a. Dolomit nguyên khối: Chiếm khối lƣợng chủ yếu trong các diện tích phân
bố dolomit. Bằng mắt thƣờng quan sát thấy dolomit có màu xám xanh hoặc xanh đen, cấu tạo khối đến phân lớp dày. Bề mặt phong hoá các lớp đá dolomit thƣờng sần sùi khác hẳn với bề mặt các lớp đá vôi thông thƣờng. Thành phần khoáng vật bao gồm dolomit, calcit đi cùng với các khoáng vật phi carbonat nhƣ clorit, geothit. Chúng thuộc vào loại đá dolomit và dolomit lẫn vôi. Các khoáng vật tạo đá chủ yếu gồm dolomit, calcit và các khoáng vật phi carbonat. Các khoáng vật sulphur và oxit hầu nhƣ vắng mặt.
Dolomit: Khoáng vật chiếm hàm lƣợng cao nhất trong các đá dolomit và dolomit lẫn vôi, có hàm lƣợng dao động từ 80% đến 88%, trung bình 84%. Các hạt dolomit kích thƣớc rất nhỏ, thƣờng nhỏ hơn 0,05 mm, trên các vật kính phóng đại số lớn, hiếm khi có hạt lớn thấy đƣợc các tiết diện hình thoi. Dƣới kính hiển vi, khoáng vật dolomit thƣờng có dạng hạt đẳng thƣớc là hình thoi tự hình, có cấu tạo đới trạng do sự phân bố các hợp chất sắt trong dolomit theo từng đới.
Calcit: Khoáng vật carbonat calcit thƣờng đi cùng dolomit. Đôi khi, calcit tạo nên các dải đám ổ nhỏ do tái kết tinh hoặc calcit hoá. Calcit có hàm lƣợng thƣờng từ 1-5 % đến dƣới 10 %, dạng hạt tha hình, kích thƣớc nhỏ đến rất nhỏ, thƣờng dƣới 0,05-0,01 mm, cục bộ trong các đám tái kết tinh mạnh mới tìm thấy đƣợc các hạt calcit có kích thƣớc đến 0,3 mm.
Các khoáng vật phi carbonat: Về cơ bản không phát hiện đƣợc dƣới kính hiển vi. Chúng chỉ đƣợc phát hiện bởi các phƣơng pháp phân tích Roentgen và nhiệt vi sai, chủ yếu là các khoáng vật clorit và geothit.
Đáng lƣu ý, hầu nhƣ trong các đá dolomit Ninh Bình nói riêng và dolomit hệ tầng Đồng Giao nói chung hầu nhƣ không chứa các khoáng vật vụn cơ học nhƣ thạch anh, plagioclas. Chính vì vậy, mà hàm lƣợng các chất không tan trong bảng phân tích thành phần hoá học của đá dolomit là rất thấp.
49
b. Dolomit vụn: Đây chính là một sản phẩm độc đáo phân bố trên tầng đá
dolomit. Thông thƣờng, đối với các đá carbonat giầu calci, chúng thƣờng bị hòa tan khi tiếp xúc với nƣớc mặt và nƣớc ngầm, do đó thƣờng tạo nên các hang động karst. Đối với các đá giầu dolomit, tốc độ hoà tan rất chậm, do đó thƣờng bền vững. Trong các miền địa hình thuận lợi, nhƣ độ dốc không lớn có thể hình thành nên vỏ phong hoá cơ học.
Hình 10.Hình ảnh lát mỏng thạch học dolomit các khu vực tỉnh Ninh Bình
A, B: hình ảnh lát mỏng thạch học dưới 1 nicon và 2 nicon dolomit khu Đông Sơn, huyện Tam Điệp; C, D: hình ảnh lát mỏng thạch học dưới 1 nicon và 2 nicon dolomit khu Phú Long - Kỳ Phú, huyện Nho Quan
Ghi chú: Dl: dolomit; Cx: calcit
Dl Cl Cl Dl Dl Cl Cl Dl A B C D
50
Nhìn chung đặc điểm thạch học, khoáng vật tại 4 khu vực triển vọng dolomit tƣơng tự nhau đều gồm các khoáng vật tạo đá chủ yếu dolomit, calcit và các khoáng vật phi carbonat. Các khoáng vật sulphur và oxit hầu nhƣ vắng mặt.
4.5.3. Đặc điểm hoá học
Bảng 14: Chỉ tiêu tối thiểu về hàm lượng và chất lượng dolomit
(Phụ lục 2 trong Quy định về đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1:50.0000 của Bộ Tài nguyên và Môi trường)
STT Chỉ tiêu Hàm lƣợng
1 MgO ≥ 19%
2 SiO2 ≤ 3,5%
3 SiO2+ Al2O3 + Mn3O4 ≤ 4%
Trong Phụ lục 2 nêu chi tiết điều kiện có thể sử dụng làm đá vôi xi măng, đá vôi trong các ngành công nghiệp, phụ gia điều chỉnh phối liệu trong sản xuất xi măng, hoặc dùng trong lĩnh vực đá xây dựng, đá ốp lát.
Trong Luật Khoáng sản 2010 (khoản 1 điều 64) cho biết hàm lƣợng dolomit < 15% đá dolomit không đủ tiêu chuẩn sản xuất thủy tinh, xây dựng, làm nguyên liệu sản xuất đá ốp lát, đá mỹ nghệ theo quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật của Việt Nam, chúng đƣợc sử dụng làm vật liệu xâu dựng thông thƣờng. Qua Bảng 15 cho thấy chất lƣợng đá dolomit 4 khu vực đáp ứng các tiêu chuẩn Phụ lục 2 (Bảng 14).
Bảng 15. So sánh hàm lượng các thành phần chính và một số chỉ tiêu phân tích hóa cơ bản của dolomit tại 4 khu vực tỉnh Ninh Bình
STT Khu vực Một số chỉ tiêu hàm lƣợng dolomit (%)
MKN HO CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3
1 Khu Đông Sơn 46,57 0,41 30-31 19-21 0,24 0,11 0,12
2 Khu Phú Sơn 46,42 0,36 30-32,05 19,52-21,3 0,18 0,20 0,03
3 Khu Thạch Bình 46,67 0,48 30,57-31,65 20,62-21,44 0,09 0,06-0,57 0,04-0,19
4 Khu Phú Long - Kỳ Phú 46,63 0,67 38,12-40,10 11,84-13,54 0,28 0,011-0,081 0,03
Ghi chú: HO: Hàm lượng tạp chất có trong dolomit
Từ các kết quả tính toán tại Bảng 15 rút ra nhận xét: Hàm lƣợng MKN, CaO, MgO, HO tại 4 khu vực tƣơng đối đồng đều nhau, hàm lƣợng CaO khu Phú Long - Kỳ Phú cao nhất (38,12-40,10 %), tuy nhiên khu vực này hàm lƣợng MgO rất thấp
51
(11,84-13,54 %). Hàm lƣợng các tạp chất có trong dolomit 4 khu vực trên có sự chênh lệch rõ ràng nhất, khu Phú Long - Kỳ Phú có hàm lƣợng các tạp chất cao nhất (0,67%), khu Phú Sơn có hàm lƣợng tạp chất thấp nhất (0,36%). Qua bảng trên cho thấy chất lƣợng dolomit khu Phú Sơn đồng đều nhất, dolomit tại khu vực có hàm lƣợng tạp chất thấp, vì vậy dolomit khu vực này tƣơng đối sạch, khu Phú Long - Kỳ Phú có hàm lƣợng tạp chất cao, để nâng cao lĩnh vực sử dụng cần loại bỏ tạp chất và làm giàu Mg.
Bảng 16. Tổng hợp kết quả xử lý thống kê các thành phần có hại trong dolomit tỉnh Ninh Bình
Hàm lượng các thành
phần chính (%) SiO2 Fe2O3 Al2O3 TiO2 P2O5 SO3 Mn3O4
Hàm lƣợng trung bình 0,15 0,02 0,19 0,00 0,05 0,01 0,011 Phƣơng sai 0,025 0,014 0,003 0,00 0,001 0,00014 0,0002 Hệ số biến thiên V (%) 107,2 59,83 26,94 0,00 66,48 119,91 128,6
Tổng số mẫu nghiên cứu 40 40 40 40 40 40 40
Min 0,00 0,01 0,10 0,00 0,03 0,00 0,000
Max 0,48 0,048 0,30 0,00 0,20 0,05 0,022
Từ Bảng có thể rút ra nhận xét: Các thành phần có hại cho chất lƣợng dolomit có hàm lƣợng trung bình rất thấp, cụ thể: SiO2: 0,15%; Fe2O3: 0,02%; Al2O3:0,19%; TiO2: 0%; P2O5: 0,05%; SO3: 0,01% và Mn3O4: 0,011%. Hàm lƣợng các thành phần này biến đổi thuộc loại từ rất đồng đều đến không đồng đều.
Thành phần các nguyên tố phân tán đƣợc xác định bằng phƣơng pháp quang phổ. Kết quả phân tích (Bảng ) cho thấy trong dolomit Ninh Bình hầu nhƣ vắng mặt hoặc có hàm lƣợng rất thấp các nhóm nguyên tố kim loại nhóm sắt đa kim. Hàm lƣợng các nguyên tố đất hiếm và phóng xạ rất thấp. Các khoáng vật sulphur và oxit vắng mặt hoặc có mặt với hàm lƣợng rất thấp.
52
Bảng 17. Hàm lượng các nguyên tố trong đá dolomit Ninh Bình
Nguyên tố Min Max Trung bình
Na (%) 0,226 0,569 0,319 V (g/t) 304,100 437,300 337,214 Cr (g/t) 145,800 428,700 217,6592 Mn (g/t) 124,200 456,700 182,300 Fe (g/t) 0,028 0,692 0,114 Zn (g/t) 53,000 106,500 77,388 Y (g/t) 1,970 2014,000 77,032 Zr (g/t) 1,660 7,640 3,644 Nb (g/t) 1,235 2,680 1,235 Mo (g/t) 0,760 1029,000 76,758 Pb (g/t) 26,100 351,400 351,400 U (g/t) 1,200 26,100 1,570 Th (g/t) 0,900 1,900 1,188 4.5.3. Đặc điểm cơ lý
Để nghiên cứu các tính chất cơ lý của đá dolomit Ninh Bình, nghiên cứu đã thu thập và phân tích các mẫu cơ lý đá. Dƣới đây (Bảng ) là giá trị trung bình của các chỉ tiêu cơ lý đá cơ bản.
Bảng 18. Tổng hợp kết quả tính giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý đá cơ bản của dolomit Ninh Bình
Các chỉ tiêu cơ lý cơ bản Giá trị phân tích
Max Min Trung bình
Thể trọng tự nhiên (g/cm3 ) 2,67 2,74 2,69 Tỷ trọng (g/cm3 ) 2,74 2,78 2,77 Cƣờng độ kháng nén khô (KG/cm2 ) 680 1352,8 862,8 Cƣờng độ kháng kéo khô (kG/cm2 ) 48,3 130,0 78,4 Lực dính kết (kG/cm2 ) 50 135 80 Góc ma sát (độ) 36o20' 37o45' 37o06' Tỷ lệ khe hở 0,015 0,041 0,027 Độ khe hở (%) 1,4 3,9 2,6
Tính chất cơ lý đá cơ bản của dolomit 4 khu vực tỉnh Ninh Bình (mục 4.1.3, bảng 7, mục 4.3.3. và bảng 13) và chung cho toàn tỉnh Ninh Bình (Bảng 16) tƣơng
53
đối tốt, cƣờng độ kháng nén khô, kháng kéo khô cao, tỷ lệ khe hở thấp. Tỷ trọng và thể trọng tự nhiên có giá trị tƣơng đối đồng đều, ở mức độ vừa. Từ các kết quả tính toán ở trên có thể thấy rằng dolomit phân bố trên địa bàn tỉnh Ninh Bình nói chung có chất lƣợng khá tốt với hàm lƣợng MgO cao, các thành phần có hại có hàm lƣợng thấp. Các loại đá dolomit nguyên khai chƣa bị phong hoá màu xanh đen có cƣờng độ kháng nén cao.
54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Qua quá trình nghiên cứu, thu thập, bổ sung số liệu thực tế, kiến thức khoa học và xử lý số liệu liên quan đến, nghiên cứu rút ra đƣợc những kết luận nhƣ sau:
1. Ninh Bình là tỉnh có tiềm năng về dolomit do sự phân bố của các hệ tầng có thành phần chủ yếu là đá dolomit phân bố rộng rãi.
2. Đá dolomit tỉnh Ninh Bình phân bố tập trung ở 4 khu vực là Đông Sơn, Phú Sơn, Thạch Bình và Phú Long - Kỳ Phú.
3. Chất lƣợng dolomit tại 4 khu vực Đông Sơn, Phú Sơn, Thạch Bình và Phú Long - Kỳ Phú tƣơng đối tốt và đồng đều. Tuy nhiên khu Phú Long - Kỳ Phú hàm lƣợng thành phần chính CaO cao nhƣng hàm lƣợng MgO thấp nhất (phân tích hóa cơ bản 11,84-13,54%), để khu vực này sử dụng dolomit trong những lĩnh vực đòi hỏi hàm lƣợng MgO cao cần làm giàu Mg và loại bỏ các tạp chất có trong dolomit.
Khu Đông Sơn, thị xã Tam Điệp định hướng sử dụng dolomit để sản xuất gang thép, thiêu kết loại I, sản xuất magie kim loại bằng phương pháp nhiệt silic, sản xuất kính nổi, muối cromnatri.
Dolomit Phú Sơn thuộc loại dolomit có chất lượng tốt định hướng sử dụng trong các lĩnh vực sản xuất vật liệu chịu lửa dolomi, phụ gia cho luyện gang, luyện kim, gốm sứ, thuỷ tinh.
Dolomit Thạch Bình thuộc loại dolomit có chất lượng tốt định hướng sử dụng trong các lĩnh vực sản xuất vật liệu chịu lửa dolomi, gốm sứ, thuỷ tinh, công nghiệp hóa chất, muối cromnatri, dolomit ăn da.
Dolomit Phú Long - Kỳ Phú có thể sử dụng vào một số lĩnh vực đòi hỏi hàm lượng MgO cao như thiêu kết, phụ gia cho luyện gang, thủy tinh... nếu tiến hành tuyển để nâng cao hàm lượng MgO và loại bỏ các tạp chất.
Qua tìm hiểu, tổng hợp, nghiên cứu, phân tích các tài liệu, cũng nhƣ đối sánh với các tiêu chuẩn đối với các lĩnh vực sử dụng khác nhau của dolomit, có thể thấy rằng dolomit Ninh Bình có chất lƣợng tốt và tƣơng tự nhau có khả năng sử dụng cho nhiều lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp và xử lý môi trƣờng. Tỉnh Ninh Bình hiện nay và trong những năm tới lĩnh vực sản xuất thuỷ tinh, xử lý môi trƣờng, luyện kim, hóa chất, phân đạm, chất độn, sản xuất vật liệu xây dựng sẽ vẫn là lĩnh vực sử dụng dolomit nhiều nhất, có hiệu quả kinh tế cao nhất. Vì vậy ngoài việc cung cấp, chế biến các nguyên liệu từ dolimit phục vụ cho các lĩnh vực này, cần tiếp tục nghiên cứu công nghệ chế biến hiện đại hơn để mở rộng phạm vi ứng dụng của dolomit.
55
Kiến nghị
1. Cần khuyến khích các nhà đầu tƣ trong và ngoài nƣớc đầu tƣ thăm dò, khai thác và chế biến đá dolomit trên địa bàn tỉnh, trƣớc mắt tập trung vào khu vực Đông Sơn, Phú Long - Kỳ Phú là nơi đƣợc đánh giá có tiềm năng lớn, điều kiện khai thác thuận lợi.
2. Dolomit có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực sản xuất rất khác nhau. Do đó, trong tƣơng lai nên tiếp tục đầu tƣ nghiên cứu làm sáng tỏ các tính chất công nghệ của dolomit cho các lĩnh vực có nhu cầu thực tế nhằm nâng cao giá trị nguồn nguyên liệu và tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên.
56
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1. Bộ Xây dựng (2012), hướng dẫn xuất khẩu khoáng sản làm vật liệu xây
dựng. Hà Nội.
2. Cổng thông tin điện tử tỉnh Ninh Bình: baoninhbinh.org.vn.
3. Dƣơng Đức Khiêm, và nnk, 2001 Từ điển Địa chất Anh - Việt. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội.
4. Đào Đình Thục, Huỳnh Trung và nnk (1995), Địa chất Việt Nam, tập II,
Các thành tạo magma, Cục Địa chất Việt Nam, Hà Nội.
5. Đinh Minh Mộng (1978), Địa chất và khoáng sản tờ Ninh Bình, Cục Địa chất Việt Nam, Hà Nội.
6. Đỗ Ngọc Điền (1969), Tìm kiếm dolomit Thạch Bình, Nho Quan Ninh
Bình, Cục Địa chất Việt Nam, Hà Nội.
7. Hoàng Anh Khiển (2005). Báo cáo tổng hợp tài nguyên khoáng sản của các tỉnh, thành phố trong cả nƣớc. Cục Địa chất và Khoáng sản. Hà Nội.
8. Lê Tiến Dũng, Lƣơng Quang Khang và nnk (2005), Đánh giá tiềm năng
đá carbonat vùng núi đá Ninh Bình, điều tra chi tiết hoá một số vùng trọng điểm,
Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Ninh Bình.
9. Lê Tiến Dũng, Nguyễn Hữu Thông và nnk (1996), “Các thành tạo đolomit nguồn gốc trầm tích trong các địa tầng đá carbonat, lấy ví dụ vùng Kim Bảng (Nam Hà) và Tân Lâm (Quảng Trị)”, Báo cáo khoa học HNKH lần thứ 12, ĐH Mỏ Địa chất Hà Nội.
10. Lê Tiến Dũng, Vũ Quang Tiến (1994), Điều tra đánh giá tiềm năng các
đá carbonat khu vực Kim Bảng- Thanh Liêm tỉnh Nam Hà, Đại học Mỏ Địa chất,
Hà Nội.
11. Luật Khoáng sản số 60/2010/QH12 của Quốc hội nƣớc Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam.
12. Lƣơng Quang Khang và nnk (2006), Tiềm năng đá dolomit tỉnh Ninh
Bình và đánh giá khả năng sử dụng của chúng, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất.
13. Mai Trọng Tú và nnk (2013-2014), Đề tài cấp Bộ "Nghiên cứu, xác lập cơ sở khoa học, đề xuất định hướng sử dụng các khoáng chất công nghiệp apatit,
dolomit, felspat, caolin, sericit của Việt Nam" . Tổng cục Địa chất và Khoáng sản
57
14. Nguyễn Tiến Tân (1970), Tìm kiếm thăm dò dolomit phân hủy Yên
Phong, Yên Mô, Ninh Bình, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội.
15. Trần Nghi (2013), Trầm tích học. Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội. Hà Nội. 471 tr.
16.Trần Ngọc Thái và nnk (2007), Quy hoạch khoanh vùng loại khoáng sản
chủ yếu tỉnh Ninh Bình đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020. Viện Khoa
học Địa chất và Khoáng sản. Hà Nội.
17. Ủy ban nhân dân tỉnh Ninh Bình (2013), Quy hoạch mạng lưới cơ sở giáo dục mầm non, giáo dục phổ thông, giáo dục thường xuyên tỉnh Ninh Bình giai đoạn
2013-2020, tầm nhìn đến năm 2030. Ninh Bình.
18. Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ và nnk (1989), Địa chất Việt Nam, Tập I, Địa
tầng, Tổng cục Mỏ Địa chất, Hà Nội.
Tài liệu tiếng Anh
19. Chanratchakool, J.F Tumbull, S Funge- Smith, C. Limsuwan, Quản lý sức
khoẻ tôm trong ao nuôi (Nguyễn Anh Tuấn và nnk, Khoa Thuỷ sản, Đại học Cần