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

8  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. 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. 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.

9 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

10 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. 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.  1.3.1. 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):

11 1.3.2.  * 1-2 ns) 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.,  3 bc) 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.

12 Hình 1.2 Sơ đồ địa chất

13 * 1 đn) 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. * 3 yd) "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 P 3 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. * 1 vn) 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

14 Vũ Xuân Lực và nnk, 2014 [18] và của Trần Trọng Hoà và nnk., 1998, 2004 [9] cho 250 triệu năm. * 1 cn) 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]. * (T 2 ađg). 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].

15  2 lnt) 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. * 3 cnm) 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]. * 3 cpm) 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]

16 * 3 n-rsb) Hệ tầng do Dovjikov (1965) [3] xác lập. Trong khu vực nghiên cứu, h ệ 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]. * 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]. * 2 tl) 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:

17 - 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]. * 2 yc) 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. -Tập 2 K 2 yc 2 ): gồm: bột kết, sét kết, cát bột kết, cát kết hạt nhỏ đến vừa, sét bột kết vôi màu nâu đỏ xen thấu kính sạn kết, cuội kết đa khoáng. Tập có chiều dày từ 540- 750m. Hệ tầng phủ không chỉnh hợp trên các thành tạo cổ hơn và bị các thành tạo hệ tầng Sài Lương phủ không chỉnh hợp bên trên. Tuổi của hệ tầng được xếp vào Creta muộn trên cơ sở các hóa thạch động vật, thực vật và đối sánh với các vùng lân cận [10]. * 2-3 sl) 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].