Đang tải... (xem toàn văn)
Đối tượng cuối và đối tượng trung gian; vành phân tán địa hóa; phương pháp thạch địa hóa nguyên sinh; khảo sát địa hóa đá gốc; quy mô phân tán địa hóa nguyên sinh; phương pháp địa hóa thứ sinh; phân loại các vành phân tán thạch địa hóa thứ sinh... Để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu mời các bạn cùng tham khảo bài viết.
Đ ỊA HÓA HỌC T liệu V iệ t N am T i liệu th a m k h ả o Địa hóa hữu nghiên cửu ứng d ụng rộng rãi nhiều ngành khác liên quan đến m ôi trường đất, nước khơng khí mà liên quan tới khoáng sản nhiên liệu nhu than đá dầu khí F a lk o w s k i p., S c h o le s R Chính trình hình thành m ò dấu khí Biến Đ ông luận giải dựa s ố liệu địa hóa hữu N gồi ra, việc đánh giá thành phẩn vật chất hữu nước biến trầm tích biển liên quan tói nghiên cứu v ể m ôi trường biển Thành phẩn vật chất hửu xem chi tiêu môi trường biển, đặc biệt có mặt chất hừu khó phân hủy độc hại tổn lưu môi trường 603 B o y le E; C a n a d e ll J.; C a n í ie ld D , E ls e r ]., G r u b e r N , H ib b a r d K e t a l., 2000 T h e G lo b a l C a r b o n C y c le : A T e s t o f O u r K n o v v le d g e o f E a rth a s S y s te m Science (5490): 291-296 H u n t J M , 1996 P e tr o l e u m g e o c h e m is tr y a n d g e o lo g y , nd E d itio n 74 p g s ĩreem an and Company N e w Y o rk , M ayer L w., 1993 O r g a n ic m a tte r at th e s e d im e n t- v v a te r in te ría c e In O r g a n ic G e o c h e m is try : Principles and Applications, V ol 11 M H E n g e l a n d s A M a c k o e d : 171-184 N e w Y o rk : P le n u m Phương pháp địa hóa tìm kiếm khống sản N g u y ề n V ă n P h ổ V iệ n Đ ịa c h ấ t, V iệ n H n lâ m K h o a h ọ c v C ô n g n g h ệ V iệ t N a m G iớ i th iệ u Phương pháp địa hóa tìm kiếm khống sản A E Fersman đ ể xư ớng vào năm 1930 dựa sở quy luật phân bố, di ch u yển n guyên tố nhằm phát m ỏ khống Từ đến p hư ơng pháp phát triển nhiều nước th ế giới đà có n h ù n g bước tiến lớn, trờ thành m ột kỹ thuật quan trọng, có hiệu tìm kiếm khống sản Đ ó kết phát triến p hư ơn g pháp phân tích nhanh chóng xác đ ể xác định hầu hết n guyên tố bảng tuần hoàn Bối cảnh tạo đ iều kiện cho việc luận giải v ề chât vành phân tán n guyên sinh thứ sinh có liên quan với hầu hết mỏ Đối tượng cuối đối tượng trung gian Đối tượng cuối công tác tìm kiếm khống sản nói chung tìm kiếm địa hóa nói riêng m ò khống Theo quan niệm địa hóa, m ỏ khống hay thân quặng đá, tập trung n h ù n g n gu yên tố hóa học hay khống vật hừu ích có th ế tách đ ê phục vụ cho phát triến kinh tế Tuy nhiên, đặc tính , nên việc phát m ỏ (đặc biệt m ỏ ẩn) luôn m ột vân đê' khó khăn phức tạp thường gặp nhiều rủi ro D o đó, đ ể đạt m ục tiêu phát m ỏ điều kiện điều quan trọng phái nghiên cứu, phát đánh giá sơ đơi tượng trung gian, đ ó dị thường có liên quan tới vù n g , đới, cấu trúc, khối địa chất khác có triển vọ n g mà phạm v i chúng phát m ỏ Vậy đối tượng tìm kiếm địa hóa trung gian dị thường địa hóa có qui m loại hình khác Đ ối với m ỏ cụ thê đ ố i tượng tìm kiếm trung gian vành phân tán địa hóa Vành phân tán địa hóa Vành phân tán địa hóa đới dị thường n guyên tố quặng n gu yên tố kèm bao quanh thân quặng, mỏ N ó i cách khác, vành phân tán địa hóa dị thường địa hóa có liên quan tới m ỏ hay biếu quặng cụ th ế [H l] Căn vào c h ế thời gian thành tạo vành phân tán địa h óa có thê phân vành phân tán n guyên sinh thứ sinh Vành phân tán nguyên sinh đư ợc hình thành đ thời (đổn g sinh) sau (hậu sinh) trình tạo quặng Các vành phân tán n gu n sinh thường k g có ranh giới khơng gian rõ ràng v ó i đá v â y quanh Vành phân tán thứ sinh dị thường địa hóa đ ợ c tạo m ôi trường khác nhau: trầm tích, nước, khí lớp phủ thực vật, kết p hân hủy, biến đổi thành phần thân quặng q trình p hong hóa Vành phân tán thứ sinh d òn g chảy gọi d òn g phân tán 604 BÁCH KHO A TH Ư Đ ỊA CHÁT Mẩnh laterĩt Lớp két vón sầt Vành thứ Thân Vánh phân tán nguyên sinh H ình Các vành phân tán địa hóa xuất phát từ mỏ quặng bị phong hóa (Theo Butt Smith, 1980) Sự có m ặt vàn h phân tán dị thường địa hóa có q u y m ô loại h ìn h khác n hau q u yết đ ịn h p h n g pháp tiếp cận địa h óa đ ể từ đ ể xuâ't p h n g pháp tìm kiếm địa hóa nhằm phát m ỏ k hống C ó thê có hai n h óm p h n g p háp n hóm p h n g pháp địa hóa n g u y ê n sin h nhóm p h n g p háp địa h óa thứ sin h Tuy n hiên, thực t ế tìm kiếm địa h óa n g i ta thư ờn g g ọ i tên p h n g pháp theo m ôi trường lây m ẫu g m p h n g pháp sau 1) P hư ng p h áp thạch địa h óa n g u y ê n sin h (đá gốc); 2) P h n g p háp thạch địa h óa thứ sinh (trầm tích rời); 3) dòng 4) 5) P hư ng p háp thủy địa hóa (n óc trầm tích chảy); P h n g p háp khí địa hóa; P hư ng p h áp sin h địa hóa q trình kết tinh m agm a khác N g n g địa hóa khu vự c thường xuất phát từ hàm lư ợn g trung bình tồn vùng nghiên cứu [H.2] Q uy m ô phân b ổ địa p hư ơng thường vành phân tán có diện phân b ố hẹp phát triển tốt xung quanh đới khống hóa, đặc biệt xung quanh m ỏ nhiệt dịch Các vành phân tán đá vây quanh có n gư ỡng địa hóa cao n gư ỡng khu vực [H.2] hình thành đ ổ n g thời với khống hóa, chủ yếu q trình sinh sau có th ế gặp tất kiêu m ỏ có n guồn g ố c khác Trong đá vây quanh m ỏ dạng tầng có n guồn gốc trầm tích thường có vành phân tán rộng Cần đặc biệt lu n ý tới quy m ô phân b ố xung quanh m ỏ với khoảng cách vài chục m ét tính từ rìa thân quặng I \x y Đới phân tán I Hình S ự thẻ c c ngưỡng địa hóa khu v ự c v địa phương (Theo Aristov V.V., 1984) Khảo sát địa hóa đá gốc P h n g p h p th c h đ ịa h ó a n g u y ê n s in h P h n g pháp thạch địa hóa n g u y ê n sin h p h n g pháp địa hóa đá g ô c n hằm phát h iện n n g dâu h iệu địa h óa có liên q uan v ể k h ơn g gian với khốn g hóa, dựa n h ù n g biến đ ổ i h óa h ọ c đá đ ợ c tạo nên trình tạo k hoán g phân biệt th ế địa chất có khả n ă n g chứa k h oá n g hóa T ù y theo q uy m ô k hảo sát, p h n g p háp thạch địa hóa đá g ốc đ ợ c áp d ụ n g tâ't giai đoạn tìm k iếm -th ăm dò Q uy mơ phân tán địa hóa ngun sinh T heo phân tán địa h óa n g u y ê n tố đá g ố c có th ể phân hai loại q u y m ô phân b ố khu v ự c q uy m ô phân b ố địa p h n g Q u y m ô phân b ố khu v ự c th n g có d iện phân b ố rộng tới h àng trăm k ilom et vu ôn g, đ ó có tỉnh địa hóa n g u n g ố c m agm a tỉnh địa h óa n g u n g ốc trầm tích Dị th n g n g u y ên tố chi thị q uy m ô khu vự c thư ờn g sin h cù n g với khốn g hóa Ví dụ, kim loại có th ể thay th ế đ ổ n g hình silicat m ứ c đ ộ đ ịn h C ơng tác khảo sát địa hóa đá gốc đư ợc triển khai theo quy m ô phân tán địa hóa từ kết khảo sát định h ớng sơ b ộ khu vực khảo sát chi tiết địa phương Các n gu yên tố thị m ật độ lây mẫu đôi tượng quy m khác tóm lược Bảng K h ả o s t đ ịa h ó a đá g ố c khu vự c C ông tác khảo sát thường đư ợc triển khai ò tỷ lệ nhỏ :1 0 0 đến :2 0 0 nhằm phát tỉnh địa hóa có tiềm sinh khống cao Hẩu hết công tác thực m ột vù ng c c h lấy m ẫu theo m ạng lưới Một vài loại đá có th ế đư ợc lựa chọn đê lấy mầu phân tích Các m ẫu lây đ iếm lộ đá gơc từ cơng trình hào khu vự c bị phù lớp vỏ p hon g hóa trầm tích bở rời Chat lượng tính đại diện cùa vật liệu đư ợc lây mẫu vân đ ề then chốt công tác khảo sát khu vực Đê’ xác định đặc tính n guyên tố vết m ột loại đá m agm a đ ổn g nhâ't (vài chục km 2), nhâ't phải lấy 30 mâu đá tươi, mơi mâu phải bảo đàm đủ tính Đ ỊA H Ó A HỌC đại diện cua đá Mặt khác, cần khăng định chắn vật liệu thuộc v ể m ột pha magma Bàng Các nguyên tố mật độ lấy mẫu mục tiêu quy mô khảo sát khác Quy mô Đối tượng Khu vực Địa phương mỏ Các nguyên tố Phi quặng Quặng Các thể magma triẻn vọng K.Rb.Sr.Ba Li,Na,Ca Sn, W,Mo,U Sulíid đặc sít Fe,Na,Mg,Mn,Na, (K),(Ca),(Ba) Cu,Zn,Pb Mạch thay As,Sb,Ta,Bi Cu,Pb,Zn Au.Ag Porphyr K,Ca,Rb,Sn,Mn, (Mg) Cu,Zn, Mo,S Cu,Pb,Zn, Mật độ mẫu Khu vực 605 K h ả o s t đ ịa h ó a đ g ố c đ ịa p h o n g C ông tác k hảo sát địa hỏa đá g ố c quy m ô địa p h n g nhằm phát hiện, xác đ ịnh vành phân tán n g u y ê n sin h h oặc vành phân tán thâm lọc có liên q uan với m ò k ho n g tích tụ d ầ u khí V ành phân tán có th ể đ o n n g u y ên tó đa n g u y ên tố [H.3] Sự phân tán n g u y ên tố o đá vây q uan h xảy tất kiểu m ỏ, g m m ỏ đ ợ c thành tạo d i sâu có n g u n g ố c nhiệt dịch m ỏ d n g tầng có n g u n gốc trầm tích C ông tác lây m ẫu đá g ố c k hảo sát chi tiết đ ợ c b ố trí theo m n g lư ới chủ y ếu nhằm v o đá bị b iến đ ổi đ ê phát h iện đ ối tượng: Địa phương mỏ Sulíid Fe,Mn,Na,K,Ca,Mg, Cu,Pb,Zn,(S) (H20),(Rb),(Sr) đăc sít Mạch Cu,PbtZn, thay Au.Ag ( Govett, 1978) 1) Các vàn h p hân tán x u n g quan h m ỏ su líu r đ ặc sít có n g u n g ố c p hu n trào; 2) Các vàn h phân tán biến đổi n h iệt dịch x u n g quanh khối xâm nhập; 3) Các vàn h phân tán khuếch tán thấm thâu x u n g q uan h m ỏ d n g m ạch Tính phân đới địa hóa Tính phân đ i d ị thư ờn g địa hóa x u n g quan h m ỏ q u ặ n g có ý n gh ĩa quan trọng tìm kiếm địa hóa Các d ữ liệu đ ợc tích lũ y ch o thấy vàn h phân tán n g u y ê n sinh x u n g quan h m ỏ q u ặn g có th ế theo ch iểu thăng đ ứ n g theo ch iểu nằm n gang Trên sở kết phân tích có th ế xác định tinh chun hóa địa hóa đặc trưng tích tụ hay n gh èo n gu yên tố nhâ't định m ột hay tâ't loại đá thường gặp Ví dụ, granitoid với m ỏ thiếc thường có hàm lượng thiếc cao hăn so với granitoid khơng chứa khống hóa; X ung q uan h m ỏ n g n hiệt d ịch (d ạn g m ạch) có thê h ình thành vành phân tán q u ặn g (H g, A s, Sb, (B, F, I, Ba)), gần q u ặn g (A u, A g, Pb, Zn, C u) d i q u ặn g (Bi, Mn, Co, N i) ch ổ n g lấn T ính phân đới địa hóa thẳng đ ứ n g n ày có th ể đ ợc đ ổn g thời có giàu lên n gu yên tố Li, F, Be, Rb nghèo bari (Ba) trình tạo k ho n g đ n giai đoạn [H.3] nhận biô't thân quặng riêng lẻ q Hình Mơ hình phân bố nguyên tố lý tưởng xung quanh mỏ quặng vàng (Theo Li et ai, 1989) 606 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT Vành phân tán khơng có đới làm giàu ngu n tố tạo quặng mà có đới n ghèo kiệt kèm chúng liên kết với vê' không gian tạo nên hệ địa hóa riêng biệt [H.4] Câu trúc hệ địa hóa m ỏ quặng đặc trưng bời phân đới phân cực, đ ó đới làm giàu nhân hệ thường phân b ố phẩn bên ngồi hệ Theo quy luật, kích thước đới làm giàu thường nhỏ so với đới n ghèo kiệt Đ ới nhân thường đư ợc làm giàu n gu yên tố nhóm sắt (Fe, Sc,Ti, Cr, Zn và/hoặc Cu); bên nhân hệ, n guyên tố nhóm sắt thường bị n ghèo kiệt N ếu khống hóa quặng đại diện m ột ngu yên tố nhóm sắt đới làm giàu bên ngồi đư ợc hình thành n gu yên tố khác nhóm Chu vi hệ đia hóa quặng chuyển theo phư ơng thức co học, chủ yếu d eluvi quặng có chất hạt vụn Phương thức đặc trưng cho điểu kiện p hong hóa m ò k hơng chứa sulíur, hàm lượng n guyên tố vết thường liên quan tới có mặt khống vật quặng bền n hư chromit, cassiterit, colum bit, v v Vành phân tán mĩ (hóa học): n g u y ên tố d ạng hợp chất tan hình thành dị thư ờng địa hóa có chất hóa học Phương thức đặc trưng cho trình p hon g hóa hóa học m ỏ kim loại dễ tan (evaporit, urani), m uối sulfat kim loại tan m trường phong hóa m ỏ sulfur 2) Theo vị trí tương đối giữ a vành phân tán thú sinh với thân quặng gổíc vành phân tán n guyên sinh có th ế phân vành phân tán tàn du vành phân tán chờm phủ Vành phân tán tàn dư đ ợc thành tạo từ thân q uặn g hay từ vành phân tán n g u y ên sin h có thơ đ ợc g iữ n g u y ên v ỏ p h o n g h óa cù n g với đá gố c trước p h o n g hóa Sự hình thành vàn h phân tán tàn d chủ yếu có liên quan tới c h ế p h ân tán học Đới làm giàu ngun tổ nhóm sắt Đới nghèo kiệt ngun tố nhóm Hình Mơ hình đới hệ địa hóa quặng đa kim P h n g p h p th c h đ ịa h ó a th ứ sin h Phương pháp thạch địa hóa thứ sinh đư ợc triển khai nhằm phát dị thường vành phân tán trầm tích bờ rời có liên quan tới m ỏ quặng khác D o q trình p hon g hóa, n g u y ên tố quặng n gu yên tố kèm giải p hón g di chuyên vào trầm tích bờ rời m ỏ quặng, làm cho hàm lư ợng chúng đ ó tăng cao so với nển bình thường, tạo nên vành phân tán thứ sinh Phương pháp triển khai rộng rãi tìm kiếm địa hóa, lẽ phương pháp có th ế áp d ụn g n hữ n g điều kiện địa hình cảnh quan khác m ang lại hiệu thuyết phục việc phát m ỏ quặng Vành phân tán chờm phủ hình thành phạm vi, đ ó quặng gốc hồn toàn vắ n g mặt trước phát triến trình phân tán thứ sinh Trong vành phân tán này, n g u y ên tổ đư ợc phân tán chủ yếu theo co c h ế hóa học (m uối tan) 3) Theo m ức đ ộ xuất lộ vành phân tán có thê phâ^i ra: vành phân tán hờ lộ mặt đất; vành phân tán kín dư ới đ ộ sâu định dư ới m ặt đất Trong kiểu vành phân tán thứ sinh, vành phân tán h tàn d (eluvi, d elu vi) có ý n ghĩa h a n tìm kiếm Đ iểu d o m ỏ thuộc kiêu n guồn gốc khác tạo nên vành p hân tán thường nằm tầng cấu trúc khu vực bóc m òn tích cực Khảo sát thạch địa hóa thứ sinh Các đối tượng lấy mẫu Tùy thuộc vào cấu trúc địa chât, điểu kiện cảnh quan m ẫu thạch địa hóa thứ sinh có thê đ ợc lấy trầm tích bở rời, sườn tích hay v ỏ phong hóa theo m ạng lưới quy định Trong trầm tích elu v i-d elu v i proluvi với đ ộ dày không lớn (dưới m); dị thư ờn g có thê Phân loại vành phân tán thạch địa hóa thứ sinh xuất n gay mặt gần m ặt đất dư ới lớp Các vành phân tán thạch địa hóa thứ sinh đư ợc thô ờng sâu tủy thuộc vào lớp phu Khi phân loại theo tiêu chí khác sau: lớp phủ tĩnh dị thường có thê phát 1) Theo phương thức di chuyển n g u y ên tố mặt; lớp phủ bị chuyển dịch dị thường nằm sâu [H.5] vành phân tán có th ể phân chia vành phân tán thứ sinh thành vành phân tán học vành Vỏ phong hóa củng đối tượng lấy mâu địa hóa phân tán m i quan trọng, v ì tầng đại diện cho Vành phân tán học: pha khoáng vật gặp trạng thái rắn, thường khoáng vật n gu yên sinh hay thứ sinh đới biếu sinh, chúng di địa chât thứ sinh chỗ Trong v ù n g quặng Au, Ni, Co, AI (bauxit), v.v tìm thây nhiểu m ỏ hay biểu quặng ngun tố nói hình Đ ỊA H ÓA HỌC thành m ỏ laterit N ói cách khác, chúng tập trung q trình phong hóa Đ ê lây mâu thạch địa hóa sâu cẩn đào hô tặn dụng lô khoan, giêng nước có sẵn 607 Tại v ù n g quặng vàng, mâu lây cẩn có khối lư ợng lớn 100-300g Đ ế phân tích n guyên tố phân tán m ột s ổ vùng, phẩn hạt mịn đư ợc lây m âu có thê mành vụn tàng lăn (nhu tảng thạch anh, tảng m ũ sắt, galenit) Đ iểu đà chứng m inh hiệu việc phát m ột s ố kiêu m ỏ khoáng nhât định Các mảnh vụn nặng hay nhẹ gặp dọc theo tuyến m ạng lưới lấy mâu ghi nhận trực quan đư ợc đưa lên điếm lấy m ẫu Khi tât d ữ liệu từ phân tích m ảnh vụn vẽ lên đổ, quạt d ò n g phân tán địa hóa thường đưa mà đ iếm đinh bắt đầu thường đánh dâu vị trí khống hóa nằm P h n g p h p th ủ y đ ịa hóa Phương pháp thủy địa hóa dựa nghiên cứu thành phần hóa học nước mặt nước đâ't nhằm phát dị thường có liên quan với m ỏ khoáng V iệc phát luận giải dị thường tạo tảng phư ơng pháp tìm kiếm thủy địa hóa Phương pháp thủy địa hóa đà đư ợc áp d ụn g rộng rãi nhiêu nước th ế giới trở thành công cụ hừu hiệu tìm kiếm m ỏ khống urani, m ỏ su líu r khống hóa nhiệt dịch khác Sự hình thành dị thường thủy địa hóa Hình Dạng phân bố kim loại theo chiều sâu, theo xấc định vị trí thân quặng gốc Đ ộ sâu lấ y m ẵu C ông tác lấy mẫu địa hóa trầm tích bở rời tiến hành đ ộ sâu nhât định, thường lấy mẫu phẩn trầm tích bở rời đ ê định vị dị thường có liên quan tới đá gốc m ột cách rõ ràng Các mâu lây từ sườn thung lũng với độ dày lớp phủ vượt 3m, từ khu vực bổi tích thung lùng, bổn trũng núi từ câu trúc sụt lún lấp đ ẩy trầm tích bở rời, bề dày có th ể đạt tới - m - cẩn sử d ụn g khoan lây mẫu Trong điều kiện địa chất nhâ't định có th ể phải lấy mâu tâ't tầng p hon g hóa phía Ớ m ột s ố vù n g việc lây m ẫu tầng hữu có hiệu quả, m ột s ố vù n g khác lẫy m ẫu đới phong hóa bên lại tỏ hiệu Khi nước thâm vào thân quặng gần bể mặt đới p hon g hóa, khống vật quặng bị phân hủy sỏ nguyên tố bị hòa tan bị mang di Kết tạo n ng dị thường với hàm lư ợng n guyên tố tăng cao nước khu vự c lân cận m ỏ khống Khi nước dư ới đâ't vào d òn g chảy mặt cũ n g làm hàm lượng n guyên tố n hữ ng d òng nư ớc cao so với trị s ố bình thường nư ớc [H ] Dòng phân tán Pb-Zn phù đất Thân quặng Pb-Zn tròng đá gốc C ác d ạn g m ầ u từ c c th ể đ ịa c h ấ t b rờ i Đ ối với trầm tích bờ rời, đ ê thu khoáng vật nặng cẩn tiến hành đãi mẫu V iệc nghiên cứu khoáng vật bền, nặng m ảnh vụn p hong hóa ngày trờ nên hùn hiệu tìm kiếm Mẩu lây thường cẩn có trọng lượng 30-50g tập hợp hạt nhỏ xen tảng cát, bột Hình Thân quặng Pb-Zn bị phong hóa tạo vành phân tán địa hỏa lớp phủ vào nước cách học (A) ngấm theo nước ngầm (B) N ớc mặt nước đất từ n gu ồn lộ đối tư ợng đ ê nghiên cứu xác lập n ng dị thư ờng thủy địa hóa khu vự c có liên quan tới 608 BÁCH KHO A TH Ư Đ ỊA CHÁT khốn g hóa C òn n ó c d i đất từ lỗ khoan đ ợc sử d ụ n g đ ể tìm k iếm m ỏ thân q uặn g d ới sâu N g o i ra, tìm kiếm th ủ y địa hóa kết hợp với lấy m ẫu trầm tích d ò n g chảy T h ôn g thư ờn g h àm lư ợ n g n g u y ên tơ' n c n gẩm cao h o n n ớc từ d ò n g chảy m ặt [Bảng 2] Phần lớn n g u v ê n tố v ết nư ớc n gầm cũ n g có hàm lư ợ n g cao so với d ò n g chảy mặt B àng Hàm lượng nguyên tố nước mặt nước ngầm Các nguyên tố Nguyên tố N ớc m ặt N ước ngầm (m g/l) (m g/l) c (HCO3) 58 200 Ca 15 50 7,8 20 K 2,3 Mg 4,1 Na 6,3 30 3,7 30 Cl s (SO2 ) Si (SỈO2 ) pH TDS 14 120 n gu yên tố vết nhâ't thiết phải lọc qua giây lọc 0,45[am, sau acid hóa đến pH đ ế tránh hấp phụ hay giải p hón g CƠ oxy hóa hợp phần nhâ't định phải bảo quản nhiệt độ 4°c đem phân tích H àm lư ợn g n g u y ên tố v ết nư ớc thư ờn g thâp, nhỏ lOOppb, p h n g pháp phân tích xác độ nhạy cao m ột yêu cầu khảo sát thủy địa hóa Các p h n g pháp quang p hổ hâp thụ n g u y ên tử (AAS), h uỳn h q uang (đối với urani) khối p h ổ plasm a cộn g h n g kép (ICP-MS) thích hợp nhâ't phân tích m ẫu nước Lấy mẫu phân tích mẫu trđm tích dòng cháy: nghiên cứu trầm tích d òng chảy khoáng vật nặng đư ợc thực đ ế xác định hư ớng di chuyên n gu yên tố phân tán khoáng vật dọc theo d òng chảy mặt khu vực [H ] Phương pháp t ỏ hữu hiệu tìm kiếm m ỏ vàng [H.7] Màu trọng sa 16 7,4 350 N g u n : R o se , H a w k e s W ebb , 1987 H ành vi n g u y ê n tố n c đ i tiếp xúc vớ i k hốn g h óa phụ th u ộc v o kiểu k hốn g hóa, loại đá chứa, m trường hóa h ọc đặc đ iểm thủ y văn Các y ếu tố q u y ết đ ịn h h ìn h thành h ìn h d ạn g vàn h phân tán thủ y địa h óa bao gồm : 1) Tính chất lý h ọc h óa h ọc d n g di ch u y ên n g u y ên tố; 2) T hành phần đới k ho n g hóa; 3) Khí hậu khu v ự c (biến đ ổi khí hậu theo mùa); 4) Đ ịa hình; 5) T hành phần đ ộ thâm đá chứa q u ặn g lớ p p hủ quặng; 6) H n g chảv n ớc ngẩm ; 7) M ôi trường địa chất; 8) Đ ộ d ày kiếu loại lớp phủ; 9) Đ ặc tính n ớc chảy qua (pH , Eh, đ ộ kiểm , v.v ) Lắy mẫu phân tích mẳu thủy địa hóa Lấy mẫu phân tích mẫu nước: T ùy theo đ iểu kiện địa p h n g, m ẫu n c có thê đ ợc lây từ d ò n g chảy mặt, hổ, giếng, lỗ khoan cơng trình khai đ m ỏ N c m ặt đ ợc lây m ẫu k hoản g đ ều đ ặn th eo m ạn g sô n g suối Lây m ẫu th ủ y địa hóa có n h ữ n g đặc đ iểm riêng tủ y thu ộc v o v iệ c xử lý m ẫu Các chi tiêu pH , Eh oxy h òa tan (DO ) n ớc đ ợ c xác đ ịn h h iện trường Các m ẫu đ ợ c lây vào bình, chai nhựa d u n g tích từ 0,1 - 0,5 lít N c từ lỗ k hoan đư ợc lây d ụ n g cụ ch u y ên d ụ n g có d u n g tích tù 0,5 - 1,0 lít N ếu m ẫu d ù n g ch o phân tích anion k h ơn g cẩn lọc, m ẫu đ ê phân tích o < 30 ppm • 30 - 300 ppm # X > 300 ppm Điểm khoâng hốa vầng Hình Các kết khảo sát mẫu trọng sa trầm tích dòng chảy mỏ vàng Các mẫu thu thập từ trầm tích tươi đáy d òng chảy, phần hạt mịn < 0,063 m m (lưới 80 mesh) thường sử dụng đê phân tích ngun tố phân tán hóa học phương pháp ICP-MS AAS Các khoáng vật nặng phân tán học thu tù đãi trầm tích phân tích kính hiển v i phân tích từ cảm Các nguyên tố thị thủy địa hóa M ối liên quan thành phần hóa học nưóc với có m ặt nguồn lộ xuất phát từ via quặng n gu yên nhân tạo nên dị thường thủy địa hóa Mỗi kiểu m ỏ khác tạo nhửng dị thường đặc trưng gồm tô hợp n guyên tố khác biệt N h n g tơ hợp ngun tố nhũng Đ ỊA H Ó A HỌC chi thị thuy địa hóa cho kiêu m ỏ [Báng 3] Sau tỉây chì thị có ý nghĩa quan trọng sử d ụng hiệu tìm kiếm thủy địa hóa 609 n g u y ê n tố, đ ó n gồi chức n ăn g thị ch o khống hóa nhiệt dịch, fluor sử dụng làm Bàng Các nguyên tố chì thị thủy địa hóa kiều n g cụ k iếm tra n ớc u ố n g v i n n g đ ộ F" tối đa ch o p h ép l,5 m g /l (Q C V N 01-2009/BYT) - Vàng: hàm lượng vàng nước mỏ khác phân tích sử dụng làm thị trực tiếp tìm Các ngun tố thị quặng hóa Kiểu mò Oxy hóa mạnh O xy hóa yếu Đồng - pyrit Cu, Zn, Pb, As, Ni, Co, P.Cd.Se.Ge.Au, Ag, Sb Zn, Pb, Mo, As, Ge.Se, F Đa kim Pb, Zb, Cu, As, Mo, Ni.Ag, Cd, Sb, Se, Ge Pb, Zn, Mo, Ni Molybden Mo, w, Pb, Cu, Zn, Be, F, Co, Ni, Mn Mo, Pb, Zn, F, As, Li Wolfram beryli w, Mo, Zn, Cu, As, F, Li, Br, Rb w , Mo, F, Li Thủy ngản antimon Hg, Sb, As, Zn, F, B,Se, Cu Ag, As, Zn, B, F Quặng vàng Au, Ag, Sn, As, Mo, Se, Pb, Cu, Zn, Ni, Co Ag, Sb, As, Mo, Zn Quặng thiếc Sn, Nb, Pb, Cu, Zn, Li,F, Be Sn, Li, F, Be, Zn Titan magnetit Ti, Fe, Ni, Co, Cr Ni, Fe Đồng - nickel Ni, Cu, Zn, Co, Ag, Ba.Sn, Pb, u Ni, Zn, Sn, Ba Ag, Baryt - đa kirr Ba, Sr, Cu, Zn, Pb, As, Mo Be, Mo As, Urani u, Th, Se, Y, REE, Ti, Fe, As, Pb, p u, Cu, Ba, Sr, Zn, Pb, As, V As, kiếm m ỏ v n g v ù n g có trầm tích p hủ di ch u yên Các m ẫu n ớc đ ợc acid h óa b ằng HC1 tới pH < Bột than hoạt tính đưa vào đế hâ'p phụ vàn g, sau đ ó bột than đ ợ c sây k hô p hân tích b ằng p h n g p háp q uan g p h ổ h ấp thụ n g u y ê n tử - Urani: với chât địa hóa nguyên tố ưa đá (litoph ile) ưa o x y (oxyp h ile), urani d ê bị o xy h óa thành U 6+ linh đ ộ n g có m ặt o xy n ớc tự n h iên ion quan trọng nhât uranyl U Ơ 22+ Trong n ớc su ố i, urani tạo thành hợp chât với ion p h osp h at, carbonat, fluor sulíat D ới đ iểu kiện khử, urani k h ô n g linh đ ộ n g đ ợ c lắng đ ọ n g từ d u n g dịch, n hất có m ặt vật chất hữu ca đ a n g p hân h ủy N h ữ n g biến đ ộ n g theo m ùa n h thay đ ổi đ ộ sâu m ự c n c n gầm ảnh h n g đ ến q uy m ô cư n g đ ộ d ị th n g urani thứ sinh P h n g p h p k h í đ ịa h ó a Các đối tư ợ ng lấy mẫu khí địa hóa Sr, Các khí đ ợ c đa dạng, gổ m carbon d ioxid thủy ngân sử d ụ n g tìm kiếm khốn g sản hydrocarbon, h ydro su líu r (H 2S), (CO ); n g u y ên tố d ễ bay vật chất dạng hạt k g khí sử dụng làm đối tượng lấy mẩu Các khí hydrocarbon sử dụng râ't hiệu (T h e o B e u s G rig o ria n , 1975) tìm kiếm dầu m ỏ khí tự n hiên Khí thủy ngân Fluor thị thủy địa hóa tốt cho nhiều đ ợc sử d ụ n g rộng rãi khảo sát địa hóa khí kiếu khống hóa nhiệt dịch khác [Bảng 3] làm chi thị cho m ỏ thủy ngân m ỏ khoáng Nguyên tố ứng dụng thành cơng su líu r ẩn [H ] L un h u ỳ n h d ioxid (SO 2) đ ợc sử khảo sát quy mô khu vực chi tiết cách d ụ n g làm thị ch o sulfur bị ox y hóa R adon lấy mẫu nước mặt từ dòng chảy, phân biệt kiểu magma granit khác khu vực nghiên cứu dị thường tạo nên khống hóa Hiện nay, tìm kiếm, phương pháp phân tích mẫu nước áp dụng theo đa 10 ®mg/l 10'8 mg/l 100 heli sản phẩm phân rằ dạng khí khống vật urani nhận đ ợc ý đ án g k ể làm thị địa hóa khốn g hóa urani N n g đ ộ khí radon heli khí đất nước ngầm giúp phát đ ợc m ỏ k hoáng urani ẩn o-0 mg/l Hình Dị thường khí Hg khí đất: a) mỏ thủy ngân; b) mỏ đa kim c) mỏ chi kẽm ẩn 1- trầm tích bở rời; 2- tầng trầm tích phủ; 3- đứt gãy kiến tạo; 4- thân quặng; 5- đồ thị hàm lượng khí thủy ngân; 6- đồ thị hàm lượng thủy ngân pha rắn (Theo v v Aristov, 1984) 610 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT D o việc lấy m ẫu khí phức tạp nên phẩn lớn khí xác định nhờ sử d ụ n g thiết bị phân tích khí xách tay đại trường Nguồn gốc chất khí Trong s ố khí m ỏ quặng có th ể phân thành nhóm chính: 1) khí sinh với q trình tạo quặng; 2) khí từ đới đứt gãy kiên tạo; 3) khí sinh q trình biểu sinh Khí sinh q trình tạo quặng chứa bao th ế khoáng vật quặng hay khống vật mạch Đ ổi với nhóm m ò nhiệt dịch, đ ó khí CƠ 2, HĩS, SƠ 2, CH4, H 2, h alogen bay khí khác Khí từ đứt gãy kiến tạo có n guổn gốc sâu [H.9], di chuyến theo đới đứt gãy kiến tạo khống c h ế quặng, có thân quặng Các khí (CƠ 2, CH4, He, H 2) sản phấm trình m agm a n hư sản phẩm phân rã hạt nhân xảy lòng đất N hóm thứ ba gồm hợp phẩn (CO 2, Ơ 2, H khí khác) tạo trình diễn đới biếu sinh m ỏ quặng N h ữ n g biến đối hóa lý khống vật quặng xảy tích cực đới oxy hóa m ò quặng sulfur S i □ EH34 ( s ] E m ối liên quan hữu m ột s ố trường hợp thành phẩn hóa học m trường số n g làm xuất h iện s ố đặc điểm hình thái sin h vật Trong tìm kiếm sinh địa hóa, ngồi việc phân tích thành phẩn hóa học sinh vật, cần theo dõi đặc đ iểm hình thái cối, tạo sở ch o n ghiên cứu địa thực vật Phương pháp sinh địa hóa thực thụ Bản chât phương pháp sinh địa hóa thực thụ xác định thành phần hóa học thực vật thông qua mẫu thực vật thu thập, đốt thành tro phân tích tro, từ đ ó phát dị thư ờn g n g u y ên tố có lớp phu thực vật T h ông thường, mẫu đư ợc thu thập tử phận cá thê thuộc m ột loài thực vật, chang hạn cành, hạt Kết nghiên cứu cho thấy m ò khống đổng, urani, nickel, vàng, bor xuất nhừng vành phân tán sinh địa hóa [H.10] Tuy nhiên, phương pháp chưa ứng dụng rộng rãi ứng d ụ n g cẩn có thử nghiệm vâ'p phải nhừ ng khó khăn sau đây: 1) Việc lấy mẫu xử lý m ẫu sinh địa hóa phức tạp, thảm thực vật thường râ't đa dạng phức tạp; 2) Khi đốt m ấu m ột s ố nguyên tố bị bay mâ't; 3) Kết phân tích phụ thuộc vào loại thực vật thời gian năm S I Ũ Hình Hàm lượng C tăng cao theo đứt gảy kiến tạo mặt cắt địa chất 1-các trầm tích Đệ tứ; 2- đá vôi; 3argilit; 4-cát kết; 5-cuội kết; 6-granit; 7- lỗ khoan; 8-đứt gãy kiến tạo (Theo Aristov, 1984) Các khí ba nhóm định hình thành vành phân tán khí đa hợp phẩn m ỏ quặng; công tác khảo sát thực địa khăng định kha phát h iện chúng Các dạng cân đối dị thường khí bình đ ổ theo kết tính tốn tương ứng với m ỏ dầu khí hay via quặng P h n g p h p s in h đ ịa h óa Phương pháp sinh địa hóa tìm kiếm khống sản dựa nghiên cứu thành phẩn hóa học sinh vật, chủ yếu thực vật Giừa thành phần hóa học sinh vật thành phần m ôi trường sống có HB&811 IT T i ILLl ỉ* y ] [0X0 H m ãi Hình 10 Vành phản tán thạch địa hóa tàn dư bị chơn vùi với vành phân tán sinh địa hóa tách rời 1- thân quặng, 2- đới biến đổi gần quặng, 3- đá phun trào, 4- vỏ phong hóa, 5- trầm tích phủ, 6- vành phân tán thạch địa hóa, 7- vành phân tán sinh địa hóa (Theo Glazovskaya,1972) Hiện nay, thực vật ra, nhữ ng đ ộ n g vật khác sử d ụng làm đối tư ợng lấy máu sinh địa hóa cá (gan), đ ộn g vật thân m ểm (phán m ềm ), trùng (tồn thê) v i sinh vật Các kết nghiên cứu cho thây n hữ n g đ ộ n g vật thư ờng phàn ánh sụ có m ặt khống hóa khu vự c chúng sốn g với hàm lượng n g u y ên tố khác cao so với hàm lượng bình thư ờng Sự thích nghi sinh học loài vi sinh vật với hàm Đ ỊA H ÓA HỌC 611 lượng cao n guyên tố ưa lun huỳnh (chalcophile) đươc nghiên cứu kiến nghị bô su ng vào côn g nghệ tìm kiếm khống sản kim loại H iệu phương pháp sinh địa hóa thực thụ n âng cao kết hợp với phương pháp địa thực vật h iện m ối liên quan chúng với khống hóa m ỏ quặng C ơng việc khơng nhữ ng đòi hỏi phải có kiến thức tốt v ể lý thuyết địa hóa mà cẩn có kinh nghiệm thực hành việc kiểm tra đán h giá dị thường (trên m ức nền) n g u y ên tố đ ế từ phát đư ợc m ò khoáng Phương pháp địa thực vật Xử lý liệu địa hóa Phương pháp địa thực vật dựa kết nghiên cứu v ề phát triển hình thái thực vật quấn th ể hay chủng loại đ ế phát dị thường có liên quan tới khống hóa N h ữ n g thực vật phát triển đât chứa hàm lượng cao kim loại thường có b iến đổi v ề hình thái xuất nhừng chứng bệnh n hư úa vàng, còi cọc hay biến sắc hoa [H ll] C ông cụ d uy n hất xừ lý d liệu địa hóa p h n g pháp toán thống kê, p h n g pháp cho p h ép hệ thơn g hóa d liệu m ột cách khoa học H iện n ay, v iệc sử d ụ n g phẩn m ềm m áy v i tính hơ trợ nhiều khâu xử lý C ó ba loại quy trình xử lý d liệu thư ờn g đ ợc sử d ụng 1) Thế h iện d ữ liệu địa hóa theo k g gian hai chiều liên quan đến quy trình vẽ đồ thị khoanh nối tụ đ ộn g; 2) T hổng kê đơn biến - xác định sư u tập m âu, khoảng giá trị n g n g dị thường đ i v ó i từ ng n g u y ên tổ; 3) T hống kê đa biến - xác lập m ôi tư ơng quan giửa tô hợp m ột SỐ n g u y ê n tố với sở xây d ự n g đổ thị tất cặp d ữ liệu, phân tích thành phần chính, phân tích chùm kiến thức dựa SỐ tố hợp ? f f c) H ìn h 11 Biến đổi màu sắc cánh hoa anh túc ảnh hưởng khoáng hốa Co-Mo a - hoa binh thường; b - hoa bị biến sắc; c - mức độ biến đổi cánh hoa tràng hoa (Theo Malyuga, 1964) N n g biên đ ổi v ể hình thái quẩn thê thực vật m ột vù n g có thê phát sở phân tích ảnh viễn thám Ví dụ, Mỹ phát khác biệt v ề p hổ phản xạ m ột sô' loại sinh số n g d iện tích có dị thường Cu Mo; v ù n g rửng nhiệt đới A m azon phát dị thường n hừng tập hợp thực vật đặc ch ủ ng phát triển diện tích có quặng đ porphyr Tâ't nhiên, n hư p hư ơn g pháp sinh địa hóa thực thụ, phương pháp phải thừ n ghiệm chưa thê thay th ế việc phân tích mâu địa hóa thơng thường X lý v lu ậ n g iả i tài liệu tìm k iế m đ ịa h óa Xừ iý luận giải d ữ liệu khâu cuôi quan trọng tìm kiếm địa hóa Xử lý d ữ liệu địa hóa hệ thống hóa d ữ liệu biểu diên chúng d ạn g toán học hay đ ổ giải Luận giải dị thường địa hóa d iễn đạt lý luận v ề nguồn gốc, xác định phân bô' n gu yên tố hóa học phạm v i trường địa hóa cuối H ầu hết d liệu địa hóa đểu có phân b ố chuẩn (chuẩn thường chuấn loga) [H.12] Các tham s ố thống kê chủ yếu gồm: X hàm lượng trung bình hay hàm lượng nền; s đ ộ lệ c h c h u ẩ n ; X ± s hàm lượng dị thư ờng tối thiểu hay n g ỡ n g dị thường Xác đ ịnh hàm lư ợn g râ't quan trọng, v ì có sở hàm lư ợn g m ới đ ánh giá đ ợc dị thư ờn g Song hàm lư ợn g m ỗi n g u y ên tố k h ô n g phải m ột đại lư ợn g tuyệt đối mà m ột d ã y giá trị, tạo nên khoảng d ao đ ộ n g hàm lư ợ n g [H.12] Luận giải dị thường địa hóa Luận giải dị thường địa hóa tiến hành nhằm m ục đích đánh giá khu vự c có triến v ọ n g gồm tiêu chí sau: ) m ức trị s ố hàm lư ợ n g n g u y ên tố nền; ) kích thước khu vự c dị thường; 3) đặc điểm địa chât; 4) phạm vi ảnh hư ởng m ôi trường địa phư ơng đến hàm lư ợn g kim loại hình dáng dị thường; 5) tính phân đới địa hóa dị thường m ỏ quặng T liệ u V iệ t N a m Phương pháp thạch địa hóa thứ sinh nhà địa chất Xô Viết đưa vào V iệt N am từ năm 60 th ế kỷ trước gọi phư ơng pháp kim lượng Các m âu đất lây phân tích p h n g pháp quang p hổ bán định lượng N ng kết 612 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT phương pháp góp phần phát m ột SỐ m ỏ như: m ỏ thiếc Sơn D ương, m ỏ titanilm enit Thái N gu yên , v v Vào năm 70 th ế ký trước, m ột s ố tác giả công b ố kết ứ ng d ụ n g phương pháp thủy địa hóa tìm kiếm m ỏ chì kẽm N h u n g kết phân tích tản m ạn chưa khoanh nối dị thường gân v ù n g quặng cụ thế, đ ó n ng kết chi m ang tính tham khảo N gày nay, kỹ thuật phân tích đại phát triển, nhiên d o giá thành phân tích cao nên đ ể án sản xuât, phương pháp địa hóa khơng coi trọng 15% / rĩ h \ \\ /' 10 100 Log H m lư ợ n g 1000 ppm Hình 12 Biểu đồ tần số (histogram) đường cong tần suất tích lũy phân bố log chuẩn liệu gồm hai tập mẫu i m p o r ta n c e in th e g e n e s is o f a n d e x p lo r a tio n fo r m ineral T i liệu th a m k h ả o d e p o s it s Geochemistry: Exploration, E tivironm ent, A nalysis V.3: C o h e n D R., K elley D L., A n a n d R., a n d C o k e r w B 2010 M a jo r a d v a n c e s in e x p lo tìo n g e o c h e m is try , 1998-2007 Gcochemistry: Expỉoration, Enuironment, Anaỉysis, D unn V 10, no 1:3-16 c E., 2007 B io g e o c h e m is try in M in e r a l E x p lo tìo n ( H a n d b o o k o f E x p lo tio n a n d E n v ir o n m e n ta l G e o c h e m is try ) Eỉsevier 480 p g s G o ld b e r g I s., A b r a m s o n G ]., H a s la m c o a n d L o s V L , 0 D e p ie tio n a n d e n r i c h m e n t o f p r i m a r y h a lo e s : t h e i r 281-293 G o v e t t G J s (e d ), 1983 R o c k G e o c h e m is tr y in M in e r a l E x p lo r a tio n Handbook o f E xploration Geochemistry V.3 1-461 Elsevier A m s te r d a m R o se , A W /H a w k e s / H E., a n d J s W e b b , 1987 Geochemistry in M in e ỉ E xploration (s e c o n d e d itio n ) A c a d e m ic P r e s s Londotì 657 pgs ... tảng phư ơng pháp tìm kiếm thủy địa hóa Phương pháp thủy địa hóa đà đư ợc áp d ụn g rộng rãi nhiêu nước th ế giới trở thành công cụ hừu hiệu tìm kiếm m ỏ khống urani, m ỏ su líu r khống hóa nhiệt... địa hóa khu v ự c v địa phương (Theo Aristov V.V., 1984) Khảo sát địa hóa đá gốc P h n g p h p th c h đ ịa h ó a n g u y ê n s in h P h n g pháp thạch địa hóa n g u y ê n sin h p h n g pháp địa. .. g pháp tìm kiếm địa hóa nhằm phát m ỏ k hống C ó thê có hai n h óm p h n g p háp n hóm p h n g pháp địa hóa n g u y ê n sin h nhóm p h n g p háp địa h óa thứ sin h Tuy n hiên, thực t ế tìm kiếm