Luận án Tiến sĩ Địa chất: 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

ix 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

x DANH MC CÁC BNG Bảng 3.1 Tóm tắt đặc điểm biến dạng khu vực Khối cấu trúc Tạ Khoa 39 Bảng 4.1 Bảng thống kê chiều dày quặng và đá kẹp theo điểm công trình cắt qua 73 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 86 Bảng 4.5 Ma trận tương quan của các kim loại chính trong quặng sulfur đặc sít 86 Bảng 4.6 Ma trận tương quan của các kim loại chính trong quặng sulfur xâm tán 87 Bảng 4.7 Đặc điểm các biểu hiện khoáng sản, khoáng sàn khu vực Khối cấu trúc Tạ Khoa 99

xi DANH MC CÁC CH VIT TT Ni: Niken Cu: Đồng Co: Coban Pt: Platin Cr: Crom Ag: Bạc Pb: Chì Zn: Kẽm As: Arsen Sb: Antimon Sn: Thiếc Qđs: Quặng đặc sít My: Mylonit QT: Thân quặng NCS: Nghiên cứu sinh

1 M U 1.  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

2 trong dự báo và tìm kiếm khoáng sản đồng - niken -vàng" để xây dựng luận án tiến sĩ của mình. 2. tiêu  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.  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.  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.  n 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.

3 - 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.  - 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.  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.

4 - 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. 7.2. Ý nghĩa thực tiễn - Từ đặc điểm và sự chồng lấn của các pha biến dạng có thể giúp ta hình dung được cấu trúc chung của vùng và từ đó luận giải trong việc vẽ bản đồ địa chất. - Từ các kết quả phân tích mẫu tuổi tuyệt đối, cho phép định tuổi lại một số các thành tạo địa chất, từ đó bổ sung và xác lập các số liệu định lượng về địa chất của vùng. - Luận án sẽ đem lại những hiểu biết mới về sự hình thành và phát triển của các cấu trúc với sinh khoáng nội sinh, trong đó có niken, đồng và vàng trong khu vực nghiên cứu phục vụ cho việc định hướng công tác tìm kiếm và dự báo khoáng sản. 8.   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.  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.

5  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.  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 kết 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 án 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

6 hóa trong khu vực. Đây là số liệu rất tin cậy phục vụ việc luận giải các nội dung của luận án..  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.

7 C 1    1.1.   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