Luận án: Tiến hóa kiến tạo và động lực manti Kainozoi vùng Biển Nam Trung Bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Tên đề tài:TIẾN HÓA KIẾN TẠO VÀ ĐỘNG LỰC MANTI TRONG KAINOZOI VÙNG BIỂN NAM TRUNG BỘ LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÀ NỘI – 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Tên đề tài: TIẾN HÓA KIẾN TẠO VÀ ĐỘNG LỰC MANTI TRONG KAINOZOI VÙNG BIỂN NAM TRUNG BỘ LUẬN ÁN TIẾN SỸ Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 9.01 Người hướng dẫn khoa học: Hà Nội – 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên cứu và những kết luận trong luận án cũng như các tài liệu có liên quan đến luận án đã được công bố trong các táp chí chuyên ngành và Hội thảo khoa học đều trung thực. Tác giả luận án Lê Đức Anh i LỜI CẢM ƠN Luận án được Nghiên cứu sinh hoàn thành tại Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đối với TS.

Phùng Văn Phách và PGS. Nguyễn Hoàng đã hướng dẫn tận tình NCS trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Nghiên cứu sinh cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Ban lãnh đạo cùng các phòng, ban thuộc Học viện Khoa học và Công nghệ; Ban lãnh đạo Viện Địa chất, Ban lãnh đạo Viện Địa chất và Địa vật lý biển đã giúp đỡ Nghiên cứu sinh trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Trong suốt thời gian thực hiện luận án, Nghiên cứu sinh đã nhận được những góp ý mang tính lý luận và chỉ dẫn rất bổ ích của hội đồng đánh giá luận án nghiên cứu sinh cũng như của các chuyên gia và bạn bè đồng nghiệp.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với sự quan tâm và giúp đỡ của TS. Đỗ Huy Cường, PGS.TS Nguyễn Như Trung, TS. Trần Tuấn Dũng, GS. Renat Shakirov; GS.S Mai Đức Đông; Th.S Bùi Văn Nam; KS.

Nguyễn Văn Điệp và nhiều đồng nghiệp khác Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn các phòng thí nghiệm thuộc Viện Địa chất và Địa vật lý biển (IMGG), Viện địa chất (IGS), Viện Hải dương học Thái Bình Dương Liên Bang Nga (POI), Viện Địa chất Viễn Đông Liên Bang Nga (FEGI), Viện nghiên cứu vỏ Trái đất, phân viện Hàn lâm Khoa học Siberi, LB Nga, Sở Địa chất Nhật Bản đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp phân tích mẫu và cung cấp các công cụ xử lý số liệu cho tác giả hoàn thành luận án này. Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ tình cảm và lòng biết ơn đối với người thân và gia đình và bè bạn đã khích lệ và chia sẻ trong nhiều năm qua. Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Tác giả luận án LÊ ĐỨC ANH i MỤC LỤC MỞ ĐẦU. Vị trí vùng nghiên cứu trong bình đồ kiến tạo khuvực.

Vị trí địa lý của khu vực nghiên cứu. Vị trí của vùng nghiên cứu trên bình đồ kiến tạo khu vực. Tổng quan địa chất vùng nghiên cứu. Địa chất, kiến tạo giai đoạn Kainozoi.

Magma - kiến tạo. Đặc điểm magma - kiến tạo giai đoạn trước Kainozoi. Đặc điểm magma - kiến tạo giai đoạn Mesozoi muộn – Kainozoi sớm (Mesozoi muộn – Paleocen). Đặc điểm magma kiến tạo giai đoạn Eocen – Đệ Tứ.

Các mô hình tiến hóa kiến tạo vùng Biển Đông trong Kainozoi. Mô hình hình thành Biển Đông do sự va chạm mảng Ấn Độ - Âu Á. Mô hình hình thành Biển Đông do sự hút chìm lớp vỏ đại dương Biển Đông cổ 21 1. Mô hình tổng hợp về sự hình thành Biển Đông của một số tác giả Pháp.

Mô hình về sự hình thành Biển Đông của một số tác giả Việt Nam. Kết quả tổng hợp liên quan đến sự hình thành Biển Đông theo tài liệu dự án Quốc tế khám phá Đại Dương (IODP 349). Mối quan hệ giữa dòng manti và biến dạng thạch quyển Châu Á. Mối quan hệ giữa dòng manti và biến dạng thạch quyển theo kết quả nghiên cứu địa vật lý.

Mối quan hệ giữa dòng manti và biến dạng thạch quyển theo kết quả nghiên cứu địa hóa. Các vấn đề còn tồn tại. 31 CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÁP NGHIÊN CỨU.

Cách tiếp cận. Nhóm các kỹ thuật sử dụng thực hiện luận án. Tổng hợp và phân tích số liệu. Nhóm kỹ thuật điều tra, khảo sát đo vẽ thực địa và thu thập mẫu.

Xử lý mẫu phân tích. Phương pháp nghiên cứu. Một số phương pháp xác định trường ứng suất trong nghiên cứu địa chất. Xác định các khoáng vật tạo đá dưới kính hiển vi phân cực.

Phương pháp tính toán thành phần magma nguyên thủy và xác định điều kiện nhiệt độ, áp suất. Nguyên lý chung của phương pháp xác định thành phần hóa học magma nguyên thủy. Hạn chế của phương pháp. Một số cập nhật mới.

44 CHƯƠNG III. ĐẶC ĐIỂM MAGMA, CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÀ KIẾN TẠO VÙNG NGHIÊN CỨU. Khái quát chung. Hoạt động magma vùng nghiên cứu giai đoạn Kainozoi muộn.

Diện phân bố, tuổi thành tạo đá bazan giai đoạn Miocen – Đệ Tứ. Đặc điểm thạch học, địa hóa bazan vùng nghiên cứu. Đặc điểm thạch học. Đặc điểm thạch học bazan ven biển và thềm lục địa vùng nghiên cứu.

Đặc điểm thạch học bazan vùng Trũng sâu Biển Đông. Đặc điểm địa hóa bazan vùng nghiên cứu. Phân loại bazan vùng nghiên cứu. Đặc điểm thành phần nguyên tố chính của bazan.

Đặc điểm thành phần nguyên tố vết và đất hiếm. Đặc điểm nguồn magma vùng nghiên cứu. Nguồn magma nguyên thủy. Đặc điểm cấu trúc địa chất.

Đặc điểm biến dạng kiến tạo vùng nghiên cứu. Đặc điểm biến dạng kiến tạo vùng ven biển Nam Trung Bộ. Biến dạng uốn nếp diễn ra trước Kainozoi. Đặc điểm biến dạng kiến tạo thềm lục địa và vùng trũng sâu Biển Đông.

Các cấu tạo uốn nếp trong các thành tạo Kainozoi trên thềm lục địa. Hệ thống đứt gãy thềm lục địa vùng nghiên cứu. Các giai đoạn phát triển địa chất và pha kiến tạo. Đặc điểm trường ứng suất kiến tạo vùng nghiên cứu trong các giai đoạn phát triển91 3.

Đặc điểm trường USKT giai đoạn cuối Mesozoi đầu Kainozoi khu vực nghiên cứu 96 3. Đặc điểm trường USKT Kainozoi khu vực nghiên cứu. Liên kết các pha kiến tạo cơ bản trong vùng nghiên cứu. 102 CHƯƠNG IV.

ĐỘNG LỰC MANTI VÀ TIẾN HÓA KIẾN TẠO TRONG KAINOZOI. Mô hình động lực manti và tiến hóa kiến tạo. Mối quan hệ giữa nhiệt độ, áp suất dung thể magma nguyên thủy và hệ số căng giãn thạch quyển. Nóng chảy tại đáy ranh giới thạch quyển - quyển mềm (đới chuyển tiếp giữa manti và thạch quyển: LAB).

Mặt cắt cấu trúc manti thời điểm hiện tại trong vùng nghiên cứu. Mô hình tiến hóa địa động lực manti – thạch quyển khu vực ven biển Nam Trung Bộ và lân cận. Trước Eocen giữa (trước 45tr.năm) - Giai đoạn trước tách giãn. Eocen giữa – Oligocen sớm (45 - 33tr.n) - Giai đoạn tạo tách giãn.

Oligocen sớm - Oligocen muộn (33 – 23 tr.năm trước) - Giai đoạn giãn đáy hình thành vỏ đại dương Biển Đông ở phía đông vùng nghiên cứu. Miocen sớm (khoảng 23 tr.năm) - Giai đoạn mở rộng lớp vỏ đại dương về phía thềm lục địa Việt Nam. Miocen giữa - Pliocen (từ 16±0,5 trn đến 5 tr.năm): Giai đoạn sau tách giãn với hoạt động phnu trào núi lửa hình thành lớp phủ nền. Giai đoạn Pliocen – Đệ Tứ (5 tr.năm) - Giai đoạn sau tách giãn với hoạt động phun trào núi lửa đơn.

137 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 138 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Á KT: Á kinh tuyến Á VT: Á vĩ tuyến B: Bắc BĐB – NTN: Bắc đông bắc – Nam tây nam CIPW(Cross - Iddings - Pirsson - Washington): Hệ thống phân loại và đặt tên các loại đá magma. Đ: Đông ĐB - TN: Đông bắc – Tây nam ĐGVDĐVN: Đứt gãy Vách dốc Đông Việt Nam ĐNA - Đông Nam Á IODP - International Ocean Discovery Program: Chương trình Khảo sát đại dương quốc tế. KTVL: Kiến tạo vật lý LAB (Lithosphere Asthenosphere Boundary): Đới cấu trúc địa chất chuyển tiếp vỏ Trái đất - manti.

LK - Lỗ khoan MC -Mặt Cắt N: Nam NTB: Nam Trung Bộ T: Tây TAS - Biểu đồ phân loại đá núi lửa dựa trên mối quan hệ giữa hàm lượng kiềm và hàm lượng silic. TB - ĐN: Tây Bắc – Đông Nam tt.%: Giá trị phần trăm tổng thể tích TUS: Trường ứng suất tr.năm: Triệu năm v DANH MỤC HÌNH Hình 1. Vị trí khu vực nghiên cứu trên bình đồ kiến tạo khu vực Đông Nam Á theo Tapponnier và nnk (1982). Cấu trúc vỏ Trái Đất khu vực vùng biển Nam Trung Bộ và lân cận.

Các đơn vị cấu trúc kiến tạo cơ bản của vùng biển Nam Trung Bộ và kế cận 10 Hình 1. Mặt cắt với các mặt (S) điển hình trên vùng biển Nam Trung Bộ. Tuyến địa chấn RGN-03. Sơ đồ liên kết địa tầng các bể trầm tích và vùng trũng sâu Biển Đông theo Đỗ Bạt và nnk (2007, 2018) [30, 31], tài liệu dự án khoan sâu Đại Dương IODP 349.

Kết quả tổng hợp các sự kiện kiến tạo chính diễn ra tại Đông Nam Á giai đoạn Mesozoi muộn – Kainozoi theo nhiều tác giả. Mô hình và các giai đoạn mở Biển Đông theo (Briais et al. Mô hình kiến tạo mở Biển Đông theo Taylor và Hayes (1983). Mô hình mở biển theo một nhóm các nhà khoa học Pháp.

Mô hình động học thể hiện quá trình trượt và xoay của địa khối Đông Dương và mối quan hệ với sự mở Biển Đông. Mô hình tiến hóa Biển Đông của nhóm tác giả thuộc dự án Khám phá Đại Dương Thế giới (IODP). Sơ đồ dịch chuyển dòng manti và dịch chuyển mảng Ấn Độ, Âu Á. Các bước tính thành phần hóa học dung thể magma nguyên thủy.

Khu vực nghiên cứu trong bình đồ cấu cấu trúc-kiến tạo ĐNA. Sơ đồ phân bố các đá bazan Kainozoi muộn khu vực nghiên cứu và lân cận. Biểu đồ tần suất xuất hiện phun trào núi lửa theo thời gian. Núi lửa Cao Cát tại phía ĐB đảo Phú Quý.

Sơ đồ địa chất phần phía Nam thềm lục địa Biển Đông. Minh họa các vùng núi lửa từ Phú Quý đến nhóm núi lửa khu vực Hòn Tro (Ile des Cendres) và lân cận.