Đặc điểm thạch học, khoáng vật và địa hóa các đá mafic siêu mafic khối khuổi giàng, cao bằng

Việc nghiên cứu đặc điểm thành phần thạch học, khoáng vật và địa hóa của khối Khuổi Giàng là cần thiết giúp không những làm sáng tỏ thành phần vật chất của các đá mafic-siêu mafic mà còn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Thị Ninh

ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC, KHOÁNG VẬT VÀ ĐỊA HÓA

CÁC ĐÁ MAFIC-SIÊU MAFIC KHỐI KHUỔI GIÀNG, CAO BẰNG

Chuyên ngành: Khoáng vật học và địa hóa học

LỜI CẢM ƠN

Để có thể hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh, bên cạnh

sự nỗ lực cố gắng của bản thân còn có sự giúp đỡ hướng dẫn nhiệt tình của quý Thầy Cô, cũng như sự động viên ủng hộ của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian học tập nghiên cứu và thực hiện luận văn thạc sĩ

Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và sự biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Trần Tuấn Anh, người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể quý thầy cô trong khoa Địa chất và phòng Sau đại học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên-Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và cho đến khi thực hiện đề tài luận văn

Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Viện Địa chất-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã không ngừng hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện luận văn

Ngoài ra, tôi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, các anh chị và các bạn đồng nghiệp đã hỗ trợ cho tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ

Hà Nội, tháng 12 năm 2017 Học viên thực hiện

Nguyễn Thị Ninh

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT i

DANH MỤC HÌNH ii

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC ẢNH v

MỞ ĐẦU vi

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1

1.1 Đặc điểm địa lý 1

1.1.1 Địa hình 1

1.1.2 Mạng lưới sông suối 1

1.1.3 Khí hậu 1

1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 2

1.2.1 Đặc điểm kinh tế 2

1.2.2 Đặc điểm về xã hội 2

1.3 Đặc điểm địa chất 4

1.3.1 Địa tầng 4

1.3.2 Các thể magma xâm nhập 5

1.3.3 Kiến tạo 6

1.3.4 Khoáng sản 6

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8

2.1 Cơ sở lý luận 8

2.1.1 Các thành tạo mafic-siêu mafic 8

2.1.2 Quặng hóa đi kèm các thành tạo mafic-siêu mafic 11

2.1.3 Tổng quan tài liệu nghiên cứu 12

2.2 Các phương pháp nghiên cứu 13

2.2.1 Phân tích lát mỏng thạch học 13

2.2.2 Phân tích khoáng tướng 13

2.2.4 Phân tích khối phổ plasma (ICP-MS) 14

2.2.5 Phân tích microzond (EPMA) 15

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CÁC ĐÁ MAFIC-SIÊU MAFIC KHỐI KHUỔI GIÀNG 17

3.1 Đặc điểm thạch học 17

3.2 Đặc điểm khoáng vật (bao gồm thành phần hóa học của các khoáng vật) 19

3.2.1 Đặc điểm khoáng vật tạo đá 19

3.2.2 Đặc điểm khoáng vật quặng 28

3.3 Đặc điểm địa hóa 36

3.3.1 Đặc điểm nguyên tố chính 39

3.3.2 Đặc điểm nguyên tố vết 42

3.3.3 Đặc điểm các nguyên tố nhóm kim loại chuyển tiếp 43

3.4 Luận giải điều kiện thành tạo của các đá khối Khuổi Giàng 45

3.4.1 Điều kiện nhiệt độ-áp suất thành tạo 45

3.4.2 Môi trường kiến tạo hình thành nên các đá khối Khuổi Giàng 50

KẾT LUẬN 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Bản đồ hành chính tỉnh Cao Bằng 3

Hình 1.2: Bản đồ địa chất cấu trúc sông Hiến và khu vực nghiên cứu 7

(theo Svetlitskaya T.V và nnk, 2017) 7

Hình 2.1: Biểu đồ phân loại các đá mafic-siêu mafic dựa vào thành phần khoáng vật (Streckeisen, 1974) Nguồn ISGS 10

Hình 3.1 Biểu đồ phân loại olivin trong các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng (theo Wager và Deer, 1939) 21

Hình 3.2: Tương quan giữa MgO và NiO của olivin trong các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng 21

Hình 3.3: Biểu đồ phân loại pyroxen trong các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng(theo Morimoto, N và nnk, 1988) 23

Hình 3.4: Biểu đồ phân loại plagioclas trong các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng (theo Deer, W.A và nnk, 1991) 23

Hình 3.5: Biểu đồ AFM phân loại các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng 40

(theo Irvine và Baragar 1971) 40

Hình 3.6: Biểu đồ TAS phân loại các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng 40

(1979) Ký hiệu như hình 3.5 40

Hình 3.7: Biểu đồ phân loại các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng 41

theo Middlemost (1985) Ký hiệu như hình 3.5 41

Hình 3.8: Biểu đồ R1-R2 phân loại các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng 41

(theo De la Roche và nnk 1980) Ký hiệu như hình 3.5 41

Hình 3.9: Biểu đồ Harker tương quan MgO với các nguyên tố chính của các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng Ký hiệu như hình 3.5 42

Hình 3.10: (a) Biểu đồ nguyên tố đất hiếm của các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng chuẩn hóa theo Chondrit (theo Sun và Mc Donough, 1989) 44

(b) Biều đồ đa nguyên tố của các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng 44

chuẩn hóa theo manti nguyên thủy (theo Sun và Mc Donough, 1989) 44

iii

Hình 3.11: Biểu đồ nhện các nguyên tố kim loại chuyển tiếp của khu vực khối Khuổi Giàng chuẩn hóa theo mantle nguyên thủy (theo Sun, 1982) ngoại trừ Sc đƣợc chuẩn hóa theo (theo Jagoutz et al,1979) (Kí hiệu nhƣ hình 3.10) 45Hình 3.12: Biểu đồ ƣớc lƣợng nhiệt độ kết tinh của Wo-En-Fs pyroxen ở 5kbar của các đá khu vực khối Khuổi Giàng (theo Lindsley, D.H.,1983) 49Hình 3.13: Biểu đồ ƣớc lƣợng nhiệt độ kết tinh của Or-Ab- An trong plagioclas trong các đá khu vực khối Khuổi Giàng (theo Seck, H.A., 1971) 49

iv

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Thành phần hóa học (%tl) của olivin khối Khuổi Giàng 20

Bảng 3.2 Thành phần hóa học (%tl) của clinopyroxen khối Khuổi Giàng 24

Bảng 3.2 Thành phần hóa học (%tl) của clinopyroxen khối Khuổi Giàng (tiếp theo) 25

Bảng 3.3 Thành phần hóa học (%tl) của orthopyroxen khối Khuổi Giàng 26

Bảng 3.4 Thành phần hóa học (%tl) của plagioclas khối Khuổi Giàng 27

Bảng 3.5 Thành phần hóa học (%tl) của amphibol trong lherzolit khối Khuổi Giàng 28

Bảng 3.6 Thành phần hóa học (%tl) của pyrotin lục giác và troilit khối Khuổi Giàng 29

Bảng 3.7 Thành phần hóa học (%tl) của pentlandit khối Khuổi Giàng 31

Bảng 3.8 Thành phần hóa học (%tl) của chalcopyrit khối Khuổi Giàng 33

Bảng 3.9 Thành phần hóa học (%tl) của ilmenit khối Khuổi Giàng 33

Bảng 3.10 Thành phần hóa học (%tl) của cromspinel khối Khuổi Giàng 33

Bảng 3.11 Thành phần hóa học của các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng 36

Bảng 3.11 Thành phần hóa học của các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng (tiếp theo) 37

Bảng 3.11 Thành phần hóa học của các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng (tiếp theo) 38

Bảng 3.12 Kết quả tính toán nhiệt độ-áp suất của cặp Cpx-OPx khối Khuổi Giàng 48

v

DANH MỤC ẢNH

Ảnh 2.1: Học viên phân tích mẫu lát mỏng thạch học 16

Ảnh 2.2: Học viên phân tích mẫu EPMA 16

Ảnh 3.1: Websterit olivin dưới 1 nicol (trái) và 2 nicol (phải) 18

Ảnh 3.2: Lherzolit chứa phlogopit dưới 1 nicol (trái) và 2 nicol (phải) 18

Ảnh 3.3: Gabbro olivin dưới 1 nicol (trái) và 2 nicol (phải 18

Ảnh 3.4: Gabbronorit dưới 1 nicol (trái) và 2 nicol (phải) 19

Ảnh 3.5: Xâm tán dạng “giọt” và phân tán giữa hạt của các khoáng vật sulfid (mẫu IR83) 30

Ảnh 3.6: Quan hệ giữa các khoáng vật quặng ban tinh Các ban tinh chủ yếu là pyrotin (po), trong đó thấy có nhiều lamel kiểu phân hủy của pentlandit thế hệ I (pnI) Có một ít chalcopyrite (cp) và pentlandit thế hệ II (pnII) Thấy rõ quan hệ xuyên cắt giữa chalcopyrite và pentlandit I Magnetit phát triển theo sulfid Trong đá còn thấy có ilmenit (ilm) 30

Ảnh 3.7: Quan hệ của các khoáng vật sulfid trong ban tinh sulfid (mẫu IR83) Phần chủ yếu của ban tinh là pyrotin (po) Trong pyrotin ghi nhận được sự có mặt của các lamel nhỏ pentlandit thế hệ I và chalcopyrit Ở phần rìa phát triển pentlandit thế hệ II 34

Ảnh 3.8: Quan hệ của các khoáng vật quặng trong ban tinh pentlandit - chalcopyrit - pyrotin (IR84) Tinh thể tha hình chalcopyrit (cp) tổ hợp với pyrotin (po) Trong pyrotin thấy các lamel nhỏ pentlandit I và chalcopyrit Ở phần rìa phát triển pentlandit II Hạt ilmenit (ilm) tự hình tổ hợp với ban tinh sulfid 34

Ảnh 3.9: Quan hệ của các khoáng vật quặng trong ban tinh thành phần pentlandit-chalcopyrit-pyrotin (IR83) Trong troilit (tr) thấy có tinh thể pentlandit I (pn I) Ở phẩn rìa của ban tinh phát triển chalcopyrit và Cu-pentlandit Trong chalcopyrit quan sát được tinh thể cubanit (cub) 34

Việc nghiên cứu đặc điểm thành phần thạch học, khoáng vật và địa hóa của khối Khuổi Giàng là cần thiết giúp không những làm sáng tỏ thành phần vật chất của các đá mafic-siêu mafic mà còn đánh giá được đặc điểm của quặng hóa liên quan tới các thành tạo mafic-siêu mafic giúp xác định khả năng và triển vọng sinh khoáng quặng Ni-Cu-PGE Ngoài ra, việc nghiên cứu chi tiết đặc điểm thạch học, khoáng vật và địa hóa khối mafic-siêu mafic Khuổi Giàng còn cung cấp các thông tin, tư liệu mới phục vụ nghiên cứu địa chất–kiến tạo và sinh khoáng khu vực

Để làm sáng tỏ đặc điểm địa chất của khối Khuổi Giàng, học viên lựa chọn các đá mafic-siêu mafic làm đối tượng nghiên cứu Luận văn thạc sĩ khoa học với

tiêu đề “Đặc điểm thạch học, khoáng vật và địa hóa các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng, Cao Bằng”

Mục tiêu của đề tài

 Làm sáng tỏ đặc điểm về thành phần vật chất của khối Khuổi Giàng

Nội dung nghiên cứu:

 Nghiên cứu đặc điểm thạch học;

 Nghiên cứu đặc điểm khoáng vật (khoáng vật tạo đá, khoáng vật tạo quặng);

 Nghiên cứu đặc điểm địa hóa (nguyên tố chính và nguyên tố vết);

 Sơ bộ luận giải điều kiện kết tinh và môi trường kiến tạo

1

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI

VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Khối Khuổi Giàng mới được phát hiện trong những năm gần đây trong công tác lập bản đồ địa chất 1:50.000 của các nhà địa chất Đoàn 105 đóng tại Cao Bằng Khối nằm về phía Đông Nam thị xã Cao Bằng (khoảng 10km) ngay cạnh bờ sông Bằng Giang (hình 1.1) với vị trí cấu trúc địa chất tương tự khối Suối Củn Hình dạng của khối được xem như một thấu kính nhỏ kéo dài hướng TB-ĐN với chiều dài khoảng 2,4km và chiều rộng khoảng từ 0,1-0,3km

1.1 Đặc điểm địa lý

1.1.1 Địa hình

Vùng nghiên cứu thuộc vùng núi thấp (độ cao tuyệt đối <1000m) Hầu hết diện tích là đồi núi Trong đó chiếm diện tích chủ yếu là vùng núi thấp, miền đồi thấp chiếm diện tích nhỏ và các dải đồng bằng hẹp dọc sông suối, hoặc các thung lũng giữa núi

1.1.2 Mạng lưới sông suối

Các sông suối chính trong vùng đều có hướng chảy trùng với phương chung của cấu trúc địa chất và phương của các đứt gãy chính trong vùng Nước của các suối nhỏ chủ yếu đều được tập trung vào lưu vực của sông chính Các suối nhánh đều chảy vuông góc hoặc cắt chéo với phương đất đá rồi đổ vào các sông tạo cho mạng sông có dạng cành cây Sông Bằng Giang (là sông lớn nhất), bắt nguồn từ phía Tây, chảy từ thị xã Cao Bằng về Tà Lùng theo hướng TB-ĐN rồi chảy sang Trung Quốc

1.1.3 Khí hậu

Vùng nghiên cứu có khí hậu nhiệt đới gió mùa khá khắc nhiệt Miền núi cao

có khí hậu mát và lạnh hơn, mùa đông đến sớm và kéo dài hơn vùng trũng thấp Nhìn chung, khí hậu của vùng một năm có thể phân ra 2 mùa rõ rệt:

- Mùa lạnh (khô) từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

2

- Mùa nóng (mưa) từ tháng 5 đến tháng 10

Theo số liệu thống kê nhiều năm của các trạm khí tượng có trong vùng thì nhiệt độ trung bình hàng năm là 21oC, độ ẩm tương đối 80-85%, lượng mưa trung bình hàng năm 1400-1600mm, lượng bốc hơi hàng năm 750-800mm

1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội

Lô

Người Tày, người Kinh tập trung ở thị xã Cao Bằng và các thị trấn Phục Hòa, Đông Khê, Quảng Uyên, sống bằng nghề buôn bán và sản xuất công - nông nghiệp Người Nùng và người Tày sống xen kẽ và tập trung ở các thung lũng sườn, thung lũng đá vôi, sống bằng sản xuất ngô lúa, chăn nuôi , trồng cây ăn quả, chè, thuốc lá và một số trồng hồi, quế

3

Hình 1.1: Bản đồ hành chính tỉnh Cao Bằng

4

1.3 Đặc điểm địa chất

1.3.1 Địa tầng

Đới Sông Hiến có các địa tầng: Bắc Bun (D1bb), Mía Le (D1ml), Bản Páp

(D1-2bp), Bắc Sơn (C-P2bs), Đồng Đăng (P3đđ), Bằng Giang (P3-T1bg), Sông Hiến

(T1sh), Cao Bằng (N1cb) và hệ Đệ tứ (Q)

Khối Khuổi Giàng nằm trong khu vực hệ tầng Sông Hiến (T1sh) (hình 2.1)

Hệ tầng Sông Hiến (T1sh): Các thành tạo lục nguyên mà có nơi chứa các lớp

đá phun trào axit dày ở dưới chân mặt cắt đã được mô tả là hệ tầng Sông Hiến Hệ tầng lộ ra rất rộng rãi trong bể Sông Hiến và có hai kiểu mặt cắt: Kiểu không có đá phun trào lộ ra phía tây của bể và kiểu có đá phun trào lộ ra ở phía đông

Mặt cắt từ Bình Gia đến Bản Huấn (Lạng Sơn) đặc trưng cho loại mặt cắt có các lớp đá phun trào dày, với bề dày chung khoảng 760m, gồm cuội sạn kết hỗn tạp chứa ít tảng lớn đá vôi (3x20cm), sạn kết tuf, các lớp xen kẹp sét vôi, sét silic chứa

ít vật chất than chuyển lên cát kết, đá phiến sét và sét vôi xám; đá phiến sét ở gần thị trấn Bình Gia chứa Clarai gervilliaeformis tuổi Indi Tiếp trên là dacit, ryodacit, tuf ryolit và các thấu kính andesitobazan, bazan xám lục chuyển lên tuf ryolit, cát kết và sạn kết tuf, cát bột kết tuf màu xám vàng, phân lớp trung bình, ryodacit, dacit, và tuf của chúng; phần trên cùng là cát kết, bột kết và đá phiến sét xám nhạt

Mặt cắt Sùng Sử-Bạch Đích (Hà Giang) thuộc kiểu không có đá phun trào nằm ở phía tây nam Phó Bảng, với bề dày khoảng 600m, bao gồm đá phiến sét xám sẫm, phân lớp mỏng, đá phiến sét vôi, bột kết vôi, ít cát kết vôi trên cùng là cát kết tuf, tuf ryolit xám xen bột kết, đá phiến sét Đá phiến sét ở phần dưới mặt cắt chứa Cúc đá Lytophiceras cf sakuntala và hai mảnh vỏ Claraia tuổi Indi Trong các lớp thuộc phần trên, tại mặt cắt Pác Các-Mã Phục (Cao Bằng) đã tìm được Cúc đá Olenek, như Anasibirites cf multiformis, Anakashmirites sp.,

Hệ tầng Sông Hiến nằm không chỉnh hợp trên đá vôi Paleozoi thượng Hệ

tầng được xác định tuổi Trias sớm dựa vào hóa thạch (Trần Văn Trị, 2009)

Nguyễn Xuân Bao (1989) cũng xếp các đá nêu trên vào phức hệ Cao Bằng nhưng

có tuổi Trias sớm-giữa Tuy nhiên, theo Nguyễn Thế Cương và nnk (2000), phức hệ Cao Bằng chỉ gồm các đá xâm nhập mafic và siêu mafic và xếp vào tuổi Permi muộn-Trias sớm

Phức hệ Cao Bằng - - P3-T1cb gồm 2 tổ hợp:

-Tổ hợp gabbrodiabas- diabasbas (congadiabas)

- Tổ hợp lherzolit -picrit - gabbronorit olivin

Các xâm nhập thành phần chủ yếu mafic

Thành phần thạch học chủ yếu của các đá xâm nhập mafic: gabbrodiabas, diabas, congadiabas bao gồm các khối Khuổi Pông, Tà Sa, Khau Khoang, Lũng Bát, một phần khối Bản Lũng và một số khối nhỏ phân bố trong trường đá núi lửa bazan dọc theo hệ thống đứt gãy Cao Bằng-Tiên Yên ở khu vực đèo Lũng Phầy Diện phân bố của chúng được khống chế chặt chẽ bởi hệ thống đứt gãy TB-ĐN kéo dài

từ Lạng Sơn qua Cao Bằng đến Nguyên Bình-Bảo Lạc

Các khối xâm nhập thành phần chủ yếu là siêu mafic

Thành phần thạch học chủ yếu của các đá xâm nhập siêu mafic: websterit olivin, lherzolit, picrit, gabbronorit, gabbro olivin bao gồm các khối Suối Củn và Khuổi Giàng

Thành phần của các đá gabbronorit-lherzolit phức hệ Cao Bằng chủ yếu là plagioperidotit, lherzolit, picrit và gabbronorit Thành phần khoáng vật chủ yếu của các đá là olivin, orthopyroxen, clinopyroxen và khá phổ biến phlogopit Kiến trúc của các đá mafic-siêu mafic phần lớn là gần toàn tinh, cấu tạo đồng nhất (dạng khối)

6

1.3.3 Kiến tạo

- Đới cấu trúc trũng Sông Hiến: các thành tạo cấu thành đới gồm đá trầm

tích phun trào xen lục nguyên, lục nguyên có tuổi Mesozoi (P3-T1) Đới đặc trưng bởi cơ chế của kiến tạo mạnh mẽ với các hoạt động xâm nhập magma có thành phần

từ siêu mafic đến granit và hoạt động phun trào thành hệ tương phản bazo - axit Các khối nằm trùng với một loạt phá hủy kiến tạo phương TB-ĐN, phần lớn cắt qua tầng trầm tích phun trào T1-2sh và các thành tạo đá vôi C2-P1 Chúng phân bố rải rác

ở nhiều nơi nhưng phần lớn tập trung ở trong phân tầng trên của đới cấu trúc Mezozoi Sông Hiến (vùng Cao Bằng) (hình 1.2)

Đới Sông Hiến được cấu tạo bởi một phức hệ thạch kiến tạo Permi-Triar (P3

- T1) gồm 2 phụ tầng kiến trúc sau: phụ tầng dưới là các trầm tích phun trào xen lục nguyên và phụ hệ tầng trên là các trầm tích lục nguyên chứa vật liệu núi lửa Đới có lịch sử phát triển ngắn, chủ yếu ở giai đoạn đầu của chu kỳ kiến tạo Indosini (MZ) với tốc độ sụt lún sâu, bề dày trầm tích lớn, hoạt động xâm nhập phun trào mạnh mẽ

(Nguyễn Thế Cương và nnk, 2000)

1.3.4 Khoáng sản

Khoáng sản liên quan đến các xâm nhập mafic-siêu mafic Permi-Trias phức

hệ Cao Bằng khá đa dạng, trong đó rõ rệt nhất là quặng hóa sắt (magnetit) nguồn gốc skarn với một loạt tụ khoáng quy mô nhỏ và trung bình đang được khai thác mạnh mẽ Ngoài ra, các xâm nhập siêu mafic đặc biệt là các khối Suối Củn, Bó

Nỉnh và Khuổi Giàng còn có triển vọng về quặng hóa sulfur Ni-Cu-PGE (Polyakov

và nnk, 1996; Glotov và nnk, 2004; Trần Trọng Hòa, 2005) Dựa vào đặc điểm

thành phần và khoáng hóa Cu-Ni-PGE, khá gần gũi với các xâm nhập Ni-Cu-Pt

thuộc tổ hợp picrit-dolerit Limakhe, Zang Baoshan ở Hoa Nam (Trần Trọng Hòa,

2005, 2011; Izokh và nnk, 2005)

7

Hình 1.2: Bản đồ địa chất cấu trúc sông Hiến và khu vực nghiên cứu

(theo Svetlitskaya T.V và nnk, 2017)

đến vài km2 Chúng là những dấu vết của những đường nứt lớn và rất sâu của vỏ Trái đất Trong vỏ trái đất nhóm đá siêu

mafic chỉ chiếm 0,4% khối lượng magma (Phan Trường Thị, 2005)

Qua nghiên cứu thạch luận, đá siêu mafic tiêu biểu cho thành phần vật chất của lớp manti trên, nằm dưới vỏ trái đất Từ đó các magma khác có thành phần kiềm và một số magma axit hơn được phân dị và xuyên lên vỏ trái đất Vì vậy, nghiên cứu các đá siêu mafic chính là nhằm vào dung thể magma nguyên thủy, nguồn của hầu hết các magma khác

Các đá siêu mafic có hàm lượng SiO2 thấp nhất (<45%tl), giàu hàm lượng MgO (cao nhất lên đến 50%tl), FeO (cao nhất lên đến 15%tl) Ngoài các khoáng vật màu, trong đá gần như không có bất kì loại feldspar nào Vì vậy, các đá này có màu

đen sẫm, xám sẫm (John D.W., 2001)

Thành phần khoáng vật chính của các đá siêu mafic chỉ là các khoáng vật màu (M>90%) olivin, clinopyroxen, orthopyroxen và horblend Trong các khoáng

vật kiềm còn có thể gặp horblend kiềm, garnet (JohnD.W., 2001)

Các khoáng vật phụ thường gặp là spinel, cromit, manhetit

Các khoáng vật thứ sinh: serpentin, talc, tremolit, actinolit, opal

Dựa vào thành phần khoáng vật các đá siêu mafic được chia làm 10 nhóm đá bao gồm: dunit, wehrlit, harzburgit, lherzolit, orthopyroxenit olivin, clinopyroxenit olivin, websterit olivin, websterit, orhtopyroxenit và clinopyroxenit (hình 2.1)

9

Websterit olivin: Ngoài clinopyroxen và orthopyroxen còn có oilivin

Pyroxen dạng tấm trụ kích thước lớn bọc nhiều bao thể olivin rất tự hình Khoáng vật phụ có cromspinel, titanomaheit, ilmelit Đôi khi có một lượng ít plagioclas, phlogopit và amphibol Đá có cấu tạo khối hay phân dải song song, olivin và pyroxen tách riêng biệt thành từng dải

Lherzolit: Đá có màu xám sẫm, xám phớt lục Thành phần khoáng vật của

lherzolit ngoài olivin còn có cả clinopyroxen và orthopyroxen với hàm lượng tương đương nhau Khoáng vật phụ tiêu biểu là cromspinel Một đặc điểm nữa là cromspinel của lherzolit thì nghèo crom mà lại giàu nhôm Vì vậy, cromsipnel của lherzolit thường có màu nhạt hơn với cromspinel của harzburgit Ngoài ra, còn quan sát thấy lherzolit có plagioclas

2.1.1.2 Các đá mafic

Trong vỏ trái đất, các đá phun trào thành phần mafic (bazan) chiếm khối lượng lớn trên cả lục địa và các đảo núi lửa và đặc biệt hầu hết sống núi giữa các đại dương Các đá xâm nhập thành phần mafic có khối lượng ít hơn (chiếm 3-4% so với toàn bộ các đá magma) nhưng liên quan đến những mỏ kim loại lớn như sắt, đồng,

 Gabbro: Plagioclas + olivin + clinopyroxen

 Norit: Plagioclas + orthopyroxen

 Troctolit: Plagioclas+ olivin

 Anorthosit: Chỉ có plagioclas

10

 Gabbro olivin: là loại đá gabbro có hàm lượng olivin lớn hơn 10% (Le

Maitre R W., 2005)

 Gabbronorit: là loại đá giữa gabbro và norit Thành phần khoáng vật bao

gồm có plagioclas + olivin + clinopyroxen + orthopyroxen (Le Maitre R W., 2005)

Về mặt kiến trúc, cấu tạo: các khối xâm nhập mafic thường có cấu tạo đặc trưng là phân dải song song, không đồng nhất và cấu tạo cầu Đối với gabbro điển hình là kiến trúc toàn tha hình, khoáng vật màu (pyroxen) và sáng màu (plagioclas) đều tha hình Trong trường hợp các khoáng vật màu tha hình hơn những tấm plagioclas tự hình kiến trúc có tên gọi là kiến trúc ofit Trong đá đơn khoáng (anorthosit) đá có kiến trúc toàn tự hình

Hình 2.1: Biểu đồ phân loại các đá mafic-siêu mafic dựa vào thành phần khoáng vật

(theo Streckeisen, 1974) Nguồn ISGS

11

2.1.1.3 Phân loại các đá mafic-siêu mafic dựa vào thành phần hóa học

Các đá mafic-siêu mafic được phân ra làm nhiều loại khác nhau dựa vào

thành phần hóa học và được biểu diễn thông qua các dạng biểu đồ cụ thể như sau:

Biểu đồ AFM là một trong các biểu đồ 3 hợp phần phổ biến nhất, tên của nó

xuất phát từ các thành phần tạo nên biểu đồ A là alkalic (Na2O+K2O), Fe là tổng oxit sắt (FeO+Fe2O3) và M là MgO (Irvine và Baragar, 1971)

Biểu đồ phân loại TAS: là một trong những biểu đồ phân loại đá magma

được sử dụng nhiều nhất hiện nay Tổng kiềm (Na2O+K2O) và SiO2 được lấy trực

tiếp từ kết quả phân tích dưới dạng % oxit (Cox và nnk, 1979; Wilson, 1989) Biểu

đồ phân loại các đá xâm nhập của Middlemost (1985) được phát triển dựa trên biểu

đồ phân loại TAS Biểu đồ này có ý nghĩa thực tiễn to lớn, vì nó bao hàm toàn bộ các đá xâm nhập

Biểu đồ R 1 -R 2 của De la Roche (1980) dùng để phân loại các đá núi lửa và

xâm nhập trên cơ sở tỉ lệ cation (được tính ra milication) Trên biểu đồ hai biến số:

R1 = 4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti) là hoành độ

R2 = 6Ca+ 2Mg+Al là tung độ Chú ý ở đây Fe là tổng lượng sắt

- Toàn bộ các nguyên tố chính của đá đều được sử dụng để phân loại;

- Sơ đồ chung để áp dụng cho tất cả các kiểu đá magma;

- Thành phần khoáng vật cũng có thể biểu diễn trên biểu đồ cho phép so sánh một cách rõ ràng giữa tài liệu khoáng vật và hoá học;

- Mức độ bão hoà silic và thay đổi thành phần felspar có thể được thể hiện trên biểu đồ này

2.1.2 Quặng hóa đi kèm các thành tạo mafic-siêu mafic

Đối với các thành tạo siêu mafic: Khoáng sản đi kèm thường là các mỏ

sulfua đồng, niken, các khoáng vật chứa các nguyên tố nhóm platin (Phan Trường Thị, 2005)

Đối với các đá xâm nhập mafic có độ kiềm bình thường - gabbro, khoáng sản

đi kèm thường là manhetit có thể khai thác công nghiệp trong khối gabbro chứa những thể dung ly Ví dụ, mỏ titano-manhetit ở Núi Chúa (Thái Nguyên) Niken và

12

đồng dưới dạng sulfua phân tán hay dạng mạch nằm bên trong khối Các gabbro cộng sinh cùng các đá siêu mafic khác ở Việt Nam còn thấy Pt, Pd, Au, (Khối

Núi Chúa, Khối Khao Quế, Cao Bằng) (Polyakov và nnk, 1996)

2.1.3 Tổng quan tài liệu nghiên cứu

Trên thế giới: đã có rất nhiều công trình nghiên cứu liên quan tới các đá mafic-siêu mafic và quặng hóa Cu-Ni-PGE đi kèm Dean M.H., và nnk (1998) đã nghiên cứu về quặng hóa Cu-Ni-PGE của các khối xâm nhập mafic-siêu mafic tuổi Permi ở Úc Vaillan C., và nnk (2003) đã tiến hành nghiên cứu, điều tra và đánh giá khả năng chứa PGE của các khối mafic-siêu mafic ở khu vực Ontario, Canada Sergey F.S., và nnk (2014) đã tiến hành nghiên cứu về các đá xâm nhập mafic-siêu mafic ở khu vực Noril’sk, Siberia và khả năng chứa quặng sulfide Cu-Ni-PGE của chúng Ngoài ra, các nghiên cứu của Wang D.H., và nnk (2001), Wang C.Y., và nnk (2010), Wang M., và nnk (2012) và Le Zhang và nnk (2017), cũng đã chỉ ra khả năng chứa quặng Cu-Ni-PGE của các thành tạo mafic-siêu mafic ở tỉnh thạch học lớn Emeishan, Trung Quốc

Ở Việt Nam: Polyakov và nnk (1996) đã giới thiệu một cách khách quan những phát hiện lần đầu tiên ở nước ta về một số thành tạo magma đặc thù (komatit) có ý nghĩa quan trọng trong việc xác lập những tiền đề mới đánh giá triển vọng của khoáng sản Cu-Ni-PGE Trần Trọng Hòa và nnk (2005, 2011, 2016) đã tiến hành nghiên cứu chi tiết về đặc điểm thạch học, khoáng vật và địa hóa của một

số khối mafic-siêu mafic (Suối Củn, Bó Nỉnh, Núi Chúa, Khao Quế…) Trần Trọng Hòa và nnk (2017) và Svetliskaya T.V và nnk (2017) đã chỉ ra khả năng chứa quặng Ni-Cu-PGE của các xâm nhập mafic-siêu mafic phức hệ Cao Bằng và mối liên quan của chúng với tỉnh thạch học lớn Emeishan Khối Khuổi Giàng mới được phát hiện trong những năm gần đây trong công tác đo vẽ bản đồ địa chất 1.50.00 của các nhà địa chất Đoàn 105 đóng tại Cao Bằng Khối nằm phía đông nam của khối Suối Củn và thuộc phức hệ Cao Bằng Trong khi khối Suối Củn đã có nhiều tài liệu nghiên cứu chi tiết về thành phần vật chất và quặng hóa thì khối Khuổi Giàng lại chưa có nhiều tài liệu nghiên cứu chuyên sâu

13

2.2 Các phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phân tích lát mỏng thạch học

Phân tích lát mỏng thạch học nhằm xác định thành phần khoáng vật, xác định các dấu hiệu biến đổi, các khoáng vật thay thế, khoáng vật phụ đặc trưng, cũng như kiến trúc, cấu tạo của đá từ đó chính xác tên gọi của các đá

Các mẫu đá mafic, siêu mafic được gia công thành các lát mỏng thạch học có kích thước 2x4cm và có độ dày là 0,03mm và được phân tích dưới kính hiển vi phân cực ZEISS Axioskop 40 tại phòng Khoáng sản-Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2.2.2 Phân tích khoáng tướng

Phân tích khoáng tướng nhằm xác định chính xác tên của các khoáng vật tạo quặng, mối tương quan và thứ tự thành tạo của các khoáng vật quặng Mẫu được phân tích dưới kính hiển vi phản quang

Các mẫu khoáng tướng được gia công và phân tích tại Trung tâm phân tích- Viện Địa chất và khoáng vật học Novosibirsk, Nga

2.2.3 Phân tích huỳnh quang tia X (XRF)

Huỳnh quang tia X (X-ray fluorescence) là các tia X đặc trưng được tạo ra do kết quả của một vật liệu bị bắn bởi tia X Cơ chế để tạo ra huỳnh quang tia X gồm 4 bước: Bước đầu tiên là khi một tia X va chạm với một nguyên tử và sau đó một elctron từ lớp bên trong cùng gần hạt nhân nhất sẽ bị bắn ra, để lại một lỗ trống và sau đó electron từ lớp ngoài sẽ rơi xuống và lấp đầy lỗ trống đó Các electron rơi từ lớp có năng lượng cao (lớp bên ngoài) tới lớp có năng lượng thấp (lớp bên trong) bức xạ khác biệt về năng lượng sẽ sinh ra một sóng điện tử (tia X huỳnh quang) Quang phổ của huỳnh quang tia X được dùng đề nghiên cứu thành phần hóa học của mẫu và chia thành phân tích định tính và phân tích định lượng Phân tích định tính giúp chúng ta có thể xác định thành phần các nguyên tố có trong mẫu Phân tích định lượng được sử dụng để xác định hàm lượng của các nguyên tố trong mẫu Phân tích huỳnh quang tia X có thể sử dụng để xác định 83 nguyên tố tồn tại trong

tự nhiên có trong bảng hệ thống tuần hoàn XRF được dùng để định lượng hàm

14

lượng của các nguyên tố chính (từ một đến vài chục %) Ngoài ra, XRF cũng có thể dùng để phân tích định lượng các nguyên tố vi lượng (như Ba, Nb, Sr, Y, Cu, Pb,

Zn, Ni, Co, Mo, U, Th theo ppm)

Các mẫu tươi được nghiền nhỏ tới kích thước <40µm Hàm lượng mất khi nung được tính sau khi nung mẫu ở nhiệt độ 1000oC trong vòng 1h Thêm vào 9,0 g Lithium Borate Flux (Li2B4O7-LiBO2) vào (0,9 g) mẫu, trộn đều và nung nóng tự động từ 1050 đến 1100o

C Mẫu nóng chảy được đổ vào khuôn platin và được làm nguội nhanh tạo thành đĩa thủy tinh Đĩa này sau đó được phân tích bởi quang phổ huỳnh quang tia X (XRF) AXIOS Độ chính xác của số liệu đối với các nguyên tố chính là tốt hơn 2% Các mẫu XRF được phân tích tại phòng thí nghiệm khoáng vật ALS, Guangzhou, Trung Quốc

2.2.4 Phân tích khối phổ plasma (ICP-MS)

Khồi phổ plasma (Inductively coupled plasma mass spectrometry-ICP–MS)

là phương pháp kĩ thuật khá mới và giàu tiềm năng trong nghiên cứu địa hoá Nói chung, phương pháp có khả năng xác định phần lớn các nguyên tố trong bảng tuần hoàn với giới hạn phát hiện thấp và độ chính xác cao Các nguyên tố được xác định một cách đồng thời và nhanh Hệ thống ICP-MS bao gồm một nguồn ICP (nguồn cảm ứng cao tần plasma) nhiệt độ cao và một khối phổ kế Nguồn ICP chuyển các nguyên tử của nguyên tố trong mẫu thành các ion Sau đó, những ion này được phân tách và phát hiện bằng thiết bị khối phổ Khí Argon được bơm qua rãnh đồng tâm của đuốc ICP Cuộn cao tần RF được nối với một bộ phát cao tần (RF) Khi dòng điện được cấp cho cuộn cao tần từ bộ phát cao tần, dao động điện trường và từ trường sẽ được tạo thành ở cuối đuốc ICP Khi dòng khí argon được đánh lửa qua đuốc ICP, các điện tử sẽ được tách khỏi nguyên tử Argon, để tạo thành ion Argon Những ion này bị giữ lại trong các trường dao động và va chạm với các nguyên tử

Argon khác tạo thành plasma ( https://crustal.usgs.gov/laboratories/icpms/ intro.html)

Phương pháp khối phổ plasma (ICP-MS) được sử dụng để xác định hàm lượng của các nguyên tố nhóm đất hiếm (REE-La, Ce, Nd, Sm, Gd, Tb,…), các

15

nguyên tố lithophil (LIL-Rb, Sr, Cs, Ba, K) và các nguyên tố có trường lực mạnh

(HFS-Nb, Ta, Zr, Ti, Y, Hf, Th, U)

Phương pháp này có độ nhạy cao, nó có thể phân tích hàm lượng của các nguyên tố tới tỉ lệ một phần triệu (ppm) đối với mẫu rắn và một phần tỷ đối với các mẫu lỏng (ppb)

Thành phần nguyên tố vết của các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng được phân tích bởi máy 7700x Quadruploe-ICP-MS (Agilent, Hoa Kỳ), tại trường Đại học Akita, Nhật Bản Độ chính xác của số liệu đối với các nguyên tố vết là tốt hơn 4% Các tiêu chuẩn hiệu chuẩn bởi 10ng/g và 100ng/g đã được chuẩn bị trong 0,5M HNO3 từ dung dịch đa nguyên tố chuẩn, ICP-MS-68A và ICP-MS-68B (Tiêu chuẩn độ sạch cao, Hoa Kỳ) Tiêu chuẩn nguyên tố Rhodium (Tiêu chuẩn độ sạch cao, Hoa Kỳ) được thêm trực tuyến cho cả tiêu chuẩn và mẫu được sử dụng làm tiêu chuẩn nội bộ Các mẫu được hòa tan theo trong HF cộng với một lượng HNO3, sau

đó được tiếp tục hòa tan trong HNO3 7M và HCl 6M trên đĩa nóng Cuối cùng các mẫu được hòa tan trong HNO3 0,5M

2.2.5 Phân tích microzond (EPMA)

Phân tích vi dò điện tử (Electron micro probe analyzer-EPMA) là một trong những phương pháp phân tích hiện đại nhất hiện nay và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành khoa học hiện nay như khoa học vật liệu, hóa sinh, khoa học vật lý,

vi điện tử, luyện kim vật lý, luyện kim hạt nhân, và các khoa học Trái Đất (đặc biệt là các nghiện cứu trong lĩnh vực địa hóa khoáng vật, địa niên đại….) EPMA không những dùng để phân tích định tính mà nó còn được dùng để phân tích định lượng thành phần hóa học của mẫu với độ chính xác cao và độ nhạy phân tích là ppm mà không làm phá hủy bề mặt mẫu Phân tích vi dò điện tử là phương pháp phân tích chính xác và nó có thể phân tích tất cả các nguyên tố từ B đến U trong

bảng hệ thống tuần hoàn hóa học (Reed S.J., 1996)

EPMA hoạt động bằng cách bắn phá một diện tích nhỏ của một mẫu bằng một chùm electron tập trung năng lượng (5-30 keV) và thu thập các photon tia X do

đó phát ra từ các nguyên tố khác nhau Do các nguyên tố đặc trưng bởi bước sóng

16

của các tia X khác nhau, thành phần mẫu có thể dễ dàng xác định bằng cách ghi lại phổ WDS (quang phổ phân tán bước sóng) Máy đo quang phổ WDS dựa trên luật của Bragg và sử dụng các đơn tinh thể có thể di chuyển ở các vị trí đơn khác nhau

(Reed S.J., 1996)

EPMA được dùng để xác định thành phần hóa học của các khoáng vật tạo đá

và tạo quặng trong khối Khuổi Giàng Đối với các khoáng vật tạo đá, mẫu được chuẩn bị dưới dạng lát mỏng thạch học, có bề dày là 0,05mm Các mẫu phân tích bằng EPMA đều được mài bóng bằng bột kim cương tới hạt có kích thước là 2-1µm Sau đó được làm sạch bằng máy ultrasonic và đem sấy trong khoảng 4-6h ở nhiệt độ 50-60oC Các mẫu được phủ carbon với độ dày trong khoảng 20-40nm Sau

đó mẫu được phân tích bằng máy CAMERCA SX-FIVE trong điều kiện hiệu điện thế 15kV, cường độ dòng điện 20nA Mẫu chuẩn được sử dụng để phân tích là bộ mẫu chuẩn địa chất của GEO MKII Độ chính xác của số liệu đối với các nguyên tố chính là tốt hơn 2%

Quá trình gia công và phân tích các khoáng vật tạo đá được học viên tiến hành tại phòng EPMA-Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Các khoáng vật tạo quặng được phân tích tại Trung tâm phân tích-Viện Địa chất và khoáng vật học Novosibirsk, Nga

Ảnh 2.1: Học viên phân tích mẫu lát mỏng

thạch học

Ảnh 2.2: Học viên phân tích mẫu EPMA

17

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CÁC ĐÁ MAFIC-SIÊU MAFIC KHỐI KHUỔI GIÀNG

có thành phần tương ứng với lherzolit chiếm ưu thế

Websterit olivin và lherzolit: có thành phần khoáng vật chủ yếu là olivin (Ol =

30-70%), orthopyroxen (Opx) và clinopyroxen (Cpx) (25-40%), đôi khi có plagioclas (Pl, đến 10%) và phlogopit (Phg đến 5%), khoáng vật quặng chiếm từ 10-15% (ảnh

3.1; 3.2) Kiến trúc của các đá này gần toàn tự hình Lherzolit khác với websterit olivin chỉ ở tương quan olivin-pyroxen Lherzolit (kiểu picrit) có kiến trúc porphyr với ban

tinh là olivin, orthopyroxen, clinopyroxen; nền có dạng microlit bao gồm chủ yếu là pyroxen với một ít plagioclas và amphibol

* Gabbro olivin: có thành phần khoáng vật chủ yếu là olivin (30-50%),

clinopyroxen (30-40%) và plagioclas chiếm khoảng (5-10%) (ảnh 3.3)

* Gabbronorit: với thành phần khoáng vật chủ yếu gồm: pyroxen-45-50%,

plagioclas - 30-35%, olivin - 10-20%, ngoài ra còn thường xuyên có mặt phlogopit (phlogopit  5%)

Kiến trúc của gabbronorit olivin và gabbronorit: nửa tự hình, trong đó plagioclas thường tạo thành các tinh thể dạng lăng trụ kéo dài (ảnh 3.3), còn pyroxen - các tinh thể dạng tấm tha hình (ảnh 3.4)

18

Ảnh 3.1: Websterit olivin dưới 1 nicol (trái) và 2 nicol (phải)

Ảnh 3.2: Lherzolit chứa phlogopit dưới 1 nicol (trái) và 2 nicol (phải)

Ảnh 3.3: Gabbro olivin dưới 1 nicol (trái) và 2 nicol (phải

Kí hiệu: Ol: Olivin; Cpx: Clinopyroxen; Opx: Orthopyroxen; Hbl: horblend;

19

Ảnh 3.4: Gabbronorit dưới 1 nicol (trái) và 2 nicol (phải)

Kí hiệu: Cpx: Clinopyroxen; Am amphibole; Pl: Plagioclas

3.2 Đặc điểm khoáng vật (bao gồm thành phần hóa học của các khoáng vật)

3.2.1 Đặc điểm khoáng vật tạo đá

Olivin: Olivin thường tạo thành các hạt đẳng thước, kích thước từ 0,3x0,4mm

đến 2,0x2,5mm Dưới 1 nicol có mặt sần độ nổi cao, dưới 2 nicol thì có màu giao thoa sặc sỡ, khe nứt thô rất đặc trưng Đa số tinh thể olivin còn tươi, bị serpentin hoá ở ven rìa hoặc theo các khe nứt Đôi khi, trong các đá gabbro olivin hoặc lherzolit kiến trúc porphyr (kiểu picrit) olivin bị serpentin hoá hoàn toàn Hầu như không gặp olivin trong thành phần của nền Thành phần hóa học của olivin được thể hiện trong bảng

3.1 Dựa vào biểu đồ phân loại olivin của Wager và Deer (1939) (hình 3.1) oivin của

các đá mafic và siêu mafic khu vực nghiên cứu có thành phần khá ổn định chủ yếu là chrysolit Trong các đá lherzolit, olivin có thành phần Fo từ 80,19-81,23%, thành phần Fa(18,42-19,62%), và thành phần Ca-Ol từ 0,20-0,58% Trong khi đó thành phần Fo,

Fa của olivin trong websterit olivin lần lượt là 79,70-80,27%, 19,54-20,15% và thành phần Ca-Ol của olivin trong websterit olivin là 0,14-0,20% Nhìn chung olivin ở khu vực khối Khuổi Giàng có hàm lượng NiO, CaO tương đối cao và hàm lượng MgO thấp: hàm lượng NiO của olivin trong các đá lherzolit và websterit olivin trong khoảng 0,16-0,25%tl, còn hàm lượng CaO=0,10-0,42%tl và hàm lượng MgO dao động từ 40,09-42,10%tl Theo Trần Trọng Hòa (2005) olivin trong các đá plagioperidotit của khối Suối Củn có hàm lượng NiO từ 0,11-0,24%tl, hàm lượng CaO từ 0,10-0,27%tl và

20

hàm lượng MgO từ 40,68-44,03%tl Như vậy có thể thấy: thành phần hóa học của olivin trong lherzolit và websterit olivin khối Khuổi Giàng khá tương đồng với thành phần hóa học của olivin trong các đá plagioperidotit khối Suối Củn

Dựa vào biểu đồ tương quan MgO-NiO (hình 3.2), có thể thấy: MgO và NiO có tương quan thuận

Bảng 3.1 Thành phần hóa học (%tl) của olivin khối Khuổi Giàng

21

Hình 3.1 Biểu đồ phân loại olivin trong các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng

(theo Wager và Deer, 1939)

Hình 3.2: Tương quan giữa MgO và NiO của olivin trong các đá mafic-siêu mafic khối

22

Pyroxen: xuất hiện trong tất cả các biến thể đá trong khu vực nghiên cứu Clinopyroxen: thường tạo thành các tinh thể dạng tấm hoặc tha hình có

kích thước rất biến động (từ 0,2x0,3mm đến 2,5x3,0mm) Dưới lát mỏng thường không màu, đôi khi phớt lục do bị amphibol hoá, thường là còn tươi, song đôi chỗ

bị thay thế từng phần bởi amphibol Thành phần hóa học của clinopyroxen được thể hiện trong bảng 3.2 và chúng rất ít biến động về hàm lượng các nguyên tố Clinopyroxen trong khối có thành phần tương ứng với augit (gần với augit - diopsid

En47,45-52,85Wo36,61-43,44Fs8,15-11,29) (hình 3.3) Nét đặc trưng chung của clinopyroxen trong các đá siêu mafic và mafic khối Khuổi Giàng là thấp magie, cao canxi và có

độ nhôm trung bình thấp: hàm lượng MgO (16,28-18,51%tl), CaO 20,74%tl), hàm lượng Al2O3 (1,97-3,50%tl), Ngoài ra, clinoproxen trong khu vực nghiên cứu còn đặc trưng bởi hàm lượng titan và crom khá cao (TiO2 từ 0,32%tl đến 1,09%tl, Cr2O3 từ 0,76%tl đến 1,17%tl), hàm lượng natri tương đối thấp Na2O (0,16-0,34%tl), hàm lượng FeO (5,04-6,98%tl)

(17,60-Orthopyroxen: có màu giao thoa thấp thường có màu hồng, vàng nhạt và tắt

đứng theo phương cắt khai Dưới 1 nicol có độ nổi cao nhưng thấp hơn olivin Orthopyroxen trong các đá lherzolit và websterit olivin thường tạo thành các hạt có hình dạng không tự hình, kích thước lớn và chứa các khảm tàn dư olivin dạng hơi tròn gần như không có cạnh Với mối quan hệ như vậy rõ ràng orthopyroxen được thành tạo muộn hơn so với olivin Thành phần hóa học của orthopyroxen được thể hiện trong bảng 3.3 Orthopyroxen trong lherzolit và websterit olivin có thành phần tương ứng với enstantit-bronzit Wo3,33-4,58En78,98-79,87Fs15,98-16,98 (hình 3.3) và cũng như clinopyroxen chúng rất ít biến động về hàm lượng các nguyên tố Nhìn chung chúng thuộc loại đặc trưng thấp MgO (28,50-29,34%tl), thấp nhôm (Al2O3=1,05-1,70%tl); thấp titan (TiO2=0,28-0,55%tl), rất thấp natri (Na2O=0,02-0,04%tl) và tương đối cao crom (Cr2O3=0,37-0,58%tl), cao hàm lượng CaO (1,69-2,32%tl), hàm lượng FeO (10,31-10,98%tl)

Thành phần hóa học của clinopyroxen, orthopyroxen trong các đá mafic-siêu mafic khối Khuổi Giàng khá tương đồng với thành phần hóa học của pyroxen trong