Kết quả thăm dò cho thấy , các thân quặng có kích thƣớc lớn chủ yếu phân bố ở phần ven rìa khối xâm nhập syenit phức hệ Pusamcap, đôi khi gặp trong ranh giới tiếp xúc giữa đá carbonat hệ tầng Đồng Giao với syenit. Tuy nhiên, quặng nguyên sinh tồn tại trong các loại đá này dƣới dạng xâm tán, mạch, mạng mạch thƣờng có hàm lƣợng thấp. Trong điều kiện ngoại sinh, đá syenit chứa quặng bị phong hóa dẫn đến rửa trôi vật chất phi quặng và tái làm giàu thành phần có ích nên đã tạo ra các thân quặng với hàm lƣợng đạt chỉ tiêu công nghiệp. Nhƣ vậy, quặng đất hiếm trong khu mỏ có hàm lƣợng đạt yêu cầu công nghiệp đƣợc coi là nguồn gốc phong hóa. Trong phạm vi khu mỏ đã phát hiện và khoanh nối đƣợc 15 thân quặng, mạch quặng, trong đó có các thân quặng lớn:F3, F4, F7, F9, F10, F14, F16, F17 nhƣ trong hình 4.
- Đặc điểm phân bố thân quặng:
Các thân quặng có kích thƣớc lớn và quy mô công nghiệp đã đƣợc thăm dò gồm F3, F4, F7, F9, F10, F14, F16 và F17 phân bố rải rác trong khu vực nghiên cứu, đều có dạng kéo dài, trên bình đồ có dạng thấu kính, ranh giới uốn lƣợn phức tạp. Kích thƣớc và độ cao phân bố của các thân quặng nêu ở bảng 7.
Bảng 7: Kích thƣớc và độ cao phân bố của các thân quặng chính
Kích thước (m) Thân quặng
F3 F4 F7 F9 F10 F14 F16 F17 Chiều dài 450 320 1000 1150 560 580 910 410 Chiều rộng 50-250 10-170 10-500 10-420 90-560 10-290 70-450 50-190 Độ cao phân bố 750-850 690-779 810-948 630-778 690-880 750-992 700-910 900-970 Bề dày trung bình 50-250 10-39 10-102 20-111 13,5-91,9 10,5-59 10-99,7 15-63
Các thân quặng nêu trên có cấu tạo chủ yếu là thành phần đá syenit phong hóa mạnh chứa đất hiếm, Fluorit, Barit và đi kèm với các chất phóng xạ, một số thân quặng có xen kẹp nhiều lớp đá syenit phong hóa.
Hình 5: Sơ đồ địa chất và vị trí các thân quặng mỏ đất hiếm Đông Pao
- Chất lượng và trữ lượng quặng đất hiếm:
+ Thân quặng F3:
Bảng 8: Đặc điểm chất lƣợng các loại quặng thân quặng F3 Loại quặng Đặc tính quặng Tỷ lệ trữ lƣợng (%) Hàm lƣợng trung bình (%) TR2O3 BaSO4 CaF2
Loại I Giàu đất hiếm 60,8 13,59 42,46 22,81 Loại II Đất hiếm, Barit 20,6 4,98 57,8 6,12 Loại III Đất hiếm Barit Fluorit 18,6 5,77 42,31 29,9 Hỗn hợp Tổng hợp đất hiếm, Barit
và Fluorit 100 9,73 47,3 19,68
Khoáng vật gồm Bastnesit, Perisit, Carisit, Synisit, thạch anh, Barit, Fluorit, Monazit, Xenotim... Thành phần hóa học chủ yếu của đất hiếm là Ce, La, Nd, P. Trong đó, hàm lƣợng europium từ 0,16÷0,21%, ytrium từ 0,7÷0,45% (tính theo 100%TR2O3).
+ Các thân quặng khác
Các khoáng vật quặng đất hiếm chủ yếu là Bastnesit, ít hơn Parisit, Lantannit, Barit, Fluorit, Monazit, Xenotim. Ngoài ra còn có các khoáng vật có ích khác. Khoáng vật phi quặng chủ yếu là thạch anh, Felspat và sét.
Tổng hợp các kết quả phân tích mẫu thạch học, khoáng vật, khoáng tƣớng đã xác định đƣợc thành phần khoáng vật chủ yếu ở các thân quặng nhƣ bảng sau:
Bảng 9: Thành phần khoáng vật chủ yếu của các thân quặng
ĐV tính: g/cm3 Thân
quặng
Bastnesit Barit Fluorit Khoáng phi quặng
Max Min TB Max Min TB Max Min TB Max Min TB F4 1,13 0,88 1,02 13,23 9,48 11,66 29,94 21,94 24,78 67,51 56,11 62,55 F7 2,81 1,98 2,35 18,86 13,81 16,08 3,98 2,23 2,87 81,62 75,44 78,68 F9 1,30 0,93 1,10 15,58 0,95 11,14 32,18 22,86 26,86 65,60 53,35 60,89 F10 1,17 1,11 1,14 12,5 12,19 12,35 28,45 26,56 27,50 59,83 58,18 59,00 F16 0,08 <0,01 0,02 43,58 32,78 39,34 5,78 2,07 4,04 61,36 48,17 56,60 F14 0,10 <0,01 0,05 42,06 4,61 29,10 21,52 2,21 13,77 63,24 50,41 57,09 F17 2,48 1,95 2,22 26,29 13,64 16,87 4,49 1,76 2,85 81,79 67,01 78,06
1.3.5. Ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên đến khả năng phát tán phóng xạ vào môi trường
a. Ảnh hưởng của địa hình, địa mạo
Nhìn chung khu vực Đông Pao thuộc địa hình núi cao hiểm trở, sƣờn núi dốc, có khi thành vách dựng đứng. Ở những khu vực phân bố đá vôi có những hang động và hố sụt karst. Điều đáng quan tâm là một số thân quặng đất hiếm - barit - fluorit chứa phóng xạ trong diện tích nằm sát mặt đất, hoặc lộ ngay trên bề mặt của địa hình, làm cho việc phong hóa, phá hủy và phát tán quặng vào môi trƣờng dƣới dạng cơ học. Những thân quặng lộ thiên có cƣờng độ phóng xạ cao nhƣ F3, F7, F9, F10, F16... phân bố trên các triền núi và khe suối ở Đông Pao, Bản Thẩm, Bản Hon, Nà Cƣa, Tả Phù Nhiêu, Nà Khum, Bãi Trâu dƣới tác động của tự nhiên, hoạt động của con ngƣời làm gia tăng quá trình phát tán theo địa hình các nguyên tố phóng xạ vào môi trƣờng.
b. Ảnh hưởng của mạng lưới thủy văn
Vùng Đông Pao có hệ thống mạng lƣới thủy văn khá phong phú, có các suối lớn, dễ dàng phát tán các nguyên tố phóng xạ vào môi trƣờng nƣớc ngầm, nƣớc mặt. Các nguồn nƣớc này phần lớn nhân dân trong vùng đang sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày.
c. Ảnh hưởng của khí hậu
Đặc điểm khí hậu vùng điều tra đƣợc chia thành 2 mùa: mùa mƣa và mùa khô. Mùa mƣa thƣờng kéo dài từ tháng 5 đến tháng 8, lƣợng mƣa lớn thƣờng gây ra lũ lụt, sạt lở, đóng vai trò quan trọng trong việc phát tán cơ học các nguyên tố phóng xạ trong môi trƣờng. Mùa khô từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau, thời tiết khô lạnh, hay có gió mùa thổi qua ít ảnh hƣởng tới việc bào mòn phát tán các nguyên tố phóng xạ.
d. Ảnh hưởng của thảm thực vật
Nhìn chung vùng Đông Pao có thảm thực vật trong vùng ít đƣợc quan tâm bảo vệ, phát triển kém. Rừng tự nhiên ngày càng bị thu hẹp, rừng tái sinh phát triển không đồng đều, diện tích đất trống, đồi trọc ngày càng mở rộng là nguyên nhân tăng mức độ phát tán ô nhiễm chất phóng xạ vào môi trƣờng.
- Công nghiệp khai thác quặng fluorit đã đƣợc diễn ra trong thời gian dài từ năm 1990 đến nay. Việc khai thác lộ thiên với quy mô khai thác nhỏ các bãi thải đổ ngay trên sƣờn núi chƣa đƣợc xây dựng đê chắn tạo điều kiện thuận lợi cho đất đá và các nguyên tố phóng xạ phát tán theo địa hình. Mặt khác, việc tuyển rửa quặng đƣợc tiến hành ngay trên dòng suối, phát tán các nguyên tố phóng xạ độc hại theo dòng chảy xâm nhập vào môi trƣờng xung quanh.
Việc khai thác quặng fluorit chứa phóng xạ và các loại khoáng sản khác trong vùng không có quy hoạch cụ thể, dẫn đến mức độ ô nhiễm càng cao, làm mất đất rừng, đất canh tác, gây ra sạt lở và tai biến địa chất. Bụi, chất thải phóng xạ tác động không ngừng tới môi trƣờng đất, nƣớc, không khí phát tán đi xa, gây ô nhiễm môi trƣờng xung quanh.
- Hoạt động sản xuất nông nghiệp: trong vùng chủ yếu là trồng cây lƣơng thực, cây công nghiệp. Song, vì mức độ hiểu biết về phóng xạ của ngƣời dân còn hạn chế, hoặc chƣa đƣợc phổ biến về an toàn phóng xạ, nên ngƣời dân vẫn canh tác ngay trên vùng mỏ. Việc khai hoang đất đồi làm ruộng lúa nƣớc bậc thang, làm thủy lợi nhỏ để trồng trọt diễn ra nhiều năm trên vùng mỏ đã làm tăng thêm mức độ ô nhiễm phóng xạ, phát tán chất phóng xạ đi xa.
- Nƣớc sinh hoạt: sử dụng các nguồn nƣớc tự nhiên nhƣ: sông, suối, giếng, các điểm nƣớc xuất lộ ngay gần nhà ở, hoặc nơi sản xuất. Việc đánh giá chất lƣợng và xử lý đạt tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc sinh hoạt chƣa đƣợc quan tâm và thực hiện hiện ở khu vực này. Ngay tại vùng mỏ Đông Pao một số dòng suối vào mùa mƣa nƣớc rất đục vẫn đƣợc ngƣời dân sử dụng, có thể ảnh hƣởng xấu tới sức khỏe.
f. Ảnh hưởng các đặc điểm địa chất tới môi trường phóng xạ
Trong khu vực nghiên cứu các đá có cƣờng độ phóng xạ cao nhƣ hệ tầng Mƣờng Trai, hệ tầng Đồng Giao, hệ tầng Suối Bàng, hệ tầng Nậm Mu. Đặc biệt các khối xâm nhập có hàm lƣợng nguyên tố phóng xạ cao nhƣ phức hệ Ngòi Thia (0,25 ÷ 0,53µSv/h, trung bình 0,36µSv/h), Phu Sa Phìn (0,15 ÷ 0,55µSv/h, trung bình 0,31µSv/h), Nậm Xe -Tam Đƣờng (0,13 ÷ 0,58µSv/h, trung bình 0,31µSv/h) và Pusamcap (0,23 ÷ 0,54µSv/h, trung bình 0,35µSv/h).
Nam. Một số đứt gãy cắt qua các thân quặng đất hiếm - barit - fluorit làm dịch chuyển, thay đổi cấu trúc thân quặng là đới xung yếu dẫn đến phá vỡ tính chất cơ lý bền vững của các đá vây quanh, làm đẩy nhanh quá trình phong hóa và rửa trôi thân quặng phóng xạ.
Chƣơng 2 – ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: môi trƣờng phóng xạ trong hoạt động thăm dò, khai thác khoáng sản đất hiếm.
Các yếu tố môi trƣờng phóng xạ cần nghiên cứu nhƣ: suất liều chiếu ngoài; phổ gamma môi trƣờng; nồng độ khí phóng xạ; hàm lƣợng U, Th, K, Ra trong các mẫu đất; các chỉ tiêu: U238
, Th232, K40, Ra226trong các mẫu thực vật. Các số liệu đƣợc thu thập và đo đạc, tính toán giá trị suất liều tƣơng đƣơng trƣớc và sau hoạt động thăm dò khoáng sản đất hiếm diễn ra để thấy đƣợc mức độ ảnh hƣởng do hoạt động thăm dò gây ra. Qua đó, dự báo hiện trạng môi trƣờng phóng xạ do hoạt động khai thác quặng đất hiếm.
Tại mỏ đất hiếm Đông Pao, nguồn phát sinh phóng xạ trong quá trình thăm dò, khai thác gồm 2 nguồn chính: từ thân quặng đất hiếm chứa phóng xạ và sét hấp thụ phóng xạ.
Phạm vi nghiên cứu: mỏ đất hiếm Đông Pao, huyện Tam Đƣờng, tỉnh Lai Châu.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để giải quyết mục tiêu nghiên cứu của luận văn, học viên áp dụng các phƣơng pháp nghiên cứu sau [7, 20, 21, 27]:
- Phƣơng pháp điều tra địa chất môi trƣờng. - Phƣơng pháp địa vật lý môi trƣờng.
- Phƣơng pháp lấy, gia công và phân tích mẫu.
- Phƣơng pháp mô hình hóa kết hợp phƣơng pháp toán thống kê. - Phƣơng pháp tham vấn cộng đồng.
- Phƣơng pháp chuyên gia. - Phƣơng pháp thành lập bản đồ.
2.2.1. Phương pháp điều tra địa chất môi trường
Để thực hiện việc tiếp cận hệ thống và điều tra địa chất môi trƣờng, trƣớc hết tiến hành công tác thu thập, tổng hợp tài liệu hiện có. Các tài liệu
- Các loại tài liệu địa chất, khoáng sản, địa chất thủy văn – địa chất công trình, các kết quả phân tích… của các báo cáo trƣớc đây.
- Các loại tài liệu liên quan đến môi trƣờng phóng xạ trong khu vực nghiên cứu đã đƣợc công bố.
Tài liệu thu thập chủ yếu tại các đơn vị sau: Trung tâm Thông tin Lƣu trữ Địa chất - Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam; Tổng cục Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất; Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên; Liên đoàn Địa chất xạ - hiếm và các tài liệu tại khu vực nghiên cứu. Công tác này đƣợc thực hiện trƣớc khi khảo sát thực địa, nhằm định hƣớng cho công tác khảo sát ngoài thực địa.
- Tài liệu thu thập gồm các nội dung chính sau:
+ Tài liệu địa chất: gồm đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu, kết quả phân tích mẫu có phóng xạ.
+ Tài liệu địa vật lý: tài liệu địa vật lý phóng xạ.
+ Tài liệu địa chất thủy văn - địa chất công trình: đặc điểm địa chất thủy văn tầng chứa nƣớc, nƣớc mặt, địa chất công trình của các loại đất đá, lớp chứa quặng, các hiện tƣợng trƣợt lở đất đá, kết quả phân tích mẫu nƣớc.
+ Tài liệu trắc địa: thu thập hệ thống tọa độ, diện tích của khu mỏ.
+ Các loại tài liệu khác: các luận văn, đề tài, dự án liên quan đến môi trƣờng phóng xạ và khoáng sản đất hiếm; các tài liệu liên quan đến tiêu chuẩn môi trƣờng; các văn bản pháp luật của nhà nƣớc và quốc tế về môi trƣờng phóng xạ.
Dựa vào các tài liệu thu thập đƣợc và tài liệu trong quá trình thực địa, điều tra địa chất môi trƣờng, học viên tổng hợp để đƣa ra đƣợc các thông tin chung về điều kiện tự nhiên – xã hội, thông tin về đặc điểm phân bố, hàm lƣợng các thân quặng đất hiếm tại khu vực nghiên cứu.
2.2.2. Phương pháp địa vật lý môi trường phóng xạ
Tại khu vực mỏ đƣợc tiến hành khảo sát địa chất môi trƣờng theo nguyên tắc trên 3 đối tƣợng gồm: trên, trong và dƣới đối tƣợng nghiên cứu.
thăm dò, khai thác đất hiếm. Đồng thời, đo đạc môi trƣờng địa vật lý nhằm đánh giá sự biến đổi của các thông số.
- Đo gamma môi trường phóng xạ
Mục tiêu: xác định suất liều chiếu ngoài.
Tiến hành khảo sát gamma môi trƣờng trên 3 đối tƣợng chính là: trên, trong và dƣới khu vực mỏ theo các lộ trình khảo sát địa chất môi trƣờng.
Tại mỗi vị trí tiến hành đo ở độ cao cách mặt đất 1m.
Thiết bị sử dụng là máy đo nhãn hiệu DKS-96, Inspector do Mỹ sản xuất hoặc các thiết bị tƣơng đƣơng
Quy trình thu thập số liệu, kiểm tra máy, kiểm chuẩn tuân thủ theo quy phạm hiện hành.
Kết quả của phƣơng pháp này kết hợp với tài liệu thu thập đƣợc để thành lập tài liệu suất liều chiếu xạ ngoài và sự suy giảm suất liều bức xạ gamma.
- Đo phổ gamma môi trường
Mục tiêu: xác định hàm lƣợng của urani, thori, kali trong các đối tƣợng đất, đá, vật liệu xây dựng... nhằm xác định sự tồn tại, phát tán của các nguyên tố phóng xạ trong mỏ và tìm hiểu nguyên nhân gây ô nhiễm nếu có.
Máy đo phổ gamma sử dụng là GAD-6, GAD-7.
Quy trình thu thập số liệu, kiểm tra máy, kiểm chuẩn máy tuân thủ quy phạm hiện hành.
Kết quả đo phổ gamma sẽ đƣợc tổng hợp, tính toán hàm lƣợng các chất phóng xạ tƣơng đƣơng trong từng điểm đo, trong từng mỏ để đánh giá khả năng và nguyên nhân gây ô nhiễm nếu có.
- Đo khí phóng xạ môi trường
Mục tiêu: xác định nồng độ radon trong không khí tại mỏ và khu lân cận. Đo radon ở độ cao 1m: tại mỗi điểm đo khí radon ở độ cao 1m so với mặt đất sẽ tiến hành đo radon, thoron nhằm nghiên cứu sự có mặt của radon và thoron, làm cơ sở kết hợp cùng với các phƣơng pháp khác xác định nguyên nhân ô nhiễm cũng nhƣ các mức khí phóng xạ có trên mặt đất để luận giải các kết quả liên quan.
đồng thời tính liều chiếu trong qua đƣờng hô hấp đối với kết quả đo radon trong không khí.
- Đo mẫu nước: mẫu nƣớc lấy ở các dòng suối chảy ra từ mỏ, các điểm xuất lộ nƣớc ngầm, nƣớc giếng, nƣớc ao, hồ trong khu vực mỏ... đều đƣợc tiến hành đo radon nhằm mục đích xác định nồng độ Ra, Th tự do trong nƣớc.
Máy đo radon sử dụng máy RAD-7 đƣợc chế tạo tại Mỹ có chức năng xác định riêng biệt nồng độ Ra, Th theo phổ năng lƣợng tia alpha. Do xác định nồng độ radon theo phổ năng lƣợng nên detector có khả năng loại bỏ sự nhiễm bẩn do sự tích lũy các sản phẩm phóng xạ của Ra, Th ở thiết bị đo. Máy có đặc trƣng kỹ thuật và độ nhạy đảm bảo xác định radon trong đánh giá môi trƣờng.
Quy trình thu thập số liệu, kiểm tra máy, kiểm chuẩn máy tuân thủ quy phạm hiện hành.
2.2.3. Phương pháp lấy, gia công và phân tích mẫu - Lấy mẫu:
+ Mẫu đất: mẫu đƣợc lấy đại diện cho các loại đất đá trong khu mỏ trên cơ sở đại diện cho khu vực trên, trong, dƣới thân quặng.