Các tỉnh thạch học lớn

• Main Author: Trần, Trọng Hòa
• Format: Article
• Language: other
• Published: H. : ĐHQGHN 2017
• Subjects: Thành phần, cấu trúc vỏ và sinh khoáng; Các tỉnh thạch học lớn Châu Á; Hoạt động magma liên quan đến chùm trồi manti ở Việt Nam
• Online Access: http://repository.vnu.edu.vn/handle/VNU_123/18523
• Institution: Vietnam National University, Hanoi

Năm 1992, Coffin và Eldholm định nghĩa “Tỉnh thạch học lớn” (LIP = Large Igneous Province) là các tỉnh đá magma mafic với diện tích lớn hơn 1 x 105 km2, bao gồm các thể phun trào và xâm nhập thành phần chủ yếu mafic (giàu Mg và Fe) và có xuất xứ từ các quá trình khác với tách dãn đáy biển “bình thường”. Điều này có nghĩa là toàn bộ basalt lũ lục địa, các bình nguyên đại dương, các chùm đai mạch lớn được coi là phần rễ của tỉnh núi lửa bị bào mòn. Đa số các LIP này có chứa basalt, song một số LIP cũng chứa lượng lớn ryolit tổ hợp cùng với chúng (ví dụ như Nhóm basalt Sông Columbia ở Tây Mỹ; basalt và ryolit hệ rift Sông Đà - Tú Lệ, Tây Bắc Bộ, Việt Nam). Hiện nay khái niệm về LIP 1992 đã được mở rộng và vẫn còn được tiếp tục nghiên cứu, bổ sung các tri thức mới. Một số nhà nghiên cứu gần đây còn cho rằng thuật ngữ LIP còn bao hàm cả các tỉnh granit lớn, chẳng hạn như dãy Andes ở Nam Mỹ và sườn tây Bắc Mỹ. Các granit kiểu A-, kiểu I- và cả kiểu S- đều có mặt trong LIP Emeishan, Trung Quốc. Năm 2008, quy mô và nội hàm biểu hiện của LIP được Bryan và Ernst xác định khá chặt chẽ, đó là các tỉnh đá magma có diện tích > 1 x 105 km2, khối lượng >1 x 105 km3, thời gian tồn tại khoảng 50 tr.n., có bối cảnh kiến tạo nội mảng hoặc đặc điểm địa hóa nội mảng và trong một khoảng thời gian ngắn (1 - 5 tr.n.) đã có thể hình thành một lượng lớn (> 75% khối lượng) đá magma của LIP. Thành phần chiếm ưu thế của LIP là đá mafic, nhưng các đá siêu mafic và felsit (axit) cũng phổ biến; đôi khi đá silic chiếm ưu thế. Như vậy, định nghĩa này nhấn mạnh đến sự thành tạo nhanh chóng một lượng lớn đá magma của LIP trong thời gian ngắn. Theo đánh giá của các nhà khoa học, khối lượng sản phẩm magma liên quan đến điểm nóng và plume manti chỉ chiếm khoảng 10% tổng khối lượng đá magma trên bề mặt Trái Đất, nhưng có ý nghĩa quan trọng. Trước hết, các đá magma thuộc LIP là sản phẩm của hoạt động magma liên quan đến điểm nóng và chùm trồi manti nên việc nghiên cứu chúng cho phép tìm hiểu sâu hơn về manti và các quá trình manti. Cơ hội lớn nhất trong những trường hợp này là nghiên cứu các bao thể hoặc đại tinh thể trong kimberlit hoặc lamproit cũng như các đá mafic kiềm khác – sản phẩm magma điển hình của LIP trên lục địa. Ngoài ra, liên quan với chúng là hàng loạt mỏ lớn Cu-Ni-PGE, kim cương, vàng, đất hiếm. Khái niệm LIP gắn liền với các nội dung của điểm nóng và chùm trồi manti. Chùm trồi manti là một chum cột trụ vật chất nóng được dâng trồi lên mạnh mẽ từ độ sâu lớn của manti. Trên bề mặt, chùm trồi manti được nhận biết bằng các điểm nóng với dòng nhiệt cao, hoạt động núi lửa và sự nâng vòm vỏ thạch quyển. Nếu chùm trồi manti khởi đầu dâng lên ở khu vực đáy đại dương thì sẽ tạo ra bình nguyên basalt lũ ở đáy đại dương, sau đó, một chuỗi đảo núi lửa hình thành ở bên trên phần đỉnh của chùm trồi manti, biểu hiện hướng chuyển động của mảng thạch quyển. Nếu chùm trồi manti phát triển bên dưới lục địa, nó có thể gây ra sự nâng trồi khu vực và hình thành basalt lũ lục địa. Các hệ thống chảo núi lửa ryolit sẽ phát triển khi vỏ lục địa bị nóng chảy từng phần bởi magma basalt nóng từ chùm trồi. Sau đó có thể tiếp diễn quá trình tạo rift lục địa và thậm chí có thể dẫn tới sự hình thành một bồn đại dương. Chùm trồi có thể tác động tới hệ thống khí hậu Trái Đất và trường điện từ. 2312 Các dấu hiệu của chùm trồi gồm 1) các đới dòng nhiệt cao và hoạt động núi lửa (điểm nóng) định vị xa với ranh giới mảng; 2) các điểm nóng này không trôi giạt cùng với mảng thạch quyển. Chúng thường không chuyển động và chứng tỏ bắt rễ sâu vào manti, xa ở bên dưới thạch quyển chuyển động; 3) kết quả nghiên cứu địa hóa cho thấy basalt phun trào từ các núi lửa kiểu điểm nóng khác với basalt từ manti trên ở các ranh giới phân chia mảng; các dấu hiệu chứng tỏ dung nham được đưa lên từ manti sâu, dưới lớp quyển mềm; 4) các đảo đại dương ở khu vực điểm nóng thường tổ hợp với vùng nâng địa hình, chứng tỏ nguồn nhiệt từ manti cực lớn; 5) có lẽ chứng cớ thuyết phục nhất đối với chùm trồi manti là hình ảnh cắt lớp của manti bên dưới Iceland thu được từ nghiên cứu địa chấn hiện đại. Nó thể hiện dưới dạng cột trụ vật chất có vận tốc sóng địa chấn thấp, định vị sâu hơn 400 km bên dưới đảo, thậm chí có những nghiên cứu còn cho rằng nó cắm sâu đến 700 km