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

38 Tổ hợp thạch học phun trào và trầm tích phun trào bao gồm các đá phun trào có thành phần phức tạp, từ mafic của Hệ tầng Suối Bé đến các đá axit, kiềm của Hệ tầng Tú Lệ cùng các thành tạo trầm tích phun trào đi kèm với chúng. Tổ hợp thạch học xâm nhập gồm các đá xâm nhập có thành phần mafic Phức hệ Nậm Chiến tuổi Creta muộn. Tổ hợp thạch học molas đỏ bao gồm các thành tạo của Hệ tầng Yên Châu tuổi Creta muộn thành phần chủ yếu là các tầng trầm tích màu đỏ tướng sông, hồ; được thành tạo trong các bồn trũng nhỏ giữa lục địa. THTKT lục địa Kainozoi (KZ): Gồm các thành tạo trầm tích lục địa chứa dầu và chứa than tuổi Paleogen và Neogen của các Hệ tầng Sài Lương. 3.4 Trên cơ sở nhận dạng đặc điểm hình thái, quy luật phân bố, và đặc biệt từ việc xác định mối quan hệ chồng lấn giữa các loại cấu tạo, nghiên cứu này đã phân lập được 5 pha biến dạng kiến tạo tác động lên các đá trong vùng Khối cấu trúc Tạ Khoa (Bảng 3.1). Mỗi pha biến dạng được đặc trưng bởi một loại hoặc một tổ hợp các cấu tạo có cùng nguồn gốc, được hình thành trong cùng một thời gian và chế độ biến dạng và đại diện cho một giai đoạn phát triển địa chất mang tính khu vực. Các cấu tạo của các pha muộn hơn thường tác động và làm biến dạng các cấu tạo sớm hơn và tạo thành sự giao thoa cấu trúc phức tạp (Hình 3.1, Ảnh 3.1). . Tóm tắt đặc điểm biến dạng khu vực Khối cấu trúc Tạ Khoa Pha          B1 Diễn ra trong chế độ dẻo, tạo nếp uốn đẳng cánh, nếp uốn vỏ/bao kiếm, các phiến khu vực S1, các đới trượt chờm nghịch. Tướng amphibolit Các đá thuộc tổ hợp thạch kiến tạo trước Carbon giữa B2 Diễn ra trong chế độ dẻo, tạo phiến khu vực S2, và nếp uốn kéo theo kiểu tương tự, dạng đẳng cánh nghiêng tới đảo, các đới trượt chờm nghịch lớn. Tướng amphiboit Các đá thuộc tổ hợp thạch kiến tạo trước Nori - Reti

39 Pha          B3 Tạo các đới trượt chờm (F3) dẻo tới dòn- dẻo và nếp uốn khu vực dạng song song tới tương tự, mặt trục có độ dốc lớn tới thẳng đứng Biến chất cục bộ tướng phiến lục Các đá thuộc tổ hợp thạch kiến tạo 1, 2, 3 (trước Paleogen) B4 Diễn ra trong chế độ dẻo tới dòn-dẻo, tạo nếp uốn khu vực vòm mở hoặc nếp uốn gãy (kink) có mặt trục gần thẳng đứng; các đới trượt chờm (F4) dòn-dẻo Biến đổi thứ sinh Tất cả các đá B5 Diễn ta trong chế độ dòn, tạo các hệ thống dập vỡ và đới trượt dòn, gồm đứt gãy trượt bằng, thuận . 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. Tại đây các đá trầm tích biến chất giầu silimanit và cả các đai mạch mafic và pegmatit bị xoay song song với cấu tạo phiến khu vực S1 và sau đó bị uốn nếp bởi nhiều thế hệ uốn nếp khác nhau, tất cả lại bị một đứt gãy thuận muộn cắt và làm dịch chuyển. Mf: đai mạch mafic; U2: nếp uốn thế hệ thứ 2; U3: nếp uốn thế hệ thứ 3, F5: đứt gãy pha biến dạng thứ 5 (đứt gãy thuận). (Theo Trần Thanh Hải, 2003) Pha biến dạng thứ nhất (B1) Pha này được đặc trưng bởi sự biến dạng dẻo hoàn toàn phát triển rất rộng rãi trong các đá có tuổi trước carbon giữa. Cấu tạo đặc trưng cho pha biến dạng này là các cấu tạo phiến khu vực (S1) đi cùng các nếp uốn đẳng cánh với đặc trưng là các nếp uốn hẹp có thế nằm mặt trục gần song song với hai cánh (Ảnh 3.2). Các lớp trầm tích ban đầu thường bị ép dẹt và song song với các phiến S1. Các cấu tạo phiến khu vực (S1) thường song song với mặt trục của các nếp uốn dạng đẳng cánh hoặc các nếp uốn dạng vỏ/bao kiếm (U1); (Ảnh 3.2). Đi cùng các nếp uốn thuộc pha biến 1 F5 U3 U2 U2 U3 Maf Peg Maf S1

40 dạng 1 là các đới trượt với đặc trưng là các đới trượt chờm, dọc theo đó đá bị milonit hoá hoàn toàn tạo các phiến khá mỏng bao quanh các bao thể kiến tạo (Ảnh 3.3, Ảnh 3.4). Các bao thể có thành phần khá đa dạng gồm quarzit, đá vôi hay có thể là các đai mạch (Ảnh 3.1, Ảnh 3.3, Ảnh 3.4). Các phiến và các cánh của nếp uốn thế hệ này thường có phương song song với các đới trượt được thành tạo trong cùng giai đoạn này. Trên bình đồ khu vực, các nếp uốn và đới trượt của pha biến dạng này đã được ghi nhận tại nhiều nơi. Tuy nhiên sự ổn định theo phương kéo dài thường không lớn khoảng từ 1-10km (Hình 3.1) do chúng bị đới trượt muộn cắt và phá hủy và bị các nếp uốn nuộn làm uốn nếp đi làm phương của chúng bị thay đổi. Các đứt gãy phân chia ranh giới giữa các hệ tầng Nậm Sập, Bản Cải, Đa Niêng mà được thể hiện trên bản đồ bởi các đứt gãy muộn có thể chúng là các đứt gãy pha biến dạng 1 bị tái hoạt động bởi các pha muộn hơn. Hoạt động uốn nếp tạo ra các nếp uốn U1 đã làm gia tăng đáng kể chiều dày của các thành tạo trầm tích khác nhau, vùi sâu các lớp trầm tích xuống độ sâu lớn và dẫn tới sự biến chất mức độ cao tướng amphibolit được thể hiện bởi các đá phiến giầu silimanit (Ảnh 3.1). Các cấu tạo pha biến dạng 1 thường bị tái biến dạng bởi các pha muộn hơn (Ảnh 3.1, Ảnh 3.2, Ảnh 3.4, Ảnh 3.5). Với các đặc điểm cấu tạo và các quá trình biến chất đi cùng chứng tỏ pha biến dạng 1 diễn ra trong điều kiện nhiệt độ biến dạng khá cao U4 U1 My  3.2. Đới milonit (My) trong pha biến dạng 1 (F1) di 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 (U4)vòm mở phương đông - bắc tây nam F2

41 U1 U2 B My 3.5. Sự giao thoa giữa các nếp uốn thế hệ 1(U1) và các nếp uốn thế hệ 2 (U2) được thể hiện trên mặt cắt lóc lò L.105. Trong đó So là phân lớp ban đầu S1 U2  3.4. Mạch thạch anh trong đới trượt pha biến dạng 1 (S1) 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 (U2) tại khu vực phía nam khối Bản Phúc  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 So

42 Pha biến dạng thứ hai (B2) Diễn ra trong chế độ dẻo và phát triển rộng rãi trong hầu hết các thành tạo địa chất có tuổi trước Nori – Reti trong vùng. Cấu tạo đặc trưng cho pha biến dạng này là các cấu tạo phiến khu vực (S2) đi cùng các nếp uốn đẳng cánh, các đới trượt chờm. Các cấu tạo được hình thành trong pha biến dạng này khá phổ biến ở nhiều kích thước khác nhau. Pha biến dạng này tạo ra sự tái sắp xếp các phiến S1 và hình thành cấu tạo phiến khu vực mới S2 song song với mặt trục các nếp uốn thế hệ 2 (U2) (Ảnh 3.5, Ảnh 3.6, Ảnh 3.7 ). Các nếp uốn thế hệ 2 thường là các nếp uốn kéo theo kiểu tương tự đẳng cánh nghiêng tới đảo và làm tái uốn nếp các cấu tạo nếp uốn hình thành trong pha 1 (Ảnh 3.4, Ảnh 3.5). Nhiều nếp uốn thuộc thế hệ này có thể xác định được trên cơ sở phân tích cấu trúc trên bình đồ với chiều dài từ 1 km đến 5 km (Hình 3.1). Sự giao thoa của các nếp uốn thuộc pha này lên các nếp uốn thế hệ 1 thường tạo thành kiểu giao thoa nếp uốn kiểu 2 hoặc 3, Ramsay (1967); (Ảnh 3.5, Ảnh 3.7). Các đới trượt trong pha này được quan sát rộng rãi ở nhiều tỷ lệ khác nhau từ vết lộ tới các mẫu lỗ khoan. Chúng đều là các đới trượt dạng chờm nghịch có hình thái đa dạng gồm những trượt dẻo riêng rẽ hoặc một tập hợp của hàng loạt đới nhỏ tạo thành những đới lớn với chiều dày vài mét tới hàng chục mét (Ảnh 3.6, Ảnh 3.8, Ảnh 3.9), chiều dài từ vài km tới hàng chục km (Hình 3.1), dọc theo đó các đá già thường bị trượt chờm lên đá trẻ hơn (Ảnh 3.11). Nhiều đới trượt có quy mô lớn hình thành trong giai đoạn này tạo ra các đới melange kiến tạo lớn. Bên trong các đới này, các đá  3.6: Các nếp uốn vỏ U3 đi cùng đới trượt chờm thuộc pha biến dạng thứ 2 (F2), (đá vôi hệ tầng Đồng Giao trượt chờm lên các đá hệ tầng Cò Nòi) tại vết lộ YC.3070. Vùng Chiềng On, Mai Sơn, Sơn La. (Lê Thanh Hựu, 2008) F2

43 nguyên thuỷ khác nhau kể cả các thể xâm nhập thường bị mylonit hoá hoàn toàn hoặc bị ép dẹt, kéo đứt tạo thành các cấu tạo khúc dồi (Ảnh 3.12, Ảnh 3.9). Sự dịch trượt của các đới trượt này đôi khi quan sát được theo các dấu hiệu động lực trực tiếp (Ảnh 3.9) hay trên các mẫu vi cấu tạo (Ảnh 3.10). Các đới trượt pha biến dạng này đã tác động mạnh mẽ lên các khối xâm nhập siêu mafic, mafic, hiện ranh giới tiếp xúc giữa các khối siêu mafic, mafic với đá vây quanh thường là ranh giới kiến tạo thuộc đới trượt pha biến dạng này (Ảnh 3.12 A), các đới trượt này còn làm biến dạng mạnh ngay ở trong nội khối xâm nhập này (Ảnh 3.12, Ảnh 3.12a). Những cấu tạo đặc biệt này chứng tỏ các thể siêu mafic trong vùng Tạ Khoa trong đó có khối Bản Phúc là B My 3.7: Giao thoa uốn nếp kiểu 3 giữa nếp uốn thế hệ 2 (U2) và thế hệ 3 (U3) tại vết lộ YC.3070 vùng Chiềng On, Mai Sơn, Sơn La. (Lê Thanh Hựu, 2008) 3.8: Một đới trượt (My) thuộc pha biến dạng thứ 2, trong đó có chứa các bao thể kiến tạo (B) với nhiều thành phần khác nhau và được bao quanh bởi các phiến milonit (Trần Thanh Hải, 2003) U2 U3

44 các thể kiến tạo ngoại lai (alochthonous) được vận chuyển đến vị trí hiện tại bởi các hoạt động kiến tạo chứ không phải là các thể xâm nhập bản địa (autochthonous) (Hutchison, 1989) [30]. Quá trình biến dạng thứ 2 diễn ra cũng làm cho các đá trong khu vực bị biến chất mạnh mẽ và tạo ra các khoáng vật biến chất silimanit thế hệ 2 hoặc đôi nơi là staurolit, chứng tỏ nhiệt độ duy trì ở mức cao trong giai đoạn biến dạng tiếp theo mặc dù bắt đầu có sự giảm nhiệt (từ sillimanit tới staurolit). F2 F3 : 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 (F3) làm biến dạng khá rõ. Trong đới biến dạng 3 cũng chứa các bao thể thạch anh và có chiều dịch chuyển khá rõ F2  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 (hướng dịch chuyển theo chiều mũi tên). Hai nicon, phóng đại 2,5 lần. (Lê Thanh Hựu, 2008)

45 Đi cùng với các đới trượt pha biến dạng thứ 2, quá trình làm giầu và hình thành các các thân quặng đồng - niken đạt giá trị công nghiệp đã được hình thành và phân bố trong các đới biến dạng này. Các cấu tạo của pha biến dạng này thường chịu tác động mạnh của các pha biến dạng muộn hơn trong đó có cả các thân quặng (Ảnh 3.2, Ảnh 3.6, Ảnh 3.7, Ảnh 3.9, Ảnh 3.11, Ảnh 3.13, Hình 1.2, Hình 3.1). D 3 bc P 3 -T 1 vn F2 U3 3.11. Đá vôi hệ tầng Bản Cải (D3) phủ chờm lên các đá phun trào hệ tầng 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 My Mf A 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.

46 Pha biến dạng thứ ba (B3) Diễn ra trong chế độ dẻo đến dòn-dẻo với sản phẩm là các đới trượt chờm nghịch/nghịch kéo dài theo phương tây bắc-đông nam và các nếp uốn có mặt trục từ thẳng đứng tới nằm ngang, và đồng phương với các đới trượt. Sự phát triển rộng rãi của các nếp uốn và các đứt gãy của pha biến dạng thứ 3 đã góp phần vào sự tạo thành phương cấu trúc khu vực hướng tây bắc-đông nam. U 2 Mu U 3 Mach 1 S1  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. Ảnh lát mỏng chụp dưới 2 nicon, đáy của ảnh dài 6 mm (Trần Thanh Hải, 2006)  3.12a. Các đới trượt thuộc pha biến dạng thứ 2 làm biến dạng các khối siêu mafic Bản Phúc tại trung tâm khối Bản Phúc. C

47 Các đới trượt hình thành trong giai đoạn này có chiều dày hàng chục cm tới hàng chục mét, chiều dài từ vài km tới vài chục km và cắt qua tất cả các cấu tạo thuộc các pha biến dạng từ 1 tới 2 (Ảnh 3.9, Hình 1.2, Hình 3.1). Nhiều đới trượt có quy mô lớn hình thành trong giai đoạn này tạo ra các đới melange kiến tạo, trong đó các đá bị đứt đoạn và bị ép kéo dài hoặc xoay trượt (Ảnh 3.14). Trong nhiều trường hợp, các đới trượt thế hệ 3 lặp lại và làm tái hoạt động của các đới trượt pha biến dạng thứ nhất. Nhiều dấu hiệu động lực trên các vết lộ cũng như trên lát mỏng đã thể hiện khá rõ chiều dịch chuyển của của các đới trượt (Ảnh 3.15, Ảnh 3.15). Các nếp uốn thế hệ thứ 3 phát triển rộng rãi ở các tỷ lệ và quy mô khác nhau; trên vết lộ, chúng thường tạo thành các nếp uốn có hình thái thay đổi giữa dạng nếp uốn song song và nếp uốn tương tự, khá cân xứng, vòm mở mặt trục gần thẳng đứng tới ngang và đi cùng với các cấu tạo phiến mặt trục thế hệ 3 (S3) (Ảnh 3.1, Ảnh 3.6, Ảnh 3.7, Ảnh 3.11) . Các nếp uốn thế hệ thứ 3 thường làm tái uốn nếp các cấu trúc thuộc pha biến dạng thứ 1 và thứ 2 (Ảnh 3.1, Ảnh 3.7, Ảnh 3.11,...). Giao thoa của chúng với các nếp uốn thế hệ 1 và 2 thường tạo nên kiểu giao thoa 2 hoặc 3 (Ramsay, 1967), tạo nên sự giao thoa cấu trúc khu vực rất phức tạp (Ảnh 3.7). Các nếp uốn Pha này thường có quy mô khá lớn với chiều dài từ vài km tới hàng chục km (Hình 1.2, Hình 3.1). Cấu trúc nếp lồi Tạ Khoa được các tác giả trước đây thể hiện được hình thành bởi phức nếp uốn thuộc pha này. Các thể mafic, siêu mafic, trong đó có khối lớn Bản Phúc và các khối khác trong vùng đã bị uốn nếp bởi các nếp uốn thế hệ này. Pha biến dạng thứ 3 cũng làm biến dạng các thân quặng sulfur Cu-Ni đặc sít thuộc pha biến dạng thứ hai. Các tổ hợp khoáng vật biến chất cao trong pha biến dạng 1 và 2, trong pha biến dạng 3 thường bị thay thế bởi các khoáng vật nhiệt độ thấp hơn là muscovit, tourmaline hoặc chlorit do quá trình biến chất giật lùi. Một số khoáng hoá đồng vàng và đồng (niken?) trong khu vực được khống chế bởi các đới trượt thế hệ 3, chứng tỏ quặng hóa ở đây đã được tái tập trung trong các cấu trúc này.