Dựa vào các đá biến đổi nhiệt dịch lộ ra trên bề mặt giúp ta có thể định hướng được sự hiện diện của quặng hóa thiếc không lộ trực tiếp trên bề mặt, bị các lớp thổ nhưỡng vùi lấp hay nằm ẩn dưới sâu.
Bảng V.5. Mối liên quan giữa biến đổi nhiệt dịch và nguồn gốc của thiếc
CHƯƠNG VI
CÁC PHƯƠNG PHÁP TÌM KIẾM KHOÁNG SẢN THIẾC VI.1. Phương pháp đo vẽ địa chất
Phương pháp đo vẽ bản đồ địa chất là một trong những phương pháp cơ bản nhất trong việc tìm kiếm khoáng sản. Phương pháp đo vẽ bản đồ địa chất dựa vào lộ trình thực địa nhằm phát hiện được khá nhiều các khoáng sản lộ ra bề mặt. Đối với công tác đo vẽ địa chất ở tỷ lệ chủ yếu từ 1/200.000 đến 1/25.000, điều tra khoáng sản gồm hai giai đoạn:
- Giai đoạn I của công tác đo vẽ địa chất kèm theo tìm kiếm phát hiện hoặc còn gọi là tìm kiếm sơ bộ, ngày nay gọi là điều tra khoáng sản sơ bộ.
- Giai đoạn II. Nếu phát hiện khoáng hoá ở giai đoạn I có triển vọng, sẽ tiến hành giai đoạn II tìm kiếm chi tiết hóa, ngày nay gọi là điều tra khoáng sản chi tiết.
Kiểu mỏ – thành hệ Biến đổi nhiệt dịch Tổ hợp khoáng vật đá biến đổi
Pegmatit chứa thiếc Greizen hóa, felspat hóa (felspat kali và albit)
Thạch anh, muscovit, felspat
Skarn chứa thiếc Skarn vôi, skarn magiê, greizen hóa yếu
Pyroxen, amphibol, granat, magnetit
Thạch anh – cassiterit Albit hóa, thạch anh hóa, greizen hóa
Albit thay thế felspat kali
Thạch anh, felspat, Xnvadit, lepidolit, topaz, tourmalin, fluorit Cassiterit – tourmalin
– sulfur
Thạch anh hóa, tourmalin hóa, clorit hóa, sericit hóa
Tourmalin, clorit, thạch anh, sericit, kèm khoáng vật sulfur Sulfur – cassiterit Thạch anh hóa, clorit hóa,
Các loại bản đồ liên quan trong quá trình điều tra khoáng sàng thiếc gồm:
- Bản đồ địa chất: là bản đồ có nền bản đồ địa hình lược giản cùng tỷ lệ, trên đó thể hiện các thành tạo địa chất, bao gồm các phân vị địa tầng (các tầng, tập, tướng khác nhau, tầng đánh dấu, thế nằm của đá), các khối magma xâm nhập (các pha, tướng khác nhau), các yếu tố biến dạng kiến tạo (đứt gãy, uốn nếp, đới dập vỡ). Đi kèm với bản đồ là cột địa tầng tổng hợp, biểu diễn quan hệ của các địa tầng theo thời gian và mặt cắt địa chất, biểu diễn quan hệ giữa các thể địa chất theo phương thẳng đứng qua một đường thẳng cắt qua vùng nghiên cứu có các thành tạo địa chất điển hình nhất.
- Bản đồ khoáng sản: là bản đồ được thành lập trên nền địa chất (có các thành tạo địa chất, các yếu tố biến dạng kiến tạo và các yếu tố địa chất khác có liên quan khoáng sản). Trên đó có thể hiện các điểm khoáng sản (gồm các khoáng sàng và các biểu hiện khoáng sản) theo quy mô, hiện trạng khai thác (nếu có) bằng các ký hiệu theo quy ước.
- Bản đồ sinh khoáng: là bản đồ được thành lập trên cơ sở các bản đồ chuyên hóa địa chất hoặc chuyên hóa kiến tạo, trong đó chứa đựng những quy luật phân bố các diện tích chứa quặng, khoáng sàng, biểu hiện khoáng sản và mối liên quan của chúng trong khôn gian và thời gian với các quá trình kiến tạo, magma, phong hóa, trầm tích và biến chất.
- Bản đồ quy luật phân bố khoáng sản hay bản đồ dự báo tài nguyên khoáng sản: là bản đồ thể hiện quy luật thành tạo các khoáng sàng, biểu hiện khoáng sản và cả điểm khoáng hóa theo những điều kiện địa chất khác nhau bằng các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm khoáng sản. Bản đồ này có ý nghĩa chỉ đạo và định hướng cho công tác tìm kiếm và thăm dò tiếp theo.
- Bản đồ kiến tạo: là bản đồ thành lập trên nền địa chất, có thể hiện các hoạt động kiến tạo, bao gồm sự phân chia các thành tạo địa chất theo lịch sử phát triển của vỏ Trái Đất thành các tầng, tập, bậc hay tổ hợp thạch kiến tạo khác nhau, biểu thị cấu trúc địa chất như thế nằm đá, các đứt gãy, khe nứt, trục nếp uốn, các loại đá mạch…
- Bản đồ địa mạo: là bản đồ địa hình có biểu diễn các đặc trưng về các dạng địa hình, nguồn gốc địa hình và tuổi địa hình theo ký hiệu và màu sắc theo quy ước nhất định.
Phương pháp đo vẽ bản đồ địa chất không chỉ có ý nghĩa trong việc tìm kiếm khoáng sản thiếc mà còn là cơ sở khoa học trong việc đánh giá và khai thác khoáng sản về lâu dài.
Đối với thiếc thì trong quá trình đo vẽ bản đồ địa chất nên chú ý các mạch nhiệt dịch, những vùng có sự phát triển mạnh của greizen.
VI.2. Phương pháp tảng lăn
Đây là phương pháp chính xác và thực tế nhất, là dấu hiệu trực tiếp biểu hiện sự có mặt của thiếc trong diện tích tìm kiếm. Để dự đoán vị trí của quặng gốc theo tảng lăn, phải chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng, trước hết là kích thước và độ mài tròn của tảng lăn. Hai yếu tố đó có liên quan nhất định đến quãng đường di chuyển từ quặng gốc đến vị trí tảng lăn.
• Kích thước và độ mài tròn của tảng lăn
Kích thước và độ mài tròn của tảng quặng lăn phụ thuộc vào hoàn cảnh di chuyển, tính chất cơ lý của đá hay quặng, tốc độ dòng nước, cấu trúc địa chất và địa hình, mạng sông suối. Thiếc là khoáng vật bền vững dưới tác nhân phong hóa do đó nó có thể di chuyển khá xa khỏi quặng gốc.
- Tảng lăn di chuyển trong tàn tích, sườn tích và lũ tích ít bị mài mòn và ít nhiều giữ được độ sắc cạnh.
- Tảng di chuyển theo mạng lưới sông suối bị mài mòn mạnh nhất.
Dòng sông suối có thể mang những tảng có kích thước khác nhau, tùy thuộc vào tốc độ dòng nước và địa hình. Trong sườn tích, ngoài tác dụng của dòng nước, yếu tố địa hình rất quan trọng. Trong mùa mưa lũ, các trầm tích bở rời thường bị xói, cùng với tác động của dòng nước và trọng lực, các vật liệu được mang xuống chân rất mạnh, tạo thành các nón phóng vật với các vật liệu rất khác nhau.
Độ mài tròn của tảng quặng có ý nghĩa rất lớn trong tìm kiếm. Căn cứ vào độ mài tròn của tảng, có thể suy đoán được khoảng cách đến khoáng sàng gốc và có thể tìm ra thân quặng gốc. Độ mài tròn của tảng lăn K được tính bằng tỷ số giữa bán kính lớn nhất (R) trên bán kính nhỏ nhất của tảng lăn: K = R/r
Qua thực tế nghiên cứu người ta rút ra rằng:
- Ở khoảng cách 0,5 – 1 km cách quặng gốc, tảng quặng lăn hầu như không tròn cạnh - Ở khoảng cách 1 – 3 km cách quặng gốc, tảng quặng lăn có độ tròn thô, nhưng còn giữ được hình dạng ban đầu
- Ở khoảng cách hơn 3 km cách quặng gốc, tảng quặng lăn bị mài tròn mạnh, gần có dạng hình cầu
• Khoảng cách của vật liệu quặng lăn đến khoáng sàng gốc
Khoảng cách từ quặng gốc đến vị trí tảng lăn quặng bị mài mòn phụ thuộc vào tính chất cơ học của tảng, kích thước, tỷ trọng và độ cứng của chúng. Các tảng càng lớn, cứng và nhẹ sẽ di chuyển xa hơn các tảng nhỏ, mềm và tỷ trọng lớn hơn. Cassiterit là một khoáng vật khá bền vững, độ cứng trung bình và tỷ trọng lớn nên chúng không thể di chuyển quá xa so với quặng gốc, thường chúng di chuyển tối đa khoảng 7 – 8km.
Phương pháp tìm kiếm
Lộ trình đầu tiên trong các vùng rừng núi được bắt đầu đi ngược dọc các thung lũng sông suối. Khi phát hiện được mảnh vỡ hay cuội quặng ở sông suối, lộ trình sẽ bố trí lên sườn nơi dự kiến có thể phát hiện được các mảnh quặng và thân quặng gốc. Nếu trên sườn có khá nhiều mảnh quặng thì vẽ sơ đồ phân bố chúng và khoanh diện tích vành tảng lăn. Nhiều khi vành tảng lăn có ý nghĩa công nghiệp, người ta phải dùng hố, giếng, hào… để khống chế hết chiều dày lớp phủ và ranh giới của vành phân tán. Từ đó có thể suy đoán vị trí thân quặng gốc và đánh giá được triển vọng của quặng trong vành tảng lăn.
Khi tìm kiếm theo vành tảng lăn, cần nghiên cứu hình dáng và đặc điểm của vành phân tán như: chiều dày lớp phủ, các tầng chứa sản phẩm, kích thước và tính chất vật liệu quặng , hàm lượng và quy mô quặng, mối liên quan với quặng gốc. Hình dáng của vành phân tán tùy thuộc vào sự phân bố của thân quặng và đặc điểm địa hình. Phương pháp này không chỉ sử dụng các tảng lăn quặng gốc mà còn sử dụng các tảng lăn đới đá biến đổi để tìm kiếm.
VI.3. Phương pháp ảnh viễn thám
Mục đích của phương pháp ảnh viễn thám trong việc tìm kiếm thiếc đó là phát hiện các cấu trúc nghi ngờ trước khi bắt đầu tìm kiếm chi tiết. Phương pháp này sử dụng để định hướng trong công tác thăm dò và tìm kiếm. Thông thường trong công tác văn phòng trước mùa thực địa thì người ta sẽ tiến hành công tác giải đoán ảnh.
Giải đoán ảnh máy bay, ảnh viễn thám có ưu điểm là tiết kiệm được thời gian, vạch ra lộ trình tìm kiếm một cách chính xác và có định hướng. Các cấu trúc địa chất quan trọng cần đặc biệt quan tâm chú ý khi giải đoán đó là địa hình – địa mạo, các cấu trúc mạch thạch anh, các khe nứt, đứt gãy trong khu vực tìm kiếm.
Các yếu tố địa hình – địa mạo là tiền đề quan trọng trong việc tích tụ các sa khoáng thiếc, dựa vào những tài liệu thu thập được về quặng gốc trong khu vực, trên ảnh viễn thám ta có thể chỉ ra được những vị trí có nhiều khả năng tích đọng các sa khoáng có ý nghĩa. Ngoài ra phân tích ảnh viễn thám còn cho thấy được các khe nứt tách, các đứt gãy trong khu vực nghiên cứu. Thông thường quặng hóa theo các kênh dẫn là các khe nứt tách, các đứt gãy xuyên lên bề mặt, do đó nắm được phương hướng phát triển của các khe nứt, các đứt gãy là một cách hiệu quả nhất để thiết kế các lộ trình tìm kiếm chi tiết.
VI.4. Phương pháp địa hóa
Trong tìm kiếm thiếc, phương pháp địa hóa được sử dụng khá phổ biến. Trong quá trình thành tạo thiếc thì một phần không nhỏ dung dịch quặng thấm ra bên ngoài mạch quặng gốc, nhất là trong các đới greizen hóa, do đó tìm kiếm thiếc trong vành phân tán nguyên sinh là hết sức cần thiết. Ngoài ra cũng cần phải áp dụng các phương pháp tìm kiếm địa hóa khác như kim lượng bùn đáy, lớp phủ bở rời, sinh địa hóa, khí địa hóa, thủy địa hóa… Tìm kiếm địa hoá sẽ giúp ta khoanh vùng các vành phân tán thiếc từ đó tìm kiếm quặng hóa xuất hiện trong khu vực hoặc tìm kiếm các thân quặng nằm ẩn sâu bên dưới. Thông thường các dung dịch tạo quặng sẽ thấm đọng ở cánh treo của thân quặng do đó nắm được đặc điểm cấu trúc – địa chất trong khu vực là hết sức cần thiết cho việc định hướng lấy mẫu. Đối với các phương pháp kim lượng lớp phủ bở rời cần quan tâm nhiều đến sườn núi và ở các chân sườn vì thông thường quặng sẽ tích tụ ở những khu vực này.
Trong đo vẽ địa chất và điều tra khoáng sản hay tìm kiếm đánh giá triển vọng khoáng sản kim loại, phương pháp thạch địa hóa được tiến hành qua hai giai đoạn:
• Giai đoạn I: Điều tra khoáng sản sơ bộ, tìm kiếm đánh giá sơ bộ
Phương pháp này có những đặc điểm riêng biệt, được tiến hành phụ thuộc vào đặc điểm kiến tạo, mặt cắt địa chất và mức độ lộ đá gốc của vùng. Ở những vùng uốn nếp, phương pháp có thể được tiến hành ở những khu vực lộ tốt, lộ yếu hoặc khu vực bị phủ.
- Ở khu vực lộ tốt, việc lấy mẫu địa hóa có thể được tiến hành ở đá gốc lộ trên mặt hoặc ở các tảng lăn của thành tạo eluvi. Mẫu được lấy theo phương pháp mẫu rãnh – điểm bằng búa. Trọng lượng mẫu 150 – 200g.
- Ở khu vực lộ kém, nơi bề dày các trầm tích bở rời từ 0,2 – 10m, mẫu thạch địa hóa được lấy ở tầng đại diện (tức là tầng có khả năng bắt gặp được vành phân tán nhưng không
sâu lắm). Nếu bề dày lớp bở rời trên thân quặng sàng mỏng, có thể dùng búa, cuốc, xẻng để lấy mẫu. Ở những nơi lớp phủ dày, có thể phải dùng các thiết bị chuyên dùng để lấy mẫu. Khối lượng mẫu địa hóa lấy trong trầm tích bở rời 50 – 100g.
- Ở khu vực có lớp phủ dày 10 – 25m hoặc lớn hơn, việc lấy mẫu địa hóa phải nhở đến khoan chuyên dụng cho công tác địa hóa hoặc các lỗ khoan phục vụ cho các mục đích khác. Mẫu địa hóa được lấy ở phần dưới cùng của trầm tích bở rời có khả năng gặp các vành phân tán do đá gốc hoặc thân quặng tạo nên. Mẫu trong lỗ khoan ở đá gốc cũng như trong lớp bở rời được lấy theo khoảng cách 1 – 5m. Trọng lượng mẫu 100 – 150g. Trong các khu vực lớp phủ dày như vậy, không nên lấy mẫu trên mặt bởi vì hoặc không gặp vành phân tán hoặc có gặp vành phân tán thì có thể là những vành giả liên quan với việc di chuyển các nguyên tố hóa học do nước mặt và nước ngầm. Mẫu được lấy theo từng điểm.
• Giai đoạn II: Điều tra khoáng sản chi tiết, tìm kiếm đánh giá
Ngoài các phương pháp nêu trên: đo vẽ địa chất, giải đoán ảnh, trọng sa… còn tiến hành công tác địa hóa (cả nguyên sinh và thứ sinh).
Ở thực địa, mẫu được lấy:
- Trong diện tích được khoanh có triển vọng sau giai đoạn I
- Trong các công trình khai đào như hố, hào, giếng… và trong các lỗ khoan (lấy mẫu lõi khoan)
- Có mật độ dày hơn và có hệ thống theo tuyến hơn so với giai đoạn I - Mẫu được lấy theo điểm trên tuyến (hay luống)
Bảng VI.1. Phương pháp lấy mẫu địa hóa đối với các khu lộ tốt và lộ yếu
Tỷ lệ bản đồ Khoảng cách giữa các tuyến (m)
Khoảng cách giữa
các điểm lấy mẫu (m) Số lượng mẫu/km 2 1:200.000 1:100.000 1:50.000 1:25.000 1:10.000 1:5.000 2000 1000 500 250 100 50 100 – 200 50 – 100 50 20 – 50 10 – 25 5 – 20 2,5 – 5 10 – 20 40 80 – 200 400 – 1000 1000 – 4000
1:2000 25 – 20 2 – 10 4000 – 5000
Bảng VI.2. Phương pháp lấy mẫu địa hóa đối với những nơi có lớp phủ dày
Mạng lưới Xác suất phát hiện ra vành
phân tán
Số lượng lỗ khoan trên 1km2 600 x 200 700 x 200 850 x 170 1000 x 150 1100 x 100 1200 x 60 0.96 1.0 1.0 0.99 0.98 0.97 8 7 7 6 9 14
Tiếp tục thực hiện các bước gia công mẫu, phân tích, xử lý toán học kết quả phân tích và trình bày kết quả lấy mẫu. Phần kết quả trình bày cần phải thể hiện rõ bản đồ dị thường địa hoá các trường dị thường của thiếc và các nguyên tố liên quan, cộng sinh chặt chẽ. Ngoài phương pháp này thì trong công tác đo vẽ bản đồ cần phải tiến hành thêm các phương pháp như bùn đáy, thuỷ địa hoá, sinh địa hóa và khí địa hóa.
VI.5. Phương pháp trọng sa
Đây là phương pháp rất quan trọng và chủ yếu nhất
Phương pháp trọng sa được sử dụng để phát hiện và đánh giá, khoanh định các vành và vành phân tán các khoáng vật có ích, cỡ hạt nhỏ và các khoáng vật đi cùng trong các trầm tích eluvi và deluvi. Cơ sở của phương pháp này là vành phân tán khoáng vật nặng và các điều kiện địa mạo thuận lợi cho lắng đọng, tích tụ các khoáng vật nặng.
Việc lấy mẫu trọng sa được tiến hành theo một mạng lưới nhất định:
• Ở giai đoạn I: thường lấy mẫu các trầm tích aluvi theo các dòng suối (gọi là trọng sa dòng hay trọng sa diện tích), theo mạng lưới tùy thuộc vào tỷ lệ đo vẽ bản đồ và điều tra