Vân Đá Thạch Anh

Chương này trình bày những môi trường địa chất quan trọng nhất mà thạch anh có thể được tìm thấy. Rất nhiều trong số các môi trường này dẫn đến diện mạo đặc thù của vật mẫu thạch anh và vân đá thạch anh.

 Lưu ý rằng cách mà những môi trường địa lý khác nhau được phân loại, ở một mức độ nào đó, thất thường và “trung tâm thạch anh”, vậy nên “những định nghĩa” về các môi trường khác nhau có thể gối lên nhau và những môi trường đó có thể có những thuộc tính giống nhau.

Thạch Anh Vân

Thạch anh thường được tìm thấy trong các vân cắt xuyên qua đá. Mặc dù thuật ngữ “vein” gợi đến điều đó, các vân của thạch anh và các khoáng chất khác thường không phải các ống mỏng mà là phiến mỏng. Vân có thể hình thành trong những điều kiện khác nhau, và phụ thuộc vào những điều kiện đó, có thể có hoặc không những tinh thể thạch anh trong chúng.

Mặc dù những loại vân thạch anh nhất định không mang bất kỳ tinh thể thạch anh nào, đôi khi nó theo các vân thạch anh lớn để tìm các vết nứt chứa tinh thể: Nếu một đá chứa vân thạch anh lớn cổ bị gập vào do tác động kiến tạo, vân thạch anh gây ra sự nhiễu loạn (tính gián đoạn trong những thuộc tính cơ học đồng nhất), và các vết nứt dạng núi cao có khả năng mở ra giữa thạch anh và a chủ.

Loại vân thạch anh đơn giản nhất là sự lấp đầy những vết rạn hiện có trong đá. Vết nứt có thể hình thành trong suốt sự tạo nếp đá ở các quy trình kiến tạo núi, bằng cách làm tiêu tan trong các sự kiến tạo, bằng sự giảm áp suất trong suốt sự nâng đá, hoặc do một đá làm nguôi đi và co lại. Nước biển mặn nóng chiết lọc đá và hình thành ở độ sâu sâu hơn với nhiệt độ cao hơn sẽ làm kết tủa các khoáng chất chúng mang theo trong các vết nứt ở nhiệt độ và áp suất thấp hơn. Quy trình này sẽ được tiếp tục cho tới khi vết nứt được lấp đầy hoàn toàn hoặc có thể ngừng lại trước đó, bỏ lại “các lỗ hổng” trong vân mà đôi khi được phác rag bởi các tinh thể. Nước biển mặn nóng vào bên trong một vết nứt trong đá từ nguồn nóng ở xa như granite được làm nguội  đầu tiên và kết tủa nhanh phần lớn vật nặng. Kết quả là thạch anh sữa, lớn hay nhỏ đều làm từ những những tinh thể thạch anh sữa phối hợp với nhau. Sau đó, khi sự phát triển tinh thể chậm lại, các tinh thể có thể ít trắng đục thậm chí là sáng rõ hơn. Trong đa số các vân thạch anh, phần lớn thạch anh điều kết tủa lớn, thạch anh sữa, và những tinh thể được hình thành tốt, nếu được tìm thấy hết, chỉ là một lượng nhỏ vân phủ đầy.

Thạch anh thẳng đứng sơn giả vân trong một đá granite nhuộm màu thô ở bãi biển Cala Sarraina, ở tận cùng phía bắc Costa Paradiso, Trinita d’ Agultu, tỉnh Sassari, nước Ý. Những vân này phần lớn chạy song song những phần nứt của đá granite batholith lớn, loại đá chiếm diện tích lớn phía bắc Sardegna và dung đảo lân cận Corsica.

Một cái nhìn cận cảnh một trong những vân biểu lộ rằng chúng được tạo thành từ những tinh thể thạch anh sữa trưởng thành. Một tinh thể thạch anh đứng tự do có thể được thấy đang ngồi trong một túi nhỏ ở phần dưới của hình ảnh.

Một nhóm nhỏ những tinh thể thạch anh được tách rag khỏi một vân thạch anh tương ứng ở bãi biển Cala Sarraina. Những tinh thể hiếm khi trong tại nơi đó và thường chứa những phẩm nâu nhỏ oxit sắt.

Một ví dụ khác của vân thạch anh thẳng đứng trong đá núi lửa sơn vân mịn của cấu trúc porphyric (có lẽ một khoáng andesite) ở Monte Santa Miale, phía bắc Seulo, Barbagia, tỉnh Cagliari, Sardegna, Ý. Vân không lớn, nhưng chứa những lỗ hổng nhỏ. Như những vân được thể hiện trong , nó được tạo thành từ phần lớn những tinh thể sữa trưởng thành.

Phần này của một vân thạch anh được phác họa với những tinh thể thạch anh được tìm thấy ở chân đá như được thể hiện trong hình ảnh trước.

Đây là một ví dụ rõ ràng về những vân đá thạch anh không liên quan đến sự hình thành đá lúc đầu mà nó cắt qua và được gây ra bởi lực kiến tạo. Đó là một phiến bóng láng đá vôi biến hình (nó chuyển thành đá hoa) với một miếng đá san hô ngầm hóa thạch. Đá đó thuộc kỷ nguyên Miocene hạ. Từ một mỏ đá hoax ở làng Josheghan, thuộc những sườn phía nam của dãy núi Karkas, tỉnh Esfahan, Iran.

Đá đôi khi bị cắt bởi những vân thạch anh trong những định hướng ngẫu nhiên, có hoặc không có các tinh thể. Trong những trường hợp khác, có một mẫu rõ ràng trong những định hướng của các vân: ví dụ, trong một đá lửa co lại trong quá trình làm nguội, những vết nứt có thể phát triển thành một hệ thống rãnh cân đối mà có thể được lấp đầy với thạch anh từ nước mặn nóng lọc. Hình ảnh cho thấy một lỗ hổng nhỏ với những tinh thể thạch anh nhỏ trong một vân không theo quy luật trong đá granite ở dãy núi Kingston phía nam California.

Một miếng nhỏ thành của lỗ hổng trong một vân thạch anh lớn. Tinh thể đá khói nhỏ trưởng thành trong những định hướng ngẫu nhiên trên đá thạch anh vân xám sữa. Khác với những vân được thể hiện trước đó, những tinh thể này không phát triển từ đá chủ, nhưng trưởng thành trong một khe nứt ở bên trong, vân thạch anh lớn. Từ những sườn phía tây của dãy núi Inyo, phía đông của Aberdeen, thung lũng Owens, California.

Do nước biển nồng xâm nhập vào một vết nứt nguội nhanh và tạo kết tủa nhiều vật liệu trong giai đoạn đầu, nhiều vân cho thấy một sự chia dung đối xứng. Những phần bên ngoài tiếp giáp với đá chủ hầu hết đều được tạo thành từ thạch anh sữa trong khi lõi được cấu thành bởi thạch anh trong mờ hoặc thậm chí những tinh thể trong suốt.  Vật mẫu phía bên phải là một miếng nhỏ vân thạch anh thủy nhiệt. Có một đường màu nâu xuyên qua đáy vật mẫu tách hai vân thạch anh hình thành liên tiếp. Thật khó để nói phần nào cổ hơn, cao hơn hay thấp hơn, nhưng nếu ta giả sử nó là cái thấp hơn, điều sau đây sẽ xảy rag: Một vết nứt được hình thành trong đá chủ được lấp đầy với nước mặn nồng.

Đầu tiên tinh thể thạch anh sữa phát triển, được nhận thấy ở đáy vật mẫu và ngay bên dưới đường kẻ nâu. Những tinh thể tiếp tục phát triển vào trong các lỗ hổng từ cả hai bên thành, gần như lấp đầy hoàn toàn (có một lỗ hổng nhỏ ở gần giữa vân bên dưới). Chú ý cấu trúc hình bánh sandwich với lõi đen hơn và một cùng viền sáng hơn. Sau đó vết nứt mở rộng lại nhiều hơn khi trước. Vết nứt không xuyên qua các tinh thể vừa mới phát triển, nhưng dọc theo viền trên của vân, dọc theo đường kẻ nâu. Lần nữa, nước mặn nồng xâm nhập vào vân và thạch anh bắt đầu mọc từ thành đá, lần này trải qua hai giai đoạn. Giai đoạn đầu của sự phát triển tinh thể được đánh dấu bởi dung màu xám trên đường kẻ nâu; lưu ý những dạng tinh thể thạch anh đặc biệt với ảo ảnh sữa ở bên trái vật mẫu. Throng giai đoạn thứ hai, thạch anh sữa mọc tràn rag những tinh thể cũ hơn và tiếp tục mọc cho tới lúc hình thành tinh thể đá ở trên cùng. Theo nguồn tài liệu Hakenkrümme, Aue, Sachsen, Germany.

Nước biển nồng từ những nguồn ở xa có thể xâm nhập vào đá trong vài giai đoạn liên tiếp, và kết quả là một mẫu ở những vùng luân phiên trắng mờ và trắng đục. Đôi lúc, những khoáng chất màu kết tủa dọc theo thạch anh và mở rộng mẫu hình. Chlorite thường được tìm thấy trong vân thạch anh nhưng giai đoạn phát triển chủ yếu của nó có khuynh hướng ở trong nhiệt độ thấp hơn so với thạch anh, rất thường xuyên khi nhiệt độ giảm xuống nhiều đến nỗi mà sự phát triển tinh thể thạch anh suy yếu. Một ví dụ thú vị của một mẫu được gây rag bởi những giai đoạn nước mặn nồng liên tiếp xâm nhập vào trong một vết nứt là vật mẫu phía bên phải. Một người có thể nhận dạng ba giai đoạn chính được đánh giấu bởi những đường chlorite zig-zag màu xanh đen (đường cuối cùng trên những tinh thể đá trên cùng của vật mẫu). Ngoài ra, mọi người có thể thấy những mẫu dạng ngựa vằn của những dung thạch anh sữa và trong mờ. Theo  Langvasseid, Sør-Varanger, Finnmark, Norway.

Vân thạch anh có thể trở nên rất lớn. Hình ảnh này cho thấy một phần của Eschbacher Klippen, một vân thạch anh trồi lên đã đổi màu đá mềm hơn xung quanh trong dãy núi Taunus phía tây bắc Frankfurt, nước Đức. Mặc dù đá nhìn có vẻ là màu nâu, nó gần như là thạch anh nguyên chất và chỉ đổi màu bề mặt do oxit sắt và oxit mangan. Thành cao tới 12m và phần trung tâm của hệ thống vân thủy nhiệt dài 6km và rộng 80m. Một số phần bên ngoài của nó lúc đầu được phủ bởi barite sau đó được thay thế bởi thạch anh.

Phần trung tâm cấu thành nên Eschbacher Klippen bao gồm các tinh thể thạch anh sữa. Phạm vi nhìn khoảng 50cm.

Phiến đá phía bên phải được tìm thấy 100m về phía bắc của Eschbacher Klippen được thể hiện ở hình 2.5. Lúc đầu, những tinh thể baryte hình cái đĩa là những bộ phận trong vân nhưng sau đó chúng được thay thế bởi thạch anh. Hình thái học dạng đĩa vẫn có thể thấy trong đá. Màu xanh xám ở góc thấp hơn bên phải được gây ra do bao gồm cả chlorite. Hình ảnh này được thể hiện trong phần thạch anh sữa.

Một ví dụ thậm chí ấn tượng hơn đó là Bayerische Pfahl (đe nhỏ hoặc cọc Bavarian), met vân thạch anh gần như thẳng đứng trong rừng Bavarian (Bayerischer Wald) ở Đức dài khoảng hơn 150km và rộng tới 100m. Theo chúng tôi biết, đó là vân thạch anh được biết tới là lớn nhất trên thế giới. Ở một số nơi, nó bị mòn rag khỏi đá để đứng như một vách lên tới 30m trên những đá xung quanh, nhưng nó cũng được dùng như một nguồn thạch anh cho các nhà máy chế biến thủy tinh ở địa phương, vậy nên ở những nơi khác, nó là một hầm khai thác thay vì là một vách. Akademie der Geowissenschaften Hannover có một hình ảnh đẹp về Pfahl.

Thạch anh vân không nhất thiết phải là màu trắng và màu sữa. Vật mẫu này bao gồm thạch anh khói, có những phần trong đó gần như trong suốt, mặc dù không có các mặt thủy tinh. Những đường trằng song song cắt qua vật mẫu cho thấy vết nứt được tạo ra bởi hoạt động kiến tạo. Theo Turbechepf (hoặc Turbeköpf), Binntal, Wallis, Switzerland.

Một trường hợp khó hơn là những sự xuất hiện của thạch anh dạng vân trong đá biến chất và trầm tích. Thạch anh ở trong chúng không mọc trong những vết nứt hiện tại ở đá. Chất thạch anh bắt nguồn từ đá bao quanh và được cô đặc trong các lenses. Vì vậy lenses trở nên dày hơn đúng lúc và không có bất kỳ lỗ hổng nào. Cùng lúc đó, mô hình địa tầng lúc đầu bị ảnh hưởng bởi quá trình phân phối lại và đá theerver giống một mô hình lớp nhăn hoặc gợn song. Sự di động và lắng đọng của vật chất từ đá xung quanh trong lỗ hổng của vân thường được gọi là sự tiết ở bên để nhấn mạnh sự khác biệt từ sự lắng đọng vật chất đã xâm nhập vào đá ở dạng chất lỏng và bắt nguồn ở những khoảng cách khác nhau. Lưu ý rằng thuật ngữ “lateral secretion” cũng bao hàm sự lắng đọng vật chất trong các lỗ hổng dạng tinh thể.

Trong các lực tác động đến sự phân phối lại khoáng sản trong đá dường như có cả sự khác biệt về lượng và hướng áp suất trong đá (Chapman, 1950). Khoáng chất trong các thớ đá thường không phải luôn là những tinh thể được kiến tạo hoàn hảo, nhưng có chứa nhiều tạp chất và nhiều khuyết điểm trong mạng tinh thể, như là sự biến vị và sự hình thành song tinh. Thạch anh có lẫn tạp chất và lỗi mạng có xu hướng hòa tan nhanh hơn (Blum et al., 1990) và sau đó sẽ dễ dàng bị di chuyển và bị lắng đọng ở những nơi khác ở dạng ổn định hơn và tinh khiết hơn. Bởi sự hình thành của chúng bao gồm sự phân phối lại và sự tách rời những khoáng chất hiện có, loại thạch anh này đôi khi được gọi là thạch anh phân tách. Những vân này đặc biệt chạy song song với các lớp đá. Nó hiển nhiên rằng trong loại hôc vân thạch anh này hay trong các lỗ hổng có chứa bất kỳ tinh thể nào đều không thể được cấu tạo trong suốt quá trình hình thành của chúng. Tuy vậy, những lỗ hổng chứa thạch anh có lẽ có liên quan đến chúng, như được trình bày ở phần Những khe nứt hay vết nứt dạng Alpine.

cho thấy vân thạch anh chạy song song với dải của một phiến đá biến chất, có lẽ là một paragneiss. Vân có lên tới 50cm về độ dày và bao gồm những thạch anh sữa cỡ lớn. Được nhìn thấy ở các sườn núi phía Tây của núi Storenuten, phía Bắc của hồ Ringedalsvatnet ở Odda, phía Nam của Norway (phạm vi nhìn khoảng 5m)

Thấu kính thạch anh tách rời trong một đá nghiền. Được thấy ở trên quốc lộ SS198 giữa Mandas và Seui, ở Lago del Flumendosa, tỉnh Nuoro, Sardegna, nước Ý. Đá được đập và những viên đá được gập nhẹ nhưng vẫn có tỷ lệ lớn (phạm vi quan sát khoảng 80cm).

Được thấy tại SS198, phía bắc của Gairo, Ogliastra, tỉnh Nuoro, Sardegna, nước Ý. Much dù sắp lớp đá nghiền là rất khó, nhìn chung đá không phải là đối tượng được cắt hoặc gập, và trong một phạm vi lớn, những lớp còn lại nằm ngang trong một khoảng rộng (tầm nhìn 1m).

Những vân thạch anh tách rời song song chạy xuyên qua một phần phiến đá thô (đôi khi được gọi là đá gneiss) trong một vùng nén kiến tạo ở phía nam Aar Massive. Ở Grimsel Pass,  Kanton Bern, Switzerland.

Một cảnh ở gần của một thấu kính thạch anh tách rời từ địa điểm tương tự như bức ảnh trước ở Grimsel Pass. Những lớp riêng lẻ ngày càng mỏng hơn quanh lăng kính thạch anh sữa. Cũng cần lưu ý rằng có một đường rõ rệt giữa thạch anh và đá chủ, không có vùng chuyển tiếp. Một số trong những lớp đá nghiền chạy xuyên qua lense thạch anh, cho thấy những thấu kính thạch anh mở rộng rag ở một số nơi. Đó cũng là bằng chứng rằng những mẫu được quan sát không phải là một boudinage.

Bức ảnh không cho thấy những vân thạch anh tách rời, nhưng đá biến chất được gọi là migmatite. Đôi khi một đá được gọi là migmatite do sự hiện diện của vân thạch anh bên trong đá, nhưng điều này là một sự nhầm lẫn: thạch anh tách rời hình thành trong những điều kiện thủy nhiệt, trong khi trong các migmatite, sự tách rời khoáng chất thành những cấu trúc như vân được tạo ra do sự tan chảy cục bộ của đá. Những thành tố sáng và tối được gọi là melanosome và leucosome một cách tương ứng, và chúng không phải monomineralic, nhưng bao gồm những khoáng chất khác nhau: leucosome phần lớn được tạo thành từ thạch anh và feldspar và thường có một cấu tạo granitic, melanosome được làm giàu trong những khoáng sản sẫm màu, thường là biotite. Ở  Paso Novena (Nufenenpass), Val Bedretto, Ticino, Thụy Sỹ.

Chi tiết về migmatite được trình bày trong hình ảnh trước đó. Leucosome trông sần hơn và đường viền giữa leucosome và melanosome không theo quy tắc và ít được vạch định rõ ràng so với những đường viền ở vân thạch anh tách rời.

– Phạm Thị Hòa dịch