Đặc điểm quặng hoá liti vùng đức phổ sa huỳnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT DƯƠNG NGỌC TÌNH ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HỐ LITI VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT DƯƠNG NGỌC TÌNH ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HỐ LITI VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH Ngành: Kỹ thuật địa chất Mã số: 9520501 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Quang Luật TS Đỗ Văn Nhuận Hà Nội - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu luận án trung thực kết trình bày luận án chưa cơng bố cơng trình Hà Nội, ngày 22 tháng 01 năm 2019 Tác giả Dương Ngọc Tình DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT KH&CN Khoa học công nghệ NCS Nghiên cứu sinh THKV Tổ hợp khoáng vật THCSKV Tổ hợp cộng sinh khoáng vật THTKT Tổ hợp thạch kiến tạo Tr.n Triệu năm LCT Liti cezi tantan NYF Niobi cezi fluor v MỤC LỤC Trang - Trang phụ bìa - Lời cam đoan - Mục lục - Danh mục bảng - Danh mục hình ảnh, đồ thị MỞ ĐẦU CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG ĐỨC PHỔ SA HUỲNH 1.1 Vị trí vùng nghiên cứu bình đồ cấu trúc khu vực 1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất khoáng sản Li 1.3 Cấu trúc địa chất vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh 10 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 Đặc điểm địa hóa, khống vật học liti (Li) 34 2.2 Công dụng liti 38 2.3 Các kiểu mỏ liti 39 2.4 Các thuật ngữ sử dụng 53 2.5 Các phương pháp nghiên cứu 57 60 CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT QUẶNG HÓA LITI VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH 3.1 Đặc điểm phân bố thân quặng 60 3.2 Đặc điểm địa chất, hình thái cấu trúc thân quặng 64 3.3 Đặc điểm biến đổi đá vây quanh 72 CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT QUẶNG HOÁ LITI VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH 77 4.1 Đặc điểm thành phần khoáng vật 77 4.2 Đặc điểm thành phần hoá học 92 4.3 Điều kiện hóa-lý thành tạo quặng liti 96 vi 4.4 Q trình tạo khoáng 4.5 Tuổi khoáng hoá liti granitoid phức hệ Sa Huỳnh 4.6 Xác lập kiểu mỏ kiểu quặng Li vùng Đức Phổ Sa Huỳnh 4.8 Dự báo triển vọng khoáng sản CHƯƠNG CÁC YẾU TỐ KHỐNG CHẾ QUẶNG VÀ TIỀN ĐỀ, DẤU HI Ệ U 111 122 K 126 ẾT D 127 A T 129 ÀI P 133 H 98 102 106 108 111 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng32.1 Các khoáng vật chứa liti B ản B ản B ản B ản B ản B ản B ản B ản B ản B ản B ản B ản B ản B ản B ản B ả nB 1 ản gB ản gB ản g B ản g 1 viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn h H ì n H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn 5 8 9 2 5 6 3 6 7 7 H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn H ìn h H ìn H ìn H ìn H ìn 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 1 10 m ẫu H ìn h H ìn H ì n H ìn h H ì n H ì n H ì n H ì n 1 1 1 1 2 125 Các đới đá biến đổi: Các đá biến đổi albit hoá, microlin hố chúng thường phân bố phần vòm khối xâm nhập granitoit, rìa mạch pegmatit mạch nhiệt dịch Turmalin hoá: holmquistit amphibol chứa liti hình thành vành phân tán lên đến 20m ngồi pegmatit Các vành phân tán trọng sa: Tổ hợp vành phân tán trọng sa khoáng vật casiterit, tantalit, elbait, spesartin, monazit Các vành phân tán địa hóa thứ sinh: Tổ hợp vành phân tán nguyên tố As Be, Sn tạo thành quầng cách xa 10-20km; Nb-Ta 1-5km; Li, Rb, Cs có xu hướng động cao phát trầm tích dòng giàu sét (Li, Rb, Cs hấp thụ đó) 126 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Tổng hợp kết nghiên cứu luận án, NCS rút kết luận sau: Trên sở làm sáng tỏ điều kiện địa chất, hoá - lý thành tạo quặng mối quan hệ mối với thành tạo magma, biến chất xếp quặng ho Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh vào kiểu mỏ nguồn gốc công nghiệp pegmatit granit kiểu Na -Li, phụ kiểu Pegmatit lepidolit: khống vật liti lepidolit, khống vật có ích kèm casiterit, columbit, tantalit,… Trong có kiểu quặng Li, qu ặng Li – Sn quặng Sn Quặng hoá Li vùng nghiên cứu được thành tạo trình biến chất trao đổi thân pegmatit, bị biến chất trao đổi greisen hoá kèm theo khoáng hoá thiếc chồng lên Quặng hoá Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh kh ống chế yếu tố địa chất sau: Yếu tố magma: magma xâm nhập phức hệ Sa Huỳnh; Yếu tố cấu trúc kiến tạo: hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam cấu trúc sinh kèm vừa đường dẫn vừa nơi chứa định vị thân quặng vùng ; Yếu tố thạch học - địa tầng: đá biến chất phức hệ Kan Nack Vùng nghiên cứu trải qua nhiều giai đoạn hoạt động magma, kiến tạo, sinh khoáng nên thành tạo địa chất bị biến chất trao đổi mạnh mẽ, phức tạp nhiều giai đoạn chồng lên cấu trúc khố ng chế quặng Kết nghiên cứu cho thấy trình biến chất trao đổi tạo quặng Li xảy giai đoạn: biến chất trao đổi K (microclin hóa) tiếp sau biến chất trao đổi Na (a lbit hoá) sau biến chất trao đổi Li (lepidolit hố) Ngồi có q trình biến đổi greisen hóa có quặng Sn liên quan Các kết phân tích tuổi đồng vị cho thấy quặng liti đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh có tuổi thành tạo vào Permi muộn đến Trias sớm (P3-T1) Tuổi đồng vị granit phức hệ Sa Huỳnh theo kết phân tích đồng vị U/Pb zircon 127 cho giá trị tuổi 259,4±7,9 triệu năm (mẫu SH3) 251,6±3 triệu năm (mẫu SH4) tương ứng với Permi muộn đến Trias sớm (P3-T1) Tuổi khoáng hoá kim loại liti vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh phân tích phương pháp Rb/Sr đá tổng cho kết tuổi đồng vị 264±3,6 triệu năm 87 86 Tỉ số đồng vị Sr/ Sr nhóm quặng liti cao (0,8025) so với vật chất có nguồn gốc manti khoảng 0,703 đến 0,707, chứng tỏ chúng có nguồn gốc tái nóng chảy vỏ (S- type granit) 18 Kết phân tích đồng vị bền δ O & δD cho thấy dung dịch tạo khống có nguồn gốc magma ngun sinh bị hỗn nhiễm hoạt động kiến tạo, hoạt động biến chất trao đổi, nhiệt dịch xảy mạnh mẽ vùng nghiên cứu Các tiền đề tìm kiếm quặng liti: magma xâm nhập granit kiểu S; cấu trúc địa chất vị trí vòm magma; đá biến chất cổ Các dấu hiệu tìm kiếm: trường pegmatit; đới đá biến đổi albit hoá, microclin hoá; vành phân tán trọng sa casiterit, tantalit, elbait ; vành phân tán địa hoá Be, Sn, Nb -Ta, Rb, Cs, Li Kiến nghị Kiểu mỏ pegmatit granit kiểu Na-Li vùng nghiên cứu kiểu mỏ có giá trị khơng có Li mà nhiều khống sản kim loại chiến lược q khác Trong đới Kon Tum nói riêng Việt Nam nói chung, nhiều vùng có tiền đề dấu hiệu liên quan đến kiểu mỏ nguồn gốc công nghiệp cần điều tra đánh giá, vùng có cấu trúc địa chất thuận lợi cho tạo quặng cần đầu tư tìm kiếm đá nh giá, số khu vực như: khu vực Lục Yên, Yên Bái; Pia Oắc, Cao Bằng; đới Phu Hoạt, Nghệ An; vùng Ba Tơ, Kan Nack, Nam Chư Sing thuộc đới Kon Tum 128 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG B Ố CỦA TÁC GIẢ A Bài báo Dương Ngọc Tình, Nguyễn Mạnh Hải, Nguyễn Hướng, Trần Hồng Vũ, Nguyễn Thị Mơ (2015) Đặc điểm quặng hóa kim loại Liti vùng La Vi, Quảng Ngãi Tạp chí Địa chất loạt A, số 349, 1-2/2015, tr 61-69 Trần Hoàng Vũ, Trần Mỹ Dũng, Dương Ng ọc Tình (2015) Tuổi đồng vị U-Pb zircon granit khối Ngọc Tụ huyện Đăk Tô, tỉnh Kon Tum Địa chất Tài nguyên Việt Nam Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị khoa học toàn quốc kỷ niệm 70 năm phát triển, NXB Khoa học tự nhiên Công nghệ 2015, tr 246-252 Duong Ngoc Tinh, Đo Van Nhuan (2016) The metasomatism related to lithium mineralization in Duc Pho - Sa Huynh area Session: Geology and Georesources (GAG), Proceeding of the ESASGD 2016, Ha Noi, page 19-25 Dương Ngọc Tình, Nguyễn Quang Luật, Đỗ Văn Nhuận (2018) Các yếu tố khống chế quặng liti khu vực La Vi vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh Hội nghị toàn quốc Khoa học trái đất tài nguyên với phát triển bền vững (ERSD 2018) B Cơng trình khoa học I Chủ nhiệm đề án cấp Chính phủ Điều tra đánh giá tổng thể tiềm tài nguyên quặng bauxit, quặng sắt laterit miền Nam Việt Nam, năm 2017 Chủ nhiệm: Dương Ngọc Tình II Chủ nhiệm đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ Đề tài “Nghiên cứu quy luật phân bố quặng hóa kim loại Liti đới Kon Tum, định hướng cho công tác điều tra, phát quặng kim loại hiếm”, năm 2017 Chủ nhiệm: Dương Ngọc Tình III Tham gia đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ Đề tài “Dự báo triển vọng quặng Sn-W ẩn sâu vùng Lâm Đồng - Khánh Hoà sở nghiên cứu đặc điểm cấu trúc số trường quặng đư ợc đánh giá, thăm dò, khai thác”, năm 201 Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Mạnh Hải, Thành viên chính: Dương Ngọc Tình nnk 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Bùi Minh Tâm chủ biên, (2010); Hoạt động magma Việt Nam; Nxb Bản đồ Đỗ Đình Tốt, Bùi Minh Tâm, Lê Thanh Mẽ (2006); Thạch luận đá magma; Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Dương Văn Cầu chủ biên, (2004); Địa chất khống sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Ba Tơ; Bđ.280 Ginzobua A (1961); Về vài quy luật phân bố trường pecmatit kim loại Đinh Văn Sửu dịch; Tạp chí địa chất số PT tập 9/1974, trang 55-59 Ginzbua A., Opchinikop L., Xolodep M (1971), “Các kiểu nguồn gốc mỏ tantan ý nghĩa cơng nghiệp chúng”, Tạp chí địa chất số PT tập IV, 1971, tr 4650 Mai Kim Vinh nnk (2005), “Đặc điểm chun hóa sinh khống granitoid phức hệ Sa Huỳnh: Một dẫn liệu tiềm sinh khoáng thiếc kim loại thành tạo granitoid tuổi Trias Nam Việt Nam” , Tuyển tập báo cáo HNKH 60 năm ĐCVN, tr 878-886, Cục ĐCKS VN, Hà Nội Nguyễn Văn Chữ (1998) Địa chất khống sản, NXB Giao thơng vận tải I.G Mangakian, Nguyễn Văn Chữ lược dịch (1972), Khoáng sàng kim loại Nguyễn Quang Luật (2017), Bài giảng Sinh khoáng học, Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội 10 Nguyễn Quang Luật (2017), Bài giảng Kiến trúc trường quặng mỏ khoáng nội sinh, Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội 11 Nguyễn Văn Phổ (2002), Địa hóa học, Nxb KH&KT Hà Nội 12 Nguyễn Văn Trang chủ biên (1986); Địa chất khoáng sản tỷ lệ 1:200 000 loạt tờ Thừa Thiên Huế - Quảng Ngãi; Bđ.169 13 Nguyễn Tường Tri chủ biên (1995); Nghiên cứu lập đồ sinh khoáng dự báo khoáng sản Địa khối Kon Tum tỷ lệ 1:200.000 chi tiết hóa số vùng có triển vọng; Lưu trữ địa chất mã số Sk.7 14 Phạm Văn Thông chủ biên, (2009); Báo cáo Đánh giá triển vọng quặng thiếc kim loại (Ta, Li, Be) vùng La Vi, tỉnh Quảng Ngãi; Tc.85 130 15 Phạm Văn Thông, Nguyễn Hướng, Nguyễn Mạnh Hải (2009), “Tiềm quặng lithi vùng La vi tỉnh Quảng Ngãi phát Việt Nam”, Tạp chí địa chất loạt A số 316, 1-2/2010 tr 7-15 16 Phạm Văn Thông nnk (2010), “Cấu trúc địa chất đới quặng kim loại vùng La Vi nhận định bước đầu tiềm kim loại đới Kon Tum” Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học 65 năm ngành địa chất Việt Nam Tạp chí địa chất loạt A số 320, 9-10/2010, tr 414-422 17 Trần Văn Trị, Vũ Khúc đ ồng chủ biên, (2009); Địa chất tài nguyên Việt Nam; Nxb KHTN&CN 18 Những đòi h ỏi cơng nghiệp chất lượng nguyên liệu khoáng Liti, Phụ trương tập san “địa chất” năm 1981 19 Những yêu cầu nội dung kết cơng tác thăm dò đ ịa chất theo giai đoạn bước, “Kim loại hiếm”, tr 357-387, Nhà xuất Neđra, Maxcơva, 1967 NƯỚC NGOÀI 20 Baldwin J.R et al (2000) Exotic aluminium phosphates, natromontebrasite, brazilianite, gorceixite and crandallite fromrare-element pegmatites in Namibia Mineralogical Magazine UK, December 2000, Vol.64 (6), pp 1147–1164 21 Cerny P., Rieder M., Povondra P (1970) Three polytypes of lepidolite from Czechoslovakia Lithos 3, 319-325 22 Cerny P et al (1995) Geochemical and structural evolution of mica in the Rozna and Dobra Voda pegmatites, Czech Republic Mineralogy and Petrology (1995)55, pp 177-201 ©Springer-verlag 1995, Printed in Austria 23 Cerny P (2005) The classification of granitic pegmatites revitsited The Canadian Mineralogist, Vol 43, pp 2005-2026 24 Dinh Thi Thu Hien and others (2017) Lithium-rich albite-topaz-lepidolite granite from Central Vietnam: a mineralogical and geochemical characterization Eur J Mineral 2017, pp 35–52 25 Donald E Garrett, (2004); Handbook of Chloride; Academic Press Lithium and natural Calsium 131 26 Dwight Bradley and Andrew McCauley (2013); A Preliminary Deposit Model for Lithium-Cesium-Tantali (LCT) Pegmatit; U.S Geological Survey 27 Franco Pirajno (2009) Hydrothermal Processes and Mineral Systems Springer Geological Survey of Western Australia 28 F Anstett, Ulrich H Krauss, joyce A.Ober, and Helmut W Schmidt (1990); International Strategic Minerals Inventory, Summary Report – Lithium; U.S Geological Survey Circular 930-1 29 Hugh R Rollinson, (1993); Using geochemichal data: evaluation, presentation, interpretation; ©Longman 30 Lithium in Afghanistan; ©Afghanistan Geological Survey 31 Lithium Australia indentifies additional lithium sources at Ravensthorpe, western Australia; Lithium-au.com ‘ 32 O Connor P J., Gallagher V., Kennan P S (1991) Genesis of lithium pegmatites from the Leinster Granite Margin, southeast Ireland: geochemical constraints Geological Journal, Vol 26, pp 295-305 33 Ovon Knorring and E Condliffe (1987) Mineralized pegmatites in Africa Geological Journal, Vol 22, Thematic Issue, pp 253-270 34 Pecora W T Et al (1950) Mica deposits in Minas Gerais Brazil U.S Government printing office, Washington 35 Phillip Blevin, Metalogeny of Granitic Rocks; © Geoscience Australia 36 Pioneer Resources Limited (2016) Lithium mineralisation identified in pegmatites at Pioneer Dome Project Australia 37 Robert L Linnen, Marieke Van Lichtervelde, and Petr Ĉerný, 2012, Granitic Pegmatit as Sources of Strategic Metals 38 Stewart D B (1978) Petrogenesis of lithium-rich pegmatites American Mineralogist, Volume 6j, pp 970-980 39 Timo Ahtola & Hanna Leväniemi (2014) Prospectivity modelling of the lithium pegmatites in the Somero-Tammela RE pegmatite region Geological Survey of Finland, Report of Investigation 207, 2014 132 40 William B Simmons, 2005, A look at pegmatite classifications Crystallization Processes in Granitic Pegmatites 41 Vladimirov A G et al (2012) Lithium Deposits of Spodumene Pegmatites in Siberia Chemistry for Sustainable Development 20 (2012), Russia, pp - 20 42 British Geological Survey (2011) Niobium-Tantalum www.MineralUK.com 43 Ж.В Семинский, (2009) Геология полезных ископаемых Учебное пособие.- Иркутск.: ИрГTY 106 с 44 Е.В Плющев, В.В Шатов, С.В Кашин, (2012) Металлогения гидротермально-метасоматических образований Издательство ВСЕГЕИ, Санкт-Петербург.560 c 45 П.М Татаринов и А.Е Карякин, (1975), KYPC Месторождений твердых полезных ископаемых Издательство “Недра”, Ленинградское отделение 133 Phụ lục kết phân tích Bảng 1: Tổng hợp kết phân tích hố silicat thành phần đá granit phức hệ Sa Huỳnh T T P S h ố â n S s H S hs H S H S hs hs Al Fe Fe 2O 2O O 14 0, ,6 14 ,2 77 1, 4, ,7 , 0, 14 78 1, 9, ,2 , 0, 13 63 3, BH TB hs hs 77, 1, 01 61 71 Ti O2 0, 10, 0, 40, M n 0, 10, M g 0, 30, Ca O 0, 85 0, N a2 ,6 K2 O 3, 65 0, P2 O5 0, 10, 10, 00, 10, 40, 60 1, 82 3, ,3 ,2 45 4, 55 3, 10, 00, ,9 14 ,4 14 0, ,1 01 1, 73 2, 0, 00, 0, 50, 02 1, 82 2, 2, ,3 57 5, 76 3, 0, 00, hs 9, 40, ,9 15 hs 0,7 30, ,0 14 TB hs 72 20, ,0 14 T h 0, B s 0, ,3 14 ,0 ,0 09 2, 99 1, 00, 00, 40, 50, 49 1, 89 1, ,3 ,4 77 4, 97 5, 10, 10, ,0 ,0 00 3, 95 3, 00, 00, 11, 00, 30 1, 67 1, ,3 ,3 60 4, 70 4, 00, 10, T B BT ,0 60 1, 0, 233 0, 3,, 0,, 60, 41 T B BT 11 21 BT 31 T2 B 41 51 S i 3, hs 79 40, hs 1,7 30 hs 72 0,, ,9 15 ,01 hs hs 0, 3, 143 40, ,3 13 20, ,8 14 hs BT sh T2B hs 3, 1, 10, 30, TB T B T ,0 14 ,3 14 4, 10, ,0 15 h 9, ,2 69 1, ,4 140 , 0,, 1,, 3, ,0 17 1, 00, 40, 71 1, ,3 ,0 13 1, 00, 20, 57 0, ,3 ,0 40 2, 00, 10, 84 0, ,2 H M S H2 K O O0 0, ,0 ,0 10, ,0