Công nghệ tìm kiếm quặng sắt ẩn của Mirex

Công nghệ tìm kiếm quặng sắt ẩn MIREX Tác giả: Phạm Khánh Hội I Lịch sử nghiên cứu: - Năm 1966 – 1967: Đo vẽ địa vật lý vùng mỏ Trại Cau – Bồ Cu - Năm 1967 – 1968: Đo vẽ địa vật lý vùng mỏ sắt Ba Hòn – Làng Lếch - Từ năm 1973 – 1983: Đo vẽ địa vật lý Phú Nhuôn Pha Lếch (Lào) Thử nghiệm xây dựng công nghệ địa vật lý tìm kiếm - Năm 1985: Khảo sát chi tiết vùng mỏ sắt Pha Lếch, viết công nghệ tìm kiếm quặng sắt ẩn với ba tiêu chí: a Nhanh chóng tồn thân quặng sau phép đo vật lý (phép đo quy ước) b Ổn định phương pháp thiết bị đo; vùng đo tiếp địa c Loại trừ đối tượng quặng sắt có hàm lượng thấp thường gọi quặng nghèo có hàm lượng C ≤ 20 % - Năm 2006: Tham gia hoạt động công nghệ Pháp Singapore, sau đợt đề xuất công ty Mirex mua máy SYSCAL – R2 phù hợp với việc tìm kiếm quặng sắt ẩn - Từ 2007 đến nay: Thử nghiệm áp dụng công nghệ địa vật lý tìm kiếm quặng sắt vùng: Bản Luộc, Bản Nùng I, Bản Nùng II, Phu Mon, Phu Thinh, Bó Nình, Bản Chang, Nam Mỏ Sắt, Pắc Thảy, Minh Thanh, Khuổi Tông, Ngườm Cháng… II Phương pháp áp dụng Đo từ ∆T: Đây phương pháp sử dụng phổ biến để tìm kiếm quặng sắt, quặng magnetit Bức tranh trường từ cung cấp thông tin trường quặng, đứt gãy dẫn quặng đới biến đổi,… Đo điện trường thiên nhiên theo phương pháp ∆V Phương pháp tiến hành tuyến đo với phương pháp từ Phương pháp có vai trò quan trọng việc phát loại hình quặng sắt đặc biệt với Limolit, Hêmatit,Gơtit, Specularit,… Phương pháp đo sâu phân cực kích thích với thiết bị Wenner đan dày(VES - IP) Phương pháp tiến hành vùng có dị thường từ ∆T dị thường điện thiên nhiên ∆V III Máy móc thiết bị Từ kế proton GSM – 19T: - Năm sản xuất: 2007 - Nơi sản xuất: Canada - Tiêu chuẩn quốc tế Máy đo điện trường thiên nhiên TD 2000 - Năm sản xuất: 2007 - Nơi sản xuất: Việt Nam - Tiêu chuẩn ngành Máy đo phân cực kích thích SYSCAL – R2 - Năm sản xuất: 2006 - Nơi sản xuất: Pháp - Tiêu chuẩn quốc tế IV Trình tự thu thập tài liệu Thu thập tài liệu địa chất Đây công việc quan trọng hàng đầu việc tìm kiếm quặng sắt Từ tài liệu địa chất đồ địa chất, đặc biệt nguồn tài liệu thực tế nhà địa chất phác hoạ tranh trường quặng, loại hình quặng, vị trí không gian thân quặng giúp ích cho việc chọn lựa phương pháp địa vật lý thích hợp để việc tìm kiếm có lợi 2 Đo vẽ theo lộ trình địa chất: chủ yếu dùng phương pháp từ Xuất phát từ điểm KT gần nơi đóng quân thời gian khép nhỏ 2h30` Cần tránh sai số biến đổi trường ngày đêm gây Bước khảo sát – 10 m Trong vùng có số điểm KT, điểm cần liên kết lại với Đo vẽ theo mạng lưới định sẵn: Mạng lưới nhà địa chất đảm nhiệm Dựa mạng lưới tiến hành phương pháp sau: a Đo từ ∆T, d=5m Dựa vào giá trị quan sát, toạ độ địa lý vùng quan sát tài liệu trường từ tỷ lệ 1/200.000 để sơ xây dựng vật thể gây từ, đặc biệt ý hướng Hình 1: Đồ thị dị thường từ T12 BN phát triển thân quặng xuống sâu b Đo điện trường tự nhiên phương pháp d=5m Trong nhiều trường hợp, có điều kiện thuận lợi đưa thêm phương pháp điện trường thiên nhiên vào Tuyến đo trùng với tuyến đo từ, đặc biệt vùng nghiên cứu có trường từ thấp không rõ ràng việc sử dụng phương pháp điện trường thiên nhiên cần thiết Trường điện trường thiên nhiên phân tích định tính sử dụng phương pháp gradient, đo gradient toả tia để xác định phương kéo dài thân quặng, ∆V(mV) Hình 2: Đồ thị điện trường thiên nhiên T5 – BNII +50 +25 10 15 15 25 30 -25 m -50 +5 LK7 -5 H Đá vôi Quặng magnetit c Phương pháp phân cực kích thích c1 Đo sâu phân cực kích thích thiết bị Wenner đan dày Thiết bị đo sâu phân cực kích thích dùng theo bảng Bảng AB/2(m) MN/2(m) 12 150 50 Trong trường hợp không thuận lợi dùng AB/2 từ 6m trở Để nghiên cứu xuống sâu mở rộng AB/2 lớn 150m c2 Xây dựng tranh ảnh điện Để có tranh ảnh điện điện trở suất biểu kiến độ phân cực biểu kiến thường áp dụng phương pháp mặt cắt lưỡng cực dịch chuyển Tăng chiều sâu nghiên cứu cách mở rộng OO’ ( tâm hai cực phát hai cực thu ) Trong trường hợp địa hình phân cắt sử dụng phương pháp mặt cắt đối xứng AMNB Chiều sâu nghiên cứu phát triển theo việc mở rộng AB MN Hình 3a: Mặt cắt T5 khu S3 (R) KT 0 0 0 0 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 200 0 0 -1 5 0 -2 0 0 0 -3 0 0 -4 0 -5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Hình 3b: Mặt cắt T5 Khu S3 (IP) KT 110 100 80 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 60 -1 55 -2 50 -3 45 -4 40 -5 35 30 25 20 15 c3 Xây dựng tranh ảnh điện điểm đo sâu VESIP Đây cách liên kết điểm đo sâu đối xứng theo tuyến cố định Khoảng cách điểm 20m M a t c a t tu y e n T K h u o i T o n g ( T h e o ta i lie u d o s a u ) ( Ro ) C C C C C C C C C C C C C -6 -1 -1 -2 -3 -3 -4 -4 -5 -6 -6 -7 -7 -8 -9 -9 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 4 -1 Hình 4a: Mặt cắt R0 T5 KT M a t c a t tu y e n T K h u o i T o n g ( T h e o ta i lie u d o s a u ) ( M ) C C C C C C C C C C C C C -6 -1 -1 -2 -3 -3 -4 -4 -5 -6 -6 -7 -7 -8 -9 -9 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 4 -1 Hình 4b: Mặt cắt IP T5 KT V Phân tích định tính Tài liệu từ điện trường thiên nhiên Những vùng khoáng hoá vừa tồn dị thường từ điện trường thiên nhiên âm có từ ∆T, có ∆T điện trường thiên nhiên âm dấu hiệu cần thiết cho việc tìm kiếm thân quặng ẩn sâu lớp phủ nằm xen kẹp đá gốc Mọi phương pháp phân tích chi tiết dị thường xem định tính chưa thể đưa hình dạng không gian vật thể cách tin cậy chất quặng vật thể Tài liệu đo sâu phân cực kích thích a Xác định ranh giới vật thể ma trận chéo Trong việc ĐSPCKT thiết bị AB/2 cách trung bình 6m Do việc dịch chuyển theo chiều sâu đặn cách theo dõi thay đổi chất vật thể dễ dàng Mặt khác, với vị trí đo có M1,M2,M3,M4 tương ứng với trễ ta có ma trận hàng cột đây: M1 M2 M3 M4 AB/2=6 x x x x AB/2=12 x x x x AB/2=18 x x x x AB/2=24 x x x x Những phép biến đổi ma trận chéo có dạng M1 x - M2 M3 M4 12 x 18 x 24 x Đường chéo phản ánh biến đổi ranh giới vật thể so với môi trường Ma trận có tính chồm gối kế thừa 12 M1 x M2 x M3 x M4 x 10 18 24 30 12 18 24 x x x x x x x x x x x x M1 * M2 M3 M4 * 0 * 30 * Các ma trận xây dựng chéo hoá hết giá trị quan sát Từ giá trị chéo hoá thu đường cong phân chia vật thể so với môi trường xung quanh Hình vẽ 100 (%) M1 10 M2 M3 M4 10 100 1000 AB/2 (m) Hình 5a: Đo sâu 17T9 BL 11 100 10 10 100 1000 AB/2(m) Hình 5b: Đo sâu 17T9 BL – Đường chéo hoá Từ kết hình vẽ cho thấy rõ ràng có hai vật thể gây phân cực Một vật thể nằm nông vật thể nằm sâu b Xác định phổ lượng trọng số ma trận Từ kết quan sát lại xây dựng tiếp ma trận hàng cột Từ ma trận tính trọng số kiểu toả tia M1 M2 x x 12 x x 18 x x 24 x x Sau tính trọng số M1 12 18 M2 M3 x x x x M4 x x x x M3 M4 * 12 24 *: trọng số rơi vào tâm ma trận Như ma trận số liệu phản ánh phổ lượng tập trung Tiếp tục xây dựng ma trận có tính kế thừa chờm gối theo hàng 12 – 18 – 24 30 hết đường cong quan sát Đường cong phổ lượng thể hình Phổ (%) 100 10 10 100 1000 AB/2 (m) Hình 6: Đo sâu BL 17 T9 – Phổ lượng Dựa vào qui luật hình Lenitscate de Bernoullie phổ lượng phản ánh hàm lượng quặng có qui luật khác Phần cho thấy hàm lượng quặng có xu giảm xuống sâu Phần cho thấy xu quặng có chiều hướng tăng xuống sâu c Mặt cắt ảnh điện Phần giới thiệu chi tiết B Phân tích định lượng tài kiệu ĐSPCKT chương trình VESIP 3.5 13 Chế độ chạy tự động: Tất đường cong R 0, M1,M2,M3,M4 chạy chế độ Công việc cần thiết nhanh chóng chọn đường cong R0 hai đường cong phân cực có lớp địa điện gần trùng khớp ranh giới địa điện để chuyển sang chế độ phân tích souplesse (mềm mại) Đường cong Sp (độ phân cực tự nhiên) có chế độ phân tích riêng nhằm phục vụ cho việc xác định tham số thạch vật lý Tham số trội phân biệt đá gốc trầm tích bở rời, đá gốc phong hoá đá gốc ổn định Chế độ souplesse: với chế độ ba đường cong có ranh giới lớp địa địa điện (thậm chí lớp) gần trùng khớp chỉnh mềm mại nhằm chọn lớp trùng khớp mặt ranh giới địa điện Hình vẽ: 10 100 Đá vôi 10 Quặng sắt Đá vôi 100 η1 η2 R0 1000 14 10.000 Hình tính 7:Môvà hình phân tích định lượng VớiAB/2 cách(m) phân tích định định lượng có lớp địa điện có ĐS1 – Phou Mi trùng chặp đường cong R0, η1 η2 R0= 110 Ohm H1= m H2=55m H= H2 – H1 = 47m η1= % η2= % A= η2 - η1 = 5% A*= A/ρ = 5/110 D: độ dính kết (%) C: Hàm lượng quặng (%) H3: Hoạt hoá kim loại với quặng sắt (mT) Các đại lượng D,C, H3 tính toán theo công thức sau:(*) Độ dính kết D (%) Ln (D + 1.75)= 17.95 - 4.5R – 25.1A – 0.024A* + 1.58A*2 + 0.68 LnR + 35.3 Ln(A + 1.47) + 0.65 Ln(A* + 1.58 + 3.8L) (1) Hàm lượng quặng C (%) Ln (C + 0.45)= 9.55 Ln(S+ + 1.75) + Ln(3.5A* + V + 0.6D/2) (2) Hoạt hoá kim loại H3 15 Ln(H3 + 95.7)= Ln(M/R0 + 8.56D/2) – Zf Ln(A* + 1.76) (3) Với loại hình quặng Sulfua, H5 tính theo công thức sau: Ln(H5 + 107.9) = Ln(M/R0 + 8.56D/3) – Zf(A* + 1.76) + S+Ln(A*+1.76 ) (4) Xây dựng cột lỗ khoan theo tài liệu địa vật lý Đây bước quan trọng việc tìm kiếm quặng phương pháp địa vật lý Sau bước ta chuyển tất thông số cho nhà địa chất sử dụng Việc liên kết theo tuyến, theo thân quặng theo cấu trúc trường quặng nhà địa chất định Bảng 2: Giá trị tham số đá quặng sắt CÁC THAM SỐ CHỦ YẾU D(%) ≥ 70 ≥ 70 40 – 60 ≥ 72 40 – 55 30 – 45 15 – 30 60 – 70 55 – 60 45 – 55 C(%) 30 – 90 30 – 90 30 – 90 H3(mT) Đối tượng Đá vôi rắn Gabro rắn Gabro phong hoá Granit rắn Trầm tích lục nguyên Đất sét Đất sét ẩm, đất phủ 90 – 150 Magnetit dạng gốc 90 – 120 Magnetit dạng eluvi - deluvi 80 – 110 Hematit, limolit, gơtit (*) Ghi chú: Việc tính tham số D,C, H3 từ phương trình toán lý Phạm Khánh Huy thực Cột lỗ khoan theo tài liệu địa vật lý: Kết luận Công nghệ tìm kiếm quặng sắt ẩn Mirex vượt qua phương pháp mà công nghệ Công nghệ có khả giải vấn đề sau: Sau đo sâu phân cực kích thích có câu trả lời “có” “không” có quặng Nếu “có” đưa vị trí không gian thân 16 quặng gồm tham số độ kết dính D, hàm lượng quặng C hoạt hoá kim loại H3 Công nghệ tiến hành với quy mô công nghiệp vùng rộng nhằm xác định vị trí không gian thân quặng Nhà đầu tư dựa sơ đồ khoan kiểm tra số vị trí thuê công ty Mirex Công nghệ sẵn sàng đo vị trí mà nhà đầu tư cần nghiên cứu để đưa câu trả lời “có” “không” nêu sau phép đo vật lý Hình 8: Cột lỗ khoan địa tầng ĐS1 Phou Pha Lếch Chiều sâu (m) Địa tầng Mô tả Đá vôi D = 72,5 % nằm lớp phủ mỏng Magnetit rắn D = 67,5 % C = 57 % H3 = 121 mP Hàm lượng quặng có xu tăng theo chiều sâu 5 Đá vôi ổn định D = 74 % 17 ... lý: Kết luận Công nghệ tìm kiếm quặng sắt ẩn Mirex vượt qua phương pháp mà công nghệ Công nghệ có khả giải vấn đề sau: Sau đo sâu phân cực kích thích có câu trả lời “có” “không” có quặng Nếu “có”... 2006 - Nơi sản xuất: Pháp - Tiêu chuẩn quốc tế IV Trình tự thu thập tài liệu Thu thập tài liệu địa chất Đây công việc quan trọng hàng đầu việc tìm kiếm quặng sắt Từ tài liệu địa chất đồ địa chất,... không gian thân 16 quặng gồm tham số độ kết dính D, hàm lượng quặng C hoạt hoá kim loại H3 Công nghệ tiến hành với quy mô công nghiệp vùng rộng nhằm xác định vị trí không gian thân quặng Nhà đầu tư