1. Tính cấp thiết của Đề tài Sét kaolinit ở miền Đông Nam Bộ (ĐNB) có quy mô phân bố rộng rãi, chất lượng từ trung bình đến tốt được thành tạo trong những điều kiện địa chất khác nhau. Chúng là nguồn nguyên liệu khóang quan trọng trong công nghiệp sản xuất gốm sứ đã được khai thác và sử dụng từ lâu. Ngày nay nhu cầu về nguồn nguyên liệu khoáng sét kaolinit phục vụ công nghiệp gốm sứ địa phương ngày càng gia tăng, vì vậy việc nghiên cứu, đánh giá đúng tiềm năng của nguồn nguyên liệu này là đòi hỏi thực tiễn cấp thiết ở miền ĐNB nói riêng và ở Việt Nam nói chung. Cho đến nay ở miền ĐNB đã có nhiều công trình nghiên cứu về khoáng sét kaolinit nhưng chưa mang tính chất toàn diện, nên việc đánh giá khả năng sử dụng chúng còn mang tính sơ lược. Chính vì lẽ đó, nghiên cứu điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất và các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm của các loại hình khoáng hóa này là một đòi hỏi cấp bách. Làm tốt những nghiên cứu này sẽ giúp đánh giá đúng đắn chất lượng của chúng, lựa chọn được các chu trình công nghệ tuyển một cách hợp lý và định hướng đúng đắn việc sử dụng hợp lý nguồn nguyên liệu tiềm năng này của địa phương. Để góp phần giải quyết những vấn đề nêu trên và những đòi hỏi trong thực tiễn sản xuất của nghiên cứu địa chất và điều tra khoáng sét kaolinit miền ĐNB, nghiên cứu sinh (NCS) đã lựa chọn đề tài của luận án tiến sỹ: Điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất sét Kaolinit miền Đông Nam Bộ sẽ đáp ứng những đòi hỏi này.
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của Đề tài Sét kaolinit ở miền Đông Nam Bộ (ĐNB) có quy mô phân bố rộng rãi, chất lượng từ trung bình đến tốt được thành tạo trong những điều kiện địa chất khác nhau. Chúng là nguồn nguyên liệu khóang quan trọng trong công nghiệp sản xuất gốm sứ đã được khai thác và sử dụng từ lâu. Ngày nay nhu cầu về nguồn nguyên liệu khoáng sét kaolinit phục vụ công nghiệp gốm sứ địa phương ngày càng gia tăng, vì vậy việc nghiên cứu, đánh giá đúng tiềm năng của nguồn nguyên liệu này là đòi hỏi thực tiễn cấp thiết ở miền ĐNB nói riêng và ở Việt Nam nói chung. Cho đến nay ở miền ĐNB đã có nhiều công trình nghiên cứu về khoáng sét kaolinit nhưng chưa mang tính chất toàn diện, nên việc đánh giá khả năng sử dụng chúng còn mang tính sơ lược. Chính vì lẽ đó, nghiên cứu điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất và các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm của các loại hình khoáng hóa này là một đòi hỏi cấp bách. Làm tốt những nghiên cứu này sẽ giúp đánh giá đúng đắn chất lượng của chúng, lựa chọn được các chu trình công nghệ tuyển một cách hợp lý và định hướng đúng đắn việc sử dụng hợp lý nguồn nguyên liệu tiềm năng này của địa phương. Để góp phần giải quyết những vấn đề nêu trên và những đòi hỏi trong thực tiễn sản xuất của nghiên cứu địa chất và điều tra khoáng sét kaolinit miền ĐNB, nghiên cứu sinh (NCS) đã lựa chọn đề tài của luận án tiến sỹ: "Điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất sét Kaolinit miền Đông Nam Bộ" sẽ đáp ứng những đòi hỏi này. 2. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu 2.1. Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu của Đề tài là khu vực miền ĐNB được giới hạn bởi tọa: 10 0 48’30”-11 0 40’30” vĩ độ Bắc; 106 0 17’30”-107 0 27’30” kinh độ Đông. Thuộc các tờ bản đồ Địa chất tỷ lệ: 1: 200.000 sau: Tờ Tp. Hồ Chí Minh (Sài Gòn) (C-48-VI); Tờ Công Pông Chàm-Lộc Ninh (C-48-IV và C-48-V) với nền địa hình thuộc hệ tọa độ HN-72. Diện tích vùng nghiên cứu ≈ 6795 km 2 thuộc địa phận thành phố: Tp. Hồ Chí Minh và một phần địa phận các tỉnh Bình Dương, Bình Phước, Đồng Nai. 2.1. Đối tượng nghiên cứu: là khoáng sét kaolinit miền ĐNB. 3. Mục tiêu, nhiệm vụ của luận án 3.1 Mục tiêu Mục tiêu của luận án làm sáng tỏ điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất của sét kaolinit ở miền ĐNB. 3.2 Nhiệm vụ Để hoàn thành mục tiêu của luận án cần thực hiện những nhiệm vụ sau: Tiến hành thu thập toàn bộ tài liệu địa chất và khoáng sét ở miền ĐNB (65 mỏ và biểu hiện khoáng sản), hệ thống hóa, phân tích và tổng hợp tài liệu để làm rõ về điều kiện thành tạo và đặc điểm phân bố sét kaolinit trong vùng. Nghiên cứu thành phần vật chất (thành phần khoáng vật, thành phần hóa học), đặc điểm cấu tạo, kiến trúc, đặc tính kỹ thuật của sét kaolinit có trong khu vực nghiên cứu. Từ đó định hướng sử dụng cho loại hình nguyên liệu khoáng này ở miền ĐNB. Xác định các tiền đề, dấu hiệu, các yếu tố khống chế khoáng sét kaolinit, đánh giá triển vọng của chúng và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo. 4. Các phương pháp nghiên cứu Luận án được xây dựng trên cơ sở sử dụng trên cơ sở các phương pháp nghiên cứu truyền thống kết hợp phương nghiên cứu hiện đại sau: Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu; Tổ hợp các phương pháp nghiên cứu tại thực địa; Tổ hợp các phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất và đặc tính kỹ thuật sét kaolinit (hiể vi điệ tử, nhiệt, rơn ghen, hóa các loại, độ hạt, độ thu hồi, đặc tính kỹ thuât) bao gồm phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất và phương pháp nghiên cứu công nghệ; Phương pháp tin học; Tổng hợp các phương pháp phân tích, xử lý và tổng hợp tài liệu. 5. Những điểm mới có ý nghĩa khoa học của luận án Nghiên cứu một cách đầy đủ và toàn diện về nguồn gốc và điều kiện thành tạo của các mỏ sét kaolinit ở ĐNB: mỏ Minh Hưng, Suối nước Vàng; mỏ Ấp Ba; mỏ Minh Long; mỏ Tân Quy; mỏ Thái Mỹ. . Trên cơ sở kết quả phân tích các loại mẫu đã nghiên cứu chi tiết thành phần vật chất của các mỏ sét trên. Đánh giá chất lượng và đặc tính kỹ thuật của các khoáng sét, định hướng khai thác và sử dụng. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Kết quả nghiên cứu của luận án đã góp phần làm sáng tỏ bản chất, thành phần, cơ chế thành tạo sét kaolinit miền ĐNB và mối liên quan của chúng với các yếu tố địa chất. Trên cơ sở nghiên cứu thành phần vật chất sét kaolint ở miền ĐNB giúp các nhà sản xuất dự kiến sơ đồ tuyển luyện, thu hồi, sử dụng khoáng sản sét kaolinit tối ưu. Góp phần làm sáng tỏ quy luật phân bố khoáng sét kaolinit của vùng, đề xuất các nhiệm vụ điều tra quy hoạch và đánh giá tổng thể loại nguyên liệu khoáng này. 7. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Các mỏ sét kaolinit miền Đông Nam Bộ phân bố tập trung ở lưu vực sông Sài Gòn tạo thành dải kéo dài từ Thủ Đức đến hồ Dầu Tiếng thuộc 2 kiểu nguồn gốc: Kiểu nguồn gốc phong hóa tàn dư và kiểu nguồn gốc trầm tích, trong đó kiểu nguồn gốc trầm tích đóng vai trò chính. Luận điểm 2: Các mỏ sét ở khu vực nghiên cứu có chất lượng tốt với thành phần khoáng vật kaolinit từ 20 đến 75%, ilit từ 5 đến 15%, montmorilonit từ 0 đến 5%, hoàn toàn có thể sử dụng làm nguyên liệu khung xương cho công nghiệp gốm sứ. 8. Bố cục của luận án Luận án được trình bày trong 167 trang đánh máy khổ A4 kể cả phụ lục, với 15 ảnh chụp minh hoạ, 28 bản vẽ, 60 biểu bảng, và 100 danh mục tài liệu tham khảo. Bố cục luận án, ngoài phần mở đầu và kết luận bao gồm 5 chương sau: Chương 1. Đặc điểm địa chất và khoáng sản miền ĐNB; Chương 2. Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu; Chương 3. Điều kiện thành tạo đặc điểm phân bố sét kaolinit miền ĐNB; Chương 4. Đặc điểm thành phần vật chất sét kaolinit miền ĐNB; Chương 5. Đặc tính kỹ thuật và khả năng sử dụng sét kaolinit miền ĐNB. 9. Cơ sở tài liệu của luận án Luận án được xây dựng trên cơ sở tài liệu của chính NCS thu thập, khảo sát, đo vẽ ngoài thực địa, phân tích và xử lý các số liệu tại các mỏ sét Đông Nam Bộ từ năm 2005 đến nay trong quá trình công tác tại Liên Đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam. NCS đã thu thập và xử lý 1076 mẫu phân tích độ hạt; mẫu hóa toàn phần: 162 mẫu; mẫu nhiệt: 195 mẫu; mẫu rơn ghen: 195 mẫu; mẫu hiển vi điện tử: 6 mẫu; mẫu thu hồi kaolin: 86 mẫu; mẫu hóa kaolin sau thu hồi: 36 mẫu; mẫu nhiêt và rơn ghen kaolinit sau thu hồi: 47 mẫu; mẫu kỹ thuật kaolin: 17 mẫu. Ngoài ra, NCS còn tham khảo hàng loạt các công trình nghiên cứu về phương pháp, về địa chất khu vực, các công trình đã công bố, thậm chí các tài liệu lưu trữ về lĩnh vực sét (xem tài liệu tham khảo). Tất cả những nguồn tài liệu trên là cơ sở tin cậy để NCS sử dụng trong quá trình hoàn thành luận văn của mình. 10. Nơi thực hiện luận án và lời cảm ơn Nơi thực hiện luận án: Luận án được hoàn thành tại bộ môn nguyên liệu khoáng, Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ-Địa chất Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Phạm Văn Trường và TS. Nguyễn Văn Bỉnh. Lời Cảm ơn: Nhân dịp hoàn thành luận án tốt nghiệp tiến sỹ chuyên ngành khoáng sản học tại bộ môn nguyên liệu khoáng-Khoa Địa chất trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Văn Trường và TS. Nguyễn Văn Bỉnh, các thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ NCS trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. NCS cũng xin bày tỏ lòng ơn sâu sắc đến các thầy cô trong Bộ môn nguyên liệu khoáng và Bộ môn khoáng sản: PGS.TS. Nguyễn Văn Lâm, PGS.TS. Nguyễn Quang Luật, PGS.TSKH. Đặng Văn Bát, PGS.TS. Nguyễn Khắc Giảng,TS. Kiều Quý Nam , các thày đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn ThS. Thái Quang, TS. Đỗ Văn Lĩnh, KS. Lê Minh Thủy, KS. Đinh Văn Tùng và KS. Nguyễn Hùng Cường và các đồng nghiệp thuộc Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam, đã trực tiếp hoặc gián tiếp giúp đỡ trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luân văn. Trong luân văn này, mặc dù người viết đã có nhiều cố gắng trong học tập và nghiên cứu nhưng chắc chắn cũng không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tác giả rất mong nhận được những đóng góp quý báu của các thầy-cô cùng các bạn đồng nghiệp gần xa quan tâm đến lĩnh vực nghiên cứu để luận văn được hoàn thiện hơn. Chương 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN MIỀN ĐÔNG NAM BỘ 1.1. Vị trí cấu trúc vùng nghiên cứu trong bình đồ cấu trúc khu vực Trong bình đồ cấu trúc khu vực, vùng nghiên cứu là phụ đới Biên Hòa thuộc đới Đới Đà Lạt, là bồn chồng gối được lấp đầy bởi các trầm tích lục nguyên loạt Bản Đôn Jura sớm - giữa, có qui mô khu vực, chiếm cả diện tích Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ. 1.2. Lịch sử nghiên cứu Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản miền ĐNB được chia thành 2 giai đọan: 1.2.1. Giai đoạn trước năm 1975 Trong giai đoạn này chủ yếu là các tác giả người nước ngoài, điển hình là các công trình: E. Saurin (1935); J. Fromaget (1941); H. Fontaine và Hoàng Thị Thân (1971, 1975). 1.2.2. Giai đoạn sau năm 1975 Trong giai đoạn này, có nhiều công trình đo vẽ lập Bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản ở các tỷ lệ khác nhau: 1: 500.000 (Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao và nnk, 1981); 1: 200.000 (Hoàng Ngọc Kỷ, Nguyễn Ngọc Hoa và nnk, 1980-1991) và 1: 50,000 (Ma Công Cọ, Hà Quang Hải, Lê Minh Thủy và nnk, từ năm 1988 đến năm 2003). Các đề án thăm dò và các báo cáo thăm dò các mỏ sét kaolinit ở tỷ lệ 1: 2.000 dến 1: 10.000 bao gồm: kaolin Linh Xuân, mỏ kaolin Đất Cuốc, Tân Uyên, kaolin Ấp 2, Ấp 3,…của các tác giả Hoàng Trọng Mai, Đoàn Sinh Huy, Nguyễn Văn Mài, (1996-1999). Năm 2001, Biên soạn và xuất bản chuyên khảo địa chất- khoáng sản, TP. Hồ Chí Minh do Vũ Văn Vĩnh chủ biên. Năm 2004, Phân chia địa tầng Neogen- Đệ Tứ (N-Q) và nghiên cứu cấu trúc địa chất đồng bằng Nam Bộ do Nguyễn Huy Dũng chủ biên. Năm 2005, Đánh giá thực trạng tài nguyên khoáng sản rắn Tp. Hồ Chí Minh và lập quy hoạch tổng thể khai thác, sử dụng đến năm 2020 do Nguyễn Ngọc hoa chủ biên. Tóm lại: Miền ĐNB với các công trình nghiên cứu trên đã làm sáng tỏ về địa tầng, cấu trúc các trầm tích, các khoáng sản liên quan, đặc biệt là khoáng sét nói chung và sét kaolinit nói riêng, là nguồn tài liệu phong phú và vô cùng quý giá được NCS sử dụng trong luận án này. 1.3. Đặc điểm cấu trúc địa chất Tham gia vào cấu trúc địa chất của vùng nghiên cứu bao gồm các thành tạo trầm tích, trầm tích phun trào phun trào và magma xâm nhập có tuổi từ Permi thượng (P 2 ) đến Đệ tứ (Q). Chúng được thành tạo trong nhiều giai đoạn có bối cảnh kiến tạo địa động lực khác nhau. 1.3.1. Địa tầng Các thành tạo địa tầng ở miền ĐNB chiếm diện chủ yếu của vùng nghiên cứu, với các hệ tầng sau: GIỚI PALEOZOI, HỆ PERMI 1.3.1.1. Hệ Permi thống thượng. Hệ tầng Tà Nốt (P 2 tn) Thành phần trầm tích bao gồm: Cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết. Dày 300m. 1.3.1.2. Hệ Permi thống thượng. Hệ tầng Tà Thiết (P 2 tt) Thành phần bao gồm: Cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết, ít lớp sét than, đá vôi màu xám, xám đen tái kết tinh yếu, phân lớp mỏng đến vừa, xen các lớp sét kết, sét vôi, bột kết. Dày khoảng 500 m. GIỚI MESOZOI, HỆ TRIAT 1.3.1.3. Hệ Trias thống hạ. Hệ tầng Sông Sài Gòn (T 1 sg) Thành phần trầm tích gồm: Sét vôi, bột kết vôi, bột kết, các kết và đá phiến sét màu xám sẫm. Dày 700m. 1.3.1.4. Hệ Trias thống trung. Hệ tầng Châu Thới (T 2 ct) Thành phần trầm tích gồm: Cuội tảng kết hỗn tạp về thành phần và kích cỡ, Cát kết tuf đa khoáng, Bột kết chứa vôi, sét vôi màu xám. Dày hơn 450 m. 1.3.1.5. Hệ Trias thống thượng. Hệ tầng Dầu tiếng (T 3 dt) Mặt cắt gồm chủ yếu là cát kết đa khoáng màu xám, màu trắng, nâu đỏ, bột kết màu đỏ và silic màu trắng. Dày hơn 230m. HỆ JURA 1.3.1.6. Hệ Jura thống hạ. Hệ tầng Đray Linh (J 1 đl) Thành phần bao gồm: Các lớp cát bột kết có chứa vôi, xen đá phiến sét, bột kết, Đá phiến vôi màu đen, rắn chắc bị ép mạnh, xen cát kết vôi màu xám đen, phân lớp dày. Dày 150m. 1.3.1.7. Thống trung, hệ tầng Chiu Riu (J 2 cr) Thành phần chủ yếu là: Cát kết, sét bột kết, bột kết màu xám lục, đá phân lớp dày xen phân lớp sóng xiên chứa di tích thân cây silic hoá. Dày 300m. 1.3.1.8. Hệ Jura thống thượng. Hệ tầng Long Bình (J 3 lb) Thành phần bao gồm: Andesitobazan, tuf dung nham, tuf aglomerat thành phần andesitobazan, andesit, dacit, ryodacit chuyển lên các lớp trầm tích sét vôi, sét than phân dải mỏng. Dày 420m. HỆ NEOGEN 1.3.1.9. Thống Miocen thượng. Hệ tầng Bình Trưng (N 1 3 bt) Thành phần bao gồm: Cát, sạn, sỏi chứa các mảnh dăm được gắn kết yếu bởi bột sét màu xám lục, cát bột kết màu xám, sét bột kết màu xám phân lớp mỏng. Bề dày 19,4m. 1.3.1.10. Thống Pliocen hạ. Hệ tầng Nhà Bè (N 2 1 nb) Thành phần gồm: Cuội kết, cát kết thạch anh, các mảnh dăm, vụn phong hóa từ đá gốc, cát kết, bột kết màu xám sẫm chứa nhiều tàn tích thực vật hóa than (than nâu). Bề dày 37m. 1.3.1.11. Thống Pliocen thượng. Hệ tầng Bà Miêu (N 2 2 bm) Thành phần trầm tích : dưới là cát, cuội, sỏi đa khoáng chuyển lên trên là cát, bột, sét kaolin chứa ít mảnh tectit nguyên dạng. Bề dày 4-10m. HỆ ĐỆ TỨ 1.3.1.12. Thống Pleistocen hạ. Trầm tích sông, hệ tầng Đất Cuốc (aQ 1 1 đc) Thành phần trầm tích: dưới là cát, cuội, sỏi đa khoáng chuyển lên trên là cát, bột, sét kaolin chứa ít mảnh tectit nguyên dạng. Dày 4-10m. 1.3.1.13. Thống Pleistocen trung. Hệ tầng Xuân Lộc (Q 1 2 xl) Thành tạo bao gồm: bazan olivin cấu tạo đặc sít xen bazan lỗ hổng màu xám đen, dolerit olivin màu xám đen, xám nâu, cấu tạo đặc sít xen lỗ hổng. Bề dày 89,7m. 1.3.1.14. Thống Pleistocen trung thượng. Trầm tích sông, hệ tầng Thủ Đức (aQ 1 2-3 ) Thành phần trầm tích: Dưới là cát cuội (trong đó có cuội tectit mài tròn), sỏi nhiều thành phần chứa kaolin. Phần trên chủ yếu là cát, sét bột bị laterit loang lổ mạnh, nhiều nơi tạo kết vón, kết tảng. Dày 4-50m. 1.3.1.15. Thống Pleistocen thượn. Hệ tầng Phước Tân (Q 1 3 pt) Thành phần của chúng gồm: bazan olivin kiềm, dạng đặc sít xen lỗ hổng chảy tràn. Bề dày 5-25m. 1.3.1.16. Thống Pleistocen trung thượng. Trầm tích sông biển, hệ tầng Củ Chi (amQ 1 3 cc) Thành phần trầm tích gồm: Cát, cuội, sỏi, sét kaolin (cuội sỏi và sét kaolin có nơi tập trung thành các thấu kính với hàm lượng cao, có ý nghĩa về mặt khoáng sản). Chuyển lên bột sét bị laterit loang lổ đôi chỗ kết vón dạng sỏi sạn. Bề dày 2-25m. 1.3.1.17. Thống Holocen hạ trung. Trầm tích sông-biển, hệ tầng Bình Chánh (amQ 2 1-2 bc) Thành phần trầm tích gồm: Cát mịn, sét xám xanh, cát bột màu xám loang lổ vàng. Bề dày 3-8m. 1.3.1.18. Thống Holocen trung-thượng, trầm tích sông-đầm lầy, hệ tầng Cần Giờ (abQ 2 2-3 cg) Thành phần trầm tích gồm cát, sét-bột, sét, tùy từng nơi có lẫn mùn hữu cơ màu xám sẫm. Dày 2-3m. 1.3.1.19. Thống Holocen thượng (aQ 2 3 ) Phân bố dọc các sông và kênh rạch hiện đại ở dạng bãi bồi thấp với thành phần cuội, sỏi, cát, bột, sét. Bề dày tới 3-4m. 1.3.2. Magma xâm nhập Trong diện tích nghiên cứu, các đá xâm nhập bao gồm 2 phức hệ: 1.3.2.1. Phức hệ Tây Ninh (J 3 tn) Thành phần thạch học gồm: gabro, gabro pyroxenit, pyroxenit hạt vừa màu xám đen phớt xanh. Đá cấu tạo khối, kiến trúc hạt nửa tự hình đến gabro, đôi khi có dạng porphyr yếu. 1.3.2.2. Phức hệ Định Quán, pha 2 (K 1 đq 2 ) Thành phần thạch học các đá pha 2 của phức hệ bao gồm chủ yếu là granodiorit biotit horblend có pyroxen hạt trung tới nhỏ-vừa. 1.3.3. Cấu trúc kiến tạo 1.3.3.1. Vị trí kiến tạo Tham gia vào cấu trúc vùng nghiên cứu gồm 2 tầng kiến trúc: tầng kiến trúc móng đá cứng trước Kainozoi và tầng kiến trúc lớp phủ trầm tích phun trào Miocen thượng-Đệ Tứ (N 1 3 – Q) với bề dày lớn nhất 330m (LK 812-A-TP, Bình Chánh, TP. HCM). 1.3.3.2. Kiến trúc sâu Theo kết quả nghiên cứu cấu trúc bề mặt Moho của Cao Đình Triều (1996, 2001, 2003) cho toàn bộ lãnh thổ Việt Nam (thể hiện trên bản đồ cấu trúc lãnh thổ Việt Nam tỷ lệ 1: 500.000) vùng nghiên cứu (ĐNB) nằm trong vùng lồi phân dị tây bắc có xu hướng sâu dần về phía tây bắc và đông bắc đạt tới 36 km ở khu vực Thủ Dầu Một – Tây Ninh. 1.3.3.3. Các tổ hợp thạch kiến tạo Trong diện tích miền ĐNB chia ra 4 Tổ hợp thạch kiến tạo (THTKT) đặc trưng cho 4 giai đoạn có chế độ địa động lực đã tồn tại như sau: THTKT bồn giữa cung Permi-Trias sớm (P- T 1 ); THTKT biến cải nhiệt sau va mảng Trias giữa -muộn (T 2-3 ); THTKT bồn sau va mảng Jura sớm-giữa (J 1-2 ); THTKT thềm của rìa lục địa thụ động Miocen trung-Đệ tứ (N 1 3 -Q). 1.3.3.4. Các khối kiến trúc Theo đặc điểm trầm tích và bề dày trong THTKT thềm của rìa lục địa thụ động Miocen thượng-Đệ tứ (N 1 3 -Q) có thể phân chia thành 2 giai đoạn trầm tích: Giai đoạn trầm tích Miocen thượng - Pliocen (N 1 3 - N 2 ) và giai đoạn trầm tích pleistocen (Q 1 ). 1. Các khối kiến trúc trong Miocen thượng - Pliocen (N 1 3 - N 2 ): Xét quy luật phân bố các thành tạo N 1 3 -N 2 , mức độ lộ đá móng trước Kainozoi (khi bóc đi trầm tích Q) cũng như bề dày trầm tích N 1 2 – Q ta có thể phân ra các vùng nâng, sụt có hình dáng và kích thước khác nhau: Vùng nâng vững bền kèm phun trào bazan Lộc Ninh; Vùng sụt lún phân dị yếu Tây Ninh. 2. Các khối kiến trúc trong trầm tích-phun trào Pleistocen (Q 1 ): Dựa vào bề dày hiện tại thể hiện bằng các đường đẳng dày và mối quan hệ giữa các tầng trầm tích đã ghi nhận các đơn vị kiến trúc như sau: Vùng nâng vững bền An Lộc - Đồng Xoà; Vùng nâng phân dị Tây Ninh – Biên Hoà; Vùng sụt lún và đào lòng sông Đồng Nai. 1.3.3.5. Đặc điểm đứt gãy Thuộc nhóm đứt gãy này gồm 3 đứt gãy chính: đứt gãy Sông Vàm Cỏ Đông (F1), đứt gãy Sông Sài Gòn (F2) và đứt gãy Chơn Thành – Phú Giáo (F3). Đặc điểm chung của 3 đứt gãy này là hoạt động mạnh vào Kainozoi sớm với tính chất trượt bằng phải, ngưng nghỉ vào N 1 2 – N 2 và tái hoạt động trở lại vào Đệ tứ. 1.3.4. Khoáng sản Trên diện tích nghiên cứu, các khoáng sản chủ yếu thuộc nhóm sét, cát cuội sỏi, ngoài ra còn có đá xây dựng, puzolan, laterit… Chương 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở lý luận 2.1.1. Tổng quan về sét 2.1.1.1. Khái niệm về sét Sét là sản phẩm của quá trình phong hóa học và trầm tích hóa học được thành tạo do quá trình ngưng kết keo. 2.1.1.2. Phân loại sét Hiện nay quan niệm khoáng vật sét còn chưa thống nhất và vẫn còn có nhiều cách quan niệm khác nhau, do đó đang có nhiều kiểu phân loại khoáng vật sét khác nhau trong các văn liệu về sét trên thế giới. 1. Một số quan điểm phân loại sét trên thế giới: Một số nhà khoáng vật học Liên Xô cũ (Lazarenko, Milopxki ) phân các khoáng vật sét thành bốn họ (family): họ sét kaolin; họ sét haloysit; họ sét hydromica; họ sét montmorilonit; Một số nhà khoáng vật học phương tây có phân loại khác như: Keit Frye (1981) đã phân ra các nhóm khoáng vật sét chính sau: nhóm kaolinit; nhóm sét mica hạt mịn (được gọi là illit); nhóm smectit; nhóm vermiculit và clorit; nhóm khoáng vật sét có cấu trúc gần như vô định hình. William Ness (1991), Deer và nnk (1993) dựa vào đặc điểm thành phần hoá học, cấu trúc ô mạng để phân loại các khoáng vật sét trong tự nhiên thành các họ khoáng vật sét chính như sau: họ sét kaolinit; họ sét ilit; họ sét smectit; họ sét vermiculit; họ sét Palưgorskit. 2. Phân loại sét ở Việt Nam: Hiện tại ở Việt Nam đã sử dụng một số các phân loại sét như sau: Theo điều kiện thành tạo: Dựa vào điều kiện thành tạo có thể chia sét thành các kiểu nguồn gốc sau: Sét có nguồn gốc phong hóa: là loại sét được thành tạo trong quá trình phong hóa hóa học từ đá trầm tích sét hoặc các đá biến chất, magma xâm nhập và phun trào giàu alumosilicat và thường được thành tạo trong vỏ phong hóa. Sét có nguồn gốc trầm tích: là loại sét được thành tạo trong quá trình rửa trôi sét từ vỏ phong hóa, được vận chuyển và mang đi bởi dòng nước tạm thời và thường xuyên rồi được lắng ở nơi có điều kiện địa chất và hóa lý thuận lợi. Tùy theo vị trí và môi trường trầm tích lắng đọng, sét được chia thành các kiểu nguồn gốc khác nhau: Sét proluvi; sét deluvi; sét sông; sét đầm hồ; sét biển. Ngoài ra còn có các loại sét nguồn gốc hỗn hợp giữa các nguồn gốc trên: deluvi-sông, sông hồ, sông biển,… Theo thành phần khoáng vật chủ đạo: Dựa vào tiêu chuẩn này có thể phân chia sét như sau: Sét kaolin – nếu khoáng vật kaolinit chiếm ưu thế; sét hydromica–nếu khoáng vật hydromica chiếm ưu thế; sét bentonit – nếu khoáng vật nhóm montmorilonit chiếm ưu thế; sét có thành phần hỗn hợp (đa khoáng). Theo thành phần hóa học: bao gồm các loại sét sau: Sét bazơ: hàm lượng Al 2 O 3 < 15%; sét nửa axit: hàm lượng Al 2 O 3 từ 15 đến 30%; sét chịu axit: hàm lượng Al 2 O 3 từ 30 đến39%. Theo tính chất cơ lý sét được chia thành: Sét không dẻo: độ dẻo < 1%; Sét kém dẻo: độ dẻo từ 1 đến 7%; sét dẻo trung bình: độ dẻo từ 7 đến 15%; Sét dẻo: độ dẻo > 15%. Theo độ chịu lửa của sét: Sét dễ chảy: Độ chịu lửa thấp từ 1050 - 1350°C; sét khó chảy: độ chịu lửa từ 1350 – 1580 °C; sét chịu lửa: Độ chịu lửa > 1580°C. Theo giá trị sử dụng của sét: sét gạch ngói; sét cho xi măng; sét gốm sứ, sét chịu lửa v.v Trong luận văn này, NCS đã sử dụng một bảng phân loại sét dựa trên sự kết hợp của 2 nguyên tắc: Thành phần khoáng vật chủ đạo và nguồn gốc thành tạo sẽ mang lại những thông tin tổng hợp nhất về khoáng sản sét. 2.2. Các khái niệm cơ bản sử dụng trong luận án Trong luận án này của mình, NCS đã sử dụng những khái niện sau: 2.2.1. Mỏ khoáng Theo A.E. Kariakin (1967) thì “Mỏ khoáng là nơi tích tụ khoáng sản mà hiện nay có thể khai thác được (mỏ có giá trị công nghiệp) hoặc trong tương lai không xa có thể khai thác được (mỏ chưa có giá trị công nghiệp) với điều kiện kinh tế có lợi và điều kiện kỹ thuật cho phép”. 2.2.2. Điểm quặng Điểm quặng là tích tụ tự nhiên khoáng sản về quy mô thường không lớn, nhưng về chất lượng đáp ứng yêu cầu công nghiệp (có thể xem như biểu hiện khoáng sản). 2.2.3. Biểu hiện quặng Biểu hiện quặng là tích tụ tự nhiên khoáng sản chưa được đánh giá về quy mô cũng như chất lượng quặng, trong điều kiện hiện nay không thể xem là đối tượng khai thác (có thể xem như biểu hiện khoáng hóa-BHKH). 2.2.4. Thành phần vật chất Thành phần vật chất là những đặc điểm về thành phần khoáng vật, thành phần hóa học đặc trưng cho nguyên liệu khoáng đó. 1. Thành phần khoáng vật: Thành phần khoáng vật là tập hợp các khoáng vật tạo nên quặng hoặc nguyên liệu khoáng đó. Chúng bao gồm tập hợp khoáng vật có ích và tập hợp khoáng vật có hại đi kèm. 2. Thành phần hóa học: Thành phần hóa học của nguyên liệu khoáng bao gồm các tổ phần có ích và các tổ phần có hại cho nguyên liệu đó. Hàm lượng tổ phần có ích càng cao và hàm lượng tổ phần có hại càng nhỏ thì chất lượng của nguyên liệu càng tốt. 2.2.5. Vật liệu nguyên khai và nguyên liệu khoáng 1. Vật liệu nguyên khai: Nguyên liệu khoáng, nguyên liệu hoặc vật liệu khác ở trạng thái tự nhiên chưa được làm gàu khi khai thác. 2. Nguyên liệu khoáng: Là vật liệu nguyên khai đã được làm giàu sau khi khai thác, nhằm thỏa mãn những yêu cầu kỹ thuật để thu hút vào sản xuất xã hội (dự định hoặc đang được sử dụng). 2.2.6. Sét kaolin và sét kaolinit 1. Sét kaolin: Là sét đa khóng có màu trắng, trắng xám, trắng hồng…, dẻo, mềm bao gồm các nhóm khoáng vật sét: nhóm kaolinit, nhóm hydromica (ilit) và montmorillonit, 2. Sét kaolinit: Là sét kaolin có thành phần khoáng vật kaolinit chiếm ưu thế (kaolinit từ 20 đến 75% ) so với các khoáng vật khác. [...]... Các mỏ sét kaolinit phân bố trên bề mặt trũng xâm thực tích tụ, cao 5-10m Tiền đề địa tầng: Địa tầng chứa sét kaolinit là lớp 3 của các thành tạo trầm tích sông biển tuổi Pleistocen muộn, hệ tầng Củ Chi (amQ13cc) Chương 4 ĐẶC ĐỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT SÉT KAOLINIT MIỀN ĐÔNG NAM BỘ 4.1 Đặc điểm thành phần vật chất sét kaolinit nguồn gốc phong hóa tàn dư Sét kaolinit nguồn gốc phong hóa tàn dư ở miền ĐNB... 13,56 4.2- Đặc điểm thành phần vật chất sét kaolinit trong trầm tích Trong khu vực miền ĐNB sét kaolinit khá phổ biến, chúng thường tạo thành các lớp, các vỉa nằm chỉnh hợp trong các trầm tich sau: 4.2.1 Đặc điểm thành phần vật chất sét kaolinit hệ tầng Bà Miêu (N22bm) Thành phần khoáng vật TB mỏ sét kaolinit Ấp 3 (thu hồi qua rây 0,1mm) như sau: kl: 42%, hmi: 15%, cl: 6%, q: 31%, ft: 5% Thành phần hóa... bản đồ và mặt cắt địa chất các loại… 2.3.2 Tổ hợp các phương pháp khảo sát, nghiên cứu tại thực địa Từ kết quả thu thập và tổng hợp tài liệu trên, NCS tiến hành rà soát lại cấu trúc địa chất khu vực, cũng như điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất sét kaolinit cho từng mỏ 2.3.3 Tổ hợp các phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất Nghiên cứu thành phần vật chất của nguyên liệu sét kaolinit. .. địa chất từng mỏ đều được xử lý đồng bộ như sau: Các mẫu phân tích độ hạt; các mẫu phân tích về nguồn gốc trầm tích và tuổi địa chất; các mẫu phân tích thành phần vật chất sét kaolinit 2 Các phương pháp tổng hợp tài liệu bao gồm: Thành lập các mặt cắt địa chất vùng nghiên cứu và các mỏ, thành lập các sơ đồ, bản đồ địa chất mỏ và vùng nghiên cứu Chương 3 ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ SÉT KAOLINIT. .. có điều kiện địa chất và hóa lý thuận lợi Để xác định điều kiện thành tạo sét kaolinit nguồn gốc gốc trầm tích ở miền ĐNB, NCS đã sử dụng các nghiên cứu sau: Nghiên cứu thành phần hạt vụn và độ chọn lọc, nghiên cứu hình thái khoáng vật kaolinit trong các thành tạo địa chất khác nhau, từ đó suy đoán nguồn gốc trầm tích Nghiên cứu thành phần hạt vụn và độ chọn lọc: Để xác định các thành phần hạt vụn và. .. các mỏ sét kaolinit có 12 mỏ có quy mô lớn, 11 mỏ có quy mô vừa, 6 mỏ có quy mô nhỏ, còn lại là các biểu hiện khoáng sản Do có các điều kiện thành tạo khác nhau nên mỗi kiểu nguồn gốc của sét kaolinit miền ĐNB có những đặc điểm phân bố nhất định đặc trưng cho chúng Sau đây là những nét chính về đặc điểm phân bố sét kaolinit miền ĐNB 3.2.2 Phân chia nguồn gốc sét kaolinit miền ĐNB Sét kaolinit ở miền. .. sét kaolinit thường gặp trong đới litoma của vỏ phong hóa sét phát triển trên các đá trầm tích sét kết, sét bột kết Jura hạ trung (J1-2) và các đá granitoid tuổi Creta (K) Chúng có điều kiện thành tạo về địa hình, thành phần đá gốc và khí hậu như sau: a- Về thành phần của đá gốc: Các đá gốc có thành phần thạch học là trầm tích sét kết, sét bột kết của hệ tầng Chiu Riu (J2cr) với thành phần khoáng vật. .. khoáng vật sét và các oxit-hydroxit của Sắt và Nhôm có nguồn gốc phong hóa là quá trình phong hóa hóa học: các đá và khoáng vật bị biến đổi thành phần, bị hoà tan mang đi nơi khác hoặc tạo thành khoáng vật mới tại chỗ Phụ thuộc vào điều kiện thành tạo (môi trường phong hóa và môi trường tồn tại) và thành phần đá gốc sẽ hình thành các loại khoáng vật khác nhau trong vỏ phong hóa, trong đó có các khoáng vật. .. 1,32 0,52 7,27 Chương 5 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG SÉT KAOLINIT MIỀN ĐÔNG NAM BỘ 5.1 Đặc tính kỹ thuật Đặc điểm thành phần vật chất (chương 4) sét kaolinit miền ĐNB, hầu hết các nguyên liệu nguyên khai đều không đạt chỉ tiêu NLK Vì vậy trong phần này, tác giả luận án chỉ xét đặc tính kỹ thuât của nguyên liệu đã được thu hồi qua dây . 3. Điều kiện thành tạo đặc điểm phân bố sét kaolinit miền ĐNB; Chương 4. Đặc điểm thành phần vật chất sét kaolinit miền ĐNB; Chương 5. Đặc tính kỹ thuật và khả năng sử dụng sét kaolinit miền. như điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất sét kaolinit cho từng mỏ. 2.3.3. Tổ hợp các phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất Nghiên cứu thành phần vật chất của nguyên liệu sét. tích và tổng hợp tài liệu để làm rõ về điều kiện thành tạo và đặc điểm phân bố sét kaolinit trong vùng. Nghiên cứu thành phần vật chất (thành phần khoáng vật, thành phần hóa học), đặc điểm