Nghiên cứu địa tầng và trầm tích của cát đỏ khu vực phan thiết và đánh giá tiềm năng khoáng sản liên quan

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN QUANG LỘC NGHIÊN CỨU ĐỊA TẦNG VÀ TRẦM TÍCH CỦA CÁT ĐỎ KHU VỰC PHAN THIẾT VÀ ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KHOÁNG SẢN LIÊN QUAN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN QUANG LỘC NGHIÊN CỨU ĐỊA TẦNG VÀ TRẦM TÍCH CỦA CÁT ĐỎ KHU VỰC PHAN THIẾT VÀ ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KHOÁNG SẢN LIÊN QUAN Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 60 44 55 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS TRẦN NGHI Hà Nội – Năm 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương I ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ, NHÂN VĂN I.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ .7 I.1.1 Khu vực Tuy Phong - Bắc Phan Thiết I.1.2 Khu vực Hàm Thuận Nam .8 I.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN 10 I.2.1 Đặc điểm địa hình 10 I.2.2 Mạng sông, suối, bàu nước bờ biển 10 I.2.3 Thảm thực vật 11 I.2.4 Khí hậu, hải văn 11 I.3 KINH TẾ, NHÂN VĂN 15 I.3.1 Giao thông 15 I.3.2 Dân cư 15 I.3.3 Các hoạt động kinh tế - xã hội vùng 15 I.4 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 16 I.4.1 Giai đoạn trước năm 1975 16 I.4.2 Giai đoạn sau năm 1975 16 I.5 ĐỊA TẦNG CÁT ĐỎ PHAN THIẾT 19 I.5.1 Khu vực Tuy Phong - Bắc Phan Thiết 21 I.5.2 Khu vực Hàm Thuận Nam 23 Chương II 25 ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH VÀ TƯỚNG TRẦM TÍCH 25 II.1 ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH 25 II.1.1 Đặc điểm thành phần vật chất 25 II.1.2 Chu kỳ trầm tích 44 II.2 TƯỚNG TRÂM TÍCH 45 II.2.1 Tướng trầm tích 45 II.2.2 Màu sắc trầm tích 47 Chương III 51 ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG KHOÁNG SẢN 51 III.1 ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO 51 III.1.1 Thành phần vật chất quy luật phân bố 51 III.1.2 Tổ hợp cộng sinh tướng 52 III.2 ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG KHOÁNG SẢN 53 III.2.1 Cơng thức tính tài ngun 53 III.2.2 Các thơng số tính tài nguyên 54 III.2.3 Kết dự tính dự báo tài nguyên 56 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 MỞ ĐẦU Hệ tầng Phan Thiết đề cập từ lâu văn liệu địa chất Việt Nam [5,7,19] với tên gọi “cát đỏ Phan Thiết”, “cao nguyên cát đỏ Phan Thiết”, tầng Phan Thiết, tầng Lương Sơn Cát đỏ Phan Thiết, thực thể trầm tích phức tạp kỳ vĩ, gây ấn tượng mạnh, lôi ý đổi với nhà địa chất nước Tuy nhiên, mức độ tài liệu nhiều hạn chế tác giả khác có nhìn nhận khác nguồn gốc tuổi thành tạo Cát đỏ Phan Thiết phân bố rộng rãi khu vực dải ven biển từ Tuy Phong kéo dài phía sân bay Phan Thiết, bị sơng chia cắt tạo vùng Tuy Phong, vùng Lương Sơn vùng sân bay Phan Thiết Trên bề mặt, chúng bị hoạt động gió chi phối, tạo nên thành tạo cát gió sinh có tuổi Pleistocen muộn Holocen sớm-giữa Trên ảnh hàng không, chúng tạo dạng địa hình gợn sóng tơn ảnh xám, xám tối, cấu trúc ô mạng Từ năm 1935 Saurin mơ tả cát đỏ Năm 1970 Saurin tìm thấy Trùng lỗ sị ốc biển cát đỏ đảo Phú Quý Từ năm 1975 đến nhiều nhà địa chất Việt nam quan tâm nghiên cứu cát đỏ từ nhiều góc độ khác nhằm làm sáng tỏ nguồn gốc, vị trí địa tầng chế thành tạo phục vụ công tác đo vẽ đồ địa chất tỷ lệ khác Lê Đức An nnk (1976-1980), Vũ Văn Vĩnh nnk (1978-1988), Nguyễn Ngọc Hoa nnk (1994) phân cát đỏ hệ tầng có tuổi Q12-3 Q12 Trần Nghi nnk (1996) cho cát đỏ thành tạo liên quan đến đợt biển tiến Q11, Q12-3a Q13b Cho đến việc nghiên cứu đặc điểm thành tạo trầm tích thuộc hệ tầng cát đỏ Phan Thiết quan tâm cách đắn kết nghiên cứu đáp ứng u cầu nghiên cứu tìm kiếm khống sản Chúng ta phát tầng cát đỏ thuộc hệ tầng Phan Thiết chứa sa khống titan - zircon có quy mơ lớn Trên sở phân tích tổng hợp tài liệu có đo vẽ đồ địa chất, địa vật lý, nghiên cứu chuyên đề kiến tạo tài liệu địa chất, địa vật lý khoan khu vực Phan Thiết khoanh định xác hóa ranh giới thành tạo địa chất; khoanh định xác hóa diện tích phân bố trầm tích cát đỏ mặt tồn sâu có chứa sa khống titan-zircon, khống chế chiều dày chúng Xác định quy mô chất lượng thân quặng sa khống Trong khn khổ luận án học viên xin trình bày dựa vào phương pháp: - Phương pháp phân tích độ hạt xử lý số liệu - Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học bở rời - Phương pháp tính hệ số mài trịn (Ro) - Phương pháp phân tích rơnghen tính thành phần khống vật chứa sắt - Phương pháp xác định khoáng vật nặng khoáng vật nhẹ dung dịch nặng, kính hai mắt kính hiển vi phân cực - Phương pháp phân tích tuổi tuyệt đối phương pháp nhiệt huỳnh quang thạch anh - Phương pháp phân tích tướng trầm tích - Phương pháp phân chia địa tầng cát đỏ Phan Thiết - Phương pháp tính tốn trữ lượng sa khống khảo sát thực địa chi tiết số mặt cắt tiêu biểu, nhằm làm rõ đặc điểm thành phần vật chất, điều kiện thành tạo đánh giá tiềm khoáng sản cho hệ tầng Cấu trúc luận án bao gồm: Mở đầu Chương Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, kinh tế nhân văn Chương Đặc điểm trầm tích tướng trầm tích Chương Điều kiện thành tạo triển vọng khống sản Kết luận Để hồn thành luận văn tác giả nhận tạo điều kiện khích lệ lãnh đạo Trung tâm Kiểm định Công nghệ địa chất – Tổng cục Địa chất Khoáng sản, Ban chủ nhiệm khoa Địa chất Đặc biệt tác giả nhận ý kiến đóng góp tận tình GS.TS Trần Nghi Cho phép tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc giúp đỡ quý báu nói Mặc dù cố gắng để luận văn đạt chất lượng cao với trình độ cịn hạn chế khơng thể tránh khỏi sai sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp tất đồng nghiệp để bổ sung, sửa chữa hoàn thiện Tác giả xin chân thành cảm ơn Chương I ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ, NHÂN VĂN I.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ Cát đỏ dễ dàng nhận nhờ màu đỏ rượu vang đặc trưng, tạo nên ấn tượng mạnh mặt địa chất Dọc ven biển từ Cam Ranh, Hòn Đỏ, Maviec, Tuy Phong, Bắc Phan Thiết, Nam Phan Thiết Hàm Tân đến đảo Phú Quý, Côn Đảo cát đỏ phân bố với diện lộ khác độ cao khác từ 0m đến 200m Từ bãi triều bờ biển Nam Phan Thiết, Tuy Phong đến cao nguyên trùng điệp Sông Lũy, Mũi Né đến bậc thềm biển phân bậc rõ ràng Maviec, cát đỏ có phân bố đa dạng Chiều dài theo đường bờ biển khoảng 270 km; chiều dài theo Quốc lộ 1A khoảng 235 km Chiều rộng khu vực từ 2,0 km đến 21,5 km Tổng diện tích khu vực điều tra nghiên cứu 1.262 km (xem Hình I Sơ đồ vị trí giao thơng khu vực điều tra nghiên cứu tỷ lệ 1:2.500.000) I.1.1 Khu vực Tuy Phong - Bắc Phan Thiết Khu vực Tuy Phong - Bắc Phan Thiết nằm phía đơng bắc thành phố Phan Thiết, theo dải ven biển từ phường Phú Hài thuộc thành phố Phan Thiết kéo dài khoảng 70 km đến thị trấn Liên Hương, huyện Tuy Phong Diện tích nghiên cứu thuộc địa phận xã: Phong Phú, Bình Thạnh, Chí Cơng, Hịa Minh, Hịa Phú, thị trấn Liên Hương, Phan Rí Cửa thuộc huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận; xã: Phan Rí Thành, Hồng Thái, Phan Thanh, Lương Sơn, Sơng Luỹ, Bình Tân, Hồng Phong, Hịa Thắng, huyện Bắc Bình; xã: Hồng Liêm, Hồng Sơn, Hàm Đức, huyện Hàm Thuận Bắc; phường: Phú Hải, Hàm Tiến, Mũi Né, thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận Diện tích khu vực 739 km2, giới hạn điểm góc có tọa độ thống kê Bảng I.1 Bảng I.1 Thống kê tọa độ điểm góc khu vực Tuy Phong - Bắc Phan Thiết Điểm góc 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 I.1.2 Khu vực Hàm Thuận Nam Khu vực Hàm Thuận Nam nằm phía nam - tây nam thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận (cách trung tâm thành phố khoảng 1,5 km) Về địa giới hành bao gồm: xã Tiến Thành, thành phố Phan Thiết; xã: Hàm Mỹ, Hàm Kiệm, Hàm Cường, Hàm Minh, Thuận Quý, Tân Thành, huyện Hàm Thuận Nam; xã: Tân Hải, Tân Thắng, huyện Hàm Tân, tỉnh Bình Thuận; Diện tích khu vực 523 km 2, giới hạn điểm góc có toạ độ thống kê Bảng I.2 Bảng I.2 Thống kê tọa độ điểm góc khu vực Hàm Thuận Nam Điểm góc 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 Ghi chú: “*” Tọa độ VN-2000 kinh tuyến trục 1110 I.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN I.2.1 Đặc điểm địa hình Dải ven biển từ Ninh Thuận đến bắc Bà Rịa - Vũng Tàu, với chiều dài gần 300 km có mặt dạng địa hình: địa hình núi, địa hình đồi, địa hình đồng Địa hình núi chiếm diện tích nhỏ, thường phân bố phía tây đới ven bờ; địa hình có độ cao từ 500 m đến 1.000 m, thường có đỉnh nhọn, sườn dốc, địa hình phân cắt mạnh Địa hình đồi, đồi thấp phân bố rải rác ven bờ, có tạo thành mũi nhơ biển Địa hình đồng chiếm phần lớn diện tích, bề mặt nghiêng thoải dần biển với độ cao tuyệt đối từ vài mét đến gần hai trăm mét I.2.2 Mạng sông, suối, bàu nước bờ biển Trong vùng nghiên cứu có sơng điển hình như: sơng Lũy, sông La Ngà, sông Cái đặc trưng sơng thể theo Bảng I.3 Bảng I.3 Các đặc trưng sơng ngịi Tỉnh Bình Thuận Sơng Sơng Luỹ Sơng La Ngà Vào mùa khơ phần lớn sơng có dịng chảy yếu, nhiều chỗ lội qua Mùa mưa nước lớn, gây lũ lụt song mang tính tức thời Nhìn chung, sơng khơng có khả giao thông đường thủy Trên lưu vực sông mạng lưới suối nhỏ, phần hạ lưu mật độ dày Các suối mùa khô phần lớn bị cạn kiệt dòng chảy yếu 10 - Lagoon Văn Lâm – Mương Mán đồng có trầm tích Đệ từ mỏng lót đáy đồng thành phần bao gồm cuội sạn tướng aluvi-proluvi bị phủ trầm tích cát bột sét vũng vịnh b Mặt cắt Sơng Lũy (xem hình III.1): - Hai đê cát ven bờ tạo nên đới đê cát rộng từ 10-20km chạy từ Lương Sơn qua Bàu Trắng đến Thiện Ái, cao 120m kể phần cát đụn gió cao tới 160m - Phía Tây lagoon “Sơng Lũy” lấp đầy trầm tích cuội sạn (tập dưới) tuổi N2-Q11 cát bột sét tập Pleistocen muộn đến Holocen, Sông Lũy điển hình lạch triều tàn dư Giữa hai đê cát lớn lagoon (Bàu Trắng) phát triển từ Q 11 đến Q13b Sau lagoon bị lấp cạn đoạn tuyệt với biển biến thành hồ nước tương tự Bàu Tró Đồng Hới, Quảng Bình III.2 ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG KHOÁNG SẢN Qua kết thu thập tổng hợp tài liệu chứng minh thành tạo cát đỏ Phan Thiết có tiềm lớn sa khoáng Hàm lượng khoáng vật nặng biến thiên ổn định theo chiều rộng theo chiều sâu Bởi để tính tài nguyên dự tính tài nguyên dự báo cho thành tạo cát đỏ Phan Thiết, lựa chọn phương pháp khối địa chất tối ưu III.2.1 Cơng thức tính tài ngun Theo phương pháp khối địa chất, tài ngun tổng khống vật nặng có ích sa khống tính theo cơng thức sau: Q = V*d*C = S*m*d*C (tấn) Trong đó: - Q: tài ngun tổng khống vật nặng có ích (ilmenit + rutil + anatas + leucoxen + zircon + monazit) - V: thể tích khối tính tài nguyên, đơn vị tính m - S: diện tích khối tính tài nguyên, đơn vị tính m - m: chiều dày trung bình khối tính tài ngun, đơn vị tính m 53 - d: thể trọng quặng, đơn vị tính (tấn/m ) - C: hàm lượng khống vật nặng có ích tính theo % III.2.2 Các thơng số tính tài nguyên - Diện tích (S) Ranh giới khối tính tài nguyên thân quặng bao đường thẳng, tạo thành hình đa giác Diện tích khối diện tích hình đa giác đó, việc tích diện tích khối thực trực tiếp máy tính phần mềm mapinfo, đơn vị tính diện tích m2 - Chiều dày (m) + Chiều dày thân quặng theo cơng trình tổng chiều dài mẫu đạt hàm lượng ≥ 0,2% chiều dày lớp kẹp ≤2,5 m (nếu có) tham gia tính tài ngun Theo cách tính này, khối tài nguyên có nhiều cơng trình hàm lượng trung bình khống vật nặng có ích khoảng từ 0,2 đến 0,45% làm cho hàm lượng trung bình khối