Nghiên cứu phát triển phương pháp tính thành phần hóa học dung thể magma basalt nguyên thủy giai đoạn Cenozoi khu vực ven biển và ngoài khơi Nam Trung Bộ

55 
Vietnam Journal of Marine Science and Technology; Vol. 19, No. 3B; 2019: 55–70 
DOI: https://doi.org/10.15625/1859-3097/19/3B/14515 
https://www.vjs.ac.vn/index.php/jmst 
Establishing calculation method for chemical composition of primitive 
magma in the Cenozoic in South Central coast region and the adjacent 
continental shelf of Vietnam 
Le Duc Anh
1,2,*
, Nguyen Hoang
2,3
, Phung Van Phach
1,2
 , A. I. Malinovskii
4
, Renat Shakirov
5
, 
Kasatkin S. R.
4
, Golozubov V. V.
4
, Bui Van Nam
1
, Mai Duc Dong
1
, Ngo Bich Huong
1
, 
Pham Thu Hien
1 
1
Institute of Marine Geology and Geophysics, VAST, Vietnam 
2
Graduate University of Science and Technology, VAST, Vietnam 
3
Institute of Geological Sciences, VAST, Vietnam 
4
Far East Geological Institute of Far East Branch of Russian Academy of Sciences, Vladivostok, 
Russia 
5Il’ichev Pacific Oceanographical Institute, FEB RAS, Vladivostok, Russia 
*
E-mail: leducanh010282@gmail.com 
Received: 25 July 2019; Accepted: 6 October 2019 
©2019 Vietnam Academy of Science and Technology (VAST) 
Abstract 
The calculations which determine the chemical composition of the primitive magma are simple but they 
show changes in the temperature and pressure states of the magma source. The method is based on the 
addition of the chemical composition of the Olivine to the major element composition of the eruptive rocks 
which follows the formula: Ci = Ci-1 + 0.1 * Ci-1Ol. In accordance with the characteristics of the study area, 
we have made new additions to the calculation method. The calculation results are highly accurate when 
tested and compared with the chemical composition of the eruptive rocks. The chemical composition of the 
primitive magma solution is used to calculate the temperature and pressure states in the magma source. The 
results show that there is a difference in temperature and pressure in the source at different tectonic positions 
in the study area. Accordingly, the South Central coast region and the adjacent continental shelf are divided 
into two main types of eruptions. The first type of volcanic eruptions occurs at locations where major faults 
intersect and they are located north of the study area. The second type of volcanic eruptions in the form of a 
single volcano is located to the south of the study area and the southeastern continental shelf, and occurs in 
intracontinental extension structure. 
Keywords: South Central Vietnam, primitive magma, Cenozoic volcanic eruption. 
Citation: Le Duc Anh, Nguyen Hoang, Phung Van Phach, A. I. Malinovskii, Renat Shakirov, Kasatkin S. R., Golozubov 
V. V., Bui Van Nam, Mai Duc Dong, Ngo Bich Huong, Pham Thu Hien, 2019. Establishing calculation method for 
chemical composition of primitive magma in the Cenozoic in South Central coast region and the adjacent continental 
shelf of Vietnam. Vietnam Journal of Marine Science and Technology, 19(3B), 55–70. 
56 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ Biển, Tập 19, Số 3B; 2019: 55–70 
DOI: https://doi.org/10.15625/1859-3097/19/3B/14515 
https://www.vjs.ac.vn/index.php/jmst 
Nghiên cứu phát triển phƣơng pháp tính thành phần hóa học dung thể 
magma basalt nguyên thủy giai đoạn Cenozoi khu vực ven biển và ngoài 
khơi Nam Trung Bộ 
Lê Đức Anh1,2,*, Nguyễn Hoàng2,3, Phùng Văn Phách1,2, A. I. Malinovskii4, Renat Shakirov5, 
Kasatkin S. R.
4
, Golozubov V. V.
4
, Bùi Văn Nam1, Mai Đức Đông1, Ngô Bích Hƣờng1, 
Phạm Thu Hiên1 
1
Viện Địa chất và Địa vật lý biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Việt Nam 
2
Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Việt Nam 
3
Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Việt Nam 
4
Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học Liên bang Nga chi nhánh Viễn Đông, Vladivostok, Liên 
bang Nga 
5
Viện Hải Dương học Thái Binh Dương Il’ichev, Viện Hàn lâm Khoa học Liên bang Nga chi 
nhánh Viễn Đông, Vladivostok, Liên bang Nga 
*E-mail: leducanh010282@gmail.com 
Nhận bài: 25-7-2019; Chấp nhận đăng: 6-10-2019 
Tóm tắt 
Các phép toán xác định thành phần hóa học của dung thể magma nguyên thủy được thực hiện một cách đơn 
giản nhưng chúng cung cấp cơ sở để xem xét các biến đổi về trạng thái nhiệt độ và áp suất tại thời điểm 
chưa xảy ra biến đổi trong nguồn magma. Cơ sở của phương pháp dựa trên sự bổ sung một lượng thành phần 
hóa học của khoáng vật olivin vào thành phần nguyên tố chính của các đá phun trào theo công thức tính: Ci 
= Ci-1+ 0,1 * Ci-1Ol. Để phù hợp với đặc điểm vùng nghiên cứu, tập thể tác giả đã có những bổ sung mới về 
phương pháp tính. Kết quả tính cho thấy mức độ phù hợp cao khi đối sánh với kết quả phân tích thành phần 
địa hóa các đá phun trào. Thành phần hóa học của dung thể magma nguyên thủy được sử dụng để tính trạng 
thái nhiệt độ và áp suất trong nguồn magma. Theo đó, khu vực ven biển Nam Trung Bộ và thềm lục địa chia 
thành hai kiểu phun trào chính. Kiểu phun trào núi lửa thứ nhất, hoạt động núi lửa diễn ra tại các vị trí giao 
nhau của các đứt gãy lớn nằm về phía bắc vùng nghiên cứu. Kiểu phun trào núi lửa thứ hai diễn ra tại các 
khu vực tách giãn nội lục. 
Từ khóa: Nam Trung Bộ, magma nguyên thủy, phun trào núi lửa giai đoạn Cenozoi. 
MỞ ĐẦU 
Thành phần hóa học của dung thể nguyên 
thủy là thành phần hóa học của dung thể 
magma trước khi diễn ra các quá trình biến đổi 
(kết tinh, phân dị). Tại thời điểm này, nguồn 
magma thường đạt trạng thái cân bằng nhiệt 
động học và tương ứng với một giá trị hàm 
lượng các nguyên tố nhất định. Việc xác định 
giá trị hàm lượng các nguyên tố trong dung thể 
nguyên thủy là hết sức quan trọng, bởi vì thông 
qua các giá trị này chúng ta có thể tính các điều 
kiện nhiệt độ và áp suất tại thời điểm bắt đầu 
diễn ra biến đổi trong nguồn magma. Trước 
đây, các nghiên cứu về các quá trình hóa lý 
diễn ra trong nguồn magma chủ yếu dựa trên 
thực nghiệm làm nóng chảy đá peridotit trong 
Nghiên cứu phát triển p ... trong giai 
đoạn muộn thường hình thành các đá phun trào 
alkali. Trong khu vực một, nhiệt độ và áp suất 
nóng chảy thấp, không có sự phân biệt giữa 
nguồn magma hình thành các đá phun trào 
tholeit và đá phun trào alkali cho thấy dung thể 
magma đã trải qua một quá trình biến đổi lâu 
dài và phun trào chảy tràn và phủ đầy khe nứt 
theo cơ chế nóng chảy giảm áp. Tuy nhiên, tại 
vùng hai hoạt động phun trào magma diễn ra 
chủ yếu trên vùng kiến tạo tách giãn nội lục. 
Biểu đồ quan hệ giữa nhiệt độ, áp suất hình 8b 
cho thấy hai giai đoạn phun trào riêng biệt và 
hình thành các đường tương quan âm. Rất có 
thể nguồn magma tại khu vực hai mang đặc 
điểm nóng chảy dạng cột ở các độ sâu khác 
nhau và phun trào theo từng nhịp cục bộ trong 
một khoảng thời gian ngắn. 
KẾT LUẬN 
Các phép toán xác định thành phần hóa học 
của dung thể magma nguyên thủy được thực 
hiện một cách đơn giản nhưng chúng cung cấp 
cơ sở để xem xét các biến đổi về trạng thái 
nhiệt độ và áp suất tại thời điểm chưa xảy ra 
biến đổi trong nguồn magma. Dựa trên phương 
pháp tính thành phần hóa học dung thể magma 
nguyên thủy theo lý thuyết, tập thể tác giả đã 
phát triển phương pháp tính mới phù hợp với 
khu vực nghiên cứu. Thay vì sử dụng hàm 
lượng olivin theo lý thuyết, phương pháp mới 
đã sử dụng thành phần hóa học của khoáng vật 
olivin và pyroxen trong mẫu đá basalt làm tham 
số đầu vào. Kết quả tính được đối sánh với số 
liệu các địa hóa mẫu đá basalt thực tế và mô 
hình nóng chảy pMelt cho thấy mức độ phù 
hợp cao. Hàm lượng MgO của dung thể nguyên 
thủy trong vùng nghiên cứu dao động từ 10,5% 
đến 15,33% tương ứng chỉ số Mg# dao động từ 
60 đến 70. 
Thành phần các oxit của dung thể nóng 
chảy nguyên thủy được sử dụng để tính nhiệt 
độ và áp suất thành tạo cho thấy có sự khác biệt 
về nguồn magma trong khu vực nghiên cứu. 
Liên kết tài liệu cấu trúc kiến tạo và giá trị 
nhiệt độ và áp suất nguồn magma nguyên thủy 
cho thấy khu vực ven biển và ngoài khơi Nam 
Trung Bộ có thể chia thành hai vùng có hoạt 
động phun trào núi lửa khác nhau. Tại vùng 
một, hoạt động phun trào núi lửa tập trung tại 
vị trí giao nhau của các đứt gãy trượt bằng theo 
kiểu chảy tràn phủ trên các hệ thống khe nứt 
tương ứng. Trong vùng phun trào kiểu một, 
nguồn magma có nhiệt độ nóng chảy từng phần 
thấp và không phân biệt rõ ràng giữa magma 
hình thành basalt kiềm và basalt tholeit. Trái 
lại, tại vùng hai hoạt động núi lửa diễn ra chủ 
yếu trên vùng kiến tạo tách giãn nội lục. Nhiệt 
độ nóng chảy từng phần của nguồn magma 
vùng hai cao hơn so với vùng một. Trong đó, 
nguồn magma hình thành basalt kiềm có nhiệt 
độ và áp suất cao hơn nguồn magma hình thành 
basalt tholeit. Sư khác biệt về nhiệt độ và áp 
suất nóng chảy từng phần phản ánh kiểu nóng 
chảy dạng cột trong nguồn magma tương ứng 
với từng nhịp phun trào khi ta quan sát ngoài 
thực địa. 
Lời cảm ơn: Bài báo được thực hiện với sự hỗ 
trợ từ Đề tài thuộc chương trình trọng điểm cấp 
Quốc gia: “Nghiên cứu KH&CN phục vụ quản 
lý biển, hải đảo và phát triển kinh tế biển”. Mã 
số Đề tài: KC09.07/16–20 và KC09.33/16–20. 
Tập thể tác giả xin cảm ơn “Chương trình hỗ 
trợ hoạt động Nghiên cứu viên Cao cấp” mã số: 
NCVCC24.05/19–19 và đề tài cấp Viện Hàn 
lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam mã số 
ĐLTE00.06/19–20 đã cung cấp số liệu để hoàn 
thành bài báo. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] O‟hara, M. J., 1968. The bearing of phase 
equilibria studies in synthetic and natural 
systems on the origin and evolution of 
basic and ultrabasic rocks. Earth-Science 
Reviews, 4, 69–133. 
[2] Hirose, K., and Kushiro, I., 1993. Partial 
melting of dry peridotites at high 
pressures: determination of compositions 
of melts segregated from peridotite using 
aggregates of diamond. Earth and 
Planetary Science Letters, 114(4), 477–
489. 
[3] Kushiro, I., 1996. Partial melting of fertile 
mantle peridotite at high pressures: an 
experimental study using aggregates of 
diamond. Geophysical Monograph-
American Geophysical Union, 95, 109–122. 
[4] Roeder, P. L., and Emslie, R., 1970. 
Olivine-liquid equilibrium. 
Lê Đức Anh và nnk. 
68 
Contributions to mineralogy and 
petrology, 29(4), 275–289. 
[5] Takahashi, E., and Kushiro, I., 1983. 
Melting of a dry peridotite at high 
pressures and basalt magma genesis. 
American Mineralogist, 68(9–10), 
859–879. 
[6] Hauri, E. H., 1996. Major-element 
variability in the Hawaiian mantle plume. 
Nature, 382(6590), 415–419. 
[7] Ren, Z. Y., Ingle, S., Takahashi, E., 
Hirano, N., and Hirata, T., 2005. The 
chemical structure of the Hawaiian mantle 
plume. Nature, 436(7052), 837–840. 
[8] Ren, Z. Y., Hanyu, T., Miyazaki, T., 
Chang, Q., Kawabata, H., Takahashi, T., 
... and Tatsumi, Y., 2009. Geochemical 
differences of the Hawaiian shield lavas: 
implications for melting process in the 
heterogeneous Hawaiian plume. Journal 
of Petrology, 50(8), 1553–1573. 
[9] Sobolev, A. V., Hofmann, A. W., 
Sobolev, S. V., and Nikogosian, I. K., 
2005. An olivine-free mantle source of 
Hawaiian shield basalts. Nature, 
434(7033), 590–597. 
[10] Herzberg, C., 2006. Petrology and thermal 
structure of the Hawaiian plume from 
Mauna Kea volcano. Nature, 444(7119), 
605–609. 
[11] Hoang, N., Flower, M. F., and Carlson, R. 
W., 1996. Major, trace element, and 
isotopic compositions of Vietnamese 
basalts: Interaction of hydrous EM1-rich 
asthenosphere with thinned Eurasian 
lithosphere. Geochimica et Cosmochimica 
Acta, 60(22), 4329–4351. 
[12] Metcalfe, I., 1999. Gondwana dispersion 
and Asian accretion: an overview. 
Gondwana dispersion and Asian 
accretion, 9–28. 
[13] Metcalfe, I., 1996. Pre-Cretaceous 
evolution of SE Asian terranes. 
Geological Society, London, Special 
Publications, 106(1), 97–122. 
doi:10.1144/GSL.SP.1996.106.01.09. 
[14] Metcalfe, I., 2011. Tectonic framework 
and Phanerozoic evolution of Sundaland. 
Gondwana Research, 19(1), 3–21. 
doi:10.1016/j.gr.2010.02.016. 
[15] Tr. V. Trị và Vũ Khúc, 2011. Địa chất và 
tài nguyên thiên nhiên Việt Nam. Sách 
chuyên khảo. 
[16] Holloway, N. H., 1982. North Palawan 
block, Philippines - Its relation to Asian 
mainland and role in evolution of South 
China Sea. AAPG Bulletin, 66(9), 
1355–1383. 
[17] Honza, E., and Fujioka, K., 2004. 
Formation of arcs and backarc basins 
inferred from the tectonic evolution of 
Southeast Asia since the Late Cretaceous. 
Tectonophysics, 384(1–4), 23–53. 
doi:10.1016/j.tecto.2004.02.006. 
[18] Hutchison, C. S., 2014. Tectonic evolution 
of Southeast Asia. Bulletin of the 
Geological Society of Malaysia, 60, 1–18. 
[19] Tapponnier, P., Peltzer, G. L. D. A. Y., Le 
Dain, A. Y., Armijo, R., and Cobbold, P., 
1982. Propagating extrusion tectonics in 
Asia: New insights from simple 
experiments with plasticine. Geology, 
10(12), 611–616. 
[20] Tapponnier, P., Peltzer, G., and Armijo, 
R., 1986. On the mechanics of the 
collision between India and Asia. 
Geological Society, London, Special 
Publications, 19(1), 113–157. 
[21] Hall, R., 2002. Cenozoic geological and 
plate tectonic evolution of SE Asia and the 
SW Pacific: computer-based 
reconstructions, model and animations. 
Journal of Asian Earth Sciences, 20(4), 
353–431. doi:10.1016/S0012-
821X(04)00070-6. 
[22] Leloup, P. H., Lacassin, R., Tapponnier, 
P., Schärer, U., Zhong, D., Liu, X., ... and 
Trinh, P. T., 1995. The Ailao Shan-Red 
River shear zone (Yunnan, China), 
Tertiary transform boundary of Indochina. 
Tectonophysics, 251(1–4), 3–84. doi: 
10.1016/0040-1951(95)00070-4, 1995. 
[23] Barr, S. M., and MacDonald, A. S., 1981. 
Geochemistry and geochronology of late 
Cenozoic basalts of Southeast Asia. 
Geological Society of America Bulletin, 
92(8_Part_II), 1069–1142. 
[24] Kudrass, H. R., Wiedicke, M., Cepek, P., 
Kreuzer, H., and Müller, P., 1986. 
Mesozoic and Cainozoic rocks dredged 
Nghiên cứu phát triển phương pháp tính 
69 
from the South China Sea (Reed Bank 
area) and Sulu Sea and their significance 
for plate-tectonic reconstructions. Marine 
and Petroleum Geology, 3(1), 19–30. 
[25] Tu, K., Flower, M. F., Carlson, R. W., 
Xie, G., Chen, C. Y., and Zhang, M., 
1992. Magmatism in the South China 
Basin: 1. Isotopic and trace-element 
evidence for an endogenous Dupal mantle 
component. Chemical Geology, 97(1–2), 
47–63. 
[26] Rangin, C., Huchon, P., Le Pichon, X., 
Bellon, H., Lepvrier, C., Roques, D., ... 
and Van Quynh, P., 1995. Cenozoic 
deformation of central and south Vietnam. 
Tectonophysics, 251(1–4), 179–196. 
[27] Flower, M. F., Chung, S. L., Lo, C. H., and 
Lee, T. Y. (Eds.), 1998. Mantle dynamics 
and plate interactions in East Asia (Vol. 
27). American Geophysical Union. 
[28] Yan, P., Deng, H., Liu, H., Zhang, Z., and 
Jiang, Y., 2006. The temporal and spatial 
distribution of volcanism in the South 
China Sea region. Journal of Asian Earth 
Sciences, 27(5), 647–659. 
[29] Yan, Q., Shi, X., Wang, K., Bu, W., and 
Xiao, L., 2008. Major element, trace 
element, and Sr, Nd and Pb isotope 
studies of Cenozoic basalts from the South 
China Sea. Science in China Series D: 
Earth Sciences, 51(4), 550–566. 
[30] Yan, Q., Shi, X., and Castillo, P. R., 2014. 
The late Mesozoic–Cenozoic tectonic 
evolution of the South China Sea: a 
petrologic perspective. Journal of Asian 
Earth Sciences, 85, 178–201. 
[31] Wang, X. C., Li, Z. X., Li, X. H., Li, J., 
Liu, Y., Long, W. G., ... and Wang, F., 
2011. Temperature, pressure, and 
composition of the mantle source region of 
Late Cenozoic basalts in Hainan Island, SE 
Asia: a consequence of a young thermal 
mantle plume close to subduction zones?. 
Journal of Petrology, 53(1), 177–233. 
[32] Hoang, N., Flower, M. F., Xuan, P. T., 
Quy, H. V., and Son, T. T., 2013. 
Collision-induced basalt eruptions at 
Pleiku and Buon Me Thuot, south-central 
Viet Nam. Journal of Geodynamics, 69, 
65–83. 
[33] Hoang, N., Shinjo, R., Huong, T. T., 
Pécskay, Z., and Bac, D. T., 2019. 
Pleistocene basaltic volcanism in the 
Krông Nô area and vicinity, Dac Nong 
Province (Vietnam). Journal of Asian 
Earth Sciences, 103903. 
[34] Hoang, N., and Flower, M., 1998. 
Petrogenesis of Cenozoic basalts from 
Vietnam: implication for origins of a 
„diffuse igneous province‟. Journal of 
Petrology, 39(3), 369–395. 
[35] Nguễn Hoàng, Phan Trọng Trịnh, 2009. 
Tổng hợp đặc điểm thạch học và địa hóa 
đá núi lửa Neogen - Đệ tứ và động lực 
manti khu vực Biển Đông và các vùng lân 
cận. Tạp chí Địa chất, A312, 5–6. 
[36] Koloskov, A. V., Fedorov, P. I., and 
Rashidov, V. A., 2016. New data on 
products composition of the Quaternary 
volcanic activity in the shelf zone of NW 
margins of the South China Sea and the 
problem of asthenospheric diapirism. 
[37] Hoang, N., Shakirov, R. B., and Huong, T. 
T., 2017. Geochemistry of late miocene-
pleistocene basalts in the Phu Quy island 
area (East Vietnam Sea): Implication for 
mantle source feature and melt generation. 
Vietnam Journal of Earth Sciences, 39(3), 
270–288. 
[38] An, A. R., Choi, S. H., Yu, Y., and Lee, 
D. C., 2017. Petrogenesis of Late 
Cenozoic basaltic rocks from southern 
Vietnam. Lithos, 272, 192–204. 
[39] Yamashita, S., and Tatsumi, Y., 1994. 
Thermal and geochemical evolution of the 
mantle wedge in the northeast Japan arc: 
2. Contribution from geochemistry. 
Journal of Geophysical Research: Solid 
Earth, 99(B11), 22285–22293. 
[40] Scarrow, J. H., and Cox, K. G., 1995. 
Basalts generated by decompressive 
adiabatic melting of a mantle plume: a 
case study from the Isle of Skye, NW 
Scotland. Journal of Petrology, 36(1), 
3–22. 
[41] Turner, S., and Hawkesworth, C., 1995. 
The nature of the sub-continental mantle: 
constraints from the major-element 
composition of continental flood basalts. 
Chemical Geology, 120(3–4), 295–314. 
Lê Đức Anh và nnk. 
70 
[42] Tamura, Y., Yuhara, M., and Ishii, T., 
2000. Primary arc basalts from Daisen 
volcano, Japan: equilibrium crystal 
fractionation versus disequilibrium 
fractionation during supercooling. Journal 
of Petrology, 41(3), 431–448. 
[43] Leeman, W. P., Lewis, J. F., Evarts, R. C., 
Conrey, R. M., and Streck, M. J., 2005. 
Petrologic constraints on the thermal 
structure of the Cascades arc. Journal of 
Volcanology and Geothermal Research, 
140(1–3), 67–105. 
[44] Putirka, K. D., 2005. Mantle potential 
temperatures at Hawaii, Iceland, and the 
mid‐ocean ridge system, as inferred from 
olivine phenocrysts: Evidence for 
thermally driven mantle plumes. 
Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 
6(5), 1–14. 
[45] Ghiorso, M. S., Hirschmann, M. M., 
Reiners, P. W., and Kress, V. C., 2002. 
The pMELTS: A revision of MELTS for 
improved calculation of phase relations 
and major element partitioning related to 
partial melting of the mantle to 3 GPa. 
Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 
3(5), 1-35. DOI: 10.1029/2001GC000217. 
[46] Albarede, F., 1992. How deep do common 
basaltic magmas form and differentiate?. 
Journal of Geophysical Research: Solid 
Earth, 97(B7), 10997–11009. 
[47] Putirka, K. D., 2008. Thermometers and 
barometers for volcanic systems. Reviews 
in mineralogy and geochemistry, 69(1), 
61–120. 
[48] Hoang, N., Flower, M. F., and Carlson, R. 
W., 1996. Major, trace element, and 
isotopic compositions of Vietnamese 
basalts: Interaction of hydrous EM1-rich 
asthenosphere with thinned Eurasian 
lithosphere. Geochimica et Cosmochimica 
Acta, 60(22), 4329–4351. 
[49] Ph. T. Xuân, Ng. Hoàng, 2002. Đặc điểm 
thạch học và thành phân nguyên tố chính 
trong basalt Kainozoi muộn tại Việt Nam. 
Tạp chí Các Khoa học về Trái đất, 24(1), 
33–42. 
[50] Phach, P. V., and Anh, L. D., 2018. 
Tectonic evolution of the southern part of 
Central Viet Nam and the adjacent area. 
Geodynamics & Tectonophysics, 9(3), 
801–825.