Luận văn Nghiên cứu đánh giá các điều kiện tự nhiên, cảnh quan địa chất phục vụ quy hoạch phát triển bền vững du lịch thành phố Hà Nội

Nguyễn Công Lượng và nnk, 1991, 1995). Việc xác định bối cảnh địa động lực thành tạo, nguồn gốc của các đá núi lửa cũng còn thiếu phân tích định lượng, phân tích đồng vị, nguyên tố vết... Trong các công trình nghiên cứu chuyên sâu về thạch luận phải kể đến công trình "Các thành tạo mafic-siêu mafic Permi - Trias miền Bắc Việt Nam" của nhóm tác giả Nga - Việt Nam: Poliakov G.V, Balykin P.A, Trần Trọng Hoà, Hoàng Hữu Thành, Trần Quốc Hùng, Ngô Thị Phương... với một khối lượng phân tích đa dạng về hoá silicat, microsond, huỳnh quang tia X, kích hoạt notron thu thập theo một số mặt cắt ở Nậm Muội, Tạ Khoa, Ba Vì..., dựa theo quan điểm phân tích thành hệ, các tác giả đã chia các thành tạo núi lửa pluton Permi - Trias trong phạm vi cấu trúc Sông Đà ra ba tổ hợp: - Tổ hợp các đá bazantoid cao magne, thấp kiềm, thấp titan ở thung lũng sông Nậm Muội và Tạ Khoa. - Tổ hợp các đá núi lửa bazantoid cao titan cao kiềm và các đá thuộc nhóm salic kiềm phủ trên các đá bazantoid cao magne. - Tổ hợp bazan - andesit - dolerit -picrit á kiềm cùng các xâm nhập á núi lửa siêu bazơ nhỏ có độ kiềm và titan khá cao (Ba Vì, Hoà Bình, Kim Bôi). Theo như các tác giả thì hai tổ hợp đá núi lửa pluton (mafic - siêu mafic) ở khu vực Nậm Muội và Tạ Khoa là tương đồng nhau. Các tác giả trên lần đầu đã công bố tuổi đồng vị Rb - Sr phân tích trên các khoáng vật olivin, clinopyroxen của bazan komatit vùng Nậm Muội cho tuổi 253 ± 7,2 triệu năm và tỷ số 87Sr/86Sr nguyên thuỷ là 0,70348 ± 5. Trong báo cáo chuyên đề “Nghiên cứu mối liên quan giữa các đá núi lửa vùng sông Đà, với khoáng hóa đồng vàng” TS. Nguyễn Đắc Lư (2005) mô tả phức hệ núi lửa (magma) là tổ hợp các đá được sinh thành trong quá trình địa chất nội sinh với các điều kiện hoá lý riêng, được nảy sinh do bối cảnh địa kiến tạo và địa động lực nào đó. Theo ông, phức hệ núi lửa Viên Nam theo quan hệ địa chất và thành phần vật chất được chia ra 2 pha: - Pha 1: bazantoid, tuf bazan, diabas, gabrodiabas, komatit - Pha 2: felsic kiềm (trachyt, trachyandesit, trachydacit, trachyryolit, ryolit). Hệ tầng Viên Nam ban đầu được coi là có thành phần tương tự hệ tầng Cẩm Thủy nhưng do phân bố ở đơn vị cấu trúc địa chất khác nên trầm tích - phun trào ở vùng Viên Nam, Kim Bôi, dọc lưu vực sông Đà từ suối Rút đến Nậm Muội và ở Tam Đường được mô tả thành hệ tầng Viên Nam (Phan Cự Tiến và nnk. 1977). Sau đó đá phun trào Viên Nam vẫn được mô tả trong thành phần của hệ tầng Cẩm Thủy (Vũ Khúc & Bùi Phú Mỹ và nnk. 1990). Những kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy hệ tầng Viên Nam phân biệt với hệ tầng Cẩm Thủy ở tính chất thạch địa tầng, trong khi hệ tầng Cẩm Thủy chủ yếu có thành phần mafic thì trong hệ tầng Viên Nam lại phổ biến thành phần trachyt (Nguyễn Đức Thắng 1994) hoặc thuộc kiểu tổ hợp basalt (trachybasalt) – trachyandesit - trachydacit, loại basalttoid á kiềm loạt tương phản (Trần Trọng Hoà 2001). Như vậy theo đặc tính thạch học, hệ tầng Viên Nam và hệ tầng Cẩm Thủy có thành phần đá không giống nhau và là những thể địa tầng khác nhau. Trong lúc chưa có thêm tài liệu nghiên cứu mới về thạch hóa của đá phun trào ở hệ tầng Cẩm Thủy, không nên coi hai loại phun trào Viên Nam và Cẩm Thủy chỉ thuộc một hệ tầng (Tống Duy Thanh, Vũ Khúc, 2005). Chương 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Khái niệm aglomerat trong hệ thống phân loại các đá núi lửa Aglomerat (agglomerate) là một thể địa chất phức tạp, sự hình thành của chúng thường liên quan đến sự phun nổ của núi lửa. Các khái niệm về aglomerat được đưa ra từ rất sớm và có rất nhiều quan điểm khác nhau, sau đây là một số quan niệm về aglomerat: - Là tích tụ bở rời của các loại đá và khoáng vật. Tuf núi lửa, sỏi–cuội kết v.v. cũng là aglomerat (Lyell, 1831) - Aglomerat núi lửa - một loại aglomerat bao gồm chủ yếu các bom núi lửa (Levinson-Lessinga & Struve 1963) - Khi mảnh vỡ lớn được gắn kết, chúng trở thành aglomerat (dăm kết núi lửa), tro núi lửa được gắn kết thành tuf núi lửa hoặc tuf phun trào. Tuf có thể chứa các mảnh vỡ góc cạnh, khi đó nó được gọi là dung nham tuf aglomerat (tuf-dăm kết) (Gorchkov & Yakouchova 1967) - Là một thành tạo vụn (d ≥ 64mm) gắn kết yếu hoặc hoặc không gắn kết. Đá gắn kết tương ứng gọi là Conglomerat (Foucault & Raoult, 1980). - Là dăm kết núi lửa, là tập hợp hỗn tạp các vật liệu núi lửa kích thước lớn, góc cạnh (Từ điển dầu khí, 1996) - Là dăm kết núi lửa, khái niệm được sử dụng để chỉ để chỉ một tập hợp hỗn tạp của vật liệu núi lửa khích thước lớn dạng góc cạnh (Phan Cự Tiến). - Là đá vụn núi lửa (Pyroclastic rock) với với thành phần của bom và tảng núi lửa chiếm >75% (le Maitre, 2002) - Là dăm - cuội kết núi lửa (Vũ Khúc, 2005). - Bao gồm cuội kết núi lửa, dăm kết núi lửa, đá kết tụ - là đá cấu tạo bởi cuội hoặc dăm có nguồn gốc núi lửa (là chính), gắn kết bởi các thành phần núi lửa hoặc trầm tích núi lửa (Lê Như Lai, 2005). Như vậy, mặc dù có sự khác nhau trong các khái niệm nói trên về aglomerat, nhưng tựu trung lại, chúng đều chỉ loại đá có nguồn gốc núi lửa. Trong nghiên cứu này học viên sử dụng quan niệm về aglomerat được đề xuất bởi Tiểu ban về hệ thống học các đá magma - Liên hiệp Khoa học Địa chất Quốc tế (2002): Aglomerat là đá vụn núi lửa (pyroclastics rock) có thành phần chiếm trên 75% là các mảnh vụn núi lửa dạng bom có đường kính >64 mm. (le Maitre, 2002). Mảnh vụn núi lửa (pyroclast) là mảnh vụn có nguồn gốc núi lửa, phải được hình thành chính (trực tiếp) trong giai đoạn phun nổ hoặc một giai đoạn nào đó của núi lửa (hình 2.1, 2.2). Mảnh vụn núi lửa có thể là các tinh thể riêng biệt; các mảnh vụn tinh thể, thủy tinh và đá. Hình dạng của chúng có thể được hình thành trong quá trình phun nổ hoặc trong quá trình vận chuyển sau đó tới nơi tích tụ đầu tiên (nhưng không bao gồm dạng bị biến đổi do quá trình tái vận chuyển sau đó) (le Maitre, 2002). Mảnh vụn núi lửa bao gồm bom núi lửa, tảng núi lửa, cuội núi lửa (lapilli) và tro núi lửa : Hình 2.1: Sự phun nổ theo miệng núi lửa, các cột tro bụi có thể bay cao hàng chục km trong khi quyển, sau đó rơi xuống mặt đất. Hình 2.2: Phun nổ theo sườn núi lửa thường liên quan đến sự trượt lở hoặc sự sụp đổ của mái, vòm magma - Bom núi lửa là mảnh vụn có đường kính > 64mm, trong quá trình vận chuyển chúng ở thể nóng chảy toàn phần hoặc một phần. Chúng có thể bị vo tròn trong không khí khi vẫn còn dẻo trong quá trình phun lên của núi lửa. Chúng có hình dạng rất đặc trưng (hình quả xoài, bánh mì), dựa vào hình dạng mà người ta gọi tên chúng (hình 2.3; 2.4). - Khối tảng có đường kính > 64 mm, góc cạnh hoặc gần góc cạnh. - Sỏi sạn núi lửa “lapilli” là mảnh vụn núi lửa với rất nhiều hình dạng khác nhau có đường kính từ 64 - 2 mm. - Tro núi lửa là mảnh vụn núi lửa với đường kính <2 mm. Chúng có thể được chia tiếp thành tro hạt thô có đường kính 2 - 1/16 mm và tro hạt mịn (bụi) có đường kính nhỏ hơn 1/16 mm. Các tích tụ mảnh vụn núi lửa là một tập hợp các mảnh vụn núi lửa cố kết hoặc không cố kết. Chúng thường có trên 75% thể tích là các mảnh vụn núi lửa, phần còn lại có thể là các trầm tích hữu cơ, hóa học hoặc là có nguồn gốc biểu sinh (epiclast). Khi thành phần cố kết chiếm chủ yếu, chúng được gọi là các đá vụn núi lửa; khi thành phần không cố kết chiếm chủ yếu, chúng được gọi là vụn núi lửa (tephra) (bảng 2.1). Đá vụn núi lửa được gọi tên theo tỷ lệ các mảnh vụn núi lửa (hình 2.5). Nếu trong thành phần đá bao gồm cả mảnh vụn núi lửa và vật liệu biểu sinh thì khi đố dựa vào lỷ lệ của mảnh vụn núi lửa có trong đá để phân loại (bảng 2.2). Hình 2.3: Bom núi lửa bazan của núi lửa Mauna Kea, Hawail (Lockwood J.P. 10/6/ 1982) Hình 2.4: Bom núi lửa trong aglomerat gần Newark Castle phía tây St. Monans. Bảng 2.1: Phân loại đá vụn núi lửa theo kích thước mảnh vụn (le Maitre, 2002). Hình 2.5: Phân loại đá vụn núi lửa theo tỷ lệ của khối /bom, lapili và tro bụi núi lửa (e Maitre, 2002) Bảng 2.2: Phân loại đá cho hỗn hợp mảnh vụn núi lửa và mảnh vụn biểu sinh (le Maitre, 2002). Hình 2.6: Aglomerat basalt, ở công viên quốc gia phía bắc California (Hoa Kỳ) Hình 2.7: Aglomerat ở phía đông nam Alaska (Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ) Hình 2.8: Aglomerat ở miệng núi lửa Bandera, xứ Cibola County, phía bắc New Mexico, (Hoa Kỳ) 2.2. Hệ phương pháp nghiên cứu Với mục tiêu xác định nguồn gốc và danh pháp tầng đá chứa nhiều “cuội” vùng Ba Vì, học viên đã sử dụng một số phương pháp nghiên cứu thành phần khoáng vật, thạch học của các mảnh “cuội” và xi măng gắn kết trong tầng đá nói trên, gồm khảo sát thực địa, phân tích lát mỏng thạch học và nhiễu xạ Rơngen (XRD). 2.2.1. Khảo sát thực địa Khảo sát thực địa nhằm xác định vị trí và quy luật phân bố của tầng đá chứa nhiều “cuội”, phân tích các yếu tố cấu trúc, quan hệ giữa “cuội” với “cuội” và “cuội” với xi măng gắn kết gắn kết, quan hệ của tầng “cuội” kết với đá vây quanh (đá phun trào hệ tầng Viên Nam); lấy mẫu để phục vụ nghiên cứu trong phòng. Trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu, học viên đã tiến hành 3 đợt khảo sát thực địa và thu thập mẫu tại khu vực Ba Vì. Đợt 1: Tháng 3/2011, khảo sát khu vực Ba Vì - Sơn Tây nhằm xác định vị trí và diện tích phân bố của tầng đá chứa nhiều “cuội”. Đợt 2: Tháng 5/2011, khảo sát chi tiết và lấy mẫu phân tích tại những điểm lộ của tầng đá chứa nhiều “cuội” ở khu vực Đỉnh Tản Viên, Đỉnh Vua, Đền Trung và mỏ pyrit Minh Quang và quan hệ của chúng với các thành tạo xung quanh. Các mẫu thu thập gồm có mẫu mảnh “cuội”, mẫu xi măng gắn kết, mẫu lõi khoan, mẫu thuộc thành tạo nằm dưới ranh giới với tầng “cuội”. Mẫu lấy phân tích còn tươi và phải đảm bảo tính đại diện cho tầng đá nghiên cứu. Đợt 3: Tháng 10/ 2011, lấy mẫu bổ sung và kiểm định lại những kết quả đã phân tích. 2.2.2. Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học Phân tích lát mỏng thạch học dưới kính hiển vi phân cực để xác định thành phần, đặc điểm, tổ hợp cộng sinh, khả năng và mức độ biến đổi của khoáng vật, cấu kiến trúc, gọi tên đá. Để thực hiện mục tiêu của đề tài, học viên đã trực tiếp tiến hành gia công mài lát mỏng thạch học (tại Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản) và phân tích lát mỏng thạch học bằng kính hiển vi điện tử Axiokop 40 (tại Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên). Số lượng lát mỏng phân tích gồm có 30 mẫu “cuội” + xi măng gắn kết tại khu vực đỉnh Ba Vì, 10 mẫu “cuội” + xi măng gắn kết tại khu vực Đền Trung, 10 mẫu “cuội” + xi măng gắn kết tại khu vực mỏ pyrit Minh Quang và 5 mẫu đá nằm dưới ranh giới với tầng “cuội”. Ngoài ra học viên còn sử dụng kết quả phân tích lát mỏng thạch học của đề tài “Xây dựng cơ sở dữ liệu hướng dẫn thực tập ngoài trời thuộc khoa học Trái đất tại khu vực Ba Vì - Sơn Tây 2010-2011” do PGS. TS. Chu Văn Ngợi làm chủ trì mà học viên cùng tham gia công tác thực địa thu thập mẫu đá. 2.2.3. Phương pháp Nhiễu xạ Rơngen (XRD) Phương pháp XRD nhằm xác định thành phần khoáng vật có trong các thành tạo “cuội” và xi măng gắn kết dựa vào các thông số nhiễu xạ (vị trí các đỉnh phản xạ) đo được do tương tác tia X với các nút mạng tinh thể của khoáng vật. Mẫu được nghiền nhỏ tới kích thước < 64 µm, phân tích dạng bột với máy Siemens D5005 tại khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Các thông số đo bao gồm bước nhảy 0.03o, thời gian ngưng 1.0 s, dải đo 5-60o 2q, chùm phát Cu. Các giá trị vị trí đỉnh nhiễu xạ thu được được đối sánh với ngân hàng dữ liệu cấu trúc XRD của các khoáng vật để xác định thành phần khoáng vật có trong mẫu nghiên cứu. Chương 3 ĐẶC ĐIỂM TẦNG ĐÁ CHỨA “CUỘI” TRÊN ĐỈNH NÚI BA VÌ 3.1. Phân bố tầng đá và đặc điểm thạch học 3.1.1. Đặc điểm phân bố Tập đá chứa nhiều “cuội” lộ chủ yếu ở phần cao nhất dãy Ba Vì: khu vực Đỉnh Vua (đỉnh có Đỉnh Vua), khu vực Đỉnh Tản Viên (nơi có Đền thờ thánh Tản Viên - Đỉnh Tản Viên) (hình 3.1). Ngoài ra đá chứa cuội còn gặp ở dạng tản lăn tại khu vực đền Trung và mỏ pyrit Minh Quang. Hình 3.1: Sơ đồ vị trí phân bố tầng đá chứa “cuội” trong vùng nghiên cứu Tại khu vực Đỉnh Tản Viên và đỉnh Vua đá gốc lộ ra có bề dày dao động từ trong khoảng vài chục mét (hình 3.2). Tại đây tầng đá chứa nhiều “cuội” có ranh giới rõ ràng với các đá phun trào nằm dưới (hình 3.3, 3.4). Trong thành phần hạt vụn (phần hạt thô) của tầng đá là các tảng, “cuội” với kích thước từ 0,5 cm đến 25 cm ´ 60 cm; các tảng, “cuội” lớn thường có hình dạng bầu dục, kéo dài, sắp xếp định hướng rõ rệt, trong khi đó các loại “cuội” kích thước nhỏ hơn thường có dạng đẳng thước và không định hướng rõ. Hinh 3.2: Tầng đá chứa “cuội” trên đỉnh Tản Viên (ảnh Tạ Hòa Phương) Hinh 3.3: Ranh giới của tầng đá chứa “cuội” với đá phun trào hệ tầng Viên Nam (ảnh Tạ Hòa Phương) (a) (b) Hình 3.4: Tầng đá chứa “cuội” khu vực đỉnh Vua và ranh giới của chúng với phun trào hệ tầng Viên Nam (ảnh Tạ Hòa Phương) Tại khu vực đền Trung và mỏ pyrit Minh Quang có thể gặp những “tảng”, “cuội” kết lớn, kích thước đến đến hàng chục mét (hình 3.5, 3.6). Chúng là những tảng lăn có nguồn gốc từ tầng đá chứa nhiều “cuội” ở đỉnh Vua và đỉnh Tản Viên. Hình 3.5: Những tảng lăn lớn khu vực đền Trung (ảnh Tạ Hòa Phương) Hình 3.6: Những tảng lăn ở mỏ pyrit Minh Quang (ảnh Tạ Hòa Phương) 3.1.2. Đặc điểm thạch học Phân tích lát mỏng thạch học cho thấy thành phần “cuội” cũng như của xi măng gắn kết khá đa dạng: a. Thành phần “cuội” “Cuội” chiếm khoảng 80% thể tích, có thành phần rất khác nhau: trachyt, trachydacit, dacit, trachyandesit v.v - Mảnh “cuội” dacit (mẫu CH01, CH02, CH03, CH05, CTr03, CTr05, CQ08, CQ10) đặc trưng bởi khoáng vật plagiocla. Đá có màu xám nhạt sắc tím, kiến trúc porphyr với ban tinh plagiocla bị biến đổi, gặm mòn, hình trụ và tha hình, kích thước từ (0,3 x 0,9) mm, (0,7 x 1,2) mm đến (1,2 x 3,5) mm, bị biến đổi mạnh, nền fenzit (hình 3.7 – 3.9). Ngoài ra, đá còn chứa các hạt khoáng vật quặng, dưới kính hiển vi thạch học, quặng có màu đen méo mó, phân bố rải rác. Bằng mắt thường có thể quan sát thấy các hạt hydroxit màu nâu đỏ dạng keo tạo thành ổ hoặc lấp đầy khe nứt. plg plg (a) plg plg (b) Hình 3.7: Mảnh “cuội” dacit khu vực đỉnh Vua, ban tinh plagiocla bị gặm mòn, có nhiều ổ hydroxit lấp đầy(CH01). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2 mm (ảnh Bùi Văn Đông) plg (a) plg (b) Hình 3.8: Mảnh “cuội” dacit khu vực đỉnh Vua, ban tinh plagiocla bị gặm mòn (CH03). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2 mm (ảnh Bùi Văn Đông) plg plg plg plg Hình 3.9: Mảnh “cuội” dacit khu vực đỉnh Vua (CH02). Nicol (+) , d = 1,2 mm (ảnh Bùi Văn Đông) Hình 3.10: Mảnh “cuội” dacit khu vực đỉnh Vua (CH04). Nicol (+), d = 1,2 mm (ảnh Bùi Văn Đông) - Mảnh “cuội” trachyt (mẫu CH06, CH08, CH09, CH10, CH12, CH15, CQ07, CQ09, CTr9) đặc trưng bởi các khoáng vật felspat kali, plagiocla . Đá có màu xám sáng, xám, kiến trúc porphyr. Ban tinh phân bố rải rác hoặc tạo đám (tụ ban tinh), kích thước thay đổi từ (0,15 x 0,2), (1,5 x 2,5) đến (2,3 x 3,5) mm. Thành phần ban tinh gồm felspat kali dạng tấm ngắn có song tinh rất thanh nét, mặt bị sét hóa. Felspat kali bị sét hóa khá mạnh, tàn dư có kiến trúc song tinh mạng lưới (microclin). Plagiocla bị sericit hóa, sét hóa. Nền có kiến trúc trachyt gồm tập hợp các vi tinh felspat kéo dài sắp xếp lộn xộn, có nhiều mạch thạch anh xuyên cắt. Ngoài ra, đá còn chứa các hạt khoáng vật quặng, dưới kính hiển vi thạch học, quặng có màu đen méo mó, phân bố rải rác. plg mcr (a) plg mcr (b) Hình 3.11: Mảnh “cuội” trachyt khu vực đỉnh Vua, ban tinh plagiocla, microclin, nền bị biến đổi mạnh (CH06). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2 mm (ảnh Bùi Văn Đông) mcr plg (a) mcr plg (b) Hình 3.12: Mảnh “cuội” trachyt khu vực đỉnh Vua, ban tinh microclin, plagiocla dạng tấm; nền là các tinh thể felspat sắp xếp lộn xộn (CH09). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2 mm (ảnh Bùi Văn Đông) mcr (a) mcr (b) Hình 3.13: Mảnh “cuội” trachyt khu vực đỉnh Vua với ban tinh microclin lớn (CH10). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2 mm (ảnh Bùi Văn Đông) plg (a) plg (b) Hình 3.14: Mảnh “cuội” trachyt khu vực đỉnh Vua, với ban tinh plagiocla dạng tấm và bị thạch anh gặm mòn (CH12). Nicol : + (a), - (b), d = 1,2mm (ảnh Bùi Văn Đông) fel (a) fel (b) Hình 3.15: Mmảnh “cuội” trachyt khu vực đỉnh Vua, với nhiều mảnh ban tinh felspat lớn bề mặt bị gằm mòn (CH13). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2 mm (ảnh Bùi Văn Đông) mcr plg (a) mcr plg (b) Hình 3.16: Mảnh “cuội” trachyt khu vực đỉnh Vua, với nhiều mảnh ban tinh plagiocla lớn bề mặt bị gằm mòn méo mó (CH13). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2mm.(ảnh Bùi Văn Đông) plg plg (a) plg plg (b) Hình 3.17: Mảnh “cuội” trachyt khu vực đỉnh Vua, nhiều hydroxit sắt (CH14). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2mm. (ảnh Bùi Văn Đông) Hình 3.18: Kết quả phân tích XRD (mẫu CH09) Thành phần khoáng vật chính gồm có felspat (microclin, plagiocla), thạch anh và sericit. Kết quả phân tích XRD đá trachyt (mẫu CH09) (hình 3.18) cho thấy thành phần khoáng vật bao gồm felspat (microclin, plagiocla), thạch anh và sericit. Kết quả này phù hợp với kết quả nghiên cứu lát mỏng thạch học dưới kính hiển vi quang học. Mẫu có thành phần các khoáng vật nhóm felspat chiếm chủ yếu. Cường độ đỉnh nhiễu xạ của thạch anh không lớn cho thấy thành phần khoáng vật này không đáng kể. Sericit cũng chỉ xuất hiện 1 đỉnh nhiễu xạ duy nhất cho thấy khoáng vật này chiếm lượng nhỏ, dạng vết trong mẫu nghiên cứu. Ngoài ra biểu đồ XRD không cho thấy khoáng vật nào khác ngoài các khoáng vật kể trên. Tóm lại, qua nghiên cứu lát mỏng thạch học dưới kính hiển vi quang học và bằng phương pháp nhiễu xạ Rơngen, thành phần của “cuội” trong tầng đá nghiên cứu được xác định là trachyt, trachydacit, dacit với các khoáng vật đặc trưng là feldspat (microclin, albit, plagiocla), thạch anh; một phần nhỏ feldspat bị biến đổi tạo thành sericit. Theo tài liệu của Nguyễn Đắc Lư (2005), thành phần các tảng và “cuội” còn có thêm trachyandesit, trachyryolit, ryolit kiến trúc porphyr nền khá đa dạng. Do sản phẩm thuỷ tinh núi lửa bị tái kết tinh theo trình độ khác nhau tạo nền có kiến trúc felsit, spherolit, vi khảm, granophyr, orthophyr. b. Thành phần xi măng gắn kết Gắn kết các tảng, “cuội” là tuf hạt vụn (cát kết tuf, bột kết tuf, sạn kết tuf) chiếm khoảng 20% thể tích, màu xám phớt xanh, phong hoá chuyển thành màu nâu - đỏ, xám nâu, thành phần hạt vụn chủ yếu là vụn đá, vụn tinh thể, đôi khi có thủy tinh núi lửa (mẫu XH01, XH02, XH04, XH05, XH09, XTr04, XTr08, XQ06) (Hình 1.19 – 3.28). Vụn đá gồm có trachyt, dacit, các hạt vụn đá thường có dạng tương đối đẳng thước, góc cạnh, rìa méo mó, hoặc dạng kéo dài (0,8 ¸ 1,5 mm) có xu hướng sắp xếp định hướng. Các mảnh vụn tinh thể có mặt plagiocla, felspat kali, thạch anh, có kích thước 0,2 ¸ 0,8 mm, khá đa dạng và góc cạnh, mảnh vụn felspat còn bảo tồn dạng hạt tinh thể, tuy nhiên không hoàn chỉnh. Nền chủ yếu là vật liệu núi lửa bị sericit hóa và calcit hoá mạnh. mảnh đá (a) mảnh đá (b) Hình 3.19: Mảnh vụn đá trachyt trong xi măng gắn kết khu vực mỏ pyrit Minh Quang, các mảnh vụn méo mó, sắp xếp có định hướng, nền là vật liệu núi lửa bị sericit, calcit hóa mạnh (XQ06) . a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2mm. (ảnh Bùi Văn Đông) fel mảnh đá mảnh đá (a) mảnh đá mảnh đá fel (b) Hình 3.20: Mảnh vụn đá và mảnh vụn khoáng vật felspat trong xi măng gắn kết khu vực đỉnh Vua, nền là vật liệu núi lửa bị sericit, calcit hóa mạnh (XH01). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2mm (ảnh Bùi Văn Đông) mảnh đá mảnh đá mảnh đá (a) mảnh đá mảnh đá mảnh đá (b) Hình 3.21: Mảnh vụn đá trong xi măng gắn kết khu vực đỉnh Vua, các mảnh vụn có hình dạng méo mó, góc cạnh, nền là vật liệu núi lửa bị sericit, calcit hóa mạnh (XH02). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2mm (ảnh Bùi Văn Đông) (a) (b) Hình 3.22: Xi măng gắn kết khu vực đỉnh Vua, thạch anh và calcit sắp xếp định hướng (XH04). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2mm (ảnh Bùi Văn Đông) xi măng mảnh đá (a) xi măng mảnh đá (b) Hình 3.23: Mảnh đá basalt trong xi măng gắn kết tại khu vực đỉnh Vua (XH05). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2mm (ảnh Bùi Văn Đông) mảnh cuội xi măng (a) mảnh cuội xi măng (b) Hình 3.24: Ranh giới giữa mảnh “cuội” trachyt và xi măng gắn kết tại khu vực đỉnh Vua, thạch anh và calcit sắp xếp định hướng (XH09) . a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2mm (ảnh Bùi Văn Đông) mảnh đá Q Q mảnh đá (a) mảnh đá mảnh đá Q Q (b) Hình 3.25: Mảnh đá, mảnh khoáng vật thạch anh trong xi măng gắn kết khu vực đỉnh Vua, nền bị biến đổi mạnh (XH11). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2mm (ảnh Bùi Văn Đông) mảnh đá plg (a) (b) Hình 3.27: Mảnh đá và mảnh khoáng vật dạng tấm kéo dài, nền bị sericit, calcit hóa mạnh tại khu vực đỉnh Vua (XH12). a) Nicol (+), b) Nicol (-), d = 1,2mm (ảnh Bùi Văn Đông) mảnh đá mảnh đá mảnh đá mảnh đá mảnh đá Hình 3.28: Mảnh đá góc cạnh trong xi măng gắn kết tại đỉnh Vua (XH013). Nicol (+), d = 1,2mm, (ảnh Bùi Văn Đông) Hình 3.29: Mảnh đá góc cạnh trong xi măng gắn kết tại đỉnh Vua(XH14). Nicol (+), d = 1,2mm, (ảnh Bùi Văn Đông) Hình 3.30: Kết quả phân tích XRD (mẫu XH06), thành phần khoáng vật chính gồm feldspat (microclin, plagiocla), thạch anh, sericit, và calcit. Kết quả phân tích XRD thành phần xi măng gắn kết (mẫu XH06) (hình 3.30) cho thấy thành phần khoáng vật gồm có feldspat (microclin, plagiocla), thạch anh, sericit, và calcit. Các khoáng vật này cũng là các khoáng vật đã được tìm thấy bằng phương pháp nghiên cứu lát mỏng thạch học dưới kính hiển vi quang học đã trình bày ở trên. Mẫu có thành phần các khoáng vật nhóm feldspat chiếm chủ yếu nhưng so với kết quả phân tích XRD đại diện cho mẫu mảnh “cuội” (hình 3.18) thì thành phần thạch anh chiếm tỉ lệ lớn hơn thể hiện qua cường độ đỉnh nhiễu xạ. Sericit cũng chiếm tỉ lệ trong mẫu lớn hơn so với tỉ lệ sericit trong mẫu mảnh “cuội” với 3 đỉnh nhiễu xạ rõ ràng. Khoáng vật calcit không xuất hiện ở mẫu mảnh “cuội” đã được tìm thấy trong kết quả phân tích XRD mẫu xi măng gắn kết. Điều này cho thấy thành phần khoáng vật của xi măng gắn kết có khác biệt chút ít so với thành phần khoáng vật mảnh “cuội”, do bị biến đổi thứ sinh về sau. Tóm lại, thành phần của xi măng gắn kết là tuf hạt vụn với các khoáng vật đặc trưng bao gồm feldspat (microclin, albit, plagiocla) và thạch anh; ngoài ra còn có khoáng vật sericit và calcit do bị biến đổi thứ sinh về sau. Tóm lại, từ kết quả phân tích lát mỏng thạch học và tài liệu tham khảo, có thể kết luận rằng thành phần thạch học của các “cuội” và xi măng gắn kết gắn kết tương đương các đá magma phun trào. Thành phần “cuội” chiếm khoảng 80% thể tích, chủ yếu là các đá phun trào trachyt, trachydacit, dacit, trachyandesit có kiến trúc porphyr nền fenzit, trachyt. Thành phần xi măng gắn kết là tuf hạt vụn bao gồm cát kết tuf, bột kết tuf, sạn kết tuf, chiếm khoảng 20% thể tích, thành phần hạt vụn chủ yếu là vụn đá, vụn tinh thể đôi khi có thủy tinh núi lửa. Vụn đá gồm có trachyryolit, trachyt, dacit. Các mảnh vụn tinh thể có mặt plagiocla, felspat kali, thạch anh. Nền chủ yếu vật liệu núi lửa bị sericit hóa và calcit hoá mạnh. 3.2. Nguồn gốc và tên gọi Cho đến nay còn có nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc và tên gọi của tầng đá chứa “cuội” trên đỉnh Ba Vì. Sau đây là một số quan niệm chính: - Nguyễn Đức Thắng (1994), Nguyễn Đắc Lư (2005) coi đây là tập tuf aglomerat xuất hiện ở phần cao nhất của hệ tầng Viên Nam. - Nguyễn Ngọc Khôi (2006) cho rằng đây là một tập cuội kết núi lửa (volcanic conglomerat), được hình thành vào giai đoạn hậu phun trào, xen giữa các đợt hoạt động của núi lửa. Theo phân loại của tiểu ban về hệ thống học các đá magma - Liên hiệp Khoa học Địa chất Quốc tế (2002) thì tầng đá được gọi là aglomerat nếu thành phần vụn núi lửa (pyroclastic) chiếm từ 75- 100%. Điểm quan trọng để một thành tạo được gọi là aglomerat là các phần hạt thô (cuội, tảng) phải được thành tạo do quá trình phun nổ của núi lửa (chương 2, phần 2.1). Trong khi đó, một thành tạo được gọi là cuội kết (conglomerat) nếu thành phần vật liệu biểu sinh (epiclast) chiếm chủ yếu. Hay nói cách khác, conglomerat là một thành tạo trầm tích, có các hạt “cuội” được hình thành do quá trình phong hóa các đá ban đầu và trầm tích lại. Trong tầng đá chứa “cuội” Ba Vì, phần xi măng gắn kết là tuf hạt vụn rõ ràng có nguồn gốc phun trào. Do vậy, tên của tầng đá sẽ được xác định khi xác định được nguồn gốc các “tảng” và “cuội”. Về mặt thạch học, aglomerat và cuội kết đều có thể có các mảnh cuội có thành phần là các đá magma phun trào trachyt, dacit, trachydacit, trachyandesit. Với aglomerat - các mảnh vụn trực tiếp từ núi lửa tung ra, hoặc bị di chuyển trong cự ly ngắn, rồi tích tụ lại, không qua quá biến đổi. Còn với cuội kết - các hòn cuội hình thành do đá phun trào bị vỡ vụn, bị mài mòn trong quá trình di chuyển đến nơi tích tụ. Về mặt hình thái hòn “cuội”, “cuội” của tầng aglomerat và cuội kết đều có thể có hình dạng tròn, elip..... Đối với aglomerat, do quá trình hình thành bằng phương thức phun nổ, dung nham còn lỏng có thể xoay tròn trong không khí tạo các mảnh vụn núi lửa (pyroclastic) có dạng tròn, bầu dục, elip...(gọi là bom núi lửa). Tuy nhiên tầng aglomerat thường có các “cuội” có kích cỡ, độ tròn khác nhau do quá trình phun nổ với lực phun nổ không giống nhau ở