Nghiên cứu xác lập các thuộc tính đặc trưng các kiểu mỏ ruby, saphir trong đá gneis của việt nam (kiểu mỏ tân hương trúc lâu)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Lê Thị Thảo NGHIÊN CỨU XÁC LẬP CÁC THUỘC TÍNH ĐẶC TRƯNG CÁC KIỂU MỎ RUBY, SAPHIR TRONG ĐÁ GNEIS CỦA VIỆT NAM (KIỂU MỎ TÂN HƯƠNG – TRÚC LÂU) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - Lê Thị Thảo NGHIÊN CỨU XÁC LẬP CÁC THUỘC TÍNH ĐẶC TRƯNG CÁC KIỂU MỎ RUBY, SAPHIR TRONG ĐÁ GNEIS CỦA VIỆT NAM (KIỂU MỎ TÂN HƯƠNG – TRÚC LÂU) Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 60.44.55 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Nguyễn Ngọc Khôi Hà Nội - 2014 Lời cảm ơn Luận văn hoàn thành Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Ngọc Khôi Học viên xin gửi lời cảm ơn trân trọng tới thầy hướng dẫn bảo tạo điều kiện giúp đỡ suốt q trình hồn thành luận văn Học viên xin trân trọng cảm ơn thầy cô Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên nhiệt tình giúp đỡ cho thơng tin, góp ý q báu để học viên hoàn thành luận văn Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Tổng Giám đốc, Viện Ngọc học Trang sức Doji, Tập đoàn Vàng bạc Đá quý Doji giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho học viên hoàn thành luận văn Học viên gửi lời cám ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, khích lệ suốt q trình học tập làm việc Một lần học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô, bạn bè, gia đình người giúp đỡ học viên thời gian qua! Học viên Lê Thị Thảo MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN………………………………………………………………… MỤC LỤC……………………………………………………………………… DANH MỤC HÌNH VẼ …………………………………………………… DANH MỤC BẢNG DANH MỤC TÊN KHOÁNG VẬT, CHỮ VIẾT TẮT .…………… MỞ ĐẦU……………………………………………………………………… Chương KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ NHÂN VĂN VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT, ĐÁ QUÝ KHU VỰC TÂN HƯƠNG-TRÚC LÂU…………………………………………… 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn khu vực Tân Hương-Trúc Lâu 1.1.1 Vị trí địa lý……………………………………………………… 1.1.2 Địa hình…………………………………………………………… 1.1.3 Hệ thống sông suối giao thông ………………………………… 1.1.4 Khí hậu……………………………………………………………… 1.1.5 Kinh tế………………………………………………………………… 1.1.6 Dân cư………………………………………………………………… 1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất đá quý khu vực Tân Hương-Trúc Lâu 1.2.1 Lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực Tân Hương-Trúc Lâu… 1.2.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất đá quý khu vực Tân Hương-Trúc Lâu Chương KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC TÂN HƯƠNG TRÚC LÂU……………………………………………………… 13 2.1 Địa tầng …………………………………………………………………… 13 2.1.1 Giới Paleo – Mezoproterozoi, Loạt Sông Hồng ….………………… 13 2.1.2 Giới Kainozoi …… ………………………………………………… 16 2.1.3 Hệ Đệ Tứ không phân chia……………………………………… 16 2.2 Các thành tạo magma xâm nhập, Phức hệ Tân Hương (γξPth) …… 17 2.3 Kiến tạo …………………………………………………………………… 17 2.3.1 Hệ đứt gãy phương Tây Bắc-Đông Nam……………………… 19 2.3.2 Các hệ thống đứt gãy phương Đông Bắc-Tây Nam, kinh tuyến vĩ tuyến……………………………………………… 19 2.4 Đặc điểm địa hình, địa mạo…… ……………………………………… 19 Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 3.1 Cơ sở lý luận ………………………………………… ……………… 21 3.1.1 Nguồn gốc phân loại kiểu thành tạo ruby, saphir nguyên sinh……………………………………………………………………………… 21 3.1.2 Tổng quan đặc điểm khoáng vật học ngọc học corindon 23 3.2 Phương pháp nghiên cứu…………………… ………………………… 31 3.2.1 Phương pháp nghiên cứu địa chất trời……………………… 31 3.2.2 Nhóm phương pháp phân tích phịng…………………… 32 Chương ĐẶC ĐIỂM KIỂU MỎ RUBY, SAPHIR TRONG ĐÁ GNEIS KHU VỰC TÂN HƯƠNG TRÚC LÂU…………………………………… 36 4.1 Đặc điểm địa chất mỏ ruby, saphir đá gneis Tân Hương Trúc Lâu …………………………………………………… 36 4.1.1 Bối cảnh kiến tạo đặc điểm cấu trúc mỏ……………………….… 36 4.1.2 Đặc điểm đá gneis chứa corindon khu vực Tân Hương – Trúc Lâu……………………………………………………………………………… 38 4.2 Đặc điểm khoáng vật học ngọc học (ruby, saphir) mỏ Tân Hương Trúc Lâu…………………………………………………………… 39 4.2.1 Đặc điểm thành phần hóa học 39 4.2.2 Đặc điểm hình thái cấu trúc tinh thể ruby, saphir đá gneis Tân Hương – Trúc Lâu…… …………………………………………… 44 4.2.3 Đặc điểm ngọc học ruby, saphir đá gneis Tân Hương – Trúc Lâu…… 45 4.3 Điều kiện thành tạo nguồn gốc mỏ ruby, saphir đá gneis khu vực Tân Hương-Trúc Lâu… 50 4.3.1 Các yếu tố khống chế quặng………………………………………… 50 4.3.2 Tổ hợp khoáng vật đặc trưng……………………………………… 51 4.3.3 Kiến trúc – cấu tạo quặng…………………………………………… 56 4.3.4 Điều kiện nhiệt độ, áp suất thành tạo……………………………… 56 4.3.5 Tuổi khống hóa…………………………………………………… 58 4.3.6 Cơ chế thành tạo ruby, saphir đá gneis khu vực Tân Hương – Trúc Lâu……………………………………………………………… 59 4.3.7 Về nguồn gốc thành tạo corindon đá gneis………………… 60 Chương MỘT SỐ THUỘC TÍNH ĐẶC TRƯNG CỦA KIỂU MỎ CORINDON TRONG ĐÁ GNEIS (KIỂU MỎ TÂN HƯƠNG - TRÚC LÂU) Ở VIỆT NAM 61 5.1 Về kiểu mỏ ruby, saphir giới Việt Nam……… …… 61 5.2 So sánh ba kiểu mỏ corindon Việt Nam…… …………… 62 5.3 Một số thuộc tính đặc trưng kiểu mỏ corindon đá gneis (kiểu mỏ Tân Hương – Trúc Lâu) Việt Nam……………………………… 78 KẾT LUẬN…………………………………………………………………… 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………… 84 DANH MỤC HÌNH VẼ STT Tên hình Trang Hình 1.1 Vị trí vùng nghiên cứu Hình 2.1 Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu, tỷ lệ 1/200 000 14 Hình 3.1 Mơ hình cấu trúc ô mạng tinh thể corindon 24 Hình 3.2 Một số dạng quen tinh thể corindon 25 Hình 3.3 Một số kiểu song tinh thường gặp corindon 26 Hình 3.4 Corindon khoáng vật thang độ cứng tương đối 26 Hình 3.5 Vết khía tinh thể corindon 27 Hình 3.6 Các hiệu ứng thường gặp corindon 31 10 Hình 3.7 Khảo sát địa chất mỏ đá quý Trúc Lâu 32 11 Hình 4.1 Cấu trúc kiến tạo khái quát hệ thống phá hủy kiến tạo Sông Hồng đoạn Ailaoshan-Sông Hồng 36 điểm phân bố đá quý 12 Hình 4.2 Sơ đồ cấu trúc trường quặng Lục Yên 37 13 Hình 4.3 Các đá gneis lộ khu vực thung lũng Trúc Lâu 38 14 Hình 4.4 Saphir dạng tha hình, màu xám, xám đục đá gneis khu vực Tân Hương-Trúc Lâu 39 15 Hình 4.5 Biểu đồ hàm lượng ơxít (FeO, Cr2O3 TiO2) corindon từ đá gneis khu vực Tân HươngTrúc Lâu 41 16 Hình 4.6 Tinh thể corindon đá gốc gneis 44 17 Hình 4.7 Khe nứt vết khía song song tinh thể corindon 45 18 Hình 4.8 Khe nứt vết khía corindon đá gốc (dưới lát mỏng) 45 19 Hình 4.9 Saphir màu xám, xám phớt xanh loang lổ (mẫu thơ) 45 20 Hình 4.10 Corindon màu hồng 45 21 Hình 4.11 Bao thể zircon; d = 0.1mm 47 22 Hình 4.12 Bao thể ilmenit, d = 0.1mm 47 23 Hình 4.13 Bao thể lỏng CO2 corindon từ đá gneis Trúc Lâu d = 0,2mm 47 24 Hình 4.14 Bao thể khí-lỏng corindon Tân Hương Trúc 47 Lâu d = 1,2 mm 25 Hình 4.15 Khe nứt dạng song song ruby Trúc Lâu 48 26 Hình 4.16 Vết vỡ ruby Trúc Lâu 48 27 Hình 4.17 Đường sinh trưởng gấp khúc saphir 48 28 Hình 4.18 Đường sinh trưởng lục giác đồng tâm saphir 48 29 Hình 4.19 Đá gneis chứa corindon khu vực Tân Hương-Trúc 51 Lâu (mẫu R4003T) 30 Hình 4.20 Đá gneis chứa corindon khu vực Tân Hương-Trúc Lâu (mẫu 7005T) 51 31 Hình 4.21 Đá gneis chứa corindon khu vực Tân Hương-Trúc Lâu (mẫu 5046T) 51 32 Hình 4.22 Tổ hợp khống vật Sil-Spi-Grt-Bi gneis Trúc Lâu 52 33 Hình 4.23 Tổ hợp khoáng vật Sil-Spi-Grt-Kfs gneis 53 Trúc Lâu 34 Hình 4.24 Tổ hợp khống vật Bi-Grt-Pla-Kfs gneis Trúc Lâu 53 35 Hình 4.25 THCS: Bi-Spi-Kfs gneis Trúc Lâu 53 36 Hình 4.26 Tổ hợp khoáng vật Cor- Spi gneis Trúc Lâu 54 37 Hình 4.27 Tổ hợp khống vật Cor-Grt-Bi-Sil gneis Trúc Lâu 54 38 Hình 4.28 Tổ hợp khống vật Kfs-Cor-Sil gneis Trúc Lâu 55 39 Hình 4.29 Tổ hợp khoáng vật Cor-Spi-Bi gneis Trúc Lâu 55 DANH MỤC BẢNG BIỂU STT Tên bảng Trang Bảng 3.1 Nguyên nhân chế tạo màu coridon 23 Bảng 3.2 Giá trị chiết suất corindon theo màu khác 28 Bảng 3.3 Đặc điểm tính phát quang tính đa sắc corindon 29 Bảng 4.1 Thành phần hóa học corindon đá gốc mỏ 40 Trúc Lâu Bảng 4.2 Thành phần hóa học corindon đá gneis khu 40 vực Tân Hương-Trúc Lâu (Phân tích phương pháp EPMA) Bảng 4.3 Hàm lượng số nguyên tố tạp chất corindon 42 đá gneis khu vực Tân Hương-Trúc Lâu (phương pháp phân tích LA-ICP-MS) Bảng 4.4 Thành phần hố đá gneis chứa ruby, saphir 43 khu vực Tân Hương-Trúc Lâu (Phân tích XRF) Bảng 4.5 Giá trị tỷ trọng ruby, saphir gneis 46 khu vực Tân Hương-Trúc Lâu Bảng 4.6 Mức độ phổ biến loại bao thể thường gặp 49 ruby, saphir khu vực Tân Hương-Trúc Lâu 10 Bảng 4.7 Thành phần khoáng vật đá gneis chứa corindon Tân 52 Hương-Trúc Lâu 11 Bảng 4.8 Sự tương ứng đới biến chất (của đá sét) 57 tướng biến chất (của đá mafic) 12 Bảng 4.9 Kết phân tích tuổi tuyệt đối biotit đá chứa không chứa ruby, saphir khu vực Tân Hương-Trúc Lâu 58 13 Bảng 5.1 So sánh đặc điểm địa chất-khống sản ba kiểu 63 mỏ corindon Việt Nam 14 Bảng 5.2 So sánh đặc điểm tinh thể-khoáng vật học ngọc học corindon từ ba kiểu mỏ Việt Nam 73 Các mặt tinh thể không phẳng, Bề mặt tinh thể có vết khía vết Trên bề mặt có dấu vết thường gắn nhiều hạt khoáng vật đá hằn hịa tan, gặm mịn chứa feldspar, biotit Thành phần hóa học Cr 109 1764 43 Fe 7653 251 7927 Ti 118 369 196 Mg - 105 15 Ga 196 67 177 V 23 75 16 (Theo Nguyễn Thị Minh Thuyết, 2009) Đặc điểm mầu sắc Gam mầu Lam tối, xám trắng, trắng đục, xám phớt Đỏ tươi, đỏ thẫm, đỏ tía, đỏ nhạt Xanh đen thẫm, xanh lục, xanh vàng, trắng đục loang lổ Xanh lam xanh lam, lam lục vàng (BGY) Từ xỉn đến tươi Xỉn đến tươi Rất nhạt đến đậm Từ nhạt đến tối Đỏ đến hồng, hồng nhạt Cường độ mầu Xỉn đến tươi Tông mầu Từ nhạt đến trung bình 74 Độ đồng mầu Từ khơng đến màu loang lổ, Từ khơng đến đều, phổ biến Từ không đến đều, phổ biến có tượng đới mầu Tính phát quang Phát quang trung bình, yếu đến trơ tượng đới mầu, đốm mầu tượng đới mầu, đốm mầu Phát quang mạnh đến trung bình Hầu hết trơ Bao thể đặc điểm bên Apatit Bơmit + + + Calcit +++ Chalcopyrit + Columbit + Corindon Diaspor + + + Phlogopit + + Gơtit + Graphit + Hematit + + Hercynit + + Ilmenit ++ + 75 Magnetit + Mica + Plagioclas + + + Pyrit + Pyroclor + Pyrotin + Rutil nguyên sinh + Sợi rutil (rutil thứ + ++ +++ ++ Spinel + + + Zircon + + + Bao thể lỏng, khí + ++ + Bao thể vân tay ++ ++ ++ Tinh thể âm + ++ + Cá khe nứt, vết vỡ ++ ++ + Đới mầu + +++ +++ Song tinh + + + sinh) lỏng 76 Đới, đường sinh ++ ++ ++ trưởng (Chú thích: + Ít gặp, ++ Thường gặp, +++ Rất hay gặp) Đặc điềm chất lượng ngọc Mầu sắc Lam tối, xám trắng, trắng đục, xám phớt Đỏ tươi, đỏ thẫm, đỏ tía, đỏ nhạt Xanh đen thẫm, xanh lục, xanh vàng, trắng đục loang lổ Xanh lam xanh lam, lam lục vàng (BGY) Đỏ đến hồng, hồng nhạt Độ tinh khiết Rất thấp, chứa nhiều bao thể sẫm Nhiều loại bao thể số Nhiều loại bao thể số màu biotit, ilmenit, manhetit, song lượng ít, độ tinh khiết cao lượng ít, độ tinh khiết cao tinh, phá hủy, nứt nẻ corindon khu vực Tân Hương- corindon khu vực Tân HươngTrúc Lâu Trúc Lâu Kích thước Kích thước từ nhỏ (cỡ