Đặc điểm cấu trúckiến tạo Khối cấu trúc Tạ Khoa, ý nghĩa của nó trong dự báo và tìm kiếm khoáng sản đồng niken vàng

39 Ảnh 3.2 Đới milonit My trong pha biến dạng 1 đi cùng nếp uốn hẹp tới đẳng tà U1 phát triển trong các đá trầm tích biến chất hệ tầng Nậm Sập khu vực Mỏ Bản Phúc bị tái uốn nếp bởi một

VŨ XUÂN LỰC

ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC – KIẾN TẠO KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA, Ý

NGHĨA CỦA NÓ TRONG DỰ BÁO VÀ TÌM KIẾM KHOÁNG SẢN

1 PGS TS Trần Thanh Hải

2 PGS.TS Lương Quang Khang

Hà Nội – 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình nào khác

Tác giả luận án

Vũ Xuân Lực

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các hình

Danh mục các ảnh

Danh mục các bảng

Danh mục chữ viết tắt

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT KHU VỰC……… 7

1.1 Khái quát về vùng nghiên cứu 7

1 2 Lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực 19

1.3 Đặc điểm địa chất khu vực 8

1.3.1 Đặc điểm chung 8

1.3.2 Địa tầng 8

1.3.3 Magma xâm nhập 15

1.3.4 Khoáng sản 16

Chương 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

2.1 Cơ sở lý luận 22

2.1 Cách tiếp cận 29

2.3 Các phương pháp nghiên cứu 30

Chương 3: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC – KIẾN TẠO KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA 34

3.1 Khái quát chung 34

3.2 Các khối cấu trúc……….34

3.3 Các tổ hợp thạch kiến tạo……… 36

3.4 Đặc điểm các pha biến dạng 38

3.5 Đặc điểm giao thoa biến dạng Khối cấu trúc Tạ Khoa 51

3.6 Sơ lược đặc điểm lịch sử nhiệt động khu vực……… … 56 3.7 Đặc điểm biến chất đi cùng biến dạng 57 3.8 Lịch sử phát triển địa chất khu vực 62

Chương 4: ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HOÁ ĐỒNG - NIKEN, ĐỒNG - VÀNG KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA VÀ MỐI QUAN HỆ VỚI CÁC CẤU TẠO ĐỊA CHẤT 68

4.1 Đặc điểm quặng quặng hóa Khối cấu trúc Tạ Khoa ………… …… 68 4.2 Mối quan hệ giữa khoáng hóa đồng - niken và đồng - vàng với các cấu tạo địa chất 101

Chương 5: TRIỂN VỌNG QUẶNG ĐỒNG - NIKEN VÀ ĐỒNG - VÀNG KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA TRÊN QUAN ĐIỂM CẤU TRÚC KIẾN TẠO 120

5.1 Phân vùng triển vọng quặng đồng – niken và đồng – vàng khu vực Khối cấu trúc Tạ Khoa……… 120

5.2 Định hướng công tác tìm kiếm và thăm dò quặng đồng – niken và đồng – vàng khu vực Khối cấu trúc Tạ Khoa 137

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 147 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO, CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ……… …….149

TÀI LIỆU THAM KHẢO 151

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình1.1 A: Vị trí Khối cấu trúc Tạ Khoa ở miền Bắc Việt Nam B: Vị trí

Khối cấu trúc Tạ Khoa trong mối quan hệ với các yếu tố cấu trúc lớn của Tây Bắc Bộ

7

Hình 1.2 Sơ đồ địa chất khoáng sản Khối cấu trúc Tạ Khoa 9 Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc – kiến tạo khối cấu trúc Tạ Khoa 35 Hình 3.2 Mô hình giao thoa biến dạng trong khối cấu trúc Tạ Khoa 53 Hình 3.3 Đặc điểm giao thoa biến dạng khu vực Sập Việt-Bản Nguồn trong

khối cấu trúc Tạ Khoa

54

Hình 3.4 Vị trí mặt cắt địa chất Tuyến II, III, IV, XI, 49800E, 50050E, 50100E, 50300E,

50550E, 51200E, trên bình đồ địa chất khu vực mỏ quặng niken Bản Phúc

55

Hình 3.5 Đồ thị concorrdia thể hiện kết quả phân tích tuổi tuyệt đối U-Pb cho

các đá trong khu vục nghiên cứu

58

Hình3.6 A Kết quả tổng hợp thống kê tuổi cho các mẫu pegmatit

B Thống kê tuổi của phần riềm các hạt zircon và tuổi của các hạt monazit trong đá

59

Hình 3.7 Đồ thị điều kiện nhiệt áp tóm tắt mối quan hệ giữa biến dạng, biến

chất và tuổi tương đối của chúng tác động tới các đá trầm tích biến chất thuộc phần nhân phức nếp lồi Tạ Khoa

Hình 4.5 Sơ đồ địa chất khoáng sản Điểm mỏ quặng Bản Xang 82 Hình 4.6 Biểu đồ minh họa quá trình tạo quặng Mỏ Bản Phúc A.Sự xâm

nhập của dung thể komatit – bazan về phía bề mặt với sự thành tạo thể á núi lửa và sự tập trung của dung dịch sulfur gần phía đáy B

Sự thành tạo của các thân quặng dạng mạch ở Mỏ Bản Phúc, với dung thể sulfur được cung cấp từ một thể trung gian

vực mỏ quặng niken Bản Khoa

123

Hình 4.15 Mặt cắt địa chất Tuyến 51600E-Suối Đán trên bình đồ địa chất khu vực

mỏ quặng niken Bản Khoa (theo Nguyễn Ngọc Hải, 2013) [14])

124

Hình 4.16 Mặt cắt địa chất Tuyến 51200E-Suối Đán trên bình đồ địa chất khu vực

mỏ quặng niken Bản Khoa

124

Hình 5.1 Sơ đồ phân vùng triển vọng khóng sản Khối cấu trúc Tạ Khoa

DANH MỤC CÁC ẢNH

Ảnh 3.1 Sự giao thoa cấu tạo do hậu quả chồng lấn của nhiều cấu tạo được hình

thành trong nhiều biến dạng khu vực, quan sát được gần cầu Tạ Khoa

39

Ảnh 3.2 Đới milonit (My) trong pha biến dạng 1 đi cùng nếp uốn hẹp tới

đẳng tà U1 phát triển trong các đá trầm tích biến chất hệ tầng Nậm Sập khu vực Mỏ Bản Phúc bị tái uốn nếp bởi một nếp uốn thế hệ thứ 4 vòm mở phương đông - bắc tây nam

41

Ảnh 3.3 Đới milonit trong pha biến dạng 1có chứa các bao thể kiến tạo (B) được bao

quanh bởi các phiến milonit (My) tại khu vực phía nam khối Bản Phúc

41

Ảnh 3.4 Mạch thạch anh trong đới trượt pha biến dạng 1 bị ép dẹt, kéo dài

và đứt đoạn tạo thành các bao thể kiến tạo, xung quanh được bao bởi các phiến milonit, tất cả lại bị uốn nếp bởi các nếp uốn hệp gần nằm ngang pha biến dạng 2 tại khu vực phía nam khối Bản Phúc

41

Ảnh 3.5 Sự giao thoa giữa các nếp uốn thế hệ 1và các nếp uốn thế hệ 2 được

thể hiện trên mặt cắt lóc lò L.105 Trong đó So là phân lớp ban đầu

42

Ảnh 3.6 Các nếp uốn vỏ U3 đi cùng đới trượt chờm thuộc pha biến dạng

thứ 2, sau đó lại bị uốn nếp, đi bởi nếp uốn thế hệ 3 tại vết lộ YC.3070 Vùng Chiềng On, Mai Sơn, Sơn La

43

Ảnh 3.7 Giao thoa uốn nếp kiểu 3 giữa nếp uốn thế hệ 2 và thế hệ 3 tại vết

lộ YC.3070 vùng Chiềng On, Mai Sơn, Sơn La

43

Ảnh 3.8 Một đới trượt (My) thuộc pha biến dạng thứ 2, trong đó có chứa

các bao thể kiến tạo với nhiều thành phần khác nhau và được bao quanh bởi các phiến milonit

44

Ảnh 3.9 Một đới trượt (My) thuộc pha biến dạng thứ 2, trong đó có chứa các

bao thể thạch anh bị đới trượt pha biến dạng 3 làm biến dạng khá rõ

44

Ảnh 3.10 Ảnh vi cấu tạo cho thấy một đới trượt dẻo bị mylonit hoá hoàn toàn

thuộc pha biến dạng 2 có các thể porphyroclast xoay rõ ràng với đuôi

 chỉ rõ hướng dịch chuyển của đới trượt tại khu vực gần đèo Chẹn

45

Ảnh 3.11 Đá vôi hệ tầng Bản Cải (D3) phủ chờm lên các đá phun trào hệ tầng 45

Viên Nam (P3-T1)bởi đứt gãy pha biến dạng 2 (F2) sau đó chúng bị tái uốn nếp bởi các nếp uốn pha biến dạng 3 (U3) khu vực Suối Sập Ảnh 3.12 Một đới trượt (My) thuộc pha biến dạng thứ 2 dọc theo ranh giới giữa

thân siêu mafic (Mf) và trầm tích lục nguyên biến chất vùng đông nam khối Bản Phúc

Ảnh 3.13 Ảnh lát mỏng cấu tạo phiến S1 cấu tạo bởi silimanit và biottit bị uốn nếp

bởi nếp uốn U2 và U3 trong đá phiến sillimanit Một phần của biotit và sillimant bị thay thế bởi muscovit do hậu quả của biến chất giật lùi

47

Ảnh 3.14 Các bao thể kiến tạo được thành tạo trong pha biến dạng thứ 2,

trong đó các lớp đá cứng bị đứt và ép kéo dài được bao quanh bởi phiến mylonit

48

Ảnh 3.15 Ảnh lát mỏng cấu tạo C/S thể hiện chiều dịch chuyển khá rõ trong

đới trượt pha biến dạng thứ 3 tại khu vực Cầu Suối Sập

48

Ảnh 3.16 Ảnh lát mỏng cấu tạo có các thể porphyroclast xoay rõ ràng với

đuôi  chỉ rõ hướng dịch chuyển của đới trượt pha biến dạng 3 tại khu vực Bản Pưn, Bắc Yên, Sơn La

49

Ảnh 3.17 Nếp uốn vòm mở pha biến dạng thứ 4 làm uốn nếp các đá trầm

tích biến chất vùng phía đông khối Bản Phúc

Ảnh 3.20 Đứt gãy thuận pha biến dạng thứ 5 cắt và làm dịch chuyển đới

biến dạng pha thứ nhất phía đông bắc khối Bản Phúc

51

Ảnh 3.21 Ảnh chụp CL cho thấy hình thái của các hạt zircon và monazit

điển hình trong các mẫu định tuổi tuyệt đối ở vùng Tạ Khoa và các vị trí định tuổi của chúng

56

Ảnh 3.22 Đá phiến sillimanite chứa các tập hợp fibrolit thế hệ thứ nhất có 60

sự định hướng song song với phiến S1, sillimanit thứ 2 bao gồm các tinh thể đơn lẻ dạng kim mọc chồng lên cấu tạo S1

Ảnh 3.23 Ảnh lát mỏng Staurolit mọc thay thế fibrolit trong đá phiến sillimanit

Sự thay thế có thể đánh dấu sự bắt đầu của biến chất giật lùi

60

Ảnh 3.24 Ảnh lát mỏng cho thấy Sự thay thế hoàn toàn của sillimanit bởi

muscovit và sau đó sự mọc chồng của tourmaline trên nền muscovit là sản phẩm của biến chất giật lùi liên tục pha iến dạng 3

61

Ảnh 4.1 Minh họa đặc điểm quặng đồng niken đặc sit tại khu vực Mỏ Bản

Phúc, Phù Yên, Sơn La, trong đó

72

Ảnh 4.2 Minh họa đặc điểm quặng đồng niken đặc sit tại khu vực Mỏ Bản

Khoa, Phù Yên, Sơn La

75

Ảnh 4.3 Minh họa đặc điểm quặng đồng niken xâm tán trong đáy và vách khối

siêu mafic Bản Phúc tại khu vực Mỏ Bản Phúc, Phù Yên, Sơn La

Ảnh 4.7 Một bao thể đá siêu mafic ven rìa có chứa quặng sulfur nằm trong

đới biến dạng cao thuộc pha 2 bị uốn nếp bởi pha biến dạng 3

117

Ảnh 4.8 Một phần thân quặng sulfur dạng đặc sít trong đới đá biến dạng

cao pha, biến dạng thứ 2 trong đá lục nguyên biến chất nằm cạnh khối siêu mafic Bản Phúc

118

Ảnh 4.9 Thân quặng sulfur dạng đặc sít trong đới đá biến dạng cao trong

đá lục nguyên biến chất hệ tầng Bản Cải

119

Ảnh 4.10 A: Quặng sulfur dạng đặc sít trong đới đá biến dạng cao trong đá lục

nguyên biến chất hệ tầng Nậm Sập đi cùng với nếp uốn hẹp Tất cả chúng bị các nếp uốn Pha 3 hoặc 4 có mặt trục thẳng đứng làm tái uốn

120

nếp B: Ảnh mài láng phần rìa quặng đặc sít, trong đó quặng đồng niken phân bố cả trong mạch thạch anh và trong đá phiến bị biến dạng thuộc pha biến dạng 2, sau đó chúng lại được tích tụ trong các mạch thạch anh muộn hơn thuộc pha 3? có phương gần vuông góc với nhau

Ảnh 4.11 Ảnh lát mỏng cho thấy mối quan hệ giữa các cấu tạo phiến và sự phân

bố quặng sulfur trong đới biến dạng thuộc pha 2 trong đó quặng có xu hướng nằm song song cấu tạo phiến Các cấu tạo phiến pha biến dạng thứ 3 có chứa các dải quặng song song cùng phương phát triển chồng lấn lên các thành tạo quặng và phiến pha biến dạng 2

121

Ảnh 4.12 Ảnh lát mỏng các thành tạo quặng đồng - niken được thành tạo

trong pha biến dạng 2 được tái tập trung trong các thành tạo pha biến dạng thứ 3? Các thành tạo pha biến dạng 3 cắt và làm dịch chuyển các phiến của pha biến dạng 2 khá rõ (mũi tên chỉ chiều dịch chuyển) tại khu vực mỏ Bản Phúc

122

Ảnh 4.13 A: Một phần thân quặng sulfur chứa đồng (niken?) hình thành trong

đới biến dạng cao thuộc pha biến dạng thứ 3 vùng Suối Đán B Đới trượt pha biến dạng thứ 3 có chứa quặng đồng (niken?) tại khu vực Bản Phúc

125

Ảnh 4.14 Minh họa tại đới biến dạng chứa quặng thuộc pha biến dạng thứ 3 tại

khu vực mỏ Bản Lẹt, Phù Yên, Sơn La., trong đó: A Đới đứt gãy nghịch của pha biến dạng thứ 3 có chứa quặng đồng vàng khu vực mỏ Bản Đá Đỏ Phù Yên, Sơn La B Ảnh lát mỏng đới trượt của pha biến dạng thứ 3 cócấu tạo C/S và thể hiện chiều dịch chuyển khá rõ C Ảnh lát mỏng các thành tạo quặng đồng vàng được thành tạo trong pha biến dạng 3 được tái tập trung trong các khe nứt thuộc pha biến dạng 5?

127

Ảnh 4.15 Minh họa tại đới biến dạng chứa quặng thuộc pha biến dạng thứ 3

tại khu vực mỏ Đá Đỏ, Phù Yên, Sơn La

127

Bảng 4.2 So sánh sự khác nhau đặc điểm thành phần khoáng vật giữa

quặng sulfur đặc sít và xâm tán

84

Bảng 4.3 So sánh sự khác nhau về hàm lượng các kim loại chính trong các

khoáng vật giữa quặng sulfur đặc sít và xâm tán

85

Bảng 4.4 so sánh hàm lượng và tỷ số của các kim loại chính trong các

khoáng vật giữa quặng sulfur đặc sít và xâm tán

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Khối cấu trúc Tạ Khoa nằm ở miền Tây bắc Bộ, có diện tích thuộc địa bàn các huyện Bắc Yên, Yên Châu, Phù Yên và Mộc Châu tỉnh Sơn La Khối cấu trúc này thuộc một phần đới cấu trúc Sông Đà, miền cấu trúc Tây Bắc Bộ (Nguyễn Văn Hoành và nnk, 2005) Các kết quả nghiên cứu cho thấy Khối cấu trúc Tạ Khoa có đặc điểm địa chất rất phức tạp, với nhiều phân vị địa tầng, phức hệ magma xâm nhập có tuổi và nguồn gốc khác nhau; bị biến dạng và biến chất mạnh mẽ dưới tác động của nhiều chế độ vận động kiến tạo diễn ra trong nhiều thời kỳ địa chất khác nhau

Những bằng chứng thu thập được gần đây trên một phần của Khối cấu trúc Tạ Khoa cho thấy cấu trúc khu vực hiện tại là hậu quả của mối quan hệ chồng lấn của các loại cấu tạo được hình thành bởi nhiều pha biến dạng có môi trường, đặc điểm, cường độ và thời gian biến dạng khác nhau

Đi cùng các thành tạo địa chất này là các khoáng hóa niken, đồng, và vàng có ý nghĩa kinh tế Các khoáng sản này có quan mật thiết và được khống chế chặt chẽ bởi các cấu tạo địa chất

Do đặc điểm địa chất đặc biệt và triển vọng khoáng hóa khu vực mà vùng này đã được nhiều nhà địa chất thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau tập trung nghiên cứu từ thời Pháp thuộc đến nay

Tuy vậy, do tính phức tạp của cấu trúc khu vực và mức độ nghiên cứu sơ lược trước đây cũng như việc áp dụng các tư duy nghiên cứu địa chất khu vực còn chưa theo kịp các lý luận và luận thuyết hiện đại nên các nghiên cứu chuyên sâu, đặc biệt là về cấu trúc địa chất cũng như mối liên quan và vai trò của các yếu tố cấu tạo với sự phát triển và phân bố quặng hóa nội sinh trên toàn đới cấu trúc hiện vẫn chưa được tiến hành hoặc ở mức độ hết sức sơ lược

Từ những tồn tại và các đòi hỏi mang tính cấp thiết nói trên tác giả lựa chọn

đề tài nghiên cứu "Đặc điểm cấu trúc-kiến tạo Khối cấu trúc Tạ Khoa, ý nghĩa của nó

trong dự báo và tìm kiếm khoáng sản đồng - niken -vàng" để xây dựng luận án tiến sĩ

của mình

2 Mục tiêu của luận án

- Làm rõ đặc điểm biến dạng khu vực, xây dựng mô hình tiến hoá kiến tạo và tái lập lịch sử phát triển kiến tạo khu vực nghiên cứu;

- Xác định mối quan hệ giũa khoáng hóa nội sinh với các cấu tạo địa chất, đặc biệt là với đồng, niken và vàng, làm cơ sở để dự báo triển vọng và định hướng tìm kiếm chúng

3 Đối tƣợng nghiên cứu của luận án

Đối tượng nghiên cứu của luận án là các thành tạo và cấu tạo địa chất gồm các thành tạo trầm tích biến chất và magma xâm nhập, các cấu tạo địa chất, các khoáng hóa nội sinh niken - đồng - vàng có mặt trong vùng Khối cấu trúc Tạ Khoa

4 Phạm vi nghiên cứu của luận án

Vùng nghiên cứu thuộc địa bàn các huyện Bắc Yên, Yên Châu, Phù Yên và Mộc Châu tỉnh Sơn La, bao gồm chủ yếu là diện tích của Khối cấu trúc Tạ Khoa và một phần Khối cấu trúc Mai Sơn (tương đồng đới cấu trúc Sông Đà theo phân chia của Nguyễn Văn Hoành và nnk, 2005; hoặc các thành tạo Bồn sau cung theo Metcalfe I., 2005) và một phần của Khối cấu trúc Tú Lệ (tương đồng đới cấu trúc Tú Lệ theo phân chia của Nguyễn Văn Hoành và nnk, 2005) nơi tập trung chính các điểm quặng đồng – niken và đồng – vàng trong khu vực

5 Nhiệm vụ của luận án

- Nghiên cứu đặc điểm thành phần, quan hệ không gian, tuổi, đặc điểm biến chất, của các thành tạo địa chất Thu thập số liệu định luợng về các dạng cấu tạo, phân chia các thế hệ cấu tạo trên cơ sở đặc điểm hình thái, môi trường thành tạo,

bản chất, mối quan hệ chồng lấn giữa các cấu tạo khác nhau

- Xác định vị trí phân bố, đặc điểm quặng hoá, quy luật phân bố và mối quan

hệ không gian giữa khoáng hóa niken, đồng và vàng với các loại cấu tạo

- Xây dựng mô hình tiến hoá kiến tạo và khôi phục lịch sử tiến hoá địa chất khu vực

- Phân vùng triển vọng và định hướng công tác tìm kiếm quặng hóa đồng – niken, đồng – vàng trong khu vực nghiên cứu trên quan điểm cấu trúc kiến tạo

6 Những điểm mới có ý nghĩa khoa học của luận án

- Kết quả đã phân lập được 5 pha biến dạng kiến tạo một cách chi tiết đã tác động lên các đá của vùng Khối cấu trúc Tạ Khoa Trong đó Pha 1 là biến dạng dẻo hoàn toàn Pha 2 diễn ra trong môi trường dẻo Pha 3, 4 xảy ra trong môi trường từ dẻo tới dòn-dẻo Pha 5 là pha biến dạng dòn diễn ra muộn nhất

- Đã xác định được hai pha biến chất liên quan tới quá trình biến dạng Trong

đó, Pha biến chất 1 (M1) thuộc tướng amphibolit chúng đi cùng sự biến dạng của Pha biến dạng 1 và 2 Pha biến chất 2 (M2) thuộc tướng phiến luc diễn ra vào cuối Pha biến dạng thứ 3

- Đã xác định được tuổi của Pha biến dạng 1 diễn ra từ giữa Carbon (khoảng 300Tr năm) và kéo dài tới đầu Triat (khoảng 250Tr.năm) Pha biến dạng thứ 2 diễn

ra sau 250 Tr.năm (từ 230-240 Tr.năm) Pha biến dạng thứ 3 và các pha muộn hơn diễn ra sau 230 Tr.năm

- Đã làm rõ được các thành tạo quặng hoá đồng - niken liên quan tới 2 loại cấu tạo là: kiểu quặng đồng - niken dạng xâm tán phân bố trong cấu tạo đáy và vách của các khối xâm nhập siêu mafic và kiểu quặng sulfur đồng - niken đặc sít nằm trong các đới trượt thuộc Pha biến dạng 2 và 3 Quặng đồng - vàng được khống chế chặt chẽ bởi các đới trượt thuộc Pha biến dạng 3 và 4

- Đã phân chia khu vực ra được 4 diện tích rất triển vọng, 6 diện tích triển vọng

và 3 diện tích chưa rõ triển vọng và còn lại là các diện tích không triển vọng đối với quặng đồng, niken và vàng

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

7.1 Ý nghĩa khoa học

- Luận án không chỉ góp phần vào việc luận giải và khôi phục lịch sử địa chất khu vực mà còn có ý nghĩa quan trọng trong dự báo sinh khoáng nội sinh

- Luận án đã góp phần quan trọng trong việc bổ sung số liệu địa chất mới và luận giải lịch sử kiến tạo của khu vực Tây Bắc Bộ trên quan điểm kiến tạo mới nói chung

8 Các luận điểm bảo vệ của luận án

Luận điểm 1: Cấu trúc địa chất vùng Tạ Khoa được tạo thành bởi sự giao

thoa chồng lấn của 5 pha biến dạng kiến tạo Trong đó Pha 1 là biến dạng dẻo hoàn toàn, diễn ra từ khoảng 300 Tr đến khoảng 250 Tr.năm Pha 2 là biến dạng trong môi trường dẻo, diễn ra sau 250 Tr (từ 230-240 Tr.năm); Pha 3, 4 xảy ra trong môi trường từ dẻo tới dòn - dẻo, diễn ra sau 230 Tr năm Pha 5 là pha biến dạng dòn diễn ra muộn nhất

Luận điểm 2: Quặng hóa đồng - niken, đồng - vàng trong khu vực Khối cấu

trúc Tạ Khoa liên quan mật thiết với các cấu tạo do biến dạng trong vùng Trong đó, các đới trượt thuộc các Pha biến dạng 2, 3 và 4 có vai trò khống chế sự di chuyển dung dịch quặng, làm giầu hoặc tích tụ quặng hóa Kiểu quặng đồng – niken nằm dạng xâm tán phân bố trong cấu tạo đáy và vách của các khối xâm nhập siêu mafic, kiểu quặng sulfur đồng - niken đặc sít bị khống chế bởi các đới trượt thuộc Pha biến dạng 2 và 3; Kiểu quặng hóa đồng - vàng được khống chế chặt chẽ bởi các đới trượt thuộc Pha biến dạng 3 và 4

9 Kết cấu của luận án

Nội dung của luận án ngoài phần mở đầu và kết luận, gồm 5 chương: Chương 1 Đặc điểm địa chất khối cấu trúc Tạ Khoa và lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực

Chương 2 Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 Đặc điểm cấu trúc – kiến tạo khối cấu trúc Tạ Khoa

Chương 4 Đặc điểm quặng hóa đồng – niken, đồng – vàng Khối cấu trúc Tạ Khoa và mối quan hệ với các cấu tạo địa chất

Chương 5 Triển vọng quặng đồng – niken và đồng – vàng khối cấu

trúc Tạ Khoa trên quan điểm cấu trúc kiến tạo

10 Cơ sở tài liệu của luận án

Luận án được hoàn thành trên cơ sở các nguồn tài liệu thu thập trong công tác đo vẽ bản đồ địa chất khu vực ở các tỷ lệ khác nhau và các k ết quả tìm kiếm thăm dò từ năm 1965 tới nay Các tài liệu NCS đã thu thập bao gồm: các tài liệu được thu thập từ các báo cáo đo vẽ bản đồ địa chất khu vực tỷ lệ 1: 500 000, tỷ lệ 1: 200 000, tỷ lệ 1: 50 000 Các tài liệu tìm kiếm đánh giá, thăm dò đồng – niken, các tài liệu tìm kiếm đánh giá đồng – vàng Các nghiên cứu chuyên đề về magma, kiến tạo, sinh khoáng Các tài liệu về mô hình về biến dạng, tạo quặng đồng – niken trong nước và trên thế giới trên các tạp chí chuyên ngành, sách xuất bản, các luận văn, luận á n của các tác giả khác nhau Ngoài ra, trong quá trình thực địa, ngoài khảo sát thu thập các tài liệu về địa tầng, magma, biến chất, kiến tạo và khoáng hóa, NCS còn lấy, gia công và phân tích bổ sung: 6 mẫu tuổi tuyệt đối cho các thành tạo trầm tích biến chất, đá mạch pegmatit Các mẫu đã được gửi tại Phòng thí nghiệm SHRIMP của Viện Khoa học Cơ bản Hàn Quốc (KBSI), tại Chung Buk; 23 mẫu khoáng tướng, 9 mẫu mài láng, 37 mẫu lát mỏng thạch học cấu tạo được thu thập, để nghiên cứu lịch sử phát triển nhiệt động và đặc điểm thành phần khoáng vật, vi cấu tạo, đặc điểm quặng

hóa trong khu vực Đây là số liệu rất tin cậy phục vụ việc luận giải các nội dung của luận án

11 Nơi thực hiện đề tài

Luận án được hoàn thành tại bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Thanh Hải và PGS.TS Lương Quang Khang

Trong quá trình hoàn thành luận án, NCS đã nhận được sự quan tâm, tạo điều kiện của lãnh đạo Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò và Bộ môn Địa chất thuộc Khoa Địa chất; Lãnh đạo Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Bắc Tác giả cũng nhận được sự động viên, giúp đỡ tận tình của PGS.TS Đặng Xuân Phong, PGS.TS Nguyễn Phương, PGS.TS Nguyễn Quang Luật, PGS TS Nguyễn Văn Lâm, TS Nguyễn Tiến Dũng, TS Đào Thái Bắc,

TS Ngô Xuân Thành và nhiều nhà khoa học cùng các đồng nghiệp khác

NCS xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy hướng dẫn, lãnh đạo các

cơ quan và cá nhân các nhà khoa học nêu trên

Chương 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA VÀ LỊCH SỬ

NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT KHU VỰC 1.1 Khái quát về vùng nghiên cứu

Vùng nghiên cứu thuộc địa bàn các huyện Bắc Yên, Yên Châu, Phù Yên và Mộc Châu tỉnh Sơn La, bao gồm chủ yếu là diện tích của Khối cấu trúc Tạ Khoa và một phần Khối cấu trúc Mai Sơn (tương đồng Đới cấu trúc Sông Đà theo phân chia của Nguyễn Văn Hoành và nnk, 2005; hoặc Các thành tạo bồn sau cung theo Metcalfe I., 2005) và một phần của Khối cấu trúc Tú Lệ (tương đồng đới cấu trúc Tú Lệ theo phân chia của Nguyễn Văn Hoành và nnk, 2005) (Hình 1.1)

Vùng có toạ độ địa lý như sau:

210 09' 53'' đến 210 13' 10'' vĩ độ bắc

1040 17' 17'' đến 1040 22' 37'' kinh độ đông

Hình 1.1 A: Vị trí Khối cấu trúc Tạ Khoa ở miền Bắc Việt Nam B: Vị trí Khối cấu

trúc Tạ Khoa trong mối quan hệ với các yếu tố cấu trúc lớn của Tây Bắc Bộ: 1-Đới Sông Hồng; 2-Đới Hà Nội; 3-Đới Fan Si Pang; 4-Đới Tú Lệ; 5-Đới Sông Đà; 6-Đới Nậm Cô; 7- Đới Sông Mã; 8-Đới Sầm Nưa; 9-Đới Điện Biên; 10-Đới Pu Si Lung; 11-Đới Mường Tè (theo Nguyễn Văn Hoành và nnk., 2005

A

B

1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực

Khu vực Tây Bắc nói chung và vùng nghiên cứu nói riêng đã được nhiều nhà địa chất quan tâm nghiên cứu Theo thời gian, có thể khái quát lịch sử nghiên cứu địa chất của vùng qua hai giai đoạn lớn như sau

1.2.1 Giai đoạn trước năm 1954

Các công trình nghiên cứu của người Pháp gồm Deprat (1914); Fromaget (1939, 1941) [27]; Jacob (1921), các tác giả đã gọi vùng nghiên cứu là "móng kết tinh cổ", "cửa sổ Tạ Khoa", hay "lớp phủ địa di Sông Đà" liên quan tới các đới trượt chờm trên đó các thể địa di dịch chuyển với các khoảng cách lớn từ vị trí nguyên

thủy của chúng

1.2.2 Giai đoạn sau năm 1954

Giai đoạn này khu vực đã được nghiên cứu một cách có hệ thống và đồng bộ hơn, trong đó đáng chú ý các công trình nghiên cứu sau:

1.2.2.1 Các công trình nghiên cứu địa chất khu vực

Trong Bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1:500.000, Dovjikov và nnk (1965) [3] đã xếp vùng nghiên cứu vào phụ đới cấu trúc Tạ Khoa, thuộc đới cấu trúc Sông Đà trong đó các đá trầm tích biến chất ở đây được xếp vào các thành tạo

có tuổi Trias sớm-giữa hoặc Trias giữa Về kiến tạo, các tác giả này cho rằng khu vực phát triển khá nhiều các “cấu tạo dạng vảy” được tạo thành bởi các đứt gãy nghịch, chờm nghịch Tuy nhiên các cấu tạo này không được thể hiện trên các bản

đồ liên quan đến công trình này

Trong Bản đồ địa chất tờ Vạn Yên tỷ lệ 1:200.000, Nguyễn Xuân Bao và nnk (1969) [1] đã xem vùng nghiên cứu thuộc cấu trúc "Nếp lồi Tạ Khoa" Các thành tạo trầm tích biến chất tạo nên phần nhân của cấu trúc được xếp vào các phân vị địa tầng có tuổi Devon với 3 đới biến chất: sừng pyroxen ở phần nhân, sừng hornblend vây quanh và ngoài rìa là đới sừng anbit-epidot Công tác nghiên cứu kiến tạo ở đây chưa được chú trọng và trên sơ đồ chỉ thể hiện một số đứt gãy và nếp uốn nhưng không giải thích tính chất của chúng

Bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1: 50 000 nhóm tờ Vạn Yên do Nguyễn Công Lượng và nnk thực hiện (1995) [19] và nhóm tờ Yên Châu do Lê Thanh Hựu và nnk thực hiện (2008) [10] là công trình nghiên cứu chi tiết nhất về địa chất khu vực cho đến nay Trong công trình này, các phân vị địa tầng tầng được phân chia khá chi tiết và chính xác hoá về tuổi trên cơ sở các hoá thạch và các quan

hệ mới được nhận dạng Về kiến tạo, bước đầu đã ghi nhận được một số các yếu tố cấu tạo liên quan tới các quá trình biến dạng khác nhau, mối quan hệ giao thoa chồng lấn của các cấu tạo và đã phân chia được một số pha biến dạng Tuy nhiên các công trình này mới đề cập hết sức sơ lược về sự liên quan của các cấu tạo với lịch sử biến dạng khu vực cũng như quan hệ giữa cấu tạo địa chất với các thành tạo quặng hoá nội sinh

1.2.2.2 Các công trình nghiên cứu chuyên đề

Ngoài các công trình nghiên cứu tổng hợp nói trên, nhiều công trình nghiên cứu chuyên đề cũng đã được thực hiện trong phạm vi hoặc lân cận khu vực nghiên cứu Đáng kể nhất là các công trình của các tác giả sau: Trần Thanh Hải và nnk (2005) [6], Vũ Xuân Lực và nnk (2009) [16], Vũ Xuân Lực và nnk (2010) [17], Vũ Xuân Lực (2010) [15], Vũ Xuân Lực và nnk (2012) [18] bước đầu đã ghi nhận được một số đặc điểm biến dạng, biến chất, các dấu hiệu liên quan của quặng đồng – niken với các yếu cấu tạo trong vùng; Trần Trọng Hòa và nnk (1998) [9], Poliakov và nnk (1996) [24] đã đưa ra được một số đặc điểm về thành phần và nguồn gốc của các đá nagma xâm nhập siêu mafic - mafic và phun trào mafic có liên quan tới quặng đồng – niken và đồng - vàng có trong vùng; Đinh Hữu Minh (2003) [20], Nguyễn Ngọc Hải (2013) [4] đã chỉ ra được đặc điểm vè cấu trúc khu vực và quặng hóa đồng – niken có trong vùng

1.2.2.3 Công tác nghiên cứu khoáng sản

Trên diện tích khu vực nghiên cứu, công tác nghiên cứu, điều tra khoáng sản đã được tiến hành khá sớm đối với các loại hình khoáng sản, trong đó trọng tâm hơn là khoáng sản đồng, niken và vàng và được thể hiện trong các công trình của Đoàn Nhật Tộng, Lưu Chính Công (1965) [23], Đặng Công Thành (1988) [22], Đinh Hữu

Minh (2006) [21]; Nguyễn Đắc Lư và nnk (2003) [14], Dương Hữu Luật (2001) [13], Trịnh Xuân Cam (1994) [2] Quá trình nghiên cứu và thăm dò đã phần nào xác

vị trí phân bố không gian của các thân quặng và đã nghiên cứu được khá chi tiết đặc điểm thành phần vật chất quặng hoá đồng-niken có trong khu vực Tuy nhiên việc nghiên cứu mối liên quan của quặng hoá với cấu trúc trong khu vực cũng đã được

đề cập nhưng với mức độ còn sơ lược, bởi vậy việc hiện quy luật phân bố của chúng chỉ mang tính nội suy đơn giản chưa có cơ sở khoa học cho nên công tác thăm dò chưa thực sự đạt hiệu quả cao

Các tồn tại: Một số công trình công tác nghiên cứu kiến tạo chưa được chú

trọng Một số công trình công tác nghiên cứu kiến tạo tuy đã có tiến hành nhưng mới ở mức độ sơ lược Về mối liên quan của quặng hoá với cấu trúc trong khu vực cũng đã được đề cập nhưng với mức độ còn sơ lược, bởi vậy việc hiện quy luật phân bố của chúng chỉ mang tính nội suy đơn giản chưa có cơ sở khoa học cho nên công tác thăm dò chưa thực sự đạt hiệu quả cao

1.3 Đặc điểm địa chất khu vực

1.3.1 Đặc điểm chung

Khu vực Trung tâm Khối cấu trúc Tạ Khoa được đặc trưng chủ yếu bởi các thành tạo trầm tích biến chất ở các mức độ khác nhau, từ tướng phiến lục đến amphibolit tuổi Devon sớm, bị phủ bởi các thành tạo trầm tích lục nguyên-carbonat-silic biến chất yếu tuổi Devon giữa - Carbon sớm và các đá phun trào và nguồn phun trào tuổi Permi muộn-Trias sớm và đôi chỗ bị xuyên cắt bởi các thành tạo xâm nhập có thành phần từ siêu mafic đến axit Các vùng lân cận phía nam, tây nam gồm các thành tạo lục nguyên, lục nguyên silic, lục nguyên carbonat và carbonat tuổi từ Permi tới Triat muộn bị phủ bên trên bởi các thành tạo lục nguyên hạt thô mầu đỏ tuổi Kreta và lục nguyên chứa dầu tuổi Neogen Các vùng lân cận phía bắc gồm chủ yếu các thành tạo lục nguyên phun trào và phun trào có thành phần từ bazơ tới á kiềm có tuổi từ Jura muộn tới Kreta muộn và đôi chỗ bị xuyên cắt bởi các thành tạo xâm nhập bazơ có tuổi Kreta muộn Các tài liệu nghiên cứu gần đây xếp chúng vào các phân vị địa chất sau (Hình 1.2):

1.3.2 Địa tầng

*Hệ tầng Nậm Sập (D 1-2ns)

Hệ tầng Nậm Sập do Dovjikov (1965) [3] xác lập ở vùng Tạ Khoa Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng lộ ra ở trung tâm và tạo thành nhân của Nếp lồi Tạ Khoa (Hình 1.2), bao gồm các thành tạo lục nguyên carbonate bị biến chất tới tướng amphibolit Hệ tầng này gồm 3 tập từ dưới lên trên như sau:

Tập 1 gồm đá phiến thạch anh hai mica chứa silimanit, phiến thạch anh -

felspat – biotit-silimanit +/- cordierit xen ít quarzit

Tập 2 gồm đá phiến thạch anh mica, calcit chứa mica, và đá hoa mầu xám, xám đen Tập 3 gồm đá phiến thạch anh felspat diopsid, xen các lớp đá phiến chứa

epidot và calcit, actinolit, hoặc đá phiến thạch anh mica

Hệ tầng có quan hệ cuyển tiếp với hệ tầng Bản Cải nằm trên, quan hệ dưới chưa rõ Tuổi của hệ tầng được xếp vào Devon sớm-giữa trên cơ sở hóa thạch Tay

cuộn: Modiolopsis sp.,(cf M yunnanensis); Limoptera sp., (cf yunnanensis) và Bọ

ba thùy: Proetus sp.,

*Hệ tầng Bản Cải (D 3bc)

Hệ tầng do Nguyễn Xuân Bao (1969) [1] xác lập Trong khu vực nghiên cứu,

hệ tầng lộ ra ở các cánh của nếp lồi Tạ Khoa, và phủ chỉnh hợp lên Hệ tầng Nậm Sập (Hình 1.2) Thành phần chủ yếu của hệ tầng gồm các đá trầm tích lục nguyên, lục nguyên carbonat và carbonat bị biến chất yếu, được chia thành 2 tập sau:

Tập 1 gồm cát bột kết, sét bột kết, đá phiến sét màu xám, xám sẫm ở phần

dưới, đôi nơi chứa di tích Vỏ nón Phần trên gồm đá phiến giàu silic màu xám đen xen sét bột kết và lớp mỏng mangan

Tập 2 gồm đá vôi, đá vôi sét phân lớp mỏng đến trung bình xen lớp mỏng đá

phiến silic màu xám, xám đen

Hệ tầng có quan hệ chuyển tiếp với hệ tầng Nập Sập nằm dưới và hệ tầng Đa Niêng nằm trên Tuổi của hệ tầng được xếp vào Devon muộn trên cơ sở hoá thạch

Vỏ nón: Dacryoconouda s

*Hệ tầng Đa Niêng (C 1đn)

Hệ tầng do Nguyễn Xuân Bao (1969) [1] xác lập Trong khu vực nghiên cứu,

hệ tầng lộ ra ở rìa phía tây và đông bắc của vùng nghiên cứu (Hình 1.2), bao gồm

chủ yếu là đá vôi vi hạt tới hạt nhỏ màu xám đen phân lớp trung bình đến dày phủ bất chỉnh hợp trên Hệ tầng Bản Cải Phần trên là đá vôi dạng khối xen ít đá vôi sét,

đá vôi silic phân lớp mỏng màu xám

Hệ tầng có quan hệ chuyển tiếp với hệ tầng Bản Cải nằm dưới, bên trên bị hệ tầng Viên Nam phủ không chỉnh hợp lên Tuổi của hệ tầng được xếp vào Carbon

sớm trên cơ sở hóa thạch Trùng lỗ Vicinesphaera ex gr angulata Antrop;

Tetrataxis cf torosus Post., Brunsia sigmoides Raus., Septalomos Septalomospiranella compressa Li, Endothyra sp., Septatourneyella cf segmentata Dain

*Hệ tầng Yên Duyệt (P 3yd)

"Điệp" Yên Duyệt do Phan Cự Tiến xác lập năm 1977 [26] tại mỏ than cùng tên Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng lộ thành một dải hẹp nằm kẹp giữa hai đứt gãy phương á kinh tuyến phân bố ở khu vực Cò Nòi phía tây nam vùng nghiên cứu (Hình 1.2) Thành phần gồm chủ yếu là đá phiến sét, đá phiến sét silic, đá silic xen

ít đá vôi chứa hoá thạch tuổi P3 được xếp vào hệ tầng Yên Duyệt

Hệ tầng có quan hệ kiến tạo với các hệ tầng trẻ hơn xung quanh Tuổi của hệ tầng được xếp vào Permi muộn trên cơ sở hoá thạch Bọ ba thuỳ và Tay cuộn

*Hệ tầng Viên Nam (T 1vn)

Hệ tầng do Phan Cự Tiến xác lập năm 1977 [26] Hệ tầng gồm các thành tạo phun trào và trầm tích phun trào phân bố bao quanh phần trung tâm nếp lồi Tạ Khoa

(Hình 1.2), được phân thành các tướng sau:

Tướng phun trào thực sự gồm bazan, bazan hạnh nhân, andesitobazan Trong

thành phần cùa bazan có hàm lượng khá cao của magne [24]

Tướng phun nổ: gồm tuf bazan màu xám xanh;

Tướng á núi lửa gồm trachydacit porphyr, ryodacit

Hệ tầng phủ bất chỉnh hợp lên các đá cổ hơn trong khu vực nghiên cứu Tuổi của hệ tầng được xếp vào Triat sớm trên cơ sở kết quả phân tích tuổi tuyệt đối của

Vũ Xuân Lực và nnk, 2014 [18] và của Trần Trọng Hoà và nnk., 1998, 2004 [9] cho

250 triệu năm

*Hệ tầng Cò Nòi (T 1cn)

Hệ tầng Cò Nòi do Dovjikov và Bùi Phú Mỹ (1965) [3] xác lập năm Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng lộ ra tại Cò Nòi, Bô Cop, Nậm Sập ở phía tây nam vùng nghiên cứu, tạo thành các dải hẹp kéo dài theo phương TB-ĐN (Hình 1.2) Thành phần gồm:

Tập 1 cát kết tuf hạt nhỏ-vừa xen sét kết màu nâu tím, tím nhạt và sét bột kết

màu vàng nhạt Dày 120m

Tập 2 đá vôi sét, đá vôi lẫn sét màu tím nhạt, xám nhạt xen các lớp mỏng sét

kết, sét bột kết màu xám vàng, tím nhạt và thấu kính đá vôi, đá vôi vi hạt, đá vôi vón cục màu xám nhạt, đá vôi sét màu tím đỏ phân lớp 1-2cm Dày 390m

Hệ tầng có quan hệ kiến tạo với hệ tầng Yên Duyệt nằm dưới và bị các thành tạo hệ tầng Đồng Giao phủ chỉnh hợp bên trên Tuổi của hệ tầng dược xếp vào Trias sớm trên cơ sở tập hợp hoá thạch Chân rìu [10]

*Hệ tầng Đồng Giao (T2ađg)

Hệ tầng Đồng Giao do Jamoida và Phạm Văn Quang xác lập năm 1965 [26] Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng lộ ra ở khu vực Hát Lót, Chiềng Ban phía tây nam vùng (Hình 1.2) Thành phần gồm:

Tập 1: đá vôi màu xám đen, xám sáng xen ít đá vôi vi hạt bị nhiễm sét, đá vôi chứa sét và đá vôi sét, phân lớp mỏng đến trung bình, đá vôi vi hạt màu xám đen, xám sáng, phân lớp mỏng đến trung bình Dày 610m

Tập 2 đá vôi vi hạt màu xám, xám sáng, phân lớp dày đến dạng khối,

dolomit, đá vôi dolomit màu xám trắng, xám tro, xám phớt tím, phân lớp dày đến dạng khối Dày 590m

Hệ tầng có quan hệ chuyển tiếp trên hệ tầng Cò Nòi nằm dưới, bên trên có quan hệ kiến tạo với hệ tầng Nậm Thẳm Tuổi của hệ tầng được xếp vào Triat giữa trên cơ sở các hoá thạch Chân rìu và Cúc đá [10]

*Hệ tầng Nậm Thẳm (T 2lnt)

Hệ tầng Nậm Thẳm được Nguyễn Xuân Bao và nnk (1969) [1] Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng lộ ra ở phía tây nam và đông vùng tạo thành các dải hẹp kéo dài theo phương TB-ĐN (Hình 1.2) Thành phần gồm: chủ yếu sét kết xen ít sét silic, cát kết hạt nhỏ-vừa, cát kết hạt không đều phân lớp mỏng màu xám, xám vàng nhạt, sét kết xen ít sét bột kết, đá vôi vi hạt, đá vôi sét phân lớp mỏng đến trung bình màu xám, xám vàng nhạt Dày 420m

Hệ tầng có quan hệ kiến tạo với các thành tạo xung quanh Tuổi của hệ tầng được xếp vào Triat giữa trên cơ sở hoá thạch Chân rìu và Cúc đá

*Hệ tầng Nậm Mu (T 3cnm)

Hệ tầng do Dovjikov và Bùi Phú Mỹ (1965) [3] xác lập Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng lộ một diện hẹp phía nam của bản Tắt Héo, có đặc điểm mặt cắt chỉ tương ứng với phần cao so với mặt cắt Nậm Mu chuẩn Thành phần gồm chủ yếu

là bột kết, cát kết, sét kết và lớp mỏng, đá vôi sét màu xám đen, cát kết, đá vôi vi hạt, trong sét kết, bột kết, có chứa hoá thạch Chân rìu Dày >160m

Hệ tầng có quan hệ dưới không rõ, bên trên bị các thành tạo hệ tầng Pacma phủ chỉnh hợp lên Tuổi của hệ tầng được xếp vào Trias muộn trên cơ sở hoá thạch Chân rìu [10]

*Hệ tầng Pác Ma (T 3cpm)

Đá vôi Pác Ma được Mansuy phát hiện năm 1912 [26] ở cửa sông Nậm Ma,

bờ trái Sông Đà, gần bản Pác Ma, Quỳnh Nhai, Sơn La Trong khu vực nghiên cứu,

hệ tầng lộ ra từ Tắt Héo kéo dài qua Mường Thường về phía đông nam đến Chi Đẩy Thành phần gồm đá vôi màu hồng, màu trắng, màu xám có chứa hoá thạch Tay cuộn, đá vôi chứa cát bột, ít lớp đá sét bột kết vôi

Hệ tầng có quan hệ chuyển tiếp trên hệ tầng Nậm Mu, quan hệ trên không rõ Tuổi của hệ tầng được xếp vào Trias muộn trên cơ sở hoá thạch Chân rìu, Tay cuộn

và Cúc đá [10]

*Hệ tầng Suối Bàng (T 3n-rsb)

Hệ tầng do Dovjikov (1965) [3] xác lập Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng lộ ra với diện tích hẹp có phương tây bắc - đông nam tại Tắt Héo (Hình 1.2) Thành phần gồm:

Tập 1 (T 3 n-rsb 1 ): cát kết hạt vừa, nhỏ màu xám tím, xám sáng, phân lớp dày, cát

bột kết, đá phiến sét màu xám chứa hóa thạch, bột kết vôi, đá vôi chứa bột Dày 140m

Tập 2 (T 3 n-rsb 2 ): sạn kết, cát kết màu xám chuyển lên các lớp phiến sét, đá phiến

sét than màu xám đen xen các vỉa than dạng thấu kính dày đến hơn 10,4m Dày 90m

Hệ tầng có quan hệ kiến tạo với các thành tạo cổ hơn, quan hệ trên chưa rõ Tuổi của hệ tầng được xếp vào Trias muộn, Nori-Ret trên cơ sở các tập hợp hóa thạch [10]

*Hệ tầng Suối Bé (J 3 -K 1 sb)

Hệ tầng Suối Bé do Nguyễn Xuân Bao (1969) [1] xác lập Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng lộ ra ở phía bắc và đông bắc vùng, tạo thành dải kéo dài theo phương TB-ĐN từ Pắc Ngà qua Chim Vàn đến thị trấn Bắc Yên (Hình 1.2) Thành phần gồm:

Phần dưới: cát bột kết tuf, cát kết tuf, cuội sạn kết, bột kết chứa cuội màu

xám, xám nâu, sét bột kết màu xám tím, nâu tím đá phun trào axit màu xám Đá phân lớp vừa đến dày, bị ép nén khá mạnh Dày >500m

Phần trên: bazan màu xám, xám xanh xen ít tuf phun trào bazan màu xám,

xám đen, thấu kính ryolit màu xám, xám sẫm Dày 600m

Hệ tầng có quan hệ kiến tạo với các thành tạo cổ hơn và bị các thành tạo hệ tầng Tú lệ phủ chỉnh hợp bên trên Tuổi của hệ tầng được xếp vào Jura muộn-Creta sớm trên cơ sở tuổi tuyệt đối các đá bazan phân tích bằng phương pháp Rb-Sr cho

1474 triệu năm, và các đá núi lửa mafic á kiềm cho tuổi 1640,8-176,30,8 [10]

*Hệ tầng Tú Lệ (K 2tl)

Hệ tầng do Phạm Đức Lương xác lập (Trần Văn Trị và nnk., 1977) [25] Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng phân bố thành dải kéo dài theo phương TB-ĐN

ở góc bắc-đông bắc vùng (Hình 1.2) Thành phần gồm các tướng:

- Tướng phun trào và phun nổ: ryolit, ryolit porphyr ryodacit porphyr,

trachyt, trachyt porphyr, tuf phun trào axit, tuf trachyt Dày khoảng 2000m

- Tướng á núi lửa: ở dạng mạch, khối nhỏ rộng vài mét tới vài chục mét với

thành phần là trachyt porphyr ban tinh lớn, xuyên cắt các đá thuộc tướng phun trào thực sự, đôi khi xuyên cắt cả các đá hệ tầng Suối Bé

Hệ tầng có quan hệ kiến tạo với hệ tầng Suối Bé, quan hệ trên không rõ Tuổi của hệ tầng được xếp vào Creta muộn trên cơ sở tuổi tuyệt đối các đá trachyt porphyr là 903 triệu năm [10]

*Hệ tầng Yên Châu (K 2yc)

Hệ tầng được Nguyễn Xuân Bao và nnk (1969) [1] xác lập Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng lộ ra thành các dải hẹp kéo dài phương tây bắc đông nam ở góc tây nam vùng (Hình 1.2) Thành phần gồm:

-Tập 1 (K 2 yc 1 ): gồm: cuội kết đa khoáng, sạn kết, cát kết, sét kết và ít lớp

mỏng sét bột kết vôi màu nâu đỏ Tập có chiều dày từ 140-760m

*Hệ tầng Sài Lương (E 2-3sl)

Hệ tầng được Lê Thanh Hựu (2008) [10] xác lập năm Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng phân bố thành các diện nhỏ ở phía tây bắc vùng (Hình 1.2) Thành phần chủ yếu là sét kết chứa cát bột, bột kết, đá phiến sét, màu xám đen, xám tro phân lớp mỏng xen kẹp ít đá vôi, đá vôi lẫn sét

Hệ tầng phủ không chỉnh hợp trên hệ tầng Yên Châu, quan hệ trên không rõ Tuổi của hệ tầng được xếp vào Paleogen muộn trên cơ sở hoá thạch thực vật Thân đốt và bảo tử phấn hoa [10]

1.3.3 Magma xâm nhập

*Phức hệ Phia Bioc (G, p G , a G /aT 1npb)

Phức hệ do Izokh xác lập năm 1965 [26] Trong khu vực nghiên cứu, phức hệ phân bố rải rác ở phần trung tâm và phía tây bắc vùng nghiên cứu (Hình 1.2) Thành phần gồm granit biotit, granit biotit dạng porphyr, granit hai mica, granit-pegmatit, aplit granit màu xám, hạt vừa đến lớn, tạo thành các thân nhỏ xuyên cắt vào đá vây quanh và phân bố rải rác trong vùng nghiên cứu Trong các đá này thường có các thể tàn dư của đá vây quanh và ranh giới của chúng với đá vây quanh ở nhiều nơi mang tính chuyển tiếp

Tuổi của phức hệ được xếp vào Trias sớm trên cơ sở kết quả phân tích tuổi tuổi tuyệt đối cho 250 triệu năm [18]

*Phức hệ Ba Vì (U-Gb,Gb/ T 1 bv)

Phức hệ do Phan Viết Kỷ xác lập năm 1978 [26] Trong khu vực nghiên cứu, phức hệ tập trung khu vực trung tâm của Khối (Hình 1.2), bao gồm các đá xâm nhập có thành phần từ mafic tới siêu mafic Điển hình là khối Bản Phúc và Bản Khoa có diện tích lớn hơn cả, còn lại là khối nhỏ, phân bố trong các thành tạo hệ tầng Nậm Sập, Bản Cải, Đa Niêng và Viên Nam Thành phần thạch học gồm các đá dunit, verlit, peridotit, gabro peridotit, gabro, gabrodiabas, diabas Trong khu vực Nếp lồi Tạ Khoa, các đá thuộc phức hệ Ba Vì thường bị biến dạng mạnh mẽ, ranh giới của chúng với đá vây quanh thường trở thành các ranh giới kiến tạo với biểu hiện là các đới trượt

Tuổi của phức hệ được xếp vào Trias sớm trên cơ sở mối quan hệ không gian và thời gian với các thành tạo phun trào mafic hệ tầng Viên Nam, đồng thời xuyên cắt các

đá vây quanh của hệ tầng Nậm Sập, Bản Cải, Đa Niêng

*Phức hệ Nậm Chiến (Gb/K 2nc)

Phức hệ do Nguyễn Vĩnh xác lập năm 1972 [26] Trong khu vực nghiên cứu, phức hệ phân bố ở phía đông bắc vùng, trong đới cấu trúc Tú Lệ, gồm nhiều khối nhỏ dạng thấu kính và các đai mạch, kéo dài theo phương TB-ĐN, hoặc theo phương ĐB-

TN (Hình 1.2) Thành phần thạch học gồm: gabro, gabrodiabas, diabas, gabrodiorit có màu xám xanh, xanh đen Chúng có quan hệ xuyên cắt các đá hệ tầng Tú Lệ (K2tl)

Tuổi của phức hệ được xếp vào Kreta muộn trên cơ sở tuổi đồng vị cho 982

và 881 triệu năm [10]

1.3.4 Khoáng sản

Trên khu vực Khối cấu trúc Tạ Khoa đã ghi nhận được nhiều loại hình quặng hoá nội

và ngoại sinh, trong đó đáng chú ý nhất là các đồng-niken và quặng đồng-vàng

Quặng đồng – niken: Trong Khối cấu trúc Tạ Khoa, đã ghi nhận được nhiều

điểm quặng đồng – niken như khu vực Bản Phúc, Bản Khoa, Bản Trạng, Bản Mông, Bản Vở Trong đó điểm Bản Phúc, Bản Khoa là có triển vọng hơn cả và đã được nghiên cứu chi tiết hơn Các kết quả nghiên cứu cho thấy, quặng đồng - niken trong vùng tồn tại 3 kiểu chính như sau [15, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23]:

1 Quặng đồng - niken nằm trong các đới biến dạng cao phân bố trong các đá trầm tích biến chất gần các khối xâm nhập siêu mafic Loại này gồm 2 kiểu sau:

- Quặng sulfur đồng-niken đặc sít dạng mạch nằm trong các đới biến dạng cao, xuyên cắt gần trùng với mặt phân lớp của đá trầm tích biến chất thuộc hệ tầng Nậm Sập, Bản Cải

- Quặng sulfur đồng-niken nằm trong các đới biến dạng cao xâm tán xung quanh mạch quặng sulfur đồng-niken đặc sít phân bố trong đá trầm tích biến chất và các đai mạch siêu mafic bị tremolit hoá nằm tiếp giáp với mạch sulfur đồng-niken,

sự hình thành quặng liên quan chặt chẽ với magma siêu mafic

2- Quặng sulfur đồng - niken xâm tán trong khối siêu mafic thuộc phức hệ

Ba Vì, thuộc kiểu mỏ magma dung ly

3- Quặng silicat Ni dạng xâm tán trong khối siêu mafic được hình thành do quá trình phong hoá của đá siêu mafic, thuộc kiểu mỏ phong hoá

Trong 3 loại quặng trên chỉ có loại quặng sulfur đồng-niken đặc sít dạng mạch và quặng sulfur đồng-niken xâm tán xung quanh mạch phân bố trong đá trầm tích biến chất là có giá trị công nghiệp hơn cả tại thời điểm hiện tại Hai loại quặng trên, trong chuyên đề này được gộp chung gọi là quặng sulfur đồng-niken đặc sít

Quặng đồng – vàng: Các thành tạo đồng – vàng trong Khối cấu trúc Tạ

Khoa chủ yếu nằm trong các đới biến dạng cao phân bố trong các đá phun trào hệ tầng Viên Nam, bao gồm các điểm quặng Suối Chát, Đá Đỏ, Bản Lẹt, Suối On, Suối Bâu, Suối Sập, Bản Nhọt, Đá Mài, Chim Thượng, Cầu Suối Sập Các đá phun trào hệ tầng Viên Nam có thành phần là bazan, bazan aphyr, trachyt, trachyt porphyr Các đá vây quanh và trong thân quặng hầu hết bị biến đổi propylit hóa (cholorit-calcit-albit), berezit hóa, lisvenit hóa, chlorit hóa, artinolit hóa đôi khi là kaolin hóa khá mạnh mẽ, làm cho đá thường có mầu xám lục, xám xanh, xanh lục, đôi chỗ xám trắng Các điểm quặng trên có đặc điểm khá tương đồng nhau, nằm cả trong mạch thạch anh và trong các phiến milonit của đới biến dạng Các thân quặng

ở dạng mạch và thấu kính gồm các mạch hoặc tập hợp các mạch thạch anh cùng các

đá biến đổi chứa quặng

Đá phiến cháy: Trong khu vực đã ghi nhận được Biểu hiện khoáng sản đá

phiến cháy Sài Lương Đá phiến cháy phân bố diện hẹp ở khu Sài Lương, nằm trong thành tạo hệ tầng Sài Lương (E2-3sl) Đã xác định được lớp đá phiến cháy dày 3-5m

kéo dài theo phương bắc-nam không liên tục trên 3km; chiều ngang khoảng 300m, thế nằm 240  5 Đá bột kết ép phiến và đá phiến cháy có màu đen phân lớp mỏng, có thể tách ra thành tấm, trên mặt lớp có di tích thực vật, khi đập ra có mùi khét, đốt cháy có nhiều khói

200-Than đá: Trong khu vực đã ghi nhận được Khoáng sàng than đá Tô Pan

Vùng Tô Pan đã phát hiện được 3 vỉa than phân bố ở tập 2-hệ tầng Suối Bàng Trong đó chỉ có vỉa 1 đạt giá trị công nghiệp

Kim loại uran-đất hiếm: Trong khu vực đã ghi nhận được điểm khoáng hoá

kim loại uran-đất hiếm Làng Chiếu Quặng phân bố trên diện tích 3,5km2 vùng Làng Chiếu các nguyên tố xạ hiếm tập trung trong đá ryolit phong hoá dở dang màu trắng Qua khảo sát và đo 11 tuyến địa vật lý xạ, đo xạ trong các công trình hào, đã ghi nhận có 3 dải dị thường xạ, kéo dài theo phương ĐB-TN

Kaolin: các biểu hiện Kaolin Phu Si Pan, Phiêng Ban, Bản Trò B và khoáng

sàng kaolin Păng Khúa đều liên quan đến vỏ phong hoá các đá phun trào axit hệ tầng Tú Lệ

Thạch anh khối: Trong khu vực đã ghi nhận được Biểu hiện khoáng sản

thạch anh khối Văn Bàn Thân quặng là 1 mạch thạch anh dạng khối, kéo dài theo phương TB-ĐN khoảng 200m, rộng 50-60m Ngoài ra về phía đông bắc còn gặp hai mạch có kích thước dày 1-2m, dài 20m

Đá ốp lát: Trong khu vực đã ghi nhận được các điểm quặng sau:

Đá vôi vân dải ốp lát Bản Buối: Tầng đá vôi vân dải vi hạt, hạt nhỏ thuộc hệ

tầng Bản Cải dày 40m, kéo dài theo phương TB-ĐN khoảng 1000m Đá vôi vân dải

ít nhiều có chứa silic màu loang lổ Đá rất bóng ít bị nứt nẻ (Ảnh VI-14) có thể cưa cắt thành các khối kích thước 533m

Đá bazan màu đen ốp lát Cao Đa: Xác định được thân đá bazan thuộc hệ

tầng Viên Nam rộng 20m kéo dài hơn 1.000m theo phương TB-ĐN Bazan màu xanh đen đến đen

Đá dăm dung nham bazan ốp lát: đã ghi nhận được 2 điểm là điểm Đèo

Chẹn và điểm Kéo Bò: đá ốp lát thuộc các thành tạo dăm dung nham bazan tướng họng núi lửa hệ tầng Viên Nam Đá có màu lục đậm, phớt tím, hạt của dăm và nền

có độ mịn gần như nhau

Nước ấm: Trong khu vực nghiên cứu đã ghi nhận được 2 điểm là điểm Bản

Pe và điểm Nà Luông thuộc loại hình nước ấm sulfat-calc; sulfat-calci-magne

2.1.2 Khái niệm tổ hợp thạch kiến tạo

Theo Kondie, 1989: Tổ hợp thạch kiến tạo bao gồm các tổ hợp đá có quan hệ không gian gần gũi nhau, được thành tạo trong những khoảng thời gian kề cận nhau

và trong những môi trường được đặc trưng bởi bối cảnh kiến tạo nhất định và đại diện cho một giai đoạn tiến hoá địa chất nhất định được gộp vào một tổ hợp thạch kiến tạo Như vậy, mỗi tổ hợp thạch kiến tạo này sẽ bao gồm một hoặc một số tổ hợp đá nhất định có đặc điểm thạch hoá, tướng đá, nguồn gốc hoặc môi trường thành tạo riêng biệt

2.1.3 Khái niện về biến dạng của đá

Biến dạng của đá là sự biến đổi vị trí tương quan giữa các phần tử tạo nên vật thể do đó làm biến đổi hình dạng, có khi làm biến đổi cả thể tích của vật chất Hiện tượng biến dạng của các đá có thể gây nên do các lực cơ học bên ngoài (lực kiến tạo) và cũng có thể do những nguyên nhân khác như sự thay đổi của nhiệt độ, sự biến đổi về tướng khoáng vật liên quan với sự thay đổi thể tích, hiện tượng từ hóa (hiệu ứng từ câm) hay sự xuất hiện điện tích…

2.1.4 Khái niệm về đới trƣợt

Đới trượt được hiểu theo định nghĩa nêu trên các văn liệu chuyên khảo tiêu chuẩn được xuất bản gần đây như của Ramsay and Huber, Marshak anh Mitra,

Barker, Hanmer and Passchier và Passchier and Trouw để mô tả một dạng cấu tạo dạng tấm hình thành do sự biến dạng phát triển trong vỏ Trái đất ở những độ sâu khác nhau (Trần Thanh Hải, 2007 [6]) Chế độ biến dạng ưu thế tạo nên các đới này

là biến dạng trượt (shear strain) làm cho đá ở cánh của 2 bên đới bị dịch chuyển tương đối với nhau theo 2 chiều ngược nhau theo phương song song với ranh giới của đới Nhìn chung, các đới trượt thường là các đới tương đối hẹp, có ranh giới gần song song với nhau, nằm giữa các thân đá bị biến dạng kém hơn và có cấu trúc bên trong không đồng nhất Các đới hoặc mặt trượt không liên tục có thể kết nối với nhau tạo ra các đới biến dạng cao vây quanh các khối đá có mức độ biến dạng thấp hơn Mặc dù biến dạng trượt kiểu thuần túy (pure shear; biến dạng không xoay) có thể đóng vai trò quan trọng trong đới trượt nhưng cơ chế biến dạng chủ đạo trong các đới trượt là kiểu trượt thường (simple shear): tức là yếu tố trượt và sự dịch chuyển song song với ranh giới của trượt đóng vai trò chủ đạo

Sự dịch chuyển trong đới trượt có quy mô hết sức khác nhau, từ vi mô tới hàng chục, thậm chí hàng trăm km Ở quy mô khu vực, các đới trượt thường có dạng tấm hoặc dạng mặt và thường có tỷ lệ chiều dài/chiều dày trên bình đồ lớn hơn 5/1, mặc dù có sự biến đổi cục bộ theo đường phương Biểu hiện hình thái và quy

mô của đới trượt tại thực địa phụ thuộc vào mức độ xuất lộ của đá ở các độ sâu khác nhau Các đới trượt được thành tạo ở những độ sâu lớn trong vỏ Trái đất, nơi đá có mức độ biến chất cao hơn, thường có quy mô lớn hơn nhiều so với các đới trượt hình thành trong chế độ biến chất thấp ở gần mặt đất

Trong các đới trượt, cơ chế biến dạng tích cực phụ thuộc vào nhiều yếu tố hóa – lý khác nhau, bao gồm điều kiện nhiệt độ, áp suất thạch tĩnh (lithostatic pressure) và áp suất cục bộ tại vị trí biến dạng, thành phần và đặc tính chảy dẻo của

đá (flow), thành phần và nhiệt độ của dung dịch biến chất, tốc độ của biến dạng tổng tác động lên đá, hướng dịch chuyển và lich sử biến dạng của đới trượt Tất cả những yếu tố đó thường thay đổi một cách có quy luật theo độ sâu của vỏ Trái Đất

Sự biến dạng tích cực trong các đới trượt trong những điều kiện khác nhau sẽ tạo

nên sự phát triển của các sản phẩm có đặc điểm và hình thái khác nhau, thể hiện bởi

sự tồn tại các cấu tạo điển hình và các tổ hợp đá hoặc khoáng vật đặc trưng

Đặc điểm hình thái của các cấu tạo trong đới trượt, hình thái của các hệ thống đới trượt, và sản phẩm biến dạng của chúng thường có biểu hiện giống nhau ở bất kỳ khu vực nào của vỏ Trái Đất có điều kiện biến dạng tương tự Ở tất cả các quy mô, đặc điểm dễ nhận thấy nhất là các đới kế tiếp nhau có trình độ biến dạng rất cao phân chia các đới dạng thoi hoặc thấu kính có mức độ biến dạng thấp hơn nhiều Dựa trên nghiên cứu một cách có hệ thống cấu tạo đặc trưng và các sản phẩm

có mặt trong các đới trượt, hiện nay các quy luật về sự hình thành của các đới trượt, các yếu tố động lực liên quan tới chúng, các sản phẩm điển hình cũng như các dấu hiệu bản chất và hướng dịch chuyển của đới trượt đã được thiết lập

2.1.5 Các đới trƣợt trong các điều kiện biến dạng và biến chất khác nhau

Các đới trượt phát triển trong lớp vỏ hoặc phần trên của manti của Trái Đất, nơi tập trung cả các phần biến dạng dòn và biến dạng dẻo Dựa vào đặc tính biến dạng của đá dọc theo chiều sâu của các đới trượt có thể được phân thành các loại sau: đới trượt dòn (thường được gọi là đứt gãy hoặc đới đứt gãy), đới trượt dẻo, và trung gian giữa chúng là một đới chuyển tiếp, được gọi là đới trượt dòn – dẻo trong

đó sự trượt diễn ra trong môi trường bán dòn (hay dòn – dẻo)

Đới trượt dẻo (ductile shear zone)

Đây là loại đới trượt trong đó sự biến dạng là liên tục và cường độ biến dạng trượt biến đổi một cách có hệ thống khi đi qua chiều rộng của đới Những kết quả quan trọng trong nghiên cứu đới trượt gần đây dẫn tới sự thừa nhận cơ chế biến dạng dẻo trong sự thành tạo các đới trượt ở những độ sâu lớn trong vỏ Trái Đất, khác với những quan niệm ra đời sớm hơn chỉ trú trọng tới việc phân tích các khe nứt (và do đó chỉ chú ý khía cạnh dòn của đới trượt) Biến dạng trong các đới này là biến dạng dẻo chứ không phải là các dập vỡ dạng dòn Các đới trượt dẻo thường thành tạo ở những độ sâu có mức độ biến chất cao hơn hẳn (thường là lớn hơn 15km đối với các loại đá có đặc tính cơ lý rắn chắc) So với các đới trượt dòn hoặc dòn – dẻo và đi cùng là quá trình biến chất trong điều kiện nhiệt độ biến chất cao

Các đới trượt dẻo hình thành trong môi trường biến dạng ổn định và liên tục,

đi kèm là sự biến chất tương đối cao trong đó tính liên tục của thân đá luôn được duy trì Trong những điều kiện nhất định, sự biến dạng của đá trong các đới trượt dẻo thường dẫn tới sự giảm thể tích đáng kể (ép dẹt) theo phương vuông góc với ranh giới còn hướng dịch chuyển chung của các cánh có thể không song song mà tạo thành một góc nhỏ với ranh giới của đới trượt Đi cùng với sự biến dạng là sự thay đổi cấu trúc bên trong của thân đá: các khoáng vật tạo đá bị biến dạng mạnh

mẽ bởi sự chảy dẻo của tinh thể khoáng vật (Crystal plastic flow), trong đó các dòng chảy có xu hướng đồng nhất ở phạm vi nhỏ, dẫn tới sự thành tạo các sản phẩm điển hình của loạt mylonit và tạo thành những đới có chiều dày lớn trong vỏ Trái Đất Các sản phẩm thuộc loạt mylonit nói chung có độ hạt nhỏ phân phiến mạnh mẽ

và bao gồm cả các cấu tạo tuyến kéo dài (stretching lineation)

Đới trượt dòn - dẻo (brittle - ductile shear zone)

Những đới trượt trong đó có sảy ra sự dập vỡ hoặc dịch chuyển làm mất đi tính liên tục của các thân đá bị biến dạng dẻo một phần được gọi là đới trượt dòn - dẻo Sự không liên tục này có thể là các đới khe nứt riêng rẽ dọc theo đó sự dịch chuyển xảy ra, hoặc có thể là một dãy của các khe nứt dạng cánh gà (en-echelon) do căng giãn (tension gashes) Đới trượt dòn – dẻo thường phát triển trong đá ở những

độ sâu nhất định trong vỏ Trái Đất, bên dưới các đới trượt dòn, nơi nhiệt độ biến dạng của đá có thể lên tới hơn 300oC và tương ứng với độ sâu tới 15km tùy thuộc loài đá và các yếu tố hóa lý khác

Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng biến dạng trong các đới dòn – dẻo hình thành dưới mức độ biến dạng ổn định từ vài mm tới vài cm/năm trong môi trường biến dạng không tạo ra sự dập vỡ đáng kể, hay mất đi tính liên tục của thân

đá Trên thực tế, các sản phẩm đá cà nát và mylonit đều có thể thành tạo trong cùng một đới trượt dòn – dẻo ở quy mô lớn khi đới này cắt qua nhiều phần có độ sâu khác nhau của vỏ Trái Đất, hoặc có sự thay đổi chế độ nhiệt động trong quá trình biến dạng của đá

Các loại sản phẩm cơ bản có thể được thành tạo trong môi trường của các đới trượt dòn dẻo là đá cà nát và giả tachylit (pseudotachylite), và đôi nơi là các thể mylonit bán dẻo Đá giả tachylit hình thành từ sự nóng chảy cục bộ của đá dọc theo mặt đứt gãy dưới tác dụng của nhiệt độ cao hình thành bởi ma sát trượt hoặc trong một số trường hợp, bởi quá trình nghiền nát mạnh mẽ các vật liệu với sự tăng cao của nhiệt độ có thể vượt quá 1000oC trong những đới dày khoảng vài mm Đá giả tachylit thường không đi cùng các mạch thạch anh, nhưng lại tương đối phổ biến trong các đá có độ lỗ hổng thấp như gabro, gneis hoặc amphibolit… Các đá trầm tích có độ rỗng cao thường chứa nhiều dung dịch hơn và làm giảm đáng kể ứng suất nén (normal stress) lên các mặt bị cọ sát và do đó không tạo ra lượng nhiệt ma sát cần thiết để tạo ra sự nóng chảy cục bộ để hình thành giả tachylit

Đới trượt dòn (brittle shear zone)

Đới trượt dòn là những đới dạng tấm gồm nhiều mặt vỡ không liên tục thành tạo ở bất cứ nơi nào mà đá bị biến dạng dòn, đi cùng là sự hình thành của các mặt

vỡ hoặc khe nứt mà dọc theo chúng, đá ở một cánh bị dịch chuyển tương đối theo hướng ngược với cánh kia Sự hình thành các đới trượt dòn thường đi cùng với sự dập vỡ và mất đi tính liên tục của thân đá tại vị trí biến dạng Tuy nhiên các đá ở hai bên cánh của các đới trượt này thường không có sự thay đổi đáng kể nào về hình thái và hướng, hay nói cách khác, phục hồi được trạng thái trước biến dạng

Các đới trượt dòn thường xuất hiện ở phần trên cùng của vỏ Trái Đất ở độ sâu thường nhỏ hơn 10km, nơi mà nhiệt độ và áp suất thạch tĩnh tương đối nhỏ Trong môi trường biến chất thấp hoặc không đáng kể, sự biến dạng của đá chủ yếu diễn ra dưới hình thức dập vỡ dòn ở nhiều quy mô khác nhau Đây là đới biến dạng không ổn định, trượt dính sinh chấn, trong đó sự dịch chuyển diễn ra dọc theo các mặt đứt gãy hoặc dập vỡ không liên tục với tốc độ biến dạng địa chấn tới vài milimét hoặc mét trên giây, xen kẽ là các giai đoạn ngưng nghỉ dài với sự tích lũy ứng suất chậm chạp Điều kiện biến dạng thường ở gần mặt đất trong điều kiện không biến chất hoặc biến chất ở mức độ rất thấp

Trong đới trượt dòn, hàng loạt sản phẩm khác nhau có thể được thành tạo, trong đó có thể bao gồm 2 loại chính thuộc loạt dăm và loạt đá cà nát (cattaclasite) Sản phẩm thuộc loạt dăm bao gồm dăm và mùn: những sản phẩm nghiền vụn không gắn kết, trong khi đó các sản phẩm thuộc loạt đá cà nát bao gồm các sản phẩm dăm hoặc mùn sắp xếp hỗn độn, nhưng được gắn kết chặt chẽ Đá cà nát được thành tạo

ở độ sâu lớn hơn nơi sự dập vỡ thường đi cùng với sự tiêm nhập của nhiều loại dung dịch, dẫn đến sự gắn kết của các mảnh dăm bởi các hệ thống mạch hoặc đám vật chất thứ sinh phân dị từ các dung dịch này (phổ biến là thạch anh và calcit)

2.1.6 Nhận dạng các cấu tạo do biến dạng kiến tạo

Các cấu tạo biến dạng được hình thành do các quá trình biến dạng tạo ra và

có những đặc điểm khác biệt với các cấu tạo nguyên thủy Để phân biệt được giữa cấu tạo do biến dạng tạo ra và các cấu tạo nguyên thủy cần phải nhận biết và phân biệt được các tiêu chí nhận dạng cơ bản sau:

+ Các cấu tạo nguyên thủy là những cấu tạo được hình thành trong quá trình lắng đọng vật liệu để tạo đá hoặc trong quá trình thành đá gồm cả các cấu tạo trầm tích, phun trào và xâm nhập (cấu tạo phân lớp, cấu tạo đồng trầm tích, bất chỉnh hợp, thớ chẻ đồng trầm tích, nếp uốn đồng trầm tích, đứt gãy đồng trầm tích, cấu tạo dòng chảy của đá phun trào, ranh giới xâm nhập, ….)

+ Các cấu tạo do biến dạng tạo nên gồm: các nếp uốn, đứt gãy, các cấu tạo mặt (cấu tạo phiến, các khe nứt, mặt trượt…), cấu tạo đường (đường thớ nhíu, đường căng kéo khoáng vật và kéo dài…)

2.1.7 Phân chia các pha biến dạng

Để phân chia được các pha biến dạng ta phải biết được, mỗi một pha biến dạng tạo ra một thế hệ cấu tạo được hình thành có các đặc điểm đặc trưng, một thế

hệ được thành tạo là tập hợp các cấu tạo được thành tạo trong cùng một khoảng thời gian, dưới tác dụng của cùng một trường ứng suất Trong một pha biến dạng tiến triển, một số thế hệ cấu tạo có thể được thành tạo Một sự kiện biến dạng bao gồm một hay một số pha biến dạng có nguồn gốc và thời gian liên quan với nhau Các thế hệ cấu tạo xác định một sự kiện biến dạng thường được thành tạo theo một trình