Đặc điểm sa khoáng ilmenit vùng biển ven bờ tỉnh hà tĩnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT ðÀO BÙI DIN ðẶC ðIỂM SA KHOÁNG ILMENIT VÙNG BIỂN VEN BỜ TỈNH HÀ TĨNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT ðÀO BÙI DIN ðẶC ðIỂM SA KHOÁNG ILMENIT VÙNG BIỂN VEN BỜ TỈNH HÀ TĨNH Chuyên ngành: ðịa chất Khống sản Thăm dị Mã số: 60.44.59 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Quang Luật TS Nguyễn Văn Bình HÀ NỘI – 2010 MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ðẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nhiệm vụ luận văn .7 ðối tượng phạm vi nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu Những ñiểm luận văn .9 Ý nghĩa khoa học giá trị thực tiễn .9 Cơ sở tài liệu .10 Cấu trúc luận văn 11 Nơi thực ñề tài lời cảm ơn .11 CHƯƠNG ðẶC ðIỂM CẤU TRÚC ðỊA CHẤT .13 VÙNG BIỂN VEN BỜ TỈNH HÀ TĨNH 13 1.1 KHÁI QUÁT VỊ TRÍ ðỊA LÝ VÙNG NGHIÊN CỨU 13 1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ðỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VÙNG NGHIÊN CỨU 13 1.2.1 Giai ñoạn trước năm 1954 .14 1.2.1.1 Các nghiên cứu lục ñịa ven biển 14 1.2.1.2 Các nghiên cứu biển 14 1.2.2 Giai ñoạn sau năm 1954 15 1.2.2.1 Các nghiên cứu phần ñất liền ven biển 15 1.2.2.2 Các nghiên cứu vùng biển nông ven bờ 15 1.3 ðẶC ðIỂM CẤU TRÚC ðỊA CHẤT VÙNG NGHIÊN CỨU 17 1.3.1 ðịa tầng .17 1.3.2 Các thành tạo magma 27 1.3.3 Cấu trúc kiến tạo 29 1.3.4 Khoáng sản 31 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 2.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM ðƯỢC SỬ DỤNG 37 2.1.1 Sa khoáng 37 2.1.2 Tổ hợp khoáng vật .37 2.1.3 Khống vật nặng, khống vật nặng có ích 37 2.2 KHÁI QUÁT VỀ SA KHOÁNG 37 2.2.1 ðặc ñiểm thạch học trầm tích 38 2.1.2 ðặc điểm thành phần khống vật 40 2.1.3 Các kiểu nguồn gốc thành tạo sa khoáng .42 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .50 2.3.1 Thu thập tổng hợp tài liệu 50 2.3.2 Khảo sát lấy mẫu nghiên cứu sa khoáng 50 2.3.3 Phương pháp nghiên cứu phòng 51 CHƯƠNG ðẶC ðIỂM ðỊA CHẤT THÀNH TẠO SA KHOÁNG VÙNG BIỂN VEN BỜ HÀ TĨNH 56 3.1 ðẶC ðIỂM TRẦM TÍCH CHỨA SA KHOÁNG 56 3.2 ðẶC ðIỂM PHÂN BỐ CÁC THÂN SA KHOÁNG 56 3.3 ðẶC ðIỂM HÌNH THÁI VÀ CẤU TRÚC CÁC THÂN SA KHOÁNG 67 CHƯƠNG ðẶC ðIỂM THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT NẶNG 71 VÙNG BIỂN VEN BỜ HÀ TĨNH 71 4.1 ðẶC ðIỂM THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT NẶNG SA KHỐNG.71 4.2 ðẶC ðIỂM TIÊU HÌNH CÁC KHỐNG VẬT NẶNG .71 4.3 THỜI KỲ VÀ CÁC GIAI ðOẠN THÀNH TẠO SA KHOÁNG .74 4.3.1 Thời kỳ giai đoạn thành tạo sa khống .74 4.3.2 Tổ hợp khoáng vật sa khoáng 77 CHƯƠNG CÁC YẾU TỐ KHỐNG CHẾ SA KHOÁNG VÀ TRIỂN VỌNG SA KHOÁNG VÙNG BIỂN VEN BỜ TỈNH HÀ TĨNH 79 5.1 YẾU TỐ NGUỒN CUNG CẤP KHOÁNG VẬT SA KHOÁNG .79 5.2 YẾU TỐ CẤU TRÚC 79 5.3 YẾU TỐ ðỊA MẠO 81 5.4 QUY MÔ VÀ TRIỂN VỌNG SA KHOÁNG 82 KẾT LUẬN 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO .86 DANH MỤC CÁC BẢNG CHƯƠNG Bảng 2.1 Tốc độ dịng chảy cần thiết ñể bắt ñầu di chuyển vật liệu ñáy sông (V Gonsanov, M Velicanov) Bảng 2.2 Tốc độ dịng chảy cần thiết để di chuyển vật liệu kích thước khác (Theo Yu A Bilibin) Bảng 2.3 Kích thước mảnh vỡ thạch anh gió mang CHƯƠNG Bảng 3.1: Bảng thống kê vành trọng sa trầm tích tầng mặt Bảng 3.2 Các mẫu khoan máy có hàm lượng tổng khống vật Ti - Zr lớn 5kg/m3 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu Hình 1.2 Sơ ñồ lịch sử nghiên cứu ñịa chất khoáng sản vùng nghiên cứu Hình 2.1 Biểu đồ phân loại trầm tích vụn học Cục ðịa chất Hoàng gia Anh Hình 2.2 Biểu đồ phân loại bổ sung Hình 2.3 Sơ ñồ thành tạo hợp phần tạo ñá bề mặt vỏ Trái ðất đá trầm tích Hình 2.4 Sơ ñồ chuyển ñộng vật liệu mảnh vỡ nặng (A) nhẹ (B) deluvi Hình 2.5: ñồ thị biểu diễn tốc ñộ chuyển ñộng hạt khoáng vật nặng phân dị theo chiều thẳng đứng chúng (theo M Ficman) Hình 2.6 Mối quan hệ tốc độ dịng chảy, bào mịn, di chuyển trầm đọng kích thước vật liệu (Theo V Baturin) Hình 2.7 Sơ đồ cấu trúc ven biển Hình 2.8 Sơ đồ mối quan hệ giữ sóng dịng chảy ven bờ di chuyển vật liệu (Theo V I Smirnov) Hình 2.9 Sự phụ thuộc kích thước hạt với tốc độ dịng chảy (của gió nước) trạng thái chuyển ñộng vật chất ( theo V Corenx) Hình 2.10 Sơ đồ hình thành sa khống gió phần đụn cát Hình 3.1 Phân bố thân sa khống xác định theo tài liệu khoan biển địa vật lý vùng biển Thạch Hội Hình 3.2 Hình thái tập địa chấn chứa thân sa khoáng (tuyến TH102B vùng biển Kỳ Xuân – Vũng Áng Hình 3.3 Cột đị tầng lỗ khoan LK-01 vùng biển Cẩm Nhượng - Hà Tĩnh Hình 3.4 Cột ñịa tầng lỗ biển khoan LK-24 vùng biển Kỳ Khang, Hà Tĩnh DANH MỤC CÁC BẢN VẼ Bản vẽ số 1a Bản đồ địa chất – khống sản đới duyên hải Hà Tĩnh (mảnh1) Bản vẽ số 1b Bản ñồ ñịa chất – khoáng sản ñới duyên hải Hà Tĩnh (mảnh2) Bản vẽ số Bản ñồ phân bố khống sản theo tài liệu địa vật lý khoan biển Bản vẽ số Bản ñồ phân bố dự báo khống sản Bản vẽ số Bản đồ ñịa chất khoáng sản vùng biển Thạch Hội – Vũng Áng MỞ ðẦU Tính cấp thiết đề tài Sa khoáng vùng biển ven bờ nguồn tài ngun khống sản đánh giá quan trọng tỉnh Hà Tĩnh, ñồng thời nơi có trữ lượng lớn triển vọng Việt Nam Trong năm gần đây, sa khống ilmenit - zircon phần ñất liền ven biển Hà Tĩnh ñã ñược Liên ñoàn ðịa chất (nay Liên ñoàn ðịa chất Bắc Trung Bộ), đặc biệt cơng ty Austinh cơng ty Khống sản Thương mại Hà Tĩnh (nay Tổng cơng ty Khống sản Thương mại Hà Tĩnh) điều tra thăm dị đánh giá trữ lượng Dọc ñới ven biển Hà Tĩnh hàng loạt mỏ ilmenit - zircon ñã ñược phát thăm dị khai thác: mỏ Cẩm Hồ, Cẩm Nhượng, Kỳ Xuân, Kỳ Khang, Kỳ Ninh với trữ lượng dự báo triệu quặng Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu đầy đủ cách có hệ thống sa khoáng vùng biển ven bờ tỉnh Hà Tĩnh, đặc biệt đặc điểm sa khống nguồn gốc thành tạo cịn vấn đề nhiều người quan tâm Chính đề tài: “ðặc ñiểm sa khoáng vùng biển ven bờ tỉnh Hà Tĩnh” ñược chọn làm ñề tài cho luận văn thạc sỹ chun ngành ðịa chất khống sản thăm dị xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, nhằm góp phần bổ sung lý luận cho khoa học nghiên cứu ñặc ñiểm sa khoáng biển ven bờ Việt Nam Mục tiêu nhiệm vụ luận văn 2.1 Mục Tiêu Làm sáng tỏ thành phần vật chất, ñặc ñiểm phân bố sa khoáng Ilmenit vùng biển ven bờ tỉnh Hà Tĩnh 2.2 Nhiệm vụ ðể hoàn thành mục tiêu nói trên, luận văn có nhiệm vụ: - Nghiên cứu ñặc ñiểm thành tạo ñịa chất chứa sa khoáng; - Nghiên cứu yếu tố khống chế quy luật phân bố sa khoáng; - Nghiên cứu ñặc ñiểm thành phần vật chất, ñặc ñiểm khoáng vật nặng sa khoáng; - Luận giải nguồn gốc thành tạo triển vọng sa khoáng biển ven bờ tỉnh Hà Tĩnh; - ðánh giá chất lượng, hàm lượng quặng sa khoáng làm sở khoa học cho việc ñề xuất giải pháp khai thác, tuyển quặng hợp lý bảo vệ môi trường ðối tượng phạm vi nghiên cứu ðối tượng nghiên cứu luận văn sa khoáng Ilmenit tổ hợp khoáng vật sa khoáng Phạm vi nghiên cứu luận văn diện tích vùng biển ven bờ tỉnh Hà Tĩnh từ 0-20m nước Các phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập tổng hợp xử lý tài liệu: + Thu thập, xử lý, tổng hợp tài liệu: trọng sa, địa hố, xạ phổ gama + Thu thập, xử lý, tổng hợp tài liệu lỗ khoan biển, băng địa chấn nơng độ phân giải cao nhằm xác lập cấu trúc có liên quan tới khống sản (đới nâng, gờ nâng ), nơi có khả tích tụ (bẫy) khống sản (các lịng sơng cổ, bãi triều cổ ) + Thu thập, xử lý, tổng hợp tài liệu chuyên ñề ñịa mạo: yếu tố địa hình thuận lợi cho tích tụ sa khoáng + Thu thập, xử lý, tổng hợp tài liệu chun đề trầm tích tầng mặt: xác lập tướng trầm tích, mối liên hệ tướng trầm tích với sa khống + Thu thập, xử lý, tổng hợp tài liệu chuyên ñề thuỷ thạch - ñộng lực: xác ñịnh yếu tố ảnh hưởng động lực mơi truờng (kể cổ đại) tới sa khống - Phương pháp thống kê - Phương pháp tính tài ngun khống sản - Phương pháp sử dụng phần mềm Mapinfo, Excel ñể xử lý liệu ñịa chất Những ñiểm luận văn Kết nghiên cứu luận văn rút ñược số ñiểm sau: - Sa khống chơn vùi vùng biển ven bờ tỉnh Hà Tĩnh thành tạo giai ñoạn kỷ ðệ tứ: tuổi Pleistocen sớm (Q11); Pleistocen (Q12); Pleistocen muộn, phần sớm (Q13a); Pleistocen muộn, phần muộn (Q13b) Holocen sớm - (Q21-2) - Sa khoáng vùng biển nông ven bờ Hà Tĩnh gồm kiểu cấu tạo chính: Kiểu thứ gồm tập trầm tích hạt thơ (cát, cát sạn, cát bột) liên quan đến tướng bãi triều cổ, đường bờ cổ, lịng sơng cổ nằm tập ñịa chấn ñịa tầng A, B, C; Kiểu thứ hai gồm thành tạo trầm tích hạt thơ nằm thung lũng khép kín phát triển bề mặt ñá gốc Ý nghĩa khoa học giá trị thực tiễn 6.1 Ý nghĩa khoa học - Góp phần làm sáng tỏ hệ phương pháp xử lý, phân tích, tổng hợp tài liệu địa chất - khống sản để nâng cao độ tin cậy nghiên cứu thành phần vật chất sa khoáng biển ven bờ Hà Tĩnh nói riêng Việt Nam nói chung - Góp phần làm sáng tỏ thành phần vật chất điều kiện thành tạo sa khống ven biển Hà Tĩnh nói riêng Việt Nam nói chung 6.2 Giá trị thực tiễn 74 Felspat: nhóm khống vật tạo đá có mặt hầu hết loại đá Cùng với thạch anh, có mặt hầu hết trầm tích vụn học, nghiên cứu nguồn cung cấp felspat chủ yếu phải dựa vào độ mài trịn tổ hợp cộng sinh khống vật Thạch anh: khống vật tạo đá chính, có dạng hạt khơng rõ hình dạng tinh thể, kích thước hạt dao ñộng phổ biến từ - 0,01mm Màu sắc: chủ yếu không màu, trắng sữa, màu xám, màu vàng, nâu (do bị bọc oxyt sắt) ðộ mài trịn tốt - chiếm 25%; trung bình: 50%; yếu - kém: 25% Các hạt có độ mài trịn tốt - ñược tập trung ñộ sâu - 3m nước Soi lát mỏng thạch học bở rời cho thấy: mẫu lấy hai đầu phía Bắc Nam vùng nghiên cứu có hạt thạch anh tắt sóng chiếm tỷ lệ cao khu vực Cẩm Nhượng Kỳ Phú, tức thạch anh có nguồn gốc biến chất hai ñầu chiếm tỷ lệ cao vùng ðiều phù hợp với diện lộ ñá gốc phân bố ñường bờ đáy biển vùng nghiên cứu Tóm lại: sở tài liệu nghiên cứu ñặc ñiểm thạch học trầm tích, thành phần khống vật, đặc điểm tiêu hình khống vật (về hình dạng tinh thể, màu sắc, ñộ hạt, ñộ mài tròn ) ñã cho thấy mối quan hệ nhân khoáng vật trầm tích với đá gốc (đá mẹ) vùng nghiên cứu Từ rút nhận xét: hầu hết khống vật trầm tích vụn học (thành phần để hình thành sa khống) khơng phải từ xa đem tới mà chủ yếu phá huỷ ñá gốc phân bố ñới ven biển ñáy biển vùng nghiên cứu 4.3 THỜI KỲ VÀ CÁC GIAI ðOẠN THÀNH TẠO SA KHỐNG 4.3.1 Thời kỳ giai đoạn thành tạo sa khoáng Sa khoáng thực thể trầm tích gắn liền với lịch sử hình thành phát triển tồn thành hệ trầm tích chứa Mối quan hệ hệ pha biển tiến biển thoái ðệ tứ Mỗi loại sa khống lại gắn liền với điều kiện định mơi trường Các pha biển tiến cực đại ñiều kiện thuận lợi ñể thành tạo sa khoáng ilmenit, zircon, monazit, Vì để xác định quy luật phân bố thời gian thành tạo sa khoáng cần phải xác ñịnh ñường bờ cổ, nơi dừng lại lâu dài pha biển tiến biển lùi cực đại suốt q trình tương tác lục ñịa – biển 4.3.1.1 Giai ñoạn Pleistocen sớm Vào khoảng cuối Pliocen ñến ñầu ðệ tứ sớm ảnh hưởng băng hà Gun, mực nước biển rút khỏi vùng nghiên cứu Toàn vùng biển 75 ven bờ Hà Tĩnh trở thành lục địa có phân bậc địa hình rõ rệt Do bị lục địa hố trở lại nên q trình phân dị, phong hố, xâm thực bóc mịn xảy mạnh mẽ Các vùng lộ đá gốc bị xâm thực bóc mịn tạo nên vật liệu thơ, kèm với khống vật nặng Sau chúng dịng chảy vận chuyển tích tụ bề mặt ñào khoét lộ ñá gốc khu vực Cẩm Nhượng, kỳ Xn Các vùng bóc lộ trầm tích Neogen bị phong hố bóc mịn tạo nên bề mặt sét loang lổ Trầm tích hạt thơ phổ biến mặt cắt vùng ñặc biệt vùng Bắc Cẩm Nhượng (LK-1, LK2) phát triển trầm tích sơng chủ yếu Trong giai đoạn hình thành kiểu thành tạo chứa sa khoáng, liên quan tới tướng cát sạn bar cửa sơng (trầm tích sơng biển dạng bar cửa sơng có tập) tướng cát bãi triều cổ (có mẫu ñạt hàm lượng cao 17.000g/m3) (bản vẽ số 3) Kết thúc băng hà Gun bắt ñầu bước vào kỳ gian băng, mực nước biển tăng cao, bắt ñầu tiến vào vùng nghiên cứu Biển tiến Pleistocen sớm tạo nên tầng trầm tích biển tồn diện tích biển Hà Tĩnh 4.3.1.2 Giai đoạn Pleistocen (Q12) Vào cuối giai ñoạn Pleistocen sớm sang ñầu Pleistocen giữa, mực nước biển lại hạ thấp xảy băng hà Mindel Ở vùng nghiên cứu biển bắt ñầu lùi khỏi đồng Biển lùi, diện tích lục địa lại mở rộng phía ðơng đồng thời q trình phong hố, bóc mịn, phá huỷ tầng trầm tích Pleistocen sớm tiếp tục xảy Trên ñáy biển lộ trường cuội – sạn, kéo dài theo đường đẳng sâu có phương gần song với bờ biển, tàn dư tướng bãi triều cổ tướng đê cát ven bờ cổ, hàm lượng khống vật nặng thay đổi từ 218% Các hệ thống sơng cổ hoạt động trở lại để đào xói, vận chuyển vật liệu vùng tích tụ Hệ thống dịng chảy chủ yếu theo hướng từ Tây sang ðông Chúng nhân tố vận chuyển khoáng vật nặng từ lục ñịa biển với khối lượng cát khổng lồ sóng thủy triều phân dị, chọn lọc tái phân bố làm giàu sa khoáng ven biển cổ Trong giai ñoạn ñã xác ñịnh vùng nghiên cứu có thành tạo sa khống liên quan tới tướng cát sạn bar cửa sơng (có tập) tướng bãi triều (có tập) (bản vẽ số 3) Vào kỳ gian băng sau băng hà Mindel, mực nước biển dâng cao trở lại Biển tiến trở lại vùng nghiên cứu Tồn vùng phủ tầng trầm tích 76 biển phong phú hố thạch sinh vật biển, với mặt cắt vùng Cẩm Nhượng chủ yếu hạt thơ: cát thơ, cát trung, bột sét, Sau đó, vào cuối Pleistocen ảnh hưởng kỳ băng hà Riss, nước biển lại bắt ñầu từ từ rút khỏi vùng nghiên cứu chuẩn bị hình thành chu kỳ trầm tích 4.3.1.3 Giai ñoạn Pleistocen muộn, phần sớm (Q13a) Do ảnh hưởng băng hà Riss, toàn lãnh thổ, lãnh hải Việt Nam, biển ñã lùi khỏi dải lục địa ven biển vùng biển nơng ven bờ có vùng nghiên cứu Trong nhiều cột địa tầng lỗ khoan ñồng ven biển bãi triều biển ñã gặp ñược bề mặt phong hố loang lổ trầm tích cuối Pleistocen trung Cịn mặt cắt địa chấn nơng độ phân dải cao vùng biển ven bờ ñã gặp ñược bề mặt phản xạ ñịa chấn ñịa tầng R4 Những dấu hiệu minh chứng cho dấu hiệu biển lùi tạo bề mặt phong hố bóc mịn Trong giai đoạn xuất phức hệ tướng cộng sinh: tướng sạn cát ven bờ cổ chứa hàm lượng khoáng vật nặng cao từ 3-15% Vào thời kỳ gian băng sau băng hà Riss, mực nước biển lại ñược dâng cao, biển bắt ñầu tiến trở lại vùng nghiên cứu với trình thành tạo trầm tích hình thành tác động sóng dịng chảy biển phân dị, chọn lọc tạo thân sa khống nằm đới bãi triều cổ Trong vùng nghiên cứu vào giai ñoạn xác định tập chứa sa khống trầm tích sơng biển tướng cát bar cửa sơng (bản vẽ số 3) Vào cuối Pleistocen muộn phần sớm mực nước biển lại hạ thấp ảnh hưởng chu kỳ băng hà Wuoc ñã tạo bề mặt phịn hóa sét loang lổ ranh giới mở ñầu cho chu kỳ trầm tích 4.3.1.4 Giai đoạn Pleistocen muộn phần muộn (Q13b) Như mục trình bày vào thời kỳ băng hà Wuoc 1, biển lùi khỏi vùng nghiên cứu, hệ thống sơng tái hoạt động trở lại, xuất số dòng chảy theo hướng Tây sang ðơng Trên đoạn mặt cắt thấy rõ lịng sơng đào cắt vào trầm tích tuổi Q13a vật liệu lấp đầy trầm tích cát sạn, cát bột (cấu tạo xiên chéo), phủ lên chúng tầng trầm tích biển tiến cát bùn tuổi Pleistocen muộn phần muộn Sau vào kỳ gian băng Wuoc 1, mực nước biển bắt ñầu dâng cao Kết đợt biển tiến hình thành nên tầng trầm tích tướng biển nơng 77 tồn vùng, gặp đựơc tất lỗ khoan khu vực nghiên cứu nhiều nơi lộ đáy biển gặp ống phóng trọng lực Trong giai đoạn xác định có tập trầm tích chứa sa khống nằm tướng cát bãi triều cổ (bản vẽ số 3) Vào khoảng 30-32 ngàn năm trước ñây ñã xảy băng hà Wuoc làm nước biển ñã lùi xa vùng nghiên cứu rút xuống ñộ sâu 120-130m so với mực nước biển (18 ngàn năm trước) Tồn vùng nghiên cứu trở thành lục địa 4.3.1.5 Giai ñoạn Holocen sớm – (Q21-2) Từ 18 ngàn năm trở sau, bắt ñầu thời kỳ gian băng sau băng hà Wuoc Nước biển bắt ñầu dâng cao tương ứng với chu kỳ biển tiến Flandrian Tây Âu Biển tiến ñã ñể lại dấu ấn ñường bờ biển cổ ñộ sâu 20-25m nước với tướng cát sạn, cát có địa hình cao chạy song song với ñường ñẳng sâu Thành phần trầm tích chủ yếu cát sạn thạch anh có độ mài trịn chọn lọc tốt (So=1,2-1,5; Ro 0,5-0,8), đới giàu khoáng vật nặng chủ yếu ilmenit, zircon Trong vùng nghiên cứu ñã xác ñịnh ñược nhiều tập trầm tích giàu sa khống liên quan tới tướng cát bãi triều cổ Như vậy, biểu sa khoáng quặng Ti - Zr phân bố ñáy biển vùng nghiên cứu có liên quan đến thành tạo trầm tích ðệ tứ hình thành từ Pleistocen sớm đến Holocen muộn có nguồn gốc biển thuộc tướng cát bãi triều bar cát cửa sông chủ yếu, nguồn gốc lục ñịa thuộc tướng cát sạn eluvi deluvi - aluvi thứ yếu Biểu khống sản chơn vùi vùng ñược thể rõ qua tài liệu địa chấn: hố đào kht dịng sơng cổ lấp đầy trầm tích vụn thơ, bãi cuội sạn bãi triều cổ, 4.3.2 Tổ hợp khoáng vật sa khoáng Thành phần khoáng vật trầm tích vụn học hồn tồn phụ thuộc vào nguồn cung cấp Mỗi loại ñá ñều ñặc trưng tổ hợp cộng sinh khống vật định Vì thế, nghiên cứu kỹ tổ hợp khống vật, đặc điểm tiêu hình khống vật với tham số trầm tích tốn ngược để xác định nguồn cung cấp trầm tích Tài liệu phân tích khống vật tồn diện phát vùng nghiên cứu có tới 25 khống vật trầm tích vụn học Tổng hợp kết phân tích mẫu khống vật toàn diện (trên mẫu thạch học bở rời) mẫu trọng sa đưa dược tổ hợp khống vật đặc trưng 78 Tổ hợp khống vật đặc trưng: tính theo thành phần khống vật nặng chiếm > 5%, vùng nghiên cứu có tổ hợp khống vật ñặc trưng là: thạch anh, felspat, ñisten, turmalin, ilmenit, leicoxen, zircon, monazit - xenotim; ñiều phản ánh mối liên quan với đá gốc trầm tích lục ngun xen phun trào trung tính granit 79 CHƯƠNG CÁC YẾU TỐ KHỐNG CHẾ SA KHOÁNG VÀ TRIỂN VỌNG SA KHOÁNG VÙNG BIỂN VEN BỜ TỈNH HÀ TĨNH 5.1 YẾU TỐ NGUỒN CUNG CẤP KHOÁNG VẬT SA KHOÁNG ðới dun hải vùng ven bờ tình Hà Tĩnh có hai thành tạo đá gốc đá magma thuộc phức hệ Phia Bioc đá trầm tích lục ngun xen phun trào thuộc hệ tầng ðồng Trầu Các ñá granit biotit phức hệ Phia Bioc ñá phun trào dacit, ryodacit hệ tầng ðồng Trầu giàu khoáng vật phụ ilmenit, zircon, monasit - xenotim Dưới tác dụng khí hậu nhiệt đới ẩm, đá gốc bị phong hoá, khoáng vật vỏ phong hố nước chảy bề mặt vận chuyển, phân dị tích tụ nơi có điều kiện thuận lợi, kết thành tạo thân sa khống Vì vậy, nói đá gốc nguồn cung cấp vật liệu khống sản ban đầu cho sa khoáng ven biển Kết nghiên cứu khoáng phức hệ Phia Bioc mẫu giã đãi khống vật cho kết sau: hàm lượng zircon: 10-143g/T, hàm lượng Ilmenit: 70-300g/T (Nguồn: ðịa chất Việt Nam, tập 2: thành tạo magma tài liệu ño vẽ ñồ tỷ lệ1:50.000) Các thành tạo magma, biến chất mỏ, ñiểm quặng phân bố lục địa phân bố địa hình bóc mịn mạnh mẽ nguồn cung cấp vật liệu cho sông vận chuyển biển, tích tụ hình thành sa khống bị chơn vùi đáy biển Trong vùng nghiên cứu phát triển nhiều hệ thống sông từ Bắc xuống Nam gồm: sơng Cả đổ biển Cửa Hội, Sơng Châu Lam đổ biển cửa Sót, sơng Gia Hội đổ biển cửa Nhượng sơng Quyền ñổ biển cửa Khẩu – Vũng Áng Hàng năm hệ thống sông tải biển lượng lớn trầm tích ðây nhân tố vận chuyển khống vật nặng từ lục địa biển ðơng, sơng thuỷ triều phân dị, chọn lọc, tái phân bố thành tích tụ sa khống ñáy biển 5.2 YẾU TỐ CẤU TRÚC 5.2.1 Cấu trúc chung vùng biển Hà Tĩnh Cấu trúc ñới duyên hải ven bờ tỉnh Hà Tĩnh phần nhỏ phía nam ñới cấu trúc Thanh - Nghệ - Tĩnh, ñây, phát triển hệ thống ñứt gẫy theo hướng tây bắc – đơng nam đơng bắc – tây nam ñến kinh tuyến Hoạt ñộng tân kiến tạo với xu nâng chủ yếu Thành tạo sa khoáng trung vùng 80 chủ yếu tập trung cấu trúc nâng, phát triển ñá gốc cao ñáy biển tạo thung lũng chứa vật liệu trầm tích hạt thơ cát sạn, cát, cát bột giàu khoáng vật nặng 5.2.2 Cấu trúc thân sa khống Cấu trúc, hình thái thân sa khống theo tài liệu địa vật lý phát triển kiểu chính: kiểu thứ gồm tập trầm tích hạt thơ (cát, cát sạn, cát bột) liên quan ñến tướng bãi triều cổ, ñường bờ cổ, lịng sơng cổ nằm tập địa chấn ñịa tầng A, B, C; kiểu thứ gồm thành tạo trầm tích hạt thơ nằm thung lũng khép kín phát triển bề mặt đá gốc Các diện tích ghi nhận có triển vọng tích tụ sa khống chơn vùi (bản vẽ số 2) gồm: - Khu vực từ Thạch Hội ñến Kỳ Xuân: + Khu vực có triển vọng 1C có chiều dày trung bình 10m, diện tích 19 km + Khu vực có triển vọng 2C có chiều dày trung bình 10m, diện tích 16 km + Khu vực có triển vọng 3C có chiều dày trung bình 21m, diện tích km + Khu vực có triển vọng 4C có chiều dày trung bình 8m, diện tích km2 + Khu vực có triển vọng 5C có chiều dày trung bình 15m, diện tích km + Khu vực có triển vọng 6C có chiều dày trung bình 21m, diện tích km + Khu vực có triển vọng 7C có chiều dày trung bình 8m, diện tích 16 km Trong số khu vực triển vọng 2C, 4C, 7C nằm tập A, thành phần chủ yếu cát mịn - trung Các khu vực triển vọng 1C, 3C, 5C 6C nằm tập C thành phần chủ yếu gồm vật liệu vụn thô dạng aluvi, deluvi - Khu vực từ Kỳ Xuân ñến Vũng Áng có khu vực dự báo triển vọng khoáng sản gồm: 8C, 14C; 15C thân cát mịn - trung có lẫn bột, nằm tập C Các khu vực triển vọng có ký hiệu 9C, 10C, 11C, 12C 13C thung lũng khép kín nằm tập D, có điều kiện tích tụ vật liệu trầm tích Các khu vực thường nằm tập sát với mặt ñá gốc gắn kết cổ, thành phần chủ yếu gồm cát sạn sỏi Khu vực có triển vọng 9C chiều dày trung bình 17m, diện tích 2,3 km2 81 Khu vực có triển vọng 10C chiều dày trung bình 26m, diện tích 1,7 km2 Khu vực có triển vọng 11C chiều dày trung bình 19m, diện tích 2,1 km2 Khu vực có triển vọng 12C chiều dày trung bình 15m, diện tích 8,8 km2 Khu vực có triển vọng 13C chiều dày trung bình 11m, diện tích 3,2 km2 Khu vực có triển vọng 14C chiều dày trung bình 08m, diện tích 5,5 km2 Khu vực có triển vọng 15C chiều dày trung bình 5,5m, diện tích 10 km2 Các cấu trúc hình thái thân quặng nêu ñã ñược kiểm chứng qua lỗ khoan tìm kiếm cơng ty Timah vùng biển Hà Tĩnh Trong có nhiều diện tích chứa sa khoáng ilmenit, zircon vật liệu xây dựng, tương ứng tập B7; B8; C6 D3; D4 5.3 YẾU TỐ ðỊA MẠO Sa khống ln ln có mối liên quan mật thiết với đặc điểm địa hình Các khống sản đới biển nơng có nguồn gốc biển thân sa khoáng, vật liệu xây dựng, cát thuỷ tinh thường ñược thành tạo liên quan tới ñường bờ biển (bãi triều, ñê cát ven bờ), sườn bờ ngầm Các khoáng sản liên quan tới trầm tích có nguồn gốc lục địa thường thành tạo khu vực sơng, suối, nón phóng vật Trung vùng biển Hà Tĩnh xác định có ñầy ñủ phân vị ñịa mạo thuận lợi cho hình thành khống sản Cụ thể: tài liệu khoan biển ñã phản ảnh ñược ñới ñường bờ biển cổ tuổi Pleistocen muộn, phần muộn (Q13b) ñộ sâu 10 - 15m nước nằm sâu bề mặt ñáy biển khoảng 10 - 15m Mẫu khoan lấy ñược vị trí cho thấy có tập trung cao hàm lượng khoáng vật nặng Tài liệu ñịa chấn nông ñộ phân giải cao ñã khoanh ñịnh ñược nhiều hố ñào (aluvi) dòng chảy cổ phát triển vào giai ñoạn ñầu Holocen; Pleistocen muộn Trên nhiều tuyến địa chấn nơng độ phân giải cao ñã gặp kiểu ñịa hình (tuyến Tu - 102TH, Tu - 15TH) ñã ñược tài liệu khoan biển kiểm chứng Mẫu khoan lấy ñược vị trí cho thấy có tập trung cao hàm lượng khoáng vật nặng 82 5.4 QUY MƠ VÀ TRIỂN VỌNG SA KHỐNG Các sa khống biển nơng thực thể trầm tích giàu khống vật nặng, hình thành chủ yếu q trình phân dị, lắng đọng trầm tích ðể hình thành sa khống đới biển phải có điều kiện cần đủ ðiều kiện cần có nguồn cung cấp khống vật quặng ðiều kiện đủ phải có mơi trường thuận lợi cho tích tụ bảo tồn sa khoáng Trên sở tổng hợp tài liệu tiền đề - dấu hiệu kết cơng tác tìm kiếm khống sản phân vùng triển vọng thành cấp theo mức ñộ giảm dần sau: 5.4.1 Khu vực có triển vọng (cấp A) - Khu vực Bắc - ðông Bắc Cẩm Nhượng: phân bố ñộ sâu từ ñến 15 m nước ðây vùng có đầy đủ điều kiện (cần đủ) để hình thành sa khống, có tiền đề địa chất đá gốc thuận lợi cho hình thành khống sản, có nhiều bẫy chứa sa khống kiểu eluvi - deluvi - aluvi khu vực đá gốc; có nhiều dấu hiệu trực tiếp gián tiếp quan trọng cho tìm kiếm khống sản tầng mặt chơn vùi Trong trầm tích tầng mặt: tồn vành trọng sa hàm lượng cao với tổng tài nguyên dự báo 206.250 quặng tổng Trong lớp trầm tích bị chơn vùi đáy biển có tập trầm tích chứa sa khống với tài ngun dự báo 2.617.725 quặng tổng Tổng tài nguyên dự báo sa khoáng cho khu vực : 2.823.975 quặng tổng - Khu vực phía ðơng Kỳ Phú: phân bố ñộ sâu từ ñến 15 m nước ðây vùng có tiền đề địa chất thuận lợi cho hình thành khống sản, có nhiều bẫy chứa sa khoáng kiểu eluvi - deluvi - aluvi khu vực ñá gốc; có nhiều dấu hiệu trực tiếp gián tiếp quan trọng cho tìm kiếm khống sản tầng mặt chơn vùi + Trong trầm tích tầng mặt: tồn vành trọng sa hàm lượng cao với tổng tài nguyên dự báo 24.375 quặng tổng + Trong lớp trầm tích bị chơn vùi đáy biển có tập trầm tích chứa sa khoáng với tổng tài nguyên dự báo 1.481.880 quặng tổng Tổng tài nguyên dự báo cho khu vực là: 1.506.255 quặng tổng 5.4.2 Khu vực có triển vọng (cấp B) - Khu vực Bắc - ðông Bắc Cửa Nhượng: phân bố ñộ sâu từ 13 ñến 18 m nước ðây vùng có tiền ñề địa chất thuận lợi cho hình thành khống sản, 83 có nhiều bẫy chứa sa khống kiểu eluvi - deluvi - aluvi khu vực đá gốc; có nhiều dấu hiệu trực tiếp gián tiếp cho tìm kiếm khống sản tầng mặt chơn vùi + Tầng mặt: có vành trọng sa bậc cao với tổng tài nguyên dự báo 69.750 quặng tổng + Dưới đáy biển: có bẫy sa khống với dấu hiệu ñặc trưng phát triển bề mặt ñá gốc (theo tài liệu ñịa vật lý), có tổng tài nguyên dự báo 50.000 quặng tổng Tổng tài nguyên dự báo cho vùng triển vọng là: 119.750 quặng tổng 5.4.3 Khu vực triển vọng (cấp C) Là khu vực cịn lại Tại có điều kiện “cần” để hình thành sa khống khơng có điều kiện “đủ” để hình thành sa khống, dấu hiệu tìm kiếm sa khống nghèo nàn 84 KẾT LUẬN Sa khống chơn vùi vùng biển ven bờ tỉnh Hà Tĩnh thành tạo giai ñoạn, cụ thể : - Trong trầm tích tuổi Pleistocen sớm (Q11) có phần chứa sa khoáng, liên quan tới tướng cát sạn bar cửa sơng (trầm tích sơng biển dạng bar cửa sơng có tập) tướng cát bãi triều cổ - Trong trầm tích tuổi Pleistocen (Q12) có phần chứa sa khoáng, liên quan tới tướng cát sạn bar cửa sơng (có tập) tướng bãi triều (có tập) - Trong trầm tích tuổi Pleistocen muộn, phần sớm (Q13a) có tập chứa sa khống trầm tích sông biển tướng cát bar cửa sông - Trong trầm tích Pleistocen muộn, phần muộn (Q13b) có tập trầm tích tướng cát bãi triều cổ - Trong trầm tích Holocen sớm - Q21-2 có sa khống liên quan tới tướng cát bãi triều cổ Sa khoáng chơn vùi đáy biển ven bờ Hà Tĩnh có liên quan mật thiết với ñới ñường bờ cổ hình thành ðệ tứ Xác định diện phân bố ñá cổ trước ðệ tứ ñáy biển, ñặc biệt thành tạo magma xâm nhập có khả cung cấp vật liệu cho sa khống vùng nghiên cứu Trên sở tài liệu nghiên cứu đặc điểm thạch học trầm tích, thành phần khống vật, đặc điểm tiêu hình khống vật (về hình dạng tinh thể, màu sắc, độ hạt, độ mài trịn ) cho thấy mối quan hệ nhân khống vật trầm tích với đá gốc (đá mẹ) vùng nghiên cứu Từ rút nhận xét: hầu hết khống vật trầm tích vụn học (thành phần để hình thành sa khống ilmenit) chủ yếu phá huỷ đá gốc phân bố ñới ven biển ñáy biển vùng nghiên cứu Sa khống vùng biển nơng ven bờ Hà Tĩnh gồm kiểu cấu tạo chính: - Kiểu thứ gồm tập trầm tích hạt thơ (cát, cát sạn, cát bột) liên quan ñến tướng bãi triều cổ, đường bờ cổ, lịng sơng cổ nằm tập ñịa chấn ñịa tầng A, B, C 85 - Kiểu thứ hai gồm thành tạo trầm tích hạt thơ nằm thung lũng khép kín phát triển bề mặt đá gốc Từ kết nghiên cứu cho thấy vùng biển ven bờ Hà Tĩnh có triển vọng sa khống ilmenit, zircon chôn vùi Các tài liệu khoan máy biển, kết đo đạc, phân tích, giải đốn tài liệu địa chấn nơng độ phân giải cao, kết phân tích mẫu trọng sa góp phần khẳng định kết Tài nguyên dự báo cho vùng biển ven bờ Hà Tĩnh là: 4.653.594 quặng tổng Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2010 Học viên ðào Bùi Din 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Biểu nnk (1994): Báo cáo kết khảo sát ñịa chất tìm kiếm khống sản rắn biển nơng ven bờ (0 - 30m nước) ðèo Ngang - Nga Sơn, lưu trữ Liên đồn ðịa chất Biển Nguyễn Biểu, Trịnh Thanh Minh, Hoàng Văn Thức (1994): Báo cáo thuyết minh ñồ ñịa chất biển ven bờ (0 - 30m nước) ðèo Ngang Nga Sơn tỷ lệ 1/500.000, Lưu trữ Liên đồn ðịa chất Biển Nguyễn Biểu, Trịnh Thanh Minh, Hoàng Văn Thức (1995): Báo cáo thuyết minh ñồ ñịa chất trung gian biển ven bờ (0 - 30m nước) Vũng Tàu - Nga Sơn tỷ lệ 1/500.000, Lưu trữ Liên đồn ðịa chất Biển Nguyễn Biểu nnk (2001): Báo cáo tổng kết ñề án ðiều tra địa chất tìm kiếm khống sản rắn vùng biển nông ven bờ (0 - 30 m nước) Việt Nam tỷ lệ 1/500.000, lưu trữ Cục ðịa chất Khoáng sản Việt Nam Nguyễn Văn ðản (1978): Báo cáo ñịa chất thủy văn tờ Hà Tĩnh - Kỳ Anh tỉ lệ 1/200.000, Lưu trữ Cục ðịa chất Khống Sản Việt Nam Vũ Hồ nnk (1994): Báo cáo thuyết minh cơng tác lập đồ độ sâu ñáy biển ven bờ (0 - 30m nước) ðèo Ngang - Nga Sơn tỷ lệ 1/200.000 1/500.000 Nguyễn Văn Huyền (1997): Báo cáo tìm kiếm khống sản titan ven biển Hà Tĩnh Lưu trữ Cục ðịa chất Khống sản Việt Nam Liên đồn ðịa chất Bắc Trung Bộ Nguyễn Ngậu nnk (1994): Báo cáo kết đo địa vật lý biển nơng ven bờ (0 - 30m nước) ðèo Ngang - Nga Sơn tỷ lệ 1/500.000 Trần Nghi nnk (1994): Báo cáo thuyết minh đồ trầm tích tầng mặt thạch ñộng lực biển ven bờ (0 - 30m nước) ðèo Ngang - Nga Sơn tỷ lệ 1/500.000, Lưu trữ Liên đồn ðịa chất Biển 10 Trần Nghi nnk (2000): Báo cáo thuyết minh ñồ tướng ñá cổ ñịa lý Pliocen - ðệ tứ thềm lục ñịa Việt Nam tỷ lệ 1/1.000.000, ðại học Quốc gia Hà Nội 11 Mai Trọng Nhuận nnk (1994): Báo cáo thuyết minh đồ địa chất mơi trường biển ven bờ (0 - 30m nước) ðèo Ngang - Nga Sơn tỷ lệ 1/500.000, Lưu trữ Liên đồn ðịa chất Biển 12 Nguyễn ðình Lân (1997): Báo cáo thăm dị sa khống ilmenit ven biển Hà Tĩnh Lưu trữ Tổng công ty Khoáng sản Thương mại Hà Tĩnh 13 La Thế Phúc nnk (1994): Báo cáo thuyết minh ñồ trọng sa biển nông ven bờ ðèo Ngang - Nga Sơn tỷ lệ 1/500.000, Lưu trữ Liên đồn ðịa chất Biển 87 14 ðỗ Ngọc Quỳnh nnk (1994): Báo cáo thuyết minh ñồ thuỷ ñộng lực biển ven bờ (0 - 30m nước) ðèo Ngang - Nga Sơn 15 Vũ Trường Sơn nnk (2001): Báo cáo kết khoan biển công ty TIMAH Hà Tĩnh, lưu trữ Liên đồn ðịa chất Biển 16 ðào Mạnh Tiến, Vũ Trường Sơn nnk (1994): Báo cáo thuyết minh đồ dị thường ngun tố quặng biển ven bờ (0 - 30m nước) ðèo Ngang - Nga Sơn tỷ lệ 1/500.000, lưu trữ Liên đồn ðịa chất Biển 17 ðào Mạnh Tiến, Vũ Trường Sơn nnk (1994): Báo cáo thuyết minh đồ địa hố nguyên tố biển ven bờ (0 - 30m nước) ðèo Ngang - Nga Sơn tỷ lệ 1/500.000, lưu trữ Liên ñoàn ðịa chất Biển 18 Nguyễn Thế Tiệp, Vũ Văn Phái (1994): Báo cáo thuyết minh ñồ ñịa mạo biển ven bờ (0 - 30m nước) ðèo Ngang - Nga Sơn, lưu trữ Liên đồn ðịa chất Biển 19 Thái Văn Tiến, 1996: Báo cáo ñịa chất khảo sát thăm dị sa khống ilmenit ven biển Hà Tĩnh, lưu trữ, Cơng ty Khống sản Thương mại Hà Tĩnh 20 Trần Tính nnk (1996): ðịa chất khống sản tờ Hà Tĩnh, Kỳ Anh, Cục ðịa chất Khoáng sản Việt Nam 21 Nguyễn Văn Vượng nnk (1994): Báo cáo thuyết minh ñồ xạ phổ vùng biển ven bờ (0 - 30m nước) ðèo Ngang - Nga Sơn tỷ lệ 1/500.000 lưu trữ Liên đồn ðịa chất Biển 22 Các tài liệu khoan thăm dị sa khống ilmenit ven biển cơng ty Austinh (Bản đồ, cột ñịa tầng lỗ khoan máy, lỗ khoan tay, kết phân tích, mặt cắt địa chất qua thân quặng, báo cáo thăm dị) Lưu trữ Tổng cơng ty Khống sản Thương mại Hà Tĩnh 23 Báo cáo ñề tài (2001) Nghiên cứu, đánh giá tai biến xói lở- bồi tụ vùng cửa sông, bờ biển Bắc Trung Bộ, lưu trữ Viện ðịa chất, Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Quốc Gia 88 PHỤ LỤC ... hệ thống sa khống vùng biển ven bờ tỉnh Hà Tĩnh, đặc biệt đặc điểm sa khống nguồn gốc thành tạo vấn đề nhiều người quan tâm Chính đề tài: “ðặc điểm sa khống vùng biển ven bờ tỉnh Hà Tĩnh? ?? ñược... 4.3.2 Tổ hợp khoáng vật sa khoáng 77 CHƯƠNG CÁC YẾU TỐ KHỐNG CHẾ SA KHOÁNG VÀ TRIỂN VỌNG SA KHOÁNG VÙNG BIỂN VEN BỜ TỈNH HÀ TĨNH 79 5.1 YẾU TỐ NGUỒN CUNG CẤP KHOÁNG VẬT SA KHOÁNG .79... cậy nghiên cứu thành phần vật chất sa khoáng biển ven bờ Hà Tĩnh nói riêng Việt Nam nói chung - Góp phần làm sáng tỏ thành phần vật chất điều kiện thành tạo sa khống ven biển Hà Tĩnh nói riêng