TIẾN HOÁ NHIỆT KIẾN TẠO PALEOZOI - MESOZOI SỚM ĐỚI BIẾN DẠNG SÔNG MÃ: BẰNG CHỨNG TỪ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TỔ HỢP TUỔI ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ (Phần 4)

IV- THẢO LUẬN KẾT QUẢ VÀ Ý NGHĨA KIẾN TẠO
Tuổi K/Ar
Tuổi biến dạng dẻo đi kèm biến chất của đới khâu Sông Mã đã được xác định bằng phương pháp 40Ar/39Ar cho các loại đá có bản chất thạch học khác nhau đều tập trung trong khoảng 240-250 triệu năm [7]. Quá trình nguội lạnh sau biến dạng biến chất cực đại ở 250 triệu năm đã được nghiên cứu bổ sung bằng kết quả phân tích tuổi K/Ar cho hai nhóm khoáng vật xericit có kích thước <0,2 micromet và <0,2 micromet. Phân tích Rơnghen cấu trúc cho thấy hai nhóm khoáng vật trên được hình thành trong điều kiện biến chất-biến dạng tương ứng với phần thấp của tướng phiến lục. Kết quả tuổi 213.1±6,2 và 206.4±5,4 cho thấy quá trình nguội lạnh sau biến dạng kéo dài đến sát trước Trias muộn. Điều này phù hợp với việc các đá biến chất của đới Sông Mã bị phủ bất chỉnh hợp bởi các trầm tích chứa than không hề bị biến chất tuổi Trias muộn ở khu vực Điện Biên Đông. Tuy nhiên mẫu muscovit, được hình thành trong điều kiện biến chất-biến dạng cao hơn, có kích thước 0,2-0,25 mm được tách chiết từ cùng mẫu cho giá trị tuổi 248±5,2 triệu năm. Giá trị này hoàn toàn trùng hợp với các giá trị tuổi biến dạng nhiệt độ cao đã công bố trong [7].
Vì phương pháp 40Ar/39Ar và K/Ar xác định tuổi trong trường hợp này mới chỉ phản ánh tuổi biến dạng dẻo đi kèm với biến chất, để xác định chính xác tuổi biến chất tướng amphibolit cho các đá thuộc đới khâu Sông Mã, phương pháp U/Pb đã được sử dụng cho khoáng vật titanit của mẫu VN34-00.

Tuổi trùng hợp U/Pb của đơn khoáng titanit
Các nghiên cứu thạch học trên thế giới cho thấy titanit là một khoáng vật phụ rất phổ biến và thích hợp cho việc xác định tuổi đồng vị trong các đá magma mafic cũng như các đá metamafic. Vì thành phần khoáng vật tạo đá của nhóm đá này thường đơn điệu và hiếm khoáng vật phụ đáp ứng yêu cầu của việc xác định tuổi đồng vị nên titanit là lựa chọn số một trong hầu hết các trường hợp cần xác định tuổi phóng xạ cho các đối tượng nói trên. Nhiệt độ đóng của titanit thường được chấp nhận vào khoảng 500-5500C đối với cặp đồng vị U/Pb, vì vậy đối với các đá metamafic hình thành trong điều kiện tướng amphibolit thì tuổi xác định bằng phương pháp U/Pb đối với titanit thường phản ánh tuổi hoặc là tương ứng với đỉnh biến chất hoặc nguội lạnh ngay sau khi điều kiện biến chất đạt tới nhiệt độ cực đại. Trong trường hợp titanit của mẫu VN34-00, cả hai nhóm titanit đều cho tuổi trùng hợp với giá trị 265,4±3,7 triệu năm. Vì điều kiện biến chất của đới ophiolit Sông Mã diễn ra trong điều kiện 500-5500C [9], nên tuổi này phản ánh tuổi biến chất cực đại ở tướng amphibolit của các đá siêu mafic, mafic cũng như các đá trầm tích biến chất khác ở đới khâu Sông Mã. Giá trị tuổi 265,4±3,7 triệu năm nhận được bằng phương pháp U/Pb trên titanit cũng hoàn toàn trùng khớp với giá trị 266±4 triệu năm được xác định bằng phương pháp 40Ar/39Ar trên hornblend của mẫu VN9 [7]. Nhiệt độ đóng của hornblend đối với cặp đồng vị 40Ar/39Ar cũng xấp xỉ như của titanit đối với cặp đồng vị U/Pb, nên việc hai giá trị tuổi nhận được bằng hai phương pháp khác nhau, phân tích trên hai đơn khoáng khác nhau có giá trị như nhau phản ánh sự chính xác của việc lựa chọn đối tượng phân tích. Kết quả tuổi này cho phép khẳng định rằng đới khâu Sông Mã đã trải qua quá trình biến chất biến dạng dẻo xảy ra vào cuối kỷ Permi và liên quan chặt chẽ đến quá trình tạo núi va chạm Indosini [7, 10, 18].
Tuy nhiên, vì giá trị tuổi được xác định bằng phương pháp này mới chỉ phản ánh được thời điểm biến chất cực đại của đới biến dạng Sông Mã nên để làm sáng tỏ thời điểm kết tinh ban đầu của đá gabro-amphibolit, phương pháp định tuổi Sm/Nd đã được sử dụng cho cùng mẫu đá VN34-00. Phương pháp này đã được chứng minh là có khả năng nhìn “xuyên thấu” các sự kiện nhiệt kiến tạo hậu sinh để cung cấp các thông tin về tuổi các sự kiện nhiệt kiến tạo xảy ra trước đó [21].

Tuổi đẳng thời Sm/Nd
Kết quả xác định tuổi đẳng thời cho đá tổng, amphibol và đơn khoáng titanit cho giá trị 414,8+2,9/-1,9 triệu năm. Giá trị MSWD cực nhỏ cho thấy đường đẳng thời thu được hoàn toàn có ý nghĩa địa chất. Trong trường hợp này, rõ ràng quá trình biến chất trong điều kiện tướng amphibolit với tuổi 265,4 triệu năm được xác định bằng phương U/Pb cho đơn khoáng titanit đã không làm biến đổi cân bằng của hệ đồng vị Sm/Nd như đã được chứng minh như trong trường hợp biến chất của dãy núi Con Voi [21]. Vì trong tổ hợp khoáng vật cộng sinh của đá gabro-amphibolit VN34-00 chỉ có mặt plagiocla, amphibol, và khoáng vật phụ titanit, không có mặt các di chỉ tàn dư của của bất kỳ hoạt động biến chất nào trước đó nên giá trị tuổi này được xem như là tuổi kết tinh của đá gabro ban đầu.

Tuổi mô hình của đá gabro-amphibolit
Kết quả phân tích đồng vị của đá tổng được sử dụng để tính toán tuổi mô hình theo mô hình manti bị làm nghèo cho giá trị TDM = 3,009 tỷ năm. Tỷ số đồng vị ban đầu tại thời điểm 414 triệu năm trước là 0,512367, giá trị  Nd414=5,12,  Nd0=-5,28. Giá trị  Nd414=5,12 chứng tỏ rằng đá mafic trong đới ophiolit Sông Mã kết tinh tại thời điểm 414 triệu năm trước được hình thành từ nguồn manti bị làm nghèo và hầu như không bị hỗn nhiễm bởi vật chất của vỏ lục địa trước đó. Giá trị tuổi TDM=3 tỷ năm cho thấy rằng rất có thể các đá mafic của tổ hợp ophiolit Sông Mã đã được hình thành trong quá trình phá hủy vỏ trái đất có tuổi Arkei.

Ý nghĩa kiến tạo
Việc xác định được tuổi kết tinh 414 triệu năm của đá mafic, một hợp phần của tổ hợp ophiolit đới khâu Sông Mã bằng phương pháp đồng vị Sm/Nd có ý nghĩa quan trọng không những đối với việc hiểu biết về quá trình khép kín nhánh phía đông của Paleotethys và thời điểm va chạm tạo núi Indosini diễn ra dọc đới khâu mà còn góp phần làm sáng tỏ từng bước tiến hóa kiến tạo khu vực. Với tuổi kết tinh 414 triệu năm tức vào Devon sớm, cùng với giá trị  Nd414=5,12 chứng tỏ rằng vỏ đại dương đã từng tồn tại trong khu vực nghiên cứu vào đầu Devon. Điều này cho thấy rằng thời điểm khép kín nhánh đông của Paleotethys không thể xảy ra trước 414 triệu năm, tương ứng với là trước Devon sớm như một số nghiên cứu đã công bố trên cơ sở đối sánh địa tầng ở hai phía của đới khâu Sông Mã [4, 11].
Quá trình khép kín không gian Paleotethys và dẫn đến khối mảng Đông Dương ghép nối với mảng Nam Trung Hoa chỉ có thể bắt đầu vào Permi và gây biến chất khu vực và làm biến dạng vỏ trái đất với các đá có thành phần thạch học ban đầu khác nhau dọc theo đới biến dạng Sông Mã và đạt cực đại vào 265-266 triệu năm trước. Sau khi va chạm đạt cực đại gây biến chất biến dạng dẻo, quá trình nguội lạnh từ nhiệt độ 5500C-6000C xuống đến 3000C xảy ra từ 265 đến 245 triệu năm với tốc độ trung bình xấp xỉ từ 120C đến 150C/1 triệu năm. Tốc độ nguội lạnh này hoàn toàn có thể liên quan đến quá trình dịch trượt bằng phải với hợp phần thuận để đưa các đá biến chất-biến dạng sâu trồi lộ lên phần cao của vỏ trái đất. Quá trình nguội lạnh tiếp theo xảy ra với tốc độ chậm hơn từ 3-40C/triệu năm. Tốc độ này có lẽ liên quan đến quá trình trồi lộ thông qua cơ chế xâm thực bóc mòn là chính.

KẾT LUẬN
Việc áp dụng tổ hợp các phương pháp xác định tuổi đồng vị khác nhau cho các đá tạo nên đới biến dạng Sông Mã đã cho phép nhận định rằng một trong những hợp phần của tổ hợp ophiolit Sông Mã đã kết tinh từ đầu Devon sớm, cách ngày nay 414 triệu năm.
Quá trình biến chất ở tướng amphibolit đạt cực đại ở 265-266 triệu năm. Tiếp theo sau là quá trình nguội lạnh liên quan đến dịch trượt phải diễn ra cách ngày nay 250-245 triệu năm với tốc độ dao động từ 120C đến 150C/triệu năm. Quá trình nguội lạnh cuối cùng ghi nhận được bằng hệ đồng vị K/Ar trong khu vực kéo dài đến 213-206 triệu năm trước và tương ứng với điều kiện biến chất xảy ra ở phần thấp của tướng phiến lục.
Quá trình khép kín không gian đại dương Paleotethys dẫn tới va chạm tạo núi Indosini dọc theo đới khâu Sông Mã chỉ có thể bắt đầu vào Permi và kết thúc vào cuối Trias.

Lời cảm ơn
Tác giả thứ nhất xin chân thành cảm ơn GS. Bent Hansen và TS. K. Wemmer đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho quá trình phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm Địa chất đồng vị của Trường Đại học Tổng hợp Goettingen.
Công trình được hoàn thành với sự hỗ trợ kinh phí một phần của đề tài nghiên cứu cơ bản.