TUỔI ĐỒNG VỊ
Re-Os CỦA MOLYBDENIT Ở ĐỚI KHOÁNG HOÁ MOLYBDEN Ô QUY HỒ
- BẢN KHOANG VÀ Ư NGHĨA ĐỊA CHẤT
TRẦN MỸ DŨNG1,2,
LIU JUNLAI2, NGUYỄN QUANG LUẬT1, ĐÀO
THÁI BẮC3
1Trường
Đại học Mỏ - Địa chất, Đông Ngạc,
Từ liêm, Hà Nội; 2Pḥng Thí nghiệm Trọng
điểm
Quốc gia về các quá tŕnh địa chất và tài nguyên
khoáng sản, Đại học Địa chất Bắc
Kinh,
Trung Quốc; 3Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa
chất, Nguyên Hồng, Đống Đa, Hà Nội
Tóm tắt: Xác định tuổi molybdenit bằng hệ
đồng vị Re-Os là một phương pháp được
ứng dụng rộng răi trong nghiên cứu các mỏ quặng
kim loại. 6 kết quả phân tích đồng vị Re-Os
từ 5 mẫu quặng molybdenit thu thập tại đới
quặng Ô Quy Hồ đă xác định được một
đường đẳng thời với giá trị tuổi
là 36±1 Tr.n.. Thời gian tạo quặng
molybden tại đới khoáng hoá molybden Ô Quy Hồ - Bản
Khoang tương đồng với thời gian thành tạo
các tụ khoáng trong đới tạo khoáng Cu-Mo porphyr Jinsha
Jiang - Sông Hồng trên lănh thổ
I. GIỚI THIỆU
Thời gian h́nh thành các tụ
khoáng kim loại luôn là một trong những vấn đề
quan tâm hàng đầu của các nhà địa chất khi
nghiên cứu các mỏ quặng, bởi v́ nó không chỉ có
thể giúp giải thích bối cảnh địa chất
h́nh thành mỏ và quy luật tạo khoáng khu vực, mà c̣n là
một số liệu quan trọng trong quá tŕnh luận giải
bối cảnh động lực sinh khoáng hoặc tiến
hoá địa chất khu vực. Các phương pháp định
tuổi tạo quặng truyền thống chủ yếu
là sử dụng các phương pháp 40Ar-39Ar
và K-Ar định tuổi các khoáng vật biến đổi
nhiệt dịch (như mica, felspat kali, sericit…), phương
pháp đồng vị U-Pb và Pb-Pb định tuổi các
khoáng vật như zircon, monazit, rutil hay các phương pháp
phân tích đồng vị 40Ar-39Ar và Rb-Sr cho
bao thể khí-lỏng trong các khoáng vật. Do tác dụng biến
đổi nhiệt dịch thông thường là rất phức
tạp, biến đổi nhiệt dịch và sự kiện
tạo quặng không nhất định xảy ra cùng thời
gian, nên các phương pháp này về cơ bản không chỉ
ra được chính xác thời gian tạo quặng. Trong
những năm gần đây, sự triển khai sử dụng
các thiết bị phân tích hiện đại có độ
chính xác và độ nhạy cao đă cho phép xác định
tuổi của các khoáng vật quặng. Mặc dù vậy,
hiện nay các phương pháp định tuổi khoáng vật
quặng không có nhiều, chủ yếu bao gồm: phương
pháp xác định tuổi pyrit bằng hệ đồng vị
Rb-Sr và 40Ar-39Ar; xác định tuổi của
sphalerit bằng hệ đồng vị Rb-Sr, tuổi của
khoáng vật molybdenit, arsenopyrit, pyrit bằng hệ đồng
vị Re-Os (rheni-osmi) hoặc tuổi khoáng vật sheelit bằng
hệ đồng vị Sm-Nd, trong đó phương pháp
xác định tuổi khoáng vật molybdenit bằng hệ đồng
vị Re-Os được áp dụng rộng răi hơn cả,
đặc biệt đối với những mỏ Cu-Mo
porphyr [26], các mỏ molybden trong trường đá pegmatit và
aplit [13], các mỏ đa kim chứa molybdenit [16], v.v.
Tụ
khoáng molybden Ô Quy Hồ được Izokh E.P. phát hiện
năm 1961 trong quá tŕnh lập bản đồ địa
chất 1/500.000 miền Bắc Việt
II. SƠ LƯỢC VỀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC, ĐỚI QUẶNG HOÁ MOLYBDEN Ô QUY HỒ - BẢN KHOANG VÀ VỊ TRÍ LẤY MẪU
1. Sơ lược về địa chất khu vực, đới quặng hoá molybden Ô Quy Hồ - Bản Khoang
Đới quặng hoá molybden
Ô Quy Hồ - Bản Khoang nằm ở ŕa phía tây đới
cấu trúc
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
[1] Gần đây,
có tài liệu mới về tuổi Permi của một số
thành tạo trong cấu trúc Tú Lệ-Ban Biên tập TCĐC.
Phần
phía bắc của đới Phan Si Pan chủ yếu được
cấu thành từ các đá magma xâm nhập, đá biến
chất Paleoproterozoi loạt Xuân Đài, đá biến chất
tướng đá phiến lục và đá hoa dolomit
Neoproterozoi muộn loạt Sa Pa, đá trầm tích chứa
apatit hệ tầng Cam Đường, đá trầm tích lục
nguyên và đá vôi tuổi Devon sớm. Đá biến chất
loạt Xuân Đài chiếm phần lớn diện tích phía đông
đới cấu trúc hoặc phân bố thành những thể
nhỏ ở trung tâm và ŕa phía tây đới, trong đó có
vùng Ô Quy Hồ (H́nh 1b).
Các đá magma xâm nhập phát
triển mạnh mẽ trên toàn đới cấu trúc Phan Si
Pan. Phần phía bắc đới chủ yếu phát triển
các hoạt động magma xâm nhập Proterozoi muộn và
Kainozoi. Dựa theo đặc điểm thạch địa
hoá, đá magma xâm nhập tuổi Proterozoi được
chia thành hai phức hệ gồm
granitoid phức hệ Po Sen và đá kiềm phức hệ
Mường Hum [6]. Granitoid phức hệ Po Sen bị biến
dạng mạnh ở phần ven ŕa khối. Giá trị tuổi
750 Tr.n. xác định bằng đồng vị U-Pb trên
zircon được cho là tuổi kết tinh của phức
hệ [22]. Phức hệ Mường Hum được
xác lập cho các khối magma xâm nhập có thành phần thạch
học chủ yếu là syenit, granosyenit và granit kiềm phân
bố phía bắc đới
Ở ŕa tây của đới
cấu trúc Phan Si Pan phát triển mạnh hoạt động
magma xâm nhập, điển h́nh là phức hệ Yê Yê Sun
(H́nh 1b). Phức hệ này được mô tả là một
thể batholith duy nhất kéo dài theo phương TB-ĐN
sang biên giới Việt-Trung. Cấu thành nên khối này là một
tổ hợp đá có thành phần phức tạp, bao gồm
một dăy liên tục từ plagiogranit, granodiorit, granit đến
granit felspat kiềm và từ diorit thạch anh, monzodiorit thạch
anh, monzonit thạch anh đến syenit thạch anh - felspat
kiềm [6]. Các đá của phức hệ bị biến dạng
ở ven ŕa khối hoặc dọc theo các đứt gẫy
dịch trượt bằng trái [12, 18].
Trong phạm vi đới Phan
Si Pan đă phát hiện được 10 tụ khoáng và điểm
quặng molybden, trong đó tụ khoáng Ô Quy Hồ và Bản
Khoang thuộc loại có triển vọng và được
nghiên cứu kỹ hơn cả. Hai tụ khoáng này phân bố
gần kề tạo thành một đới khoáng hoá molybden
rộng khoảng 700 m, kéo dài khoảng 1 km theo phương
TB-ĐN. Trong đới khoáng hoá đă khoanh định được
14 thân quặng có đường phương phát triển
theo phương TB-ĐN hoặc gần B-N, hướng dốc
cắm về phía ĐB với góc dốc 50-70o [14].
Khoáng hoá có cấu tạo dạng ổ, bướu, chủ
yếu tập trung trong các mạch thạch anh xuyên cắt
granit biotit cấu tạo gneis hoặc có cấu tạo xâm
tán thưa trong các đá mạch granit porphyr và granit aplit. Hiện
tượng biến đổi đá vây quanh chủ yếu
phát triển tại ŕa ranh giới tiếp xúc giữa các mạch
granit porphyr và granit aplit chứa quặng hoặc ven ŕa các mạch
thạch anh. Các hiện tượng biến đổi chủ
yếu gồm sericit hoá, epidot hoá, cạnh ŕa các mạch thạch
anh chứa quặng có sự tăng cao của felspat kali. Kết
quả nghiên cứu trước đây cho rằng quặng
hoá molyden trong vùng thuộc loại h́nh nhiệt dịch nhiệt
độ trung b́nh đến cao [14].
H́nh 1. Sơ đồ
địa chất vùng Ô Quy Hồ và vị trí lấy mẫu
(Dựa theo
Wang [25], Trần Tuấn Anh [23] và bản đồ địa
chất [1, 5] có sửa chữa).
Chỉ dẫn: 1) Đá phiến
thạch anh - biotit hệ tầng Sin Quyền; 2) Đá phiến
sét, sét vôi hệ tầng Bản Nguồn; 3) Đá vôi hệ
tầng Bản Páp; 4) Granodiorit cấu tạo gneis phức hệ
Po Sen; 5) Granit biotit có cấu tạo định hướng
và phân phiến gneis; 6) Granosyenit porphyr phức hệ Phu Sa
Ph́n; 7) Granit biotit, granit biotit có amphibol; 8) Ryolit hệ tầng
Ng̣i Thia; 9) Đới khoáng hoá molybden; 10) Điểm lấy
mẫu và số hiệu.
2. Vị trí lấy mẫu và mô tả mẫu
5 mẫu
dung để phân tích được lấy trong đới
khoáng hoá molybdenit Ô Quy Hồ - Bản Khoang, trong đó có
Bảng 1. Vị trí lấy mẫu, loại h́nh quặng và mô tả
đá vây quanh
Số hiệu
mẫu |
Vị trí |
Loại h́nh
quặng |
Đá vây quanh
quặng |
V0866-1 |
103o 22o |
Mạch thạch anh - molybdenit |
Granit biotit hạt nhỏ đến vừa,
cấu tạo định hướng yếu |
OQH.01 |
103o 22o22’01” B |
Mạch thạch anh - sulfur - molybdenit có
fluorit |
Granit biotit hạt nhỏ đến vừa,
cấu tạo định hướng yếu |
OQH.02 |
103o 22o |
Mạch thạch anh - felspat - molybdenit |
Granit porphyr cấu tạo
khối |
OQH. 03 |
103o 22o |
Mạch thạch anh - molybdenit |
Granit biotit hạt nhỏ, cấu tạo
định hướng, phân phiến gneis |
OQH.04 |
103o 22o |
Mạch thạch anh - sulfur - molybdenit |
Granit biotit hạt vừa, cấu tạo
định hướng, phân phiến gneis |
III. QUY TR̀NH GIA CÔNG VÀ PHÂN TÍCH MẪU
1. Quy tŕnh gia công mẫu
1-3
kg mẫu quặng được đập nghiền đến
cỡ hạt <1 mm và tách tuyển đơn khoáng lấy
khoáng vật molybdenit và pyrit. Trọng lượng mẫu gửi
phân tích đồng vị Re-Os là 0,5-1 g. Công tác gia công mẫu
cho phân tích tuổi Re-Os molybdenit được tiến hành
tại Viện Địa chất và Khoáng sản Bắc
Kinh, Trung Quốc.
2. Quy tŕnh chiết tách Re-Os và phân tích mẫu
Mẫu
quặng được cho vào ống nghiệm Carius đóng
kín, hoá lỏng mẫu để triết tách Re và Os. Chi tiết
quy tŕnh lư hoá học được mô tả trong công tŕnh
nghiên cứu của Shirey & Walker [20]. Sử dụng thiết
bị khối phổ plasma cảm ứng của Mỹ
(TJAX-SERIES ICP-MS) xác định tỷ lệ đồng vị
187Re/185Re và 187Os/190Os. Hàm lượng Re và Os trong mẫu trắng
tương ứng là 10 pg và 1 pg. Điều này chứng tỏ
rằng không có sự hỗn nhiễm trong quá tŕnh triết
tách và phân tích mẫu.
Kết quả phân tích đồng
vị Re-Os của khoáng vật molybden được tŕnh bày trong Bảng 2,
trong đó mẫu OQH.04 được tiến hành phân tích
kiểm tra; kết quả cho thấy sai số giữa hai
lần phân tích tương đối nhỏ, nằm trong
giới hạn cho phép.
H́nh 2. Một số h́nh ảnh về
loại h́nh quặng trong đới khoáng hoá molybden
Ô Quy Hồ - Bản Khoang
a. Mạch thạch anh
- molybdenit; b. Mạch thạch anh – felspat - molybdenit;
c. Mạch thạch anh – sulfur - molybdenit có fluorit; d. Mạch
thạch anh - sulfur - molybdenit .
Bảng 2. Kết quả phân tích đồng vị Re-Os
Số hiệu phân tích |
Số hiệu mẫu |
Trọng lượng (g) |
Hàm lượng (x10-9) |
Hàm lượng đồng vị (x10-9) |
Tuổi mô h́nh (Tr.n.) |
||
Re |
Os |
187Re |
187Os |
||||
090615-9 |
OQH04 |
0,02043 |
171360±1789 |
0,0053±0.0119 |
107703±1124 |
65,75±0,64 |
36,63±0,06 |
090710-1 |
OQH01 |
0,01029 |
157116±1307 |
0,0587±0.0360 |
98751±822 |
59,46±0,52 |
36,13±0,53 |
090710-2 |
OQH02 |
0,01056 |
115874±979 |
0,0570±0.0233 |
72829±615 |
43,23±0,37 |
35,62±0,51 |
090710-4 |
OQH04 |
0,01168 |
186332±1934 |
0,0518±0.0424 |
117113±1216 |
69,78±0,61 |
35,75±0,56 |
090710-5 |
V0866-1 |
0,01158 |
179735±1561 |
0,0516±0.0317 |
112967±981 |
67,68±0,6 |
35,95±0,52 |
090720-16 |
OQH03 |
0,05069 |
18072±136 |
0,0116±0.0059 |
11359±85 |
6,96±0,06 |
36,77±0,51 |
H́nh 3. Biểu
đồ đường đẳng thời xác định
tuổi thành tạo quặng molybdenit trong đới khoáng
hoá molybden Ô Quy Hồ - Bản Khoang
H́nh 3 cho thấy đường
đẳng thời đi qua cả 6 điểm phân tích và
cho giá trị tuổi 36±1 Tr.n. với MSWD = 2,8. Trong phạm
vi sai số, giá trị tuổi xác định bằng đường
đẳng thời trùng với giá trị tuổi mô h́nh (Bảng
2). Do vậy, giá trị 36 Tr.n. có thể được coi
là tuổi thành tạo của quặng molybdenit ở Ô Quy Hồ
- Bản Khoang.
IV. Ư NGHĨA ĐỊA CHẤT
Các kết quả nghiên cứu
về khoáng sản vùng TN
V. KẾT LUẬN
Phương pháp định tuổi
molybdenit bằng hệ thống đồng vị Re-Os đă
và đang được ứng dụng rất thành công
trong nghiên cứu các tụ khoáng. Kết quả ứng dụng
nghiên cứu của phương pháp này tại đới
khoáng hoá molybden Ô Quy Hồ - Bản Khoang đă xác định
được tuổi của khoáng hoá molybden là 36 Tr.n..
Kết quả tuổi thành tạo
của đới khoáng hoá molybden Ô Quy Hồ - Bản Khoang
hoàn toàn tương đồng với tuổi thành tạo
của khoáng hoá đồng-molybden trong các mỏ Cu-Mo porphyr
dọc theo đới kiến tạo Jinsha Jiang - Sông Hồng
bên kia biên giới
Lời cảm ơn: Bài báo được hoàn thành với sự
hỗ trợ kinh phí của Đề tài cấp Nhà nước
VĂN LIỆU
1.
Bùi Phú Mỹ (Chủ biên),
1978, 2005. Địa chất
và khoáng sản tờ Lào Cai - Kim B́nh. Thuyết minh tờ BĐĐC Lào Cai - Kim B́nh tỷ lệ
1:200.000. Cục ĐC&KS VN, Hà Nội.
2. Chung S.L., Lee T.Y., Lo C.H. et al., 1997. Intraplate extension prior to continental extrusion along the Ailao Shan
-
3. Dovjikov A.E. (Chủ biên), 1965, 1971. Địa chất
miền Bắc Việt Nam. Nxb
KH&KT, Hà Nội
4.
Du A.D., He H.L., Yin N.W. et al.,
1994. A study on the rhenium-osmium
geochronometry of molybdenites. Acta Geol. Sinica, 68/4 : 339-347. Beijing.
5.
6.
Đào Đ́nh Thục, Huỳnh Trung, 1995. Địa chất Việt
7.
Guilbert J.M., 1986. The geology of
ore deposits. W.H. Freeman & Company,
8.
Guo L.G., Liu Y.P., Xu W. et al.,
2006. Constraints to the mineralization
age of the Yulong deposit from SHRIMP U-Pb zircon data in
9.
Hou Z.Q., Ma H.W., Khin Z. et al.,
2003. The Himalayan Yulong porphyry
copper belt: Product of large-scale strike-slip faulting in
10.
Hou Z.Q., Zhong D.L., Deng W.M. et al.,
2005. A tectonic model for porphyry
copper-molybdenum-gold deposits in the eastern Indo-Asian collision zone. Super porphyry copper & gold deposits: A
global perspective. PGC Publ. Adelaide, 2 : 423-440.
11.
Leloup P.H., Lacassin R., Tapponnier P. et
al., 1995. The Ailao Shan - Red
River shear zone (
12.
Leloup P.H., Arnaud N., Lacassin R. et al.,
2001. New constraints on the
structure, thermochronology and timing of the
Ailao Shan -
13.
Lentz D.R., Creaser R.A., 2005. Re-Os model
age constraints on the genesis of the Moss molybdenite pegmatite-aplite
deposit, SW Grenville Province,
14.
15.
Liu J.L., Song Z.J., Cao S.Y. et al.,
2006. The dynamic setting and
processes of tectonic and magmatic evolution of the oblique collision zone
between Indian and Eurasian plates: Exemplified by the tectonic evolution of
the
16.
Mao J.W., Lehmann B., Du A.D. et al.,
2002. Re-Os dating of polymetallic Ni-Mo-PGE-Au
mineralization in Lower Cambrian black shales of
17. Nguyễn
18.
19. Searle M.P., 2006. Role of the Red River shear zone,
20.
Shirey S.B., Walker R.J., 1995.
Carius tube digestion for low-blank rhenium-osmium analysis. Anal. Chemistry, 67 : 2136-2141.
21. Suzuki K., Lu Q., Shimizu H., 1993. Reliable Re-Os age for molybdenite. Geochim. Cosmochim. Acta, 57 : 1625-1628.
22. Trần Ngọc Nam,
2003. Tuổi U-Pb zircon 750 triệu năm của
phức hệ Po Sen và ư nghĩa kiến tạo. TC Địa chất, A/274 : 11-16. Hà Nội.
23.
Trần Tuấn Anh, Trần Trọng Hoà, Phạm Thị
Dung, 2002. Granites of the Yê Yên Sun
Complex and their significance in tectonic interpretation of the Early Cenozoic
stage in West Bắc Bộ.
J. of Geology, B/19-20 : 43-53. Hà Nội.
24.
Wang D.H., Qu W.J., Li Z.W. et al.,
2004. Metallogenic epoch of the Jinsha Jiang - Honghe
porphyry copper-molybdenum deposits belt: Re-Os isotopic dating. Sci. in
25.
Wang P.L., Lo C.H., Lee T.Y., Chung S.L., Lan C.Y., Thang T.V., 2000. Onset timing of left-lateral movement along the Ailao
Shan - Red River shear zone: 40Ar/39Ar dating constraint
from the Nam Dinh area,
26.
Watanabe Y., Stein H.J., 2000. Re-Os
ages for the Erdenet and Tsagaan Suvarga porphyry Cu-Mo deposits,
27.
Zhang L.S.,