Đặc điểm phân bố một số nguyên tố quý, hiếm trong quặng pb zn khu vực nam chợ đôn, bắc cạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT - NGUYỄN TRUNG THÀNH ðẶC ðIỂM PHÂN BỐ MỘT SỐ NGUYÊN TỐ QUÝ, HIẾM TRONG QUẶNG Pb-Zn KHU VỰC NAM CHỢ ðỒN, BẮC CẠN Ngành: Kỹ thuật ñịa chất Mã số: 60520501 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS VŨ LÊ TÚ 2.PGS.TS NGUYỄN KHẮC GIẢNG HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ðOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa ñược cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Trung Thành i MỤC LỤC Trang LỜI CAM ðOAN MỤC LỤC i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ v DANH MỤC CÁC ẢNH vi MỞ ðẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Vị trí địa lý điều kiện tự nhiên, kinh tế, nhân văn 1.1.1 Vị trí địa lý khu vực Nam Chợ ðồn, Bắc Kạn 1.1.2 ðiều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 1.1.3 ðiều kiện kinh tế, nhân văn 10 1.2 Lịch sử nghiên cứu ñịa chất khu vực Nam Chợ ðồn, Bắc Kạn 11 1.2.1 Lịch sử trình khai thác quặng Pb-Zn 11 1.2.2 Các cơng trình nghiên cứu, ño vẽ ñịa chất khu vực 11 1.2.3 Cơng tác nghiên cứu chun đề 12 1.2.4 Cơng tác tìm kiếm thăm dò 13 1.3 ðặc ñiểm cấu trúc ñịa chất khu vực Nam Chợ ðồn 14 1.3.1 ðịa tầng 14 1.3.2 Magma 19 1.3.3 ðặc ñiểm kiến tạo 21 1.3.4 ðặc ñiểm biến chất 22 1.4 ðặc ñiểm cấu trúc thân quặng mỏ khu vực Nam Chợ ðồn 23 1.4.1 ðặc ñiểm cấu trúc thân quặng mỏ Lũng Váng 25 1.4.2 ðặc ñiểm cấu trúc thân quặng mỏ Nà Bốp 26 1.4.3 ðặc ñiểm thân quặng mỏ Pù Sáp 29 ii 1.4.4 ðặc ñiểm thân quặng mỏ Nà Tùm 30 1.4.5 ðặc ñiểm thân quặng mỏ Ba Bồ 31 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CÁC NGUYÊN TỐ ðI KÈM TRONG QUẶNG Pb-Zn 34 2.1 Cơ sở thực tiễn cho việc nghiên cứu 34 2.2 Cơ sở lý thuyết TPðK mỏ khống đa kim Pb-Zn 39 2.2.1 Khái niệm thành phần ñi kèm 40 2.2.2 Phân loại thành phần kèm có ích 41 2.3 Thành phần kèm tụ khống Pb-Zn 43 2.4 Phương pháp nghiên cứu 44 CHƯƠNG ðẶC ðIỂM KHỐNG HĨA QUẶNG Pb-Zn KHU VỰC NAM CHỢ ðỒN, BẮC KẠN 47 3.1 ðặc điểm quặng hố thành phần vật chất quặng 47 3.1.1 Các kiểu quặng sulfur 47 3.1.2 ðặc điểm khống vật quặng 48 3.2 Cấu tạo kiến trúc quặng 54 3.3 Các THCS khoáng vật 55 3.4 Các giai ñoạn tạo quặng 57 CHƯƠNG ðẶC ðIỂM PHÂN BỐ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ TRONG QUẶNG Pb-Zn KHU VỰC NAM CHỢ ðỒN 59 4.1 ðặc ñiểm phân bố hàm lượng nguyên tố khoáng vật quặng mỏ Pb-Zn khu vực Nam Chợ ðồn 59 4.1.1 Thành phần hóa học khống vật quặng 59 4.1.2 Thành phần hóa học khống vật quặng kèm 65 4.2 ðặc điểm địa hóa quặng Pb-Zn khu vực Nam Chợ ðồn 67 4.3 ðánh giá tương đối mặt cắt bóc mịn thân quặng 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ðà CƠNG BỐ 81 iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Pb-Zn: Chì - kẽm TPðK: Thành phần kèm SEM: Hiển vi điện tử qt EPMA: Phân tích microsond AAS: Quang phổ hấp thụ nguyên tử ED-XRF: Huỳnh quang tia X (Rơnghen) ICP-MS: Khối phổ Plasma Spl: Sphalerit Gal: Galena Py: Pyrit Ars: Acsenopyrit Pyr: Pyrotin Chal: Chalcopyrit THCS: Tổ hợp cộng sinh TEM: Hiển vi ñiện tử truyền qua iv DANH MỤC CÁC BẢNG TT Nội dung bảng Bảng 2.1 Thành phần ñi kèm số kiểu quặng tổng hợp Bảng 3.1 Bảng thứ tự sinh thành THCS khoáng vật mỏ Pb-Zn khu vực Nam Chợ ðồn Bảng 4.1 Hàm lượng nguyên tố (%) khoáng vật sphalerittại mỏ Pb-Zn khu vực Nam Chợ ðồn Bảng 4.2 Tương quan nguyên tố khoáng vật sphalerit mỏ Pb-Zn khu vực Nam Chợ ðồn Bảng 4.3 Hàm lượng nguyên tố (%) khoáng vật galena mỏ Pb-Zn khu vực Nam Chợ ðồn Bảng 4.4 Tương quan nguyên tố khoáng vật galena mỏ Pb-Zn khu vực Nam Chợ ðồn Bảng 4.5 Hàm lượng nguyên tố (%) khoáng vật pyrit mỏ Pb-Zn khu vực Nam Chợ ðồn Bảng 4.6 Hàm lượng nguyên tố (%) khoáng vật pyrotin mỏ Pb-Zn khu vực Nam Chợ ðồn Bảng 4.7 Hàm lượng nguyên tố (%) khoáng vật chalcopyrit mỏ Pb-Zn khu vực Nam Chợ ðồn Bảng 4.8 Hàm lượng trung bình (g/t) ngun tố chínhvà kèm quặng ngun sinh tinh quặng Pb-Zn Bảng 4.9 Hàm lượng (g/t) ñể nguyên tố có ý nghĩa kinh tếtrong số kiểu mỏ nước ngồi Bảng 4.10 ðặc tính cơng nghiệp số nguyên tố Bảng 4.11 Hàm lượng (g/t) ngun tố kèm tinh quặng Pb khu vực Nam Chợ ðồn Bảng 4.12 Hàm lượng (g/t) ngun tố kèm tinh quặng Zn khu vực Nam Chợ ðồn Bảng 4.13 ðánh giá mức độ bóc mịn thân quặng theo thị ñịa hóa 10 11 12 13 14 15 Trang 42 56 59 61 62 63 64 66 66 67 68 68 69 72 75 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Nội dung hình vẽ Hình 1.1 Vị trí khu vực Nam Chợ ðồn Hình 1.2 Sơ ñồ phân bố mỏ Pb-Zn khu vực Nam Chợ ðồn Hình 1.3 Mặt cắt ngang thân quặng Pb-Zn lị mỏ Lũng Váng Hình 1.4 Mặt cắt ngang thân quặng Pb-Zn lị mỏ Lũng Váng Hình 1.5 Mặt cắt ñịa chất thân quặng I - Mỏ Nà Bốp Hình 1.6 Mặt cắt ngang moong khai thác lộ thiên mỏ Nà Bốp Hình 1.7 Mặt cắt ngang moong khai thác lộ thiên mỏ Nà Tùm thân quặng IV Hình 1.8 Mặt cắt ngang moong khai thác lộ thiên mỏ Ba Bồ Hình 4.1 Phổ phân bố nguyên tố tinh thể galena kính TEM 10 Hình 4.2 Phổ phân bố nguyên tố tinh thể sphalerit kính TEM Trang 24 25 26 27 29 30 31 71 74 vi DANH MỤC CÁC ẢNH TT Nội dung ảnh Ảnh 1.1 A- ðá phiến thạch anh- calcit- sericit; B- ðá vôi bị hoa hóa có mạch sulfua xuyên cắt Ảnh 1.2 A- ðá vơi bị hoa hóa có chứa quặng sulfua;B- ðá vơi bị hoa hóa có chứa mạch thạch anh, thạch anh sulfua Ảnh1.3 ðá vôi bị hoa hóa, dolomit hóa có chứa quặng sphalerit Ảnh 1.4 A- Thân quặng sulfua đá vơi bị hoa hóa; B- Thân quặng sulfua bị oxy hóa Ảnh 1.5 A- Mạch quặng sulfua bị oxy hóa; B- Quặng sulfua dạng ổ đá vơi Ảnh 1.6 A- Thân quặng Pb-Zn bị oxy hóa mỏ Nà Tùm; B- ðới cà nát quartzit chứa quặng Zn - sulfur ña kim bị phong hóa Ảnh 3.1 A- Sphalerit (Spl) tiếp xúc phẳng với galena (Gal);BSphalerit (Spl) tạo vi mạch lấp ñầy theo vi khe nứt pyrit (Py) Ảnh 3.2 A- Galena (Gal) tạo ổ khống vật tạo đá;B- Galena (Gal) tạo vi mạch lấp ñầy theo vi khe nứt pyrit (Py) Ảnh 3.3 A- Pyrit (Py) bị dập vỡ nứt nẻ ñược galena (Gal) lấp ñầy gắn kết;B- Pyrit (Py) hạt lớn nứt nẻ mạnh đồng thời bị khống vật tạo ñá sinh sau lấp ñầy khe nứt Ảnh 3.4 A- Acsenopyrit (Ars) hạt tự hình, nửa tự hình dạng xâm tán;B- Acsenopyrit (Ars) bị galena (Gal) gặm mòn Ảnh 3.5 A- Pyrotin (Pyr) bị galena (Gal) xuyên cắt, gặm mịn;BPyrotin (Pyr) dạng hạt tha hình tập trung thành ổ, ñám Ảnh 3.6 A- Chalcopyrit (Chal) cộng sinh với galena (Gal) xâm tán ñá vây quanh;B- Chalcopyrit (Chal) xâm tán sphalerit (Spl) tạo kiến trúc phân hủy dung dịch cứng Ảnh 4.1 A- Hình thái, kích thước tinh thể galena; B- Vi cấu trúc tinh thể galena (thể mặt mạng tinh thể galena khoảng cách chúng); C- Khoảng cách lớp mạng galena Ảnh 4.2 A- Hình thái, kích thước tinh thể sphalerit; B- Vi cấu trúc tinh thể sphalerit (thể mặt mạng tinh thể sphalerit khoảng cách chúng); C- Khoảng cách lớp mạng sphalerit 10 11 12 13 14 Trang 15 17 18 26 30 31 49 50 50 51 52 53 70 73 MỞ ðẦU Tính cấp thiết đề tài Vùng mỏ Nam Chợ ðồn (Bắc Kạn) gồm mỏ khống Ba Bồ, Lũng Váng, Nà Bốp, Nà Tùm Pù Sáp từ lâu ñã ñược nhiều nhà ñịa chất quan tâm nghiên cứu có nhận định chung triển vọng cơng nghiệp quặng chì (Pb) - kẽm (Zn) phân bố khu vực Tuy nhiên, yếu tố quan trọng như: ñặc ñiểm ñịa chất khống chế quặng, mối quan hệ quặng hóa với thành tạo vây quanh, đặc điểm hình thái cấu kiến trúc thành phần vật chất quặng hóa (thành phần khống vật, thành phần hóa học, hành vi ñịa hóa nguyên tố)… làm sở cho việc luận giải nguồn gốc chế thành tạo mỏ quặng chưa ñược trọng, quan tâm làm sáng tỏ Bên cạnh đó, từ trước đến nay, mỏ Pb- Zn Việt Nam nói chung khu vực mỏ Chợ ðồn (Bắc Kạn) nói riêng tập trung khai thác chế biến hai loại quặng chì (galena) kẽm (sphalerit) chủ yếu, cịn ngun tố q kèm có ý nghĩa làm tăng giá trị kinh tế mỏ quặng Au, Ag, Cd, In, Sb, Mo, TR… chưa ñược quan tâm nghiên cứu, ñó chưa ñược tận dụng q trình khai thác, chế biến khống sản, gây nên lãng phí lớn q trình khai thác sử dụng tài nguyên ðể khắc phục tồn nêu cần phải tiến hành nghiên cứu chi tiết ngồi thực địa lẫn phịng thí nghiệm ðặc biệt cần tiến hành nghiên cứu tổng hợp chi tiết thành phần vật chất quặng hóa thơng qua việc thu thập mẫu, phân tích nhiều phương pháp khác để có kết tốt phục vụ cho việc dự đốn quy mơ, triển vọng giá trị kinh tế mỏ quặng Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn trên, việc nghiên cứu ñặc ñiểm phân bố số nguyên tố quý, quặng Pb-Zn khu vực Nam Chợ ðồn, Bắc Kạn có ý nghĩa với nhà quản lý nhằm cung cấp số liệu cho việc quản lý khai thác sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên Pb-Zn ñịa phương Mục ñích nghiên cứu Trên sở tài liệu phân tích, nghiên cứu làm sáng tỏ cấu trúc địa chất, đặc điểm khống hóa sulphur Pb- Zn đặc điểm phân bố kim loại quý (Au, Ag ) quặng sulphur Pb- Zn khu vực Nà Tùm, Nà Bốp vùng Nam Chợ ðồn, Bắc Kạn nhằm phục vụ cơng tác đánh giá quy mơ, triển vọng giá trị kinh tế mỏ quặng ðối tượng phạm vi nghiên cứu ðối tượng nghiên cứu luận văn nguyên tố quý Au, Ag, Cd ) phân bố khống hóa sulfua Pb-Zn Phạm vi nghiên cứu thuộc dải quặng Pb- Zn khu vực Nà Tùm, Nà Bốp vùng Chợ ðồn, Bắc Kạn Nội dung nghiêncứu Nghiên cứu làm sáng tỏ ñặc ñiểm ñịa chất, thành phần vật chất cấu trúc khống chế quặng dải quặng Pb-Zn khu vực Nà Tùm, Nà Bốp vùng Chợ ðồn, Bắc Kạn Nghiên cứu ñặc ñiểm quy luật phân bố kim loại quý (Au, Ag ) quặng sulfua Pb-Zn khu vực nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu ðể ñạt ñược mục tiêu, nội dung nghiên cứu ñề ra, học viên dự kiến sử dụng ñồng hệ phương pháp sau: tổng hợp, phân tích tài liệu có, khảo sát thực địa, phân tích mẫu, xử lý số liệu áp dụng phương pháp tiệm cận ... galena mỏ Pb- Zn khu vực Nam Chợ ðồn Bảng 4.5 Hàm lượng nguyên tố (%) khoáng vật pyrit mỏ Pb- Zn khu vực Nam Chợ ðồn Bảng 4.6 Hàm lượng nguyên tố (%) khoáng vật pyrotin mỏ Pb- Zn khu vực Nam Chợ ðồn... chất khu vực Nam Chợ ðồn, Bắc Kạn Chương Cơ sở lý luận phương pháp nghiên cứu nguyên tố quặng Pb- Zn Chương ðặc điểm khống hóa quặng Pb- Zn khu vực Nam Chợ ðồn, Bắc Kạn Chương ðặc ñiểm phân bố nguyên. .. thấy khu vực mỏ Nà Bốp 1.4 ðặc ñiểm cấu trúc thân quặng m? ?khu vực Nam Chợ ðồn Bối cảnh ñịa chất chung mỏ Pb- Zn khu vực Chợ ðồn nêu tóm tắt sau: - Cấu trúc uốn nếp chứa nút quặng Pb- Zn Chợ ðồn, Chợ