Mục tiêu của đề tài là làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất, nguồn gốc và điều kiện thành tạo quặng Li trong vùng nghiên cứu, tạo cơ sở khoa học cho việc xác lập kiểu mỏ khoáng phục vụ cho công tác tìm kiếm-thăm dò.
1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT DƯƠNG NGỌC TÌNH ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HOÁ LITI VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH Ngành: Kỹ thuật địa chất Mã số: 9520501 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2019 Công trình hồn thành Bộ mơn Tìm kiếm - Thăm dò Khoa Khoa học Kỹ thuật Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Quang Luật, Trường Đại học Mỏ - Địa chất TS Đỗ Văn Nhuận, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phản biện 1: PGS.TS Đặng Xuân Phong, Tổng hội Địa chất Việt Nam Phản biện 2: TS Trần Ngọc Thái, Viện Khoa học Địa chất Khoáng sản Phản biện 3: TS Nguyễn Văn Nguyên, Tổng cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường Trường Đại học Mỏ - Địa chất, P Đức Thắng, Q Bắc Từ Liêm, Hà Nội Vào hồi … giờ, ngày tháng năm 2019 Có thể tìm hiểu luận án Thư viện Quốc gia - Hà Nội Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài luận án Liti (Li) kim loại chiến lược, có ứng dụng đặc biệt quan trọng lính vực khoa học công nghệ, lượng bảo vệ môi trường Nhu cầu sử dụng Li cho lĩnh vực ngày tăng cao, tài nguyên, trữ lượng Li giới khơng nhiều Việc tìm kiếm, phát đánh giá mỏ Li đặt ngày cấp thiết Đới khoáng hoá Li vùng vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh phát năm 2002 trình lập đồ địa chất điều tra khống sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Ba Tơ đánh giá khoáng sản từ 2004-2009 Đây kiểu khoáng hoá tương đồng với kiểu mỏ pegmatit granit Na-Li, kiểu mỏ có giá trị cơng nghiệp, nguồn cung cấp Li chủ yếu, khoáng sản quý khác: Sn, Ta, Nb, Be, Rb Có thể nói mỏ Li Việt Nam đánh giá chi tiết, sở cho việc thăm dò khai thác khống sản Li thời gian tới Tuy nhiên, nhiều vấn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu làm rõ, cụ thể là: làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất; xác định điều kiện địa chất tạo quặng, mối quan hệ với thành tạo magma, biến chất, điều kiện hoá - lý thành tạo quặng; xác định yếu tố khống chế quặng: magma, cấu trúc kiến tạo, thạch học - địa tầng, hoạt động metasomatism; xác lập kiểu mỏ, phân chia kiểu quặng Đề tài Luận án “Đặc điểm quặng hoá Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh” đặt có tính thời hoàn toàn xuất phát từ yêu cầu cấp thiết khoa học thực tiễn khách quan nêu Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất, nguồn gốc điều kiện thành tạo quặng Li vùng nghiên cứu, tạo sở khoa học cho việc xác lập kiểu mỏ khống phục vụ cho cơng tác tìm kiếm-thăm dò Nhiệm vụ đề tài - Nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất quặng Li: thành phần khoáng vật, THCSKV, cấu tạo, kiến trúc quặng; thành hoá học quặng Li tổ hợp thành phần có ích kèm - Nghiên cứu điều kiện thành tạo: nghiên cứu điều kiện địa chất, điều kiện hóa-lý thành tạo quặng Li - Nghiên cứu yếu tố khống chế quặng Li - Xác lập kiểu mỏ, phân chia kiểu quặng - Xác lập tiền đề dấu hiệu tìm kiếm-dự báo Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu quặng Li đối tượng địa chất có liên quan vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học: Việc xác lập kiểu mỏ quặng Li vùng nghiên cứu sở khoa học thực tiễn góp phần bổ sung lý luận cho khoa học địa chất mỏ quặng Ý nghĩa thực tiễn Các kết nghiên cứu góp phần định hướng cho cơng tác tìm kiếm phát mỏ khống tương tự phục vụ Quy hoạch điều tra địa chất tài nguyên khoáng sản Các luận điểm bảo vệ Khoáng sản Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh thuộc kiểu mỏ Pegmatit granit Na-Li, phụ kiểu Pegmatit lepidolit, thành tạo trình biến chất trao đổi thân pegmatit, bị biến chất trao đổi greisen hoá kèm theo khoáng hoá thiếc chồng lên Các yếu tố khống chế quặng bao gồm: yếu tố magma xâm nhập thành tạo granitoid phức hệ Sa Huỳnh (P3-T1 sh); yếu tố cấu trúc kiến tạo hệ thống đứt gãy phương tây bắc đông nam; yếu tố thạch học - địa tầng đá phiến kết tinh thuộc phức hệ Kan Nack đóng vai trò vây quanh quặng Các điểm đề tài Từ kết nghiên cứu đề tài làm rõ điều kiện địa chất, điều kiện hóa - lý thành tạo, tuổi đồng vị quặng Li tuổi thành tạo magma xâm nhập phức hệ Sa Huỳnh Quặng Li vùng thành tạo vào Permi muộn đến Trias sớm (264±3,6 triệu năm) tương đương tuổi đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh Kết nghiên cứu đồng vị bền (δO18 & δD), thạch học, khoáng tướng, bao thể xác định nguồn gốc dung dịch tạo quặng có nguồn gốc magma xâm nhập trình biến chất trao đổi liên quan quặng Li vùng Đã xác lập kiểu mỏ công nghiệp quặng Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh pegmatit granit kiểu Na-Li, phụ kiểu Pegmatit lepidolit, thành tạo trình biến chất trao đổi thân pegmatit, bị biến chất trao đổi greisen hoá kèm theo khoáng hoá thiếc chồng lên Đã xác lập yếu tố khống chế quặng Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh, bao gồm: Yếu tố magma (granitoid phức hệ Sa Huỳnh); Yếu tố cấu trúc kiến tạo (hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam cấu trúc sinh kèm); Yếu tố thạch học - địa tầng (tổ hợp đá phiến kết tinh phức hệ Kan Nack) Cơ sở tài liệu Luận án xây dựng sở tài liệu NCS tham gia trực tiếp vào đề tài, đề án: Đề tài KHCN cấp TNMT.03.52 “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” NCS làm chủ nhiệm, kết phân tích NCS (phân tích tuổi quặng, tuổi đá magma) tham khảo cơng trình: Đánh giá triển vọng quặng thiếc kim loại (Ta, Li, Be) vùng La Vi, tỉnh Quảng Ngãi (Phạm Văn Thông, 2009); Đo vẽ đồ địa chất điều tra khống sản nhóm tờ Ba Tơ, tỷ lệ 1:50.000 (Dương Văn Cầu, 2004) Trong trình thực luận án tham gia đề tài, đề án, NCS khảo sát thực địa, nghiên cứu số mặt cắt chi tiết vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh Thu thập phân tích loại mẫu: 139 mẫu thạch học lát mỏng, 85 mẫu khoáng tướng; 30 mẫu microsond (SEM), 15 mẫu rơnghen; 20 mẫu hoá silicat, 38 mẫu giã đãi, 206 mẫu ICP 36 nguyên tố, 380 mẫu hấp thụ nguyên tử, 269 mẫu hoá Sn; 20 mẫu ICP-MS, 20 mẫu ICP 15 nguyên tố đất hiếm; 33 mẫu bao thể; mẫu xác định tuổi đồng vị quặng Li phương pháp Rb/Sr; mẫu tuổi đồng vị đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh phương pháp đồng vị U-Pb zircon mẫu đồng vị δO18 & δD thạch anh pegmatit chứa lepidolit Cấu trúc luận án Ngoài mở đầu kết luận, luận án cấu trúc thành chương với 132 trang, 18 bảng 57 hình, ảnh 10 Nơi thực đề tài luận án Luận án thực hoàn thành Bộ mơn Khống sản (nay Bộ mơn Tìm kiếm – Thăm dò), Khoa Khoa học Kỹ thuật Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Quang Luật TS Đỗ Văn Nhuận Trong suốt trình thực hiện, NCS nhận quan tâm, giúp đỡ Ban Giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất, đơn vị Nhà trường: Bộ mơn Khống sản, Bộ mơn Tìm kiếm - Thăm dò, Khoa Khoa học kỹ thuật Địa chất, Phòng Đào tạo sau đại học; quan tâm, tạo điều kiện Liên đoàn Địa chất Trung Trung Bộ, Tổng cục Địa chất Khống sản Việt Nam, Bộ Tài ngun Mơi trường, NCS nhận góp ý thầy cô, nhà khoa học lĩnh vự địa chất khoáng sản NCS xin trân trọng cảm ơn NỘI DUNG LUẬN ÁN 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 Vùng nghiên cứu thuộc tờ đồ địa chất Đức Phổ - Sa Huỳnh tỷ lệ 1:50.000, có diện tích 590km2 giới hạn toạ độ địa lý: Kinh độ: 108º44’55” - 109º4’55”; Vĩ độ: 4º40’2,6” - 15º50’2,6” Khu vực nghiên cứu chi tiết có diện tích 40km2 Trên bình đồ cấu trúc khu vực, vùng nghiên cứu nằm rìa Đơng địa khối Kon Tum, khối cấu trúc móng cổ 1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất khoáng sản Li 1.2.1 Lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực Giai đoạn trước năm 1975: chủ yếu cơng trình nghiên cứu nhà địa chất Pháp tỷ lệ nhỏ sơ lược Giai đoạn sau năm 1975 Vùng nghiên cứu đo vẽ đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1:500.000, 1:200.000, 1:50.000; lập đồ sinh khoáng dự báo khoáng sản Địa khối Kon Tum tỷ lệ 1:200.000 Cơng trình đo vẽ đồ ĐCKS 1:50.000 nhóm tờ Ba Tơ (Dương Văn Cầu, 2004) [3] phát đới khống hóa chứa thiếc, kim loại Li vùng La Vi điều tra chi tiết hóa, dự báo triển vọng khống sản 1.1.2 Tình hình nghiên cứu khống sản Li Việt Nam Các cơng trình nghiên cứu Li Việt Nam: Tìm kiếm Uran khống sản khác beryli, fluorit, liti khu Cao Sơn, Cao Lan, Cao Bằng (Nguyễn Đắc Đồng, 1990); nghiên cứu Pegmatit khống sản liên quan Lưu vực Sơng Hồng (Hồng Sao, 1995); nghiên cứu pegmatit chứa đá quý Lục Yên (Nguyễn Thị Minh Thuyết, Nguỵ Tuyết Nhung, 2016); đo vẽ đồ ĐCKS tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Ba Tơ (Dương Văn Cầu, 2004); đánh giá khoáng sản thiếc kim loại (Ta, Li, Be) vùng La Vi, Quảng Ngãi (Phạm Văn Thông, 2009); Nghiên cứu công nghệ tuyển chế biến quặng Li vùng La Vi, tỉnh Quảng Ngãi (Đào Duy Anh, 2014); Nghiên cứu quy luật phân bố quặng hóa kim loại Liti đới Kon Tum, định hướng cho công tác điều tra, phát (Dương Ngọc Tình, 2017) Nhìn chung, Việt Nam cơng tác nghiên cứu quặng Li mẻ, sơ lược Đối với Li vùng nghiên cứu xác định đặc điểm thành phần vật chất, đặc biệt có giá trị Li, Sn đạt giá trị cơng nghiệp, kèm có khống sản q khác Ta-Nb, Be, Rb, chưa nghiên cứu Các kết nghiên cứu cho thấy cấu trúc thân quặng phức tạp, đặc điểm quặng hoá, quy luật phân bố quặng chưa rõ ràng, mức độ nghiên cứu mức thấp, cần phải tiếp tục sâu vào nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất, điều kiện địa chất, hoá - lý thành tạo quặng, yếu tố khống chế quặng xác lập kiểu mỏ nguồn gốc 1.3 Cấu trúc địa chất vùng Đức Phổ-Sa Huỳnh 1.3.1 Khái quát địa tầng Về địa tầng vùng nghiên cứu, gồm: thành tạo phun trào bazan Miocen muộn hệ tầng Đại Nga (N13đn), trầm tích - phun trào bazan N2 - Q11, chúng phân bố thành chỏm phần cao bề mặt địa hình; trầm tích bở rời hệ Đệ tứ phân bố phần thấp địa hình 1.3.2 Khái quát magma xâm nhập Magma xâm nhập vùng chiếm chủ yếu granitoid phức hệ Sa Huỳnh (γP3-T1 sh), ngồi số phức hệ khác: Bến Giằng (δ-γδ PZ3 bg), Phú Lộc (υT1-2 pl), Hoàng Lan (σT2hl), Sơn Dung (γδ-γξ T2 sd), số đai mạch chưa rõ tuổi - Phức hệ Bến Giằng: gồm thể nhỏ phân bố rìa phía đơng vùng nghiên cứu, diện tích khoảng 2km2 Thành phần gồm pha (diorit thạch anh hạt nhỏ), Pha (granodiorit biotit-hornblend hạt vừa) Granitoid phức hệ thuộc kiểu I-S, loạt vơi-kiềm, bão hòa nhơm, thành tạo bối cảnh rìa lục địa tích cực Có tập trung cao nguyên tố Co, Ni, Sn, Cu, Ag (gấp 2-3 lần clark), đặc biệt Mo gấp 250 lần clark - Phức hệ Phú Lộc: gồm thể xâm nhập nhỏ dạng đẳng thước với diện tích 0,2-0,3 km2 Thành phần thạch học gồm gabro, gabro pyroxen, websterit pyroxenit Đá có kiến tạo gabro hạt nhỏ, hạt vừa, hạt lớn; cấu tạo khối Các đá phức hệ thuộc loạt tholeit, cao sắt magie - Phức hệ Sa Huỳnh Trong vùng, phức hệ Sa Huỳnh gồm có khối lớn Đồng Răm, diện lộ 150km2 Thành phần gồm: Pha (granit biotit, granit hai mica, hạt vừa đến lớn), Pha (granit biotit, granit hai mica hạt nhỏ), Pha đá mạch: gồm có pegmatit, aplit Các thành tạo granitoid phức hệ Sa Huỳnh có đặc điểm địa hóa gần gũi với granit chứa thiếc, kim loại Thuộc kiểu S-granit, bão hồ nhơm, thành tạo bối cảnh va húc đồng kiến tạo Các nguyên tố có hàm lượng lớn trị số clark là: Sn, Li, Ta, Th, Rb, Hf, B, W, Mo, Zn, Pb Từ pha tới pha đá mạch đá biến đổi albit hố, greisen hóa, clark tập trung nguyên tố Sn, Li, Be, Ta, tăng mạnh Clark tập trung Sn pha 0,21, pha 2: 1,38, pha đá mạch (aplit, pegmatit): 9,95, đá biến đổi greisen hóa: 48,19 Clark tập trung Li pha tương ứng 1,04, 7,34, 10,14, 9,02, Be: 0,08, 0,96, 2,29, 4,37; Ta: 0,95, 1,23 - Phức hệ Hoàng Lan: bao gồm đai mạch sẫm màu lamproit phlogopit lamprophyr Các đá thuộc phức hệ có tăng cao nguyên tố đất nhẹ (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd) từ 3,1 đến 47,6 lần, với tăng cao (trên 10 lần) nguyên tố: Ba, Ta, Hf, Th - Phức hệ Sơn Dung: vùng gặp hai khối nhỏ monzogabromonzodiorit thuộc pha phân bố phía tây số đai mạch kersantit Các đá phức hệ thuộc loạt kiềm-vơi, bão hòa nhơm, mẫu pha chủ yếu rơi vào trường I-granit Trên biểu đồ tiềm khống hóa theo Sattran, 1977 phức hệ Sơn Dung có tiềm khống hóa Au-Mo 1.3.3 Các phức hệ biến chất sinh - Phức hệ Kan Nack Phức hệ Kan Nack chia thành tổ hợp đá sau: Granulit mafic (gr/A-PPkn); Gabroamphibolit (Gba/A-PPkn); Gneis pyroxen (gpx/A-ppkn); Gneis biotit xen đá hoa, quarzit (g-h/A-PPkn); Đá phiến kết tinh xen đá hoa, quarzit (fh/A-PPkn); Đá phiến kết tinh cao nhôm (nf/A-PPkn) Tại khu vực Đồng Răm, La Vi phát mạch pegmatoid xuyên tổ hợp đá phiến kết tinh (f-h/A-PPkn) Đa phần mạch pegmatoid nằm khớp với đá vây quanh, số mạch xuyên cắt đá Ngồi có dạng vi mạch, tia mạch tiêm nhập đá - Phức hệ Sông Re: gồm hai diện tích nhỏ phân bố phía tây bắc Thành phần thạch học chủ yếu gồm có gneis biotit, plagiogneis biotit, đá phiến biotit xen lớp mỏng gneis amphibol 1.3.4 Đặc điểm cấu trúc, kiến tạo 1.3.4.1 Các Tổ hợp thạch kiến tạo (THTKT) - THTKT không rõ bối cảnh kiến tạo tuổi Arkei- Paleoproterozoi: bao gồm các đá biến chất phức hệ Kan Nack Các đá bị biến chất tới tướng granulit bị biến chất chồng tướng amphibolit - THTKT không rõ bối cảnh kiến tạo tuổi Paleoproterozoi: gồm đá gneis biotit phức hệ Sông Re Đặc trưng rõ nét chúng bị biến chất đồng tướng amphibolit - THTKT cung núi lửa pluton thuộc rìa lục địa tích cực tuổi Paleozoi muộn: gồm tổ hợp đá xâm nhập granodiorit horblend, granodiorit biotithornblend (phức hệ Bến Giằng) - THTKT va mảng tuổi Permi muộn - Trias sớm: gồm hai tổ hợp đá chính: đá xâm nhập mafic phức hệ Phú Lộc đá xâm nhập felsic phức hệ Sa Huỳnh, đặc trưng cho chế độ va mảng làm tái nóng chảy vỏ - THTKT tái cải nhiệt căng giãn sau va mảng tuổi Trias giữa: gồm tổ hợp đá xâm nhập phân dị từ monzogabro đến granit phức hệ Sơn Dung, kiểu I-granit - THTKT nâng khối tảng kèm phun trào bazan (N13-Q1): gồm hai tổ hợp đá chính: đá phun trào bazan trầm tích bở rời 1.3.4.2 Uốn nếp Vùng nghiên cứu cánh phía bắc phức nếp lõm An Lão Các nếp uốn thể bình đồ cấu trúc kiến trúc bậc 2, cao Chúng có vai trò làm phức tạp hóa bình đồ cấu trúc khu vực nghiên cứu 1.3.4.3 Khe nứt Vùng nghiên cứu nằm khu vực phía đơng nam hệ đứt gãy Ba Tơ - Gia Vực, đá bị nứt nẻ mạnh phát triển nhiều hệ thống khe nứt Các hệ mạch khoáng hóa chứa Li-Sn kiến trúc tách phương tây bắc - đông nam, rộng từ vài cm đến hàng mét, lại cắm chủ yếu phía tây nam với góc dốc phổ biến 50o Chúng hệ khe nứt tách sinh kèm (cắm ngược hướng với hệ đứt gãy chính) hệ đứt gãy Ba Trang-Núi Chúa 1.3.4.4 Đứt gãy Trong vùng nghiên cứu đứt gãy triển theo hệ thống phương chính: đơng bắc - tây nam, tây bắc - đông nam, kinh tuyến - kinh tuyến, vĩ tuyến - vĩ tuyến Trong đó, hệ thống đứt gãy phương đông bắc - tây nam, tây bắc - đông nam kinh tuyến phát triển mạnh mẽ nhất, hệ thống đứt gãy phương vĩ tuyến phát triển yếu Trong hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đơng nam đóng vai trò định vị thân pegmatoid chứa Li, Sn Chương Cơ sở lý luận phương pháp nghiên cứu 2.1 Đặc điểm địa hóa, khống vật học liti (Li) Liti thuộc nhóm I kim loại kiềm, thuộc nhóm litophil, mặt khống sản Li xếp vào nhóm kim loại Màu sắc màu trắng bạc đến màu ghi Trọng lượng nguyên tử: 6,94 Tỷ trọng (g/cm3): 0,534 Nhiệt độ nóng chảy: 453,69 K (180,54OC) Nhiệt độ sơi: 1615 K (1342OC) Hàm lượng trung bình vỏ trái đất 0,006%, tăng có quy luật: gabro 0,0003%, bazan 0,003%, granit 0,03% Mức độ tích tụ Li cao thành tạo sau magma granit chủ yếu giai đoạn muộn trình pegmatit, tổ hợp chặt chẽ với Na Những tích tụ cơng nghiệp lớn Li biết pegmatit granit (kiểu Na – Li) Ở mức độ thấp hơn, Li tích tụ vào thành tạo khí thành nhiệt dịch, đặc trưng cho loại tổ hợp Li với F để tạo dãy khoáng vật Li chứa F Trong mỏ nội sinh, khoáng vật Li thường tổ hợp với khoáng vật Be B Liti kim loại phản ứng, có xu hướng ưu tiên liên kết với silicat sulfid kim loại Trong trình magma Li+ thay Mg2+ Fe2+ pyroxen, tourmalin amphibol Nó thay Mg Al mica, chẳng hạn lepidolit chlorit điện tích bán kính ion nhỏ hạn chế khả cạnh tranh cho vị trí mạng, nên tồn tận giai đoạn phân dị muộn Trong điều kiện ngoại sinh, Liti dễ dàng bị hấp phụ khoáng vật sét Liti cation hóa trị 1, thuộc tính gần gũi với Na kích thước nhỏ ion Li+ so với ion kiềm Na+, liti có thể thay hạn chế cho natri tinh thể Sự thay ion xảy Li+ Al3+, Fe2+ đặc biệt Mg2+ giống bán kính ion bất chấp chất hoá học chúng Sự thay diễn giai đoạn kết tinh magma muộn ảnh hưởng đến thành phần số khoáng vật clinopyroxen mica Liti phát 150 khoáng vật, khoáng vật thực Li có khoảng 30, phổ biến khoáng vật spodumen, lepidolit, petalit, amblygonit zinwaldit 2.2 Công dụng liti Hiện liti sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác nhau: công nghiệp điện, điện tử sản xuất pin lượng, kỹ thuật hàng không vũ trụ, công nghệ môi trường, nguyên liệu hạt nhân, luyện kim, hoá chất, gốm sứ - thuỷ tinh, công nghệ polyme, chất làm lạnh, pháo hoa y tế Hiện nay, nhu cầu sử dụng Li lớn tăng nhanh kể giá thành 2.3 Các kiểu mỏ liti - Các mỏ pegmatit granit kiểu Na-Li Trong kiểu mỏ pegmatit granit Na-Li phân thành phụ kiểu mỏ sau: pegmatit spodumen, pegmatit spodumen-lepidolit, pegmatit petalitlepidolit, pegmatit lepidolit Các khoáng vật liti có giá trị cơng nghiệp (spodumen, lepidolit pentalit phần ambligonit, phức hợp với khống vật có ích khác beryl, columbit, tantalit, puluxit, microlit, cassiterit, felspat, …) “Sự thành tạo khống vật liti gắn liền với q trình biến chất trao đổi pegmatit Hơn nữa, tiến trình biến chất trao đổi đặc trưng thay trình biến chất trao đổi K trình biến chất trao đổi Na, sau trình biến chất trao đổi Li Kiểu mỏ nguồn cung cấp khoảng 95% sản lượng khai thác liti giới“ (Tatarinov Kariakin, 1975) Gần nhà địa chất Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) xếp kiểu mỏ pegmatit chứa liti vào kiểu mơ hình gọi chung “LitiCezi-Tantan Pegmatit (LCT Pegmatit) - Các mỏ nhiệt dịch khí thành: kiểu mỏ đặc trưng quặng zilwaldit, quặng amblygonit Kiểu mỏ thường gặp mỏ có quy mơ trung bình, gặp mỏ lớn - Các mỏ muối lục địa: mỏ có Li nồng độ cao, phân bố nơi có độ cao lớn Chile, Argentina, Bolivia, Tây Tạng Trung Quốc - Đất sét hectorit: khoáng vật sét magnesium liti smectit, tìm thấy số nơi phía tây nước Mỹ nằm dọc theo biên giới Nevada/Oregon, nơi xuất loạt thấu kính địa chất kéo dài Trữ lượng Li giới không nhiều, khoảng 14,5 triệu (USGS, 2016) Sản lượng hàng năm khoảng 35.000 2.4 Các thuật ngữ sử dụng luận án - Tổ hợp cộng sinh khoáng vật (THCSKV): tập hợp khống vật có 10 xác định nguồn dung dịch tạo quặng; phân tích tuổi đồng vị cho quặng (Rb/Sr) đá granit Sa Huỳnh (U-Pb) c- Phương pháp chuyên gia Thông qua buổi hội thảo, trao đổi nhóm với chuyên gia lĩnh vực nghiên cứu chuyên sâu, liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu Chương Đặc điểm địa chất quặng hoá liti vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh 3.1 Đặc điểm phân bố thân quặng Các thân quặng, thân khoáng hoá chứa Li, Sn vùng phát phân bố tập trung khu vực La Vi, diện tích chừng 40km2 Tại khoanh nối xác định 20 thân quặng 20 thân khoáng hoá Đặc điểm chung thân quặng phân bố đá phiến kết tinh thuộc phức hệ Kan Nack (A-PP kn), đới ngoại tiếp xúc thành tạo granitoid phức hệ Sa Huỳnh (γP3-T1 sh) với đá biến chất nêu trên; Các thân quặng tập hợp mạch pegmatoid khống chế chặt chẽ hệ đứt gãy, khe nứt tách phương tây bắc - đông nam Các thân quặng phân bố tập trung chủ yếu trường quặng Đồng Răm có số thân quặng nhỏ phân bố trường quặng Nước Giáp 3.1.1 Trường quặng Đồng Răm Trường quặng có diện kéo dài theo phương tây bắc đơng nam dài khoảng 4km, rộng km khống chế hệ đứt gãy song song phương tây bắc đông nam khối magma xâm nhập phần tây bắc Cấu trúc địa chất gồm chủ yếu đá phiến kết tinh phức hệ Kan Nack, diện tích nhỏ đá granit phức hệ Sa Huỳnh Phủ lên thành tạo đá bazan Neogen - Pleistocen Trong trường quặng, xác định 20 thân quặng 15 thân khống hố, bao gồm thân quặng Li, thân quặng Li-Sn, thân quặng Sn, 14 thân khoáng hoá Li thân khoáng hoá Sn Các thân quặng phân bố tập trung thành ba tiểu khu: Đồng Răm, Sông La Vi A Khâm, cách 300 - 500m Tiểu khu Đồng Răm Tiểu khu Đồng Răm nằm trung tâm trường quặng, bao gồm tập hợp 18 thân quặng, thân khoáng hoá Diện phân bố có dạng kéo dài theo phương tây bắc - đông nam khoảng 2km, bề rộng 500-600m Các thân quặng dài từ vài chục mét đến 600m; chủ yếu từ 240m đến 480m; bề dày 0,4m đến 2,3m, trung bình từ 0,9m đến 1,5m Kéo dài theo phương tây bắc - đông nam Chúng chủ yếu cắm tây nam với góc cắm từ 400 đến 750, có cắm thẳng đứng bị uốn đảo 11 ngược Hình thái thân quặng chủ yếu dạng mạch, mạch phân nhánh chuỗi thấu kính Đây diện tích có triển vọng vùng, có tổng tài nguyên dự báo 5.100 Li2O, 2700 Sn, có 1.000 Rb Hàm lượng Li2O từ 0,3-1,49%, Sn từ 0,1-5,77% Tiểu khu Sông La Vi Tiểu khu Sông La Vi nằm đông nam trường quặng, bao gồm tập hợp thân quặng phân bố thành dải kéo dài theo phương vĩ tuyến khoảng 1,2km, bề rộng khoảng 250m Các thân quặng dài từ 200 đến 600m; bề dày 0,9m đến 1,5m Kéo dài theo phương vĩ tuyến Chúng cắm chủ yếu phía tây tây nam với góc cắm từ 400 đến 750 Hình thái thân quặng có dạng mạch mỏng kéo dài Đây diện tích có triển vọng thứ hai vùng, tổng tài nguyên 4.400 Li2O, 970 Rb Hàm lượng Li2O từ 0,3-1,56%, Sn từ 0,1-0,92% Tiểu khu A Khâm Tiểu khu A Khâm nằm tây nam trường quặng, bao gồm tập hợp thân quặng, thân khoáng hố có quy mơ nhỏ, kích thước dài từ 200 đến 300m, dày 0,6m đến 1,9m Phương kéo dài chung thân quặng chủ yếu tây bắc đông nam Chúng cắm phía nam, tây nam với góc cắm từ 500 đến 750 Hình thái thân quặng chủ yếu có dạng mạch mỏng Đây diện tích đánh giá chi tiết quy mơ nhỏ, có tổng tài nguyên dự báo 440 Li2O, 495 Sn 90 Rb Hàm lượng Li2O từ 0,3-1,41%, Sn từ 0,1-2,06% 3.1.2 Trường quặng Nước Giáp Điểm khoáng hố thiếc Nước Giáp nằm góc tây nam khu vực La Vi với diện tích 2,0km2 Cấu trúc địa chất bao gồm chủ yếu đá biến chất phức hệ Kan Năck, đá granit pha phức hệ Sa Huỳnh; hệ khe nứt chủ yếu có phương tây bắc - đông nam Tại xác định thân khoáng hoá bị biến đổi greisen hoá chứa thiếc với hàm lượng thấp 20% Ngồi có biotit, turmalin, zircon THCSKV đặc trưng: thạch anh + muscovit + casiterit 4.1.4 Đặc điểm khống vật Lepidolit: thường có dạng giả cánh hoa hồng hay dạng quạt, chiết suất lưỡng chiết suất thấp muscovit Lepidolit kính gần khơng màu, quan sát kĩ thấy có sắc phớt hồng tím, mắt thường có màu tím, tím hồng Màu giao thoa thấp hơn, màu giao thoa xám trắng, vàng nhạt bậc Dựa vào mối quan hệ tổ hợp với thạch anh, albit xác định hai hệ: lepidolit tổ hợp với thạch anh, albit kích thước lớn đặc trưng cho nguồn gốc pegmatit; lepidolit tổ hợp với thạch anh, albit tha hình kích thước nhỏ đá biến đổi greisen hóa Kết phân tích microsond (SEM) kết hợp với phân tích ICP-MS thành phần lepidolit sau: Li2O 4,65-4,96%, SiO2 47,15-57,62%; Al2O3 25,12-32,07%; Na2O 0,27-4,1%; K2O 6,45-9,28%; MgO 0,04-0,07%; F 0,9018,705% Đáng ý hàm lượng rubidi cao Rb2O 0,598-2,415%, hàm lượng Cs2O 0,036-0,357% (đây kim loại có giá trị có khả thu hồi q trình chế biến quặng liti) Cơng thức khống vật K1.8(Li2.6Al2.9)(Si6.7Al1.3)O20 (OH,F)4 [24] Topaz- Al2(SiO4)(F,OH2): thường có dạng hạt tha hình, kích thước 0,1-1,8 mm Khơng màu, độ cao, cắt khai hoàn toàn, tắt đứng, giao thoa phớt vàng bậc Casiterit - SnO2: thường tồn dạng hạt tha hình, hạt kéo dài với kích thước 0,2-5 mm lớn Chúng phân bố xâm tán khơng đá bị greisen hóa, thường gặp dạng song tinh hình khuỷu đặc trưng Hàm lượng thành phần khống vật casiterit (phân tích microsond) sau: Sn2O 97,58-99,32%, MnO 0,1-1,19%, Fe2O3 0,25-1,25%, Ta2O5 0,59%, Nb2O5 vết Tantalit-columbit (Fe,Mn)Ta2O6 -(Fe,Mn)Nb2O6: thường tồn dạng hạt tự hình, mỏng, song tinh Màu xám tối, khả phản xạ thấp, dị hướng yếu 15 Kết phân tích microzon khống vật columbit-tantalit cho thấy hàm lượng thành phần sau: Ta2O5 33,44-63,88%; Nb2O5 50,86-20,68%; MnO 11,317,24%; FeO 15-3,44% 4.2 Đặc điểm thành phần hoá học 4.2.1 Quặng Li Trong thân quặng Li khống sản Li, ngun tố có ích kèm gồm: Sn, Ta, Nb, Be Hàm lượng Li2O mẫu thay đổi từ 0,10% đến 1,72%, trung bình 0,82% thuộc loại quặng có hàm lượng cao Ngun tố có ích kèm có giá trị Rb với hàm lượng dao động khoảng 7984320ppm, trung bình 2638ppm (Mẫu ICP-MS) Trong mối tương quan với nguyên tố cho thấy Li có quan hệ tương quan rõ ràng với Rb, Be, Nb, Ta, đặc trưng cho kiểu quặng pegmatit kim loại 4.2.2 Quặng Li-Sn Trong thân quặng Li-Sn, khống sản Li, Sn ngun tố có ích kèm gồm: Rb, Ta, Nb, Be Hàm lượng Li2O mẫu thay đổi từ 0,08% đến 2,04%, trung bình 0,69%, hệ số biến thiên hàm lượng Li (VLi) 64%; hàm lượng Sn trong mẫu có dao động lớn, từ 0,04% đến 4,93%, trung bình 0,52% Tantan Niobi (Ta, Nb): nguyên tố tương đối phổ biếntrong kiểu quặng này, nhiều mẫu đạt hàm lượng Ta>100ppm Nb >100ppm, cá biệt có mẫu >400ppm Ta Li có quan hệ tương quan nghịch với Sn, Be, Nb, Ta Còn Sn có mối tương quan chặt chẽ với Ta, Nb Be 4.2.3 Quặng Sn Trong thân quặng Sn, khống sản Sn ngun tố có ích kèm gồm: Li, Ta, Nb, Be Hàm lượng Sn trong mẫu có dao động lớn, từ 0,06% đến 5,77%, trung bình 0,62% Sn có tương quan chặt chẽ với Nb tương quan với Ta, Be 4.3 Điều kiện hóa-lý thành tạo quặng liti 4.3.1 Nguồn gốc dung dịch tạo quặng Mẫu phân tích đồng vị δO18 & δD khống vật thạch anh lấy trực tiếp từ mạch pegmatoid chứa liti thiếc khu vực La Vi vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh Trường Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc (Bắc Kinh) xử lý biểu đồ δO18-δD (Sheppard 1986), để xác định nguồn gốc nước dung dịch tạo khoáng Kết cho thấy thành phần δO18 ổn định khoảng 6,5÷7,3‰, δD dao động mạnh từ -70 ÷ -116‰ Kết hợp với kết nghiên cứu khác, kết nghiên cứu trình biến chất trao đổi vùng nhận định dung dịch tạo khống có nguồn gốc magma 16 ngun sinh bị hỗn nhiễm hoạt động kiến tạo, hoạt động biến chất trao đổi xảy mạnh mẽ vùng nghiên cứu 4.3.2 Điều kiện nhiệt độ, áp suất thành tạo tiến hóa dung dịch hậu magma Tổng hợp kết phân tích bao thể cho thấy có khoảng nhiệt độ sau: Từ 520-617oC; từ 360-445oC; từ 195-3200C Trong cơng trình nghiên cứu trình biến chất trao đổi (Pollard 1983) cho thấy q trình albit hố xảy điều kiện nhiệt độ từ 400-800oC áp suất 1kbar nhỏ hơn; greisen hoá xảy độ sâu 1,5 – km, khoảng nhiệt độ 350-450oC Quá trình greisen hóa thực giai đoạn tăng lớn độ axit dung dịch sau magma liên quan với granitoid Trong vùng nghiên cứu, liên quan đến trình tạo khống Li có giai đoạn: Đầu tiên q trình microclin hố (microclin thay cho orthoclas), q trình albit hố, felspat-K thay albit Các đá sau tiếp tục bị biến đổi q trình greisen hố nên tạo phức tạp cấu trúc Theo sơ đồ tiến hóa độ axit nhiệt độ dung dịch hậu magma biến đổi albit hoá greisen hoá vùng nằm giai đoạn 2-4 trình tiến hoá dung dịch hậu magma, khoảng nhiệt độ chủ yếu 400-600oC phù hợp với kết nghiên cứu 4.4 Q trình tạo khống Kết nghiên cứu cho thấy q trình tạo khống Li vùng trải qua nhiều giai đoạn, phức tạp, khái quát sau: Thời kỳ pegmatit Thời kỳ gồm giai đoạn giai đoạn I hình thành mạch pegmatit có thành phần đơn giản chủ yếu thạch anh felspat, mica kích thước lớn Kiến trúc đặc trưng hạt thô, vi pegmatit THCSKV đặc trưng thạch anh + orthoclas + muscovit Nhiệt độ thành tạo 600oC Thời kỳ biến chất trao đổi Thời kỳ chia làm giai đoạn (II, III IV) Giai đoạn II: biến chất trao đổi K (microclin hoá) Microlin thay cho orthoclas kích thước lớn tiếp tục bị albit thay Cấu tạo dải, ổ; kiến trúc đặc trưng hạt tự hình - tha hình, gặm mòn thay Tổ hợp cộng sinh khoáng vật đặc trưng thạch anh + orthoclas + muscovit Nhiệt độ thành tạo 617-520oC Giai đoạn III: biến chất trao đổi Na-Li Giai đoạn đặc trưng hai trình biến chất trao đổi Na (albit hoá) biến chất trao đổi Li (lepidolit hố) Hai q trình biến chất trao đổi xảy mạnh mẽ đai mạch pegmatoid chứa Li Albit 17 lepidolit thân quặng Li, Li-Sn, chúng thường tạo dải, ổ, thấu kính có màu sắc khác Trong đó, albit thay cho orthocla chí albit giai đoạn trước Lepidolit thay cho khoáng vật biotit, muscovit theo phương thức thay đồng hình Trong dung thể tàn dư giàu Li+, thay ion xảy Li+ Al3+, Fe2+ đặc biệt Mg2+ giống bán kính ion Cấu tạo đặc trưng dải, ổ, thấu kính; kiến trúc hạt tự hình - tha hình, biến tinh, gặm mòn thay THCSKV đặc trưng thạch anh + albit + lepidolit + topaz Nhiệt độ thành tạo 617-520oC Giai đoạn IV: biến chất trao đổi greisen hoá Giai đoạn xảy độ axit tăng lên cao Biến đổi điển hình greisen hoá liên quan chặt chẽ với khoáng hoá thiếc; với chúng albit hoá (albit hệ 2), gây biến đổi thành tạo giai đoạn I tái tổ hợp khống vật albit, lepidolit có kích thước nhỏ nhơn THCSKV đặc trưng greisen mạch pegmatoid chứa liti thạch anh + albit (thế hệ 2) + lepidolit (thế hệ 2) + topaz + casiterit Đối với mạch, tia mạch greisen xuyên đá phiến THCSKV đặc trưng thạch anh + muscovit + casiterit Cấu tạo quặng đặc trưng là: dải, ổ, thấu kính, xâm tán; kiến trúc: Hạt nửa tự hình - tha hình, hạt - vảy biến tinh Thời kỳ nhiệt dịch Giai đoạn V: hình thành mạch thạch anh - sulfur đa kim Bảng 4.12: Thứ tự sinh thành tổ hợp cộng sinh khoáng vật quặng vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh Thời kỳ Giai đoạn THCSKV Tên Khoáng vật Thạch anh Plagioclas Orthoclas Biotit Muscovit Microclin Albit Turmalin Beryl Topaz Lepidolit Montebrasit Pegmatit I Pegmatit thực II BCTĐ -K Qu+Or +Mus Qu+Mi +Mus Biến chất trao đổi III IV BCTĐ Greisen Na-Li hóa Qu+Ab+ Lp+Tp Q+Mus+Cs; Qu+Ab+ Lp+Tp Nhiệt dịch VI Qu+Py+ Chp+Gal +Spl 18 Thời kỳ Amblygonit TantalitColumbit Cassiterit Pyrit Chalcopyrit Galena Sphalerit Hematit Cấu tạo đặc trưng Kiến trúc đặc trưng Hiện tượng biến đổi đặc trưng Nhiệt độ thành tạo Pegmatit ổ, khối Hạt thô, vi pegmatit Biến chất trao đổi ổ, dải, khối mạch, xâm tán mạch xâm nhiễm Hạt tự hìnhHạt nửa tự Hạt tự hình tha hình, biến Hạt nửa tự hình, hình - tha hình, tha hình, gặm tinh, gặm mòn tha hình vảy biến tinh mòn thay thay Microclin hố >600o ổ, dải, thấu kính Nhiệt dịch Albit hố Lepidolit hố 617-520o Greisen hoá Sericit hoá, clorit hoá 450-360o 320-195o Ghi chú: Khoáng vật chủ yếu: ; thứ yếu: ; gặp: ; Ký hiệu viết tắt: Qu- thạch anh, Or- Orthoclas, Mi- Microclin, Mus- muscovit, Ab- albit, Lp- lepidolit, Tp- topaz, Cs- casiterrit, Pypyrit, chp- chalcopyrit, Gal- galena, Spl- sphalerit, BCTĐ- biến chất trao đổi 4.5 Tuổi khoáng hoá liti granitoid phức hệ Sa Huỳnh Tuổi khoáng hoá kim loại liti vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh Tuổi khoáng hoá liti vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh phân tích phương pháp Rb/Sr đá tổng Mẫu phân tích Khoa Địa chất Vật lý, Đại học Ryukyu, Okinawa, Nhật Bản, sử dụng máy khối phổ đa hệ Neptune Plus MC-ICP-MS Xử lý kết chương trình Isoplot v.4.1 (Ludwig, 2014) biểu đồ tương quan 87Rb/86Sr 87Sr/86Sr cho kết tuổi mẫu quặng liti 264±3,6 triệu năm Tỉ số đồng vị 87Sr/86Sr nhóm quặng liti cao (0,8025) so với vật chất có nguồn gốc manti khoảng 0,703 đến 0,707, chứng tỏ nhóm đá axit có nguồn gốc tái nóng chảy vỏ (S- type granit) Hình 4.15: Đường đẳng thời xác định tuổi đồng vị quặng liti 19 Tuổi đồng vị granitoid phức hệ Sa Huỳnh Tuổi đồng vị đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh phân tích bằng phương pháp đồng vị U-Pb zircon Mẫu gia cơng, phân tích Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia Địa chất Q trình tạo khống - Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc (Bắc Kinh), khối lượng phân tích mẫu Kết phân tích tính tốn 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) Các kết cho thấy quặng liti đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh có tuổi thành tạo vào Permi muộn đến Trias sớm (P3-T1) Hình 4.16: Đường cong Concordia biểu thị giá trị tuổi đồng vị đá granit phức hệ Sa Huỳnh 4.6 Xác lập kiểu mỏ kiểu quặng Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh 4.6.1 Xác lập kiểu mỏ liti vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh Căn điều kiện địa chất, đặc điểm phân bố, hình thái cấu trúc mối liên quan với magma granitoid vùng; đặc điểm thành phần vật chất, điều kiện hóa - lý thành tạo Đối sánh kiểu mỏ nguồn gốc cơng nghiệp trình bày Chương xếp thân quặng liti vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh vào kiểu 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,… 4.6.2 Phân chia kiểu quặng vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh Căn đặc điểm thành phần có ích giá trị cơng nghiệp chúng phân chia kiểu quặng: Li, Li - Sn Sn 4.6.2.1 Quặng Li: Bao gồm thân quặng pegmatioid chứa Li tượng biến đổi chủ yếu albit hóa THCSKV đặc trưng albit + thạch anh + lepidolit + topaz Khống sản Li, khống sản kèm Rb, Sn, Ta, Nb, Be 4.6.2.2 Quặng Li-Sn: Bao gồm thân quặng pegmatioid chứa Li-Sn Hiện tượng biến đổi chủ yếu albit hóa greisen hóa THCSKV đặc trưng: albit + thạch anh + lepidolit + topaz + casiterit Khống sản Li Sn, khống sản kèm có Rb, Ta, Nb, Be 20 4.6.2.3 Các thân quặng Sn Bao gồm mạch, hệ mạch, thấu kính greisen THCSKV đặc trưng thạch anh + muscovit + casiterit Khống sản Sn, kèm có Ta, Nb Chương Các yếu tố khống chế quặng hố tiền đề - dấu hiệu tìm kiếm quặng Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh 5.1 Các yếu tố khống chế quặng hóa 5.1.1 Yếu tố magma - Phức hệ Sa Huỳnh Yếu tố magma khống chế quặng hoá Li vùng, thể hiện: Sự gắn bó chặt chẽ mặt khơng gian: Các thân quặng Li phân bố đới ngoại tiếp xúc thành tạo granitoid phức hệ Sa Huỳnh (γP3-T1 sh) với đá biến chất phức hệ Kan Năck (A-PP kn), có đới biến đổi albit hố, greisen hóa phát triển mạnh mẽ Về thời gian thành tạo: Các kết nghiên cứu cho thấy quặng liti đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh có tuổi thành tạo vào Permi muộn đến Trias sớm (P3-T1) Về mối quan hệ nguồn gốc: Thể qua mối liên hệ: - Thành phần khoáng vật phụ đặc trưng đá quặng có tương đồng: ilmenit, granat, monazit, tantalit-columbit, casiterit - Đặc điểm thạch địa hoá: Các thành tạo granitoid phức hệ Sa Huỳnh có đặc điểm địa hóa gần gũi với granit chứa thiếc, kim loại Thuộc kiểu S-granit, bão hồ nhơm, thành tạo bối cảnh va húc đồng kiến tạo, có mức độ tiến hố mạnh chuyển sang phân đoạn Các nguyên tố có hàm lượng lớn trị số clark là: Sn, Li, Ta, Th, Rb, Hf, B, W, Mo, Zn, Pb - Trên biểu đồ biến thiên nguyên tố vết chuẩn với Chondrit cho thấy nguyên tố đất quặng liti biến thiên gần giống với mẫu granit pha phức hệ Sa Huỳnh - Tiềm sinh khống: Đặc điểm địa hóa, Từ pha tới pha đá mạch đá biến đổi greisen hóa, clark tập trung nguyên tố Sn, Li, Be, Ta, tăng mạnh Clark tập trung Sn pha 0,21, pha 2: 1,38, pha đá mạch (aplit, pegmatit): 9,95, đá biến đổi greisen hóa: 48,19 Clark tập trung Li pha tương ứng 1,04, 7,34, 10,14, 9,02, Be: 0,08, 0,96, 2,29, 4,37; Ta: 0,95, 1,23 - Chuyên hoá sinh khoáng: Trên biểu đồ tương quan K+ - Na+, Mg2+ K+ Mg2+-Na+ phân loại chuyên hoá sinh khoáng đá magma granit mẫu chủ yếu rơi vào trường Mo-Sn - Kết phân tích đồng vị bền δ18O & δD cho thấy dung dịch tạo khống có nguồn gốc magma nguyên sinh bị hỗn nhiễm hoạt động kiến tạo, hoạt động biến chất trao đổi xảy mạnh mẽ vùng nghiên cứu 21 5.1.2 Yếu tố cấu trúc – kiến tạo Yếu tố cấu trúc - kiến tạo đóng vai trò đường dẫn nơi tích tụ vật chất tạo quặng, có ý nghĩa định tập trung phân bố quặng - Đứt gãy: hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đơng nam đóng vai trò chi phối khống chế mạch khống hóa Li, Sn - Khe nứt: Các hệ mạch khống hóa chứa thiếc kiến trúc tách phương tây bắc – đông nam, rộng từ vài cm đến hàng mét, lại cắm chủ yếu phía tây nam với góc dốc phổ biến 50-700 Chúng hệ khe nứt tách sinh kèm (cắm ngược hướng với hệ đứt gãy chính) hệ đứt gãy Ba Trang-Núi Chúa - Uốn nếp: có vai trò làm phức tạp hóa cấu trúc khu vực nghiên cứu 5.1.4 Yếu tố thạch học – địa tầng Các đai mạch pegmatoid chứa liti vùng gặp chủ yếu tổ hợp đá phiến kết tinh xen đá hoa, quarzit (f-h/A-PPkn) xen lẫn tổ hợp gabroamphibolit phân bố đới tiếp xúc với đá magma granitoid phức hệ Sa Huỳnh 5.2 Tiền đề, dấu hiệu tìm kiếm dự báo 5.2.1 Tiền đề tìm kiếm 5.2.1.1- Tiền đề magma xâm nhập Các thành tạo magma granitoid phức hệ Sa Huỳnh có mối liên quan chặt chẽ với quặng liti vùng Chúng thuộc kiểu S-granit, bão hồ nhơm; hình thành bối cảnh va chạm kiểu kiến tạo; mức độ tiến hoá mạnh đến phân đoạn Tiềm sinh khoáng Li, Sn, Be, Ta, Mo 5.2.1.2- Tiền đề cấu trúc, kiến tạo Các cấu trúc địa chất vị trí vòm magma, tiếp xúc với đá biến chất, phát triển cấu trúc uốn nếp, phân phiến, khe nứt tách tạo không gian trống thuận lợi cho việc hình thành quặng 5.2.1.3- Tiền đề thạch học – địa tầng Trong vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh, đai mạch pegmatoid chứa liti xâm nhập đá biến chất phức hệ Kan Nack Hầu hết pegmatit chứa liti xâm nhập đá biến chất, điển hình tướng amphibolit áp suất thấp đến tướng đá phiến lục, đá trầm tích phun trào đá chưa biến chất khơng có tiềm (Ĉerný, 1992), định hướng để tìm kiếm khơng phải điều kiện 5.2.2 Dấu hiệu tìm kiếm dự báo Các trường pegmatit: pegmatit chứa liti khu vực nghiên cứu nằm trường pegmatit kéo dài theo phương tây bắc đông nam bị khống chế hệ đứt gãy phương Các đới tảng lăn: Các đới tảng lăn chứa liti, thiếc dấu hiệu trực tiếp liên quan đến quặng gốc Các đới đá biến đổi: Các đá biến đổi albit hoá, microclin hố, chúng thường phân bố phần vòm khối xâm nhập granitoit, rìa mạch pegmatit mạch nhiệt dịch 22 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 khoảng cách xa 10-20km; Nb-Ta khỏng 1-5km; Li, Rb, Cs có xu hướng linh động cao phát trầm tích dòng giàu sét KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 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 hoá 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, Li-Sn 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 khống 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 khống 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 (albit hoá) sau biến chất trao đổi Li (lepidolit hố) Ngồi có q trình biến đổi nhiệt dịch 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 (P3T1) Tuổi đồng vị granit phức hệ Sa Huỳnh theo kết phân tích đồng vị U/Pb zircon 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 Tỉ số đồng vị 87Sr/86Sr 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) Kết phân tích đồng vị bền δ18O & δD cho thấy dung dịch tạo khống có nguồn gốc magma ngun sinh bị hỗn nhiễm hoạt 23 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 khoáng sản kim loại chiến lược quý 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 đánh 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 24 NHỮNG CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA NCS Dương Ngọc Tình, Nguyễn Mạnh Hải, Nguyễn Hướng, Trần Hoàng Vũ, Nguyễn Thị Mơ (2015) Đặc điểm quặng hóa kim loại hiểm 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 Ngọc 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, tr 246-252 Duong Ngoc Tinh, Do Van Nhuan (2016) The metasomatism related to lithium mineralization in Duc Pho - Sa Huynh area Session: Geology and Geo-resources (GAG), Proceeding of the ESASGD 2016, Ha Noi, November 14, 2016, page 19-25 Dương Ngọc Tình chủ biên (2017) 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 Đề tài Khoa học công nghệ cấp Bộ, mã số TNMT.03.52 Nguyễn Mạnh Hải, Dương Ngọc Tình nnk (2018) Dự báo triển vọng quặng Sn-W ẩn sâu vùng Lâm Đồng - Khánh Hoà sở nghiên cứu đặc điểm cấu trúc số trường quặng đánh giá, thăm dò, khai thác Đề tài Khoa học công nghệ cấp Bộ, mã số TNMT.2015.03.01 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), Địa chất tài nguyên địa chất, trang 101-109 ... chp- chalcopyrit, Gal- galena, Spl- sphalerit, BCT - biến chất trao đổi 4.5 Tuổi khoáng hoá liti granitoid phức hệ Sa Huỳnh Tuổi khoáng hoá kim loại liti vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh Tuổi khoáng hoá. .. chuyên sâu, li n quan đến lĩnh vực nghiên cứu Chương Đặc điểm địa chất quặng hoá liti vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh 3.1 Đặc điểm phân bố thân quặng Các thân quặng, thân khoáng hoá chứa Li, Sn vùng phát... phức hệ Sa Huỳnh 4.6 Xác lập kiểu mỏ kiểu quặng Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh 4.6.1 Xác lập kiểu mỏ liti vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh Căn điều kiện địa chất, đặc điểm phân bố, hình thái cấu trúc mối li n