Phân loại đá magma

Chia sẻ: Pham Tien Si | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

575
lượt xem 92
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

2. Sử dụng tài liệu địa hoá trong nghiên cứu đá magma Trong nghiên cứu đá magma, sử dụng các nguyên tố chính và nguyên tố vết để giải quyết 3 nhiệm vụ: 1) Phân loại đá magma; 2) Nghiên cứu quy luật tiến hoá magma và 3) Xác định bối cảnh địa động hình thành magma.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Phân loại đá magma

2. Sử dụng tài liệu địa hoá trong nghiên cứu đá magma Trong nghiên cứu đá magma, sử dụng các nguyên tố chính và nguyên tố vết để giải quyết 3 nhiệm vụ: 1) Phân loại đá magma; 2) Nghiên cứu quy luật tiến hoá magma và 3) Xác định bối cảnh địa động hình thành magma. 2.1. Phân loại các đá magma Có nhiều cách để phân loại các đá magma, như ng chủ yếu dựa trên: - Thành phần khoáng vật của đá (thạch học), - Thành phần hoá học. Phân loại theo thạch học được trình bày trong các giáo trình thạch học. Các bạn có thể tự tìm hiểu. 2.1.1. Phân loại chung các đá magma. a) Biểu đồ (Na2O+K2O) - SiO2 (còn gọi là biểu đồ TAS) của Le Maitre (1989) (Hình 2.2), được xây dựng trên cơ sở 24.000 đá núi lửa tư ơi hoặc ít biến đổi (vì khi biến đổi tổng lượng kiềm thay đổi khá nhiều). Cần chú ý số liệu thạch hoá khi đư a lên biểu đồ TAS cần tính ra 100% sau khi loại bỏ hàm lượng nước và khí CO2. Trên biểu đồ này chỉ ra các trư ờng đá núi lửa khác nhau với các tên đá được thừa nhận phổ biến. Tuy vậy, một số trư ờng, nếu không có các thông số bổ sung thì không thể định danh được tên đá. Ví dụ, trường bazanit và tefrit hoặc trachyt và trachydacit b) Biểu đồ (Na2O+K2O)-SiO2 của Cox và nnk (1979), Wilson (1989) (Hình 2.3) dùng cho đá xâm nhập. Biểu đồ này có ý nghĩa thực tiễn to lớn, bởi vì các biểu đồ khác không thể bao hàm toàn bộ các đá xâm nhập.
Hình 2.3. Biểu đồ (Na2O+K2O) - SiO2 của Cox và nnk. (1979), được Wilson bổ sung (1989) dành cho các đá xâm nhập. Đường cong đậm nét phân chia các đá kiềm ở trên và á kiềm ở dưới. So sánh hai biểu đồ trên cho thấy ranh giới các trư ờng đá xâm nhập và các đá núi lửa t ương ứng không trùng nhau. c) Biểu đồ SiO2-MgO (Malyuk B.I., Sivoronov A.A., 1984) (Hình 2.4) dùng để phân chia các đá núi lửa. Đáng chú ý trên biểu đồ này định rõ hai tr ường komatit siêu mafic và komatit mafic cũng như các tr ường meimechit và boninit bên cạnh những đá núi lửa bình thường khác. d) Phân loại các đá magma trên cơ sở sử dụng cation * Biểu đồ R1-R2 của De la Roche ... (1980) dùng để phân loại các đá núi lửa (Hình 2.5a) và xâm nhập (Hình 2.5b) trên cơ sở tỉ lệ cation (được tính ra milication). Trên biểu đồ hai biến số: R1 = 4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti) là hoành độ và R2 = 6Ca+ 2Mg+Al là tung độ. Chú ý ở đây Fe là tổng lượng sắt Hư ớng dẫn cách tính chuyển từ % trọng lượng các oxid sang millication xin xem ví dụ ở Bảng 2.1 Sơ đồ phân loại của De la Roche có nhiều ư u thế:
• Toàn bộ các nguyên tố chính của đá đều được sử dụng để phân loại; • Sơ đồ chung để áp dụng cho tất cả các kiểu đá magma; • Thành phần khoáng vật cũng có thể biểu diễn trên biểu đồ cho phép so sánh một cách rõ ràng giữa tài liệu khoáng vật và hoá học; • Mức độ bão hoà silic và thay đổi thành phần felspat có thể được thể hiện trên biểu đồ này. Bảng 2.1. Cách tính chuyển % trọng lượng oxid sang millication Oxid Trọng lượng oxid (%) Trọng lượng mol Số cation Tỉ lệ cation Millication SiO2 62,25 60,09 1,00 1,03594 1035,94 TiO2 0,80 79,90 1,00 0,01001 10,01 Al2O3 16,90 101,96 2,00 0,33150 331,50 Fe2O3 1,55 159,69 2,00 0,01941 19,41 FeO 3,69 71,85 1,00 0,05136 51,36 MnO 0,08 70,94 1,00 0,01007 10,07 MgO 2,67 40,30 1,00 0,06625 66,25 CaO 4,70 56,08 1,00 0,08381 83,81 Na2O 3,02 61,98 2,00 0,09745 97,45 K2O 2,66 94,20 2,00 0,05648 56,48 P2O5 0,25 141,95 2,00 0,00352 R1= 4Si – 11(Na +K) – 2(Fe + Ti) = 2288,79 và R2= 6Ca + 2Mg + Al = 966,86
Hình 2.5. Biểu đồ phân loai các đá núi lửa (a) và xâm nhập (b) dựa trên thông số R1 và R2 (Roche và nnk., 1980) được tính theo millication. R1 = 4Si - 11(Na+K) - 2(Fe+Ti); R2 = 6Ca + 2Mg + Al *Biểu đồ cation của Jensen (1976). Biểu đồ này dùng để phân loại các đá núi lửa á kiềm và đặc biệt có ích cho komatit. Nó dựa trên tỉ lệ của các cation (Fe2++Fe3+ +Ti), Al và Mg được tính cho 100% và thể hiện trên biểu đồ tam giác. Các nguyên tố được lựa chọn cho biểu đồ nhìn chung bền vững khi bị biến chất. Do đó nó có thể sử dụng tốt cho các đá núi lửa bị biến chất trao đổi kiềm đây là một thế mạnh của biểu đồ. Biểu đồ nguyên bản của Jensen (1976) đã được Jensen và Pyke (1982) hiệu chỉnh đôi chút bằng cách dịch chuyển ranh giới tr ường bazan-komatit / komatit về phía giá trị Mg thấp hơn. Hình 2.6 là phiên bản cuối cùng kể trên.
Hình 2.6. Biểu đồ của Jensen (1976) có hiệu chỉnh của Jensen, Pyke (1982) và Rickwood (1989) để phân loại các đá núi lửa á kiềm, trong đó có komatit e) Đối với các đá núi lửa bị biến chất hoặc bị biến đổi mạnh mẽ, J. A. Winchester và P. A. Floyd (1976) đề x ướng các biểu đồ dùng các nguyên tố không linh động, như SiO2-Zr/TiO2 (Hình 2.7a), SiO2-Nb/Y (Hình 2.7b) và Zr/TiO2-Nb/Y (Hình 2.7c). g) Phân loại đá trên cơ sở tài liệu khoáng vật chuẩn mức * Phương pháp CIPW được đề nghị từ năm 1903 và các chữ đầu tiên họ của các tác giả Cross, Iddings, Pirson và Wasington phản ánh trong tên gọi tắt của nó. Thành phần khoáng vật của đá được tính chuyển ra các khoáng vật chuẩn mức mà có thể không tồn tại thật trong đá. Do đó khi tính toán phải thừa nhận một số giả thiết, ví dụ magma không có nước, và vì thế các khoáng vật như biotit và horblend không được tính. Các khoáng vật chuẩn mức hoàn toàn dựa trên công thức hoá học, nên tính toán thành phần khoáng vật chuẩn mức có thể tiến hành cho các đá magma bị biến chất.
Thủ tục và thứ tự tính toán chuẩn mức được trình bày trong nhiều sách giáo khoa, hơn nữa ngày nay, tính toán theo phương pháp CIPW được thực hiện nhanh chóng, dễ dàng trên máy tính với các phần mềm xử lí các số liệu thạch địa hoá thông dụng (IgPetwin, MinPet, Newpet,...). Vì thế ở đây chúng tôi không trình bày. Trên cơ sở thành phần khoáng vật chuẩn mức CIPW, một số nhà thạch luận đã đề nghị phân loại các nhóm đá magma cụ thể, như phân loại bazan bằng biểu đồ Ne- Di-Ol-Hy-Q của Thomson R.N., phân loại granitoid trên biểu đồ Ab-An-Or của O’Connor sẽ được trình bày cụ thể sau. * Phương pháp Ritman được đề nghị vào năm 1973 và là thử nghiệm xác lập mối liên quan giữa thành phần hoá học và khoáng vật của các đá magma. Như trên đã nêu, giữa thành phần chuẩn mức theo CIPW và thành phần thực có mặt trong đá không có sự t ương ứng. Phương pháp tính chuyển các phân tích hoá học sang “ các chuẩn của Ritman” cho phép tính thành phần khoáng vật của đá do kết tinh hoàn toàn của magma trong các điều kiện núi lửa hoặc xâm nhập với sự xuất hiện của các t ướng “khô” (được thành tạo khi nhiệt độ tư ơng đối cao và áp suất của nước thấp) hoặc tướng “ư ớt” (được thành tạo khi nhiệt độ thấp và áp suất cao của nước) của các đá núi lửa và xâm nhập. Khác với chuẩn mức CIPW chỉ dựa trên hợp chất hoá học đơn giản (công thức thành phần khoáng vật lí thuyết), phương pháp Ritman mang tính thực nghiệm, sử dụng thành phần trung bình của các tổ hợp khoáng vật bền vững trong các đá. Kết quả tính chuyển sẽ cho ra một tổ hợp khoáng vật bền vững của các t ướng khác nhau và gần gũi với thành phần thật của đá. Thông qua biểu đồ hai tam giác Q– A–P–F của Streckeisen A. để xác định tên đá theo hệ thống tên gọi mà Ritman đề nghị. 2.1.2. Phân loại các đá thành phần siêu bazơ a) Biểu đồ A-S (Dmitriev L., Uhanov A., Sharaxkin A., 1972) dùng tất cả các nguyên tố chính để phân chia các đá siêu mafic (kể cả đá xâm nhập lẫn đá núi lửa). Đại lượng S = SiO2- (MgO+Fe2O3+FeO+TiO2+MnO) được đư a lên trục hoành, còn đại
lượng A = (Al2O3+CaO+Na2O+K2O) thể hiện trên trục tung (Hình 2.8). Ngoài ra trên biểu đồ còn cho phép thể hiện thành phần của các khoáng vật tạo đá tiêu hình. Điều này giúp ích trong việc tìm hiểu thành phần khoáng vật của các đá nghiên cứu bị biến đổi, vẫn thường gặp trong các thành tạo đá siêu mafic. b) Các biểu đồ phân biệt các đá siêu mafic và mafic của Hallberg (1985) dùng các nguyên tố trơ (không linh động): biểu đồ Cr-TiO2 (Hình 2.9a); Ni-Cr (Hình 2.9b). Những biểu đồ này rất có ích để nhận biết các đá bazan cao-Mg, komatit và bazan tholeit. Các đá núi lửa cao-Mg và picrit được IUGS (Phân ban hệ thống hoá các đá magma Quốc tế) do Le Bas M.J. làm chủ tịch (2000) đã chỉnh lí và phân loại lại. Tiêu chuẩn chính cho cả hai loại đá cao Mg và picrit là MgO > 18% trọng lượng trong phân loại năm 1989 (Le Maitre and others, 1989) được hiệu chỉnh lại như sau: MgO > 18% chỉ áp dụng cho komatit và meimechit, và MgO tối thiểu đối với picrit hạ xuống 12% (Hình 2.10). Do đó khiến thuật ngữ picrit được xác định thích hợp hơn cho cách dùng hiện hành. Giới hạn trên của SiO2 cho các đá này được giảm từ 53 xuống 52% trọng lượng, và vì lẽ đó giới hạn dư ới của boninit cũng giảm từ 53 xuống 52% (Hình 2.11a). Tổng lượng kiềm đối với các đá komatit và meimechit được tăng từ 1 lên 2%, và picrit tăng từ 2 lên 3% (Hình 2.11b).
Hình 2.9. Biểu đồ Cr-TiO2 (a) và Ni-Cr (b) của Hallberg (1985) phân chia các đá: CK- komatit tích đọng (cumulative komattites); K- komatit; LMS- thể vỉa (sills) thấp Mg; HMB- bazan cao Mg và T- bazan tholeit 2.1.3. Phân loại các đá thành phần bazơ Để phân loại các đá thành phần bazơ, dùng các biểu đồ chung phân loại các đá magma và thường phân ra các seri có đặc điểm thạch địa hoá riêng, nhất là các đá núi lửa. Các đá núi lửa seri tholeit đặc trư ng chủ yếu là bazan, như ng cũng có cả andesit và axit hơn. Seri này có đặc điểm: - Các đá bão hoà silic; - Trong thành phần luôn có hypersthen (khoáng vật chuẩn mức); Hình 2.10. Biểu đồ (Na2O+K2O) - MgO của Le Bas M.J. (2000) phân loại các đá núi lửa cao Mg: picrobazan, picrit, komatit và meimechit a) Bazan giữa đại d ương của các phức hệ ophiolit (thường gọi là bazan nguyên thuỷ) có đặc điểm: - Hàm lượng K2O thấp (0,1 ÷ 0,5%);
- Các nguyên tố litophil ion lớn có hàm lượng thấp; - Hàm lượng các nguyên tố nhóm sắt cao (xem Bảng 2.2). b) Bazan tholeit nội mảng so với bazan nguyên thuỷ có: - Hàm lượng cao các nguyên tố litophil và lantanoid nhẹ (2 ÷ 3 lần cao hơn); - Trong số các bazan nội mảng lại phân ra các bazan đảo đại dư ơng, rift lục địa và trap. Bazan lục địa khác với đại dư ơng cũng có hàm lượng các nguyên tố lithophil và lantanoid nhẹ cao hơn (Bảng 2.2). - Bazan seri tholeit phân bố ở sống núi giữa đại d ương (bazan nguyên thuỷ), trên đáy đại d ương, trong ophiolit cổ, ở phần tr ước của cung đảo, ở rift lục địa và nội mảng. Hình 2.11. Biểu đồ (Na2O+K2O) - SiO2 phân loại và gọi tên các đá núi lửa cao Mg: komatit và meimechit (a) và picrit (b), theo Le Bas M.J. (2000) c) Bazan tholeit phần tr ước của các cung đảo khác với các kiểu bazan kể trên là hàm lượng các nguyên tố nhóm sắt và phần lớn các nguyên tố lithophil cực kỳ thấp. Có thể xem hàm lượng thấp của các nguyên tố nhóm sắt là dấu hiệu nổi trội của nhóm đá này, gặp không chỉ ở các cung đảo hiện đại, mà còn ở các bazan của các đới ophiolit. Vì thế có ngư ời gọi nó là bazan tholeit thấp crom-nickel. Các đá núi lửa seri kiềm vôi phổ biến rộng ở cung đảo, rìa lục địa tích cực của các kiểu Andes và California và các t ương đồng cổ của chúng. Các đá của seri này chủ yếu là andesit và andesitobazan (có cả bazan và ryolit) đặc tr ưng: - Khoáng vật tiêu hình của các đá seri này gồm có pyroxen, horblend và plagioclas;
Trong andesit rìa lục địa tích cực (so với cung đảo) thường gặp ban tinh horblend, xuất hiện felspat kali và thạch anh; chúng thường cao kali hơn, trong khi đó trong đá núi lửa cung đảo chủ yếu là natri. - Về thạch hoá, đặc trư ng cao nhôm (Al2O3 đến 16÷ 18%), chư a bão hoà sắt (f = 0,8÷1,6), so với tholeit thì tổng lượng kiềm cao hơn; - Trong andesit và andesitobazan thuộc rìa lục địa tích cực, tất cả các nguyên tố lithophil (ngoại trừ lantanoid nặng), crom và nickel có hàm lượng cao. Bảng 2.2. Thành phần các đá núi lửa bazơ - trung tính thuộc các seri (%) (theo Skliarov E.V., 2001) Seri tholeit Seri kiềm-vôi Seri bazan Seri latit 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SiO2 50,14 48,81 51,57 49,45 59,50 57,20 47,56 53,74 58,20 59,27 TiO2 1,40 1,65 0,80 2,42 0,70 0,90 2,71 1,05 1,20 0,56 Al2O3 15,65 15,14 15,91 13,40 17,20 16,80 14,07 15,84 15,30 15,90 FeO t 9,84 11,30 9,52 9,41 6,10 6,70 11,90 7,79 6,80 5,20 MgO 7,87 7,80 6,73 9,19 3,42 4,20 7,31 6,36 3,10 5,45 CaO 11,66 11,89 11,74 11,48 7,03 6,70 9,71 7,90 5,20 5,90 Na2O 2,61 2,16 2,41 3,00 3,68 3,80 3,44 2,38 4,00 2,67 K2O 0,17 0,19 0,44 0,24 1,60 2,10 1,30 2,57 3,10 2,68 Rb 1,5 2,9 5,0 2,9 31 56 26 75 80 100 Ba 22 60 75 - 270 643 380 1000 1575 850 Sr 129 90 200 - 385 600 580 700 1190 850 Zr 95 99 70 139 110 225 295 50 330 150 Hf - 4,9 1,0 2 2,3 4,9 - - 5,5 3,2 La 3,5 6,3 1,1 - 11,9 35 34 14 74 18 Ce 11,1 17,2 2,6 - 24 58 92 28 136 35 Yb 3,3 3,6 1.4 - 1,9 1,9 2,7 2,1 2,7 1,2 Y 33 22 - 20 21 20 31 - 29 - Cr 302 224 50 623 56 100 200 30 93 - Ni 113 104 30 153 18 38 127 20 55 7,2 Co 41 45 30 42 25 20 48 32 19 11,2 V 312 314 270 243 175 131 - - - - K/Rb 940 544 731 687 428 322 415 284 320 222 Rb/Sr 0.01 0,06 0,01 - 0,08 0,09 0,04 0,10 0,07 0,12 Ni/Co 2.7 2,3 1,0 3,6 0,7 1,9 2,6 0,6 2,9 0,6 Ghi chú: 1- Bazan tholeit nguyên thuỷ (các đới rift đại dương); 2- Bazan tholeit (magma nội mảng); 3- Bazan tholeit thấp Cr-Ni (phần tr ước cung đảo); 4- Bazan ophiolit; 5- Andesit kiềm-vôi natri; 6- Thành phần trung bình của andesit rìa lục địa; 7- Bazan của kiểu bazan kiềm; 8- Andezitobazan của kiểu shosonit; 9- Latit của kiểu latit; 10- Latit của kiểu shosonit. Các đá của seri bazan kiềm đặc trư ng hàm lượng kiềm cao hơn (chủ yếu tập trung trong nền), trong ban tinh thường gặp olivin, titan-augit, plagioclas, đặc biệt gặp tinh thể lớn khoáng vật áp suất cao như pyrop, sanidin, titan-phlogopit. Về mặt địa hoá, seri được chia ra hai kiểu: bazan kiềm thực sự và shosonit.
a) Kiểu bazan kiềm thực sự đặc tr ưng: - Magma nội mảng, rift lục địa và rìa mảng kiểu California; - Tất cả các nguyên tố lithophil và nhóm sắt có hàm lượng cao (trên mức các bazan đại d ương) (xem Bảng 2.2); - Trong các biến thể cao kali thấy hàm lượng của Rb, Ba, Zr và đất hiếm cao. b) Kiểu shosonit đặc trư ng: - Đ ược hình thành ở phần sau cung đảo; - Trong các đá kiểu shosonit, cũng như nói chung đối với tất cả các đá của cung đảo đặc trư ng các nguyên tố trư ờng lực mạnh (Zr, Hf, đất hiếm, Ti), các nguyên tố nhóm sắt, Ni và Cr có hàm lượng thấp (Bảng 2.2). Các đá núi lửa seri kiềm - Có mặt trong đới rift lục địa, trong các miền biểu hiện magma nội mảng, cũng như ở cung đảo phát triển và trưởng thành (chín muồi); - Bao gồm các đá có tổng lượng kiềm ³ 6÷ 7%; - Chứa các khoáng vật màu kiềm và felspathoid; - Các đá núi lửa seri kiềm khá giàu các nguyên tố không tương hợp Rb, Ba, Sr, Zr, Nb, REE,... Các đá núi lửa seri latit - Bao gồm chủ yếu các đá núi lửa trung tính hình thành nên dãy phân dị từ shosonit đến ryolit có độ kiềm nâng cao, chúng được hình thành trong bối cảnh địa động kiểu California và rìa lục địa tích cực (Tauxon, 1977); - Trong latit đặc trư ng có các ban tinh augit, hypersthen, plagioclas, khoáng vật quặng (ilmenit, titanomagnetit) và apatit; trong nền - biotit và felspat kali; - Về địa hoá, seri latit đặc tr ưng Ba, Sr, đất hiếm có hàm lượng cao. Phân biệt với các đá t ương tự thuộc seri khác nhờ hàm lượng cao các nguyên tố nhóm sắt. Phân loại bazan trên cơ sở khoáng vật chuẩn mức CIPW Thompson R. N. (1984) đã đề nghị hệ thống phân loại bazan trên cơ sở các khoáng vật chuẩn mức (CIPW) nephelin (hoặc felspatoid khác), diopsid, olivin, hypersthen và thạch anh. Ba tam giác đều trên biểu đồ Ne–Ol–Di, Ol– Di–Hy và Di– Hy–Q đại diện cho bazan (và các đá liên quan) ch ưa bão hoà, bão hoà và quá bão hoà silic. Như vậy các bazan ch ưa bão hoà silic (bazan kiềm) chứa olivin và nephelin chuẩn mức; các bazan bão hoà silic (tholeit olivin) – hypersthen và olivin chuẩn mức và các bazan quá bão hoà silic (tholeit thạch anh) – thạch anh và hypersthen chuẩn mức. Trạng thái bão hoà silic đặc biệt quan trọng trong các magma bazan, bởi vì trong magma khô thông số này quyết định thứ tự kết tinh của các khoáng vật và hướng tiến hoá trong khi kết tinh phân đoạn. Thành phần chuẩn mức (được tính với giả thiết FeO/(FeO+ Fe2O3) = 0,85, hoặc Fe2O3/FeO = 0,18) được chiếu lên một trong ba tam giác. Biểu đồ này sử dụng tốt nhất cho các bazan có MgO lớn hơn 6% và không nên dùng cho các magma tiến hoá cao. Một nhược điểm của phân loại này là chỉ dùng khoảng một nửa các chuẩn mức đã được tính toán, do đó không đại diện đầy đủ cho đá. Nó cũng rất dễ bị ảnh hưởng do những sai lệch về Na2O gây nên và vì thế không thích hợp cho những đá bị biến đổi. 2.1.4. Phân loại các đá granitoid.
Phân loại granitoid ra các kiểu I, S, M và A. Các kiểu này thoạt tiên được các nhà địa chất ngư ời Australia B. Chappel và A. White (1974) phân chia kiểu S và I granit; năm 1979, White A. chia ra kiểu thứ ba – granit kiểu M; kiểu thứ t ư - granit kiểu A lần đầu được Loiselle M. và Wones D. (1979) mô tả. Bốn kiểu granitoid nêu trên thường được sử dụng rộng rãi để phân loại các đá xâm nhập thành phần axit. Ngoài ra còn phân ra các kiểu khác, như kiểu H (lai tính Hybrid), kiểu C (Charnokite). a) Granit kiểu I: Đặc điểm địa chất thạch học: - Các đá có khuynh hư ớng đều hạt hoặc không đều hạt, có bao thể (đá tù) chứa amphibol; - Felspat kali màu hồng, thường kiến trúc perthit, rất ít khi có microclin; biotit luôn có mặt với màu nâu sẫm hoặc xanh dư ới lát mỏng; horblend màu xanh - phớt lơ hoặc xanh oliu (lục vàng) dư ới lát mỏng; - Sphen, magnetit gặp với hàm lượng cao, nghèo ilmenit; - Không có khoáng vật silicat alumin. Đặc điểm địa hoá: - Nói chung là dãy thành phần kéo dài (SiO2 từ 53 đến 72%, đôi khi 76%); - Nghèo nhôm (Al*= ASI thay đổi từ 0,69á1,10 cá biệt đến 1,20), chỉ số nhôm bão hoà ASI (tính bằng số phân tử): - Giàu CaO (ví dụ > 3,7% ở 66% SiO2) (xem Bảng 2.3); - Giàu Na2O (tức là 2,2% ở đá mafic, tới 3,2% trong đá felsic); - Nhìn chung Sr cao, thấp hoặc trung bình Rb, Rb/Sr bao giờ cũng thấp hơn so với kiểu-S ở cùng mức phân dị; tỉ lệ 87Sr/86Sr nguyên thuỷ = 0,705 á 0,709 (cá biệt tới 0,714). b) Granit kiểu S: Đặc điểm địa chất thạch học: - Felspat kali có khuynh hư ớng tạo tinh thể lớn, màu xám trắng, perthit, chủ yếu microclin; luôn có biotit màu đỏ nâu (như ng cũng có màu xanh hoặc nâu), hiếm khi có actinolit màu xanh nhạt; thực tế không khi nào thấy sphen - Thường gặp bao thể (đá tù) đá trầm tích biến chất; thực tế không bao giờ gặp bao thể mafic - Không có sphen, giàu ilmenit, nghèo magnetit; - Có silicat alumin (cordierit, granat, silimanit,...). Đặc điểm địa hoá: - Dãy thành phần thường ngắn (SiO2 từ 65 đến 77%); - Quá hoặc bão hoà nhôm Al*> 1,01÷ 1,99; - Thấp CaO, Na2O;
- Nhìn chung thấp Sr, cao Rb, Rb/Sr luôn cao hơn so với kiểu I-granit ở cùng mức phân dị, tỉ lệ 87Sr/86Sr nguyên thuỷ > 0,710 (nguồn gốc nguyên thuỷ vỏ lục địa). c) Granit kiểu M: - Đặc trư ng chủ yếu bởi diorit thạch anh và tonalit; - So với granitoid các kiểu khác, granit kiểu M nghèo SiO 2, K2O, Rb, Nb giàu MgO, CaO (xem Bảng 2.3); - Điển hình tỉ lệ K2O/Na2O
FeO 2,35 2,29 2,87 1,58 MnO 0,11 0,07 0,06 0,06 MgO 1,73 1,42 1,42 0,20 CaO 4,27 3,20 2,03 0,75 Na2O 3,97 3,13 2,41 4,07 K2O 1,26 3,40 3,96 4,65 P2O5 0,09 0,11 0,15 0,04 Ba 263 538 468 352 Rb 17,5 151 217 169 Sr 282 247 120 48 Pb 5 19 27 24 Th 1,0 18 18 23 U 0,4 4 4 5 Zr 108 151 165 528 Nb 1,3 11 12 37 Y 22 28 32 75 Ce 16 64 64 137 Sc 15 13 12 4 v 72 60 56 6 Ni 2 7 13
Phân loại granit của Frost B.R. và nnk (2000) Năm 2000, Frost, Barnes, Collins, Arculus và Ellis đề nghị một phân loại mới – phân loại ba cấp cho các đá granit dựa trên ba biến số: chỉ số sắt (Fe-number hoặc Fe*), chỉ số kiềm vôi biến đổi (MALI) và chỉ số bão hoà nhôm (ASI): Fe-no = FeO/(FeO+MgO) Fe* = FeOtot/(FeOtot + MgO); MALI = (Na2O + K2O – CaO); ASI = Al/(Ca –1,67P + Na + K). Cấp thứ nhất phân loại dựa trên tỉ số FeO/(FeO+MgO) của đá (Hình 2.13a). Biến số này chuyển tải thông tin về lịch sử phân dị của magma granit.
Hình 2.13 (a) Biểu đồ Fe* - SiO2 vạch định ranh giới giữa granit sắt và magnesi, trên biểu đồ này cũng thể hiện cả Fe-no; (b) Biểu đồ (Na2O+ K2O-CaO)-SiO2phân định ra các seri kiềm, kiềm-vôi, vôi-kiềm và vôi. Cấp phân loại thứ hai dùng chỉ số kiềm vôi của đá (Na2O+ K2O+CaO) (Hình 2.13b), chỉ số này thể hiện thành phần và sự phong phú của felspat trong đá và có liên quan tới nguồn magma. Cấp thứ ba là chỉ số bão hoà nhôm ASI (alumium saturation index) do Shand đề nghị từ năm 1943, là tỉ số phân tử Al/(Ca-1,67P+Na+K). Nếu đá có ASI > 1,0 được gọi quá bão hoà nhôm (peralumious), thường chứa corindon (chuẩn mức), muscovit, cordierit, granat. Nếu quá bão hoà nhôm yếu hơn trong đá xuất hiện biotit. Tr ường hợp ASI < 1 như ng tổng phân tử Na+K < số phân tử Al thì đá bão hoà nhôm (metaluminous); trong các đá này chứa horblend, augit, như ng không có muscovit cũng như các khoáng vật feromagnesi natri. Nếu ASI < 1,0 và Na+K > Al đá thuộc loại quá bão hoà kiềm (peralkaline). Trong chúng kiềm dư thừa (sau khi thành tạo felspat) đi vào silicat feromagnesi. Trong các đá quá bão hoà kiềm yếu, các nguyên tố kiềm có thể tạo horblend, như ng khoáng vật chỉ thị cho đá quá bão hoà kiềm mạnh là amphibol và pyroxen natri. Phân loại granit theo biểu đồ Ab–An–Or của Connor J.T. (1965) Biểu đồ Ab–An–Or do Connor J. T. đề nghị và được Barker F. hiệu chỉnh (1979), có thể dùng cho các đá axit có chứa > 10% thạch anh chuẩn mức (CIPW). Biểu đồ này chủ yếu sử dụng để phân loại các đá pluton, mặc dù Connor cho rằng nó có thể áp dụng cho cả các đá núi lửa cũng như các đá pluton thành phần axit. Các trư ờng trên biểu đồ (Hình 2.14) được Connor xác định bằng thực nghiệm trên cơ sở 125 mẫu có cả thành phần chuẩn mức lẫn thành phần thật.