ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HÓA VÀ TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN VÀNG GỐC KHU VỰC HUỔI CỌ BẢN TANG, NGHỆ AN

Tính cấp thiết của đề tài Công tác đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Kim Sơn thuộc tỉnh Nghệ An, các nhà địa chất Liên đoàn Intergeo đã phát hiện và ghi

Trang 1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào.

Hà Nội, ngày 20 tháng 06 năm 2016

Tác giả

Nguyễn Duy Ngọc

Trang 2

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

Nguyễn Duy Ngọc 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC CÁC BẢNG 8

Trang 8

Bảng 2.1: Hàm lượng vàng trung bình trong các loại đá magma………

8

24 8

Bảng 2.2.: Tên gọi, công thức khoáng vật và mức độ phổ biến………

8

26 8

Bảng 2.3: Các nguyên tố tạp chất trong khoáng vật chứa vàng………

8

27 8

Bảng 2.4: Sử dụng các đặc điểm tiêu hình của vàng tự sinh phục vụ cho mục đích dự báo quặng hóa vàng……… 8

28 8

Bảng 2.5: Thành hệ quặng vàng nội sinh nguồn gốc nhiệt dịch……… 8

29 8

Bảng 2.6: Bảng phân loại thành hệ quặng vàng nội sinh ở Việt Nam………8

30 8

Bảng 3.1: Kết quả phân tích mẫu lấy trong đới khoáng hóa số 1………

8

40 8

Bảng 3.2.: Kết quả phân tích mẫu lấy trong thân quặng số 1……… 8

41 8

Bảng 3.3: Kết quả phân tích mẫu lấy trong thân quặng số 2………

8

42 8

8

43 8

8

Trang 3

8

48 8

8

49 8

8

50 8

8

51 8

Bảng 3.10: Kết quả phân tích mẫu lấy trong đới khoáng hóa số 5……… 8

54 8

Bảng 3.11: Kết quả phân tích mẫu lấy trong thân quặng số 6……… 8

55 8

56 8

57 8

59 8

60 8

61 8

Bảng 3.17: Kết quả phân tích mẫu lấy trong đới thân quặng số 10………8

61 8

Trang 4

63 9

64 9

Bảng 3.21: Thành phần khoáng vật trong quặng vàng khu vực nghiên cứu…………

9

67 9

Bảng 3.22 Tổng hàm lượng vàng trong các đới khoáng hóa vàng khu vực Huổi Cọ - Bản Tang………

… 9

Bảng 3.23: Hàm lượng trung bình (ppm) các nguyên tố Ag, Cu, Pb, Zn trong quặng vàng khu vực Huổi Cọ - Bản Tang……… 9

74 9

Bảng 3.24: Bảng thứ tự sinh thành và tổ hợp cộng sinh khoáng vật quặng vàng khu vực Huổi Cọ - Bản Tang……… 9

Bảng 4.1: Tổng tài nguyên vàng gốc cấp 334a khu vực Huổi Cọ - Bản Tang………

9

91 9

Bảng 4.2: Tổng tài nguyên vàng gốc cấp 334b khu vực Huổi Cọ - Bản Tang………

9

92 9

DANH MỤC CÁC HÌNH 10

MỞ ĐẦU 12

1 Tính cấp thiết của đề tài 12

2 Mục đích, nhiệm vụ của luận văn 12

2.1 Mục đích 12

5 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn 13

5.1 Ý nghĩa khoa học 13

Chương 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 16

1.1 Khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn và lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực Huổi Cọ - Bản Tang, Nghệ An 16

1.1.1 Khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn 16

Trang 5

SƠ ĐỒ VỊ TRÍ GIAO THÔNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 17

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí giao thông khu vực nghiên cứu 17

1.1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất 17

Lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực và tỉnh Nghệ An nói riêng cũng như miền bắc Việt Nam nói chung chia làm 2 giai đoạn: 17

1.2 Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu 20

1.2.1 Địa tầng .20

1.2.2 Magma xâm nhập .24

1.2.3 Đặc điểm cấu trúc, kiến tạo 25

1.3 Đặc điểm khoáng sản 26

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Tổng quan về vàng và phân loại các kiểu mỏ vàng 29

2.1.1 Đặc điểm địa hoá 29

2.1.2 Thành phần khoáng vật 31

2.1.3 Phân loại các kiểu mỏ (thành hệ) quặng vàng trên thế giới và Việt Nam 33

2.2 Một số khái niệm được sử dụng trong luận văn 39

2.2.1 Kiểu mỏ 39

2.2.2 Kiểu quặng (kiểu khoáng) 39

2.2.3 Tổ hợp cộng sinh khoáng vật (THCSKV) 39

2.2.4 Tổ hợp khoáng vật 40

2.2.5 Thời kỳ tạo khoáng 40

2.2.6 Giai đoạn tạo khoáng 40

2.2.7 Thành hệ quặng 41

2.2.8 Đới quặng 42

2.3 Các phương pháp nghiên cứu .42

Chương 3: ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HÓA VÀNG GỐC 45

KHU VỰC HUỔI CỌ - BẢN TANG, NGHỆ AN 45

3.1 Đặc điểm phân bố, hình thái, kích thước các đới khoáng hóa và các thân quặng vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang 45

3.1.1 Khu Huổi Cọ 46

Trang 6

3.1.2 Khu Huổi Mây 54

Hình 3.7: SƠ ĐỒ ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN KHU HUỔI MÂY 60

3.1.3 Khu Na Quya 61

3.1.4 Khu Bản Tang 66

Hình 3.11: SƠ ĐỒ ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN KHU BẢN TANG 74

3.2 Đặc điểm thành phần vật chất quặng vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang 75

3.2.1 Đặc điểm thành phần vật chất 75

3.2.3 Cấu tạo và kiến trúc quặng 82

3.2.4 Thứ tự thành tạo và tổ hợp cộng sinh khoáng vật .84

3.3 Các yếu tố địa chất khống chế quặng hóa khu vực Huổi Cọ - Bản Tang 88

3.3.1 Yếu tố thạch học - địa tầng 89

Với đặc điểm thành phần khoáng vật, thành phần hoá học như trên, các đá phun trào từ felsic đến trung tính gồm riolit, andesit và tuf của chúng khi bị cà nát, xiết ép, dập vỡ, biến đổi thạch anh hoá, sericit hoá, propylit hoá,… là môi trường thuận lợi cho quá trình tích tụ, tạo khoáng hoá vàng 90

3.3.2 Yếu tố magma xâm nhập 91

3.3.3 Yếu tố cấu trúc - kiến tạo .92

3.4 Các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm quặng vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang 93

3.4.1 Các Tiền đề tìm kiếm .93

3.4.2 Các dấu hiệu tìm kiếm 94

Chương 4: TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN VÀ PHÂN VÙNG TRIỂN VỌNG QUẶNG VÀNG GỐC KHU VỰC HUỔI CỌ - BẢN TANG 96

4.1 Các phương pháp dự báo tài nguyên quặng vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang 96

4.1.1 Phương pháp tính thẳng theo các thông số quặng hoá 97

4.1.2 Phương pháp trung bình số học 98

4.1.3 Phương pháp tương tự địa chất 99

4.2 Lựa chọn phương pháp dự báo tài nguyên quặng vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang 99

4.3 Kết quả dự báo tài nguyên vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang 100

4.4 Phân vùng triển vọng vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang 102

Trang 7

4.4.1 Cơ sở và nguyên tắc phân vùng triển vọng 102 4.4.2 Phân vùng triển vọng vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang 103

4.5 Định hướng công tác tìm kiếm, thăm dò quặng vàng gốc khu vực Huổi Cọ

- Bản Tang 106

4.5.1 Cơ sở hình thành hệ phương pháp 106 4.5.2 Định hướng công tác tìm kiếm đánh giá, thăm dò quặng vàng gốc khu vực nghiên cứu 106KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109TÀI LIỆU THAM KHẢO 111

Trang 8

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1: Hàm lượng vàng trung bình trong các loại đá magma……… 24

Bảng 2.2.: Tên gọi, công thức khoáng vật và mức độ phổ biến……… 26

Bảng 2.3: Các nguyên tố tạp chất trong khoáng vật chứa vàng……… 27

Bảng 2.4: Sử dụng các đặc điểm tiêu hình của vàng tự sinh phục vụ cho mục đích dự báo quặng hóa vàng………

28 Bảng 2.5: Thành hệ quặng vàng nội sinh nguồn gốc nhiệt dịch……… 29

Bảng 2.6: Bảng phân loại thành hệ quặng vàng nội sinh ở Việt Nam……… 30

Bảng 3.1: Kết quả phân tích mẫu lấy trong đới khoáng hóa số 1……… 40

Bảng 3.2.: Kết quả phân tích mẫu lấy trong thân quặng số 1……… 41

Bảng 3.3: Kết quả phân tích mẫu lấy trong thân quặng số 2……… 42

Bảng 3.9: Kết quả phân tích mẫu lấy trong thân quặng số 5……… 51

Bảng 3.17: Kết quả phân tích mẫu lấy trong đới thân quặng số 10……… 61

Trang 9

Bảng 3.22 Tổng hàm lượng vàng trong các đới khoáng hóa vàng khu vực Huổi Cọ

Tang………

74

Bảng 3.23: Hàm lượng trung bình (ppm) các nguyên tố Ag, Cu, Pb, Zn trong

Trang 10

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí giao thông khu vực nghiên cứu……… 12

Hình 1.2: Sơ đồ địa chất khoáng sản khu vực Huổi Cọ - Bản Tang, Nghệ An… 22 Hình 3.1: Hình thái thân quặng số 2……… 43

Hình 3.2: Sơ đồ địa chất khoáng sản khu Huổi Cọ……… 46

Hình 3.3: Đá phiến sét đen bị cà ép, biến đổi thạch anh hóa chứa mạch, mạng mạch thạch anh - sulphur - vàng (VL.7221)……… ……… 50

Hình 3.4: Đá phiến sét đen bị cà ép, biến đổi thạch anh hóa chứa mạch, mạng mạch thạch anh - sulphur - vàng (H5)……… 50

Hình 3.5: Đá riodacit bị cà nát, dập vỡ, biến đổi thạch anh hóa , sericit hóa, chlorit hóa chứa mạch, mạng mạch thạch anh - sulphur - vàng (H5) ………… 51

Hình 3.6: Hình thái thân quặng số 5……… 52

Hình 3.7: Sơ đồ địa chất khoáng sản khu Huổi Mây……… 53

Hình 3.8: Đá biến đổi thạch anh hóa, sericit hóa chứa quặng……… 57

Hình 3.9: Sơ đồ địa chất khoáng sản khu Na Quya……… 58

Hình 3.10: Hình thái thân quặng số 11……… 65

Hình 3.11: Sơ đồ địa chất khoáng sản khu Bản Tang……… 66

Hình 3.12: Đám hạt chalcopyrit tha hình xâm tán trên nền mẫu……… 68

Hình 3.13: Cu xám bị covelin hóa nằm ở ría hạt pyrit……… 68

Hình 3.14: Các vi mạch pyrit xen lẫn vi mạch limonit tạo thành mạch phân bố trên nền đá……… 68

Hình 3.15: Cụm tinh thể arsenopyrit phân bố trên nền đá, bị scorodit thay thế từng phần……… 68

Hình 3.16: Vi mạch siderit xuyên cắt nền đá……… 68

Hình 3.17: Pyrit tự hình, nửa tự hình tạo thành chuỗi hạt kéo dài……… 68

Trang 11

Hình 3.18: Au tự sinh xâm tán rải rác trong đá……… 69

Hình 3.19: Hạt vàng tự sinh xâm tán trong đá cùng gothit………

70 Hình 3.20: Các vi hạt Au tự sinh xâm tán thành đám hạt dọc theo vi khe nứt trong đá……… 70

Hình 3.21: Au tự sinh dạng hạt tha hình xâm tán theo vi khe nứt trong đá……… 71

Hình 3.22: Các vi hạt Au tự sinh xâm tán rải rác trong đá………

71 Hình 3.23: Au tự sinh dạng hạt tha hình trong pyrit……… 72

Hình 3.24: Hạt vàng tự sinh xâm tán trong đá cùng gothit………

72 Hình 3.25: Au tự sinh dạng hạt tha hình xâm tán theo vi khe nứt trong đá……… 73

Hình 3.26: Cát kết thạch anh bị ép phân phiến mờ, biến đổi sericit hóa mạnh… 79 Hình 3.27: Đá hoa bị thạch anh hóa, hình thành trong quá trình carbonat hóa………

Hình 3.28: Đá phiến sét bị thạch anh hóa……… 79

Hình 3.29: Tuf riolit bị thạch anh hóa, epidot hóa……… 79

Hình 3.30: Biểu đồ phân chia các loạt magma, AMF……… 82

Hình 4.1: Sơ đồ phân vùng triển vọng………

95

Trang 12

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Công tác đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Kim Sơn thuộc tỉnh Nghệ An, các nhà địa chất Liên đoàn Intergeo đã phát hiện và ghi nhận nhiều điểm quặng, điểm khoáng hóa vàng phân bố trong các thành tạo địa chất khác nhau, điển hình trong đó là khu vực Huổi Cọ - Bản Tang, tỉnh Nghệ An Tuy nhiên, cho đến nay chưa có một công trình nghiên cứu nào đề cập một cách đầy

đủ và có hệ thống về đặc điểm địa chất và đặc điểm quặng hoá vàng gốc, đặc biệt là việc nghiên cứu làm rõ các yếu tố địa chất khống chế, liên quan đến quá trình tạo khoáng vàng, các biến đổi thứ sinh, các kiểu khoáng hóa, từ đó đánh giá tiềm năng tài nguyên, phân vùng triển vọng làm cơ sở định hướng cho công tác điều tra, thăm

dò quặng vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang, Nghệ An

Vì vậy, đề tài luận văn: “Đặc điểm quặng hóa và tiềm năng tài nguyên vàng

gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang, Nghệ An” được đặt ra và giải quyết nhằm đáp ứng

những yêu cầu trên

2 Mục đích, nhiệm vụ của luận văn

2.1 Mục đích

Nghiên cứu, làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, đặc điểm quặng hóa và các yếu

tố địa chất khống chế, đồng thời đánh giá tiềm năng tài nguyên làm cơ sở định hướng công tác điều tra, thăm dò vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang, Nghệ An

2.2 Nhiệm vụ

- Tổng hợp, phân tích và khái quát hóa các kết quả đo vẽ lập bản đồ địa chất

khu vực, các tài liệu của công tác điều tra, tìm kiếm chi tiết hóa, nhằm làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, đặc điểm khoáng sản vàng gốc trong khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm phân bố, các yếu tố địa chất khống chế liên quan và đặc điểm quặng hóa làm cơ sở khoa học cho việc dự báo tiềm năng, triển vọng quặng vàng gốc trong khu vực nghiên cứu

Trang 13

- Nghiên cứu, xác lập các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm, khoanh định các diện tích có triển vọng, đánh giá tiềm năng tài nguyên vàng gốc, làm cơ sở đề xuất các nhiệm vụ nghiên cứu tiếp theo.

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang, Nghệ An.

- Phạm vi nghiên cứu: các yếu tố địa chất liên quan và khống chế quặng vàng

gốc phân bố trong khu vực nghiên cứu

4 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nhiệm vụ nêu trên, học viên sử dụng hệ phương pháp sau:

- Áp dụng phương pháp tiệm cận có hệ thống kết hợp với phương pháp nghiên cứu địa chất truyền thống

- Thu thập, tổng hợp, phân tích xử lý tài liệu đo vẽ địa chất, đặc biệt là tài liệu của giai đoạn tìm kiếm chi tiết hóa

- Mô hình hóa đối tượng nghiên cứu bằng các mô hình thực tế và mô hình toán địa chất để nhận thức đối tượng nghiên cứu

- Sử dụng một số phương pháp dự báo định lượng tài nguyên để đánh giá tiềm năng tài nguyên quặng vàng gốc trong khu vực nghiên cứu

- Sử dụng hệ phương pháp chuyên gia kết hợp phương pháp kinh nghiệm để định hướng công tác tìm kiếm đánh giá, tiến tới thăm dò quặng vàng gốc trong khu vực nghiên cứu

5 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn

5.1 Ý nghĩa khoa học

- Góp phần làm sáng tỏ hệ phương pháp xử lý, phân tích, tổng hợp tài liệu địa chất - khoáng sản để nâng cao độ tin cậy trong nghiên cứu địa chất và quặng hóa vàng gốc

- Góp phần làm sáng tỏ các yếu tố khống chế quặng hóa và đặc điểm phân bố của quặng vàng gốc trong khu vực nghiên cứu làm cơ sở khoanh định diện tích có triển vọng

Trang 14

5.2 Giá trị thực tiễn

- Cung cấp cho các nhà quản lý và doanh nghiệp về tiềm năng tài nguyên quặng vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang, Nghệ An làm cơ sở định hướng công tác điều tra, thăm dò và khai thác có hiệu quả

- Cung cấp hệ phương pháp dự báo, đánh giá tài nguyên và triển vọng quặng vàng gốc

- Kết quả nghiên cứu rút ra đặc điểm quặng hóa, đặc điểm phân bố vàng gốc khu vực Huổi Cọ - Bản Tang Từ đó định hướng công tác tìm kiếm, đánh giá tiềm năng và thăm dò vàng gốc ở các khu vực khác có đặc điểm địa chất tương tự

6 Cơ sở tài liệu

Luận văn được hoàn thành trên cơ sở nguồn tài liệu đa dạng, phong phú như:

- Các tài liệu nghiên cứu về địa chất và khoáng sản liên quan đã được công

bố, xuất bản và lưu trữ

- Các tài liệu thực tế thu thập trong công tác đo vẽ lập bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Kim Sơn, thuộc tỉnh Nghệ An, tỷ lệ 1:50.000 mà bản thân học viên cũng là người đã trực tiếp tham gia

- Các tài liệu thu thập trong công tác điều tra sơ bộ và điều tra chi tiết hóa các khu Huổi Cọ, Khu Huổi Mây, Khu Na Quya và khu Bản Tang

- Tài liệu thực tế bản thân đã thu thập bổ xung trong quá trình xây dựng và hoàn thiện luận văn (lấy và phân tích bổ xung một số mẫu nung luyện trong các thân quặng vàng ở khu vực nghiên cứu)

7 Kết cấu của luận văn

Luận văn gồm 4 chương, không kể phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, được trình bày trong 101 trang với 33 hình và 32 biểu bảng

Luận văn được hoàn thành tại bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, khoa Khoa học

và Kỹ thuật địa chất, trường Đại học Mỏ - Địa chất, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Lương Quang Khang và TS Nguyễn Văn Nguyên

Qua đây, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với PGS.TS Lương Quang Khang và TS Nguyễn Văn Nguyên đã tận tình hướng dẫn học viên trong

Trang 15

suốt thời gian học tập, nghiên cứu và viết luận văn

Tác giả cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy, cô giáo trong bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, Khoa Khoa học và Kỹ thuật địa chất, Phòng Đào tạo sau Đại học, Lãnh đạo trường Đại học Mỏ - Địa chất, Lãnh đạo Liên đoàn Intergeo và Đoàn Intergeo 6 đã quan tâm tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất và giúp đỡ học viên hoàn thành luận văn này

Tác giả xin chân thành cám ơn các nhà khoa học, bạn bè đồng nghiệp, những người đã ủng hộ, giúp đỡ học viên hoàn thành luận văn

Trang 16

Chương 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn và lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực Huổi Cọ - Bản Tang, Nghệ An

1.1.1 Khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn

Khu vực nghiên cứu có diện tích khoảng 274 km2 kéo dài từ bản Huổi Cọ thuộc xã Hữu Khuông, huyện Tương Dương qua bản Huổi Mây, Na Quya đến Bản Tang thuộc xã Cắm Muộn, huyện Quế Phong, tỉnh Nghệ An Nằm trong 02 tờ bản

đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 có số hiệu E-48-18 A (Xiềng Nứa), E-48-18B (Na Ba)

Khu vực nghiên cứu là vùng núi có độ cao trung bình từ 32m đến hơn 1000m, cao nhất là đỉnh Pú Đuôn cao 1342m, địa hình phân cắt mạnh Thảm thực vật phát triển, rừng ở đây chủ yếu là rừng tái sinh xen ít rừng già cổ thụ và các vạt nương rẫy canh tác của dân

Quế Phong và Tương Dương là hai huyện miền núi nghèo của tỉnh Nghệ An

Xã Cắm Muộn, xã Hữu Khuông thuộc vùng sâu, vùng xa của huyện Quế Phong và huyện Tương Dương (vào xã Hữu Khuông phải đi bằng thuyền) Dân cư gồm số đông là người Thái, ít hơn là người Khơ Mú, kinh tế chủ yếu là nông nghiệp tự cung tự cấp, trình độ canh tác lạc hậu, dân trí thấp Các công trình xã hội như trường học, trạm xá, đường giao thông mới được xây dựng, hiện lưới điện quốc gia mới chỉ đến được trung tâm xã Mạng thông tin, truyền thông cũng chưa được phủ rộng khắp

Nhìn chung đời sống của nhân dân còn nhiều khó khăn Đây cũng là yếu tố không thuận lợi khi tiến hành các công tác nghiên cứu địa chất

Trang 17

SƠ ĐỒ VỊ TRÍ GIAO THÔNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí giao thông khu vực nghiên cứu

1.1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất

Lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực và tỉnh Nghệ An nói riêng cũng như miền bắc Việt Nam nói chung chia làm 2 giai đoạn:

Trang 18

- Giai đoạn trước năm 1954: công tác nghiên cứu địa chất chủ yếu do các

nhà địa chất Pháp tiến hành, trong đó đáng chú ý hơn cả là các công trình nghiên cứu của J Fromaget (1927, 1928, 1941)

Năm 1927, J.Fromaget xuất bản tờ bản đồ địa chất Bắc Trung Bộ tỷ lệ 1:400.000 Năm 1928, J.Fromaget cùng Ch.Jacob, H.Mansuy, L.Dussault xuất bản

tờ bản đồ Hà Nội tỷ lệ 1:500.000 Khu vực Quế Phong nằm trọn vẹn trong các tờ bản đồ này Trong các công trình này, đá phiến kết tinh khu vực Bù Khạng - Quế Phong được gọi là “phức hệ Arkeiozoi”, các đá Paleozoi phía tây nam được xếp vào

“phức hệ đá phiến láng antracolit” ký hiệu tuổi trước Carbon và các thành tạo trầm tích phun trào được xếp vào Trias không phân chia, các đá xâm nhập granitoid cho tuổi Moscovi (PZ3) Cấu tạo của khu vực gồm 3 đơn vị: địa vồng cổ Phu Hoạt nằm giữa, bên cạnh phía tây nam là nếp võng Sông Cả và phía đông bắc là oằn võng Sầm Nưa - Nghệ An

Nhìn chung, các công trình nghiên cứu địa chất của các nhà địa chất Pháp bước đầu đã đóng góp quan trọng trong nghiên cứu địa chất khu vực, song về mặt khoáng sản thì chưa được đề cập nghiên cứu

- Giai đoạn sau năm 1954: công tác nghiên cứu địa chất khu vực nói chung

mới được tiến hành một cách đồng bộ và có hệ thống Có khá nhiều công trình nghiên cứu đã tiến hành, điển hình là:

- Bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1: 500.000 của Dovjikop A.E (Nhà Địa chất Liên Xô cũ - 1965) Trong công trình này, lần đầu tiên các tác giả đã sắp xếp lại khung địa tầng khu vực, phân chia các phức hệ magma và phân khu vực kiến tạo một cách có hệ thống Khu vực Quế Phong - Kim Sơn nằm trong phạm vi đới nâng Phu Hoạt thuộc hệ uốn nếp Tây Việt Nam

- Địa chất tờ Quỳ Châu tỷ lệ 1: 200.000 (Lê Duy Bách và nnk, 1969) Trong công trình này, các đá của hệ tầng Nà Hang (Dovjicov) khu vực Quế Phong - Bản Chiềng được Lê Duy Bách xếp vào seri Bù Khạng tuổi từ Proterozoi đến Paleozoi

sớm và chia thành các điệp Bản Khạng (Ptbk), Đèo Sen (Pt đs), Suối Mai (Pz1sm),

Bản Nát (Pz1bn) Một phần đá vôi Paleozoi thượng (C2-P) và hệ tầng La Khê (C1lk)

Trang 19

khu vực Bản Chiềng được xếp vào điệp Lèn Bục tuổi Paleozoi sớm (Pz1lb) Các

trầm tích phun trào Jura không phân chia (Dovjicov) hay Trias không phân chia (Fromaget) được tác giả phân thành các điệp Đồng Trầu (T2ađt), điệp Quy Lăng

(T2lql) và tầng Mường Hinh (Jmh) Các đá magma xâm nhập granitoid phức hệ Phia

- Bioc tuổi Trias muộn (γT3pb) được phân định thành các phức hệ xâm nhập

granitogneis Tiền Cambri muộn (γ PCm3), phức hệ xâm nhập granitoid Paleozoi sớm (γPZ1) và phức hệ xâm nhập granit porphyr, granit - granophyr Trias muộn (γπT3)

Trong công trình lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 tờ Sầm Tớ (Phạm Huy Thông, 1979) các tác giả chấp nhận phần lớn cách phân chia địa tầng, magma của

Lê Duy Bách, riêng các thành tạo phun trào felsic và tuf của chúng tuổi Jura được xếp vào hệ tầng Đồng Trầu tuổi Trias giữa (T2ađt).

Công tác hiệu đính bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:200.000 tờ Khang Khay - Mường Xén (Lê Duy Bách, Nguyễn Văn Hoành - 1995), các đá phiến biến

chất điệp Bản Khạng (Ptbk), Đèo Sen (Ptđs), Suối Mai (Pz1sm) trong diện tích nhóm

tờ Kim Sơn được xếp vào hệ tầng Bù Khạng, phụ hệ tầng trên tuổi Proterozoi muộn

- Cambri sớm (NP-ε1bk1), các đá cát kết và đá phiến Paleozoi giữa (Pz2) phía nam khu vực được xếp vào hệ tầng Sông Cả (O3-S1sc), Huổi Nhị (S2-D1hn) và Nậm Tầm

chuyển thành hệ tầng La Khê (C1lk) và hệ tầng Bắc Sơn (C-Pbs) Thành tạo phun

trào felsic và tuf của chúng được xếp vào hệ tầng Đồng Trầu (T2ađt) và hệ tầng Mường Hinh (Jmh) Các đá magma xâm nhập granitoid được xếp vào phức hệ Đại

Lộc tuổi trước Devon (γaD1đl), các đá xâm nhập granit porphyr, granit - granophyr

được xếp vào phức hệ Sông Mã tuổi Trias giữa (γιT2sm) và các đá granitoid giàu

felspat kali khu vực Bản Chiềng được xếp vào phức hệ Bản Chiềng tuổi Paleogen (γbc)

- Hiện nay đã và đang tiến hành công tác “Lập bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Kim Sơn, thuộc tỉnh Nghệ An, tỷ lệ 1: 50.000 (Đề án Kim

Trang 20

Sơn) Trong khuôn khổ của Đề án đã tiến hành một loạt những nghiên cứu tại khu vực Huổi Cọ - Bản Tang như sau:

+ Biểu hiện khoáng sản vàng B Huổi Cọ do Ths Lê Duy Nguyên phát hiện năm 2007 trong quá trình khảo sát lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 50.000 Năm 2009, kỹ

sư Đoàn Đức Hùng tiến hành điều tra sơ bộ Năm 2014, kỹ sư Nguyễn Vĩnh Hà và nnk tiếp tục công tác tìm kiếm chi tiết hóa ở khu này

+ Biểu hiện khoáng hóa vàng Huổi Mây được kỹ sư Hà Thành Nhật phổ tra năm 2014 Năm 2015, Kỹ Sư Bùi Xuân Nghị đã tiến hành tìm kiếm chi tiết hóa

+ Biểu hiện khoáng sản vàng Na Quya và Bản Tang được Nguyễn Văn Sói

và Vũ Văn Chương phát hiện năm 2007, trong quá trình đo vẽ, lập bản đồ địa chất

và điều tra khoáng sản tỉ lệ 1: 50.000 Năm 2009, kỹ sư Nguyễn Vĩnh Hà tiếp tục công tác điều tra chi tiết hoá tại khu Bản Tang, đồng thời kết hợp điều tra sơ bộ khu

Na Quya Năm 2012, kỹ sư Bùi Doãn Phú tiếp tục công tác tìm kiếm chi tiết hóa khu Na Quya

1.2 Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu.

1.2.1 Địa tầng

Giới Paleozoi

- Hệ Ordovic Thống trên - Hệ Silur, Hệ tầng Sông Cả (O 3-Ssc).

Hệ tầng được Mareichev A.M và Trần Đức Lương xác lập năm 1965 Khối lượng của hệ tầng gồm một phần thành tạo Paleozoi trung của Dovjikov A.E

(1965), hay phần lớn tầng Sông Cả (S-Dsc) của Lê Duy Bách (1969) Trong khu

vực nghiên cứu, các đá của hệ tầng phân bố ở phía nam - tây nam, tạo thành các dải núi kéo dài theo phương á vĩ tuyến Thành phần gồm chủ yếu là các thành tạo trầm tích lục nguyên từ hạt mịn tới thô xen kẽ nhịp nhàng Hệ tầng được chia làm 3 tập

+ Tập 1 (O3-S1sc1): chủ yếu là cát kết dạng quarzit xen kẽ với đá phiến thạch anh - sericit ở phần thấp, chuyển lên là đá phiến thạch anh - sericit xen nhiều lớp cát kết hạt nhỏ bị quarzit hoá màu trắng, phân lớp mỏng Dày 450m

+ Tập 2 (O3-S1 sc2): chủ yếu là cát kết đa khoáng xen đá phiến thạch anh -sericit, bột kết, cát kết hạt nhỏ ở phần dưới, chuyển lên là đá phiến sericit xen ít lớp

Trang 21

cát bột kết dạng nhịp, trên cùng là bột kết xen đá phiến sét bị sericit hoá yếu và đá phiến vôi màu đen Dày 820 - 850m.

+ Tập 3 (O3-S1sc3): gồm cát kết hạt vừa, chuyển lên là đá phiến sét, đá phiến sericit xen nhịp với các lớp cát kết, bột kết, trên cùng là đá phiến sét chứa nhiều vật chất hữu cơ Dày khoảng 900m

Tổng bề dày hệ tầng khoảng 2220 - 2300m

Ranh giới dưới của hệ tầng không quan sát được, ranh giới trên chuyển tiếp

lên hệ tầng Huổi Nhị Trên cơ sở hoá thạch Bút đá được phát hiện ở các khu vực lân cận, hệ tầng Sông Cả được định tuổi Ordovic muộn - Silur sớm Phạm vi khu vực nghiên cứu chỉ có mặt Tập 3 (O3-S1sc3) của hệ tầng Sông Cả gồm 5 hệ lớp sau:

+ Hệ lớp 1: cát kết hạt vừa màu xám, xám tro, phân lớp 0,5 - 1,5m, đôi chỗ

+ Hệ lớp 5: đá phiến sét - sericit màu xám đôi khi xen bột kết Dày 250m.

- Hệ Silur thống trên - Hệ Devon thống dưới, Hệ tầng Huổi Nhị (S 3

-D 1hn?).

Hệ tầng do Nguyễn Văn Hoành xác lập năm 1978 ở khu vực Mường Xén Các thành tạo trầm tích lục nguyên hạt mịn hệ tầng Huổi Nhị chiếm khối lượng nhỏ, phân bố thành dải kéo dài theo phương vĩ tuyến ở phía tây nam khu vực nghiên cứu, gồm 2 phần:

+ Phần dưới: cát kết hạt vừa, cát kết thạch anh màu xám, nâu đỏ xen các lớp

đá phiến sét - sericit màu xám đen, đá phiến sét màu lục nhạt xen bột kết phân lớp mỏng dạng dải thanh

Trang 22

+ Phần trên: được khảo sát theo mặt cắt suối Mạ gồm cát kết hạt nhỏ đến

vừa màu xám sáng xen bột kết và đá phiến sét - sericit màu xám xẫm, phân lớp mỏng

Quan hệ dưới, hệ tầng nằm chỉnh hợp lên trên các đá của hệ tầng Sông Cả

(O3-Ssc3) còn quan hệ trên bị các lớp cuội kết, cát kết cơ sở của hệ tầng Đồng Trầu

(T2ađt) phủ không chỉnh hợp Tổng bề dày khoảng 1000m.

- Hệ Devon thống dưới – giữa, hệ tầng Huổi Lôi (D 1-2hl?)

Hệ tầng được Nguyễn Văn Hoành xác lập năm 1978 theo mặt cắt Huổi Lôi ở phía bắc thị trấn Mường Xén Khối lượng của hệ tầng thuộc phần cao của hệ tầng Sông Cả (Lê Duy Bách, 1969) Hệ tầng phân bố thành dạng dải hẹp ở phía bắc khu vực, hình dạng kéo dài theo á vĩ tuyến Theo các mặt cắt tại khu vực bản San, Cắm

Muộn, Quang Phong gồm: phần thấp chủ yếu là cát kết, cát kết dạng quarzit màu

xám sáng xen bột kết màu xám, đá phiến sét sericit màu xám, xám đen, chuyển tiếp lên trên đá phiến silic, đá phiến silic màu xám bạc xen các lớp mỏng hoặc thấu kính

đá vôi silic màu đen

Phần đáy của hệ tầng chưa gặp do đứt gãy Quan hệ trên chuyển tiếp lên đá

vôi màu xám của hệ tầng Nậm Cắn Tổng bề dày hệ tầng lớn hơn 250m

- Hệ Devon thống giữa, hệ tầng Nậm Cắn (D2nc).

Được Nguyễn Văn Hoành xác lập năm 1978 theo mặt cắt suối Nậm Cắn ở vùng Mường Xén Trong khu vực, các đá của hệ tầng lộ thành dải duy nhất phương

á vĩ tuyến từ khu vực Bản Sàn đến Na Quya gắn liền với các đá hệ tầng Huổi Lôi

Trước đây, tầng đá vôi dạng khối này được xếp vào đá vôi C2-P (Lê Duy

Bách, 1969) hoặc hệ tầng Bắc Sơn (C-Pbs; bản đồ Địa chất - Khoáng sản tỉ lệ

1/200.000 hiệu đính năm 2000)

Thành phần thạch học của hệ tầng gồm: đá vôi xám xanh bị tái kết tinh yếu, phân lớp vừa ở phần thấp chuyển lên đá vôi xám sáng bị tái kết tinh, đá vôi vi hạt phân lớp dày đến dạng khối, trên cùng là đá vôi xám tối phân lớp thanh, đá vôi silic,

đá vôi sét chứa di tích sinh vật Trong những lớp đá vôi này thu thập được phong

Trang 23

phú hóa thạch dạng lỗ tầng, gồm Amphipora sp., Coenites sp., Thamnopora sp Có

tuổi từ D2 đến D3 (KS.1218, KS.1219, do Nguyễn Hữu Hùng xác định)

Hệ tầng có quan hệ chỉnh hợp với hệ tầng Huổi Lôi ở dưới và quan hệ kiến tạo với các trầm tích phun trào hệ tầng Đồng Trầu ở trên (quan sát được ở ngoài khu vực nghiên cứu, trong khu vực nghiên cứu là quan hệ bất chỉnh hợp) Tổng bề dày của hệ tầng khoảng 550m

Giới Mesozoi

Hệ Trias thống giữa, Hệ tầng Đồng Trầu (T 2ađt).

Khu vực nghiên cứu, các thành tạo của hệ tầng này chiếm khối lượng chủ yếu, phân bố thành dải rộng ở phần trung tâm, hình dạng kéo dày theo phương tây tây bắc - đông đông nam và các đá thường cắm về phía bắc - đông bắc

Theo thành phần thạch học, hệ tầng được chia làm 2 tập:

thành phần gồm cuội kết, dăm sạn kết xen cát kết đa khoáng sáng màu, cát kết, bột kết màu tím gụ đặc trưng xen các lớp đá vôi, sét vôi mỏng, các lớp đá phiến sét bị chlorit hoá màu lục, các thấu kính đá phun trào felsic và tuf Tuy nhiên giữa các mặt cắt có sự thay đổi khá lớn về thành phần thạch học

+ Tập 2 (T2ađt 2): thành phần thạch học đặc trưng là các đá phun trào và trầm tích phun trào chiếm ưu thế gồm andesit, riolit, riodacit, dacit màu xám sáng tới xám xanh, bị ép mạnh và tuf của chúng xen các lớp cát kết, bột kết phân lớp mỏng

Bề dày của hệ tầng khoảng 1800 - 2000m

Về quan hệ: trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng Đồng Trầu phủ bất chỉnh hợp

lên thành tạo cổ hơn là hệ tầng Huổi Nhị

Ở các khu vực khác ngoài khu vực nghiên cứu như Na Loi, Keng Đu, Nậm Song, quan sát thấy chúng phủ bất chỉnh hợp lên các thành tạo cổ hơn như hệ tầng Nậm Tầm, hệ tầng La Khê

Cũng ở ngoài khu vực nghiên cứu, dọc theo đứt gãy chờm nghịch Mỹ Lý, các đá của hệ tầng có quan hệ kiến tạo với các hệ tầng Huổi Nhị, Nậm Tầm, La

Trang 24

Khê, Bắc Sơn Trong đó đã gặp các đá thuộc các thành tạo cổ hơn phủ chờm lên các

đá của hệ tầng Đồng Trầu Đây là do hoạt động của pha kiến tạo muộn hơn về sau

Về tuổi của hệ tầng: các hoá thạch chân rìu phát hiện được ở các mặt cắt Xốp

Tụ - Huổi Vát, Huổi Bén, Huổi Tố, Huổi Xá gồm: Costatoria sp., C curvirostris, C

cf submultistrida, Neoschisodus sp (cf ovatus), N laevigatus, Cercomya magna

Các hoá thạch này cho tuổi chủ yếu vào Anizi (T2a) Do vậy, tuổi của hệ tầng được

ghi nhận như các tài liệu trước Tuy nhiên không loại trừ có yếu tố Ladin sớm (T2l).

Giới Kainozoi

Hệ Đệ Tứ, không phân chia (Q)

Các thành tạo trầm tích bở rời thuộc Hệ Đệ Tứ phân bố rải rác dọc các khe suối tạo nên các bãi bồi, doi cát ven lòng, cá biệt gặp vài mảnh thềm sót kích thước nhỏ nằm cao hơn mực nước suối từ 2 - 4m

Thành phần gồm: phần dưới là tảng, cuội, sỏi, sạn, cát Phần trên là bột, sét

hệ tầng Đồng Trầu (T2ađt), phát triển trên võng chồng Sầm Nưa

Trước đây, Lê Duy Bách (1969), xếp các thành tạo đá magma xâm nhập nêu trên ở khu vực này vào phức hệ granitoid á núi lửa tuổi T3, trong công trình hiệu đính loạt tờ bản đồ địa chất khoáng sản Bắc Trung Bộ tỷ lệ 1:200.000, chúng được xếp vào phức hệ Sông Mã tuổi T2 (Gp/T2sm).

Trong diện tích nghiên cứu chỉ quan sát được vài diện lộ nhỏ Thành phần chủ yếu là granit - muscovit, granit - biotit dạng porphyr, granit porphyr sáng màu hạt vừa đến thô

Trang 25

Đá thường có cấu tạo khối, kiến trúc vi khảm, vi hạt nửa tự hình đến granophir Ở một số nơi tiếp giáp với các đá phun trào hệ tầng Đồng Trầu (T2ađt)

trong đới nội tiếp xúc phát triển các đá hạt kết tinh nhỏ, nhiều chỗ có kiến trúc porphyr rõ rệt, ở phần đới ngoại tiếp xúc không quan sát thấy biến đổi đá vây quanh

- Các thành tạo đá mạch chưa rõ tuổi (Gb, Db/?)

Gồm các đai mạch diabas, gabrodiabas phân bố rải rác trong khu vực, chúng xuyên cắt các đá của hệ tầng Đồng Trầu (T2ađt /) Các đai mạch này dày từ một vài mét đến hàng chục mét Đá thường có cấu tạo khối hoặc bị ép và biến đổi

+ Gabrodiabas: kiến trúc gabrodiabas tàn dư, cấu tạo khối hoặc ép nhẹ

Thành phần chủ yếu gồm: plagioclas, pyroxen Đá thường bị artinolit hóa

+ Diabas: thường bị biến đổi, có kiến trúc khảm ofit tàn dư, cấu tạo định

hướng yếu Thành phần khoáng vật gồm: plagioclas bazơ (labrado - bitaonit), pyroxen (diopsit) bị artinolit hóa mạnh

Kết quả phân tích lát mỏng mẫu KS.12012 cho thấy diabas bị biến đổi, kiến trúc ofit tàn dư, cấu tạo định hướng yếu

Thành phần gồm: plagioclas = 43%, pyroxen (diopsit) = 56%, quặng = 1% Plagioclas có dạng que nhỏ dài bị sauxurit hóa hoàn toàn, bề mặt phủ bởi các vi hạt epidot, chlorit, sericit nằm khảm trong hạt pyroxen dạng tấm, hạt kém tự hình bị artinolit hóa mạnh

1.2.3 Đặc điểm cấu trúc, kiến tạo.

Khu vực nghiên cứu thuộc một phần nhỏ của đới cấu trúc Sông Cả, hệ uốn nếp Tây Việt Nam Bình đồ kiến trúc hiện tại của đới Sông Cả là một phức nếp lõm lớn, có phương trục uốn nếp tây bắc - đông nam Khu vực nghiên cứu nằm trên một cánh của phức nếp lõm này (Dovjikop A.E, 1965)

Trong phạm vi khu vực nghiên cứu có hai hệ thống đứt gãy chính là:

- Hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam: là hệ thống đứt gãy chủ đạo, đóng vai trò chính tạo nên các đới cà nát, dập vỡ, biến đổi

Trang 26

Các đới đá biến đổi có khoáng hoá sulphur chứa vàng và các thân quặng vàng gốc thường nằm gần song song, song song hoặc bám theo hệ thống đứt gãy này

- Hệ thống đứt gãy phương đông bắc - tây nam: hình thành muộn hơn, có quy mô nhỏ hơn, chúng gần như không có ý nghĩa tạo quặng mà chỉ làm phức tạp hoá các thành tạo có trước, làm dịch chuyển và phần nào phá vỡ bình đồ cấu trúc vốn được tạo nên bởi các giai đoạn trước đó

1.3 Đặc điểm khoáng sản.

Trong khu vực nghiên cứu ngoài vàng gốc còn tồn tại một số loại hình khoáng sản sau

- Sắt: đã ghi nhận một điểm khoáng hoá sắt nhiệt dịch, gồm các thân quặng

có dạng mạch, thấu kính xuyên trong đá granosyenit porphyr Các thân quặng có bề dày từ 0,8m đến <5m, chiều dài từ vài chục mét đến hàng trăm mét Thành phần khoáng vật quặng chủ yếu là magnetit, hematit, pyrit, chalcopyrit… Hàm lượng: Fe: 33,2 - 60%, Pb + Zn: <0,1%

- Vàng Sa khoáng: vàng sa khoáng được ghi nhận tồn tại trong các thành tạo

Hệ Đệ Tứ gồm các bãi bồi, doi cát ven lòng, cá biệt là vài mảnh thềm sót phân bố dọc theo các suối Na Quya, suối Bản Tang, Suối Kẹp

Trong khu vực nghiên cứu, vàng sa khoáng được cho là tập trung chủ yếu trong 3 thung lũng gồm: Bản Cắm, Bản Tà và Huổi Mây - Na Lán

+ Thung lũng Bản Cắm kéo dài 4,5km theo phương đông bắc - tây nam, rộng

350 - 650m Đáy thung lũng là đá vôi hệ tầng Bắc Sơn Thung lũng được lấp đầy bởi trầm tích bở rời với chiều dày đến 10m Tại đây đã xác định được 7 thân quặng vàng sa khoáng có bề dày 0,8 - 3,6m ở độ sâu 3,2m đến 7,8m với hàm lượng vàng 0,18 - 0,79 g/m3

+ Thung lũng Bản Tà có dạng phức tạp, nền thung lũng được cấu thành bởi

đá phiến sét, đá phiến sericit hệ tầng La Khê và đá vôi hệ tầng Bắc Sơn Thân quặng

có dạng thấu kính dày 0,3 - 3,2m ở độ sâu 6,8m, hàm lượng vàng 0,16 - 0,24 g/m3

Trang 27

+ Thung lũng Huổi Mây - Na Lán kéo dài khoảng 10km theo phương vĩ tuyến, lòng hẹp, hiện chưa được khảo sát chi tiết.

Sa khoáng vàng khu vực nghiên cứu có quy mô lớn Trữ lượng và tài nguyên

dự báo: 2.095 Kg Au (Cấp C2 + P1 + P2) (Trần Quang Hoà và nnk, 1992).

Trang 28

Hình 1.2: SƠ ĐỒ ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN KHU VỰC HUỔI CỌ -

BẢN TANG, NGHỆ AN

Tỷ lệ 1:50.000 ( thu nhỏ ½)

Trang 29

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan về vàng và phân loại các kiểu mỏ vàng.

2.1.1 Đặc điểm địa hoá

Vàng là nguyên tố hoá học, kí hiệu là Au (tên Latinh: aurum) và số nguyên

tử 79 trong bảng tuần hoàn Vàng nằm giữa Platin và Thuỷ ngân, thuộc nhóm 1b cùng với Đồng và Bạc Là kim loại chuyển tiếp (hoá trị 3 và 1) mềm, dễ uốn, dễ dát mỏng, màu vàng và chiếu sáng Nguyên tử lượng 196.967, bán kính nguyên tử

RAu=1.44A0, bán kính ion RAu=1.37A0, thế ion hoá của vàng 9.223ev Hệ số năng lượng của vàng xấp xỉ hệ số năng lượng của Cu và Ag: ECAu= 0.65, ECAg= 0.60,

ECCu= 0.70, nhiệt độ nóng chảy 10640C, nhiệt độ sôi 29600 C

Hiện nay đã biết 14 đồng vị của vàng với khối lượng từ 192 đến 206, nhưng chỉ có vàng 197 là bền vững và ổn định

Trị số của vàng trong thạch quyển rất thấp Theo một số nhà nghiên cứu hàm lượng trung bình của vàng trong vỏ quả đất thay đổi trong khoảng 4.10-7 - 5.10-7 %,

cụ thể:

Theo Ph Clark n.10-7 %

Theo A.E Ferxman 5.10-7 %

Theo A.P Vinogradov 4.3.10-7 %

Vàng được vận chuyển dưới dạng oxyt sulphur Au(S2O3) hoặc clorua AuCl22-

và AuCl4- Dung dịch này rất linh động và dễ dàng bị mang ra khỏi lò magma Trong các mỏ nhiệt dịch vàng được tích đọng cùng một lúc với bulanjerit, tetraedrit (đồng xám)… nhưng sớm hơn jemsonit, cinabar

Trang 30

Bảng 2.1: Hàm lượng vàng trung bình trong các loại đá magma

Loại đá

A.P Vinogradov (1962)

Iu.G Serbakov (1969) R.W Boyle (1979)

Vàng thường tổ hợp chặt chẽ với sắt và các nguyên tố ưa đồng, trong đó Ag,

Cu, Pb, Zn, As, Fe, S được coi là các nguyên tố đồng hành bất biến của vàng ở tất

cả các mỏ khác nhau trên thế giới Trong một số mỏ còn thấy vàng đi cùng với các nguyên tố Sn, W, Mo, Hg, Bi, Sb, Se, Te… Nguyên tố ưa đá duy nhất luôn luôn xuất hiện cùng với vàng là silic Trong các mỏ vàng nhiệt dịch, silic có hàm lượng rất lớn, dưới dạng thạch anh và các khoáng vật silicat Trong điều kiện ngoại sinh,

do tác dụng của Fe2(SO4)3, FeCl3, H2SO4 ở đới oxy hoá của các mỏ sulphur chứa vàng, vàng được hoà tan và tích đọng trong các mũ sắt (gossan), đới rửa lũa hoặc đới làm giàu sulphur thứ sinh

Vàng có độ bền vững hoá học cao, tỷ trọng lớn (≈ 19000kg/m3) nên có khả năng tạo các mỏ sa khoáng Trong tự nhiên vàng thường gặp ở dạng tự sinh (độ tinh khiết đạt ≥ 75 - 80 %), về mặt hoá học vàng không được thuần khiết và thường chứa

Ag (tới 5 - 15%), Cu (1,5%), Fe (2%), đôi khi cả Bi, Pt, Pd, Sb Trong thương mại thường phổ biến khái niệm vàng bốn số chín và được hiểu là [Au /(Au + Ag)] 1000

= 999,9 Vàng tự sinh thường cộng sinh với khoáng vật pyrit, chalcopyrit và các khoáng vật telurua kim loại

Từ thời Trung cổ loài người đã coi vàng là kim loại quý, là thứ tài sản vô cùng quý giá, là biểu tượng của sự giàu sang và quyền lực, bởi những đặc tính quý hiếm của nó, thường được dùng làm tiền tệ và đồ trang sức Ngày nay vẫn vậy, vàng còn được tích trữ trong ngân khố một số quốc gia như là thứ tài sản trú ẩn an toàn, tránh rủi ro trước những biến động về kinh tế hay địa chính trị, thậm trí có quốc gia

Trang 31

còn dùng vàng để đảm bảo cho đồng tiền của họ Ngoài ra vàng còn là khoáng chất

có nhiều ứng dụng trong công nghiệp như dùng làm vật liệu dẫn điện trong các chi tiết điện tử độ chính xác cao, ngành hàng không, hàng hải và vũ trụ do tính bền vững không bị oxy hoá và độ dẻo, độ dẫn điện cao

2.1.2 Thành phần khoáng vật

a Các khoáng vật vàng: trong tự nhiên, khoáng vật công nghiệp quan trọng

nhất của vàng tồn tại ở 3 dạng chủ yếu:

- Dạng kim loại tự sinh và hợp kim gồm 13 khoáng vật

- Dạng Telurua vàng gồm 10 khoáng vật

- Dạng Selenua vàng gồm 3 khoáng vật

Ngoài ra còn một khoáng vật được ghép vào nhóm sulphur là nagyagit (Bảng 2.2)

b Thành phần hoá học: hiện nay đã phát hiện hơn 40 nguyên tố tạp chất

trong các khoáng vật vàng, dựa vào hàm lượng và tần suất xuất hiện N.V Petrovskaia (1973) chia các nguyên tố tạp chất này thành 5 nhóm (Bảng 2.3)

Trong hơn 40 nguyên tố này thì bạc được quan tâm nghiên cứu nhiều nhất, khi nghiên cứu tỷ lệ bạc trong vàng các nhà địa chất thường dùng tham số (nhãn hiệu vàng tự sinh) Nhãn hiệu của vàng tăng lên khi chuyển tiếp từ mỏ trẻ đến mỏ

cổ, từ các mỏ nhiệt độ thấp đến các mỏ nhiệt độ cao (N.H.Fisher, 1959), từ mỏ nông đến mỏ sâu (N.V.Petrovskaia, 1973)

Các nguyên tố tạp chất khác được nghiên cứu ít hơn nhưng cũng đạt được những thành tựu đáng kể, đúc rút một số quy luật về mối liên quan giữa thành phần tạp chất và điều kiện thành tạo vàng (N.V.Petrovskaia, 1973)

Vàng chứa tạp chất Cu, Pt, Pd, Cr, Co là dấu hiệu chứng minh mối liên quan

về nguồn gốc của mỏ vàng với hoạt động magma basalt

Vàng chứa tạp chất Bi, Sn thường phổ biến trong các mỏ vàng nhiệt dịch thành tạo ở độ sâu vừa

Vàng chứa tạp chất Sb, Hg, Te, Se, Mn đặc trưng cho các mỏ thành tạo ở đới nông, gần mặt đất

Trang 32

Bảng 2.2: Tên gọi, công thức khoáng vật và mức độ phổ biến các khoáng vật vàng

Trong lịch sử địa chất thành tạo các mỏ vàng của Trái đất chia ra 4 thời đại chính:

- Vào thời đại Arkei (3,5 - 2,5 tỷ năm) hình thành các mỏ vàng lớn trong các đai đá lục (Nam Phi, ấn Độ, Australia)

- Vào thời đại Proterozoi (2,2 - 1,8 tỷ năm) xuất hiện các mỏ biến chất lớn

STT Tên khoáng vật khoáng vật Công thức Mức độ phổ biến Ví dụ

Lan

6 Argentocuproaur

it Au2-9Cu1-2Ag Rất hiếm gặp Norinsk (Nga)

14 Calaverit AuTe2 Không thường xuyên Australia, Mỹ

15 Sylvanit AuAgTe4 Không thường xuyên Australia, Mỹ

16 Cremnerit (Au,Ag)Te2 Không thường xuyên Australia, Mỹ

23 Bogdanovit Au5(Cu,Fe)3P3Te3 Rất hiếm Nga

27 Nagyagit Pb5Au(Te,Sb)4S6-8 Rất hiếm Rumania,Australia

Trang 33

Bảng 2.3: Các nguyên tố tạp chất trong khoáng vật chứa vàng

Nhóm Các nguyên tố tạp chất Hàm lượng (%) Tần suất (%)

Rất hiếm gặp và ít được nghiên cứu

2.1.3 Phân loại các kiểu mỏ (thành hệ) quặng vàng trên thế giới và Việt Nam

Có nhiều phương pháp phân loại các mỏ quặng vàng như:

- Phân loại theo nguồn gốc và nhiệt độ thành tạo (Emmons, 1937 và Raguin, 1961)

- Phân loại dựa vào quan hệ giữa quặng với đá vây quanh (L.De Lauray, 1913)

- Phân loại dựa vào hình thái thân quặng và điều kiện thành tạo (V.L.Boyle, 1970)

- Phân loại dựa vào cấu trúc địa chất, bản chất đá vây quanh, tổ hợp khoáng vật và điều kiện nguồn gốc thành tạo mỏ (J.J.Bache, 1980)

- Phân loại theo thành hệ quặng (Sneidulov, 1949; Bubinicov, 1960; Kuznetxov, 1972; Xmirnov, 1986; v.v…)

Trang 34

Trong các phương pháp phân loại trên, phương pháp phân loại mỏ vàng theo thành hệ quặng được đa số các nhà địa chất Liên Xô cũ và Việt Nam áp dụng.

Bảng 2.4: Sử dụng các đặc điểm tiêu hình của vàng tự sinh phục vụ cho mục đích

dự báo quặng hoá vàng

Các mỏ vàng nội sinh công nghiệp được chia ra: các mỏ skarn, các mỏ nhiệt dịch sâu, các mỏ nhiệt dịch phun trào, các mỏ biến chất Trong số đó, các mỏ nhiệt dịch sâu và nhiệt dịch phun trào rất phổ biến, đa dạng và phức tạp; các mỏ skarn,

Đánh giá sản phẩm

quặng

Xác định tính phân đới của quặng hoá

vi tạp chất

Sự có mặt hoặc vắng mặt các dấu hiệu đi cùng của các tổ hợp cộng sinh sản phẩm, các liên tinh của vàng

tự sinh thế hệ khác nhau, thành phần của vàng tự sinh; mức độ

và đặc điểm biến đổi nội sinh của cấu trúc

Toàn bộ tập hợp các đặc điểm tiêu hình của vàng tự sinh

vi tạp chất

Sự có mặt hoặc vắng mặt các liên tinh của vàng các thế hệ khác nhau, vàng trong mẫu trọng sa có thành phần

và cấu trúc bên trong, tính chất và mức độ phổ biến nội sinh của vàng tự sinh

Toàn bộ tập hợp các đặc điểm tiêu hình của vàng lấy

từ sa khoáng theo diện tích chỉ cho các cơ sở đánh giá gần đúng

Trang 35

biến chất hiếm gặp và có đặc điểm quặng hoá khá đơn giản Vì vậy các nhà nghiên cứu phân chia thành hệ quặng chủ yếu trong các mỏ nhiệt dịch sâu và nhiệt dịch phun trào

Trên cơ sở tổng hợp các mỏ vàng trên thế giới và ở Liên Xô cũ, V.I.Xmirnov (1986) đã chia ra các thành hệ quặng đặc trưng trong các mỏ nguồn gốc nhiệt dịch (bảng 2.5) Ở Việt Nam, Nguyễn Văn Đễ (1987) cũng đã khái quát hoá các mỏ và điểm quặng trên toàn lãnh thổ và đưa ra "Bảng phân loại thành hệ quặng vàng nội sinh Việt Nam" (Bảng 2.6)

Bảng 2.5: Thành hệ quặng vàng nội sinh nguồn gốc nhiệt dịch

(V.I Xmirnov, 1986)

Hoàn cảnh địa chất Đặc điểm cơ bản

Liên quan tới các thể xâm nhập có kích thước khác nhau Thành phần quặng tương đối đơn giản Quặng

có cấu tạo ổ, xâm nhiễm, kiến trúc hạt Biến đổi nhiệt dịch vây quanh thuộc phạm

vi hẹp: sericit hoá, berezit hoá, listovenit hoá

Liên quan với các thành tạo phun trào trung tính - acid Thành phần quặng phức tạp Quặng có cấu tạo dải và kiến trúc keo điển hình Biến đổi nhiệt dịch vây quanh ở phạm vi rộng: propylit hoá, argilit hoá, quartzit hoá

Trang 36

Bảng 2.6 Bảng phân loại thành hệ quặng vàng nội sinh ở Việt Nam (Nguyễn Văn Đễ, 1987)

Trang 37

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Miền magma

kiến tạo MZ -

KZ

Vàng - thạch

Py, asp, Vàng tự sinh, Elec Fe, As, Au

Mạch, mạng mạch

Xâm tán, dạng ổ nhỏ

đp Se, đp Ta-Se, (O3-

Granodiorit, granit (K);

granit, granosienit (P)

Nhiệt dịch nhiệt độ thấp

Yên Na, Cam Trọng, Làng Nèo, Trà Năng

Miền hoạt hoá

magma kiến tạo

MZ - KZ

Đứt gãy sâu

Vàng - Thạch anh - sulphur

asp

V-p-Ta,

Py, asp

Gal, Sph, Vàng tự sinh, Cal,

Py, Il, Mag, Cal

Fe, As,

Pb, Zn,

Cu, Au

Mạch, mạng mạch, dạng ổ, thấu kính

Xâm tán dạng ổ, xâm tán dạng mạch

Cuội kết, cát kết, sét kết (T); đp

Se (D);

gneis, đp kết tinh (PR)

2 mica (K2)

Nhiệt dịch nhiệt độ trung bình– thấp

Bồng Miêu, Pắc Lạng, Trà Năng, Na Pái

V-Ant

Ta, Ant,

Py, asp

Vàng tự sinh, Sph, đồng xám,

Bi tự sinh, Bul, Cal

Cu, Pb,

Au, Ag, Zn

Mạch, dạng ổ,đới mạch nhỏ

Mạch, khối, xâm tán,đốm, bó

đp Ta - Se,

đá vôi (S1

-D1)

Silic hoá, Dol hoá,

Se hoá

Nhiệt dịch nhiệt độ trung bình– thấp

Tà Sỏi, Làng Vài, Xuân Mai

Cal

V-Py-Ta,

Py, Cal

Gal, Sph, Pyr, Elec, Vàng tự sinh

Cu, Pb,

Au, Ag, Zn

Mạch,

đp lục(C3-O1)

Se hoá, Pro hoá,

Ta hoá

Granodiorit, granit (P2- T1)

Nhiệt dịch nhiệt độ trung bình-thấp

Đức Phú, Phước Hiệp

Ta, Gal, Sph

Cal, Py, Pyr, vàng tự sinh, asp, Ant

Pb, Zn,

Cu, Ag,

Au, Sb

Mạch, dạng ổ, thấu kính

Xâm tán, dạng ổ nhỏ, toả tia

Cát kết,

đá vôi philit,

đp Se(D2-D1)

Nhiệt dịch nhiệt độ trung bình

Lũng Móng, Phia Đén,

Na Díu, Phước Sơn, Đèo Gió

-Tua

Ta,

Py, Tua

Vàng tự sinh, Gal, Sph, Cal, Hem, Pyr, asp

Fe, B,

Au, Cu, Pb

Mạch nhỏ, thấu

Cát kết, cát bột kết (D1),

đp Se(C-O1)

Ta hoá, Tua hoá,

Py hoá,

Nhiệt dịch nhiệt độ trung bình

Trại Cau, Bai Vàng, Làng Vài

S, Fe,

Ag, Cu,

Vỉa,chuỗi thấu kính,

Khối, xâm tán Bazan (PP2-T1) 2,

Pro hoá, Cab hoá, Bazan (PZ1-2,

P2-T1)

Nhiệt dịch phun trào Bó XinhBa Trại,

Trang 38

Ta-thạch anh; V-vàng, B-bạc; S-sulphur; Py-pyrit; asp-arsenopyrit; Gal-galenit; Sph-sphalerit; Ant-antimonit; Cal-chalcopyrit; Tua-tuamalin; Pyr-pyrotin; Il-ilmenit; Mag-magnetit; Bul-bulangerit; Hem-hematit; Boc-bocnit; arg-argentit; Elec-electrum; Calx-calxeđoan; Cao-caolinit; đp-đá phiến; Se-sericit; Cl-chlorit; Ep-epidot; Ber-berezit; Cab-carbonat; Pro-propylit; Si-silic; Dol-dolomit.

Trang 39

2.2 Một số khái niệm được sử dụng trong luận văn

2.2.1 Kiểu mỏ.

Kiểu mỏ là nhóm mỏ có cùng nguồn gốc, có đặc điểm tương tự về cấu trúc

mỏ, về thành phần đá vây quanh, thành phần khoáng vật, kiến trúc và cấu tạo quặng

2.2.2 Kiểu quặng (kiểu khoáng).

Kiểu quặng là các dạng quặng trong mỏ, được phân chia theo thành phần khoáng vật, đặc điểm kiến trúc và cấu tạo (có tính đến đặc điểm phân bố trong không gian của chúng)

Ngoài ra có thể kết hợp với các dấu hiệu khác như tính chất cơ lý, màu sắc… Một kiểu quặng chỉ được xác lập khi kiểu quặng đó chiếm tối thiểu 1 - 2% khối lượng quặng chung của mỏ và phải có tính ổn định cao về thành phần hoá học và khoáng vật, về tỷ trọng và khối trọng

2.2.3 Tổ hợp cộng sinh khoáng vật (THCSKV)

Nghiên cứu Tổ hợp cộng sinh khoáng vật (THCSKV) và thứ tự thành tạo của

chúng là một trong những vấn đề quan trọng của nghiên cứu quặng hoá Việc nghiên cứu quặng hoá bắt đầu bằng việc phân chia và nghiên cứu THCSKV THCSKV hay cộng sinh khoáng vật là thuật ngữ do Breithaupt (1948) đặt ra để chỉ một nhóm khoáng vật đi kèm nhau trong một quá trình địa chất nhất định

Theo A.G.Betekhtin (1949), THCSKV là một nhóm khoáng vật có tuổi xác định, sinh thành trong một giai đoạn tạo khoáng, do kết tinh từ một dung dịch, hoặc

do phản ứng hoá học giữa dung dịch với khối thể khoáng vật sinh sớm hơn trong quá trình trao đổi thay thế, hoặc do biến chất khi những nhân tố bên ngoài của hệ thống cân bằng hoá lý bị thay đổi

M.V.Petrovskaia đã phát triển khái niệm về THCSKV như là sự phản ánh các nấc thang cân bằng trong giới hạn của một giai đoạn tạo khoáng và cho rằng THCSKV là đơn vị cơ sở trong hệ thống phân loại khoáng hoá và trong nghiên cứu

phân chia các giai đoạn tạo khoáng Các dấu hiệu và chỉ tiêu dùng để phân chia

THCSKV là:

Trang 40

- Tồn tại các mối quan hệ xuyên cắt.

- Sự thay đổi có quy luật của thành phần khoáng vật

- Sự tách biệt rõ ràng về mặt không gian của các tập hợp khoáng vật liên quan với sự phân bố của chúng ở các khe nứt kiến tạo khác nhau hay các phần khác nhau của thân quặng

- Các hiện tượng thay thế, gặm mòn, dăm hoá

- Các dấu hiệu biến dạng, dập vỡ, tái gắn kết

- Các dấu hiệu tái kết tinh, tái lắng đọng, tái kết hợp

2.2.5 Thời kỳ tạo khoáng

Là khoảng thời gian nằm trong một pha tạo quặng diễn ra sự thành tạo các

mỏ của một thành hệ (hay của một kiểu nguồn gốc) hoặc của một vài thành hệ quặng có quan hệ với nhau về nguồn gốc

Thời kỳ tạo khoáng ứng với một giai đoạn xuyên lên của magma Tất cả các thời kỳ khoáng hoá trong một pha tạo quặng đều liên quan với cùng một nguồn magma, nhưng chúng cách biệt nhau một khoảng thời gian đáng kể Mỗi thời kỳ có thể gồm nhiều giai đoạn tạo khoáng

Thời kỳ tạo khoáng dùng để chỉ khoảng thời gian tạo quặng khá dài, thuộc vào một kiểu nguồn gốc nhất định (magma, pegmatit, skarn, nhiệt dịch ) và được khống chế bởi các điều kiện địa chất nhất định

2.2.6 Giai đoạn tạo khoáng

Giai đoạn tạo khoáng là một khoảng thời gian nằm trong phạm vi của một thời kỳ tạo khoáng, trong đó xảy ra sự tích tụ khoáng vật tạo quặng có thành phần nhất định, trong những điều kiện hoá lý và điều kiện địa chất tương đối ổn định

Định dạng
Số trang	111
Dung lượng	30,53 MB