Đang tải... (xem toàn văn)
Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .Đặc điểm các đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ và định hướng sử dụng .
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT THIỀM QUỐC TUẤN ĐẶC ĐIỂM CÁC ĐÁ PHUN TRÀO BASALT ĐỆ TỨ MIỀN ĐÔNG NAM BỘ VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2023 THIỀM QUỐC TUẤN ĐẶC ĐIỂM CÁC ĐÁ PHUN TRÀO BASALT ĐỆ TỨ MIỀN ĐÔNG NAM BỘ VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG Ngành: Kỹ thuật địa chất Mã số: 9520501 Người hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Văn Nhuận PGS.TS Trần Bỉnh Chư Hà Nội - 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận án tiến sĩ ngành kỹ thuật địa chất, với đề tài “Đặc điểm đá phun trào basalt Đệ tứ miền Đông Nam Bộ định hướng sử dụng c ng tr nh khoa học riêng t i, thực hướng dẫn TS Đỗ Văn Nhuận PGS.TS Trần Bỉnh Chư Những kết nghiên cứu luận án hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác ghi đầy đủ nguồn trích dẫn Tác giả Thiềm Quốc Tuấn i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Điều kiện tự nhiên 1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU CÁC THÀNH TẠO BASALT 10 1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC 12 1.3.1 Địa tầng 12 1.3.2 Magma .16 1.3.3 Kiến tạo 17 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN 21 2.1.1 Khái niệm 21 2.1.2 Nguồn magma 25 2.1.3 Phân loại đá phun trào 26 2.1.3.1 Phân loại theo thành phần thạch học - khoáng vật 27 2.1.3.2 Phân loại theo thành phần hóa học 27 2.1.4 Phân chia loạt (series) magma basalt 28 2.1.5 Phân chia kiểu (types) magma basalt 30 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .33 2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 33 2.2.2 Phương pháp phân tích ảnh viễn thám .33 2.2.3 Phương pháp khảo sát thực địa 33 ii 2.2.4 Phương pháp nghiên cứu phòng .34 2.2.4.1 Phương pháp nghiên cứu thạch học 34 2.2.4.2 Phương pháp nghiên cứu thạch địa hóa 34 2.2.4.3 Phương pháp nghiên cứu địa hóa đồng vị .35 2.2.4.4 Phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên 36 2.2.4.5 Phương pháp nghiên cứu tính chất lý 37 2.2.4.6 Phương pháp xử lý thống kê kết phân tích .37 2.2.4.7 Phương pháp phân tích SWOT .39 2.2.4.8 Phương pháp ứng dụng phần mềm chuyên dụng 41 CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM BASALT ĐỆ TỨ ĐÔNG NAM BỘ 43 3.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, THẠCH HỌC 43 3.1.1 Đặc điểm địa chất, thạch học basalt Phước Tân .45 3.1.1.1 Tướng phun trào .47 3.1.1.2 Tướng phun nổ họng 48 3.1.2 Đặc điểm địa chất, thạch học basalt Xuân Lộc 50 3.1.2.1 Tướng phun trào .52 3.1.2.2 Tướng phun nổ họng 53 3.1.3 Đặc điểm địa chất, thạch học basalt SokLu 57 3.2 ĐẶC ĐIỂM THẠCH ĐỊA HÓA 59 3.2.1 Đặc điểm thạch địa hóa basalt Phước Tân 61 3.2.2 Đặc điểm thạch địa hóa basalt Xuân Lộc 63 3.2.3 Đặc điểm thạch địa hóa basalt SokLu 65 3.2.4 So sánh đặc điểm thạch địa hóa basalt Đệ tứ ĐNB 76 3.3 NGUỒN GỐC, TUỔI THÀNH TẠO 79 3.3.1 Tuổi thành tạo 79 3.3.2 Nguồn gốc thành tạo 83 CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM CHẤT LƯỢNG BASALT ĐỆ TỨ ĐÔNG NAM BỘ VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG 87 4.1 HIỆN TRẠNG QUY HOẠCH, KHAI THÁC, SỬ DỤNG 87 iii 4.1.1 Hiện trạng quy hoạch TNKS basalt Đệ tứ ĐNB 87 4.1.2 Hiện trạng khai thác 88 4.1.1.1 Các mỏ/cụm mỏ basalt Phước Tân 89 4.1.1.2 Các mỏ/cụm mỏ basalt Xuân Lộc 90 4.1.1.3 Các mỏ/cụm mỏ basalt SokLu 93 4.1.3 Các lĩnh vực sử dụng yêu cầu chất lượng 94 4.1.3.1 Đá xây dựng 94 4.1.3.2 Phụ gia hoạt tính puzolan .98 4.1.3.3 Nguyên liệu sản xuất sợi basalt 99 4.2 ĐẶC ĐIỂM CHẤT LƯỢNG 100 4.2.1 Thành phần vật chất .100 4.2.2 Tính chất lý - công nghệ 102 4.2.3 Đặc tính nguyên liệu sản xuất sợi basalt 108 4.3 ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG 109 4.3.1 Nguyên tắc phân vùng định hướng sử dụng 109 4.3.2 Định hướng sử dụng tài nguyên hợp lý, bền vững 111 4.3.2.1 Đá xây dựng 111 4.3.2.2 Phụ gia hoạt tính puzolan .117 4.3.2.3 Vật liệu xây dựng không nung 119 4.3.2.4 Nguyên liệu sản xuất sợi basalt 120 4.3.2.5 Vật liệu san lấp (VLSL) 121 4.3.2.6 Bảo tồn phát triển di sản địa chất .123 4.3.3 Phân vùng sử dụng tài nguyên .133 4.3.4 Các giải pháp phát triển bền vững 137 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 140 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO .143 PHỤ LỤC 151 Phụ lục 3.1 Kết phân tích thành phần nguyên tố (wt%) tính tốn số thạch hóa basalt Đệ tứ ĐNB .152 iv Phụ lục 3.2 Kết tính tốn thành phần khống vật quy chuẩn CIPW (%) basalt Đệ tứ ĐNB 154 Phụ lục 3.3 Kết phân tích thành phần nguyên tố vết (ppm) tính tốn số địa hóa basalt Đệ tứ ĐNB 156 Phụ lục 3.4 Dữ liệu đồng vị Ar mẫu tuổi tính tốn 161 Phụ lục 4.1 Hiện trạng quy hoạch, khai thác, sử dụng TNKS basalt Đệ tứ ĐNB 163 Phụ lục 4.2 Yêu cầu chất lượng basalt sử dụng sản xuất đá lát .169 Phụ lục 4.3 Kết thí nghiệm tính chất lý - công nghệ basalt Đệ tứ ĐNB .170 Phụ lục 4.4 Các yếu tố điểm mạnh, điểm yếu, hội, thách thức (SWOT) 174 Phụ lục 4.5 Phân tích SWOT phân vùng sử dụng tài nguyên .175 DANH MỤC BẢNG Bảng Tổng hợp khối lượng thực nghiên cứu Bảng 2.1 Phân loại đá phun trào .28 Bảng 2.2 Phân chia loạt (series) magma basalt theo đặc điểm thạch địa hóa 29 Bảng 2.3 Phân chia kiểu (types) magma basalt theo bối cảnh kiến tạo .31 Bảng 2.4 Tổng hợp biểu đồ phân chia kiểu magma basalt 32 Bảng 2.5 Các giá trị với xác suất tin cậy hai phía = 0,95 38 Bảng 2.6 Ý nghĩa yếu tố SWOT 41 Bảng 3.1 Phân loại đá theo thành phần thạch học - khoáng vật 44 Bảng 3.2 Phân loại đá theo thành phần thạch hóa .60 Bảng 3.3 Thành phần nguyên tố (wt%) số thạch hóa .71 Bảng 3.4 Thành phần khoáng vật quy chuẩn CIPW (%) basalt Đệ tứ ĐNB .72 Bảng 3.5 Thành phần nguyên tố vết (ppm) địa hóa basalt Đệ tứ ĐNB .73 Bảng 3.6 Hàm lượng trung bình nguyên tố vết hệ số tập trung basalt Đệ tứ ĐNB 74 Bảng 3.7 Tuổi tuyệt đối basalt ĐNB 82 Bảng 3.8 Thành phần đồng vị Sr, Nd Pb basalt ĐNB 84 Bảng 4.1 Các khoáng sản liên quan 88 Bảng 4.2 Yêu cầu thành phần hạt cát nghiền 96 Bảng 4.3 Quy định mác đá dăm theo độ nén dập xi lanh 96 Bảng 4.4 Quy định độ nén dập xi lanh sỏi dăm 97 Bảng 4.5 Yêu cầu đặc tính kỹ thuật CPĐD 97 Bảng 4.6 Độ hút v i theo độ hoạt tính puzolan 98 Bảng 4.7 Yêu cầu thành phần hóa học đá basalt 99 Bảng 4.8 M đun độ nhớt, m đun acid thạch anh tự basalt Đệ tứ ĐNB 100 Bảng 4.9 Kết xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên basalt Đệ tứ ĐNB 102 Bảng 4.10 Đặc trưng thống kê tính chất lý đặc tính kỹ thuật basalt Đệ tứ ĐNB 103 Bảng 4.11 Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ kết tinh, khoảng nhiệt độ kéo sợi 108 Bảng 4.12 Yêu cầu chất lượng basalt ĐXD 112 Bảng 4.13 Yêu cầu chất lượng basalt puzolan 119 Bảng 4.14 Yêu cầu chất lượng nguyên liệu sản xuất sợi basalt .121 Bảng 4.15 Tính chất lý đặc tính kỹ thuật basalt phong hóa .122 Bảng PL4.1.1 Tổng hợp mỏ/biểu khoáng sản ĐXD 163 Bảng PL4.1.2 Tổng hợp mỏ/biểu khoáng sản puzolan 165 Bảng PL4.1.3 Tổng hợp biểu khoáng sản VLSL 166 Bảng PL4.1.4 Hiện trạng khai thác, sử dụng basalt Đệ tứ ĐNB .167 Bảng PL4.2.1 Quy định độ nguyên khối theo thể tích 169 Bảng PL4.2.2 Quy định kích thước đá 169 Bảng PL4.2.3 Quy định sai lệch kích thước khuyết tật bề mặt đá 169 Bảng PL4.2.4 Quy định đặc tính kỹ thuật tính chất lý đá 169 Bảng PL4.3.1 Tính chất lý basalt Đệ tứ ĐNB 170 Bảng PL4.3.2 Đặc tính kỹ thuật basalt Đệ tứ ĐNB 172 DANH MỤC HÌNH ẢNH H nh 1.1 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu Đ ng Nam Bộ 10 H nh 1.2 Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu Đ ng Nam Bộ .20 Hình 2.1 Biểu đồ QAPF phân loại đá phun trào (IUGS, 1997) 27 H nh 2.2 Lược đồ phương pháp phân tích SWOT .39 H nh 3.1 Sơ đồ phân bố, tuổi thành tạo basalt Đệ tứ ĐNB 42 Hình 3.2 Các mẫu thạch học basalt Đệ tứ ĐNB 44 Hình 3.3 Quang cảnh khu vực nghiên cứu vết lộ basalt Phước Tân .46 Hình 3.4 Kiến trúc đá basalt Phước Tân kính hiển vi phân cực 50 Hình 3.5 Quang cảnh khu vực nghiên cứu vết lộ basalt Xuân Lộc 51 Hình 3.6 Kiến trúc tù đá siêu mafic basalt Xuân Lộc kính hiển vi phân cực 57 Hình 3.7 Quang cảnh khu vực nghiên cứu vết lộ basalt SokLu 58 Hình 3.8 Kiến trúc đá basalt SokLu kính hiển vi phân cực 59 Hình 3.9 Biểu đồ hàm lượng trung bình ngun tố 67 Hình 3.10 Biểu đồ (Na2O+K2O) - SiO2 (TAS) theo Le Bas, 1986 68 Hình 3.11 Biểu đồ (Na2O+K2O) - SiO2 (A) AFM (B) theo Irvine & Baragar, 1971 68 Hình 3.12 Biểu đồ K2O - SiO2 theo Peccerillo&Taylor, 1976 (A) Le Maitre, 2002 (B) 68 Hình 3.13 Biểu đồ thành phần khống vật quy chuẩn CIPW 69 Hình 3.14 Biểu đồ Ne-Di-Ol-Hy-Q theo Thompson, 1984 .70 Hình 3.15 Biểu đồ hệ số tập trung nguyên tố vết đá basalt 70 Hình 3.16 Biểu đồ phân bố đất (REE) chuẩn theo chondrit (A) biểu đồ chân nhện chuẩn theo manti nguyên thủy theo Sun&McDon, 1989 (B) 70 Hình 3.17 Biểu đồ Haker tương quan SiO2 oxit tạo đá 79 Hình 3.18 Kết tuổi Ar-Ar basalt ĐNB 83 Hình 3.19 Biểu đồ MgO-Fe2O3t-Al2O3 (A) theo Pearce T.H., 1977 MnO-TiO2- P2O5 (B) theo Mullen E.D., 1983 85