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

48 S C  3.15. Ảnh lát mỏng cấu tạo C/S thể hiện chiều dịch chuyển khá rõ (mũi tên chỉ chiều dịch chuyển) trong đới trượt pha biến dạng thứ 3 tại khu vực Cầu Suối Sập. Hai nicon, phóng đại 2,5 lần B My 3.14. Các bao thể kiến tạo (B) 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 (My)

49 Pha biến dạng thứ Tư (B4) Pha biến dạng này diễn ra trong chế độ dẻo tới dòn-dẻo, đặc trưng bởi các nếp uốn thế hệ 4 (U4) có dạng nếp uốn mở hoặc uốn gãy (Ảnh 3.17), với mặt trục gần thẳng đứng, phương kéo dài theo hướng đông bắc - tây nam. Các nếp uốn có thớ chẻ mặt trục yếu ớt, chủ yếu dạng thớ rỗng. Đi cùng với nếp uốn này là các đới trượt dòn – dẻo cùng phương với các đới dập vỡ, khe nứt tách và thường được nấp đầy bởi các mạch thạch anh. Các cấu tạo của pha biến dạng này thường có quy mô trung bình với chiều dài phân bố từ vài km tới 15 km và làm biến dạng tất cả các đá có mặt trong khu vực và các cấu tạo hình thành trong pha 1 đến 3 (Ảnh 3.1, Ảnh 3.2, Ảnh 3.17, Hình 1.2, Hình 3.1). Ở một số nơi, các nếp uốn thế hệ 4 (U4) giao thoa với các nếp uốn cổ hơn tạo nên giao thoa kiểu 1cấu tạo vòm và bồn trũng hoặc kiểu 2 (trên sơ đồ cẫu trúc) nhưng phần lớn các nếp uốn này không làm thay đổi đáng kể sự định hướng của các cấu tạo có trước (Ảnh 3.1, Hình 3.1). Đi cùng với pha biến dạng này, trong các đới trượt có tích tụ quặng hóa đồng, vàng, chì-kẽm. Pha biến dạng thứ Năm (B5) Tất cả các hệ thống đứt gãy và dập vỡ dòn, có độ dốc lớn tới thẳng đứng trong vùng được xếp chung vào pha biến dạng thứ năm. Các cấu tạo này được đặc trưng bởi các mặt trượt, vết xước, đới dăm kết, hoặc các đới biến đổi (Ảnh 3.19, Ảnh 3.19). Các dấu hiệu động học bao gồm các vết xước và các dấu hiệu dịch  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 (mũi tên chỉ chiều dịch chuyển) tại khu vực Bản Pưn, Bắc Yên, Sơn La. Hai nicon, phóng đại 36 lần

50 chuyển cho thấy các đứt gãy thuộc pha này là các đứt gãy thuận hoặc dịch bằng với nhiều phương phát triển khác nhau (Ảnh 3.19, Ảnh 3.19, Hình 1.2, Hình 3.1). Các đới dập vỡ phát triển rộng rãi và cắt qua tất cả các thành tạo địa chất và các cấu tạo thuộc pha 1 tới pha 4 mô tả trên, chứng tỏ chúng là những cấu tạo muộn nhất trong vùng. Sự dịch chuyển của một số dạng địa hình hiện đại như các nhánh sông, hoặc nhiều hiện tượng trượt lở liên quan tới một số đứt gãy trong vùng chứng tỏ một số đứt gãy có tuổi rất trẻ (Hình 1.2, Hình 3.1). Pha biến dạng thứ Năm (B5) U4 F4 F2   3.17. Nếp uốn vòm mở pha biến dạng thứ 4 (U4) làm uốn nếp các đá trầm tích biến chất vùng phía đông khối Bản Phúc  3.18. Giao thoa cấu tạo đường giữa đường trục nếp uốn thế hệ 2 (F2) và 4 (F4) (Trần Thanh Hải, 2003)

51 3. 5  Vùng nghiên cứu đã chịu sự tác động của nhiều pha biến dạng với đặc điểm, qui mô, cường độ và thời gian khác nhau, các pha biến dạng muộn tác động chồng lấn lên các cấu tạo được hình thành bởi các pha biến dạng sớm hơn tạo ra sự giao thoa cấu trúc phúc tạp (Hình 3.1, Hình 3.2, Hình 3.3, Hình 3.4). Bình đồ cấu trúc hiện tại của vùng nghiên cứu chính là kết quả của các quá trình giao thoa hết sức phức tạp này. Các cấu tạo của pha biến dạng thứ nhất (các cấu tạo phiến, các nếp uốn, các đới trượt) bị tái biến dạng mạnh mẽ bởi pha biến dạng thứ 2, trong đó các nếp uốn của pha biến F5 F1  3.19. Các vết xước, mặt trượt liên quan tới biến dạng dòn trong pha biến dạng thứ 5 khu vực phía nam khối Bản Phúc  3.20. Đứt gãy thuận pha biến dạng thứ 5 (F5) cắt và làm dịch chuyển đới biến dạng pha thứ nhất (F1) phía đông bắc khối Bản Phúc.

52 dạng 1 khi bị tác động bởi các nếp uốn kéo theo kiểu tương tự, dạng đẳng cánh nghiêng tới đảo của pha biến dạng thứ 2 có phương của trường ứng suất khác với phương của trường ứng suất của pha biến dạng 1 tạo ra giao thoa nếp uốn kiểu 2 hoặc 3 (Ramsay, 1967) rất phức tạp (Ảnh 3.5). Các cấu tạo phiến và các đới trượt thuộc pha biến dạng 1 cũng đã bị uốn nếp bởi pha biến dạng thứ 2 (Ảnh 3.4, Ảnh 3.12). Các đới trượt chờm của pha biến dạng thứ 2 đã phá huỷ mạnh các cấu tạo được hình thành ở pha biến dạng 1 và các thể địa chất có trong khu vực (Hình 3.1, Ảnh 3.2, Ảnh 3.6). Pha biến dạng thứ 3 gồm các nếp uốn mặt trục thẳng đứng tới gần thẳng đứng đi cùng các đới trượt chờm có quy mô lớn phương tây bắc - đông nam đã tác động mạnh mẽ nên các thành tạo thuộc pha biến dạng 1 và 2. Sự giao thoa của các nếp uốn pha này với các nếp uốn pha 2 và 1 tạo nên giao thoa kiểu giao thoa 2 hoặc 3 (Ramsay, 1967); (Hình 3.1, Ảnh 3.7). Các đứt gãy của pha biến dạng thứ 3 cũng đã phá huỷ và làm biến dạng khá mạnh mẽ các cấu tạo có trước trong của pha biến dạng 1 và 2 (Ảnh 3.9). Pha biến dạng thứ 3 có lẽ có quy mô và cường độ lớn nên đã tác động mạnh mẽ tới cấu trúc của khu vực và hình thành nên phương cấu trúc cơ bản của cấu trúc hiện tại ngày nay. Các nếp uốn và đới trượt của pha biến dạng thứ 4 được hình thành trong giai đoạn muộn có chế độ dẻo tới dòn - dẻo đã tác động nên các cấu tạo của các pha sớm hơn, có lẽ do cường độ yếu nên sự tác động của chúng là không đáng kể và hầu như không làm thay đổi bình đồ cấu trúc của khu vực. Sự giao thoa của nếp uốn Pha 4 với nếp uốn pha biến dạng thứ 2, 3 tạo ra giao thoa kiểu 1 cấu tạo vòm và bồn trũng (Hình 3.1) và giao thoa với các nếp uốn cổ hơn tạo ra giao thoa kiểu 2 tới 3 (Ảnh 3.1, Ảnh 3.2). Các đứt gãy dòn pha biến dạng thứ 5 đã cắt qua và làm biến dạng tất cả các thành tạo địa chất và các cấu tạo thuộc pha 1 tới pha 4 mô tả trên. Các đứt gãy này đã làm phức tạp hoá thêm cấu trúc của vùng nhưng cũng ít làm thay đổi bình đồ cấu trúc chung cúa khu vực.

53 Hình 3.2: Mô hình giao thoa biến dạng trong khối cấu trúc Tạ Khoa (Theo Vũ Xuân Lực, 2010 [15])

54 Hình 3.3: Đặc điểm giao thoa biến dạng khu vực Sập Việt-Bản Nguồn trong khối cấu trúc Tạ Khoa

55 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 (thành lập theo tài liệu của Đoàn 17, Đoàn 305, Công ty Mỏ Niken Bản Phúc và các kết quả nghiên cứu của tác giả)

56 3.6 Kết quả phân tích và định tuổi bằng phương pháp U-Pb các mẫu được tổng hợp trên Ảnh 3.21 và các đồ thị concorrdia (Hình 3.2). Nhìn chung, các tập hợp zircon trong các mẫu pegmatit và phiến kết tinh đều có tính đa dạng về tuổi, trong đó phần nhân và phần riềm có các dị biệt khác nhau về tuổi (Ảnh 3.21). Do mỗi loại mẫu đều lấy từ cùng một loại đá trong một khu vực nghiên cứu nên quả phân tích tuổi của các mẫu có thể được thống kê chung trong một đồ thị cho từng loại đá (Hình 3.3). .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 (các hình elip).A: zircon trong các đá phiến kết tinh biến chất tướng amphibolit với tính phân đới rõ ràng trong đó phần nhân là phân đới đồng tâm do kết tinh magma còn phần rìa có tính phân đới bất thường, sẫm màu, do quá trình biến chất và biến đổi. Phần nhân thường cho tuổi già hơn nhiều so với phần riềm. B: các hạt zircon trong đá pegmatit cũng có hình thái tương tự trong đá phiến kết tinh mặc dù một số hạt bị tái kết hinh gần hoàn toàn. C: Các hạt monazit bị biến đổi manh mẽ và chỉ còn sót lai một số phần nhỏ đồng nhất có thể định tuổi. A B

57 Kết quả thống kê cho thấy có 3 khoảng tuổi chính thu được từ các hạt zircon và monazit (Ảnh 4, Hình 3.5, Hình 3.6). Khoảng tuổi 1 dao động từ 411 tr. năm đến 2.5? tỷ năm có mặt trong phần nhân của các hạt zircon là tuổi kết tinh của zircon trong quá trình thành tạo magma. Khoảng tuổi 2 gồm các tuổi thu được từ phần rìa của các hạt zircon và trong một số hạt monazit. Giá trị trung bình khoảng tuổi này trong các đá pegmatit là 250±5 Tr.n còn trong các mẫu đá phiến kết tinh là 245,5 ±4 Tr.n. Như vậy, có thể thấy tuổi biến chất của đá trong khu vực ở khoảng 245-250 Tr.n, ứng với giai đoạn cuối cùng của Permi. Khoảng tuổi 3 gồm các kết quả phân tích có tuổi trẻ hơn 246 Tr.n, thường riềm của các hạt zircon hoặc monazit có tuổi phổ biến 230-240 Tr.n và do đó thể hiện sự tiếp tục tái kết tinh của các hạt này khi quá trình biến chất chồng tiếp tục diễn ra dưới điều kiện nhiệt - áp duy trì ở mức độ cao hoặc tác dụng cục bộ của các pha biến dạng về sau. Tuy nhiên, do mức độ ít phổ biến của các tuổi này trong các mẫu nên không thể xác định được quy luật phân bố tuổi của các giai đoạn biến dạng muộn hơn. 3.7 Các đá trong khu vực Khối cấu trúc Tạ Khoa bị biến chất mạnh mẽ, thể hiện ở sự có mặt của tổ hợp các khoáng vật gồm sillimanit đặc trung có trình độ biến chất tới tướng amphibolit trong các đá phiến kết tinh [15, 17, 18]. Trên cơ sở nghiên cứu mối quan hệ giữa biến dạng kiến tạo và sự hình thành tổ hợp khoáng vật biến chất, có thể nhận thấy khu vực nghiên cứu bị biến chất chồng bởi các sự kiến (pha) biến chất sau: Pha biến chất 1 (M 1 ) được đặc trưng bởi sự có mặt của tổ hợp khoáng vật biến chất cao như biotit + fibrolit silimantit trong các đá phiến kết tinh (Ảnh 3.22). Quá trình biến dạng Pha biến dạng thứ 1 đã vùi sâu các lớp trầm tích xuống độ sâu lớn kéo theo sự biến chất khá phức tạp. Các đá nằm trong phần trung tâm "nếp vồng Tạ Khoa" đều bị biến chất tương đối cao tới tướng amphobolit, trong đó các đá trầm tích sét đã bị biến chất thành đá phiến kết tinh chứa tổ hợp khoáng vật đặc trưng cho tướng amphibolit như silimanit. Các fibrolit thuộc pha biến dạng này hình thành đồng quá trình tạo phiến S1