Tóm tắt Luận văn tiến sĩ Địa chất: Đặc điểm cấu trúc - kiến tạo phần Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn, Quảng Nam và sự tạo khoáng urani trong cát kết

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của luận án nhằm làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc - kiến tạo khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn và vai trò của chúng với quá trình tạo khoáng urani trong cát kết, làm cơ sở đề xuất định hướng công tác điều tra đánh giá và thăm dò.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận văn tiến sĩ Địa chất: Đặc điểm cấu trúc - kiến tạo phần Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn, Quảng Nam và sự tạo khoáng urani trong cát kết

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT Nguyễn Trường Giang ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC - KIẾN TẠO PHẦN TÂY BẮC BỒN TRŨNG NÔNG SƠN, QUẢNG NAM VÀ SỰ TẠO KHOÁNG URANI TRONG CÁT KẾT Ngành: Địa chất học Mã số: 9440201 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2019
Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Người hướng dẫn khoa học: 1. GS. TS. Trần Thanh Hải 2. PGS. TS. Nguyễn Phương Phản biện 1: GS.TSKH. Đăng Văn Bát Phản biện 2: TS. Nguyễn Văn Nguyên Phản biện 3: TS. Vũ Quang Lân Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá Luận án tiến sĩ cấp Trường họp vào hồi…….giờ, ngày….. tháng…..năm 2019 tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam là quốc gia có tiềm năng về urani, trong đó kiểu mỏ urani trong cát kết thuộc Bồn trũng Nông Sơn có tiềm năng lớn nhất và điều kiện khai thác thuận lợi, được xem là cơ sở nguyên liệu quan trọng cho phát triển năng lượng nguyên tử vì mục đích hoà bình. Bồn trũng Nông Sơn nói chung, khu vực Tây Bắc bồn trũng nói riêng, cho đến nay đã được điều tra lập bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1: 200.000 và tỷ lệ 1: 50.000; một số diện tích có triển vọng về urani đã được điều tra, đánh giá ở tỷ lệ 1: 10.000, 1: 5.000 và 1: 2.000. Ngoài ra, còn có nhiều công trình nghiên cứu khoa học về khoáng hoá urani của các tác giả khác nhau từ sau năm 1975 đến nay. Những công trình nghiên cứu nêu trên đã giải quyết các vấn đề ở những mức độ khác nhau về địa chất, bối cảnh tạo khoáng urani và tiềm năng tài nguyên urani ở những diện tích có triển vọng, là cơ sở quan trọng định hướng cho công tác nghiên cứu tiếp theo. Tuy nhiên, phần lớn các công trình nghiên cứu chỉ nêu lên đặc điểm phân bố chung về quặng hoá urani, về đặc điểm thạch học, thành phần vật chất quặng hoặc khoáng vật - địa hoá, v.v.... Đến nay, chưa có công trình nghiên cứu sâu về cấu trúc - kiến tạo và vai trò của chúng trong tạo khoáng urani. Việc luận giải các yếu tố cấu trúc kiến tạo, xác lập các pha biến dạng và lập lại lịch sử tiến hoá bồn trũng Nông Sơn nói chung, khu vực Tây Bắc bồn trũng nói riêng trong mối quan hệ với tạo khoáng urani dưới ánh sáng của học thuyết kiến tạo mảng đã trở thành cấp thiết, nhằm đáp ứng những đòi hỏi của thực tiễn. Điều đó có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định vị trí phân bố quặng hoá, mức độ tập trung, hình thái thân quặng đối với từng khu vực. Từ đó, việc phân vùng triển vọng, định hướng cho công tác điều tra, đánh giá, thăm dò urani ở khu vực sẽ đạt hiệu quả kinh tế cao. Đề tài luận án “Đặc điểm cấu trúc - kiến tạo phần Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn, Quảng Nam và sự tạo khoáng urani trong cát kết” được đặt ra nhằm giải quyết những yêu cầu cấp bách của thực tiễn nêu trên. 2. Mục tiêu của luận án Làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc - kiến tạo khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn và vai trò của chúng với quá trình tạo khoáng urani trong cát kết, làm cơ sở đề xuất định hướng công tác điều tra đánh giá và thăm dò. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án - Đối tượng: Các thành tạo, cấu tạo địa chất và quặng hóa urani trong cát kết. - Phạm vi nghiên cứu: Khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn, tỉnh Quảng Nam và các vùng lân cận.
2 4. Nhiệm vụ của luận án - Làm sáng tỏ thành phần vật chất, dạng tồn tại và tuổi các thành tạo địa chất, khoáng hoá urani ở khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. - Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc - kiến tạo khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn và phân tích vai trò của cấu trúc - kiến tạo với quá trình tạo khoáng urani trong cát kết trong khu vực nghiên cứu. - Xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn để đề xuất định hướng công tác điều tra, đánh giá, thăm dò quặng urani ở khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. 5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án 5.1. Ý nghĩa khoa học - Những số liệu mới của luận án về cấu trúc địa chất, tuổi và điều kiện thành tạo của các thành tạo địa chất và khoáng hóa urani là những đóng góp mới và hết sức quan trọng vào văn liệu địa chất ở Việt Nam. - Việc khôi phục lịch sử tiến hóa bồn trũng Nông Sơn và vai trò của biến dạng kiến tạo đối với sự tạo khoáng urani là những phát hiện khoa học làm cơ sở luận giải về bản chất và nguồn gốc tạo khoáng, quy luật phân bố, hình thái cấu trúc thân quặng trong khu vực nghiên cứu nói riêng, bồn trũng Nông Sơn nói chung. 5.2. Ý nghĩa thực tiễn - Việc xác lập các pha biến dạng, lập lại lịch sử tiến hoá địa chất khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn nói riêng, bồn trũng Nông Sơn nói chung và vai trò của chúng với tạo khoáng urani trong cát kết còn có giá trị thực tiễn trong công tác điều tra, đánh giá, thăm dò quặng urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn. - Việc xác lập các tiền đề, dấu hiệu và khoanh định các diện tích có triển vọng về quặng hóa urani trong khu vực nghiên cứu theo các cấp khác nhau là cơ sở đề xuất các hoạt động điều tra, đánh giá, thăm dò tiếp theo trên các diện tích có triển vọng về quặng hóa urani ở khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. 6. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn chịu tác động biến dạng kiến tạo phức tạp, trong đó các thành tạo trầm tích tuổi Trias giữa đến Jura phủ bất chỉnh hợp trên cấu trúc móng trước Mesozoi bị biến dạng mạnh mẽ dưới tác động của 4 pha biến dạng kiến tạo. Các yếu tố cấu trúc - kiến tạo và các hoạt động biến dạng sau trầm tích có vai trò quan trọng trong quá trình tạo khoáng urani trong cát kết khu vực nghiên cứu. Luận điểm 2: Khoáng hóa urani khu vực nghiên cứu được hình thành trong 4 giai đoạn từ 144 đến 14 triệu năm trước. Khoáng hóa urani ban đầu được thành tạo nhờ cơ chế oxy hóa - khử và được lắng đọng dọc đới tiếp
3 xúc của dung dịch oxy hóa với các tác nhân khử trong các thành tạo trầm tích vụn thô của hệ tầng An Điềm. Sự tác động liên tục của các pha biến dạng dẫn tới sự biến cải của khoáng hóa, hình thành các thế hệ khoáng hóa thứ sinh có tuổi khác nhau. 7. Các điểm mới trong luận án - Kết quả nghiên cứu đã cho phép nhận dạng và làm sáng tỏ bản chất các dạng cấu tạo, xác lập và phân chia các pha biến dạng, lập lại lịch sử tiến hóa địa chất khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn, đồng thời luận giải quá trình tạo khoáng urani trong cát kết trong mối quan hệ với cấu trúc - kiến tạo của khu vực nghiên cứu. Khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn bị biến dạng mạnh mẽ dưới tác động của 5 pha biến dạng kiến tạo, trong đó pha 1 tác động đến các đá móng trước Mesozoi, 4 pha còn lại tác động tới các thành tạo trầm tích Mesozoi. - Góp phần làm rõ mối quan hệ giữa các hoạt động biến dạng với tạo khoáng urani và cho thấy các hoạt động biến dạng sau trầm tích đóng vai trò khống chế quặng hóa urani trong khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. - Khoáng hóa urani trong khu vực nghiên cứu phân bố trong các tập trầm tích vụn thô được hình thành và tái hình thành trong 4 giai đoạn từ 144 đến 14 tr. năm trước. Urani được lắng đọng trong đá sau quá trình trầm tích nhờ cơ chế oxy hóa - khử dọc theo các đới tiếp xúc của dòng dung dịch oxy hóa với các tác nhân khử. Đới khoáng hóa được hình thành, di chuyển, phá hủy và tái thành tạo một cách phức tạp do tác động liên tiếp của quá trình biến dạng khu vực nhiều pha . - Đã xác lập được các tiền đề, dấu hiệu tìm kiếm và khoanh định các diện tích có triển vọng về quặng hóa urani theo các cấp khác nhau trong khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. Đây là cơ sở khoa học quan trọng để đề xuất các hoạt động điều tra, đánh giá, thăm dò quặng urani trong khu vực nghiên cứu. 8. Kết cấu của luận án Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 4 chương: Chương 1. Tổng quan về khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. Chương 2. Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu. Chương 3. Đặc điểm địa chất và khoáng hoá urani khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. Chương 4. Đặc điểm cấu trúc - kiến tạo và vai trò của chúng với tạo khoáng urani trong cát kết khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. 9. Cơ sở tài liệu của luận án Luận án được hoàn thành trên cơ sở tài liệu thực tế do NCS trực tiếp nghiên cứu, thu thập, tổng hợp trong thời gian công tác, tham gia các đề tài nghiên cứu khoa học, trực tiếp tham gia thực hiện các nhiệm vụ tại Liên
4 đoàn Địa chất Xạ - Hiếm, đặc biệt là tài liệu khảo sát thực địa và phân tích mẫu từ năm 2010 đến nay. Cụ thể gồm: 1. Các tài liệu đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản ở các tỷ lệ khác nhau có trong vùng nghiên cứu, đặc biệt là các tài liệu kết hợp với việc khảo sát thực địa, thu thập thông tin cấu trúc địa chất và lấy mẫu phân tích bổ sung của chính tác giả. 2. Tài liệu mới về khảo sát thực địa, đo vẽ địa chất, nghiên cứu cấu trúc kiến tạo khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn do chính tác giả thực hiện trong quá trình thực hiện nghiên cứu và làm luận án này. 3. Tài liệu mới từ việc thu thập, gia công và phân tích hàng nghìn mẫu hoá urani, hàng trăm mẫu thạch học, khoáng vật, phân tích mẫu phổ ICP- MS, ... của đề án thăm dò quặng urani khu Pà Lừa - Pà Rồng do Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm thực hiện. Đặc biệt là kết quả của 07 mẫu phân tích đồng vị U-Pb để xác định tuổi tuyệt đối các đá magma; 02 mẫu xác định tuổi của các đá trầm tích bằng phương pháp SHRIMP và bằng phương pháp LA-ICP- MS; 01 mẫu phân tích tuổi tuyệt đối, thành phần vật chất của quặng urani do NCS thực hiện trong quá trình làm luận án. 4. Các tài liệu chuyên đề, báo cáo khoa học, bài báo liên quan đến khu vực nghiên cứu đã được công bố. Các tài liệu khảo sát, điều tra, đánh giá và thăm dò của của Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm trong phạm vi và lân cận khu vực nghiên cứu. Ngoài ra, NCS còn thu thập tài liệu nghiên cứu khoa học về urani đã công bố trong nước và nước ngoài trên các tạp chí chuyên ngành, sách xuất bản và trên mạng Internet. 10. Nơi thực hiện đề tài Luận án được thực hiện tại Bộ môn Địa chất, Khoa Khoa học và Kỹ thuật Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội . 11. Lời cảm ơn Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến GS. TS Trần Thanh Hải và PGS.TS Nguyễn Phương đã tận tình hướng dẫn NCS trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các giảng viên Bộ môn Địa chất, Khoa Khoa học và Kỹ thuật Địa chất, Phòng Đào tạo Sau Đại học và Ban Giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã tận tình giúp đỡ để NCS hoàn thành luận án này. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các nhà khoa học thuộc Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Tổng hội Địa chất Việt Nam, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, Viện Địa chất thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Địa chất toàn Nga mang tên A.P. Kapinski (VSEGEI), Viện Khoa học Địa chất và Tài nguyên khoáng sản Hàn Quốc (KIGAM), Phòng thí nghiệm Các nguyên tố hiếm (Laboratory of Critical Elements) thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ AGH, Ba Lan,
5 Phòng thí nghiệm Đồng vị Phóng xạ, Viện Địa chất - Địa vật lý thuộc Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc,…và các đồng nghiệp tại Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong việc thực hiện luận án. Chương 1. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC TÂY BẮC BỒN TRŨNG NÔNG SƠN Khái quát về vị trí và đặc điểm địa chất của khu vực nghiên cứu Khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn thuộc địa phận huyện Đại Lộc, Nam Giang, Tây Giang tỉnh Quảng Nam, có diện tích khoảng 1000km2. 1.1.1. Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc kiến tạo khu vực Trần văn Trị, Vũ Khúc và nnk (2009) coi khu vực nghiên cứu thuộc hệ rift nội lục sau va chạm Mesozoi Sông Bung - An Khê nằm chồng lên đai tạo núi Paleozoi sớm - giữa Quảng Đà và địa khu tiền Cambri Kon Tum, là một cấu trúc phức hình thành trong pha tạo núi Paleozoi và bị biến cải trong Mesozoi. Trần Thanh Hải và nnk (2014) cho rằng bồn trũng Nông Sơn được xem là hậu quả của quá trình căng giãn hậu va chạm giữa các mảng Đông Dương và Sibumasu. 1.1.2. Khái quát đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu 1.1.2.1. Khái quát đặc điểm địa chất khu vực Bồn trũng Nông Sơn a. Các thành tạo nguồn trên mặt Các thành tạo Tiền Cambri: Bao gồm các tổ hợp đá nguồn trầm tích và phun trào biến chất cao tới tướng amphibolit thuộc phức hệ Khâm Đức - Núi Vú (NP3- Є1kv). Các thành tạo trầm tích Paleozoi sớm: Chủ yếu là các đá trầm tích lục nguyên, lục nguyên carbonat, carbonat và đá phiến, đôi nơi xen kẹp các phun trào trung tính đến axit và tuf, bị biến chất tới tướng phiến lục hệ tầng A Vương (Є2-O1 av). Các thành tạo trầm tích và phun trào Mesozoi: Lộ ra rộng rãi và tạo thành lớp phủ lấp đầy bồn trũng Nông Sơn. Trong đó bao gồm các hệ tầng Sông Bung (T2sb), An Điềm (T3nađ), Sườn Giữa (T3n-rsg), Bàn Cờ (J1bc), Khe Rèn (J1-2kr), Hữu Chánh (J2hc). Các thành tạo trầm tích và phun trào Kainozoi: Gồm các trầm tích Neogen, phủ trên là các lớp phủ trầm tích bở rời Đệ Tứ (Q). b. Các thành tạo magma xâm nhập Các thành tạo xâm nhập Paleozoi sớm - giữa: Có mặt khá rộng rãi và lộ ra ở phía bắc khu vực nghiên cứu. Chúng tạo thành những thể granit batholith lớn hoặc tạo các mạch nhỏ và được xếp vào các phức hệ Đại Lộc (aD1đl) . Các thành tạo magma xâm nhập Paleozoic muộn - Mesozoi: Lộ ra dọc rìa nam của Bồn trũng Nông Sơn, có thành phần đa dạng, chủ yếu là trung
6 tính đến axit và được xếp vào các phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn (γδP2-3 bq), Chaval (aT3 cv) Hải Vân (γaT3hv), Bà Nà (γK-Ebn). 1.1.2.2. Khái quát đặc điểm biến dạng kiến tạo khu vực Bồn trũng Nông Sơn Các biến dạng kiến tạo mạnh mẽ và chồng lấn nhiều pha làm cho trật tự, dạng nằm và tính liên tục cũng như quan hệ địa chất của các thành tạo địa chất, đặc biệt là các thành tạo trước Mesozoi bị biến vị hoàn toàn. Các hoạt động kiến tạo tiếp theo chồng lên và làm biến cải các cấu tạo này để tạo nên sự giao thoa cấu trúc khu vực phức tạp. Sự phát triển của các thành tạo địa chất và các sự kiện biến dạng đã diễn ra trong khu vực Bồn trũng Nông Sơn đều gắn liền tới sự tiến hóa vỏ lục địa do sự hội nhập và va chạm liên tiếp của các địa mảng vào rìa của Địa khối Đông Dương trong Phanerozoi. Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản urani khu vực nghiên cứu 1.2.1. Giai đoạn trước năm 1975 Chủ yếu là các công trình khảo sát đo vẽ bản đồ địa chất khu vực và phát hiện khoáng sản của các nhà địa chất Pháp và Việt Nam. 1.2.2. Giai đoạn sau năm 1975 Công tác điều tra địa chất khu vực và nghiên cứu về urani chỉ thực sự được tiến hành sau năm 1975, nhất là sau năm 1980 với việc phát hiện một số điểm khoáng hoá urani ở mỏ than Nông Sơn và đặc biệt là phát hiện loại hình urani trong cát kết ở Bồn trũng Nông Sơn. Nhiều đề án điều tra, đánh giá triển vọng quặng urani đã được tiến hành. Về nghiên cứu quặng hoá urani đã có các một số công trình khoa học đề cập đến nguồn gốc thành tạo quặng urani, môi trường thành tạo cũng như nguồn cung cấp quặng urani trong trũng Nông Sơn (Trịnh Xuân Bền,1995), hay phân chia được các kiểu khoáng hoá urani đối sánh với các kiểu mỏ trên thế giới (Nguyễn Quang Hưng, 2002). Một số tồn tại trong nghiên cứu trước đây Công tác nghiên cứu urani trước đây chỉ tập trung đánh giá triển vọng quặng urani ở từng khu vực và đề xuất phương hướng tìm kiếm, thăm dò tiếp theo. Các công trình nghiên cứu về đặc điểm địa chất, cấu trúc - kiến tạo, khoáng hoá urani, thạch học tướng đá, địa hóa, môi trường thành tạo,.. trong bồn trũng Nông Sơn cũng chỉ dừng lại ở mức khái quát trong một bối cảnh địa chất khu vực, thiếu các số liệu chi tiết, chưa có nhiều tài liệu nghiên cứu định lượng để kiểm chứng. Đặc điểm biến dạng, lịch sử tiến hóa khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn và mối quan hệ của chúng với tạo khoáng urani trong cát kết đã được nêu lên trong một số công trình khoa học, song còn rất hạn chế. Nghiên cứu tạo khoáng urani trong cát kết mới dừng lại ở cơ chế tạo quặng urani trong cát kết, chưa chú ý đến các yếu tố như: Tuổi
7 của quặng urani, bối cảnh kiến tạo trong quá trình tích tụ trầm tích và tạo khoáng urani, quy luật tích tụ khoáng hoá urani dạng phân tán trong giai đoạn trầm tích. Những tồn tại nêu trên cần được đầu tư nghiên cứu làm sáng tỏ. Việc nghiên cứu cấu trúc kiến tạo và lập lại lịch sử tiến hóa bồn trũng Nông Sơn sẽ giúp ích cho việc lý giải cơ chế hình thành và phân bố các thân khoáng urani trong khu vực nghiên cứu. Đây là một trong những cách tiếp cận hợp lý trong việc giải quyết vấn đề nguồn gốc, điều kiện thành tạo và quy luật phân bố quặng urani khu vực nghiên cứu. Chương 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cơ sở lý luận về khoáng hoá urani trong cát kết 2.1.1. Các kiểu mỏ urani trong cát kết Khái quát chung về mỏ urani trong cát kết Mỏ urani trong cát kết là những tích tụ của urani hình thành chủ yếu do hậu quả của quá trình oxy hóa - khử diễn ra trong tầng đá cát kết thuộc thành hệ molas tướng sông hồ. Các mỏ urani trong cát kết thường được hình thành ở phần rìa của bồn trũng và ở trong các đá hạt thô, cát kết, trầm tích chứa than, than bùn. Urani thường được tích tụ cùng vanadi, đồng, selen và một số nguyên tố khác. a. Đặc điểm hình thái thân quặng Thân quặng urani trong cát kết có kích thước và hình thái rất đa dạng, thường có dạng thấu kính, dạng vỉa - thấu kính, hoặc ổ, chiều dày thay đổi từ vài chục cm đến 20 - 30m. Sự tái phân bố của urani trong vỉa liên quan với quãng đường và hướng di chuyển của dòng nước cũng như môi trường vây quanh quặng và cấu trúc khống chế là yếu tố chính dẫn đến sự hình thành các thân quặng có kích thước và hình dạng khác nhau. b. Nguồn gốc urani trong cát kết Các kết quả nghiên cứu đến nay đưa ra hai giả thuyết cơ bản về nguồn gốc của việc di chuyển và tích tụ urani như sau: - Một là, urani được thành tạo đồng sinh trong quá trình tích tụ trầm tích. - Hai là, urani tích tụ do quá trình thấm đọng và di chuyển trong các tầng đá, làm oxy hóa các vật chất chứa trong trầm tích và hoà tan các hợp chất của urani, giải phóng urani và di chuyển, tích tụ nó ở những khu vực khác có điều kiện thuận lợi hơn (môi trường khử). Phân loại mỏ urani trong cát kết Dahlkamp (2009) phân chia các mỏ urani trong cát kết được chia thành 4 phụ kiểu (Hình 2.1): + Phụ kiểu 1 - Mỏ dạng cuốn (Roll - front deposits). + Phụ kiểu 2 - kiểu dạng vỉa (Tabular deposits).
8 + Phụ kiểu 3 - kiểu đáy lòng sông cổ (Basal channel deposits). +Phụ kiểu 4 -kiểu cấu trúc/thạch học (Tectonic/lithologic deposits). Hình 2.1. Các phụ kiểu mỏ urani trong cát kết 2.1.2. Các yếu tố khống chế sự tạo khoáng urani trong cát kết Vai trò của cấu trúc - kiến tạo: Các yếu tố cấu trúc- kiến tạo quy mô khu vực và địa phương có vai trò khác nhau trong tạo khoáng urani trong cát kết, nhưng nhìn chung đều tạo ra môi trường thuận lợi cho các thành tạo chứa hoặc lắng đọng urani hoặc tạo ra các cấu trúc phá hủy hoặc làm phức tạp hóa thân khoáng urani. Vai trò của yếu tố thạch học tướng đá: Thành phần thạch học và tính chất của đá trầm tích là một trong những yếu tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành kiểu mỏ urani trong cát kết theo phương thức oxy hóa - khử. Vai trò của yếu tố địa hoá: Đối với tạo khoáng urani, tính phân đới oxy hóa vỉa có vai trò khống chế tạo quặng. Đới quặng hoá urani tương ứng với vị trí của barie khử đặc trưng cho sự thay đổi mạnh của điện thế oxy hoá - khử và hàm lượng các hợp phần khác nhau trong nước, cũng như trong đá. Vai trò của các yếu tố địa chất thuỷ văn: Các miền núi cao được coi là những khối địa chất thuỷ văn cung cấp nước ngầm cho bồn trũng. Mô hình về mỏ urani trong cát kết hiện nay hầu hết đều khẳng định vai trò không thể thiếu được của nước và sự di chuyển của chúng trong các tầng chứa nước của phần ven rìa của bồn actezi. Vai trò của yếu tố cổ khí hậu: Khí hậu đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành các mỏ urani trong cát kết. Các nghiên cứu gần đây đều thống nhất rằng các mỏ kiểu này được phân bố chủ yếu ở vùng khí hậu nhiệt đới, ít hơn trong vùng ôn đới và hoàn toàn vắng mặt trong vùng hàn đới.
9 Cách tiếp cận và các phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận án 2.2.1. Cách tiếp cận Tiếp cận hệ thống Tiếp cận truyền thống kết hợp với hiện đại Tiếp cận tổng hợp 2.2.2. Các phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận án Nhóm phương pháp địa chất a. Nhóm phương pháp khảo sát địa chất cấu trúc b. Nhóm phương pháp phân tích hình thái cấu trúc c. Phương pháp phân tích bất chỉnh hợp và gián đoạn trầm tích d. Phương pháp phân tích động học (Kinematic analysis) Phương pháp viễn thám Phương pháp thu thập mẫu + Các mẫu thạch học vi cấu tạo. + Các mẫu định tuổi đồng vị phóng xạ. - Mẫu định tuổi U - Pb bằng phương pháp truyền thống được lấy trong các đá magma ven rìa bồn trũng. - Mẫu U - Pb bằng phương pháp SHRIMP và LA-ICP-MS nhằm mục đích xác định tuổi nguồn của các thành tạo trầm tích. - Mẫu định tuổi quặng urani: lấy trong các thân quặng urani trong cát kết. + Các mẫu phân tích phổ khối: Được lấy cùng các mẫu định tuổi khoáng vật urani. Nhóm phương pháp phân tích mẫu a. Phương pháp phân tích mẫu thạch học vi cấu tạo. b. Phương pháp phân tích tuổi tuyệt đối + Phương pháp định tuổi U - Pb truyền thống: Được gia công và phân tích tại Phòng thí nghiệm Đồng vị Phóng xạ, Viện Địa chất - Địa vật lý, Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc. + Phương pháp SHRIMP: Để định tuổi đá trầm tích chứa urani. Mẫu được gia công và phân tích tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu cơ bản, Viện Địa chất và Khoáng sản Hàn Quốc (KIGAM). +Phương pháp LA-ICP-MS: Để định tuổi đá trầm tích chứa urani. Mẫu được phân tích tại Phòng thí nghiệm Pheasant Memorial, Viện nghiên cứu các vật chất Hành tinh, ĐH Okayama, Nhật Bản. + Phân tích tuổi của quặng urani: Mẫu được phân tích trên Phổ khối điện tử (EMP) JEOL SuperProbe JXA-8230 tại Phòng thí nghiệm Các nguyên tố hiếm, Đại học Khoa học và Công nghệ AGH, Ba Lan. c. Phương pháp phân tích thành phần khoáng vật quặng urani: Được thực hiện cùng với phân tích tuổi quặng urani.
10 Phương pháp mô hình hóa Xây dựng mô hình để thể hiện mối quan hệ không gian, thời gian, lịch sử phát triển kiến tạo cho các đối tượng địa chất thuộc khu vực nghiên cứu. Chương 3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG HOÁ URANI KHU VỰC Đặc điểm địa chất 3.1.1. Địa tầng Phức hệ Khâm Đức - Núi Vú (NP3-ɛ1 kv) lộ ra dọc phần rìa phía nam và tạo thành một nêm kiến tạo ở đông nam vùng nghiên cứu, bao gồm: đá hoa gặp cộng sinh với amphibolit, gnei biotit và đá phiến biotit, đá phiến 2 mica, đá phiến amphibol và các thể pegmatit màu hồng hoặc sáng màu. Hệ tầng A Vương (ɛ2-O1 av): Phần dưới cùng là đá phiến sericit màu xám phân phiến mỏng xen các lớp quarzit màu trắng ngà, dạng dải. Chuyển tiếp lên trên là đá vôi tái kết tinh màu trắng xám. Hệ tầng Sông Bung (T2a sb): Gồm cuội kết đa khoáng màu xám, xám tím, sét bột kết màu xám, xám xanh, xen kẹp cát kết tuf, sạn kết tuf, xen các lớp phun trào từ acid đến trung tính, cát bột kết đa khoáng và bột kết vôi. Bề dày 600 - 1800 m. Hệ tầng An Điềm (T3n ađ): Có thành phần chính là sạn kết, sạn kết có chứa các thấu kính cuội nhỏ, cát kết-sạn kết, cát kết, cát bột kết và bột kết. Được phân thành 2 phân hệ tầng là: phân hệ tầng An Điềm dưới (T3n ađ1) và phân hệ tầng An Điềm trên (T3n ađ2). Bề dày 500 -1300 m. Hệ tầng Sườn Giữa (T3n-r sg): Gồm các đá từ cuội kết đến sét kết. Sét bột kết thường giàu vật chất hữu cơ có màu đen. Hệ tầng Bàn Cờ (J1 bc): Thành phần bao gồm cuội kết thạch anh - silic xen cát kết, bột kết, sạn kết. Đá màu xám xanh, xanh, xám sặc sỡ, đỏ tím... Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch anh, felspat, mảnh đá. Bề dày của hệ tầng là 740m. Hệ tầng Khe Rèn (J1-2 kr): bao gồm các trầm tích lục nguyên màu xám xen các lớp đá chứa carbonat ở phần giữa mặt cắt. Tổng bề dày đạt 120- 150m. Hệ tầng Hữu Chánh (J2 hc): Thành phần gồm chủ yếu là cát kết hạt nhỏ, bột kết, sét kết có xen các lớp cát kết hạt trung màu xám, xám xanh, xám trắng bị phong hoá có màu hồng, đỏ và vàng lục. Trầm tích Đệ tứ (Q): cuội, sỏi, bột, sét than bùn ở khu vực An Điềm. 3.1.2. Các thành tạo magma xâm nhập Phức hệ Đại Lộc (g S4-D1 đl): Phức hệ Đại Lộc lộ ra ở phía bắc khu vực nghiên cứu dưới dạng khối lớn, dạng vòm, kéo dài theo phương đông - tây từ Đại Lộc đến A Sờ.
11 Phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn (γδP2-3 bq): Phân bố ở phía nam khu vực nghiên cứu tạo thành một thể liên tục kéo dài từ tây sang đông. Đây là một tập hợp xâm nhập phân dị dài, biên độ nhỏ, hình thành một dãy biến đổi lên trên từ mafic - trung tính tới acid. Phức hệ Cha Val (aT3 cv): Lộ ra ở phía tây nam và một khối dạng đẳng thước ở Khe Dung. Thành phần chính của phức hệ là peridotit, pyroxenit, gabro olivin, gabronorit, gabrodiorit, diorit hạt từ nhỏ đến lớn. Phức hệ Hải Vân (aT3 hv): Chỉ gặp một khối nhỏ dạng đẳng thước ở phía tây nam, gần khu cầu Bến Giằng. Thành phần chủ yếu là granit biotit hạt nhỏ đến lớn dạng porphyr. Đặc điểm khoáng hóa urani khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn 3.2.1. Khái quát đặc điểm phân bố khoáng hóa urani Trong vùng nghiên cứu có nhiều điểm mỏ, điểm quặng, khoáng hoá urani thuộc các khu Ta Bhing, An Điềm đã được phát hiện, chủ yếu chúng phân bố ở ven rìa bồn trũng. 3.2.2. Đặc điểm thành phần thạch học đá chứa khoáng hóa urani Đá chứa quặng thường có thành phần là cát kết hạt trung, hạt thô chứa sạn màu xám xen kẽ với lớp bột kết, sét kết màu xám, xám xanh. Thân quặng urani chủ yếu có dạng lớp (tabular), đôi chỗ có biểu hiện dạng cuốn (roll- front) không rõ ràng và nằm trong các đá có thế nằm đơn nghiêng với góc dốc thoải từ 7 - 15º. Trong các trầm tích chứa urani hạt vụn có thành phần đa khoáng, khoáng vật phổ biến nhất là thạch anh, ít hơn là plagioclas, hiếm gặp felspat kali và đôi khi hạt vụn là các mảnh đá. Thành phần đa khoáng và độ mài tròn kém đặc trưng cho tích tụ trầm tích lục địa và nằm không xa nguồn cung cấp. 3.2.3. Đặc điểm thành phần khoáng vật urani Các khoáng vật urani nguyên sinh gồm các khoáng vật nasturan, nasturan ngậm nước và coffinit. Các khoáng vật urani thứ sinh là các sản phẩm biến đổi của các khoáng vật urani nguyên sinh, gồm: autunit-metaautunit, fotfuranilit, uranopha,... 3.2.4. Thành phần hoá học của quặng urani Kết quả phân tích chi tiết thành phần của khoáng vật coffinit tại Phòng thí nghiệm Phổ khối của Đại học AGH (Krakow, Ba Lan) cho thấy thành phần hoá học của quặng urani khá phức tạp. Sự có mặt của F-apatit chứa U, Th và clausthalit đi cùng với coffinit cho thấy sự tích tụ của tất cả các khoáng vật trong môi trường tạo đá nhiệt độ thấp có sự tham gia của nước tiếp xúc với đá núi lửa và tuff (Piestrzynski và nnk, 2017). Tuổi của các thành tạo địa chất và quặng urani khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn
12 3.3.1. Tuổi các thành tạo magma xâm nhập Để làm rõ hơn tuổi và nguồn gốc cũng như góp phần khôi phục lại bối cảnh kiến tạo sinh thành các thành tạo magma ở rìa Bồn trũng Nông Sơn, NCS đã tiến hành lấy 07 mẫu granitoid để xác định tuổi kết tinh của chúng bằng phương pháp U - Pb zircon truyền thống. Kết quả định tuổi cho thấy tồn tại ít nhất 3 giai đoạn magma xâm nhập chính được hình thành một cách có hệ thống trong giai đoạn Paleozoi - Mesozoi. - Giai đoạn 1: Bao gồm các thể xâm nhập có tuổi từ 450 ÷ 416 tr. năm. Các thành tạo xâm nhập này phổ biến là các thành tạo granitoid Kiểu S (Bùi Minh Tâm, 2009) tồn tại ở dạng các thể batholith lớn, đôi nơi bị biến dạng mạnh, xếp vào phức hệ Đại Lộc. - Giai đoạn 2: Gồm các thể xâm nhập có tuổi từ 303 ÷ 256 tr. năm, trong đó phổ biến nhất là các đá có tuổi từ 294 ÷ 296 tr. năm, trước đây được xếp một phần vào phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn và Hải Vân. Các thành tạo này có đặc điểm địa hóa và đồng vị của granit Kiểu I đặc trưng cho kiểu magma cung đảo hoặc rìa lục địa tích cực. - Giai đoạn 3: Gồm các thành tạo granit alaskit cao nhôm kiểu S được thành tạo từ 252 ÷ 241 tr. năm, tương ứng bậc Indi - Anisi của Kỷ Trias. Các thành tạo này bao gồm các đá trước đây được xếp một phần vào phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn và một phần vào phức hệ Bà Nà. Đặc điểm địa hóa và đồng vị của các đá này tương ứng với các magma granit đồng tạo núi. 3.3.2. Tuổi và nguồn vật liệu các đá trầm tích chứa quặng urani Mẫu đá cát kết hạt thô (GK.26604/1) chứa quặng urani (khu Pà Lừa - Pà Rồng) được gia công tách zircon và gửi đi phân tích tuổi U - Pb bằng kỹ thuật SHRIMP Viện Địa chất và Khoáng sản Hàn Quốc (KIGAM). Kết quả cho thấy, tuổi của các hạt zircon biến đổi từ cổ nhất tuổi 2642 tr. năm đến hạt trẻ nhất tuổi 252 tr. năm, trong đó hầu hết có tuổi (8/19 hạt) rơi vào khoảng tuổi từ 492 ÷ 463 tr. năm, có 5 hạt rơi vào khoảng tuổi 1330 ÷ 1728 tr. năm, 2 hạt cho tuổi 2083 ÷ 2642 tr. năm, 1 hạt cho tuổi 590 tr. năm và 1 hạt tuổi 252 tr. năm. Có 1 hạt zircon được định tuổi cả phần riềm và lõi cho 2 tuổi khác nhau là 2083 tr. năm ở phần lõi và 1330 tr. năm ở phần riềm. Điều đó chứng tỏ đã có sự tái kết tinh mạnh mẽ đối với hạt này vào khoảng 1330 tr. năm. Hạt zircon trẻ nhất có tuổi 252 +/- 2tr. năm được phân tích từ 1 hạt zircon đồng nhất và hầu như chưa bị mài tròn, chứng tỏ được phân dị từ một nguồn gần vị trí trầm tích. Tuổi của hạt zircon này được coi là tuổi trầm tích già nhất. Để làm rõ hơn tuổi và tiến hóa nguồn cung cấp vật liệu của các đá trầm tích chứa quặng trong bồn trũng Nông Sơn, NCS tiếp tục lấy thêm 01 mẫu trầm tích cát kết hạt thô (GK.26604/2) chứa quặng urani ở phần trên của đoạn mẫu ở độ sâu 85,4 - 90,4m của lỗ khoan GK. 26604 thuộc khu Pà Lừa
13 - Pà Rồng. Mẫu được gửi gia công và phân tích tuổi bằng kỹ thuật LA-ICP- MS tại Phòng thí nghiệm Pheasant Memorial, Đại học Okayama, Nhật Bản. Biểu đồ phổ phân bố tuổi U-Pb cho thấy phần lớn các hạt zircon có tuổi kết tinh phân bố trong khoảng 252 ÷ 336 tr.năm (tương ứng với giai đoạn Permi - Trias sớm) và 468 ÷ 483 tr.năm (tương ứng với giai đoạn Ordovic). Có 2 hạt cho tuổi 231+/6 và 234+/-6 tr. năm, 2 hạt có tuổi 227 +/-6 tr. năm và 1 hạt có tuổi 221+/-5 tr.năm. Căn cứ vào tuổi kết tinh phổ biến trong giai đoạn Ordovic và Permi - Trias sớm có thể thấy phần lớn các hạt zircon và vật liệu trầm tích đi kèm được giải phóng từ các thành tạo magma, biến chất kết tinh và xuất lộ nhanh trong các pha nâng lên tạo núi Caledoni và Indosini ở khu vực Đông Dương. Từ kết quả phân tích trên có thể thấy nguồn trầm tích trong khu vực có thể phân dị từ các thành tạo địa chất có tuổi sau: a. Khoảng tuổi thứ nhất: >700 tr. năm gặp trong một số hạt zircon, chủ yếu là phần nhân của các hạt bị biến chất cao và tái kết tinh. Nguồn này hiện chưa xác định do các đá cổ nhất quanh trũng Nông Sơn hiện nay là phức hệ trầm tích biến chất cao Khâm Đức - Núi Vú được xác định có tuổi khoảng 700 tr. năm (Tran và nnk, 2014). b. Khoảng tuổi thứ 2: Từ 600 ÷ 490 tr. năm xuất hiện trong một số hạt zircon. Hiện chưa xác định được một thành tạo magma nào ở lân cận khu vực nghiên cứu có khoảng tuổi này. c. Khoảng tuổi thứ 3: Từ 480 ÷380 tr. năm là một trong những khoảng tuổi phổ biến nhất trong các mẫu phân tích bằng cả hai phương pháp. Khoảng tuổi này cũng phù hợp với các thành tạo địa chất của các thành tạo cung magma và tạo núi trong khu vực quanh bồn trũng Nông Sơn. d. Khoảng tuổi thứ 4: Từ 300 ÷ 221 tr. năm là khoảng tuổi phổ biến nhất trong các mẫu định tuổi bằng LA-ICP-MS. Với kết quả này, có thể thấy tuổi trung bình trẻ nhất của đá trầm tích chứa urani trong khu vực nghiên cứu là khoảng dao động trong từ 234 ÷ 221 tr. năm, tương ứng với Thế Ladini-Carni (237 ÷ 216 tr. năm). Như vậy, việc định tuổi Nori đối với hệ tầng An Điềm hoặc Nori - Reti đối với hệ tầng Sườn Giữa là chấp nhận được. Khoảng tuổi này cũng tương đồng với các thành tạo xâm nhập thuộc giai đoạn magma 3 nêu trên. Điều đó, chứng tỏ các đá trầm tích này có nguồn cung cấp từ các đá magma có tuổi Trias. 3.3.3. Tuổi của quặng urani Lần đầu tiên, việc định tuổi tuyệt đối cho quặng urani ở Việt Nam được thực hiện trong nghiên cứu này. Để định tuổi urani, NCS đã lấy mẫu quặng urani từ lõi khoan của lỗ khoan GK.26604 thuộc khu mỏ Pà Lừa - Pà Rồng ở độ sâu 80,4-81,4 m, hàm lượng U3O8 trong thân quặng 5,68%. Mẫu gia công và định tuổi tuyệt đối của urani tại Phòng thí nghiệm Các nguyên tố
14 hàm lượng thấp của Khoa Địa chất, Địa vật lý và Bảo vệ môi trường, Trường ĐH Khoa học Công nghệ AGH (Krakow, Ba Lan). Kết quả tính toán tuổi tuyệt đối của khoáng vật coffinit cho thấy khoảng tuổi thành tạo của các khoáng vật urani khá rộng, thể hiện một lịch sử khoáng hóa urani phức tạp trong vùng nghiên cứu. Theo đó, dự đoán có 4 giai đoạn thành tạo khoáng vật urani như sau: Già nhất là 144 tr. năm, tiếp đó là 122÷73 tr. năm; 51÷23 tr. năm; trẻ nhất là 17÷14 tr. năm. Ba giai đoạn đầu liên quan đến các hoạt động kiến tạo và quá trình phát triển bồn trũng. Còn giai đoạn thành tạo trẻ nhất thì có thể liên quan nguồn gốc ngoại sinh. Như vậy, có thể thấy rằng lịch sử hình thành và biến đổi khoáng hóa urani trong khu vực liên quan đến nhiều sự kiện kiến tạo khác nhau diễn ra trong một khoảng thời gian khá dài trong lịch sử địa chất khu vực. Giai đoạn tạo khoáng cổ nhất diễn ra vào 144 tr. năm tương ứng giai đoạn đầu Creta, sau khi các thành tạo Jura được lắng đọng và vùng nghiên cứu đã chuyển sang chế độ lục địa, trẻ hơn nhiều so với tuổi nguồn của trầm tích chứa quặng được xác định vào 221 tr. năm (tương ứng với giai đoạn Cacni). Sự khác biệt về tuổi của khoáng hóa trong khu vực cũng cho thấy, khoáng hóa ở đây hoàn toàn thứ sinh so với đá chứa. Như vậy các yếu tố trầm tích ban đầu không tạo ra các thân quặng, hay nói cách khác không tồn tại các thân quặng dạng lớp hoặc vỉa nguyên thủy trong khu vực nghiên cứu. Chương 4. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC - KIẾN TẠO VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG TẠO KHOÁNG URANI KHU VỰC TÂY BẮC BỒN TRŨNG NÔNG SƠN Khái quát chung Như đã nêu ở trên, biến dạng kiến tạo ở rìa bắc địa khối Kon Tum nói chung và khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn có lịch sử lâu dài và phức tạp, qua nhiều giai đoạn chồng lấn lên nhau đã tạo nên bình đồ cấu trúc phức tạp. Mỗi giai đoạn phát triển kiến tạo thường gắn liền với một sự kiện vận động kiến tạo khu vực. Các tổ hợp thạch kiến tạo a. Tổ hợp thạch - kiến tạo rìa lục địa tích cực Neoproterozoi - Cambri sớm: Tổ hợp này bao gồm các tổ hợp đá trầm tích và phun trào, magma xâm nhập được hình thành trong giai đoạn từ khoảng Neoproterozoic đến Cambri sớm, trong đó có phức hệ Khâm Đức - Núi Vú lộ dọc phần rìa phía nam và tạo thành một nêm kiến tạo ở đông nam vùng nghiên cứu. Chúng bị biến dạng mạnh mẽ và bị biến chất cao tới tướng amphibolit, tạo thành các cấu tạo sọc dải và phiến, đôi nơi chứa granat, silimanit hoặc kyanit đặc trưng cho biến chất tướng amphibolit áp suất trung bình (Usuki và nnk, 2009; Tran và nnk, 2014).
15 b. Tổ hợp thạch- kiến tạo rìa lục địa tích cực Cambri muộn - Ordovic: Bao gồm các thành tạo hệ tầng A Vương (€2-O1av) phân bố ở rìa Tây Bắc và Bắc bồn trũng Nông Sơn với thành phần chủ yếu là các đá trầm tích vụn hạt mịn, xen các tập carbonat đặc trưng cho môi trường thềm lục địa. Chúng bị biến dạng mạnh mẽ và biến chất đến tướng đá phiến lục, chứng tỏ đã trải qua một quá trình biến dạng khu vực mạnh mẽ. c. Tổ hợp thạch - kiến tạo đồng tạo núi Silur - Devon: Bao gồm các thể xâm nhập dạng batholith bị biến dạng mạnh của phức hệ Đại Lộc (γ33 aD1đl) có tuổi từ 430 ÷ 416 tr. năm. Đặc điểm địa hóa của các thành tạo này cho thấy chúng là các thể magma đồng tạo núi, hình thành do sự vùi sâu và nóng chảy của các đá trầm tích trong quá trình biến dạng tạo núi thời kỳ Ordovic - Silur (Tran và nnk, 2014). d. Tổ hợp thạch - kiến tạo rìa lục địa tích cực Carbon giữa - Permi: Gồm là các đá magma xâm nhập kiểu I có thành phần đa dạng gồm gabrodiorit, diorit, granodiorit và granit trước đây được xếp vào phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn và Hải Vân. Đặc điểm địa hóa và đồng vị mang đặc trưng cho kiểu magma cung đảo hoặc rìa lục địa tích cực. e. Tổ hợp thạch - kiến tạo rift nội lục trước đến đồng tạo núi Trias: Được đặc trưng bởi tổ hợp các thành tạo trầm tích, xâm nhập phân bố rộng rãi trong vùng nghiên cứu. + Tổ hợp đá xâm nhập bao gồm các thành tạo granit alaskit cao nhôm kiểu S thuộc Giai đoạn magma 3, được thành tạo từ khoảng 252 ÷ 241 tr. năm, tương ứng thế Indi - Anisi của Kỷ Trias. Trước đây chúng được xếp 1 phần vào phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn và một phần vào phức hệ Chaval, Hải Vân, Bà Nà. + Tổ hợp đá trầm tích phun trào của hệ tầng Sông Bung (T2 sb) + Tổ hợp đá lục nguyên của hệ tầng An Điềm (T3a ađ). + Tổ hợp đá molas màu xám gồm các trầm tích lục nguyên chứa than của hệ tầng Sườn Giữa (T3n-r sg). Đối sánh với các tài liệu hiện có, có thể kết luận rằng các tổ hợp đá magma Trias, phun trào và trầm tích có nguồn gốc đa dạng tuổi Trias trong khu vực có liên quan mật thiết tới sự tạo núi do va chạm giữa các khối Cimmerian (Sibumasu) - Sukhothai - Đông Dương vào Trias tạo nên sự kiện tạo núi Indosinia (Metcalfe, 2013). f. Tổ hợp thạch - kiến tạo trũng giữa núi đồng va chạm Jura sớm - giữa: Gồm các thành tạo trầm tích lục địa màu đỏ hạt thô của hệ tầng Bàn Cờ (J1bc), Khe Rèn (J1-2 kr), Hữu Chánh (J2hc) tuổi Jura sớm - giữa. Chúng là các trầm tích tướng sông, được hình thành trong bối cảnh nội lục do vận động sau tạo núi và phá hủy bồn trầm tích diễn ra trong giai đoạn Jura.
16 g. Các thành tạo bở rời Hệ Đệ tứ: Bao phủ diện tích nhỏ ở rìa đông bắc khu vực nghiên cứu. Đặc điểm biến dạng Trên cơ sở tổng hợp các tài liệu, có thể phân chia các cấu tạo biến dạng ở đây thành 5 thế hệ được hình thành trong ít nhất 5 pha biến dạng khác nhau.  Pha biến dạng thứ nhất (B1): Pha biến dạng thứ nhất (B1) được hình thành trước khi các thành tạo trầm tích trũng Nông Sơn và được đặc trưng bởi sự biến dạng dẻo hoàn toàn, quan sát trong các đá magma và trầm tích vây quanh Bồn trũng Nông Sơn. Ở rìa Nam của bồn trũng, pha biến dạng B1 thể hiện dưới dạng một đới biến dạng cao với các thể sót (mélange) có thành phần là các đá siêu mafic, mafic, felsic hoặc trầm tích bị ép dẹt, kéo dài, uốn nếp hoặc đứt đoạn, chúng được vây quanh bởi các đới mylonit tới siêu mylonit, được cho là một phần của đới khâu Tam Kỳ - Phước Sơn.  Pha biến dạng thứ 2 (B2): Các cấu tạo đặc trưng cho pha này là các nếp uốn hẹp, nghiêng đi cùng các đới trượt chờm nghịch hoặc nghịch quy mô lớn phát triển mạnh trong các đá tuổi Trias muộn đến Jura sớm. Dưới tác dụng của lực kiến tạo ép theo phương gần ĐB - TN đã tạo nên các nếp lồi, lõm và nếp uốn đảo thế hệ 2 có trục kéo dài theo phương TB - ĐN. Các nếp uốn này thường có vòm hẹp, góc dốc hai cánh thay đổi từ 30 - 75°, mặt trục khá dốc. Đi cùng các nếp uốn thuộc pha biến dạng thứ 2 là các đới trượt nghịch dẻo đến giòn - dẻo có mặt trượt gần song song với mặt trục của các nếp uốn. Sự tồn tại của các đới này trong các trầm tích của hệ tầng An Điềm, Sườn Giữa và Thọ Lâm, đi cùng là các nếp uốn chứng tỏ chúng liên quan tới một sự kiện ép nén kiến tạo khu vực diễn ra cuối cuối Jura sớm, tạo nên cấu trúc kiểu uốn nếp-chờm nghịch và làm biến dạng mạnh các đá trầm trích của Bồn trũng Nông Sơn.  Pha biến dạng thứ 3 (B3): Được đặc trưng bằng các nếp uốn mở phương ĐB - TN và các đứt gãy giòn đến giòn - dẻo phương ĐB - TN đến á vĩ tuyến, tạo nên cấu trúc đặc trưng của bồn trũng Nông Sơn và biến cải bình đồ cấu trúc khu vực được tạo thành bởi pha biến dạng 2. Các nếp uốn thế hệ 3 được suy đoán dựa trên sự thay đổi có hệ thống hoặc sự uốn nếp của các cấu tạo phiến và mặt trục của các nếp uốn thế hệ 1 và 2. Sự tồn tại của các nếp uốn thế hệ 3 quan sát ở khu vực rìa tây nam và trong phạm vi phần trung tâm của khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. Cuối pha biến dạng 3, hàng loạt đứt gãy dịch bằng, chéo hoặc nghịch phát triển gần song song với mặt trục của nếp uốn thế hệ 3, tạo thành các đới có quy mô lớn phương ĐB - TN đến á vĩ tuyến cắt qua vùng nghiên cứu. Các đứt gãy này tạo nên một nêm kiến tạo ở phần nam và bắc vùng nghiên cứu.
17  Pha biến dạng thứ 4 (B4): Diễn ra trong chế độ dẻo - giòn và được đặc trưng bởi các nếp uốn thế hệ 4 có mặt trục thẳng đứng đến nghiêng với phương kéo dài á kinh tuyến. Các nếp uốn thuộc pha biến dạng thứ 4 thường có quy mô nhỏ, vòm rộng, cánh thoải và đôi nơi là các nếp uốn gãy.  Pha biến dạng thứ 5 (B5): Được đặc trưng bởi biến dạng giòn, gồm các đới dập vỡ và các hệ thống đứt gãy dịch bằng, thuận, hoặc nghịch phát triển theo phương á kinh tuyến và TB - ĐN. Các cấu tạo này được xác định bởi những mặt trượt, đới dăm kiến tạo, đới mùn đứt gãy. Các hệ thống đứt gãy này cắt qua và làm dịch chuyển các dạng cấu tạo từ pha 1 đến pha 4, làm biến dạng hệ sông suối hiện đại, vỏ phong hóa đá gốc hoặc các thành tạo trầm tích trẻ. Điều đó chứng tỏ chúng là những cấu tạo muộn nhất trong vùng nghiên cứu. Đặc điểm biến chất đi cùng biến dạng Pha biến dạng 2 đặc trưng bởi quá trình biến chất chồng trong cuối Permi - đầu Trias. Pha này dẫn đến sự phát triển rộng rãi của các đới trượt dẻo với sự lấp đầy của các mạch thạch anh và quá trình quarzit hóa của các trầm tích lục nguyên vụn thô ở phần đáy bồn trũng. Hậu quả là các đá bị chặt sít, dẫn đến giảm độ lỗ hổng và hạn chế sự di chuyển của nước ngầm trong các tầng đá. Hiện tượng này làm giảm đáng kể khả năng oxy hóa vỉa và lắng đọng urani trong đá. Đây có thể là nguyên nhân dẫn tới việc các thân khoáng urani kiểu mặt cuốn ít xuất hiện trong khu vực nghiên cứu. Các hiện tượng chlorit hoá, sericit hoá trong các đá trầm tích dưới tác động của các pha biến dạng 3 và 4 cũng quan sát được cục bộ trong phạm vi vùng nghiên cứu. Lịch sử tiến hóa kiến tạo khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn Trên cơ sở đối sánh đặc điểm địa chất và biến dạng của khu vực với các kết quả nghiên cứu gần đây, có thể chia lịch sử phát triển địa chất khu vực thành 5 giai đoạn. Giai đoạn 1: Hình thành các tổ hợp thạch kiến tạo rìa lục địa tích cực Neoproterozoi - Silur Trong giai đoạn này, khu vực nghiên cứu có sự thành tạo các tổ hợp thạch -kiến tạo kiểu rìa lục địa tích cực, bao gồm các tổ hợp đá trầm tích và phun trào của phức hệ Khâm Đức - Núi Vú, hệ tầng A Vương, các thành tạo xâm nhập và phun trào khác ở rìa tây bắc bồn Nông Sơn. Giai đoạn 2: Va chạm tạo núi Silur - Devon Trong giai đoạn này, sự hình thành khá rộng rãi các tổ hợp granit đồng tạo núi sáng màu kiểu S tạo thành một nguồn cung cấp quan trọng cho các thành tạo trầm tích lấp đầy các trũng Mesozoi sau này. Phần lớn các zircon trong trầm tích hệ tầng An Điềm có tuổi Silur muộn-Devon sớm, tương ứng tuổi các magma granit kiểu S vây quanh bồn trũng. Nhiều nhà địa chất cho rằng, các magma kiểu này cung cấp nguồn urani quan trọng cho các mỏ urani kiểu oxy hóa - khử hoặc kiểu bất chỉnh hợp (Dahlkamp, 1994).
18 Hình 4.1. Tóm tắt các sự kiện địa chất khu vực Bồn trũng Nông Sơn và vùng lân cận và đối sánh với các sự kiện kiến tạo khu vực Giai đoạn 3: Rìa lục địa tích cực Carbon - Permi và tạo núi Indosinia Trong giai đoạn Carbon - Trias vùng nghiên cứu chịu tác động trực tiếp của sự tiến hóa của đại dương Paleotethys dẫn tới sự thành tạo các magma rìa lục địa tích cực kiểu Bến Giằng - Quế Sơn. Sự va chạm mang tính khu vực này tạo nên pha biến dạng thứ hai (B2) làm uốn nếp toàn bộ cấu trúc của pha biến dạng 1, đồng thời dẫn tới sự hình thành và phá hủy bồn trũng Nông Sơn và làm biến dạng các thành tạo địa chất. Giai đoạn cuối cùng của sự phá hủy bồn trũng được đánh dấu bởi sự hình thành hàng loạt cấu trúc uốn nếp - chờm nghịch của pha biến dạng 2. Sự thành