X¸C §ÞNH §IÒU KIÖN THµNH T¹O GRANIT Bµ Nµ TH¤NG QUA MéT Sè KÕT QU¶ NGHI£N CøU §åNG VÞ 18O, 2H Vµ Sr
NGUYÔN TRUNG MINH
ViÖn §Þa chÊt, ViÖn KH & CN VN, Hoµng Quèc ViÖt, CÇu GiÊy, Hµ Néi
Tãm t¾t:
§Ó nghiªn cøu ®iÒu kiÖn ®Þa ho¸ thµnh t¹o khèi magma ta cã thÓ sö dông ph¬ng ph¸p ®ång vÞ oxy 18 vµ deuteri 2 kÕt hîp víi kÕt qu¶ ph©n tÝch vÕt Rb-Sr.Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n chung toµn cÇu ®èi víi d D th× níc ma tham gia qu¸ tr×nh thµnh t¹o ®¸ magma khu vùc §«ng Nam ¸ lµ kho¶ng -60± 20‰. KÕt qu¶ d DH O khèi granit Bµ Nµ lµ -90‰ n»m ngoµi ®êng møc trªn. KÕt qu¶ nµy hoµn toµn phï hîp víi ®ång vÞ oxy. Granit Bµ Nµ ®îc thµnh t¹o ë nhiÖt ®é 7000C vµ tham gia vµo qu¸ tr×nh thµnh t¹o ®¸ lµ níc "trung gian". QuÆng thiÕc cassiterit Bµ Nµ ®îc t¹o thµnh ë nhiÖt ®é 3800C vµ tham gia vµo qu¸ tr×nh thµnh t¹o quÆng còng lµ níc "trung gian".
Tæ hîp ph¬ng ph¸p ®ång vÞ bÒn v÷ng oxy vµ hydro lµ nh÷ng ph¬ng ph¸p ®ång vÞ tiªn tiÕn vµ cã ®é tin cËy cao hiÖn nay cã thÓ cho c¸c kÕt qu¶ x¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn thµnh t¹o cña granit cña c¸c phøc hÖ kh¸c nhau.
Khèi granit Bµ Nµ thuéc phøc hÖ Bµ Nµ [3], n»m ë phÝa t©y nam §µ N½ng, cã diÖn tÝch gÇn 30 km2. Khèi gåm 2 pha x©m nhËp vµ pha ®¸ m¹ch, cã d¹ng vßm ®¼ng thíc. Pha 1 – granit biotit giµu th¹ch anh, pha 2 – granit alaskit vµ aplit, pha ®¸ m¹ch – pegmatit turmalin. Khèi nµy xuyªn c¾t vµ g©y sõng ho¸ hÖ tÇng A V¬ng. Theo c¸c nhµ ®Þa chÊt th× c¸c khèi kh¸c cña phøc hÖ Bµ Nµ ®Òu cã thµnh phÇn vµ cÊu t¹o t¬ng tù khèi Bµ Nµ.
d
18O (% o) = 1000[(18O/16O) mÉu/(18O/16O)SMOW - 1]§Ó nghiªn cøu ®iÒu kiÖn thµnh t¹o c¸c ®¸ magma ta cã thÓ sö dông ph¬ng ph¸p ®ång vÞ oxy 18 vµ hydro 2 (deuteri) kÕt hîp víi kÕt qu¶ ph©n tÝch vÕt Rb-Sr.
Sr-Rb ®îc x¸c ®Þnh b»ng ph¬ng ph¸p pha lo·ng ®ång vÞ víi ®é chÝnh x¸c 0,01% cho Sr vµ 1% cho Rb [2].
Oxy ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së ph¬ng ph¸p t¸ch oxy trong mÉu nhê muèi phosphor, sau ®ã ®îc ®a lªn m¸y khèi phæ kÕ ®Ó ®o
d 18O so víi chuÈn níc biÓn (SMOW). §é chÝnh x¸c ± 0,2‰.Thµnh phÇn ®ång vÞ oxy cña mÉu so víi níc biÓn chuÈn ®îc thÓ hiÖn b»ng c«ng thøc sau:
Thµnh phÇn ®ång vÞ deuteri trong biotit vµ muscovit còng ®îc ®o trªn m¸y khèi phæ kÕ víi ®é chÝnh x¸c
± 5‰.d
D(% o) = 1000[(D/H) mÉu/(D/H) SMOW - 1]Gi¸ trÞ
d 18O cña granit biotit h¹t võa vµ h¹t lín khèi Bµ Nµ dao ®éng tõ +7,8 ®Õn +9,5‰, t¬ng øng granit kh«ng biÕn chÊt (+8,0 ¸ +10,0‰). TØ lÖ 87Sr/86Sr dao ®éng trong kho¶ng 0,724254 ¸ 0,953390, gi¸ trÞ nµy cao h¬n 0,705 thÓ hiÖn granit Bµ Nµ cã nguån gèc vá (xem b¶ng 1).
Theo thµnh phÇn ®ång vÞ oxy cña c¸c kho¸ng vËt n»m ë thÕ c©n b»ng cã thÓ tÝnh ®îc nhiÖt ®é t¬ng øng. Hµm sè biÓu thÞ sù phô thuéc gi÷a nhiÖt ®é vµ ®ång vÞ ®îc thÓ hiÖn nh sau:
B¶ng 1. KÕt qu¶ ph©n tÝch ®ång vÞ oxy
d 18O vµ deuteri d D c¸c granit vïng Bµ Nµ, miÒn Trung Trung Bé|
MÉu |
Kho¸ng vËt |
d 18O ‰ (SMOW) |
d D ‰ (SMOW) |
ToC®ång vÞ |
KÕt qu¶ tÝnh H2O |
||
|
d 18O‰ |
d D ‰ |
||||||
|
BN14 Granit Bµ Nµ |
Biotit |
+2,1 |
-128 |
700 |
+8,7 |
-98 |
|
|
Th¹ch anh |
+9,1 |
||||||
|
Felspath |
-2,6 |
||||||
|
BN20 Gneis Bµ Nµ |
Muscovit |
+7,7 |
-107 |
690* |
-90 |
||
|
Th¹ch anh |
+9,3 |
380 |
+4,3 |
||||
|
Cassiterit |
-0,2 |
||||||
* KÕt qu¶ nµy h¬i cao h¬n nhiÖt ®é kÕt tinh thùc tÕ T = 5000C cña ®¸ gneis.
§èi víi cÆp kho¸ng vËt th¹ch anh - muscovit, th¹ch anh - biotit vµ mét sè cÆp kho¸ng vËt kh¸c cã thÓ sö dông ®êng cong thùc nghiÖm cña Botting & Javoy, ®èi víi cÆp th¹ch anh - cassiterit theo ®êng cong thùc nghiÖm cña Polyakov & Clayton [4].
Trªn c¬ së c¸c gi¸ trÞ ®ång vÞ bÒn oxy vµ hydro thu ®îc ta thÊy cÆp ®¬n kho¸ng th¹ch anh - biotit cña khèi granit Bµ Nµ n»m ë tr¹ng th¸i c©n b»ng, cßn cÆp ®¬n kho¸ng th¹ch anh - muscovit cña ®¸ gneis bÞ mÊt c©n b»ng. Nhãm 3 kho¸ng vËt th¹ch anh - muscovit - cassiterit cña ®¸ trong vïng t¹o quÆng n»m ë thÕ c©n b»ng. C¸c kÕt qu¶ nµy ®îc ¸p lªn c¸c ®êng cong thùc nghiÖm trªn tÝnh ®îc kÕt qu¶ sau:
Granit Bµ Nµ ®îc thµnh t¹o ë nhiÖt ®é T = 7000C víi sù tham gia cña níc d 18OH2O = +8,7‰ vµ d DH2O = -98‰, t¬ng øng níc tham gia vµo qu¸ tr×nh thµnh t¹o ®¸ lµ níc "trung gian". Níc "trung gian" nµy lµ níc ma ®· cã, tån t¹i trªn mÆt vµ thÊm qua c¸c líp ®Êt ®¸ sau ®ã míi tham gia vµo qu¸ tr×nh thµnh t¹o ®¸ vµ quÆng cassiterit.
Trong ®¸ gneis Bµ Nµ (BN20): d 18O cña cÆp kho¸ng vËt th¹ch anh - muscovit cho nhiÖt ®é thµnh t¹o h¬i cao T = 6900C. KÕt qu¶ nµy cho thÊy ®· cã sù ph¸ vì c©n b»ng ®ång vÞ oxy ë trong ®¸ nµy. Còng trong ®¸ gneis nµy d 18O cña cÆp kho¸ng vËt th¹ch anh – cassiterit cho nhiÖt ®é thµnh t¹o T = 3800C cã sù tham gia cña níc "trung gian" víi d 18OH O = +4,0‰ vµ d DH O = -90‰.
§èi víi vïng t¹o quÆng cassiterit nhãm 3 kho¸ng vËt th¹ch anh - muscovit - cassiterit ë thÕ c©n b»ng vµ nhiÖt ®é thµnh t¹o quÆng ®îc x¸c ®Þnh lµ T = 330-3600C víi d18OH O = +5,0‰ vµ dDH O = -98‰, vµ níc tham gia qu¸ tr×nh t¹o quÆng còng lµ níc "trung gian".
ë
giai ®o¹n sau, dung dÞch chøa Ýt thiÕc (d18O = -0,2‰), nhiÖt ®é thµnh t¹o T = 3800C vµ tÝnh ®îc d18OH O = +4,0 ‰ vµ dDH O = -90‰. §iÒu nµy chøng tá r»ng cassiterit thµnh t¹o trong ®iÒu kiÖn cã sù tham gia cña níc "trung gian" (d18OH O tõ +1‰ ®Õn +25‰ vµ dDH O = -90‰).Tõ c¸c gi¸ trÞ 18O (th¹ch anh - biotit, th¹ch anh - muscovit vµ th¹ch anh - cassiterit) vµ D (muscovit-biotit-níc) ta tÝnh ®îc gi¸ trÞ
d18O vµ dD cña dung dÞch níc tham gia vµo qu¸ tr×nh t¹o kho¸ng vËt granit Bµ Nµ (xem b¶ng). KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho ®¸ gneis ®èi víi cÆp kho¸ng vËt th¹ch anh - muscovit cao h¬n so víi thùc tÕ, cho thÊy c¸c kho¸ng vËt ®îc thµnh t¹o theo thø tù, muscovit kÕt tinh muén h¬n (kÕt tinh ë nhiÖt ®é 5000C).Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n chung toµn cÇu ®èi víi
d D th× níc ma tham gia qu¸ tr×nh thµnh t¹o ®¸ magma khu vùc §«ng Nam ¸ lµ kho¶ng -60± 20‰. KÕt qu¶ d DH2O khèi granit Bµ Nµ lµ -90‰ n»m ngoµi ®êng møc trªn. KÕt qu¶ nµy hoµn toµn phï hîp víi ®ång vÞ oxy - thµnh t¹o trong ®iÒu kiÖn cã sù tham gia cña níc "trung gian".KÕT LUËN
: Granit Bµ Nµ ®îc thµnh t¹o ë nhiÖt ®é 7000C vµ níc tham gia vµo qu¸ tr×nh thµnh t¹o ®¸ lµ níc "trung gian". QuÆng thiÕc cassiterit Bµ Nµ ®îc t¹o thµnh ë nhiÖt ®é 3800C vµ tham gia vµo qu¸ tr×nh thµnh t¹o quÆng còng lµ níc "trung gian".V¡N LIÖU
1. Nguyen Trung Minh, Petrova A. Yu., Shukolyukov Yu.A., Karpenko S. F., Furzan M. M., 2000. Izotopnyi Rb-Sr vozrast massiva Ba Na i svyazannogo s nim Sn orudenenyia, Sentralnyi Vietnam. Tezis doklada 1oi Rossiskoi konferensii po izotopnoi geokhronologii: 249-252. Moskva.
2. NguyÔn Trung Minh. KÕt qu¶ x¸c ®Þnh tuæi khèi Bµ Nµ, miÒn Trung ViÖt Nam b»ng ph¬ng ph¸p ®ång vÞ Rb-Sr. TC §Þa chÊt, A/277: 68-70/. Hµ Néi.
3. NguyÔn V¨n Trang (chñ biªn), 1996. B¶n ®å ®Þa chÊt vµ kho¸ng s¶n ViÖt Nam, tû lÖ 1:200.000. §Þa chÊt vµ kho¸ng s¶n tê Híng Ho¸ - HuÕ - §µ N½ng. Côc §Þa chÊt ViÖt Nam, Hµ Néi.
4. Polyakov V.B., Clayton R.N., Xu and Mineev S.D., 2000. Data on Cp + Moessbauer data. Personal Communication.