Đặc điểm thạch địa hóa các đá magma gabbro khu vực Hiệp Đức: Bằng chứng về magma cung lục địa giai đoạn Cambri muộn

Chia sẻ: Tưởng Trì Hoài | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

4
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong nghiên cứu "Đặc điểm thạch địa hóa các đá magma gabbro khu vực Hiệp Đức: Bằng chứng về magma cung lục địa giai đoạn Cambri muộn", chúng tôi trình bày các nghiên cứu tổng hợp thực địa, thạch học, địa hóa các đá mafic Ngọc Hồi để làm sáng tỏ bản chất kiến tạo của các đá này. Kết quả địa thời gian của U-Pb zircon cho thấy các magma hình thành vào Paleozoi sớm (~500 trn.). Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đặc điểm thạch địa hóa các đá magma gabbro khu vực Hiệp Đức: Bằng chứng về magma cung lục địa giai đoạn Cambri muộn

HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC KHOA HỌC TRÁI ĐẤT VÀ TÀI NGUYÊN VỚI PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG (ERSD 2022) Đặc điểm thạch địa hóa các đá magma gabbro khu vực Hiệp Đức: Bằng chứng về magma cung lục địa giai đoạn Cambri muộn Ngô Xuân Thành1,2*, Nguyễn Quốc Hưng1,2, Phan Văn Bình, Bùi Thị Thu Hiền 1 Trường Đại học Mỏ - Địa chất 2 Nhóm nghiên cứu mạnh "Kiến tạo và Địa động lực với Tài nguyên Địa chất, Môi trường và Phát triển bền vững", trường Đại học Mỏ - Địa chất TÓM TẮT Đới khâu Tam Kỳ –Phuộc Sơn (TPSZ) nằm ở trung tâm Đông Dương, phía bắc giáp đai tạo núi Trường Sơn và phía nam địa khối núi Kon Tum. Trong phần bắc TPSZ, các đá gabro - diorit chứa horblende và biotit được gọi là phức hệ Ngọc Hồi, lộ ra dưới dạng một số khối nhỏ cùng với các đá trầm tích và magma biến chất và tích biến dạng cao. Trong nghiên cứu này, chúng tôi trình bày các nghiên cứu tổng hợp thực địa, thạch học, địa hóa các đá mafic Ngọc Hồi để làm sáng tỏ bản chất kiến tạo của các đá này. Kết quả địa thời gian của U-Pb zircon cho thấy các magma hình thành vào Paleozoi sớm (~500 trn.). Thành phhần địa hóa các đá gabbro-diorit cho thấy hàm lượng TiO2 thấp (0,68 - 0,98%), Mg # (48,16 - 51,78), và các nguyên tố đất hiếm nhẹ được làm giàu (LREE) ((La / Yb) N = 3,10 - 7,64), và có sự dị thường âm các nguyên tố trường lực mạnh như Nb, Ta và Ti. Các kết quả địa hóa phù hợp với magma hình thành trong rìa lục địa hoạt động. Kết quả của chúng tôi cùng với địa chất khu vực của Khối Đông Dương chỉ ra rằng hoạt động hút chìm dưới địa khối Kon Tum bắt đầu từ trước ~ 520 trn. và kéo dài cho đến khoảng. 440 trn. trước đây hình thành một quần thể magma cung đảo và cung lục địa ở rìa phía bắc địa khối Kon Tum. Từ khóa: Kon Tum, Trường Sơn, Đông Dương, Cung lục địa. 1. Giới thiệu Đới khâu Tam Kỳ-Phước Sơn (TPSZ) được cho là ranh giới kiến tạo giữa khối Kon Tum ở phía nam và khối Trường Sơn ở phía bắc được hình thành trong Paleozoi sớm (Trần Văn Trị, Vũ Khúc, 2009). Đới khâu kéo dài khá liên tục từ thành phố Tam Kỳ đến huyện Phước SơnQuảng Nam (Trần và nnk., 2014). Về phía đông, đới khâu này biến mất dưới Biển Đông Việt Nam và về phía tây chúng nối với đới khâu Poko (Trần và nnk., 2014). Trong TPSZ, các đá biến chất và biến dạng cao và magma được 5 đơn vị chính: Hệ tầng Khâm Đức và phức hệ Hiệp Đức phân bố chủ yếu phía nam đới khâu và hệ tầng Núi Vu, phức hệ Ngọc Hồi, Điêng Bông phân bố chủ yếu phần phía bắc của đới khâu. Các thành tạo địa chất được xếp vào hệ tầng Khâm Đức bao gồm các tập đá hoa mỏng, đá phiến sét, phiến quazit, các tập đá phiến lục và amphibolit. Usuki và nnk. (2009) xác định các đá amphibolit trong hệ tầng Khâm Đức đã chịu một sự kiện biến chất có áp suất trung bình, nhiệt độ cao trong Paleozoi sớm (460 trn.), tiếp theo là một sự kiện biến chất có nhiệt độ trung bình áp suất cao vào khoảng thời gian. 450 trn. Phức hệ Hiệp Đức gồm các thành tạo dạng thấu kính kiến tạo serpentinit nằm trong hệ tầng Khâm Đức được cho là thành tạo siêu mafic hình thành trong đới sau cung (Izokh và nnk., 2006). Các đá thuộc hệ tầng Núi Vũ bao gồm các đá phun trào (thành phần mafic đến felsic) xen kẽ trong đá cát kết dạng quzit và phiến sét, phiến amphibolit, trong khi nhiều loại đá xâm nhập dạng thấu kính meta-pyroxenit, gabbro, plagiogranit và tonalit tồn tại dạng dải, thấu kính kiến tạo trong hệ tầng Núi Vú (Trần Văn Trị và Vũ Khúc, 2009). Số liệu địa hóa và tuổi U-Pb zircon của các đá plagiogranit phức hệ Điêng Bông khu vực Tam Kỳ xác nhận chúng được hình thành ở cung đảo khoảng. 502–518 trn trước (Nguyễn Minh Quyền và nnk., 2019). TPSZ được coi là một đới mélange kiến tạo, trong đó các thành phần thạch học khác nhau đã có sự xáo trộn, biến chất, biến dạng mạnh mẽ do hoạt động kiến tạo tác động vào giai đoạn Paleozoi sớm và các pha biến dạng về sau (Trần Thanh Hải và nnk., 2014). Mặc dù các thành tạo siêu mafic, amphibolit trong TPSZ được coi là những thành tạo thuộc một tổ hợp ophiolit (ophiolit Tam Ky – Phước Sơn). Mặc dù vậy, cho đến nay nguồn gốc kiến tạo của đá amphibolit trong TPSZ vẫn còn là một bí ẩn. Hiểu được nguồn gốc của * Tác giả liên hệ Email: ngoxuanthanh@humg.edu.vn 55
magma trong TPSZ là chìa khóa để hiểu mối quan hệ địa động lực thời kỳ Paleozoi sớm giữa địa khối Kon Tum và Trường Sơn cùng như tiến hóa lục địa cổ cổ khối Đông Dương. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày về đặc điểm thạch học, địa hóa và tuổi U-Pb zircon của các thành tạo meta-gabbro thuộc phức hệ Ngọc Hồi khu vực Hiệp Đức. Chúng tôi đã thực hiện khảo sát nghiên cứu dọc theo quốc lộ 14E từ Thăng Bình đi Phước Sơn. Dọc theo quốc lộ chúng tôi đã phát hiện một số vết lộ đá gabro và plagiogranit. Các đá gabbro bị phiến hóa khá mạnh mẽ, cấu tạo phiến dẻo dạng mylonit với phương kéo dài TB-ĐN đến á vĩ tuyến và bị biến chất thấp. 10 mẫu gabbro có chất lượng tốt được thu thập từ vết lộ địa chất các mỏm dốc cắt đường (Hình 1c). 2. Kết quả và thảo luận 2.1. Kết quả thạch học Quan đặc điểm thạch học bằng kính hiển vi cho thấy đá bị biến đổi khá nhiều. Các mẫu tươi tốt nhất có thành phần chủ yếu bao gồm pyroxene xiên hạt trung bình, plagioclas, amphibol, thạch anh (
2.3. Thảo luận Đặc điểm phân bố đường địa hóa nguyên tố đất hiếm (REE) và đường đối sánh MORB của đá mafic phản ánh nguồn gốc và / hoặc quá trình magma của chúng trong quá trình tiến hóa magma (Boynton, 1984). Sự biến thiên tương đồng trên đường chuẩn hóa Chondrit và MORB trong các mẫu nghiên cứu chúng có sự biến thiên song song và tương đồng, đặc điểm này xác định các mẫu nghiên cứu có cùng đặc điểm nguồn gốc và hình thành trong cùng điều kiện kiến tạo. Magma thành phần mafic được cho là hình thành do nguồn nóng chảy từ manti, tuy nhiên tùy thuộc vào bản chất kiến tạo, độ sâu nguồn có thể khác nhau, có những loại magma nội mảng kiểu điểm nóng hoặc magma dòng lũ có thể nguồn xuất phát từ manti garnet. Magma nghiên cứu có các tỷ lệ địa hóa (La / Yb) N, (Gd / Yb)N, và (Tb / Yb)N của chúng theo thứ tự dao động trong 2,10 – 5,45, 1,29 - 1,55 và 1,00 - 1,36. Các tỷ lệ này thấp hơn nhiều so với các magma có nguồn gốc từ vùng garnet (La / Yb) N> 20 (Martin, 1987); (Gd / Yb) N> 2 và (Tb / Yb) N> 1,8 (Rooney, 2010)), nhưng tương đối cao so với nguồn manti spinel. Sự kết hợp của tất cả các đặc điểm địa hóa từ nghiên cứu này cho thấy rằng chúng có thể đã được hình thành từ nóng chảy nguồn lherzolit manti chuyển tiếp gần đới chứa garnet và spinel. Các tỷ lệ nguyên tố địa hóa Y/Nb (2,39 - 8,08), Nb/Zr (0,05 - 0,09) và La/Zr (0,13 - 0,56) từ các mẫu nghiên cứu cho thấy các đá magma có sự tác động của nguồn vật chaatr vỏ trong quá trình hình thành (Weaver và nnk., 1971). Tương tự, các tỷ lệ địa hóa Lu/Yb là 0,15 - 0,17 nằm giữa kiểu manti spinel (0,14 - 0,15) và giá trị này trong lớp vỏ lục địa (0,1 6– 0,18, Sun và McDough, 1989). Tuy nhiên, sự tương đồng các giá trị này giữa các mẫu được lấy ở các vị trí khác nhau cho phép xác định sự hỗn nhiễm vật chất vỏ được thành tạo trong nguồn manti. Trong quá trình kiến tạo này, các vật chất từ nguồn vỏ nông đã được đưa vào trong nguồn manti là tạo nên vật liệu nóng chảy đi lên để hình thành nên các đá mafic, điển hình của đá magma mafic được hình thành trong đới hút chìm. Xét về đặc điểm địa hóa, các mẫu nghiên cứu có một số đặc điểm liên quan đến hút chìm, chẳng hạn như hàm lượng Cs, Ba, Th, U và LREE được làm giàu so với HFSE (ví dụ: Ti, Nb, Ta) và HREE (Hình 2a, b). Đặc điểm địa hóa này hoàn toàn khác khác với các đá magma từ sống núi giữa đại dương và trong magma nội mảng (Castillo, 2012; Hawkesworth và nnk., 1991; Kelemen và nnk., 1993, 2003). Sự phong phú trong Cs, Ba, Th, U, Pb và LREE có thể được hiểu là kết quả của việc đưa các chất lỏng từ thạch quyển và / hoặc trầm tích dưới đáy đại dương vào đới nêm tăng trưởng trong cấu trúc hút chìm (Class và nnk., 2000; Hawkesworth và nnk., 1991; Miller và Mittlefehldt, 1984; Ringwood, 1990). Sự hiện diện của các dị thường âm Ti, Nb và Ta trong các loại đá này có thể được giải thích bằng sự tương tác giữa vật liệu nóng chảy di cư vào trong nêm manti đới hút chìm kết hợp với sự hiện diện của rutil còn sót lại trong quá trình nogs chảy của vật liệu manti (Kelemen và nnk., 1990; Garrido và nnk., 2005). Hình 3. Biểu đồ phân chia các trường kiến tạo các đá magma phức hệ Núi Ngọc. 57
Tỷ lệ tương đối cao (Hf/Sm)N (0,32 –1,27) và (Ta/La)N (0,13–0,85) thể hiện các đá magma được hình thành liên quan đến hoạt động hỗn nhiễm giữa vật chất vỏ nông với manti nghèo kiệt thông qua quá trình hút chìm. Trên các biểu đồ đối sánh với các trường kiến tạo cho thấy tỷ lệ Ti/V thấp, điển hình kiểu magma liên quan đến hoạt động hút chìm (Hình 3a). Trên biểu đồ tương quan ba cấu tử Th-Zr-Nb (Hình 3b) thể hiện sự nghèo kiệt Zr, Nb so với Th, hoàn toàn tương đồng với kiểu magma liên quan đến hoạt động hút chìm. Tất cả các bằng chứng trên cho phép nhận định các thành tạo magma nghiên cứu được hình thành liên quan đến hoạt động hút chìm giai đoạn Paleozoi sớm trong địa khối Kum Tum. Hoạt động hút chìm bao gồm kiểu cung đảo, là hoạt động hút chìm giữa hai mảng kiến tạo đại dương, và kiểu cung lục địa, là hoạt động hút chìm giữa thạch quyển đại dương xuống dưới mảng lục địa nằm trên. Trong địa TPSZ, các thành tạo magma plagioclanit tuổi Cambri muộn khu vực Tam Kỳ đã được báo cáo là những thành tạo liên quan đến hoạt động hút chìm kiểu cung đảo dưới khối Trường Sơn (Nguyễn Minh Quyền và nnk., 2019). Các mẫu nghiên cứu cho thấy các mẫu LREE được làm giàu tương đối mạnh với các dị thường dương Th và U, điển hình cho kiểu magma liên quan đến cung lục địa và trái ngược với các mẫu của magma tholeiitic trong cung đảo kiểu Troodos (Taylor và nnk., 1992), hoặc các đá núi lửa vòng cung đảo thấp và trung bình-K (Winter, 2001). Để làm rõ hơn môi trường liên quan đến sự hình thành các đá magma kiểu hút chìm trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng các biểu đồ tương quan tỷ số địa hóa được đưa ra bởi Condie (1989) và Pearce (2008). Theo đó, các đá magma liên quan đến cung lục địa thường có Nb/Yb> 1, tỷ lệ La/Yb và Th/Yb cao, trong khi magma cung đại dương chủ yếu có tỷ số Nb/Yb
dehydration of antigorite-serpentinite:Implications for subduction magmatism. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 6, Q01J15. Hawkesworth, C.J., Hergt, J.M., Ellam, R.M., McDermott, F., 1991. Element fluxes associated with subduction related magmatism. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series A 335, 393-405. Izokh, A.E., Tran, T.H., Ngo, T.P., Tran, Q.H., 2006. Ophiolite ultramafic-mafic associations in the northern structure of the Kon Tumblock (central Vietnam). Journal of Geology 28, 20-26. Kelemen, P.B., Shimizu, N., Dunn, T., 1993. Relativedepletion of niobium in some arc magmas and the continental crust: partitioning of K, Nb, La, and Ce during melt/rock reaction in the upper mantle. Earth and Planetary Science Letters. 120, 111-134. Kelemen, P.B., Yogodzinski, G.M., Scholl, D.W., 2003. Along strike variation in lavas of the Aleutian island arc: implications for the genesis of high Mg# andesite and the continental crust. In AGU Monograph (ed. J. Eiler). American Geophysical Union. Martin, H., 1987. Petrogenesis of Archean trondhjemites, tonalites and granodiorites from eastern Finland: major and trace element geochemistry. Journal of Petrology 28, 921-953. Miller, C.F., Mittlefehldt, D.W., 1984. Extreme fractionation in felsic magma chambers: a product of liquid-state diffusion or fractional crystallization? Earth and Planetary Science Letters, 68, 151-158. Nguyen, M.Q., Feng, Q., WeiZi, J., Zhao, T., Tran, T.H., Ngo, X.T., Tran, M.D., Nguyen, Q.H., 2019. Cambrian intra-oceanic arc trondhjemite and tonalite in the Tam Ky-Phuoc Son Suture Zone, central Vietnam: Implications for the early Paleozoic assembly of the Indochina Block. Gondwana Research 70, 151-170. Nguyen, H. T., Zong, K., Liu, Y., Yuan, Y., Pham, T. H., Le, T. D., Pham, M., 2021. Early Paleozoic Arc Magmatism and Accretionary Orogenesis in the Indochina Block, Southeast Asia. The Journal of Geology 129, p. 33–48. Pearce, J.A., 2008. Geochemical fingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classifi cation and the search for Archean oceanic crust: Lithos 100, 14-48. Ringwood, A.E., 1990. Slab-mantle interactions, 3. Petrogenesis of intraplate magmas and structure of the upper mantle. Chemical Geology 82, 187-207. Rooney, T.O., 2010. Geochemical evidence of lithospheric thinning in the southern Main Ethiopian Rift. Lithos 117, 33-48. Sun, S.S., McDonough, W.F., 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts; implications for mantle composition and processes. In: Magmatism in the ocean basins. Saunders, A.D. and Norry, M.J. (Editors), Geological Society of London 42, 313-345. Taylor, R.N., Murton, B.J., Nesbitt, R.W., 1992. Chemical transects across intra-oceanic arcs: implications for the tectonic setting of ophiolites. In: Parson, L.M., Murton, B.J., & Browning, P.J. (eds.) Ophiolites and their Modern Oceanic Analogues. Geological Society, London, Special Publications 60, 117-32. Tran, T. H., Zaw, K., Halpin, J.A., Manaka, T., Meffre, S., Lai, C.K., Lee, Y., Le, H.V., Dinh, S., 2014. The Tam Ky-Phuoc Son shear zone in Central Vietnam: tectonic and metallogenic implications. Gondwana Research 26, 144-164. Tran, V.T., Vu, K., (Eds.), 2011. Geology and Earth Resources of Vietnam. Publishing House for Science and Technology, Hanoi, Vietnam 645pp. Usuki, T., Lan, C.Y., Yui, T.F., Iizuka, Y., Vu, T.V., Tran, T.A., Okamoto, K., Wooden, J.L., Liou, J.G., 2009. Early Paleozoic medium-pressure metamorphism in central Vietnam: evidence from SHRIMP U-Pb zircon ages. Geosciences Journal 13, 245-256. Weaver, S.D., Sceal, J.C., Gibson, I.L., 1971. Trace element data relevant to the origin of trachytic and pantenlleritic lavas in the East African Rift System. Contributions to Mineralogy and Petrology 36, 181- 194. Winter, J.D., 2001. An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. By Prentice-Hall Inc. 697 pp, ISBN 0-13-240342-0. 59
ABSTRACT Petrological and geochemical characteristics of gabbroic magma Hiep Duc area: Evidence of late Cambrian continental arc magma Ngo Xuan Thanh1,2*, Nguyen Quoc Hung1,2, Phan Van Binh, Bui Thi Thu Hien 1 Hanoi University of Mining and Geology 2 Key research group "Tectonics and Geodynamics for Geo-resources, Environment and Sustainable Development", Hanoi University of Mining and Geology. The Tam Ky – Phuoc Son Suture Zone is located in the central Indochina Block, it bounds the Truong Son Belt and the Kon Tum Massif (KTM). In the southern The Tam Ky – Phuoc Son Suture Zone, complexes of hornblende- and biotite- bearing gabbro that was termed as Ngoc Hoi complex, which are exposed as some isolated blocks together with highly deformed meta-igneous and meta-sedimentary rocks of the Nui Vu Complex. In this paper, we present updated integrated field observations, petrographic data, whole-rock geochemistry of the meta-gabbro/diorite in the Hiep Duc area to unravel the early Paleozoic magmatic events within the Indochina Block. The rocks contain low TiO2 (0,68 - 0,98%) content and low Mg # (48,16 - 51,78), enriched LREE ((La / Yb) N = 3,10 - 7,64), and depleted in HFSE (e.g. Nb, Ta và Ti). In combination all characteristics of the analyzed samples, the magmatisms are consistent to those formed in a continental arc tectonic setting. Our results together with the regional geological characteristics within the Kon Tum massif indicate that subduction activity under the Kon Tum massif, which was lasted during ca. 520 – 440 Ma, to formed an island and continental arc magmatism in the northern portion of of the Kon Tum massif. Keywords: Continental arc; Indochina Block; Kon Tum, Truong Son Belt. 60