Cho dèh nay, dà co nhièu cóng trinh nghièn cùu ve hinh thài cùa khoàng vat zircon va ngiiài ta dà su dung càc dàc dièm ddu hieu tièu hinh cùa zircon nhit mot phUcfng tien hùu hieu khi ng
Trang 1DÀC DIÉM DAU HIÈU TIÉU HÌNH/H9ÀNG VÀT
ZIRCON VA QUY LUÀT PHÀN BÓ CÙA CHÙNG
Ò MOT SO KHU VaC THUÓC MIÉN BÀC VIET NAM
N g u y è n T h ù y Diftfng, D ò T h i V à n T h a n h ,
T r a n T h i T h a n h N h à n
Khoa Dia chdt, TrUdng DHKHTN, DHQGHN
Tom tdt: Zircon là mot trong nhùng khoàng vat dUóc nghièn cùu khd chi tièt tu rat som vi day là khoàng vat tUcfng dòì phó bien trong càc dà Nò duac bào ton hinh dang titOng dòì tot trong qua trinh phd huy ed hoc va hóa hoc cùa càc dà hoac qua trinh già còng màu Cho dèh nay, dà co nhièu cóng trinh nghièn cùu ve hinh thài cùa khoàng vat zircon va ngiiài ta dà su dung càc dàc dièm ddu hieu tièu hinh cùa zircon nhit mot phUcfng tien hùu hieu khi nghièn cùu diéu kien hóa li cùng nhii thdi gian thành tao càc thè dia chdt lièn quan Trong bài này tàc già mudn de càp dèh càc dàc diem ddu hieu tièu hinh cùa khoàng vat zircon va quy luàt phdn bdcùa chùng à mot sdkhu vUc thugc mièn Bàc Viet Nam
I LÒI NÓI DAU
Khoàng vat hgc là mot trong nhùng ngành khoa hgc dia chat nghièn cùu th à n h phàn vò Trai Dàt Nè'u xét trèn quan dièm p h à t sinh thi khoàng vat là nhùng hdp chat hóa hgc tu nhièn (it khi là nhùng nguyèn to' tU nhièn), chùng thành tao trong nhùng qua trinh hóa li nhàt dinh, xày ra trong phàn cùng cùa vò Trai Dàt Viec nghièn cùu khoàng vat, nghièn cùu sU hinh thành va nguón gó'c cùa chùng dà dUdc de càp dén rat nhiéu trong giai doan hien dai Chùng ta cùng co the xàc dinh dUdc bàm lUdng trung bình, trù lUdng càc khoàng vat co i».h tai càc mò va dièm quang, dòng thdi dà xàc dinh dUde càc kièu
Trang 2t h à n h he dà trèn ed sd còng sinh khoàng vat Tuy nhièn, viéc nghièn cùu dàc dièm dia hóa khoàng vat sa khoàng, dà'u hieu tièu hinh giùp
cho viéc tìm kiém quang gó'c va xàc dinh càc kiéu khoàng hóa cho dèn
nay con r a t ban che' Vi vay, viéc hiéu can kè nhùng vàn de cùa khoàng vat luòn càn thié't va quan trgng dói vói mòi ngUdi làm cóng tàc nghièn cùu khoàng vat hgc
Nghièn cùu khoàng vat hgc sa khoàng là mot còng viéc ti mi, chinh xàc va co nhiéu khó khan do diéu kien hinh t h à n h chùng ed nhiéu dièm khàc vói thà nh tao cùa khoàng vat trong qua trinh noi sinh Càc khoàng vàt sa khoàng ed hinh dang luón thay dói theo thdi gian
vi chùng chiù nhiéu nhùng tàc dóng vat li (mài tròn, van chuyén ), tàc dòng bòa hgc (bòa tan, àn mòn ) va ànb bUdng cùa cà càc nguón cung càp vat liéu sa khoàng
Zircon là mot trong nhùng khoàng vat dUde nghièn cùu kbà chi tièt tu rà't sdm, tu nhùng nàm 20 cùa thè' ky XX cho dén nay, vi day là mot trong nhùng khoàng vat phd bién trong càc dà Nò dUde bào tón hinh dang tUdng dò'i tòt trong qua trinh già còng màu hoac phà hùy ed hoc va hóa hgc càc dà Trèn the giói cho dén nay dà co nhiéu còng trinh nghièn cùu ve hinh thài cùa zircon NgUdi ta dà su dung càc dàc dièm dà'u hieu tièu hinh cùa zircon nbU mot pbUdng tièn hùu hiéu khi nghièn cùu diéu kien hóa li cùng nhu thdi gian thành tao càc thè dia chat Bài vié't muò'n de càp dén mot so' dàc dièm dà'u hiéu tièu hinh
khoàng vàt zircon va quy luàt phàn bò' cùa chùng ò mot so' khu vUc
thuòc mién Bàc Viét Nam
IL DÀC DIÈM KHOÀNG VÀT ZIRCON Ò CÀC KHU \\SC
NGHIÈN Ctru
1 M i f ò n g G i ò n - Q u y n h N h a i - Sdn L a
a Hinh thdi tinh thè
Zircon d khu vUc nghièn cùu tón tai trong sa khoàng phó bién
n h à t là dang làng t r u thàp dòi bò'n phUdng ddn giàn (60%) (hinh l.a); làng t ru thàp dòi bò'n phUdng phùc tap, trèn mat thàp co nhiéu mat phàt trién (13%) (hinh l.c); dang bình kim va dang tà'm it p h à t trién
Trang 3hdn, dàc biét là dang hinh tàm rat hié'm (2%) (hinh l.b) Dò'i vói bình thài tinh thè dang mài tròn canh, quan sàt thày nhiéu nhà't là càc tinh thè bàt nguón tu càc dang tinh thè làng tru thàp dòi bò'n phUdng ddn giàn va phùc tap (15%)
^ ^
III
l ' I ^
Ilo
^
y^
b)
^ ( ^
KK)
^
e)
Hinh 1 Hinh thài tinh t h è khoàng vàt zircon Mi^òng Giòn
a Càc dang tinh thè làng tru thàp dòi bóh phifdng ddn giàn;
b Tinh the dang kim va tinh the dang tàm;
e Càc dang tinh the làng tru thàp dòi bò'n phUdng phùc tap;
Trang 480
60
sS 40
20
• • •
:f.-ti
2 3 4 5 Càc dang tinh the khoàng vat
Hinh 2 B i é u dò s o
s à n h h à m li^c'ng càc d a n g t i n h t h e
k h o à n g vàt z i r c o n Muòfng Giòn
1- Dang tinh the hinh làng tru thàp dòi bò'n phUdng ddn giàn (60%);
2- Dang tinh thè hinh làng tru thàp dòi bò'n phUdng phùc tap (13%);
3- Dang tinh the hinh kim (10%);
4- Dang tinh the hinh tà'm (2%)
5- Dang tinh thè dUdc mài tròn canh (15%);
b Kich thUóc va he sdkéo dai
Kich thUóc tinh thè rà't nhò, trung bình 0,1 - 0,3mm, bé day thay dói trong khoàng 0,005mm (tinh the dang tà'm) dén 0,1- 0,25mm (tinh thè dang làng tru) He so' kéo dai K cùng dao dòng trong khoàng 0,7 - 2,5, chù yèù gap d càc dang co K = 1,2 - 2
So vói zircon con giù nguyèn bình dang tinh thè thi zircon dà bi mài tròn canh co kich tbUóc nhò hdn rà't nhiéu (0,05-0,15mm), vói dò mài tròn RQ = 0,7 - 0,9 va dò càu Sf = 0,7 - 1,0
c Màu sàc
Khoàng vat thUdng khòng màu, hòng nhat, vàng nhat, nàu
n h a t hoac trong suò't, dòi hat ed chùa càc bao thè den, nàu Dò'i vói càc tinh thè dà bi mài tròn canh, màu sàc da dang hdn rà't nhiéu: tu khòng màu, hòng nhat, vàng, tim, dò, nàu dén den Dàc biét càc h a t màu tim, tim dò ed dò mài tròn tó't hdn cà Thinh tboàng gap nhùng h a t co tinh phàn dói màu (xuà't bién d nhùng hat co màu den, nàu)
Trang 5d. Bao the
Phàn Idn càc bao thè tón tai d trang thài long - khi, co hinh dang kéo dal, kich thuÓc 0,08-0,145mm Càc bao thè này thUdng nàm dge theo true eàc tinh thè dang làng tru thàp dòi bò'n phUdng ddn giàn Nhiét dò dóng hóa càc bao thè thàp (409-491^C) Càc tinh thè bi mài tròn canh khòng quan sàt thày co bao thè
Bang 1 Thành phàn (%) càc nguyèn to'tao k h o à n g
(theo ké't qua phàn tich Microzond)
Loai Zircon
Zircon I
Zircon II
Hinh thài tinh the
Dang nguyèn Ibùy
Dang bi mài trón caiih
Thành phdn hóa hoc (%tl)
Zr02
62,89 62,25
S1O2
36,53 37,11
Hf02
0,36 0,43 Két qua phàn tich cho thày tàt cà càc loai zircon déu co mat Hf4"^ (R = 0,8) thay the cho Zr"*"" (R = 0,82) trong càu trùe tinh thè Hàm lUdng HfOs trong tó hdp màu nbìn chung thàp, dao dóng trong khoàng
khòng lón tu 0,34% dén 0,45% Càc zircon co hinh thài tinh thè è dang
nguyèn thùy co bàm lUdng HfOg thàp hdn (trung bình 0,36%) trong khi zir-con eó hinh thài tinh thè bi mài tròn canh eó hàm lUdng trung bình 0,43% Cóng thùc zircon tinh theo phUdng phàp oxy: [Zro.goaHf^.oos] [SÌ1.092O4]
2 H u e ( B e n T u à n - H ò a M y - B ì n h D i é n - N g u Ó n R a o
T r à n g - Co B u n g )
Zircon tai vùng này co hinh dang tUdng dò'i da dang, tu dàng tbude, tinh thè phùc tap dén hinh làng tru thàp dòi, vói ty le c/a = 1,5
- 2 Nhiéu hat mài tròn tdt R^ = 0,8 - 0,9
Màu sàc cùa zircon cùng rat khàc nbau: tu khòng màu, hóng nhat, tim nhat, nàu, nàu dò Trong càc tinh thè trong suò't thudng quan sàt thày càc bao thè cùng
Trang 6Bang 2 Thành phàn hóa hoc trung bình cùa khoàng vàt zircon
càc vùng ò Hué'
7T
1
2
3
4
5
Dia diem
Ben Tuàn
Hòa My
Bình Dién
Nguón Rao Tràng
Co Bung
Thành phdn hóa hpc(%tt) Zr02
63,02
62,29 62,54
62,77
62,56
SÌO2
33,94
36,13 35,73
35,73
35,24
Hf02
1,83
1,33
1,53
1,31 1,74
yios
0,89
-~
0,22
Già tri trung bình th à nh phàn hóa hgc cùa zircon d Co Bung, Nguón Rao Tràng, Bình Dién tUdng tu nbau (Zr02=62,54%-62,77%; Si02=35,24%-35,73% va Hf02==l,31%-1,74%) Tu dò ed the cho ràng chùng lién quan vói cùng mot nguón cung càp vàt lièu sa khoàng
NgUde lai, zircon ò Ben Tuàn va Hòa My co nhùng net dàc trUng riéng:
- Ò Ben Tuàn hàm lUdng Zr02 va Hf02 cao hdn cà: Z r 0 2 = 63,02%
va Hf02 = 1,80%; dàc biét ed mot hàm lUdng nhò Y2O3 = 0,89%
- Ò Hòa My bàm lUdng Zr02 thàp (62,24%); SÌO2 cao hdn cà (36,23%)
3 Mifòng T è
Trong v ù n g nghièn cùu, zircon r a t phó bién vói h à m lUdng lón, càc t i n h t h è cùa k h o à n g vat co kich thUóc a = 0,015 - 0,072mm; e
=•0,02 - 2,0mm; he sò'K dao dòng tu 1,5 - 5 Tinh thè tbuòng co dang làng tru ngàn, thàp dòi, làng tru dai thàp dói, dang tinh thè ghép phùc tap Ti le càc hat zircon co dò mài trón tòt tUdng dò'i cao, vài dò mài tròn
Ro = 0,6 - 0,9
Màu sàc cùa zircon cùng rà't khàc nbau t u khòng màu, hóng n h a t tói dò sàm den Trong tinh thè zircon làng tru trong suò't thUdng quan sàt thà'y càc bao thè khi - long Zircon màu nàu, nàu dò, den thUdng chùa bao thè cùng, dò là càc khoàng vat xenotim, monazit va mot phàn
Trang 7nguyèn t ó T h thay the cho Zr Càc bao thè thUdng eó kich thUóc tu Im dén 7000m
Trèn ed so bình thài, màu sàc, thành phàn bòa hgc càc nguyèn tò tao khoàng vat dà phàn ra 5 loai zircon dàc trUng cho vùng MUdng Tè theo bang sau:
Bang 3 Phàn loai càc zircon theo hinh thài, màu sàc, t h à n h p h à n
hóa hoc MUòng Tè
Loai
zircon
Loai I
Loai II
Loai
III
Loai
IV
LoaiV
Hinh thài
Làng tru dai thàp
dòi e/a=l,97 - 4,94
Làng tru ngàn ddn
hinh e/a=l,70 - 2,05
Làng tru ngàn,
mài trón tò't
c/a= 1,0-2,02;
Ro = 0,8 - 0,9
Làng tru ngàn,
mài tròn tò't
e/a = 1,0 - 2,0;
Ro = 0,8 - 0,9
Dang dàng thuóe
ovai, mài tròn tòt
Ro=0,8-0,9;
Sf=0,9-1,0
Màu sàc
Hòng nhat, tim nhat, trong suò't Hòng, tim
dò, nàu, trong suò't, bàn trong suò't Hòng nhat, tim nhat, tim sàm, trong suò't Hòng, dò nàu, nàu sàm, eó tinh phàn ddi Nàu dò, dò nàu, den
Thành phdn trung bình (%tl)
Zr02
64,99
64,83
65,49
64,70
65,49 60,50
SÌO2
32,07
32,68
32,25
32,56
30,13 30,37
Hf02
2,35
2,19
1,79
1,76
1,78 1,23
Th02
6,87
FeO
0,27
Qua ké't qua phàn tich cho thà'y tàt cà càc loai zircon déu ed mat Hf^"^ (R = 0,8À) thay the cho Zr'*"' (R = 0.82À) trong càu trùe tinh thè Hàm lUdng HfOg dao dòng tu 1,01% dén 2,93% Càc zircon sàng màu
Trang 8thUdng chùa lUdng Hf02 Idn hdn, hàm lUdng trung bình dat 2,35% Loai zircon sàm màu eó bàm lUdng trung bình cùa Hf02 giàm dé'n 1,76% Dàc biét trong càc tinh the zircon chùa Th'*'' (R = 0,9À) thi hàm lUdng trung bình HfOg dén 1,23%
Zircon loai V nèu trèn eó sU thay t h è dàc bièt cùa nguyèn tò'Th^"*" (R = 0,9À) cho Zr^^ (R = 0,82À) Diéu dò chùng tò t h àn h phàn zircon co
sU thay dói lón tùy thugc vào sU thay dói hàm lUdng Th^"^ va Hf^"*" Dóng thdi cùng n h à n thà'y trong zircon nè'u hàm lUdng Th*^"^ tàng thi hàm lUdng Hf*"^ giàm va ngUdc lai
Trong zircon nhùng khoàng vàt nhóm dà't hié'm (TR) chi tón tai duói dang bao thè (xenotim, monazit) ma khòng thay thè'cho Zr^"*" duói dang dòng bình trong càu trùe tinh thè Nè'u xét tu zircon loai I dén zircon loai IV thày eó sU thay dói ve bình dàng, màu sàc biéu hien qua
sU thay dòi hàm lUdng Hf02 Diéu dò mot làn nùa khàng dinh màu sàc cùa zircon thay dòi là do eàc vi bao thè cùa càc khoàng vat pbóng xa dà't hié'm co trong zircon Trong thành phàn cùa zircon V hàm lUdng trung bình cùa Zr02 thàp (60,5%) va Hf02 thàp (1,23%), trong khi dò bàm lUdng trung bình cùa Th02 cao (6,87%) Diéu dò chùng tò mòi trUdng t h à n h tao zircon V giàu càc nguyèn to'pbóng xa, dà't hié'm, cùng lue giài thich tai sao bình thài tinh thè eó dang ovai va mài tròn tó't
III LUAN GIÀI
Su phó bién eàc tinh thè eó dang làng tru thàp dòi bò'n phUdng ddn giàn dàc trUng mòi trUdng t hà n h tao giàu kiém tUdng ùng vdi t h à n h phàn thach hgc cùa kbò'i nhò thugc phùc he Pu Sam Cap (-_P pc) nàm trong khu vUe nghièn cùu Quan sàt tó hdp màu n h à n thày h à u bét càc mat (100) va (110) cùa tinh thè dang làng tru thàp dòi bò'n phUdng ddn giàn déu r a t hoàn chinh, do dò làm cho tinh thè co dò day hdn so vdi càc dang tinh t h è khàc NhU vay trong qua trinh két tinh khoàng vàt, mùc dò p h à t trién khòng dóng déu càc mat trong cùng mot làng tru
p h à n ànb sU giàm t h à p tinh càn bang lì hóa cùa mòi trUdng Tinh thè
co dang mòng bay dang tàm phàt trién n b a n h nhà't trong mgi diéu kien chuyén dòng tUdng dò'i manh cùa càc dung thè magma Càc dung thè này thUdng xuà't hien d ndi tièp xùc cùa dà trao dòi bién chat, trong granit bién dói hoac trong khi hóa nhiét dich Tinh thè co kich thUóc lón thUdng dUde dàc trUng bòi mói trUdng giàu chat bò'c va nUóc, làm
Trang 9giàm dò quành cùa dung thè magma, tao diéu kién cho t m h the phàt trién Co thè càc tinh thè zircon lón vùng nghièn cùu thuóe pha két tinh muòn cùa qua trinh magma
He sdkéo dai K cùa càc tinh thè trong tó hdp màu dao dòng trong khoàng khòng lón (K = 1 - 2) DUa vào quan sàt va phàn tich, co thè phàn chia càc loai sau:
8 0 -
7 0 •
6 0 •
5 0
-SS 4 0 •
3 0 •
2 0
10 •
0 J
A 1
/ \ / \ , / X i / \ !
• • V '^ • • \
- ' • ^ i
Hinh 3 Hàm lirgmg khoàng vàt
theo he so K
Ki = l- 1,2(10%)
K2= 1,2- 1,5(75%)
K3= 1.5-2.0(15%)
DUa vào ty le p h à n t r a m cao cùa càc tinh thè co he so kéo dai
K = 1,2 - 1,5 dU doàn khoàng vàt dUdc thành tao d dò sau khòng Idn trong mòi trUdng giàu kiém
Trong tap hdp màu zircon, hàm lUdng bao thè ò pha long - khi chiém mot lUdng lón, diéu dò chùng tò mòi trUdng giàu chat hoc hdi do tàc dòng cùa càc qua trinh magma muòn dóng thài ed sU tham già cùa nude Tuy nhièn két qua phàn tich dóng hóa bao thè lai cho nhiét dò thành tao khoàng vàt tUdng dò'i thàp 409 - 491°C Hinh thài càc bao thè khoàng vat zircon ò dang kéo dai dge theo true tinh thè chùng tò mòi trUdng tao khoàng ed thè bi xiét ép manh khi khoàng vat tai ké't tinh; hoac bao thè chiù sU khòng che cùa ò mang tinh thè khoàng vat Càc hat bi mài tròn canh khòng phàt hien thà'y eó bao thè, nhU vày co the nhàn thà'y chùng dUdc thành tao trong qua trinh magma (?)
Trong tó hdp màu càc tinh thè zircon bi mài tròn canh (-15%) tbuòng co kich thuóe nhò hdn càc tinh thè làng tr u - thàp dòi, sàm màu, trong suò't hoac bàn trong suò't Theo thù tu là'y màu tu dàu nguón nude dén cuòi nguón, ti le càc tinh thè co dang làng t r u t h à p dói