Đặc điểm thành phần vật chất và các yếu tố khống chế quặng hoá chì kẽm vùng bản bó bảo lâm, cao bằng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT ðỒNG VĂN GIÁP ðẶC ðIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ CÁC YẾU TỐ KHỐNG CHẾ QUẶNG HĨA CHÌ - KẼM VÙNG BẢN BÓ - BẢO LÂM, CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SỸ ðỊA CHẤT Hà Nội - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT ðỒNG VĂN GIÁP ðẶC ðIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ CÁC YẾU TỐ KHỐNG CHẾ QUẶNG HĨA CHÌ - KẼM VÙNG BẢN BÓ - BẢO LÂM, CAO BẰNG Chuyên ngành: ðịa chất khống sản thăm dị Mã số: 60.44.59 LUẬN VĂN THẠC SỸ ðỊA CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Quang Luật Hà Nội - 2011 LỜI CAM ðOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa ñược cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn ðỒNG VĂN GIÁP MỤC LỤC MỞ ðẦU CHƯƠNG 1: CẤU TRÚC ðỊA CHẤT VÙNG BẢN BÓ - BẢO LÂM .10 1.1 Vị trí địa lý lịch sử nghiên cứu địa chất .10 1.1.1 ðặc ñiểm ñịa lý tự nhiên .10 1.1.2 ðặc ñiểm kinh tế nhân văn 11 1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất khống sản 13 1.2.1 Lịch sử nghiên cứu ñịa chất 13 1.2.2 Lịch sử nghiên cứu khoáng sản 14 1.3 ðặc ñiểm ñịa chất vùng Bản Bó - Bảo Lâm .16 1.3.1 Vị trí địa chất vùng Bản Bó - Bảo Lâm bối cảnh cấu trúc - kiến tạo khu vực .16 1.3.2 ðịa tầng 20 1.3.3 Các thành tạo magma 24 1.3.4 ðặc ñiểm cấu trúc - kiến tạo 24 1.3.5 ðặc điểm khống sản 28 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 ðặc điểm địa hóa khống vật học chì kẽm .29 2.2 Phân loại kiểu mỏ công nghiệp chì kẽm giới Việt Nam .34 2.2.1 Phân loại giới 34 2.2.1.1 Nhóm mỏ skarn 35 2.2.1.2.Nhóm mỏ nhiệt dịch pluton 35 2.2.1.3 Nhóm mỏ nhiệt dịch núi lửa .36 2.2.1.4 Nhóm mỏ giả tầng .36 2.2.1.5 Nhóm mỏ conchedan 37 2.2.1.6 Nhóm mỏ biến chất 38 2.2.2 Phân loại quặng hóa chì - kẽm Việt Nam 39 2.3 Một số thuật ngữ sử dụng luận văn 43 2.4 Các phương pháp nghiên cứu 45 2.4.1 Thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu có 45 2.4.2 Phương pháp nghiên cứu trời 45 2.4.3 Các phương pháp nghiên cứu phòng 46 CHƯƠNG 3: ðẶC ðIỂM ðỊA CHẤT QUẶNG HĨA CHÌ - KẼM VÙNG BẢN BÓ - BẢO LÂM 47 3.1 ðặc điểm phân bố thân quặng chì - kẽm 47 3.1.1 Khu Bản Bó 47 3.1.2 Khu Bản Vai - Bản Ran 50 3.2 ðặc điểm hình thái, cấu trúc thân quặng chì - kẽm 52 3.2 Khu Bản Bó .52 3.2 Khu Bản Vai - Bản Ran .59 3.3 ðặc ñiểm thành tạo ñịa chất chứa quặng chì - kẽm 65 3.4 ðặc ñiểm thành phần vật chất quặng chì - kẽm vùng Bản Bó - Bảo Lâm, Cao Bằng 68 3.5 ðặc điểm q trình biến đổi nhiệt dịch ñá vây quanh quặng chì - kẽm 89 CHƯƠNG 4: CÁC YẾU TỐ KHỐNG CHẾ QUẶNG HĨA CHÌ - KẼM VÙNG BẢN BĨ - BẢO LÂM, CAO BẰNG .93 4.1 Vị trí địa chất thân quặng chì - kẽm 93 4.1.1 ðiểm quặng chì - kẽm Bản Bó 93 4.1.2 ðiểm quặng chì - kẽm Bản Vai - Bản Ran .94 4.2 Các yếu tố ñịa chất khống chế tạo quặng 94 4.2.1 Yếu tố ñịa tầng - thạch học 94 4.2.2.Yếu tố cấu trúc - kiến tạo .95 4.2.2.1 Yếu tố cấu trúc - kiến tạo khu vực .96 4.2.2.2 Yếu tố cấu trúc - kiến tạo ñịa phương 96 4.2.3 Các yếu tố magma 99 4.3 Một số ý kiến nguồn gốc quặng chì - kẽm vùng Bản Bó - Bảo Lâm 99 4.4 Quy luật phân bố quặng chì - kẽm vùng nghiên cứu 100 CHƯƠNG 5: TIỀN ðỀ, DẤU HIỆU TÌM KIẾM VÀ DỰ BÁO QUẶNG CHÌ KẼM 101 5.1 Tiền ñề tìm kiếm 101 5.2 Dấu hiệu tìm kiếm 102 5.2.1 Dấu hiệu trực tiếp 102 5.2.2 Dấu hiệu gián tiếp 102 KẾT LUẬN 107 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ðà CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ðẾN LUẬN VĂN 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên ñầu ñề bảng Trang Quan hệ khái quát Eh, pH ñộ linh ñộng số 2.1 nguyên tố ñó có Pb Zn (Jane Plant, John Baldock, 31 Henry Haslam, Harry Smit, 1996) 2.2 3.1 3.2 Các khoáng vật cơng nghiệp chì kẽm Tổng hợp ñặc ñiểm thân quặng chì - kẽm vùng Bản Bó Bảo Lâm, Cao Bằng Thành phần khống vật quặng Pb - Zn vùng Bản Bó - Bảo Lâm, Cao Bằng 32 62 68 Thống kê tần suất xuất khống vật quặng 3.3 theo kết phân tích mẫu lát mỏng khống tướng vùng 69 Bản Bó - Bảo Lâm 3.4 4.1 4.2 5.1 5.2 5.3 Thứ tự sinh thành THCSKHV quặng chì - kẽm Vùng Bản Bó - Bảo Lâm, Cao Bằng Mơ tả thân quặng chì - kẽm vùng Bản Bó - Bảo Lâm, Cao Bằng Kết phân tích mẫu bao thể lỏng - khí Tổng trữ lượng tài ngun dự tính quặng chì - kẽm khu Bản Bó, Bảo Lâm, Cao Bằng Bảng tổng hợp tài nguyên dự tính ngun tố kèm quặng chì - kẽm khu Bản Bó, Bảo Lâm, Cao Bằng Diện tích đề nghị chuyển sang thăm dị đánh giá khống sản 86 98 99 104 106 106 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu hình 1.1 1.2 Tên đầu đề hình vẽ Sơ đồ khái qt vị trí địa lí, giao thơng vùng nghiên cứu Vị trí vùng nghiên cứu bình đồ cấu trúc Việt Nam khu vực Trang 12 17 3.1 Hình thái thân quặng chì - kẽm khu Bản Bó 54-58 3.2 Hình thái thân quặng chì - kẽm khu Bản Vai - Bản Ran 60-61 3.3 Biểu ñồ tần suất xuất khống vật quặng 69 DANH MỤC CÁC BẢN VẼ Số hiệu vẽ 1.1 3.1 3.2 Tên ñề vẽ Sơ ñồ ñịa chất khoáng sản vùng Bản Bó - Bảo Lâm, Cao Bằng Sơ đồ phân bố thân quặng chì - kẽm khu Bản Bó, Bảo Lâm, Cao Bằng Sơ đồ phân bố thân quặng chì - kẽm khu Bản Vai - Bản Ran, Bảo Lâm, Cao Bằng Trang 19 49 51 DANH MỤC CÁC ẢNH Số hiệu ảnh 3.1 3.2 Tên ñề ảnh Quặng chì - kẽm cấu tạo dạng dải - xâm tán Quặng chì - kẽm cấu tạo dạng dải dạng trao ñổi thay ñới dập vỡ Trang 74 74 3.3 Quặng chì - kẽm cấu tạo dạng dải - xâm tán 75 3.4 Quặng chì - kẽm cấu tạo dạng dải - xâm tán 75 Sphalerit hệ I xâm tán khoáng vật tạo ñá cấu 3.5 tạo xâm tán dày, gặm mòn, kiến trúc tha hình, nửa tự 76 hình Sphalerit hệ I xâm tán khống vật tạo đá cấu 3.6 tạo xâm tán dày, gặm mịn, kiến trúc tha hình, nửa tự 76 hình 3.7 3.8 3.9 3.10 Sphalerit, galenit hệ II khảm pyrit Cấu tạo xâm tán, gặm mịn Kiến trúc hạt nửa tự hình, tha hình, khảm Sphalerit hệ I xâm tán khoáng vật tạo ñá Sphalerit (Sph), arsenopyrit (As), marcasit (mc) pyrit (py), galenit (Ga) Cấu tạo xâm tán dày khơng Pyrit (py), sphalerit (Sph), galenit (Ga) Cấu tạo xâm tán khơng Kiến trúc hạt tha hình, nửa tự hình 77 77 78 78 Galenit (Ga), Sphalerit (Sph), arsenopyrit (As), pyrit (py) 3.11 Arsenopyrit galenit hệ II khảm pyrit hệ I 79 Cấu tạo xâm tán, dập vỡ Kiến trúc hạt tha hình Pyrit (py), Sphalerit (Sph), galenit (Ga) Galenit hệ II 3.12 xuyên lấp khe nứt pyrit Cấu tạo mạch, xâm tán, dập vỡ Kiến trúc xuyên lấp, hạt tha hình nửa tự hình 79 Số hiệu ảnh Tên đề ảnh Trang Pyrit (py), Sphalerit (Sph), galenit (Ga) Pyrit bị dập vỡ 3.13 ñược galenint, sphalerit hệ II gắn kết Cấu tạo mạch, 80 mạng mạch, dập vỡ Kiến trúc hạt tha hình xuyên lấp Anglezit (Ag) bao viền galenit (Ga), sphalerit (Sph) Cấu 3.14 tạo xâm tán khơng đều, gặm mịn, viền Kiến trúc hạt tha 80 hình 3.15 Goethit (Goe) gặm mịn pyrit (Py) 81 3.16 ðá vơi tái kết tinh, bị dolomit hóa, thạch anh hóa 90 3.17 ðá biến đổi thạch anh hố, dolomit hố 90 3.18 ðá biến đổi thạch anh hố, dolomit hố 91 3.19 ðá biến đổi thạch anh hố, dolomit hố 91 3.20 ðá biến đổi thạch anh hố, dolomit hố 92 3.21 ðá biến đổi thạch anh hố 92 MỞ ðẦU Tính cấp thiết đề tài Khống sản nói chung quặng chì - kẽm nói riêng nhu cầu sử dụng nước giới ngày tăng Hiện nước ta ñang thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước nhu cầu sử dụng chì - kẽm ngày tăng, phần lớn trữ lượng mỏ chì - kẽm khai thác cạn dần Vì vậy, việc nghiên cứu, tìm kiếm phát diện tích có triển vọng quặng chì - kẽm nhằm trì gia tăng tài nguyên, trữ lượng quặng cấp thiết Trong vùng Bản Bó - Bảo Lâm, Cao Bằng thuộc phụ ñới Khao Lộc nằm đới Sơng Lơ, miền chuẩn uốn nếp ðơng Bắc Việt Nam có tiền đề địa chất thuận lợi cho việc thành tạo thân quặng chì - kẽm Kết điều tra, đánh giá thăm dị ñây ñã xác ñịnh ñược thân quặng thân khống hóa chì - kẽm Tuy nhiên đặc ñiểm thành phần vật chất, ñặc ñiểm hình thái, qui luật phân bố quặng hóa chì - kẽm mối liên quan chúng với yếu tố khống chế chưa ñược nghiên cứu Xuất phát từ luận trên, học viên chọn ñề tài “ðặc ñiểm thành phần vật chất yếu tố khống chế quặng hóa chì - kẽm vùng Bản Bó - Bảo Lâm, Cao Bằng”, nhằm đáp ứng u cầu địi hỏi cấp thiết nghiên cứu thực tế sản xuất ðối tượng nghiên cứu luận văn: Quặng chì - kẽm thành tạo chứa quặng chì - kẽm vùng Bản Bó Bảo Lâm, Cao Bằng Phạm vi nghiên cứu: Trên diện tích 110 km2 vùng Bản Bó - Bảo Lâm, Cao Bằng Mục đích luận văn: Làm sáng tỏ ñặc ñiểm thành phần vật chất yếu tố khống chế quặng hóa chì - kẽm, làm sở cho việc dự báo, ñánh giá triển vọng lựa chọn phương pháp thăm dị hợp lý quặng chì - kẽm vùng Bản Bó - Bảo Lâm Nhiệm vụ luận văn: ðể hoàn thành mục tiêu trên, nhiệm vụ luận văn ñược xác ñịnh là: 99 4.2.3 Các yếu tố magma Trong vùng tây Bắc Bộ hoạt đơng magma vô phong phú thành phần từ siêu mafic ñến axit - kiềm có tuổi từ Paleozoi ñến Paleogen diện tích nghiên cứu chưa thấy xuất ñá xâm nhập 4.3 Một số ý kiến nguồn gốc quặng chì - kẽm vùng Bản Bó - Bảo Lâm Kết nghiên cứu thành phần vật chất quặng chì - kẽm vùng Bản Bó - Bảo Lâm, ñặc biệt nghiên cứu thành phần khoáng vật quặng tổ hợp cộng sinh khoáng vật cho thấy quặng sulfur chì - kẽm thành tạo theo phương thức lắng ñọng từ dung dịch nhiệt dịch qua gia đoạn tạo khống khác nhau, cịn quặng oxyt chì - kẽm ñược thành thành tạo biến ñổi biểu sinh quặng sulfur đới oxy hóa Các khống vật biến ñổi nhiệt dịch gặp hầu hết thân quặng gồm thạch anh hạt nhỏ, dolomit, calcit, pyrit, ñặc biệt biểu dolomit hóa phát triển thành đới dọc thân quặng chì - kẽm Kết nghiên cứu thành phần vật chất qua nghiên cứu ñặc ñiểm phân bố đặc điểm khống hóa khác quặng chì - kẽm vùng mỏ xếp vào nhóm mỏ chì kẽm kiểu mạch trầm tích carbonat xen lục nguyên Kết phân tích mẫu bao thể xác định nhiệt độ đồng hóa bao thể dao ñộng từ 1300C ñến 2510C Bảng số: 4.2 Kết phân tích mẫu bao thể lỏng - khí S TT Số hiệu mẫu Tiểu khu T0 thành tạo ( 0C ) Ghi BBB.H62 Bản Bó 158 ÷ 2510C Bao thể lỏng - khí (trong BBB.H66F Bản Bó 153 ÷ 1960C khống vật thạch anh; BBB.H63D Bản Bó 160 ÷ 1980C THCSKV: thạch anh - barit - BBB.H76A Bản Bó 168 ÷ 1950C pyrit (I) - arsenopyrit) BBB.LK6/5 Bản Bó 130 ÷ 1860C Bao thể lỏng (trong khống BBB.H69N Bản Bó 193 ÷ 2250C vật thạch anh; THCSKV: BBB.LK9/18 Bản Bó 147 ÷ 2240C thạch anh - barit - pyrit (I) arsenopyrit) 100 Từ kết luận quặng chì - kẽm vùng Bản Bó - Bảo Lâm có nguồn gốc nhiệt dịch nhiệt độ trung bình - thấp 4.4 Quy luật phân bố quặng chì - kẽm vùng nghiên cứu Dựa vào kết nghiên cứu luận văn, báo cáo tổng hợp chì - kẽm vùng Việt Bắc (Nguyễn Huy Sính 1985), kết tổng hợp trình tìm kiếm quặng chì - kẽm, barit vùng Bản Bó, Bảo Lâm Báo cáo thăm dị mỏ chì - kẽm mỏ Bản Bó (Cơng ty CP Khống Sản Bảo Lâm năm 2007) có đặc ñiểm sau: Các thân quặng liên quan chặt chẽ ñến ñới ñứt gãy, khe nứt kéo dài theo phương tây bắc - đơng nam xun cắt tập đá carbonat xen lục nguyên hệ tầng Nà Bó Trong diện tích vùng nghiên cứu đới kéo dài khơng liên tục khoảng - km, rộng 300 - 500m, chiều sâu khống chế theo cơng trình khoan> 100m Các thân quặng có dạng vỉa, mạch, thấu kính trao ñổi thay thế, tương ñối ổn ñịnh theo ñường phương, hướng dốc chiều dày Thành phần khoáng vật quặng chủ yếu sphalerit, galenit, pyrit 101 CHƯƠNG TIỀN ðỀ, DẤU HIỆU TÌM KIẾM VÀ DỰ BÁO QUẶNG CHÌ - KẼM Tiền đề tìm kiếm khống sản ñược hiểu yếu tố ñịa chất cách trực tiếp gián tiếp khả phát khống sản Các thân khống vùng xem thể địa chất hình thành q trình địa chất khác diễn vỏ trái ñất liên quan chặt chẽ với lịch sử phát triển địa chất vùng Do vậy, ñối với vùng ñối với loại khống sản có tiền đề tìm kiếm khác Các dấu hiệu tìm kiếm lại yếu tố cụ thể có mặt khống sản vùng Kết nghiên cứu quặng hóa chì - kẽm vùng Bản Bó - Bảo Lâm cho phép rút tiền đề dấu hiệu tìm kiếm quặng chì - kẽm sau: 5.1 Tiền đề tìm kiếm - Tiền cấu trúc - kiến tạo: khống sản nội sinh cấu trúc - kiến tạo tiền đề tìm kiếm quặng quan trọng ñơn vị cấu trúc - kiến tạo gần định hình thành thân khống Trên diện tích nhóm tờ Bảo Lạc nói chung Bản Bó nói riêng ảnh hưởng trực tiếp đến vận chuyển dung dịch nhiệt dịch lắng ñọng tạo thân quặng nội sinh có thân quặng chì - kẽm Bản Bó phải kể đến đứt gãy Yên Minh - Ngân Sơn ñứt gãy sâu phân ñới cấu tạo có lịch sử phát triển lâu dài nên ngồi đóng vai trị kênh dẫn dung dịch từ khối magma cịn đóng vai trị làm xuất ñứt gãy kéo theo, ñứt gãy tỏa tia, lơng chim, khe nứt nhỏ, chúng đóng vai trị chứa khống chế quặng hóa vùng Trên diện tích nhóm tờ Bảo Lạc liên quan với hệ thống đứt gãy có điểm quặng đồng Lũng Liềm, đa kim vàng Khuổi Mạn, chì - kẽm Bản Lìn - Tiền đề thạch học - địa tầng: xét bình diện khu vực, có nhiều mỏ chì - kẽm nằm ñá carbonat xen lục nguyên hệ Devon Tà Pan, Na Sơn, Bản Lìn Vùng Bản Bó - Bảo Lâm, thân quặng thể tính chất chọn lựa rõ ràng thân quặng phân bố lớp ñá hoa hạt nhỏ, phiến calcit - 102 mica bị dolomit hóa thuộc phân hệ tầng hệ tầng Nà Bó Ở đá vơi dolomit sản phẩm q trình dolomit hóa ñá vôi, phiến vôi tạo môi trường thuận lợi cho trình di chuyển cư trú dung dịch tạo quặng 5.2 Dấu hiệu tìm kiếm 5.2.1 Dấu hiệu trực tiếp - Các vết lộ quặng: dấu hiệu trực tiếp thân quặng chì - kẽm vùng Kết cơng tác lộ trình tìm kiếm phát loạt vết lộ quặng giúp cho việc bố trí cơng trình khống chế thân quặng - Các diện phân bố tảng lăn quặng: quặng chì - kẽm Việt Nam nói chung vùng Bản Bó nói riêng tảng lăn sản phẩm q trình phong hóa, bào mịn phá hủy thân quặng gốc tạo diện tích phân bố tảng lăn quặng dạng eluvi - deluvi quặng lăn phân bố dọc khe suối ðây dấu hiệu quan trọng để tìm kiếm thân quặng lộ trình địa chất bố trí cơng trình khai ñào nhằm phát thân quặng Các dấu hiệu khai thác cũ: biểu dấu vết công trình cũ, bãi thải vật liệu, bãi xỉ luyện quặng cịn để lại ðây dấu hiệu trực tiếp có mặt quặng diện tích cụ thể Vùng Bản Bó - Bảo Lâm vùng trước ñã ñược người Tàu khai thác, dấu hiệu khai thác sở tốt để tìm kiếm thân quặng cụ thể 5.2.2 Dấu hiệu gián tiếp - Biến ñổi ñá vây quanh: dung dịch nhiệt dịch ñược di chuyển theo ñứt gãy, khe nứt ñều gây biến ñổi ñá vây quanh, biến đổi thường đa dạng, phong phú chúng tạo thành ñới bao quanh thân quặng chì - kẽm, biến đổi đá vây quanh dấu hiệu khả phát thân quặng Các q trình biến đổi chủ yếu gồm: calcit hóa, dolomit hóa, pyrit hóa, thạch anh hóa, barit hóa, khống vật biến đổi nhiệt dịch phân bố dạng ổ, ñám, gân mạch phát triển ñá bị trao ñổi vây quanh quặng Trong q trình biến đổi dolomit hóa phát triển mạnh mẽ nhất, điển hình cho tất đá cạnh mạch quặng bị biến ñổi, thứ ñến thạch anh hóa 103 - Các dị thường địa hóa: diện tích có vành phân tán địa hóa ngun tố liên quan đến quặng chì - kẽm Pb, Zn, Ba, Cu, Ag (nguyên tố thị) vỏ phong hóa (đối với địa hóa thứ sinh), ñá gốc (ñối với ñịa hóa nguyên sinh) Các vành phân tán địa hóa thường bao quanh thân quặng chì - kẽm, đặc biệt vành địa hóa nguyên tố Pb, Zn, Ba, Cu, Ag chúng thường gần thân quặng gốc, ñây dấu hiệu ñể phát thân quặng chì - kẽm cịn nằm ẩn mặt đất phương pháp tìm kiếm khác Trong tìm kiếm quặng chì - kẽm độ phân cực >7% ñiện trở suất thấp (