ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN VIẾT TUÂN ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ TIẾN HÓA
BIẾN CHẤT CỦA CÁC ĐÁ GRANULIT KHU VỰC
KROONG – KBANG, TỈNH GIA LAI
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. NGUYỄN THỊ MINH THUYẾT
Hà Nội - 2014

Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
1

LỜI CẢM ƠN
Luận văn đã được thực hiện tại Khoa Địa chất – Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Minh
Thuyết.Nhân dịp này tác giả xin trân trọng cảm ơn tới TS. Nguyễn Thị Minh
Thuyết, người trực tiếp hướng dẫn khoa học cho học viên trong quá trình học tập
nghiên cứu và viết luận văn.


1.2.2. Giai đoạn sau năm 1975 đến nay 13
CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC KROONG 16
2.1.Địa tầng 18
2.2. Magma 20
2.3. Kiến tạo 23
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP 26
NGHIÊN CỨU 26
3.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 26
3.1.1. Tướng biến chất 26
3.1.2. Một số đặc điểm của các đá granulit 27
3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
3.2.1. Phương pháp nghiên cứu ngoài trời 29
3.2.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng 29
3.2.2.1. Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học bằng kính hiển vi
phân cực 29
3.2.2.3. Phương pháp EPMA 30
3.2.2.4. Phương pháp nhiệt – áp kế địa chất 31
3.3. CÔNG CỤ HỖ TRỢ 33
CHƯƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CÁC ĐÁ GRANULIT
KHU VỰC KROONG 34
4.1. Đặc điểm phân bố các đá granulit khu vực KRoong. 34
Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
3

4.2. Đặc điểm thành phần vật chất của các đối tượng nghiên cứu 35
4.2.1. Đặc điểm thạch học – khoáng vật 35
4.2.2. Đặc điểm hóa học khoáng vật 43
CHƯƠNG 5: ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ TIẾN HÓA BIẾN CHẤT CỦA
CÁC ĐÁ GRANULIT KHU VỰC KROONG 53
5.1. Điều kiện P – T thành tạo của các đá granulit khu vực KRoong 53

3
O
8
Almandin
]
Alm
Fe
2+
3
Al
2
[SiO
4
]
Amphibol
3

Am
Tập hợp các silicat chứa nước
Anorthit
An
Ca[Al
2
Si
2
O
8
Biotit
]
Bt

10
]
2
(OH)
Clinopyroxen
16

Cpx
(Ca,Mg,Mn,Fe
2+
,Fe
3+
,Ti,Al)
2
[(Si,Al)
2
O
6
Cordierit
]
Crd
(Mg,Fe)
2
[Si
5
Al
4
O
18
].H

4

Opx
(Mg,Fe)
2
[Si
2
O
6
Plagioclas
]
Pl
(Ca,Na)[Al
2-1
Si
2-3
O
8
Pyrop
]
Prp
Mg
3
Al
2
[SiO
4
]
Sillimanit
32
Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
5

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
TT
Số hiệu
Nội dung
Trang
1
Hình 1.1
Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu [3]
11
2
Hình 2.1a
Sơ đồ địa chất vùng KRoong [17]
16
3
Hình 2.1b
Chỉ dẫn địa chất vùng Kroong [17]
17
4
Hình 2.2
Sơ đồ cấu trúc, kiến tạo khu vực KRoong [17]
24
5

Hình 4.4
Vị trí mẫu vùng nghiên cứu trên biểu đồ phân loại mica
cho đá granulit pelit theo thành phần hóa dựa theo
Mg/(Mg+Fe) và Si/Al
44
IV

12
Hình 4.5
Vị trí mẫu granulit pelit vùng nghiên cứu trên biểu đồ
phân loại điều kiện thành tạo của biotit theo nhiệt độ
của Schreurs (1985)
44
13
Hình 4.6
Vị trí các mẫu granulit pelit vùng nghiên cứu trên biểu
đồ tương quan giữa các hợp phần hóa học và điều kiện
kết tinh của granat tương ứng theo phân loại của
Vogel, 1967 [27]
46
14
Hình 4.7
Vị trí các mẫu granulit pelit vùng nghiên cứu trên biểu
47
Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
6

đồ ba hợp phần Na – Ca – K
15
Hình 5.1


Hình 5.7
Sơ đồ tiến hóa biến chất của các đá granulit khu vực
KRoong
64 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
7

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
TT
Số hiệu
Nội dung
Trang
1
Bảng 4.1
Kết quả phân tích thành phần hóa học K/Feldspar và
plagioclaz các đá granulitpelit khu vực KRoong[27]
48
2
Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
8

MỞ ĐẦU
Địa khối Kon Tum là nơi xuất lộ móng kết tinh lớn nhất của địa khu Đông
Dương[8, 9].Địa khu này được nhiều nhà địa chất coi là hợp phần của lục địa
Gondwana, mặc dù ranh giới giữa nó với lục địa Nam Trung Hoa vẫn còn nhiều ý
kiến khác nhau như đới đứt gẫy Sông Hồng, đới khâu Sông Mã, hay xa hơn về phía
nam là đới khâu Tam Kỳ - Phước Sơn. Các phức hệ móng kết tinh lộ ra ở địa khối
Kon Tum là những đá biến chất cao, được xếp vào các thành tạo tiền Cambri, bao
gồm các đá biến chất tướng granulit thuộc phức hệ Kan Nack, các đá biến chất
tướng amphibolit thuộc phức hệ Ngọc Linh và hệ tầng Khâm Đức.
Phức hệ Kan Nack gồm các đá granulit và charnockit, phân bố ở phần phía
đông của địa khối Kon Tum. Toàn bộ các đá này được bao quanh bởi gneis và đá
phiến hai mica của phức hệ Ngọc Linh. KRoong được xem là một vùng lý tưởng để
nghiên cứu phức hệ Kan Nack với những diện lộ khá đặc trưng.
Nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất, điều kiện thành tạo của các đá biến
chất góp phần luận giải bối cảnh và lịch sử tiến hóa địa chất của khu vực. Vì vậy, đề
tài “Đặc điểm thành phần vật chất và tiến hóa biến chất của các đá granulit khu
vực KRoong – Kbang, tỉnh Gia Lai ” được lựa chọn.
Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài sẽ góp phần làm sáng tỏ đặc điểm biến chất, phân bố và lịch sử biến
chất của các thành tạo granulitthuộc phức hệ Kan Nack khu vực xã KRoong huyện
Kbang tỉnh Gia Lai, đồng thời góp phần luận giải bối cảnh địa động lực của khu vực
trung tâm địa khối Kon Tum.
Nội dung nghiên cứu
1. Nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất các đá granulit phức hệ Kan Nack
khu vựcKroong.


1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên – Kinh tế nhân văn
Khu vực nghiên cứu thuộc huyện Kbang tỉnh Gia Lai. Phía Tây và phía Nam
giáp với các huyện Đắk Đoa, Mang Yang và thị xã An Khê, phía Bắc và phía Đông
giáp với các tỉnh Kon Tum và Bình Định (hình 1.1).
Khu vực nghiên cứu thuộc vùng khí hậu cao nguyên nhiệt đới gió mùa, độ ẩm
cao và có lượng mưa lớn. Khí hậu chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa bắt đầu từ tháng
5 và kết thúc vào tháng 10; mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa
trung bình năm từ 1.200 – 1.750 mm. Nhiệt độ trung bình năm là 22 – 25
0
C. Mạng
lưới sông suối trong vùng khá dày, là nơi sông Ba chảy qua (một con sông lớn của
khu vực Tây Nguyên). Từ khi mực nước dâng cao do thủy điện sông Ba đi vào hoạt
động, một sốvết lộ tiêu biểu đã nằm dưới mực nước của lòng hồ, gây khó khăn
trong công tác thực địa.
Giao thông đi lại trong vùng còn gặp nhiều khó khăn. Có thể tiếp cận trung
tâm khu vực nghiên cứu bằng cả đường bộ lẫn đường thủy. Từ trung tâm Kan Nack
đến xã KRoong đã có đường trải nhựa, từ trung tâm xã tới các bản trong khu vực
khảo sát chỉ có thể đi bằng đường mòn dân sinh.
Khu vực nghiên cứu là khu vực vùng sâu, vùng xa của huyện Kbang, có điều
kiện kinh tế chưa phát triển, tỉ lệ hộ nghèo còn khá cao. Dân cư chủ yếu là người
Bana, người Kinh chiếm tỷ lệ nhỏ ,chủ yếu tập trung tại trung tâm xã. Điện lưới
quốc gia mới chỉ tiếp cận được phần trung tâm xã.
Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
11 Hình 1.1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu [3]
Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
12


uốn nếp chính ở Đông Dương có tuổi Mesozoi sớm.Ông cũng là người đầu tiên phát
hiện ra chuyển động Indosini trên bán đảo Đông Dương kéo dài trên 100 triệu năm
trong khoảng tuổi Permi muộn - Jura (240 - 136 triệu năm)[10].
Năm 1942, sở Địa chất Đông Dương cho xuất bản tờ bản đồ địa chất tỷ lệ
1:500.000 của Saurin E.và BornelliM Đây là công trình chuyên về thạch học, trong
đó các thành tạo biến chất được phân chia thành gneis, granitogneis, amphibolit
được định tuổi Arkei; các đá phiến mica, pyroxenit, amphibolit, quarzit gneis,
pegmatit tuổi Proterozoi; quarzit mica, andezit tuổi Cambri – Silur[10].
Bên cạnh đó, trong giai đoạn này còn có các công trình tiêu biểu như: Bản đồ
Địa chất Đông Dương tỷ lệ 1: 2.000.000;Sổ tay tra cứu địa tầng ba nước Đông
Dương; Bản đồ kiến tạo Đông Dương [14]. Đặc biệt, trong những năm 1960, 1970
đã có sự đóng góp đầu tiên của các nhà địa chất Việt Nam như: Bản đồ địa chất
miền Nam của Lê Thạc Xinh (1967); Bản đồ Địa chất miền Nam tỷ lệ 1:500.000
của Trần Kim Thạch (1974); các công trình nghiên cứu về thạch học của Tạ Trấn
Tấn (1958), Trần Huỳnh Anh (1967, 1969, 1970)[10].
1.2.2. Giai đoạn sau năm 1975 đến nay
Sau ngày Miền Nam hoàn toàn giải phóng, công tác nghiên cứu địa chấtđược
tiến hành một cách có hệ thống và tốc độ nhanh để phù hợp với sự phát triểnkinh tế
của đất nước. Các đoàn địa chất được thành lập và tiến hành nghiên cứu một cách
toàn diện các đối tượng địa chất trong khu vực. Đáng chú ý là công trình đo vẽ bản đồ
địa chất và tìm kiếm khoáng tỷ lệ 1:500.000 do Nguyễn Xuân Bao và các nhà địa
chất Đoàn 500 thực hiện trong những năm 1975 - 1978. Thành tựu nổi bật của công
trình này là đã xác lập có cơ sở các phức hệ biến chất, trong đó có phức hệ granulit
Kan Nack mới được mô tả lần đầu ở địa khối Kon Tum; phân chia và mô tả có hệ
thống các thành tạo magma biểu hiện rất phong phú và đa dạng có tuổi từ Arkei đến
Đệ Tứ; nêu bật pha kiến sinh đầu Cambri ở địa khối Kon Tum[1].
Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
14


15

cao ở địa khối Kon Tum và ý nghĩa địa động lực trong quá trình tạo núi Indosini
[16];Tiến hóa biến chất của granulit phức hệ Kan Nack và quá trình tạo núi Indosini
[15]; Thạch luận các đá biến chất hệ tầng Khâm Đức và ý nghĩa địa động lực [14],
đã làm rõ hơn về đặc điểm các đá biến chất cao ở địa khối Kon Tum trong quá trình
tạo núi Indosini.
Chính sự phức tạp về chế độ động lực của khu vực, cũng như chịu ảnh hưởng
của rất nhiều các pha biến chất, biến dạng khác nhau trong lịch sử tiến hoá đã dẫn đến
sự phức tạp về thành phần và diện phân bố của các đá biến chất ở địa khối Kon Tum
nói chung và ở phức hệ Kan Nack nói riêng. Điều này gây rất nhiều khó khăn trong
công tác khảo sát địa chất, tìm kiếm mẫu xác định chính xác các tổ hợp cộng sinh
khoáng vật đặc trưng cũng như xác định tuổi đồng vị cho các đá của phức hệ. Do vậy,
việc nghiên cứu các thành tạo của phức hệ này nhằm xác định chính xác điều kiện
biến chất và bối cảnh địa động lực khu vực hiện vẫn đang tiếp tục được tiến hành. Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
16

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤTKHU VỰCKROONG

sillimanit – granat – cordierit (leptynit) thuộc loại metapelit (biến chất ở tướng
granulit) [17]. Trong phạm vi khối Kon Tum, leptynit Xa Lam Cô gặp khá phổ biến
trong diện lộ của đá biến chất tướng granulit khác và luôn chiếm khối lượng chủ
yếu. Các thành tạo leptynit lộ khá liên tục với khối lượng lớn có thể quan sát dọc
sông Ba từ Kan Nack đến thượng nguồn, chúng thường tạo thành dải phân phiến
ĐB-TN, chứa các thể tù các đá granulit mafic Kon Cot. Thành phần khoáng vật của
leptynit Xa Lam Cô khá đa dạng về phương diện khối lượng phần trăm, trong đó
thạch anh và felspar biến thiên khá lớn.
b. Hệ tầng Đắk Lô: Gồm đá hoa chứa diopsid và wollastonit, gặp trên một
diện tích rất nhỏ ở thể thấu kính tại thượng nguồn sông Ba (xã KRoong) trong diện
Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
19

lộ của leptynit Xa Lam Cô. Đá sáng màu hạt lớn, có thể nhìn rõ những hạt diopsid
và olivin bên cạnh calcit và wollastonit.
c. Hệ tầng Kon Cot: Granulit mafic Kon Cot lộ ra nhiều nhất ở dọc sông Ba
đoạn chảy qua làng Kon Cot, phía tây bắc thị trấn Kan Nack, huyện K’bang, Gia
Lai. Với khối lượng nhỏ hơn, nhóm đá này còn gặp ở dọc sông An Lão, sông Côn,
Bình Nghi (Bình Định) [18]. Thành phần thạch học bao gồm granulit mafic hai
pyroxen, tạo thành những thể tù trong gneis biotit – sillimanit – granat – cordierit.
Granulit mafic Kon Cot có thành phần tương ứng với bazan.
2.1.2. Hệ tầng Mang Yang(T
2
amy)
Hệ tầng Mang Yang lần đầu tiên được xác định bởi Nguyễn Kinh Quốc, 1979.
Các thành tạo địa chất thuộc hệ tầng này có vị trí phân bố trùng với các thành tạo
ryolit được phân định bởi Lacroix, 1937 và Saurin E., 1964. Năm 1997, Trần Tính
đã mô tả hệ tầng bao gồm: Cuội kết, cát kết, phiến sét – silic, ryolit, felsit và tuff
của chúng.
Về mặt thạch hoá, các đá phun trào ở hệ tầng Mang Yang thuộc kiểu thành hệ

2.2. Magma
tt)
Hệ tầng được Nguyễn Ngọc Hoa và nnk xác lập năm 1991.
Các thành tạo phun trào mafic hệ tầng Túc Trưng chiếm một vài diện nhỏ ở
phía tây vùng. Thành phần thạch học chủ yếu gồm: bazan olivin, bazan hai pyroxen,
bazan olivin – augit – plagioclaz, plagioclaz bazan xen các lớp bazan phong hóa
thành đất đỏ. Các đá bazan có màu xám, xám đen, cấu tạo khối đặc xit hoặc lỗ
hổng, hạnh nhân, kiến trúc phổ biến là phorphyr với nền ophit, vi khảm. Khoáng vật
ban tinh chiếm khoảng 5 – 20% gồm olivin, plagioclaz, augit, thủy tinh núi lửa
Các kết quả phân tích tuổi đồng vị các đá bazan trong khu vực An Khê cho giá
trị 2,1 triệu năm, tương ứng với Pliocen. Tuy nhiên, dựa vào kết quả đối sánh địa
tầng, Trần Tính và tập thể tác giả loạt bản đồ 1:200.000 tờ Măng Đen - Bồng Sơn
đã xếp các thành tạo của hệ tầng trong vùng vào tuổi Pliocen – Pleistocen sớm
[17].
2.2.1. Phức hệ Sông Ba (γδARsb)
Phức hệ Sông Ba được Nguyễn Xuân Bao và Trần Quốc Hải thành lập trong
công tác đo vẽ bản đồ và điều tra khoáng sản miền Nam Việt Nam tỷ lệ 1/500.000
Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
21

từ 1979 đến 1982 (Nguyễn Xuân Bao, 1979). Lúc đầu phức hệ Sông Ba được Trần
Quốc Hải dùng để mô tả pluton enderbit lộ ra ở vùng Kon Rô thuộc thượng nguồn
sông Ba, huyện K’Bang tỉnh Gia Lai. Đá enderbit thường bị kiềm hóa mạnh mẽ tạo
thành charnokit và nhiều nơi khối lượng charnokit chiếm tỉ lệ áp đảo so với
enderbit, vì vậy phức hệ Sông Ba có thành phần hỗn hợp là enderbit–charnokit. Về
sau Trần Tính (1993) mô tả thêm các đá enderbit–charnokit thuộc phức hệ này ở
vùng Ton Ko cũng dọc theo mặt cắt sông Ba và một số khối ở An Khê và sông
Côn.Các thành tạo enderbit–charnokit nêu trên đều nằm trong diện lộ và có quan hệ
khăng khít với các thành tạo biến chất tướng granulit phức hệ Kan Nack . Các kết
quả nghiên cứu gần đây nhất, Thái Quang và Nguyễn Văn Trang (2005) phát hiện

kính với bề dày khoảng 500m, nằm trong đới granulit mafic thuộc phức hệ Kan
Nack. Ở ranh giới tiếp xúc với đá granulit mafic vây quanh khối này có thành phần
rất không đồng nhất với thành phần chủ yếu là migmatit dạng dăm bao gồm phần cũ
là granulit mafic và phần mới là granit gneis biotit - granat của phức hệ Plei Manko.
Nhiều chỗ tạo thành granit gneis dạng nebulit với những ổ giàu khoáng vật màu hơn
và nền là granit gneis biotit - granat. Vào gần trung tâm khối, lượng granit gneis
biotit - granat tăng lên rõ rệt so với các đá granulit. Ở trung tâm khối gặp các đá
granit gneis biotit - granat chứa rất ít thể tù granulit mafic. Tất cả các đá granit gneis
biotit - granat từ rìa khối đến trung tâm đều có cấu tạo gneis rất rõ, khuôn theo
phương biến dạng của đá vây quanh. Trong khi granulit mafic có ranh giới rõ ràng
với granit gneis biotit - granat thì chính granit gneis này lại có ranh giới mờ nhạt,
chuyển tiếp sang granit gneis dạng nebulit ở phần rìa khối[9].
2.2.4. Phức hệ Cheo Reo (δPPcr)
Phức hệ Cheo Reo do Trần Tính và nnk xác lập năm 1994 trong công tác đo
vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản loạt tờ Kon Tum - Buôn Mê Thuột nhằm
mô tả các đá sẫm màu hornblendit và pyroxenit phân bố trong diện lộ của phức hệ
Ngọc Linh (sau này phức hệ này được mô tả trong phức hệ / hệ tầng Sông Re, Tắc
Pỏ và Đak Mi). Phức hệ được mô tả với một số thể hornblendit kích thước từ vài
Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Viết Tuân
23

chục cm đến vài mét, dạng ổ, dạng thấu kính và dạng budina nằm xen trong
amphibolit phân phiến, có bề dày lớn. Quan hệ giữa amphibolit và hornblendit là rõ
ràng, không có các đới chuyển tiếp về màu sắc cũng như về thành phần khoáng vật.
Hornblendit sẫm màu, xanh đen hoặc đen, hạt lớn, cấu tạo khối và đôi khi định
hướng yếu, kiến trúc hạt biến tinh. Đá có tỉ trọng lớn hơn, sẫm màu hơn và hạt lớn
hơn so với amphibolit. Theo quan hệ không gian, có thể nhận định rằng chính
hornblendit là sản phẩm biến chất từ đá pyroxenit vốn cộng sinh cùng basalt. Quá
trình biến chất làm basalt biến thành amphibolit, còn pyroxenit thành hornblendit.
Đồng thời với quá trình biến chất là quá trình biến dạng, tạo ra các thể budina, ổ hay