5.2. Các biểu đồ phân biệt các trầm tích hạt vụn sử dụng nguyên tố vết

Biểu đồ phân bố các nguyên tố đất hiếm trong trầm tích

Trong quá trình thành đá, REE có tính ỳ nên được tích tụ trong các trầm tích. Hàm lượng của chúng phụ thuộc một mặt vào bản thân thành phần lục nguyên, mặt khác vào nước biển, được thể hiện ở số lượng vật chất phi carbonat và tổng lượng vật chất carbonat, sulphat và muối. Hàm lượng các lantanoid nhẹ được tăng lên cùng với lượng vật chất phi carbonat. Trong khi đó các đá có nguồn gốc hoá học thuần tuý hơn lại chứa lượng REE ít hơn, như­ng lantanoid nặng tăng lên. Thành phần và hàm lượng REE chủ yếu thể hiện đặc điểm hoàn cảnh trầm tích, mà không thể hiện ảnh hưởng của các nguồn vật liệu.

Khi nghiên cứu sự phân bố REE trong các đá trầm tích thường tiến hành chuẩn hoá theo các chuẩn trầm tích (Bảng 3.4). Hỗn hợp đá phiến sét Bắc Mỹ (NASC: North American Shale Composite), trong đó các số liệu của Gromet và nnk (cột 5, Bảng 3.1) được khuyến cáo nên dùng. Thay cho NASC, có thể dùng trung bình đá phiến sét châu Âu (ES) và trung bình các đá trầm tích Australia sau Arkei (PAAS). Một số tác giả dùng thành phần trung bình của vỏ lục địa trên để chuẩn hoá thành phần các đá trầm tích, đặc biệt còn chuẩn hoá theo chondrit.

Bảng 3.4. Thành phần trầm tích chuẩn để chuẩn hoá REE trong các đá trầm tích (theo Rollingson, 1995)

Ng/tố (ppm)

NASC

NASC

NASC

NASC

NASC

ES

PAAS

Vỏ trên

 

1

2

3

4

5

6

7

 

La

39,00

32,00

32,00

31,10

31,100

41,10

38,200

30,00

Ce

76,00

70,00

73,00

66,70

67,033

81,30

79,600

64,00

Pr

10,30

7,90

7,90

 

 

10,40

8,830

7,10

Nd

37,00

31,00

33,00

27,40

30,400

40,10

33,900

26,00

Sm

7,00

5,70

5,70

5,59

5,980

7,30

5,550

4,50

Eu

2,00

1,24

1,24

1,18

1,253

1,52

1,080

0,88

Gd

6,10

5,21

5,20

 

5,500

6,03

4,660

3,80

Tb

1,30

0,85

0,85

0,85

0,850

1,05

0,774

0,64

Dy

 

 

 

 

5,540

 

4,680

3,50

Ho

1,40

1,04

1,04

 

 

1,20

0,991

0,80

Er

4,00

3,40

3,40

 

3,275

3,55

2,850

2,30

Tm

0,58

0,50

0,50

 

 

0,56

0,405

0,33

Yb

3,40

3,10

3,10

3,06

3,113

3,29

2,820

2,20

Lu

0,60

0,48

0,48

0,456

0,456

0,58

0,433

0,32

Y

 

27,00

 

 

 

31,80

27,00

22,00

Ghi chú: (1) Hỗn hợp đá phiến sét Bắc Mỹ (Haskin và Frey, 1966); (2) Hỗn hợp đá phiến sét Bắc Mỹ (Haskin và Haskin, 1966); (3) Hỗn hợp đá phiến sét Bắc Mỹ (Haskin và nnk., 1968); (4) Hỗn hợp đá phiến sét Bắc Mỹ (Gromet và nnk., 1984) – INAA; (5) Hỗn hợp đá phiến sét Bắc Mỹ (Gromet và nnk., 1984) – khuyến cáo sử dụng; (6) Trung bình đá phiến sét châu Âu (Haskin và Haskin, 1966); (7) Trung bình đá trầm tích sau Arkei, Australia (Taylor và McLennan, 1989)

Các biểu đồ Bhtia và Crook xác định bối cảnh kiến tạo trầm tích grauwack

Trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm REE trong cát kết grauwack ở Đông Australia, đã thiết lập một loạt biểu đồ xác định các bối cảnh kiến tạo của các bồn trầm tích khác nhau: cung đảo đại dương, cung đảo lục địa, rìa lục địa tích cực và rìa lục địa thụ động. Nhìn chung grauwack thuộc cung đảo đại dư­ơng có hàm lượng La, Th, U, Zr rất thấp, các tỉ lệ La/Sc, La/Th, Ti/Zr, Zr/Th cao. Còn đối với grauwack cung đảo lục địa, đặc trư­ng hàm lượng La, Th, U, Zr, và Nb cao. Thường dùng các biểu đồ La-Th (Hình 3.7), Ti/Zr- La/Sc, La/Y-Sc/Cr (Hình 3.8a, b) Các trầm tích của rìa lục địa tích cực và thụ động được phân biệt rõ ràng trên các biểu đồ Th–Sc–Zr/10 và Th–Co–Zr/10 (Hình 3.9). Grauwack, được thành tạo ở rìa lục địa thụ động, có hàm lượng Zr tăng cao, đồng thời tỉ lệ Zr/Th cao và Ba, Rb, Sr và Ti/Zr thấp so với các trầm tích thuộc rìa lục địa tích cực.

 

 

 

Hình 3.8. Các biểu đồ của Bhtia phân loại các bối cảnh trầm tích grauwack. Các trường: A- cung đảo đại dương;

B- cung đảo lục địa; C- Rìa lục địa tích cực và D- rìa lục địa thụ động

 

 

 

Kết luận lại, việc nghiên cứu thành phần hoá học các đá trầm tích cho phép giải quyết nhiều vấn đề về nguồn gốc:

·        Trư­ớc hết, nhờ hệ thống các modul thạch hoá, có thể phân loại, phục hồi lại đặc tính thạch sinh nguồn vật liệu, tái lập đặc điểm hoá lí và địa động lực trầm tích;

·        Nhờ các biểu đồ về nguồn gốc, có thể phân loại chi tiết hơn các kiểu đá, có thể hiểu rõ hơn về đặc điểm tư­ớng và bối cảnh kiến tạo của trầm tích;

Nghiên cứu sự phân bố nguyên tố đất hiếm là một hướng mới trong nghiên cứu các đá trầm tích. Đáng chú ý là những biểu đồ của Bhtia và nnk. giúp ích rất nhiều trong việc tìm hiểu bối cảnh kiến tạo của lúc hình thành bồn trầm tích.