3.2 Đặc điểm khoáng vật (bao gồm thành phần hóa học của các khống vật)
3.2.2 Đặc điểm khoáng vật quặng
Hàm lƣợng quặng sulfid trong các đá mafici-siêu mafic khối Khuổi Giàng ƣớc tính có thể lên đến 10-15% thể tích. Quặng sulfid thƣờng có dạng xâm tán và dạng giọt (ảnh 3.5).
Các ban tinh sulfid có thành phần pentlandit-chalcopyrit-pyrotin. Ngồi những khống vật quặng chính này cịn gặp violarit, cubanit, sphalerit, pyrit, Ni-pyrit, arsenopyrit, Cu-pentlandit, vallerit, wolframit. Khá phổ biến magnetit, ilmenit và
cromspinel. Đặc trƣng cấu tạo xâm tán (ảnh 3.6). Kích thƣớc của ban tinh thƣờng không vƣợt quá 1mm. Kiến trúc quặng phổ biến là nửa tự hình do có sự mọc xen của các hạt khoáng vật tạo quặng chính. Ít phổ biến hơn nhƣng cũng bắt gặp kiến trúc phân hủy dung dịch cứng - các lamel pentlandit và chalcopyrit trong pyrrotin hoặc cubanit trong chalopyrit.
Pyrotin: Là khống vật quặng chính của tổ hợp sulfid, chiếm khoảng 65-85%
khối lƣợng sulfid. Trong đa số các trƣờng hợp, pyrotin cấu thành phần trung tâm của các hạt ban tinh (ảnh 3.6). Dựa vào thành phần hóa học, pyrotin thuộc về 2 biến thể: pyrotin lục giác và troilit (bảng 3.6).
Bảng 3.6 Thành phần hóa học (%tl) của pyrotin lục giác và troilit khối Khuổi Giàng
Mẫu Fe Co Ni S Bi Tổng Fe/S Công thức
IR83 60,80 0,11 0,16 38,40 0,04 99,50 0,91 Fe0,91S 63,38 0,09 0,04 36,49 0,02 100,02 1,00 FeS IR84 60,39 0,08 0,10 38,49 0,06 99,13 0,90 Fe0,90S 63,53 0,08 0,00 36,24 0,00 99,86 1,01 FeS IR86 63,64 0,05 0,05 36,12 0,00 100,01 1,01 FeS 61,91 0,07 0,12 37,99 0,00 100,10 0,94 Fe0,94S IR92 63,36 0,06 0,04 36,86 0,00 100,33 0,99 Fe0,99S 64,22 0,08 0,03 36,61 0,02 100,95 1,01 FeS
Trung tâm phân tích viện Địa chất và khoáng vật học Novosibirsk (Trần Trọng Hịa và nnk, 2017, Tài liệu chưa cơng bố)
Cả hai biến thể này đều có dạng phân bố giống nhau: thƣờng cấu thành phần trung tâm của các ban tinh sulfid. Pyrotin sáu mặt (lục giác) đặc trƣng có tỷ lệ Fe/S = 0,91-0,99, hàm lƣợng Ni-0,04-0,16%tl, cịn troilit có tỷ lệ Fe/S = 0,99-1,01 và hàm lƣợng Ni không đáng kể (<0,04%tl). Hàm lƣợng Co đối với cả hai biến thể chiếm khoảng 0,06-0,11%tl.
Ảnh 3.5: Xâm tán dạng “giọt” và phân tán giữa hạt của các khoáng vật sulfid (mẫu
IR83).
Ảnh 3.6: Quan hệ giữa các khoáng vật quặng ban tinh. Các ban tinh chủ yếu là pyrotin (po), trong đó thấy có nhiều lamel kiểu phân hủy của pentlandit thế hệ I (pnI). Có một ít chalcopyrite (cp) và pentlandit thế hệ II (pnII). Thấy rõ quan hệ xuyên cắt giữa chalcopyrite và pentlandit I.
Magnetit phát triển theo sulfid. Trong đá còn thấy có ilmenit (ilm).
( Ảnh 3.5; ảnh 3.6 Trần Trọng Hịa và nnk, 2017, Tài liệu chưa cơng bố)
Pentlandit: ít phổ biến hơn so với pyrotin; hàm lƣợng của chúng biến động
trong khoảng từ 10 đến 15%.
Dựa vào quan hệ kiến trúc - cấu tạo có thể phân chia hai thế hệ pentlandit: Pentlandit thế hệ I (sớm) là các tinh thể dạng lamel, thấu kính hoặc đẳng thƣớc
trong pyrotin;
Pentlandit thế hệ II (muộn hơn) là các hạt đẳng thƣớc (đôi khi là các hạt khơng có hình dạng tinh thể rõ ràng) phân bố ở phần rìa của ban tinh hoặc trong pyrotin.
Về thành phần hóa học (bảng 3.7) trong số pentlandit có thể phân chia đƣợc các biến thể sau:
Biến thể giàu sắt có thành phần Fe6Ni3S8. Ni/Fe = 0,65-0,67 và Ni/(Ni+Fe) = 0,39-0,40;
Biến thể có hàm lƣợng sắt trung bình Fe5Ni4S8. Ni/Fe = 0,89-0,96 và Ni/(Ni+Fe) = 0,47-0,49;
Pentlandit thực thụ - Fe4,5Ni4,5S8. Ni/Fe = 1,05 và Ni/(Ni+Fe) = 0,51; Biến thể giàu Ni - Fe4Ni5S8. Ni/Fe = 1,30-1,34 và Ni/(Ni+Fe) = 0,56-0,57.
Hàm lƣợng Со trong hấu hết các biến thể pentlandit chiếm khoảng 0,53- 1,02%tl, đôi khi tới 1,91%tl.
Bảng 3.7 Thành phần hóa học (%tl) của pentlandit khối Khuổi Giàng
Mẫu Fe Co Ni Cu S Tổng Ni/Fe Ni/(Ni+Fe) Công thức
IR83 39,62 0,68 25,58 0,10 33,06 99,04 0,65 0,39 Fe6Ni3S8 34,93 0,67 31,24 0,03 33,34 100,21 0,89 0,47 Fe5Ni4S8 IR84 34,19 0,80 31,16 0,07 33,16 99,41 0,91 0,48 Fe5Ni4S8 39,09 0,48 26,23 0,06 33,54 99,42 0,67 0,40 Fe6Ni3S8 IR85 27,95 1,91 37,38 0,05 32,87 100,15 1,34 0,57 Fe4Ni5S8 28,98 0,79 37,56 0,01 32,69 100,04 1,30 0,56 Fe4Ni5S8 IR86 34,03 0,84 32,59 0,03 32,95 100,45 0,96 0,49 Fe5Ni4S8 34,50 0,67 32,00 0,02 33,16 100,35 0,93 0,48 Fe5Ni4S8 IR87 32,27 0,70 33,87 0,04 33,29 100,15 1,05 0,51 Fe4,5Ni4,5S8 32,49 0,73 33,75 0,02 32,70 99,69 1,04 0,51 Fe4,5Ni4,5S8 IR91 35,06 0,69 31,49 0,01 32,86 100,10 0,90 0,47 Fe5Ni4S8 34,79 0,84 31,59 0,03 33,00 100,25 0,91 0,48 Fe5Ni4S8 IR92 36,05 0,73 31,14 0,03 33,40 101,36 0,86 0,46 Fe5Ni4S8
Trung tâm phân tích viện Địa chất và khống vật học Novosibirsk (Trần Trọng Hịa và nnk, 2017, Tài liệu chưa cơng bố)
Chalcopyrit: cũng ít phổ biến hơn so với pyrotin; hàm lƣợng của chúng biến
thiên trong khoảng 5-10%. Dựa vào quan hệ kiến trúc - cấu tạo có thể ghi nhận đƣợc 2 kiểu chalcopyrit:
Kiểu thứ nhất phân bố trong pyrotin dƣới dạng các hạt đẳng thƣớc và kéo dài hoặc lamel dƣới dạng các hạt độc lập hoặc cùng với pentlandit thế hệ I (ảnh 3.7);
Kiểu thứ hai dƣới dạng các hạt độc lập tha hình phân bố hoặc ở ven rìa pyrotin, hoặc tổ hợp với pentlandit thế hệ II (ảnh 3.8).
Thành phần hóa học của chalcopyrit gần gũi với công thức lý thuyết (Fe0,54Cu0,54)S1,08 (bảng 3.8).
Ilmenit: trong khối Khuổi Giàng, dựa theo các đặc điểm kiến trúc-cấu tạo đƣợc
chia thành 2 nhóm:
Ilmenit nhóm thứ nhất là những hạt dạng lăng trụ, kéo dài với ranh giới mềm mại có kích thƣớc đến 0,5mm. Chúng tổ hợp với các ban tinh sulfid và thƣờng tập trung ở phần ven rìa hoặc nằm bên trong các ban tinh sulfid. Trong ilmenit thƣờng thấy có các bao thể sulfid dạng đẳng thƣớc;
Ilmenit nhóm thứ hai là những hạt dạng lăng trụ hoặc đẳng thƣớc nhỏ trong phần nền của đá.
Về thành phần hóa học, ilmenit nhóm thứ nhất đặc trƣng có hàm lƣợng Ni và Mg cao và Mn thấp hơn so với ilmenit nhóm thứ hai (bảng 3.9).
Cromspinel: trong khối Khuổi Giàng là các hạt nhỏ có dạng lập phƣơng và bát
diện, tạo thành chuỗi hạt hoặc xâm tán trong đá. Thành phần hóa học đại diện của chúng đƣợc nêu ở bảng 3.10.
Cubannit: ít phổ biến hơn và chủ yếu là sản phẩm phân hủy trong chalcopyrit Cu-pentlandit: ít gặp cùng với chalcopyrit ở phần rìa của các ban tinh sulfid
(ảnh 3.9).
Vallerit: gặp dƣới dạng các hạt riêng biệt
Sphalerit: là các hạt nhỏ dạng đẳng thƣớc, hơi kéo dài hoặc tha hình trong
chalcopyrit hoặc pyrotin.
Pyrit: ít gặp và thƣờng là các hạt có hình dạng khác nhau, từ tự hình đến tha
hình.
Arsenopyrit: gặp dƣới dạng các hạt tha hình đơn lẻ trong mẫu giã đãi (ảnh
3.10).
Violarit: thƣờng gặp với số lƣợng không lớn nhƣng hầu nhƣ thấy trong các tổ
hợp sulfid.
Ngồi ra, theo kết quả phân tích kính hiển vi điện tử quét của Trần Trọng Hòa và nnk, (2017) còn phát hiện thấy hạt bạc sulfid trong mẫu quặng IR83.
Bảng 3.8 Thành phần hóa học (%tl) của chalcopyrit khối Khuổi Giàng Mẫu Fe Co Ni Cu S Tổng Mẫu Fe Co Ni Cu S Tổng IR83 30,74 0,05 0,00 34,26 34,81 99,88 IR84 30,50 0,04 0,00 34,68 34,93 100,18 IR85 30,36 0,03 0,02 34,03 34,38 98,83 IR86 30,39 0,04 0,02 34,51 34,61 99,55 IR87 30,33 0,03 0,04 34,35 35,16 99,91 IR88 30,43 0,02 0,01 34,22 34,99 99,68 IR91 30,19 0,04 0,03 34,48 34,85 99,59 IR92 30,23 0,04 0,03 34,29 34,34 98,92
Trung tâm phân tích viện Địa chất và khống vật học Novosibirsk (Trần Trọng Hịa và nnk, 2017, Tài liệu chưa cơng bố)
Bảng 3.9 Thành phần hóa học (%tl) của ilmenit khối Khuổi Giàng
Mẫu FeO NiO MgO Al2O3 TiO2 V2O5 Cr2O3 MnO Tổng
IR83 42,14 0,13 3,86 0,20 52,580 0,38 0,98 0,71 100,98
IR84 44,68 0,15 0,73 0,09 49,930 0,59 0,78 2,66 99,62
IR87 41,00 0,07 3,85 0,05 52,430 0,32 1,28 1,05 100,06
IR91 40,09 0,05 4,76 0,05 53,770 0,28 0,81 0,50 100,31
IR92 42,04 0,06 3,68 0,07 51,820 0,56 0,71 0,83 99,77
Trung tâm phân tích viện Địa chất và khống vật học Novosibirsk (Trần Trọng Hịa và nnk, 2017, Tài liệu chưa cơng bố)
Bảng 3.10 Thành phần hóa học (%tl) của cromspinel khối Khuổi Giàng
Mẫu FeO NiO ZnO MgO Al2O3 TiO2 V2O5 Cr2O3 MnO Tổng #Cr #Mg
IR83 43,98 0,19 0,18 4,76 10,66 6,81 0,73 32,90 0,34 100,55 0,67 0,22
IR84 20,80 0,08 0,07 13,17 24,22 1,02 0,51 40,06 0,22 100,10 0,53 0,61
IR86 38,04 0,20 0,12 6,97 9,75 7,83 0,97 35,02 0,30 99,20 0,71 0,32
IR88 25,64 0,08 0,12 9,88 22,80 0,86 0,44 39,80 0,23 99,85 0,54 0,47
Trung tâm phân tích viện Địa chất và khống vật học Novosibirsk (Trần Trọng Hịa và nnk, 2017, Tài liệu chưa cơng bố)
Ảnh 3.7: Quan hệ của các khoáng vật sulfid trong ban tinh sulfid (mẫu IR83). Phần chủ yếu của ban tinh là pyrotin (po). Trong pyrotin ghi nhận được sự
có mặt của các lamel nhỏ pentlandit thế hệ I và chalcopyrit. Ở phần rìa phát triển pentlandit thế hệ
II.
Ảnh 3.8: Quan hệ của các khoáng vật quặng trong ban tinh pentlandit - chalcopyrit - pyrotin (IR84). Tinh thể
tha hình chalcopyrit (cp) tổ hợp với pyrotin (po). Trong pyrotin thấy các lamel nhỏ pentlandit I và chalcopyrit. Ở phần rìa phát triển pentlandit II. Hạt
ilmenit (ilm) tự hình tổ hợp với ban tinh sulfid
Ảnh 3.9: Quan hệ của các khoáng vật quặng trong ban tinh thành phần pentlandit-chalcopyrit-pyrotin (IR83).
Trong troilit (tr) thấy có tinh thể pentlandit I (pn I). Ở phẩn rìa của ban
tinh phát triển chalcopyrit và Cu- pentlandit. Trong chalcopyrit quan sát
được tinh thể cubanit (cub).
Tổng hợp về quặng hóa sulfid khối Khuổi Giàng:
Phân tích khống vật - địa hóa và kiến trúc - cấu tạo quặng của khối cho thấy có hai kiểu ban tinh sulfid:
- Ban tinh thành phần pyrotin lục giác + pentlandit Fe5Ni4S8 + chalcopyrit; đặc trƣng có các ranh giới khơng đều, “bị rửa lũa”, các “đới” xâm tán mịn sulfid, phát triển rộng rãi các hạt magnetit nửa tự hình theo sulfid và tổ hợp với các tinh thể ilmenit dạng lăng trụ;
- Ban tinh thành phần troilit + pentlandit Fe6Ni3S8 + chalcopyrit (± Cu- pentlandit, cubanit); đó là các ban tinh có hình dạng khác nhau nhƣng đặc trƣng có ranh giới tinh thể rõ rệt hơn.
Hai tổ hợp sulfid này phổ biến trong toàn bộ khối và trong hầu hết các trƣờng hợp troilit thƣờng tổ hợp với pentlandit giàu sắt hơn, còn pyrotin lục giác - với pentlandit giàu Ni hơn.
Theo Svetlitskaya T.V. (2017), đặc điểm quặng hóa sulfid của khối Khuổi Giàng khá tƣơng đồng với các khối Suối Củn, Bó Nỉnh và Nà Hoàn. Các khối này đƣợc hình thành từ cùng một buồng magma trung gian thống nhất, nơi xảy ra quá trình dung ly silicat-sulfid với sự thành tạo dung thể sulfid.