Tạp chí Các Khoa học Trái Đ t, 38 (1), 98-107 Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Tạp chí Các Khoa học Trái Đất (VAST) Website: http://www.vjs.ac.vn/index.php/jse Một số đặc điểm hình thái thành phần hóa học arsenopyrit, pyrit tụ khống vàng - sulfide Bó Va Nam Quang (Đơng Bắc Việt Nam) Ngô Thị Hư ng*1, Nevolko P.A.2, Trần Trọng Hòa1, Trần Tu n Anh1, Phạm Thị Dung1, Vũ Hoàng Ly1 Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Viện Hàn lâm Khoa học Nga Ch p nhận đăng: 15 - - 2016 ABSTRACT Mineralogical characteristics of arsenopyrite and pyrite at Bo Va and Nam Quang gold-sulfide deposits (Northeast Vietnam) Crystal morphology and chemical compositions of arsenopyrite and pyrite at the Nam Quang and Bo Va deposits in the Song Hien basin (Northeast Vietnam) are studied in detail Arsenopyrite often forms elongated crystals Their chemical compositions are relatively poor in As, but rich in S with S/As ratios often >1.1, impurity elements such as Ni, Co, Sb, and sometimes Au (up to 0.02 wt.%) Composition of the pyrite is stoichiometric, but with relatively high arsenic and (sometimes) gold The correlation between As and Au concentration in pyrite has been recorded The morphology and chemical composition of arsenopyrite and pyrite of Bo Va and Nam Quang deposits can be comparable to those in the Au-sulfide deposits in black shale in Kazakhstan and Southeastern China Keywords: gold, sulfide, terrigenous sediments, arsenopyrite, pyrite, Bo Va, Nam Quang ©2016 Vietnam Academy of Science and Technology Mở đầu Arsenopyrit pyrit khoáng vật quặng chứa vàng số tụ khống vàngsulfide thuộc nhiều kiểu quặng hóa khác nhau, có ý nghĩa nh t tụ khoáng vàngarsenopyrit vàng-pyrit Điển hình tụ khống Au-sulfide trầm tích lục nguyên lục nguyên - carbonat chứa than tuổi Trias Jura-Creta tây nam Trung Quốc, tạo thành cụm tụ khống có giá trị cơng nghiệp gọi "Tam Giác Vàng" (Golden Triagle; Chen et al., 2011; Peters et al., 2007) Các kiểu quặng hóa Au-sulfide khu vực Đông Bắc Việt Nam (ĐBVN), theo nghiên cứu gần đây, dựa vào môi trư ng đá vây quanh, chia thành kiểu Au-arsenopyrit *Tác gi liên hệ, Email: ngothihuong1412@gmail.com 98 Au-pyrit đá phiến đen; Au-arsenopyrit đá núi lửa axit; Au-arsenopyrit-stibnit đá xâm nhập mafic (gabbro) (T.T Hòa nnk, 2013) Chúng phổ biến c u trúc Sông Hiến thuộc ĐBVN Việc nghiên cứu khoáng vật arsenopyrit, pyrit cho phép gi i nhiều v n đề phân loại kiểu quặng hóa, nguồn gốc q trình tạo quặng, đánh giá triển vọng Au, đặc biệt vàng phân tán sulfide Trên giới có nhiều nghiên cứu arsenopyrit pyrit kh chứa vàng chúng Theo nghiên cứu này, arsenopyrit tụ khoáng vàng-sulfide đá phiến đen thư ng có dạng tinh thể hình kim tập hợp tinh thể m nh, kích thước nhỏ Thành phần hóa học chúng đặc trưng b i hàm lượng cao S, Ni, Co thư ng có chứa vàng với mức độ khác nhau, dao động từ vài chục g/t đến N.T Hư ng nnk/Tạp chí Các Khoa học Trái Đ t, Tập 38 (2016) hàng nghìn g/t (Volkova et al., 2006) Tương tự vậy, pyrit tụ khoáng kiểu có hàm lượng As, Ni cao thư ng chứa vàng (Fleet and Mumin, 1997) Việt Nam, tụ khoáng vàng-sulfide với thành phần khoáng vật quặng arsenopyrit pyrit, phổ biến Bó Va (Bắc Kạn), Nam Quang (Cao Bằng), Khau Âu (Bắc Kạn Thái Nguyên), Ngàn Me (Thái Nguyên), Làng Nèo (Thanh Hóa) cịn nhiều tụ khống khác (T.T Hịa nnk, 2011; 2013) Bài báo trình bày kết qu nghiên cứu arsenopyrit pyrit tụ khống Bó Va Nam Quang c u trúc Sông Hiến (ĐBVN) nhằm gi i v n đề sau: (i) Xác lập đặc điểm chủ yếu, đặc thù arsenopyrit pyrit hai tụ khống Bó Va Nam Quang; (ii) So sánh đặc điểm hình thái thành phần hóa học arsenopyrit, pyrit với tụ khoáng kiểu điển hình giới để xác lập mối liên quan với quặng hóa vàng, đặc biệt loại Au hạt mịn siêu mịn Sơ lược đặc điểm địa chất 2.1 Tụ khống Bó Va Tụ khống Bó Va thuộc địa phận xã Bằng Vân, huyện Ngân Sơn, tỉnh Bắc Kạn, có tọa độ địa lý trung tâm: 22°30'30" vĩ độ Bắc; 106°05'22" kinh độ Đơng (hình 1) Hình Sơ đồ đới quặng địa điểm l y mẫu khu vực Bó Va 99 Tạp chí Các Khoa học Trái Đ t, 38 (1), 98-107 Về mặt địa ch t, tụ khoáng nằm tập đá lục nguyên thuộc hệ tầng Sông Hiến (T1sh), có thành phần chủ yếu đá phiến sét đen xen lẫn cát-bột kết bị phiến hóa giàu vật ch t hữu (than), bột kết màu xám vàng xen tập sạn-cuội kết, đá phiến sericit, phiến silic xen kẹp th u kính sét vơi Hoạt động magma khu vực nghiên cứu biểu yếu, th y phía nam lộ khối xâm nhập nhỏ thành phần mafic (gabro) xa granit hai mica khối Ngân Sơn (không thể b n đồ) Trong khu vực, theo mơ t Trần Trọng Hịa (1996) đôi chỗ bắt gặp đai mạch nhỏ thành phần mafic Biểu khoáng s n khu vực Bó Va, theo tài liệu có, chủ yếu vàng tụ khoáng vàng Manu (Pắc Lạng) khai thác từ th i Pháp Ngồi cịn th y biểu quặng hóa chì kẽm, mà điểm đặc trưng tụ khống Nà Diếu tụ khống Bó Va xác định ba đới quặng gồm: đới Nà Phai 1, đới Nà Phai đới Vi Ba (T.T Hịa nnk, 2013) Khống hóa biểu chủ yếu dạng mạch thạch anh thạch anh-carbonat tập đá phiến chứa sulfide xâm tán (hình 2, 3) Dựa vào thành phần, phân chia đá phiến sét, phiến sét chứa than, phiến sericit-thạch anh, phiến chlorit - sericit, phiến sét - vôi Trong đá phiến gặp nhiều chỗ có khống hóa sulfide bao gồm pyrit, arsenopyrit khoáng vật quặng khác (marcazit, ilmenit, hematit) tạo thành xâm tán hạt mịn (0,1mm nhỏ hơn), có mức độ tập trung với hàm lượng khác Thư ng chúng phân bố dọc theo mặt phân phiến tạo cho đá có dạng sọc d i, bị biến dạng uốn lượn thành vi uốn nếp r t đẹp (hình 4) Đã bắt gặp tập đá phiến chứa sulfide với hàm lượng đến 70-80% thể tích đá (T.T Hịa, 1996) Hình Đá phiến, cát bột kết chứa sulfide Khu vực Nà Phai Pyrit Hình Các mạch thạch anh - cacbonat chứa sulfide Khu vực Nà Phai Hình Đá phiến sét đen chứa sulfide vật liệu thạch anh, calcit bị biến dạng tạo vi uốn nếp Khu vực Nà Phai 2.2 Tụ khoáng Nam Quang Tụ khoáng Nam Quang thuộc địa phận xã Nam Quang xã Tân Việt (huyện B o Lạc, tỉnh Cao Bằng), cách thị tr n B o Lạc kho ng 40km phía tây - tây nam, cách thị tr n Bắc Mê (Hà Giang) 25 km phía tây - tây bắc (N.T Tàng, 1996) Các tụ khoáng khu vực Nam Quang nằm đá lục nguyên - carbonat thuộc hệ tầng Mia Lé (D1ml1-2) 100 (hình 5) có thành phần chủ yếu đá phiến sét, phiến sét-vôi, phiến sericit, cát bột kết, đá vôi dạng khối phân lớp mỏng bị vị nhàu uốn nếp mạnh (hình 6) Trong khu vực không th y biểu hoạt động magma Các hoạt động đứt gãy phá hủy theo hướng TB-ĐN vĩ tuyến phát triển (hình 5) Dọc theo đứt gãy biểu vò nhàu, biến dạng, mạch đới thạch anh kèm theo sulfide chứa vàng N.T Hư ng nnk/Tạp chí Các Khoa học Trái Đ t, Tập 38 (2016) Hình Sơ đồ địa ch t mặt cắt địa ch t khu vực Nam Quang 101 Tạp chí Các Khoa học Trái Đ t, 38 (1), 98-107 Tụ khoáng Nam Quang gồm hai đới quặng Thẩm Riềm Khùng Khoàng mà thực tế hai mỏ riêng biệt, cách kho ng 1km Thành phần khoáng vật quặng chủ yếu đới Khùng Khồng pyrit, cịn đới Thẩm Riềm pyrit arsenopyrit Có hai kiểu quặng sulfide (pyrit arsenopyrit-pyrit) dạng xâm tán đá phiến đen khống hóa dạng mạch mạng mạch thạch anh-carbonat (hình 6) Hình Tập đá phiến sét vơi chứa than với mạch thạch anhcarbonat Pyrit xâm tán dày đá phiến xâm tán thưa mạch thạch anh-carbonat Mẫu nghiên cứu phương pháp phân tích Để nghiên cứu đặc điểm hình thái thành phần hóa học arsenopyrit pyrit, chúng tơi tiến hành kh o sát thu thập mẫu thực địa hai tụ khống Bó Va tụ khống Nam Quang Các mẫu thu thập từ số đới khống hóa sulfide dạng xâm tán đá phiến sericite chlorite, đá phiến sét vôi, cát kết chứa vật ch t hữu cơ, dăm kết dạng milonit từ mạch thạch anh - carbonat phát triển tập đá phiến Các mẫu khoáng tướng gia cơng phân tích xác định tổ hợp cộng sinh khoáng vật đồng th i nghiên cứu kiến trúc, c u tạo quặng kính hiển vi ph n xạ Các mẫu trọng sa nhân tạo (giã đãi) nghiền đến cỡ hạt 1 Đặc điểm giống với đặc điểm arsenopyrit tụ khoáng Au-sulfide đá phiến đen Trung Quốc Theo số nghiên cứu, hàm lượng As tăng tỷ lệ thuận với độ lớn mức độ tự hình hạt arsenopyrit, ngược lại hàm lượng S gi m tương tự hàm lượng vàng (Au) gi m xuống Hàm lượng nguyên tố lại (Fe, Ni, Co, Sb, Ag) thay đổi khơng phụ thuộc vào hình thái hạt arsenopyrit Các hạt arsenopyrit dạng t m kéo dài mẫu KC.14-8/5 phát th y vàng lại 105 Tạp chí Các Khoa học Trái Đ t, 38 (1), 98-107 mẫu có dạng t m ngắn tự hình, dạng m nh không phát th y vàng Arsenopyrit tụ khống Nam Quang có hàm lượng vàng cao dao động kho ng 0,04÷0,08% (b ng 3) Như vậy, hình thái tinh thể kéo dài, thành phần hóa học giàu S tương đối nghèo As, tỷ lệ S/As thư ng >1,1 d u hiệu tiêu hình arsenopyrit tụ khống Bó Va Nam Quang phù hợp với đặc điểm tiêu hình arsenopyrit tụ khống vàng-sulfide phổ biến giới (Fleet et al., 1997; Kovalev et al., 2011; Zhong et al., 2002) Các đặc điểm hình thái tinh thể pyrit c hai tụ khoáng Bó Va Nam Quang tương tự khơng th y có mối liên hệ với đặc điểm thành phần hóa học chúng Thành phần hóa học pyrit hai tụ khống chủ yếu tương ứng với thành phần lý thuyết, riêng pyrit tụ khống Bó Va có hàm lượng As tương đối cao rõ rệt biểu chứa vàng trùng với pyrit kiểu (As=0,07%, Au=0,02%; b ng 2) Điều chứng tỏ độ chứa vàng pyrit tụ khống Bó Va Nam Quang thuộc loại th p Các pyrit giàu As thư ng coi có triển vọng chứa vàng thực tế nhiều mỏ vàng-sulfide kiểu Carlin tương tự Carlin Kazastan tây nam Trung Quốc ghi nhận đặc điểm (Fleet et al., 1997; Kovalev et al., 2011; Zhong et al., 2002) Đây điều cần nghiên cứu chi tiết pyrit hai tụ khống Bó Va Nam quặng tụ khoáng vàng khác có bối c nh địa ch t tương tự rift Sông Hiến 5.2.Các đặc điểm đối sánh Về b n, thành phần hóa học arsenopyrit pyrit hai khu vực Bó Va Nam Quang giống tỷ lệ S/As, độ chứa Ni, Co có mặt vàng tự sinh arsenopyrit pyrit Đặc điểm phân bố hàm lượng S, As Au arsenopyrit từ khu vực Bó Va Nam Quang, xét theo mối tương quan khác nhau: S-As, AuS/As (hình 12-14), tương tự nhau, thể rõ khuynh hướng nghịch biến S As; mối liên quan hàm lượng Au với tỷ lệ S/As arsenopyrit hiện, yếu 106 Hình 12 Mối tương quan S với As hai tụ khống Nam Quang Bó Va Hình 13 Mối tương quan Au với tỷ số S/As tụ khống Bó Va Hình 14 Mối tương quan Au với tỷ số S/As tụ khoáng Nam Quang So sánh đặc điểm phân bố S, As tương quan hàm lượng Au S/As arsenopyrit khu vực nghiên cứu tụ khống có đặc điểm tương tự Kazastan nam Trung Quốc th y chúng có nét tương đồng Arsenopyrit tụ khoáng Au-sulfide Kazastan nam Trung Quốc đặc trưng hàm lượng S dao động kho ng 19-22% tl, As - kho ng 4347%tl; tỷ lệ S/As (%nt) nằm kho ng 0,95 - 1,21 (Chiukova et al, 2007; Peters et al, 2007; Zhou et al, 2002; Zhong et al., 2002; Chen N.T Hư ng nnk/Tạp chí Các Khoa học Trái Đ t, Tập 38 (2016) et al., 2011) Theo nghiên cứu độ chứa vàng arsenopyrit mỏ vàng sulfide Đơng Kazakstan arsenopyrit có dạng hình kim, lăng trụ có triển vọng chứa vàng nhiều arsenopyrit hình t m (Kovalev et al, 2012) Cùng với khác biệt hình thái, thành phần hóa học hai loại arsenopyrit khác nhau, cụ thể arsenopyrit dạng t m hàm lượng As thư ng cao 45%tl S có hàm lượng nhỏ 20% (S/As = 1,03-0,95), cịn arsenopyrit có dạng hình kim, lăng trụ có hàm lượng As nhỏ 45%tl S lớn 20% (S/As = 1,16-1,21) Nếu so sánh với tài liệu arsenopyrit c hai tụ khống Bó Va Nam Quang có thành phần hóa học tương ứng với loại arsenopyrit chứa vàng (As dao động từ 41,3 đến 43,5%; tỷ lệ nguyên tử S/As dao động kho ng từ 1,16 đến 1,26) Kết luận Arsenopyrit pyrit tụ khống vàng sulfide Bó Va Nam Quang có đặc điểm hình thái tinh thể thành phần hóa học đặc trưng cho khống vật quặng có kh chứa vàng Các đặc điểm tiêu hình arsenopyrit chứa vàng tinh thể dạng kéo dài, thành phần hóa học đặc trưng th p As, cao S, tỷ lệ (%nt) S/As cao (>1,1) Thành phần hóa học pyrit chứa vàng đặc trưng có hàm lượng cao As Chưa ghi nhận rõ mối liên quan độ chứa vàng đặc điểm hình thái tinh thể pyrite Mối tương quan hàm lượng vàng với tỷ lệ S/As arsenopyrit hàm lượng As pyrit tụ khống coi d u hiệu cho đánh giá triển vọng vàng hạt mịn phân tán sulfide điểm khống hóa vàng trầm tích lục ngun chứa than khác trũng Sông Hiến cần ý nghiên cứu Lời cảm ơn Bài báo phần kết qu nghiên cứu Đề tài “Nghiên cứu đánh giá loại hình vàng hạt mịn siêu mịn kiểu quặng hóa khác khu vực Đông Bắc Việt Nam đề xu t gi i pháp cơng nghệ thu hồi thích hợp không gây ô nhiễm môi trư ng”, mã số KC.08.14/11-15 Các tác gi xin chân thành c m ơn cộng tác đồng nghiệp phòng Thạch luận Sinh khống q trình hồn thành báo Tài liệu dẫn Trần Trọng Hòa (chủ biên), 1996: Xây dựng mơ hình điều tra, sử dụng hợp lý, b o vệ mơi trư ng q trình khai thác tài nguyên khoáng s n quý tỉnh Cao Bằng Lưu trữ Viện Địa ch t, Hà Nội Trần Trọng Hòa, Polyakov G.V., Trần Tu n Anh, Borisenko A.S., Izokh A.E., Balyakin P.A., Ngô Thị Phượng, Phạm Thị Dung, 2011: Hoạt động magma sinh khoáng nội m ng miền Bắc Việt Nam Nxb Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ, 368tr Trần Trọng Hịa, Nevolko P., Ngơ Thị Phượng, Trần Tu n Anh, Phạm Thị Dung, Bùi n Niên, Nguyễn Xuân Huyên, Nguyễn Thùy Dương, Vũ Hoàng Ly, Trần Văn Hiếu, 2013: Các tụ khoáng vàng-sulfide thành tạo lục nguyên - carbonat rift Sông Hiến, ÐBVN Tuyển tập Báo cáo KHCN toàn quốc năm 2013 ISBN: 978-604-59-0693-4; tr.131-140 Nông Thế Tàng (chủ biên), 1996: Báo cáo Kh o sát tìm kiếm đánh giá vàng gốc Nam Quang, B o Lạc, Cao Bằng Lưu trữ Trung tâm Thông tin lưu trữ Địa ch t, Hà Nội Chen M.H., Mao J.W., Bierlein F.P., Norman T., Uttley P.J., 2011: Structural features and metallogenesis of the Carlintype Lannigou gold deposit, Guizhou Province, China OreGeol Rev.43 (1), 217-234 Fleet, M.E., Mumin, A.H., 1997: Gold-bearing pyrite and arsenopyrite from Carlin Trend gold deposits and laboratory synthesis: American Mineralogist, v 82, p.182-193 Kovalev K.R., Kalinin Yu.A., Naumov E.A., Kolesnikova M.K., Korolyuk V.N., 2011: Gold-bearing arsenopyrite in eastern Kazakhstan gold-sulfide deposits Russian Geology and Geophysics 52, 178-192 Kovalev K.R., Kalinin Yu.A., Polynov V.I., Kydyrbekov E.L., Borisenko A.S., Naumov E.A., Netesov M.I., Klimenko A.G., and Kolesnikova M.K., 2012: ISSN 1075-7015, Geology of Ore Deposits, vol 54, No.4, 254-275 Peters S.G., HuangJ.Z., Li Z.P., JingC.G., 2007: Sedimentary rock-hosted Au deposits of the Dian-Qian-Guiarea, Guizhou, Yunnan Provinces, and Guangxi District, China Ore Geol Rev.31,170-204 Volkova A V., Genkina A D., and Academician of the RAS Goncharovb V I., 2006 New data on invisible gold in disseminated sulfide ores of the Natalka deposit Vol 409A, No 6, pp 879-883 Zhong H.R., Chao S.W., Wu B.X., Zhi T.G., Hofstra A.H., 2002: Geology and geochemistry of Carlin- type gold deposits in China Mineralium Deposita 37:378-39 Zhou T.H., Goldfarb R.J., Phillips G.N., 2002: Tectonics and metallogeny of gold deposits in China Mineralium Deposita 37, 249-282 107 ... Arsenopyrit pyrit tụ khống vàng sulfide Bó Va Nam Quang có đặc điểm hình thái tinh thể thành phần hóa học đặc trưng cho khống vật quặng có kh chứa vàng Các đặc điểm tiêu hình arsenopyrit chứa vàng. .. 100,02 Ghi chú: 1-4 tụ khống Bó Va; 5-6 tụ khống Nam Quang Thảo luận 5.1 Đặc điểm tiêu hình arsenopyrit pyrit Bó Va Nam Quang Arsenopyrit hai tụ khống Bó Va Nam Quang có đặc điểm giống tinh thể... Khoáng vật học Novosibirsk) Các kết qu phân tích đặc điểm hình thái, thành phần hóa học arsenopyrit pyrit từ tụ khống Bó Va Nam Quang đối sánh với arsenopyrit pyrit kiểu quặng hóa vàng- sulfide trầm