Đặc điểm các thành tạo trầm tích carbonat vùng thuỷ nguyên, hải phòng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -BÙI THỊ NHUNG ĐẶC ĐIỂM CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH CARBONAT VÙNG THUỶ NGUYÊN, HẢI PHÒNG Chuyên ngành: Thạch học, khoáng vật học địa hoá học Mã số: 60.44.57 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Văn Nhuận Hà Nội - 2011 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Phân loại đá vôi theo R.L Folk 35 Bảng 2.2 Đá vôi chuyển tiếp sét 40 Bảng 2.3 Đá vôi chuyển tiếp silixit 40 Bảng 2.4 Đá vôi chuyển tiếp dolomit 40 Bảng 2.5 Đá vôi (dolomit) chuyển tiếp cát kết 41 Bảng 3.1 Bảng tổng hợp kết phân tích thạch học - lát mỏng 61 Bảng 3.6 Hàm lượng trung bình chất khối trữ lượng 70 Bảng 3.7 71 Bảng 3.8 72 Bảng 3.9 72 Bảng 3.10 72 Bảng 3.11: Kết phân tích hố tồn diện 73 Bảng 3.12 so sánh hàm lượng thành phần theo tài liệu rút gọn với kết phân tích tồn diện 73 Bảng 3.13 Kết phân tích hố đá vơi mỏ Núi Đá Kẹp 74 3.5 Tính chất lý 75 Bảng 3.14 Tổng hợp kết phân tích lý đá 76 3.6 Đặc điểm nguyên tố vi lượng 76 Bảng 3.15 Kết phân tích quang phổ định lượng gần (ppm) 77 3.7 Tính chất cơng nghệ 78 Bảng 3.16 Bảng tổng hợp tiêu mẫu công nghệ 79 DANH MỤC CÁC ẢNH Ảnh 1.1: Bản đồ vị trí khu vực huyện Thủy Nguyên- Hải Phòng 12 Ảnh 1.2: Địa hình karst khu vực nghiên cứu 13 Ảnh 1.3: Lớp phủ thực vật phát triển địa hình đá vơi dốc đứng 13 Hình 1.4: Dạng địa hình tích tụ vùng nghiên cứu 25 Ảnh 1.5 Dạng địa hình bóc mịn đá lục ngun 27 tuổi Devon sớm - 27 Ảnh 1.6: Dạng địa hình bóc mịn đá trầm tích carbonat 27 tuổi Devon 27 Ảnh 3.1 Đá gốc lộ tốt, sản phẩm eluvi, deluvi tích tụ chân núi 47 Ảnh 3.2: Đá vôi khu vực nghiên cứu 47 Ảnh 3.3: Đá vôi khu vực núi Bụt Mọc nứt nẻ phát triển karst hóa 51 Ảnh 3.4: Đá vôi dốc đứng núi Vườn Đào To, xã Liên Khê 51 Ảnh 3.5: Đá vôi núi Vườn Đào to, xã Liên Khê 52 Ảnh 3.6: Đá vôi hạt nhỏ đến vừa, màu xám xanh, xám trắng; bị dập vỡ biến đổi mạnh, tái kết tinh 53 Ảnh 3.7: Đá vôi vi hạt, kiến trúc vi hạt, cấu tạo khối 54 Nicol (+), phóng đại 50 lần 54 Ảnh 3.8: Đá vôi chứa Trùng lỗ, kiến trúc vi hạt, sinh vật, cấu tạo khối 54 Nicol (+), phóng đại 50 lần 54 Ảnh 3.9: Đá vơi tái kết tinh dolomit hố, kiến trúc tái kết tinh thay thế, 55 cấu tạo khối Nicol (+), phóng đại 50 lần 55 Ảnh 3.10: Đá dolomit (đá vơi dolomit hố hồn tồn), kiến trúc hạt nhỏ- vừa, tự hình, cấu tạo khối Nicol (+), phóng đại 50 lần 55 Ảnh 3.11: Đá vôi- dolomit kiến trúc hạt nhỏ- vừa, tự hình, cấu tạo khối 56 Nicol (+), phóng đại 50 lần 56 Ảnh 3.12: Đá vôi tái kết tinh, kiến trúc hạt thô, cấu tạo khối Nicol(+), 56 phóng đại 50 lần 56 Ảnh 3.13: Đá vơi vi hạt chứa hố thạch Trùng lỗ (đá vôi sinh vật), kiến trúc sinh vật, cấu tạo khối Nicol - , phóng đại 50 lần 59 Ảnh 3.14: Đá vơi chứa hố thạch Trùng lỗ (đá vơi sinh vật) tái kết tinh, 59 kiến trúc sinh vật - tái kết tinh, cấu tạo khối Nicol - , phóng đại 50 lần 59 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu “Nghiên cứu đặc điểm thành tạo carbonat vùng Thủy Nguyên, Hải Phịng” chưa cơng bố Các kết quả, số liệu nêu luận văn hoàn toàn trung thực Tác giả luận văn Bùi Thị Nhung MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC ẢNH LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nội dung nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học giá trị thực tiễn 10 Cấu trúc luận văn 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 12 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu 12 1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất 15 1.3 Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu 16 1.4 Đặc điểm địa mạo 25 1.5 Khoáng sản 28 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 Cơ sở lý luận 32 2.2 Các phương pháp nghiên cứu 42 CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CÁC TRẦM TÍCH CARBONAT 46 3.1 Đặc điểm địa chất 46 3.2 Đặc điểm thạch học đá carbonat 52 3.3 Đặc điểm thành phần khoáng vật đá carbonat 63 3.4 Đặc điểm thành phần hóa học 64 3.5 Tính chất lý 75 3.6 Đặc điểm nguyên tố vi lượng 76 3.7 Tính chất cơng nghệ 78 CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC 80 VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG TRONG THỰC TIỄN 80 4.1 Đánh giá trạng khai thác khu vực Thuỷ Nguyên 80 4.2 Khả sử dụng trầm tích carbonat 82 KẾT LUẬN 87 CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Thuỷ Nguyên huyện nằm phía Bắc thành phố Hải Phịng với diện tích 242,8 km2 Bắc giáp sông Đá Bạc sông Bạch Đằng, Nam giáp quận Hồng Bàng Ngô Quyền, ranh giới sông Cấm Tây Bắc giáp tỉnh Hải Dương Tây Nam giáp huyện An Dương Đông giáp sông Bạch Đằng, ngăn cách với tỉnh Quảng Ninh Hải Phòng thành phố cảng công nghiệp đại; đô thị trung tâm quốc gia; đầu mối giao thông quan trọng cửa biển tỉnh phía Bắc; Cấu trúc địa chất khu vực Hải Phòng quan tâm nghiên cứu qua nhiều giai đoạn với đồ địa chất tỷ lệ 1:1.000.000, tỷ lệ 1:200.000 1:50.000 Các chuyên đề nghiên cứu chủ yếu tập trung vào trầm tích carbonat Tuy nhiên đặc điểm chủ yếu diện phân bố, môi trường thành tạo, sinh địa tầng, thành phần thạch học, khoáng sản liên quan chưa nghiên cứu cách chi tiết có hệ thống Theo kết điều tra cho thấy trầm tích carbonat vùng sử dụng nhiều lĩnh vực: vật liệu xây dựng thơng thường, đá ốp lát, hố chất, sản xuất ximăng, Các đá carbonat trở thành nguồn tài nguyên quan trọng phục vụ cho nhu cầu thành phố Hải Phòng vùng lân cận Hiện huyện Thủy Nguyên có dự án xi măng, nhà máy hoạt động gồm: xi măng Hải Phòng, xi măng Chinfon - Hải Phòng, xi măng Phúc Sơn, xi măng Tân Phú Xuân, xi măng Xuân Thủy nhà máy xây dựng địa bàn xã Gia Đức Các nhà máy ximăng làm tăng lực sản xuất đóng góp phần đáng kể cho nguồn ngân sách kinh tế địa phương Mặc dù trữ lượng lớn tài nguyên đá carbonat có nhiều cơng trình nghiên cứu, khảo sát địa bàn thành phố chưa có cơng trình nghiên cứu tổng thể để đánh giá trạng khai thác, phân loại nguồn tài nguyên khoáng sản Do thiếu quản lý quy hoạch chặt chẽ nên việc khai thác sử dụng trầm tích carbonat Thuỷ Ngun cịn nhiều bất cập, chưa rõ chất lượng lĩnh vực sử dụng tối ưu đá carbonat vùng Từ dẫn đến khai thác sử dụng nguyên liệu chưa hợp lý, gây lãng phí nguồn tài ngun khống sản, điều gây khó khăn cho quan chức việc quản lý thăm dò, khai thác sử dụng ngun liệu Việc phân tích có hệ thống đặc điểm trầm tích carbonat khu vực Hải Phòng đánh giá trạng, phân loại khả sử dụng chúng việc làm cần thiết, hồn tồn có sở số liệu thực tế Đề tài: “Đặc điểm thành tạo trầm tích carbonat khu vực Thuỷ Nguyên, Hải Phòng” học viên chọn làm đề tài luận văn thạc sỹ nhằm đáp ứng yêu cầu cấp thiết, có ý nghĩa khoa học, góp phần phục vụ cho cơng tác điều tra, thăm dị khống sản thực tế sản xuất Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đặc điểm thành tạo trầm tích carbonat khu vực huyện Thuỷ Nguyên, thành phố Hải Phòng Các thành tạo trầm tích carbonat vùng gồm đá vơi có tuổi Devon, Carbon- Permi thuộc hệ tầng Bản Páp (D2bp), hệ tầng Bắc Sơn (C-Pbs) Thành phần thạch học chủ yếu đá vôi màu xám xanh xen kẹp lớp, thấu kính đá vơi dolomit màu xám nhạt đến xám sáng Đá có cấu tạo ẩn tinh hạt nhỏ đến vừa, thường có nhiều mạch calcit nhiệt dịch xuyên cắt Trong đá vôi phát triển nhiều khe nứt kiến tạo có phương vị góc dốc khác Thành phần khoáng vật chủ yếu calcit, dolomit, ngồi cịn có thạch anh sét Đá vơi có hàm lượng khống vật calcit, dolomit biến đổi thuộc loại không đồng đều, hàm lượng cặn không tan, hàm lượng CaO MgO biến hoá thuộc loại tương đối phức tạp Hàm lượng định chất lượng lĩnh vực sử dụng trầm tích carbonat khu vực nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu luận văn khu vực huyện Thuỷ Nguyên, Hải Phịng diện tích 242,8 km2 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu luận văn làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc địa chất, đặc điểm thạch học, đặc điểm thành phần vật chất đá trầm tích carbonat khu vực Thuỷ Ngun, Hải Phịng Trên sở kết nghiên cứu, đánh giá trạng, luận giải định hướng cho công tác thăm dò, khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên khoáng sản Nhiệm vụ nội dung nghiên cứu Để đạt mục tiêu nghiên cứu cần giải nhiệm vụ sau: 1- Khảo sát thực địa, thu thập, phân tích, xử lí tổng hợp tài liệu địa chất có từ trước đến khu vực nghiên cứu; 2- Nghiên cứu mô tả đặc điểm địa chất, địa mạo - tân kiến tạo, ; 4- Nghiên cứu đặc điểm thành phần khoáng vật, thành phần hóa học, thạch học 5- Đánh giá trạng khả sử dụng nguồn tài nguyên trầm tích carbonat, đề xuất kiến nghị sử dụng hợp lý có hiệu Các phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp nghiên cứu địa chất truyền thống kết hợp phương pháp nghiên cứu địa để hoàn thành mục tiêu đề - Phương pháp đo vẽ mặt cắt địa chất chi tiết, tầng đánh dấu phương pháp liên kết phân chia địa tầng - Phương pháp thạch học Mô tả phân loại đá sở đặc điểm thành phần khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo Đánh giá mức độ thành phần đá trình biến đổi hậu sinh 77 Hà Nội Các số liệu phân tích quang phổ bán định lượng tổng hợp bảng 3.15 Kết phân tích quang phổ bán định lượng để xác định nguyên tố kim loại khác có mẫu thuộc nhóm kim loại có giá trị cao quý cho thấy: Các nguyên tố kim loại Al, Si, Mn, Ti, Cu, Pb, Na, Zr có hàm lượng thấp chiếm khơng q 300ppm, ngun tố Al dao động 200-300ppm, Si dao động từ 1%, Mg chiếm hàm lượng lớn hàm lượng khoáng vật dolomit cao 4%, đặc biệt Ca nguyên tố chủ đạo có hàm lượng lớn chiếm >5% Mn có hàm lượng 3-7ppm, ngun tố khác tìm thấy có hàm lượng thấp như: Ti, Cu, Pb, Zn, Zr không đồng mẫu TT Bảng 3.15 Kết phân tích quang phổ định lượng gần (ppm) Số hiệu Kết phân tích mẫu Al Si Mg Ca Ba Fe Mn Ti Cu Pb Zn Y Yb Zr QP-ĐK-1 200 1% 3% >5%