon tiªu chuÈn, vµ ®îc ®¸nh bãng (b»ng keo bét kim c¬ng 0,25 m m) ®Ó lé phÇn trung t©m h¹t. MÉu zircon sau khi ®¸nh bãng, ®îc ph©n tÝch ®Æc ®iÓm cÊu tróc ph©n ®íi bªn trong b»ng kü thuËt ph©n tÝch hiÓn vi ®iÖn tö quÐt (SEM: Scanning Electronic Microscope) t¹i ViÖn §Þa chÊt, §¹i häc Tæng hîp Tokyo. Thñ tôc chuÈn bÞ nµy cßn cho phÐp chän nh÷ng "vïng" thÝch hîp trong tinh thÓ zircon (nh÷ng vïng kh«ng cã khuyÕt tËt, s¹ch) ®Ó ph©n tÝch SHRIMP U-Pb tiÕp theo. H×nh 1 tr×nh bµy ¶nh SEM cña mét sè h¹t zircon ®¹i diÖn trong bµi nghiªn cøu nµy. C¸c ph©n tÝch SHRIMP U-Pb ®îc tiÕn hµnh cho c¸c vïng ph©n ®íi kh¸c nhau trong tõng tinh thÓ zircon, thùc hiÖn t¹i phßng thÝ nghiÖm SHRIMP, §¹i häc Hiroshima, NhËt B¶n. Quy tr×nh chuÈn bÞ mÉu, kü thuËn ph©n tÝch vµ tÝnh to¸n sai sè SHRIMP U-Pb trong nghiªn cøu nµy hoµn toµn t¬ng tù kü thuËt ®· ®îc chóng t«i tr×nh bµy chi tiÕt ë bµi b¸o kh¸c [6].
H×nh 1. ¶nh SEM cña c¸c tinh thÓ zircon tiªu biÓu tõ mÉu gneis biotit-horblend KT.318 phøc hÖ S«ng Re. (a)-(b) zircon cæ cña thµnh phÇn di sãt, cã d¹ng mµi mßn, (c)-(d) zircon 436 Tr.n cã cÊu tróc ph©n ®íi tù h×nh ®Æc trng cho magma. C¸c vßng trßn nhá (®êng kÝnh 20
m m) lµ vÞ trÝ ph©n tÝch SHRIMP U-Pb vµ gi¸ trÞ tuæi (Tr.n) t¬ng øng cña nã.B¶ng 1. KÕt qu¶ ph©n tÝch SHRIMP U-Pb zircon mÉu KT.318, gneis biotit-hornblend phøc hÖ S«ng Re
KÕt qu¶ ph©n tÝch SHRIMP U-Pb zircon cña mÉu nghiªn cøu ®îc liÖt kª trong B¶ng 1 vµ ®îc tr×nh bµy trªn gi¶n ®å trïng hîp Tera-Wasserburg ë H×nh 2. C¸c kÕt qu¶ cho thÊy mÉu KT.318 cã c¸c ph©n tÝch U-Pb zircon tËp trung trªn ®êng cong trïng hîp t¹o thµnh mét nhãm cã gi¸ trÞ tuæi trung b×nh 436
± 10 Tr.n (H×nh 2). §¸ng chó ý trong mÉu ph©n tÝch KT.318 cã mét tinh thÓ zircon cho kÕt qu¶ tuæi U-Pb trïng hîp ®¹t gi¸ trÞ 2541± 55 Tr.n, vµ mét nh©n kh¸c cã tuæi 860 Tr.n (H×nh 2). C¸c gi¸ trÞ tuæi cæ nµy n»m ë nh©n mµi mßn cña h¹t zircon cã cÊu tróc ph©n ®íi kÐm tù h×nh (H×nh 1a), ®îc coi lµ tuæi cña thµnh phÇn di sãt c¸c thµnh t¹o vá Tr¸i ®Êt v©y quanh thÓ magma trong qu¸ tr×nh magma kÕt tinh.NHËN XÐT Vµ KÕT LUËN
1. Tuæi kÕt tinh cña phøc hÖ S«ng Re.
Do cha cã c¸c tµi liÖu ®Þa niªn biÓu ch¾c ch¾n ®Ó minh chøng cho vÞ trÝ tuæi cña m×nh, phøc hÖ S«ng Re ë ®Þa khèi Kon Tum tríc ®©y ®· ®îc xÕp vµp nhÞp magma Proterozoi sím cïng víi c¸c phøc hÖ B¶o Hµ vµ Ca VÞnh ë T©y B¾c Bé, chñ yÕu dùa trªn c¬ së cã mèi liªn quan chÆt chÏ trong diÖn lé cña phøc hÖ víi c¸c thµnh t¹o biÕn chÊt cao cña phøc hÖ Ngäc Linh [2]. C¸c nghiªn cøu chuyªn ®Ò míi ®©y ë ®Þa khèi Kon Tum cho thÊy ho¹t ®éng biÕn chÊt cao bao gåm c¸c tíng granulit cña phøc hÖ Kan Nack vµ tíng amphibolit phøc hÖ Ngäc Linh cã tuæi Indosini (240-260 Tr.n) [4,5,7]. Nh vËy ë ®Þa khèi Kon Tum cã mÆt hai pha magma-kiÕn t¹o tÝch cùc ho¹t ®éng vµo thêi gian Ordovic-Silur (tõ 407-418 Tr.n ®Õn 440-450 Tr.n) vµ Indosini (250-260 Tr.n) [1, 3] (H×nh 3).
H×nh 2. Gi¶n ®å Tera-Wasserburg cho zircon KT.318 phøc hÖ S«ng Re
MÉu KT.318 (gneis biotit-horblend phøc hÖ S«ng Re) trong bµi nghiªn cøu nµy cã c¸c zircon ph©n ®íi tù h×nh kiÓu magma (H×nh 1c-d) ®Òu cho tuæi trïng hîp tËp trung t¹i gi¸ trÞ trung b×nh 436
± 10 Tr.n (H×nh 2). KÕt qu¶ nµy hoµn toµn phï hîp víi c¸c kÕt qu¶ míi ®©y ph©n tÝch cho c¸c ®¸ t¬ng tù thuéc phøc hÖ S«ng Re trong vïng, bao gåm SHRIMP U-Pb zircon 444± 17 Tr.n (mÉu orthogneis VN.385, Carter et al. 2001 [1]) vµ U-Pb zircon 451± 3 Tr.n (mÉu granodiorito-gneis VN.386, Nagy et al. 2001 [3]) (H×nh 3). Tõ c¸c kÕt qu¶ nµy cã thÓ kh¼ng ®Þnh tuæi nguyªn sinh (tuæi magma) cña c¸c thµnh t¹o orthogneis thuéc phøc hÖ S«ng Re trong kho¶ng 440-450 Tr.n, trÎ h¬n nhiÒu so víi vÞ trÝ tuæi Proterozoi sím ®îc xÕp tríc ®©y.2. Tuæi c¸c hîp phÇn di sãt cæ TiÒn Cambri trong c¸c thµnh t¹o magma Paleozoi
Mét kÕt qu¶ cÇn ®îc lu ý trong c¸c ph©n tÝch SHRIMP U-Pb zircon mÉu KT.318, ®ã lµ tuæi trïng hîp ®¹t gi¸ trÞ cæ 2540 Tr.n (H×nh 1, 2; mÉu ký hiÖu KT.318.02.01-02 trong B¶ng 1) vµ 860 Tr.n (H×nh 2; mÉu ký hiÖu KT.318.01.01 trong B¶ng 1). C¸c gi¸ trÞ tuæi nµy n»m trong nh©n kÕ thõa cña c¸c tinh thÓ zircon cæ. Chóng ®îc gi¶i thÝch lµ thµnh phÇn di sãt cña c¸c ®¸ v©y quanh (®¸ trÇm tÝch) khi dung thÓ magma xuyªn lªn vµ kÕt tinh. KÕt qu¶ nµy lµ b»ng chøng ghi nhËn vÒ sù cã mÆt cña hîp phÇn vá Tr¸i ®Êt cæ h¬n 2500 Tr.n trong khu vùc. Tuy nhiªn ®©y cha ph¶i lµ b»ng chøng ®Ó kÕt luËn c¸c ®¸ v©y quanh c¸c khèi x©m nhËp phøc hÖ S«ng Re (c¸c ®¸ v©y quanh nµy lµ c¸c thµnh t¹o biÕn chÊt phøc hÖ Ngäc Linh) cã tuæi cæ ®Õn 2500 Tr.n (Paleoproterozoi), v× hîp phÇn di sãt cã thÓ do nguån magma nãng ch¶y mang tõ n¬i kh¸c ®Õn trªn con ®êng di chuyÓn cña chóng tíi vÞ trÝ kÕt tinh.
3. Ho¹t ®éng magma - kiÕn t¹o ë ®Þa khèi Kon Tum trong Paleozoi
KÕt qu¶ ph©n tÝch SHRIMP U-Pb zircon trong bµi nghiªn cøu nµy cïng víi c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu chuyªn ®Ò gÇn ®©y (H×nh 3) cho thÊy c¸c mÉu orthogneis cña phøc hÖ S«ng Re (KT.318, VN.385, VN.386) cho tuæi U-Pb trong kho¶ng 440-450 Tr.n, x¸c ®Þnh tuæi kÕt tinh magma cña phøc hÖ. Gi¸ trÞ tuæi 339 Tr.n cho biotit trªn cïng mÉu VN.386 b»ng ph¬ng ph¸p Ar-Ar [3] lµ tuæi cña qu¸ tr×nh nguéi l¹nh hËu kÕt tinh, hoÆc tuæi cña mét pha nhiÖt kiÕn t¹o muén h¬n x¶y ra sau khi khèi magma ®· thµnh t¹o. Theo Nagy et al. [3] mÉu orthogneis VN.386 cã ®Æc ®iÓm th¹ch ®Þa ho¸ gÇn gòi víi magma cung nói löa (liªn quan bèi c¶nh ®íi hót ch×m). DÊu hiÖu ®ã chèng l¹i gi¶ thiÕt cho r»ng ®Þa khèi Kon Tum lµ kÕt qu¶ t¸ch gi·n rift tõ lôc ®Þa Gondwana vµ tr«i d¹t vÒ phÝa b¾c trong Paleozoi.
H×nh 3. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu tuæi ®ång vÞ phãng x¹ ë ®Þa khèi Kon Tum
Orthogneis phøc hÖ §¹i Léc: SHRIMP U-Pb zircon 418 Tr.n (1), 407 Tr.n (2) [1]. Orthogneis phøc hÖ S«ng Re: U-Pb zircon 451 Tr.n (6) [3]; SHRIMP U-Pb zircon 444 Tr.n (7) [1]; SHRIMP U-Pb zircon 436 Tr.n (KT.318; trong bµi nghiªn cøu nµy). Phøc hÖ Ngäc Linh: Sm-Nd 240-247 Tr.n (4-5) [4]. Phøc hÖ Kan Nack: U-Pb zircon 249 Tr.n (8) [3]; SHRIMP U-Pb zircon 258 Tr.n (9) [1]; CHIME U-Pb monazit 248 Tr.n (11) [5]; SHRIMP U-Pb zircon 254 Tr.n (12) [7]. Phøc hÖ Phï Mü: Sm-Nd 678 Tr.n (13) [5].
ë
r×a b¾c cña ®Þa khèi Kon Tum, trong ph¹m vi ®íi trît §µ N½ng - An §iÒm, Carter et al. [1] ®· ph©n tÝch SHRIMP U-Pb zircon cho 2 mÉu orthogneis phøc hÖ §¹i Léc cho kÕt qu¶ 407-418 Tr.n (H×nh 3), x¸c ®Þnh tuæi kÕt tinh magma cña phøc hÖ. C¸c gi¸ trÞ tuæi K-Ar vµ Ar-Ar thu ®îc trong ph¹m vi ®íi trît nµy n»m trong kho¶ng 210-245 Tr.n, x¸c ®Þnh tuæi cña pha biÕn chÊt biÕn d¹ng hËu kÕt tinh liªn quan víi ho¹t ®éng trît b»ng ph¶i cña ®íi trît x¶y ra trong thêi gian Indosini.Tõ nh÷ng dÉn liÖu trªn ®©y cã thÓ kÕt luËn r»ng trong ph¹m vi ®Þa khèi Kon Tum cã sù hiÖn diÖn cña mét pha magma-kiÕn t¹o tÝch cùc ho¹t ®éng trong kho¶ng thêi gian Ordovic (phøc hÖ S«ng Re) ®Õn Silur (phøc hÖ §¹i Léc), t¬ng øng víi thêi gian "chu kú t¹o nói Caledon".
C«ng tr×nh nµy ®îc thùc hiÖn trong khu«n khæ cña §Ò tµi khoa häc NCCB m· sè 710402 cña Héi ®ång Khoa häc tù nhiªn.
V¡N LIÖU
1. Carter A., Roque D., Bristow C., Kinny P., 2001. Understanding Mesozoic accretion in Southeast Asia: Significance of Triassic thermotectonism (Indosinian orogeny) in Vietnam. Geology, 29/3 : 211-214.
2. §µo §×nh Thôc, Huúnh Trung (chñ biªn), 1995. §Þa chÊt ViÖt Nam. TËp II. C¸c thµnh t¹o magma. Côc §Þa chÊt vµ Kho¸ng s¶n ViÖt Nam, Hµ Néi, 360 tr.
3. Nagy E.A., Maluski H., Lepvrier C., Scharer U., Phan Truong Thi, Leloup A., Vu Van Tich, 2001. Geodynamic Significance of the Kontum Massif in Central Vietnam: Composite 40Ar/39Ar and U-Pb ages from Paleozoic to Triassic. The J. of Geology, 109/6: 755-770.
4. Nakano F., Osanai Y., Owada M., Tran Ngoc Nam, Suzuki S., Kagami H., 2003. Ho¹t ®éng biÕn chÊt cña c¸c granulit mafic nhiÖt ®é siªu cao ë ®Þa khèi Kon Tum, ViÖt Nam. Chikyu Monthly, 25/3 : 236-243 (tiÕng NhËt).
5. Osanai Y., Nakano F., Owada M., Tran Ngoc Nam, Toyoshima T., Tsunogae T., Kagami H., 2003. Ho¹t ®éng biÕn chÊt vµ kiÕn t¹o cña ®Þa khèi Kon Tum, ViÖt Nam. Chikyu Monthly, 25/3 : 244-251 (tiÕng NhËt).
6. Tran Ngoc Nam, Sano Y., Terada K., Toriumi M., Phan Van Quynh, Le Tien Dung, 2001. Fisrt SHRIMP U-Pb zircon dating of granulites from the Kontum massif (Vietnam) and tectonothermal implications. J. of Asian Earth Sciences, 19 : 77-84.
7. Vò Khóc, Bïi Phó Mü (§ång chñ biªn), 1989. §Þa chÊt ViÖt Nam. TËp I. §Þa tÇng. Tæng côc Má vµ §Þa chÊt, Hµ Néi.