Tuổi đồng vị U–Pb và đặc điểm địa hóa của zircon trong đá biến chất nhiệt độ siêu cao thuộc phức hệ Kannack, địa khối Kontum, Việt Nam

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

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết "Tuổi đồng vị U–Pb và đặc điểm địa hóa của zircon trong đá biến chất nhiệt độ siêu cao thuộc phức hệ Kannack, địa khối Kontum, Việt Nam" tiến hành phân tích tuổi đồng vị U–Pb và thành phần các nguyên tố đất hiếm (REE) bằng phương pháp khối phổ plasma (LA–ICP–MS). Kết quả phân tích đã chỉ ra rằng, mối quan hệ giữa vị trí thành tạo, cấu trúc phân đới bên trong, tuổi đồng vị U–Pb và đặc điểm REE của Zrn đã góp phần làm sáng tỏ quá trình tiến hóa biến chất của các đá biến chất trong vùng nghiên cứu này. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tuổi đồng vị U–Pb và đặc điểm địa hóa của zircon trong đá biến chất nhiệt độ siêu cao thuộc phức hệ Kannack, địa khối Kontum, Việt Nam

HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC KHOA HỌC TRÁI ĐẤT VÀ TÀI NGUYÊN VỚI PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG (ERSD 2022) Tuổi đồng vị U–Pb và đặc điểm địa hoá của zircon trong đá biến chất nhiệt độ siêu cao thuộc phức hệ Kannack, địa khối Kontum, Việt Nam Bùi Thị Sinh Vương1,*, Yasuhito Osanai2, Nobuhiko Nakano2, Tatsuro Adachi2, Ippei Kitano3 1 Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2 Đại học Kyushu 3 Đại học Hokkaido TÓM TẮT Zrn từ hai mẫu đá pelit granulit (Grt–Crd–Sil granulit chứa Crn–Spl và granulit Grt–Spl–Crd) thuộc phía tây phức hệ Kannack, địa khối Kontum, Việt Nam được tiến hành phân tích tuổi đồng vị U–Pb và thành phần các nguyên tố đất hiếm (REE) bằng phương pháp khối phổ plasma (LA–ICP–MS). Kết quả phân tích đã chỉ ra rằng, mối quan hệ giữa vị trí thành tạo, cấu trúc phân đới bên trong, tuổi đồng vị U–Pb và đặc điểm REE của Zrn đã góp phần làm sáng tỏ quá trình tiến hoá biến chất của các đá biến chất trong vùng nghiên cứu này. Quá trình biến chất nhiệt độ siêu cao (UHT) xảy ra trong giai đoạn Permi–Trias (270-230 Tr.n), trong đó đỉnh biến chất được xác định vào khoảng 260-250 Tr.n, liên quan đến quá trình va chạm lục địa trong đai tạo núi xuyên Việt Nam (Osanai et al., 2004), được ghi nhận từ bao thể Zrn trong Grt, Zrn hình thành gần symplectit Crd–Spl. Các hạt Zrn này tương đối giàu các nguyên tố đất hiếm nặng (HREE). Giai đoạn giảm áp xảy ra vào khoảng 250 Tr.n trong quá trình nguội lạnh, thúc đẩy quá trình phát triển và mọc chồng Zrn nhờ vào sự kết tinh từ dung thể hoặc sự phá huỷ của khoáng vật Grt. Cuối cùng giai đoạn hydrat hoá tại ~ 230 Tr.n trong quá trình trồi lộ lên trên bề mặt trái đất, được ghi nhận từ các hạt Zrn tiếp xúc trực tiếp hay bị kẹp trong các khoáng vật thứ sinh như Chl, Ms, đặc trưng bởi sự nghèo kiệt HREE. Từ khóa: phân tích in-situ Zrn, các nguyên tố đất hiếm (REE), tuổi đồng vị U–Pb, phức hệ Kannack, địa khối Kontum. 1. Đặt vấn đề ∼ 230–260 Tr.n Địa khối Kontum, là một phần của đai tạo núi xuyên Việt ∼ 430–460 Tr.n Cả hai giá trị tuổi Nam (TVOB) (Osanai et al., 2008) (hình 1), có lịch sử địa 72902E Vị trí mẫu phân tích chất phức tạp, gồm các loại đá biến chất khác nhau từ tướng 72903G 72901E phiến lục tới tướng granulit (Osanai et al., 2004). Trong đó, phức hệ Kannack đã trải qua điều kiện nhiệt độ biến chất cao nhất trong địa khối Kontum, lên tới tướng granulit 72801B, D UHT, đặc trưng bởi đường cong áp suất–nhiệt độ (P–T) thuận chiều kim đồng hồ. Các nghiên cứu trước đã chỉ ra sự phân bố rộng rãi của các đá biến chất nhiệt độ cao (HT)– Ba To 72801B, UHT giai đoạn Permi–Trias (~260-230 Tr.n) phổ biến trên 200 km 72801C toàn bộ phức hệ và sự phân bố rời rạc của các đá tuổi 1: Đới dịch trượt sông Hồng 2: Đới khâu sông Mã 3: Đới dịch trượt Đà Nẵng–Đại Lộc An Khe Ordovic– Silur (~460-430 Tr.n) ở phía đông phức hệ 4: Đới khâu Tam Kỳ–Phước Sơn 5: Đới dịch trượt Khâm Đức 6: Đới dịch trượt Đăk Tô Kan Kannack (Osanai et al., 2004; Nakano et al., 2007). Mặc dù 7: Đới khâu Pô Kô lịch sử tiến hoá P–T của phức hệ đã được nghiên cứu tương Phức hệ Kannack đối kĩ, quá trình tiến hoá P‒T–thời gian (P–T–t) còn chưa Phức hệ Ngọc Linh được hiểu rõ do thiếu các thông tin về mối quan hệ giữa tuổi Phức hệ Khâm Đức Figure 2 biến chất và các giai đoạn biến chất. Hiểu rõ về lịch sử biến Các đá xâm nhập chất của phức hệ Kannack sẽ góp phần làm rõ quá trình tiến Hình 1. (a) Vị trí địa khối Kontum và (b)sự hoá kiến tạo của địa khối Kontum trong TVOB cũng như phân bố của các đá biến chất và magma trong quá trình phát triển của lục địa Châu Á (Osanai et al., 2008). địa khối Kontum. Theo United Nations (1990). Nghiên cứu này tập trung phân tích tuổi đồng vị U–Pb và Vị trí mẫu phân tích thể hiện bằng chấm tròn. đặc điểm địa hoá REE của Zrn trong hai mẫu pelit granulit * Tác giả liên hệ Email: buisinhvuongdc@gmail.com 1
thuộc phía tây phức hệ Kannack để xác định mối quan hệ tương đối giữa sự phát triển của Zrn và các giai đoạn biến chất UHT. Mối quan hệ giữa vị trí thành tạo với đặc điểm cấu trúc phân đới bên trong, tuổi đồng vị U–Pb và đặc điểm địa hoá REE của Zrn cho phép gắn các giá trị tuổi vào các giai đoạn biến chất. Kí hiệu viết tắt của các khoáng vật sử dụng trong nghiên cứu này được tham khảo từ công bố của Whitney và Evans (2010). 2. Phương pháp nghiên cứu: Tuổi đồng vị U–Pb và thành phần REE của các hạt Zrn trên lát mỏng thạch học (phân tích in-situ) Việc phân tích tuổi đồng vị U–Pb và thành phần REE được tiến hành đối với các hạt Zrn trên lát mỏng thạch học đã được mài bóng sử dụng LA–ICP–MS tứ cực Agilent 7500cx, hệ thống New Wave Research UP-213, tại trường đại học Kyushu, Nhật bản. Các phân tích tuổi đồng vị U–Pb áp dụng hệ thống laser ArF Excimer có dòng xung điện 193 nm với tốc độ lặp lại là 8Hz, đầu ra là 30%. Đường kính phân tích cho mỗi điểm là 20 μm và 25 μm. Các chất chuẩn hiệu chuẩn và chuẩn tham chiếu được sử dụng lần lượt là 91500 (417 Tr.n; Wiedenbeck et al., 1995) và FC-1 (1099 Tr.n; Paces và Miller, 1993). Ngoài ra, hệ thống laser UV (213 nm) New Wave Research UP-213 được sử dụng cho việc phân tích REE trên khoáng vật Zrn, với đường kính phân tích cho mỗi điểm từ 30 đến 40 µm. Quy trình phân tích REE được tiến hành theo nghiên cứu chi tiết của Nakano et al. (2010). Vị trí của Zrn trên các lát mỏng thạch học đã mài bóng nổi được xác định thông qua việc quan sát dưới kính hiển vi thạch học hoặc ảnh tán xạ electron (BSE) sử dụng quang phổ phân tán năng lượng kết hợp với hệ thống kính hiển vi điện tử quét (SEM–EDS) (JEOL JSM-6390- JED2300). Đặc điểm cấu trúc phân đới bên trong của Zrn được hiển thị bằng hình ảnh CL thu nhận được từ đầu dò CL (Gatan MiniCL). Biểu đồ concordia được xây dựng bằng phần mềm Isoplot/Ex 3.7 (Ludwig, 2008). Sai số của mỗi tuổi đồng vị phân tích được là 2σ. Tất cả các giá trị tuổi nằm trên đường cong concordia trong mỗi biểu đồ concordia (sai số 2σ) được coi là tuổi concordant. Vị trí phân tích, tuổi đồng vị 206Pb/238U, tỷ lệ Th/U của một số hạt Zrn đại diện thể hiện trên ảnh CL và biểu đồ concordia của các mẫu đã phân tích lần lượt được thể hiện trong các hình 3 và 4. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Kết quả Hai mẫu granulit Grt–Crd–Sil chứa Crn–Spl (72801B) và granulit Grt–Spl–Crd (72801C) được phân tích thuộc phía tây phức hệ Kannack (hình 1b). Các mẫu này đều đặc trưng bởi cấu trúc migmatitit, với các tinh thể Crd màu xanh và Grt màu hồng có thể nhìn thấy bằng mắt thường (hình 2a-b). Trong mẫu 72801B, Spl chỉ hình thành dưới dạng symplectit bao quanh Grt hoặc giữa Grt và Sil (hình 2c). Các tinh thể Crn tự hình tới bán tự hình tiếp xúc trực tiếp với Bt hoặc Opq (hình 2c). Zrn chủ yếu bị kẹp trong Sil, Bt, Pl, Qz hoặc trong tổ hợp nền tiếp xúc trực tiếp với Ms, Chl, pinit hoặc Crd–Spl symplectit. Trong mẫu 72801C, Sil chỉ hình thành dưới dạng bao thể trong Grt; Spl tha hình màu xanh đen (a) (b) chủ yếu xen kẹp với Grt (hoặc bị kẹp trong Grt) hoặc trong tổ hợp nền tiếp xúc trực tiếp với Pl và Mag (hình 2d). Các tinh thể Pl tự hình tới bán tự hình (hình 2d). Các hạt Zrn từ hai mẫu granulit Grt–Crd–Sil chứa Crn–Spl (72801B) và granulit Grt–Spl–Crd (72801C) có đặc điểm hình thái bên ngoài và cấu Sil (c) (d) trúc phân đới bên trong khá tương tự Crd Ilm nhau. Chúng chủ yếu hình thành dưới Pl Spl dạng bao thể trong các khoáng vật Bt, Spl+Crd Grt Pl, Qz hoặc tiếp xúc với Ms, Chl, pinit. Ngoài ra, ở mẫu 72801B, Zrn còn bị kẹp trong Sil hoặc hình thành cạnh Crn Pl Crd–Spl symplectit; bao thể Zrn dọc Bt theo các khe nứt trong Grt được quan Zrn sát thấy trong mẫu 72801C. Các hạt Hình 2. (a-b)Ảnh vết lộ và đá gốc mẫu pelit granulit. (c-d) Ảnh Zrn này thường có dạng đẳng thước lát mỏng thạch học mẫu granulit Grt–Crd–Sil chứa Crn–Spl hay dạng oval, không màu tới ánh (72801B) (c) và granulit Grt–Spl–Crd (72801C) (d). vàng, kích thước chiều dài từ 50–200 2
µm. Ảnh CL chỉ ra cấu trúc phân đới với 5 (a) Zrn tiếp xúc với pinit pinit (b) Zrn tiếp xúc với Ms Ms Kfs vùng chính. (1) Vùng nhân sáng màu có diện ov1 pz ov2 tích nhỏ, tha hình, chỉ có mặt trong một vài hạt ov1 Bt Zrn, thường có cấu trúc không rõ ràng và bị cắt 226±7 Tr.n c Mag ov3 0.05 bởi riềm mọc chồng thứ nhất (ov1) (hình 3a). 217±6 Tr.n (2) Riềm mọc chồng thứ nhất (ov1) có cường 0.03 độ phát quang trung bình tới thấp, tương đối (c) Zrn trong symplectit Crd+Spl (d) Bao thể Zrn trong Bt Crd đồng nhất và thường không phân đới (hình 3a- ov2 b). (3) Riềm mọc chồng thứ 2 (ov2) có diện ov2 Bt tích lớn nhất, đặc trưng bởi dạng hình tứ diện Crd+Spl 245±7 Tr.n 251±6 Tr.n với cường độ phát quang cao, có cấu trúc phân 0.06 Sil 0.28 đới đồng tâm (hình 3b-f), được phân cách với (e) Bao thể Zrn trong Pl (f) Zrn dọc theo khe nứt trong Grt Pl riềm mọc chồng thứ nhất qua một ranh giới ov2 tương đối rõ (hình 3b). (4) Một vài hạt Zrn tiếp ov2 241±8 Tr.n xúc với Chl hoặc Ms có thêm riềm mọc chồng 0.95 Pl 250±10 Ma thứ 3 (ov3), tự hình, có cường độ phát quang 0.80 rất thấp (hình 3b). (5) Zrn tiếp xúc trực tiếp với 1mm Chl, Bt, Ms hay pinit có cấu trúc phân đới lốm Hình 3. Ảnh CL của một số mẫu Zrn, loại vùng cấu trúc đốm, loang lổ (hình 3a). Ngoại trừ phần nhân phân đới, vị trí phân tích và tuổi đồng vị U–Pb Zrn được sáng màu và riềm mọc chồng thứ nhất (ov1), thể hiện trong hình. (a-e) Zrn thuộc mẫu (72801B),(f) toàn bộ các vùng ov2, ov3 và pz đều được tiến Zrn thuộc mẫu 72801C. hành phân tích tuổi đồng vị và thành phần REE. Trong mẫu 72801B, 7 phân tích tại vùng ov2 của bao thể Zrn trong Bt và Qz và 7 phân tích từ vùng ov2 của Zrn trong vùng pinit cho tuổi concordia và tỉ lệ Th/U lần lượt tại 251,7 ± 4,2 Tr.n, 0,06–0,64 và 251,3 ± 4,3 Tr.n, 0,08–0,64 (hình 4a). 3 kết quả phân tích từ vùng ov2 của Zrn tại Spl–Crd symplectit cho giá trị tuổi tại ~ 250 Tr.n và tỉ lệ Th/U = 0,06–0,18 (hình 4a). 6 phân tích tại các vùng pz và ov3 của Zrn tiếp xúc với Ms hoặc Chl cho kết qủa ~ 230 Tr.n với tỉ lệ Th/U = 0,05–0,36 (hình 4a). Đối với mẫu 72801C, 15 kết quả phân tích tại vùng ov2 của bao thể Zrn trong Pl cho tuổi concordia tại 253,0 ± 2,4 Tr.n và tỉ lệ Th/U đạt 0,02–1,29 (Hình 4b). Các phân tích từ vùng ov2 của Zrn dọc theo các khe nứt trong Grt xác định giá trị tuổi concordia tại 256,3 ± 3,0 Tr.n (n = 11) và tỉ lệ Th/U = 0,03–1,13 (hình 4b). Cuối cùng, 11 kết qủa phân tích từ vùng ov2 và ov3 của Zrn tiếp xúc Chl tậperror ellipses tại2s 229,3 ± 2,4 Tr.n với tỉ lệ Th/U = 0,19–1,17 (hình 4b). data-point trung are data-point error ellipses are 2s 0.050 (a) (ov2) Zrn tiếp xúc với pinit (trắng) (b) Tuổi concordia = 251,3 4,3 Tr.n, n = 7 MSWD = 0,20, probability = 0,66 (ov2) Zrn dọc theo khe nứt trong Grt (trắng) 290 0.046 Tuổi concordia = 256,3 3,0 Tr.n, n = 11 (ov2) Bao thể Zrn trong Bt, Qz (xám nhạt) 290 MSWD = 0,108, Probability = 0,74 0.046 Tuổi concordia = 251,7 4.2 Tr.n, n = 7 MSWD = 0,015, probability = 0,90 (xám đậm) ∼ 250 Tr.n, n = 3 270 (ov2) Zrn trong Crd–Spl symplectit 270 0.042 0.042 206Pb/238U U 250 Pb/ 250 0.038 0.038 230 230 (ov2) Bao thể Zrn trong Pl (xám) 0.034 Tuổi concordia = 253,0 ± 2,4 Tr.n, n = 15 0.034 210 MSWD = 0,50, Probability = 0,48 (đen) ∼ 230 Tr.n, n = 6 210 (ov3+pz) Zrn tiếp xúc Ms, Chl (ov2+ov3) Zrn tiếp xúc Chl, Ms (đen) Tuổi concordia = 229,3 ± 2,4 Tr.n, n = 11 MSWD = 0,105, Probability = 0.75 0.030 0.030 0.21 0.23 0.25 0.27 0.29 0.31 0.33 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40 207Pb/235U 207Pb/235U Hình 4. Đường cong concordia dựa trên kết quả phân tích tuổi đồng vị U–Th Zrn mẫu 72801B (a) và 72801C (b). Kết quả phân tích REE trên Zrn được trình bày trên các biểu đồ REE chuẩn hoá theo các giá trị chondrit (theo McDonough và Sun, 1995) (hình 5). Các hạt Zrn trong mẫu 72801B tương đối giàu HREE so với MREE và LREE, biểu đồ REE của chúng đặc trưng bởi dị thường âm Eu và dị thường dương Ce tương đối mạnh (hình 5a). Tuy nhiên, dạng đồ thị REE của Zrn tại các vị trí thành tạo khác nhau lại mang các đặc điểm khác nhau. Vùng ov2 của bao thể Zrn trong Bt và Qz có hàm lượng LREE (CeN = 3–4) và HREE trung bình. Biểu đồ REE của vùng ov2 Zrn tại Crd–Spl symplectit có độ dốc tương đối lớn (LuN/GdN = 7,4–21,4 tại GdN = 42–86), nghèo LREE (CeN cỡ 1) nhưng rất giàu HREE. Trong khi đó, biểu đồ REE của vùng ov3 và pz Zrn tiếp xúc với Chl và Ms tạo thành đường thẳng hướng xuống dưới hoặc phẳng với giá trị LuN/GdN = 0,5–1,7 tại GdN = 70–99 và LREE không quá cao (CeN = 1,8–3,5). Trong mẫu 72801C, kết quả phân tích 3
từ các vùng ov2 của bao thể Zrn trong Pl đều có hàm lượng HREE cao và LREE thấp, trong đó hàm lượng HREE tăng dần tạo thành một đường thẳng hướng lên trên từ Gd tới Lu (LuN/GdN = 3,1–5,2 tại GdN = 38,2– 70,4). Dị thường âm Eu và dị thường dương Ce cũng xuất hiện trên biểu đồ này. Ngược lại, các vùng ov3 của Zrn hình thành trong các vùng Chl bị biến đổi thứ sinh lại nghèo HREE với giá trị LuN/GdN = 0.5–51.5 tại GdN = 59–86 (hình 5b). 10000 0 1000 (b) (a) 1000 0 100 Zrn/Chondrite Zrn/Chondrite 100 10 0 (ov2) Bao thể Zrn trong Pl 10 (ov2) Bao thể Zrn trong Bt, Qz (ov3) Zrn tiếp xúc với Chl, Ms (ov3) Zrn tiếp xúc với Ms, Chl (ov2) Zrn dọc theo khe nứt Grt (ov2) Zrn trong Crd–Spl symplectit 11 1 .1 0.1 0.1 1 .1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hình 5. Biểu đồ REE chuẩn hoá theo giá trị chondrit của Zrn mẫu 72801B (a) và 72801C (b). Giá trị chondrit được sử dụng theo nghiên cứu của McDonough và Sun, (1995). 3.2. Thảo luận Các phân tích in-situ đối với Zrn trong hai mẫu 72801B và 72801C đã chỉ ra các đặc điểm riêng biệt về địa hoá REE và tuổi đồng vị U–Pb đối với các vị trí thành tạo và cấu trúc phân đới bên trong của chúng, cho phép luận giải các pha phát triển/ tái kết tinh của Zrn trong suốt quá trình biến chất UHT. Hầu hết Zrn phân tích từ hai mẫu pelit granulit này đều có dạng đẳng thước, tự hình (dạng quả bóng) (hình 3), điển hình cho các đặc điểm của Zrn trong các đá biến chất HT hay tướng granulit (Harley et al., 2007). Ảnh CL chỉ ra một loạt vùng cấu trúc phân đới bên trong của Zrn: riềm mọc chồng thứ nhất (ov1), bao quanh là vùng riềm mọc chồng thứ 2 có cấu trúc phân đới đồng tâm (ov2) và cuối cùng theo sau là riềm mọc chồng thứ 3 tối màu (ov3) không phân đới hay vùng có cấu trúc phân đới lốm đốm, loang lổ (pz) (hình 3). Trong đó, vùng riềm mọc chồng thứ 2 của Zrn (hình 3b-f) được xác định hình thành trong điều kiện HT tới UHT với sự có mặt của dung thể (melt) (Harley et al., 2007). Bởi vậy, giá trị tuổi U–Pb Zrn ~ 260–230 Tr.n (hình 4) xác định thời gian xảy ra quá trình biến chất. Trong cả hai mẫu phân tích, giá trị tuổi trẻ nhất tại ~ 230 Tr.n chủ yếu thu được từ vùng ov3 hoặc pz, và một phần nhỏ vùng ov2 của các hạt Zrn tiếp xúc với Chl hoặc Ms (hình 4). Thêm vào đó, đặc điểm nghèo HREE của các vùng Zrn 230 Trn hoàn toàn phân biệt với các vùng Zrn khác (hình 5). Bởi vậy, giá trị tuổi Zrn trẻ này có thể xác định thời gian của giai đoạn hydrat hoá dẫn tới sự hình thành các khoáng vật Chl và Ms ở độ sâu nông. Đối với mẫu 72801B, các phân tích tại vùng ov2 của bao thể Zrn trong Bt và Qz; và của Zrn hình thành trong vùng Crd–Spl symplectit giữa Grt và Sil đều cho giá trị tuổi ~ 250 Tr.n (hình 4a). Tuy nhiên, Zrn hình thành tại vùng Crd–Spl symplectit lại giàu HREE và nghèo LREE hơn so với bao thể Zrn trong các khoáng vật Bt và Qz (hình 5a). Bởi vậy, hai loại Zrn này có thể hình thành cùng thời điểm nhưng bằng các cơ chế khác nhau. Zrn trong vùng Crd–Spl symplectit được cho là hình thành do sự phá huỷ của Grt và Sil để tạo thành Spl và Crd thông qua phản ứng Grt+Sil+H2OSpl+Crd trong quá trình giảm áp. Khả năng hoà tan Zr kém cũng như sự không tương thích của HREE trong cấu trúc của Crd tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hình thành và phát triển Zrn (Degeling et al., 2001). Tuy nhiên, dựa vào đặc điểm hình thái bên ngoài, cấu trúc phân đới bên trong, đặc điểm REE và tuổi đồng vị U–Pb, vùng ov2 của bao thể Zrn trong Bt và Qz có thể kết tinh từ dung thể trong quá trình biến chất HT (Harley et al., 2007). Sự có mặt của dung thể được thể hiện qua cấu tạo migmatit của các mẫu phân tích và các tinh thể Pl tự hình tới bán tự hình trong tổ hợp nền (hình 2a-b, d). Do đó, giá trị tuổi 250 Tr.n xác định thời gian của quá trình giảm áp ngay sau khi đạt đỉnh biến chất. Đối với mẫu 72801C, các bao thể Zrn trong Pl và Grt (dọc theo khe nứt) đạt giá trị tuổi cổ hơn ~ 260–250 Tr.n (hình 4b), với đặc điểm cấu trúc phân đới bên trong và đặc điểm REE tương tự nhau. Mặc dù bao thể Zrn trong Grt cũng tiếp xúc trực tiếp với các khoáng vật thứ sinh Chl lấp đầy các khe nứt trong Grt, gía trị tuổi đồng vị và đặc điểm địa hoá lại khác hoàn toàn so với các hạt Zrn tiếp xúc trực tiếp với Chl trong tổ hợp nền (Hình 4b và 5b). Đặc điểm này gợi ý rằng các bao thể Zrn hình thành trong Grt không bị ảnh hưởng bởi quá trình hydrat hoá sau cùng. Cấu trúc phân đới đồng tâm cũng như hàm lượng HREE khá cao của vùng ov2 Zrn bao thể trong Pl và Grt chỉ rằng vùng Zrn này được kết tinh từ trong dung thể chứ không phải hình 4
thành do quá trình hoà tan, phá huỷ các hạt Zrn mẹ (.Harley et al., 2007). Tuy nhiên, bao thể Zrn trong Grt (~ 260 Tr.n) lại cho tuổi cổ hơn Zrn trong Pl (~ 250 Tr.n) (hình 4b), vì vậy giá trị tuổi ~ 260 Tr.n có thể xác định thời gian của giai đoạn biến chất tiến triển cho tới đỉnh biến chất. 4. Kết luận Tóm lại, quá trình tiến hóa biến chất của các đá biến chất tướng cao trong phía tây phức hệ Kannack, địa khối Kontum có thể được khái quát hoá như sau. Các đá pelit granulit trải qua đỉnh biến chất cực đại trong khoảng ~ 250 và 260 Tr.n, liên quan tới quá trình va chạm lục địa trong TVOB (giai đoạn M1; Osanai et al., 2004, 2008). Theo sau là giai đoạn giảm áp, trong đó các riềm mọc chồng Zrn được kết tinh từ dung thể hoặc hình thành do sự phá huỷ của khoáng vật Grt tại ~ 250 Tr.n. Cuối cùng, giai đoạn hydrat hoá mạnh liên quan tới sự thành tạo của các khoáng vật thứ sinh Ms và Chl diễn ra trong khoảng ~ 230 Tr.n trong quá trình trồi lộ lên phía trên ở độ sâu tương đối nông. Mặc dù khoảng thời gian diễn ra quá trình biến chất UHT ở phía tây phức hệ Kannack (~ 260–230 Tr.n) phù hợp với các kết quả nghiên cứu trước đây (Osanai et al., 2004, 2008; Nakano et al., 2007), nghiên cứu này cung cấp những thông tin quan trọng về trình tự thời gian đối với lịch sử biến chất bằng cách kết hợp các kết quả quan sát dưới kính hiển vi (vị trí thành tạo, đặc điểm hình thái bên ngoài và đặc điểm cấu trúc phân đới bên trong) với các đặc điểm địa hoá REE và tuổi đồng vị U–Pb phân tích trên khoáng vật Zrn. Lời cảm ơn Nghiên cứu này được hỗ trợ một phần bởi quỹ học bổng MEXT của bộ Giáo dục, Văn hoá, Thể thao, Khoa học và Công nghệ Nhật Bản, tại trường đại học Kyushu và đề tài sau tiến sỹ do Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam tài trợ, mã số GUST.STS.ĐT2020- KHTĐ02 của B.T.S. Vương và đề án JSPS KAKENHI mã số JP16H02743 và JP22244063 do Y. Osanai làm chủ nhiệm và mã số JP15K05345 và JP18H01316 do N. Nakano làm chủ nhiệm. Các tác giả ghi nhận những đóng góp và giúp đỡ của Trần Văn Trị, Phạm Bình và B.Tamir trong quá trình khảo sát thực địa và thu thập mẫu tại khu vực nghiên cứu. Tài liệu tham khảo Degeling, H., Eggins, S., Ellis, D.J. 2001. Zr budgets for metamorphic reactions, and the formation of zircon from garnet breakdown. Mineralogical Magazine, 65: 749-758. Harley, S.L., Kelly, N.M., Möller, A. 2007. Zircon behaviour and the thermal histories of mountain chains. Elements, 3 (1): 25-30. Ludwig, K.R. 2008. User's Manual for Isoplot 3.70: A geochronological toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Special Publication, 4: 1-77. McDonough, W.F., Sun, S.S. 1995. Composition of the Earth. Chemical Geology, 120: 223-253. Nakano, N., Osanai, Y., Owada, M., Nam, T.N., Toyoshima, T., Binh, P., Tsunogae, T., Kagami, H. 2007. Geologic and metamorphic evolution of the basement complexes in the Kontum Massif, central Vietnam. Gondwana Research, 12: 438-453. Nakano, N., Osanai, Y., Adachi, T. 2010. Major and trace element zoning of euhedral garnet in high- grade （ >900°C ） mafic granulite from the Song Ma Suture zone, northern Vietnam. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 105 (5): 268-273. Osanai, Y., Nakano, N., Owada, M., Nam, T.N., Toyoshima, T., Tsunogae, T., Binh, P. 2004. Permo– Triassic ultrahigh-temperature metamorphism in the Kontum Massif, central Vietnam. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 99 (4): 225-241. Osanai, Y., Nakano, N., Owada, M., Nam, T.N., Miyamoto, T., Minh, N.T., Nam, N.V., Tri, T.V. 2008. Collision zone metamorphism in Vietnam and adjacent South-eastern Asia: Proposition for Trans Vietnam Orogenic Belt. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 103 (4): 226-241. Paces, J.B., Miller, J.D. 1993. Precise U–Pb ages of Duluth Complex and related mafic intrusions, northeastern Minnesota: geochronological insights into physical, petrogenetic, paleomagnetic and tectonomagmatic processes associated with the 1.1 Ga midcontinent rift system. Journal of Geophysical Research, 98: 13997-14013. United Nations. 1990. Atlas of mineral resources of the ESCAP region, Volume 6, Viet Nam. United Nations Publication, Bangkok: 124. Whitney, D.L., Evans, B.W. 2010. Abbreviations for names of rock–forming minerals. American Mineralogist, 95 (8): 185-187. Wiedenbeck, M., Alle, P., Corfu, F., Griffin, W.L., Meier, M., Oberli, F., von Quadt, A., Roddick, J.C. and Spiegel, W. 1995. Three natural zircon standards for U-Th-Pb, Lu-Hf, trace element and REE analyses. Geostandards Newsletter,19: 1-23. 5
ABSTRACT In-situ U–Pb isotope and REE analyses for zircons from ultrahigh temperature metamorphic rocks in the Kannack Complex, Kontum Massif, Vietnam. Vuong Bui Thi Sinh1,*, Yasuhito Osanai2, Nobuhiko Nakano2, Tatsuro Adachi2, Ippei Kitano3 1 Vietnam Academy of Science and Technology 2 Kyushu University 3 Hokkaido University Zircons from two pelitic granulites (Crn–Spl-bearing Grt–Crd–Sil and Grt–Spl–Crd granulites) of the western Kannack Complex, Kontum Massif, Vietnam were analyzed for in-situ U–Pb isotope age dating and rare earth elements (REE) chemistry along with textural context by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA–ICP–MS). As the result, the correlation between Zrn occurrence, its internal textural, U–Pb age and REE characteristics confirmed the ultrahigh temperature event during Permian– Triassic (260–230 Ma) and linked the age with the metamorphic process. The timing of peak metamorphism related with continental collision was constrained between ca. 260–250 Ma by the evidences of Zrn inclusions in Grt from Grt–Spl–Crd granulite and nearby Crd–Spl symplectite from Crn–Spl-bearing Grt– Crd–Sil granulite. The REE patterns of these Zrn grains display the enrichment in the heavy REE (HREE) with gentle and steep positive slope, respectively. The youngest age group of ca. 230 Ma is yielded from the Zrn contacting or included in secondary minerals such as Chl or Ms with the distinguishably depleted HREE, which corresponds to the timing of later intense hydration event during exhumation. Keywords: In-situ Zrn analyses, rare earth elements (REE), U–Pb age, Kannak Complex, Kontum Massif. 6