Hoạt động biến chất đới sông hồng

Để xây dựng sơ đồ biến chất nhiệt động khu vực cho các thành tạo đá tiền Cambri chúng tôi sử dụng các nguyên tắc đo được áp dụng để vẽ bản đồ biến chất châu á (1977) do tiểu ban bản đồ biến chất thế giới đưa ra. (Hình 22). Giúp chính xác hoá các điều kiện nhiệt động (PT) hình thành các cộng sinh khoáng vật của các tướng biến chất, chúng tôi phân tích và sử dụng các cặp nhiệt kế granat biotit của Perchuc L.L.1976. Theo sơ đồ biến chất trên, đá biến chất được phân làm 3 loạt loạt tướng biến chất áp lực thấp, loạt tướng biến chất áp lực bình thường và loạt tướng biến chất áp lực cao. Trong loạt tướng biến chất áp lực bình thường và áp lực thấp người ta dùng khoáng vật anđaluzit và disthen để phân biệt. Trong trường hợp cụ thể của chúng ta các thành tạo biến chất nhiệt động khu vực đều thuộc loạt áp lực bình thường là chính. Mỗi một tướng biến chất lại được đặc trưng bằng một số cộng sinh khoáng vật tiêu biểu hình thành trong một giới hạn nhiệt độ và áp suất nhất định.

HOẠT ĐỘNG BIẾN CHẤT ĐỚI SÔNG

HỒNG

Để xây dựng sơ đồ biến chất nhiệt động khu vực cho các thành tạo đá tiềnCambri chúng tôi sử dụng các nguyên tắc đã được áp dụng để vẽ bản đồ biến chấtchâuá (1977) do tiểu ban bản đồ biến chất thế giới đưa ra (Hình 22) Giúp chínhxác hoá các điều kiện nhiệt động (P-T) hình thành các cộng sinh khoáng vật của cáctướng biến chất, chúng tôi phân tích và sử dụng các cặp nhiệt kế granat - biotit củaPerchuc L.L.1976 Theo sơ đồ biến chất trên, đá biến chất được phân làm 3 loạt -loạt tướng biến chất áp lực thấp, loạt tướng biến chất áp lực bình thường và loạttướng biến chất áp lực cao Trong loạt tướng biến chất áp lực bình thường và áp lựcthấp người ta dùng khoáng vật anđaluzit và disthen để phân biệt Trong trường hợp

cụ thể của chúng ta các thành tạo biến chất nhiệt động khu vực đều thuộc loạt áp lựcbình thường là chính Mỗi một tướng biến chất lại được đặc trưng bằng một số cộngsinh khoáng vật tiêu biểu hình thành trong một giới hạn nhiệt độ và áp suất nhất

Mẫu B.2540 thuộc đới Fanxipan (L.31)

Mẫu L.34 (1005C) lấy gần đỉnh đèo Bản Bông (chân dốc lên cột VIBA)

Mẫu L.33 lấy tại km7 tính từ Phố Ràng vào

Thành phần hoá học granat, biotit

( Phân tích microsonde )

Bảng 18

Chúng tôi đã phân tích thành phần hoá học các mẫu calcifir Làng Khoai, lần

đầu tiên ở Việt Nam đã tìm được spinel kẽm ( ganit ) với hàm lượng ZnO = 13,74%( Bảng 19)

Thành phần hoá học spinel, olivin, flogofit, scapolit, pyroxen đơn xiên ở Làng Khoai

Trên diện tích nhóm tờ Bảo Yên, biến chất nhiệt động khu vực tập trung cho

đới Sông Hồng và Fanxipan Các phương pháp nghiên cứu chính bao gồm:

113

- Nghiên cứu đặc điểm khoáng vật dưới lát mỏng thạch học, phân chia các tổhợp cộng sinh theo giai đoạn.

- Nghiên cứu thành phần hoá biotit, granat, olivin bằng phân tíchmicrosonde để xác định P - T cho các hoạt động biến chất và luận giải các quá trìnhhình thành spinel, corindon gốc

- Luận giải tiến trình biến chất

Tài liệu nghiên cứu tổng hợp được thể hiện trên sơ đồ biến chất tỷ lệ1/200.000

Các khoáng vật tạo đá chủ yếu được ký hiệu như sau: Actinolit Act, Albit Alb, Amphibol - Amf, Anđaluzit - Anđ, Biotit - Bi, Calcit - Cal, Clorit - Cl, Cordierit

Cor, Corindon Cord, Graphit Gf, Granat Gra, Điopsit Đio, Đisthen Đis,Epidot - Ep, Horblen - Horb, Muscovit - Mus, Orthoclas - Orth, Olivin - Ol,Plagioclas - Pl, Flogopit - Fl, Pyroxen xiên - X.pyroxen, Pyroxen thoi - R.pyroxen,Sericit - Se, Silimanit - Sil, Spinel - Spi, Staurolit - Sto, Scapolit - Sca, Tremolit - Tre,Thạch anh - Q

IV.1.1- Đặc điểm biến chất đới Sông Hồng:

Cho đến nay đá biến chất phức hệ Sông Hồng được nghiên cứu tương đối chitiết ( Phan Trường Thị: 1977 1998, Nguyễn Ngọc Liên: 1980 1998, La ThịChích: 1983, Trần Tất Thắng: 1988, Hoàng Thái Sơn: 1997 ), giữa các tác giảcòn có ý kiến chưa thống nhất Phan Trường Thị và Nguyễn Ngọc Liên với các tàiliệu có được cho đến tháng 10/1998 vẫn chưa tìm được số liệu để khẳng định mứcbiến chất phức hệ Sông Hồng đạt tướng Granulit, trong khi đó La Thị Chích, TrầnTất Thắng và Hoàng Thái Sơn lại chứng minh cho tướng granulit ở đây Theo chúngtôi, tổ hợp đá biến chất phức hệ Sông Hồng được hình thành trong bồn trũng giàumetapelit ở phần thấp, sau đó xuất hiện tổ hợp đá hỗn tạp metapelit, metacarbonat,metamafic đồng thời có mặt một lượng đáng kể thạch anh và vật chất hữu cơ ở phầngiữa của mặt cắt, cuối cùng khối lượng metapelit và thạch anh lại chiếm ưu thế Trật

tự mặt cắt kiểu này được nhiều nhà địa chất ghi nhận (Trần Văn trị, Phan TrườngThị: 1977, Trần Tất Thắng: 1988 ) Khi phân tích thạch học, đối với đá biến chấtphức hệ Sông Hồng gặp các cộng sinh khoáng vật sau:

Đối với đá metapelit ( Số ghi bên cạnh khoáng vật là độ chứa sắt hoặc số hiệuplagioclas )

1 Pl 25-30 + Bi 56 + Gra 84 + Sil + Orth + Q ( N.N.Liên ).

2 Pl 35 + Q + Bi + Gra 72 + Cor ( P.T.Thị ).

3 Bi + Gra + Sil + Pl + Q + Graf ( T.T.Thắng ).

4 Q + Gra + Sil + Graf ( L.33 ).

5 Q + Bi + Sil + Gra + Graf + Felspat ( L.34 ).

Đối với đá metamafic và metacarbonat:

6 Pl 60 + Horb + Đio + Q (N.N.Liên).

7 Pl 63 + Horb + Bi + Gra + Q (N.N.Liên).

8 pl 70 + Gra 77 + Đio 35 + Horb 52 + Q (P.T.Thị).

9 Đio + Pl + Q + Sfen + Graf (T.T.Thắng).

117

10 X-pyroxen + R + pyroxen + Gra + Pl + Q (T.T.Thắng).

11 Cal + Ol + Spi + Fl (L.6).

12 Cal + Đio + Ol + Pl + Q + Sca + Fl + Sfen (L.8).

13 Horb + Pl + Q + Bi + Sfen (L.38).

14 Q + Pl + Gra + Đio + Horb + Cal + Sfen (L.05A).

( Tên trong ngoặc là số liệu của tác giả, các mẫu số hiệu L.33, L.34 docông tác viên Nguyễn Ngọc Liên cùng khảo sát và lấy mẫu với KS Nguyễn Sĩ Dẫncủa đề án Bảo Yên Mẫu cục và kết quả phân tích thạch học lưu tại đề án

Đặc điểm chủ yếu của các khoáng vật tạo đá chính

Biotit: Đặc trưng cho biotit là có mầu đỏ nâu, đa sắc mạnh - đỏ nâu (Ng)

và đỏ nhạt tươi hơi ánh vàng (Np) Thường tạo thành tấm kéo dài phân bố định hướng cùng silimanit Một số mẫu biotit bị clorit hoá nên chuyển sang màu nâu phớt lục, một số mẫu biotit nhạt màu chuyển thành muscovit Các mẫu biotit tươi có hàm lượng TiO 2 giao động 2,5ữ4% Đối sánh hàm lượng TiO 2 trong biotit của đá biến chất hệ tầng Kannac thuộc địa khối Kontum thì hàm lượng TiO 2 trong biotit phức hệ Sông Hồng thấp hơn.

Granat: Granat cũng là khoáng vật phổ biến, tạo thành hạt có kích thước lớn hơn so với thạch anh, biotit, có mẫu granat có kích thước 1ữ2cm Nhìn chung granat trong các đá metapelit có mầu hơi phớt hồng, chứa bao thể thạch anh, graphit hoặc quặng titanomagnetit Nhìn chung hàm lượng sắt trong granat cao - 70ữ80%, hợp phần pirov - 11ữ21%, hạn hữu có mẫu hợp phần pirov là 29% (N.N.Liên - 1992) Chúng tôi cũng đã phân tích nhiều mẫu granat kể cả loại hạt lớn, kết quả cho thấy granat đới Sông Hồng tương đối

đồng nhất, tính phân đới không mạnh Granat trong amphibolit chứa ít MgO

và so với granat trong metapelit, ngược lại lượng MnO lại cao hơn.

Đối với phức hệ biến chất Sông Hồng, có mặt một loại đá khá đặc trưng đó làquarzit có silimanit, granat, graphit - nhóm đá giàu thạch anh, nhôm, sắt và vật chấthữu cơ (Km 7 từ Phố Ràng đi Bảo Hà )

Cho đến nay chúng tôi chưa gặp cộng sinh khoáng vật thạch anh - felspat kali, với các cặp nhiệt kế granat - biotit luôn giao động trong khoảng nhiệt

hypersten-độ 700 7250, áp suất khoảng 7,5 kbar, hợp phần pirov trong granat thấp, chưa chophép chúng tôi khẳng định mức biến chất nhiệt động khu vực ở đây vượt qua tướngAmphibolit Nói một cách chính xác hơn, bằng nhiều số liệu định lượng, đá biếnchất của phức hệ Sông Hồng chỉ đạt tới tướng Amphibolit loạt áp lực bình thường

Đương nhiên hoạt động granit hoá, migmatit hoá mạnh mẽ có thể làm mất các dấuhiệu biến chất cao hơn, vấn đề này cần tiếp tục nghiên cứu

Trên toàn tuyến Sông Hồng, phát triển nhiều dạng migmatit khác nhau - loạikhúc dồi, vi uốn nếp đặc trưng cho thành tạo plagiogneis, gneis biotit silimanit phân

bố ở phần dưới của mặt cắt hệ tầng Núi Con Voi Loại thứ 2 là migmatit dạng sọcdải ít bị vò nhàu uốn nếp phát triển chủ yếu ở phần cao mặt cắt hệ tầng Nuí Con Voi

và Ngòi Chi Đồng thời ở đây phát triển nhiều loại pegmatoid khác nhau - loại

119

pegmatoid có granat hạt lớn Về quan hệ giữa các thân pegmatoid với đá phiến kếttinh và gneis cũng được chia làm 2 - loại pegmatoid tạo thành lớp dải mỏng hoặcthấu kính phát triển giả chỉnh hợp với đá phiến, loại thứ 2 có quan hệ xuyên cắt khá

rõ Như vậy là về nguồn gốc có 2 kiểu - kiểu liên quan với hoạt động siêu biến chất,granit hoá ( kiểu cổ ) và loại có liên quan hoạt động magma trẻ có thể có liên quan

về nguồn gốc vơí corindon và spinel

Nếu theo quan điểm kiến tạo truyền thống, phức hệ biến chất Sông Hồng trảiqua nhiều giai đoạn biến chất khác nhau - giai đoạn đầu thuộc loạt biến chất tiếntriển, hình thành tổ hợp biến chất tướng Amphibolit loạt áp lực bình thường hơi cao.Giai đoạn biến chất thứ hai gắn liền với các hoạt động uốn nếp hình thành phức nếplồi Sông Hồng - chủ yếu liên quan đến các hoạt động siêu biến chất - granit hoá,migmatit hoá Giai đoạn này đã làm cho các dấu ấn biến chất cao có thể bị xoá (?).Giai đoạn biến chất thứ ba - biến chất động lực ( cà nát ) và biến chất giật lùi địaphương Đây là các hoạt động biến chất liên quan đứt gãy sâu Sông Hồng và SôngChảy hoặc đứt gãy trượt bằng trái được nhiều người quan tâm, có tuổi rất trẻ 20 40triệu năm Chúng tôi đã gặp các loại đá gneis có thành phần thạch học plagioclas

30 35%, orthoclas 20 25%, biotit đỏ nâu 10 15%, thạch anh 10 20%, granat10%, silimanit 10% ( mẫu L.4045) kiến trúc cà nát, milonit với sự xuất hiện nhiềutấm muscovit rất đặc trưng (mẫu lấy tại cửa Ngòi Chi bờ phải Sông Chảy) Tương tựnhư vậy ở gần ga Bảo Hà bên bờ trái Sông Hồng - mẫu L.4065 chúng tôi cũng gặp 1tập microgneis bị cà nát - milonit hoá với sự xuất hiện nhiều tấm muscovit to tựhình Kể cả dọc bờ Sông Chảy cũng như Sông Hồng đới biến chất cà nát rộng gần1000m, đó là sản phẩm biến chất động lực rất trẻ - Điều cần quan tâm là trên nền đá

cà nát, milonit xuất hiện nhiều tấm muscovit lớn, rất tự hình cùng hàng loạt khoángvật biến chất thấp như clorit, sericit, carbonat hạt nhỏ epidot Phải chăng muscovit

ở đây cũng được hình thành đồng thời với giai đoạn biến chất giật lùi sinh thành trênnền tổ hợp đá biến chất cao có silimanit, biotit nâu, granat thuộc tướng biến chấtAmphibolit phát triển đều khắp trên toàn đới Sông Hồng

Như vậy đới Sông Hồng đã ghi nhận được ít nhất ba giai đoạn biến chất

- biến chất tiến triển tuân thủ luật địa tầng, giai đoạn biến chất chồng liên quan quá trình uốn nếp - biến chất phi địa tầng - siêu biến chất và giao đoạn thứ ba là biến chất động lực liên quan hoạt động trượt bằng (?) đồng thời là hoạt động biến chất giật lùi.

IV.1.2- Đặc điểm biến chất đới Fanxipan: tướng biến chất Epidot - Amphibolit

Trên diện tích đo vẽ, đá biến chất hệ tầng Sinh Quyền lộ không nhiều, song cũng đã gặp đầy đủ một tổ hợp đá biến chất đặc trưng - đá phiến hai mica

có staurolit, đisthen điển hình cho tướng biến chất Epidot - Amphibolit Các tổ hợp cộng sinh tiêu biểu:

Đối với các đá metapelit:

1 Q + Bi 55 + Mus + Sto 80 + Gra 82 + Pl 25 (N.N.Liên).

2 Q + Mus + Bi + Gra + Đis + (LĐĐCTB 1995).

3 Q + Mus + Bi + Gra + Đis + Sto (LĐĐCTB 1995).

120

4 Q + Mus + Bi + Gra + Đis + Pl (B.2540).

5 Q + Mus + Bi + Gra + Đis + Sto (B.2582).

6 Bi + Gra + Ep + (K.fels) + Pl + Q (Trần Tất Thắng).

Đối với đá hỗn nhiễm và metamafic:

12 Cal + Tre + Ep (Trần Tất Thắng).

Biotit tạo thành tấm nhỏ kéo dài có màu lục phớt nâu với tính đa sắc rõ: Lục phớt nâu (Ng) và nhạt màu(Np) Hàm lượng TiO 2 = 1,27%.

Granat tạo thành hạt to, méo mó, màu hơi phớt hồng, chứa nhiều bao thể nhỏ thạch anh, quặng.

Granat có MgO = 3ữ4% trong khi đó granat đới Sông Hồng MgO=9% Granat đới Fanxipan có FeO = 31% trong khi granat đới Sông Hồng FeO = 26%.

Disthen thường tạo thành hình trụ kéo dài, không màu, độ nổi cao, cắt khai tốt theo 2 phương, tắt xiên với góc tắt nhỏ Thành phần hoá học SiO 2 = 36,9%, Al 2 O 3 = 62,70%, FeO = 0,23%.

Staurolit - tạo thành hạt méo mó hơi kéo dài, không màu hoặc hơi vàng nhạt, đa sắc yếu, tắt đứng.

Sự hiện diện đá phiến 2 mica có disthen và staurolit (B.2540, B.2582 ) bảo đảm tính khách quan khi xác định tướng biến chất Epidot - Amphibolit của hệ tầng Sinh Quyền - mức độ biến chất giao động trong khoảng nhiệt độ T

= 630 0 ( cặp nhiệt kế P - T granat - biotit ) với áp suất P khoảng 6,5 kbar, loạt biến chất áp suất trung bình cao Mức độ biến chất của hệ tầng Sinh Quyền

đạt tới giơí hạn trên tướng Epidot - Ampibolit gần tiếp cận đường nóng chảy của granit, chính vì lẽ đó mà đá biến chất hệ tầng Sinh Quyền cũng bị migmatit hoá yếu, đồng thời cũng đã xuất hiện orthoclas ( cộng sinh 6, 8 ) Tương tự như phức hệ biến chất Sông Hồng, hệ tầng Sinh Quyền cũng đã trải qua 2 giai đoạn biến chất - giai đoạn biến chất nhiệt động khu vực tiến triển và hoạt động siêu biến chất mức độ thấp liên quan pha uốn nếp tiền Cambri xảy

ra trên toàn đới Fanxipan.

B- Biến chất trao đổi:

125

Nghiên cứu đá biến chất trao đổi không được xem xét độc lập, song cộng tácviên PTS Nguyễn Ngọc Liên cùng thời gian này đã liên kết chặt chẽ với đề án đo vẽbản đồ địa chất tỷ lệ 1/50.000 nhóm tờ Lục Yên (LĐBĐĐCMB), đề án - Nghiên cứuxác lập tiền đề địa chất, dấu hiệu tìm kiếm đá quý, nửa quý đới Sông Hồng (Viện

ĐC-KS) đã thu thập được một số tài liệu liên quan với đá biến chất trao đổi (BCTĐ)gắn liền với các quá trình hình thành corindon, spinel Góp phần làm sáng tỏ thêmvấn đề nguồn gốc đá quý và nửa quý đới Sông Hồng, xin nêu ra một số tài liệu đượcxem xét ở khu vực đỉnh đèo Bản Bông thuộc mặt cắt Phố Ràng - Bảo Hà và khu vựcLàng Khoai (phía Tây đỉnh đèo Bản Bông) Cũng ở đây lần đầu tiên đề án đã tìm

được spinel gốc giàu kẽm mang tên khoáng vật ganit (kết quả hoá xem bảng 19 ) ở

khu vực đỉnh Bản Bông lộ tổ hợp đá biến chất thuộc phần cao hệ tầng Núi Con Voi

-đó là các loại gneis amphibol xen kẹp các tập đá phiến kết tinh giàu nhôm, các thấukính đá hoa - calciphir, các tập đá phiến giàu nhôm và vật chất hữu cơ Đồng thời cónhiều thân pegmatit, pegmatoid có granat có quan hệ xuyên cắt hoặc giả chỉnh hợpvới phương ép của đá phiến và gneis Tập đá này chúng tôi gọi là tập đá hỗn nhiễmgiàu tiềm năng khoáng sản - đá quý, graphit Dải quặng hoá kéo dài đến khu vựcLàng Khoai về phía Tây Trước đây các tập hợp đá hoa, calciphir thường được môtả thuần tuý xem như sản phẩm của hoạt động biến chất nhiệt động khu vực Thực tếchúng tôi gặp các loại đá có tổ hợp khoáng vật (metacarbonat)

Khu Làng Khoai:

1 Cal + Ol + Spinel kẽm + Fl + Antigorit±graf (L.6).

2 Cal + Ol + Fl + Cl + Serpentin±graf (L.7).

3 Cal + Đio + Amf + Ol + Pl + Q + Scap + Fl +

Sphen + Cl + Serpentin (L.8).

Khu vực đỉnh đèo Bản Bông:

4 Q + Pl + Gra + Đio + Horb + Scap + Sphen + Q + Cl (L.05A).

5 Cal + Đio + Horb + Scap + Sphen + Q + Cl (L.05)

Tương tự như loạt này ở Việt Trì (Núi Sõng) chúng tôi còn gặp volastonit

có thành phần hoá học SiO 2 = 57,95%, CaO = 41,49%, FeO = 0,26%.

Về quan hệ địa chất các tập đá hoa, calciphir luôn đi cùng gneis amphibol,amphibolit, đá phiến thạch anh biotit silimanit granat và bị các thấu kính pegmatit,pegmatoid có granat xuyên cắt Trong các mẫu giã đãi đá hoa calciphir, gneisamphibol đều gặp spinel, corindon có mẫu gặp rubi (Núi Sõng)

Với các tổ hợp cộng sinh nêu trên, chúng tôi cho rằng các đá này được hìnhthành dưới tác động của hoạt động biến chất trao đổi giữa các đá metacarbonat vàmagma giàu nhôm + kiềm Đây là một trong những loại hình nguồn gốc đá chứacorindon và spinel của đới Sông Hồng Loại hình thứ 2 về cơ chế cũng tương tựnhưng đá nền là loại đá phiến biotit - granat ( Kinh La - Tân Hương ) nghèo thạchanh, corindon, spinel là sản phẩm của hoạt động biến chất trao đổi có tính phân đới -biến chất trao đổi tăng trưởng kiềm (orthoclas thay thế plagioclas ) Sự hiện diện củaflogofit, scapolit, orthoclas đã minh chứng cho các nhận định trên (Jaricov, 1968)

Một yếu tố quyết định quan trọng trong việc hình thành đá quý và nửa quý

đó là yếu tố cấu trúc Theo chúng tôi, để hình thành được corindon, spinel thương

126

phẩm ( mầu đẹp) ngoài yếu tố mầu do chứa các kim loại đặc thù còn cần có các cấutrúc kín có tầng chắn tốt - tốt nhất là các tập đá phiến chứa graphit Như vậy yếu tốvòm nhiệt cũng mang nội dung quan trọng trong lĩnh vực này.

Liên quan đến graphit, chúng tôi cũng muốn dừng lại một ý nhỏ Thực

tế mặt cắt địa chất hệ tầng Núi Con Voi luôn có mặt graphit với hàm lượng khác nhau trong các loại đá phiến kết tinh và quarzit, đặc biệt phần trên hệ tầng Núi Con Voi Đây là loại graphit có nguồn gốc biến chất hình thành từ nguồn vật liệu hữu cơ nguyên thuỷ ( trầm tích biến chất) Thế nhưng để hình thành các thấu kính graphit công nghiệp, theo chúng tôi vai trò hoạt động migmatit hoá, granit hoá nhất là ảnh hưởng trực tiếp của các trường pegmatoid là vô cùng cần thiết - dưới tác động của hoạt động magma graphit

được làm giàu, tái kết tinh hình thành các thân graphit công nghiệp - Hưng Nhượng ( Quãng Ngãi ), Mậu A (Yên Bái) trong các moong khai thác graphit luôn gặp các thân pegmatoid lớn.

Tiến trình biến chất:

Khi xây dựng quy mô biến chất nhiệt động khu vực trong nhóm tờ địa chất tỷ

lệ 1/200.000 Bắc Quang - Mã Quan, Trần Tất Thắng đã phân làm 4 chu kỳ biếnchất:

1 Chu kỳ Arkeozoi - Proterozoi sớm

2 Chu kỳ Proterozoi sớm

3 Chu kỳ Proterozoi muộn

4 Chu kỳ Paleozoi sớm giữa

Tài liệu tổng hợp về tuổi đồng vị đá cổ của Việt Nam (Nguyễn Ngọc Liên, Nguyễn Xuân Tùng, Trần Văn Trị, 1992 - trang 201) phản ánh 5 mốc thời gian:

- Khoảng 380 500 triệu năm ( tương ứng Caledoni)

- Khoảng 600 800 triệu năm ( tương ứng Baicali)

- Dưới 800 triệu năm ( tương ứng Tiền Baicali)

Kết hợp việc phân chia địa tầng khu vực Bảo Yên ra các hệ tầng:

127

2- Chu kỳ biến chất thứ 2 thuộc dãy đa tướng - có tính chồng chéo kiểuandaluzit - silimanit chồng chéo kiểu disthen - silimanit liên quan hoạt hoá nguyênsinh Baicali - sản phẩm cụ thể là các kiểu biến chất vòm Chiêm Hoá, Sông Chảy,Minh Chuẩn thuộc loạt Sông Chảy - các hệ tầng Thác Bà, An Phú.

3- Chu kỳ biến chất thứ 3 thuộc loại không đồng nhất liên quan hoạt

động magma - kiến tạo Caledoni.

Các hoạt động migmatit hoá, granit hoá thường gắn liền với hoạt động uốnnếp - biến chất trưởng thành

Hoạt động biến chất động lực và giật lùi sảy ra mạnh mẽ nhất liên quan đến

đới Sông Hồng trong đó hoạt động trượt bằng dọc Sông Hồng, Sông Chảy có tuổikhoảng 20 40 triệu năm

Ký hiệu sơ đồ tướng biến chất

nhóm tờ Bảo Yên

Tỷ lệ 1/200.000

I- Thời kỳ biến chất tiến triển tiền baicali

Tướng amphibolit ( đới Sông Hồng )

Tướng epidot ( đới Fanxipan )

II- Thời kỳ biến chất baicali ( đa tướng )

Đới đisthen - staurolit tướng epidot - amphibolit

Đới granat - biotit tướng đá phiến lục

III- Chu kỳ biến chất caleđoni

Đới granat - biotit

Đới clorit - sericit

Các ký hiệu khác

a- Trục uốn nếp b- phương của đá, Trường migmatit

128

Hoạt động biến chất nhiệt động khu vực

IV.2 Nhóm tờ Lục Yên Châu

Để thành lập sơ đồ biến chất nhiệt động khu vực, chúng tôi đã sử dụng cácnguyên tắc cơ bản phân chia tướng và loạt tướng biến chất (hình 90) đã được ápdụng để vẽ bản đồ biến chất Châu á do Tiểu ban bản bản đồ biến chất thế giới đềxuất (1977-1978) Trên sơ đồ (hình 89) các tướng và loạt tướng biến chất nhiệt độngkhu vực được phân chia thành các trường riêng biệt giới hạn bởi các trường nhiệt độ

và áp suất nhất định, đặc trưng bằng các cộng sinh khoáng vật tiêu biểu Theo sơ đồtrên, đá biến chất nhiệt động khu vực được phân làm ba loạt Loạt tướng biến chất

áp lực thấp, loạt tướng biến chất áp lực bình thường và loạt tướng biến chất áp lựccao

Loạt tướng biến chất áp lực thấp đặc trưng bằng sự hiện diện của các

khoáng vật cummingtonit, cordierit, andaluzit,

Loạt bình thường - disten,

Loạt áp lực cao đặc trưng bằng các khoáng vật như glaucofan Trongmột số trường hợp có thể phân chia thêm các loạt trung gian - chuyển tiếp Trênthực tế các đai (đới) biến chất được hình thành do kết quả của nhiều quá trình biếnchất chồng chất - đa pha - đa tướng, do đó việc tách các pha biến chất gặp nhiều trởngại, để giải quyết vấn đề này cần sử dụng phương pháp phân tích cộng sinh và tổhợp cộng sinh khoáng vật dưới kính thạch học Mỗi một tướng, loạt tướng biến chấtthường được đặc trưng bằng một số khoáng vật tiêu biểu được hình thành trong mộtgiới hạn nhiệt độ và áp suất nhất định (bảng 52) Giúp chính xác hóa điều kiện nhiệt

động (P-T) hình thành các cộng sinh khoáng vật của tướng biến chất, chúng tôi tiếnhành phân tích và sử dụng

cặp nhiệt kế

Granat-Biotit,

Granat-Amphibol,

Granat-Clorit của L.L Prechuc, 1976

Các khoáng vật và cộng sinh khoáng vật tiêu biểu của các tướng biến chất nhiệt động khu vực

1 Pumpellyit - Albit- Clorit

2 Albit - Clorit- Epidot - Thạch anh

3 Biotit - clorit- muscovit- thạch anh Loạt áp lực thấp 4- Andaluzit-Muscovit-Cordierit-granat-Thạch anh

T = 500 o -650 o

P = 5,5 - 12Kbar

8 Disten-Biotit-Muscovit-Granat-Thạch anh 9.Disten-Biotit-Muscovit-Granat-Staurolit

10 Staurolit-Disten-Muscovit-Thạch anh Amphibolit T = 650 o -800 o

P = 4 - 10Kbar

11 Silimanit-Felspat kali-Biotit- Cordierit-Thạch anh

12 Silimanit-Granat-Biotit-Felspat kali-Thạch anh

13 Hypersthen-Felspat kali-Thạch anh

Hình 89: Sơ đồ biến chất nhiệt động khu vực nhóm tờ Lục Yên Châu

Hình 90: sơ đồ phân chia tướng và loạt tướng biến chất nhiệt động khu vực

Trên diện tích nhóm tờ, đá biến chất nhiệt động khu vực phân bố tương đốirộng, bao gồm các thành tạo địa chất thuộc các phân vị dịa tầng sau: loạt SôngHồng; Loạt Xuân Đài; Loạt Sa Pa; Loạt Sông ChảyTrong khuôn khổ của phương án

đo vẽ bản đồ địa chất, các khối lượng chuyên sâu về biến chất cũng hạn chế, mức độphân tích không được đều, tài liệu về đá biến chất đới Sông Hồng và Fansipan tương

đối phong phúTrong báo cáo này ngoài những tài liệu của đề án Lục Yên Châu, đã

sử dụng tài liệu của Trần Tất Thắng (1980), Nguyễn Ngọc Liên, Trương Văn Hồng(1995), Nguyễn Ngọc Liên, Lưu Hữu Hùng (1998), Nguyễn Ngọc Liên, Trần NgọcQuân (1998) Toàn bộ số liệu được thể hiện trên sơ đồ biến chất nhiệt động khuvực tỷ lệ 1/200.000 (hình 89)

Tên các khoáng vật được viết tắt

1 Actinolit - Art 15 Epidot - Ep

3 Amphibol - Amf 17 Muscovit - Mus

4 Andaluzit - And 18 Ortoclas - Ort

8 Cordierit - Cor 22 Sericit - Se

9 Corindon - Cord 23 Silimanit - Sil

10 Graphit - Graf 24 Spinel - Spi

11 Granat - Gra 25 Staurolit - Stau

12 Diopsit - Diop 26 Scapolit - Sca

13 Disten - Dis 27 Wolastonit - Wol

Kết quả phân tích thành phần hóa học của một số khoáng vật tạo đá chính

21,83 6,04 0,94 27,37 4,27

22,53 9,32 0,83 25,90 2,14

22,54 9,36 0,87 25,74 2,13

21,54 7,68 0,82 28,45 0,93

20,83 3,22 0,20 30,09 5,42

22,24 3,08 0,82 31,05 3,37

22,86 4,55 0,15 31,86 2,41

22,26 3,83 0,23 32,96 4,26

19,87 1,31 2,01 36,96 3,35

Thành phần hoá học biotit, clorit

37,58 16,53 12,74 0,09 15,30 0,49 9,39 3,71

38,20 18,06 12,77 0,05 13,64 0,39 8,70 3,81

38,33 18,08 12,82 0,06 13,47 0,30 8,97 3,80

35,32 17,84 9,53 0,04 22,03 0,38 8,76 2,46

39,23 15,62 8,38

22,17 0,42 8,66 1,40

37,62 19,95 10,81 0,06 17,15 0,31 8,81 1,17

35,86 18,76 15,97 0,07 15,31

8,43 1,23

35,58 18,34 13,84

17,42

9,31 1,09

22,12 18,24 7,32 0,21 31,13

* 1-LY 29; 2- LY 6422; 6- LY 3680; 3- L.34/1; 4- L.34/2; 7- L.31 (Nguyễn Ngọc Liên, Lưu Hữu Hùng); 5- SH.L.80 (Nguyễn Ngọc Liên, Trần Ngọc Quân), 8-112, 9-580, 10- Clorit 4034, 10- granat 350 (Nguyễn Ngọc Liên, Trương Văn Hồng)

IV.2.1 - Đặc điểm biến chất đới Sông Hồng

Cho đến nay các đá biến chất loạt Sông Hồng được nghiên cứu khá chi tiết(Phan Trường Thị 1997 - 1998, Nguyễn Ngọc Liên 1980 - 1999, La Thị Chích 1983,Trần Tất Thắng 1988 ), nhưng giữa các nhà nghiên cứu vẫn có ý kiến chưa thốngnhất Phan Trường Thị và Nguyễn Ngọc Liên với các tài liệu có được cho đến đầunăm 1999 vẫn chưa tìm được số liệu để khẳng định mức độ biến chất loạt SôngHồng đạt tới giới hạn của tướng biến chất Granulit, trong khi đó La Thị Chích,Hoàng Thái Sơn, lại chứng minh cho sự tồn tại tướng Granulit ở đây Theo chúngtôi, tổ hợp đá biến chất loạt Sông Hồng được hình thành trong bồn trũng giầumetapelit ở phần thấp, sau đó hình thành tổ hợp đá hỗn tạp metapelit, metacarbonat,metamafic với sự hiện diện của một lượng đáng kể đá giầu thạch anh và vật chất hữucơ ở phần giữa của mặt cắt, cuối cùng lại thay thế bằng tổ hợp đá metapelit giầuthạch anh ở phần trên của mặt cắt Trật tự mặt cắt này được nhiều nhà địa chất ghinhận (Trần Văn Trị, Phan Trường Thị 1977, Trần Tất Thắng 1988, Nguyễn NgọcLiên 1997, 1998 ) Tổ hợp thạch học chủ yếu của loạt biến chất bao gồm:

Plagiogneis: gneis biotit - granat - silimanit, gneis - horblend - diopsit ( látmỏng LY.95, 98, 108, 109, 116, 120, 128 ) Thành phần khoáng vật chủ yếu:Plagioclas bazơ 30 - 40%, felspat kali 0 - 20%, thạch anh 20 - 30%, biotit 5 - 10%,granat 0 - 15%, graphit 1 - 3%, silimanit 0 - 15%, horblend 0 - 50%, điopsit 0 -20% Đá có cấu tạo gneis với các kiểu sọc dải, vi uốn nếp phức tạp (ảnh 40)

Đá phiến kết tinh: có thành phần khoáng vật như sau: thạch anh 45-55%,

plagioclas 0 - 10%, felspat kali 0 - 10%, silimanit 1 - 15%, biotit 1 - 15%, graphit 1

- 5%, granat 1 - 15% Trong đá hàm lượng thạch anh luôn chiếm ưu thế, granatthường tạo thành ban biến tinh mầu hồng phớt nâu rất đặc trưng (ảnh 41, 42)

Quarzit: quarzit có granat, graphit, silimanit, quarzit có điopsit, plagioclas,graphit ( lát mỏng LY.129, 133, 137 ) Trong các loại đá này thạch anh chiếm tỷtrọng lớn (70 - 80%), ngoài ra luôn chứa graphit, granat, silimanit, điopsit,plagioclas nhóm đá giầu thạch anh, nhôm sắt và vật chất hữu cơ - tổ hợp đá đặctrưng cho thành hệ Khonđalit tiền Cambri

Đá hoa: đá hoa có olivin, flogopit, đá hoa có wolastonit, đá wolastonit

-diopsit, calciphyr có sphen (ảnh 37, 38, 39) Các loại đá này gặp ở Phúc Lợi, TrúcLâu, Khánh Hòa tạo thành lớp hoặc thấu kính dày 4 - 5m cho đến hàng chục mét,chiều dài 100 cho đến 1000m thường xen trong các lớp gneis amphibol Về cơ bảncác loại đá này đều là sản phẩm của các quá trình biến chất nhiệt động khu vực,song do ảnh hưởng của các hoạt động biến chất trao đổi chồng chéo đã hình thànhnhiều loại đá phức tạp, trong một số trường hợp xuất hiện corindon và spinel rất đặctrưng

Amphibolit: Amphibolit có granat, gabro amphibolit ( lát mỏng LY.93, 126,

133, 153 ) Thành phần khoáng vật horbend 40 - 55%, plagioclas bazơ 30 - 40%,biotit 2 - 5%, thạch anh 5-10%, granat hạt lớn 0 - 10%, điopsit 0 - 20%, sphen 0

- 3% Đặc trưng nhất là loại amphibolit có granat kích thước lớn, khác hẳnamphibolit trong các thành tạo biến chất đới Fansipan (ảnh 5, 6 trang 69)

Đối với thành tạo biến chất đới Sông Hồng thường gặp các cộng sinh khoángchất sau: (số ghi bên cạnh khoáng vật là độ chứa sắt hoặc số hiệu plagioclas Têntrong ngoặc là tác giả, LY - đề án nhóm tờ Lục Yên Châu)

¶nh 37: MÉu LY 99 HÖ tÇng Nói Con Voi §¸ wolastonit-®iopsit.

¶nh 39: MÉu LY 2829/1 hÖ tÇng Nói Con Voi §¸ hoa cã flogopit.

ảnh 41: Mẫu LY 139 hệ tầng Ngòi Chi.

Đá phiến kết tinh thạch anh-biotit-silimanit-granat Nicon (+), phóng đại 37,5 lần.

ảnh: Nguyễn Ngọc Liên, 1999

ảnh 42: Mẫu LY 29 hệ tầng Núi Con Voi.

Đá phiến kết tinh thạch anh-biotit -silimanit-granat.

Nicon (+), phóng đại 37,5 lần ảnh: Nguyễn Ngọc Liên, 1999

Đối với đá metapelit:

1 Q - Gra - Sil - Bi - Ort ( lát mỏng LY.139)

2 Q - Gra - Sil - Bi - Ort - Pl - Graf (lát mỏng LY.6422)

3 Q - Gra - Sil - Bi - Ort - Pl - Graf (lát mỏng LY.29)

4 Q - Gra - Sil - Bi ( lát mỏng LY.137)

5 Pl30- Bi56- Gra84- Sil - Ort -Q (Nguyễn Ngọc Liên)

6 Pl35- Q - Bi - Gra72- Cor (Phan Trường Thị)

7 Bi - Gra - Sil - Pl - Q - Graf (Trần Tất Thắng)

8 Q - Bi - Sil - Gra - Graf - Felspat kali (Lưu Hữu Hùng)

Đối với đá metamafic và metacarbonat:

9 Wol - Điop - Cal - Sphen (lát mỏng LY.99)

10 Cal - Fl - Mus - Q (lát mỏng LY.2829/1)

11 Ho - Pl - Q - Bi - Sphen (lát mỏng LY.198/2)

12 Cal - Ol - Spi - Fl (Lưu Hữu Hùng)

13.Cal - Điop - Ol - Pl - Q - Sca - Fl - Sphen (Nguyễn Ngọc Liên)

14 X pyroxen - R pyroxen - Gra - Pl - Q (Trần Tất Thắng)

15 Điop - Pl - Q - Graf - Sphen (Trần Tất Thắng)

16 Pl70- Gra77- Điop5- Horb52- Q (Phan Trường Thị)

Đặc điểm của biotit và granat trong metapelit:

Biotit: Biotit luôn có mầu đỏ nâu, đa sắc mạnh - đỏ nâu (Ng), đỏ nhạt tươi hơi

ánh vàng (Np) Thường tạo thành tấm dài phân bố định hướng Một số mẫu biotit bịclorit hóa chuyển sang mầu hơi phớt lục giao thoa xám, một số tấm bị nhạt mầuthành muscovit, Các mẫu biotit tươi có hàm lượng TiO2 giao động từ 2,5 - 4% Đốisánh hàm lượng TiO2 của biotit hệ tầng Kannac địa khối Kom Tum thì biotit loạtSông Hồng thấp hơn nhiều (hình 92) Biotit loạt Sông Hồng có hàm lượng TiO2 gần4%, trong khi biotit hệ tầng Kannac hàm lượng TiO2lên tới 6 -7%

Granat: Granat trong metapelit biến chất loạt Sông Hồng khá phổ biến, có mầu

hồng tươi hơi đỏ, có hạt granat có kích thước 1 - 2cm tạo thành ban biến tinh tronggneis và đá phiến kết tinh Nhìn chung granat thường chứa các bao thể thạch anh,titanomagnetit làm cho độ tinh khiết kém, có một số hạt tương đối sạch nhưng lại

bị rạn nứt Chúng tôi đã phân tích một số mẫu granat kể cả hạt lớn, cả granat trong

đá migmatit hóa (Mậu A, Trúc Lâu ), kết quả cho thấy granat đới Sông Hồngtương đối đồng nhất, tính phân đới không rõ Nhìn chung hàm lượng sắt tronggranat cao khoảng 70-80%, hợp phần pirov giao động từ 11-21%, hãn hữu có mẫu

đạt 29% (Nguyễn Ngọc Liên, 1992) Granat trong amphibolit có hàm lượng MgOthấp hơn so với granat trong metapelit, nhưng ngược lại hàm lượng MnO lại caohơn

Chúng tôi đã sử dụng các cặp nhiệt kế Granat-Biotit để tính toán nhiệt độ, ápsuất của môi trường hình thành các tổ hợp cộng sinh khoáng vật cho đới biến chấtSông Hồng (hình 91) Kết quả cho thấy giới hạn nhiệt độ giao động từ 6500-7250, ápsuất khoảng 7,5kbar Dựa vào các cộng sinh khoáng vật tiêu biểu, hợp phần pirovtrong granat và các cặp nhiệt kế, chúng tôi cho rằng đá biến chất loạt Sông Hồng bịbiến chất đạt tướng amphibolit thuộc loạt áp lực bình thường

Cho đến nay, chúng tôi chưa tìm được cộng sinh khoáng vật thạch anh-felspatkali-hypersthen do đó chưa cho phép giám định mức biến chất granulit cho các đábiến chất loạt Sông Hồng Đương nhiên các hoạt động granit hóa, migmatit hóa-siêubiến chất với ảnh hưởng của nhiều chu kỳ biến chất giật lùi với các hoạt động kiếntạo-siết ép, trượt bằng có thể làm mất các dấu hiệu biến chất cao hơn, vấn đề nàycần xem xét tiếp theo

Trên toàn tuyến Sông Hồng, phát triển nhiều dạng migmatit khác nhau - loạikhúc dồi, vi uốn nếp đặc trưng cho thành tạo plagiogneis, gneis biotit silimanit phân

bố ở phần dưới của mặt cắt hệ tầng Núi Con Voi Loại thứ hai là migmatit dạng sọcdải ít bị vò nhàu uốn nếp phát triển chủ yếu ở phần cao mặt cắt hệ tầng Núi Con Voi

và Ngòi Chi Đồng thời ở đây phát triển nhiều loại pegmatoid có mica, loạipegmatoid có granat hạt lớn Về quan hệ giữa các thân pegmatoid với đá phiến kếttinh và gneis cũng được chia làm 2 - loại pegmatoid tạo thành các dải mỏng hoặcthấu kính phát triến giả chỉnh hợp với đá phiến, loại thứ hai có quan hệ xuyên cắtkhá rõ Như vậy là về nguồn gốc có hai kiểu - kiểu liên quan với hoạt động siêu biến

chất, granit hóa (kiểu cổ) và loại liên quan hoạt động magma trẻ có thể liên quan vềnguồn gốc với corindon và spinel.

Hình 91: Cặp nhiệt kế granat - biotit

H×nh 92: §é chøa Ti02trong biotit metafelit ViÖt Nam