Các phương pháp nghiên cứu

Chương 2. TỔNG QUAN VỀ DOLOMIT, CÁC ỨNG DỤNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP

2.3. Các phương pháp nghiên cứu

Khảo sát thực địa tại các vết lộ quặng, lộ trình mặt cắt địa chất cắt qua đới quặng, trên các điểm lộ đá dolomit, theo các hành trình đã đƣợc chọn lựa nhằm thu thập thêm thông tin, phục vụ mục đích nghiên cứu cụ thể cũng nhƣ chính xác hóa một số yếu tố địa chất trong vùng và hy vọng phát hiện những vấn đề mới.

Công tác mẫu là công tác quan trọng nhằm làm sáng tỏ thành phần khoáng vật, hóa học, cấu tạo, kiến trúc, cho biết chất lƣợng cũng nhƣ tính chất cơ lý của dolomit giúp quy hoạch và định hướng sử dụng chúng. Nghiên cứu tiến hành lấy các mẫu nhƣ sau:

- Mẫu thạch học: đƣợc lấy tại các điểm lộ, công trình khai đào của các loại đá khác nhau trên lộ trình địa chất. Loại mẫu này nhằm nghiên cứu thành phần, kiến trúc, cấu tạo của đá bằng mắt thường ở ngoài thực địa và trong phòng.

- Mẫu lát mỏng: đƣợc lấy tại các điểm quan sát nhằm nghiên cứu thành phần, cấu tạo, kiến trúc và xác định tên đá dưới kính hiển vi phân cực.

- Mẫu phân tích hóa học: lấy tại các vết lộ tự nhiên, công trình dọn sạch...

nhằm nghiên cứu và xác định các thành phần có ích, có hại chính giúp đánh giá chất lượng và định hướng sử dụng hợp lý dolomit. Mẫu hóa cơ bản phân tích các chỉ tiêu MgO, CaO, MKN, HO và hóa toàn diện phân tích các chỉ tiêu MgO, CaO, MKN, HO, SiO2, TiO2, Fe2O3, P2O5, SO3, Mn3O4. Kết quả đánh giá sai số phân tích cho thấy tập mẫu phân tích hóa cơ bản không phạm sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống, đảm bảo độ tin cậy trong đánh giá tài nguyên, trữ lƣợng và chất lƣợng dolomit.

- Mẫu cơ lý: nhằm xác định các tính chất cơ lý của đá như cường độ kháng nén, kháng kéo, dung trọng, tỷ trọng, lực dính kết, góc ma sát.

- Mẫu phân tích quang phổ: nhằm phát hiện các nguyên tố quý, hiếm, phóng xạ có trong dolomit hay không để sử dụng chúng hợp lý tránh lãng phí tài nguyên và bảo vệ môi trường.

- Mẫu Roentgen: xác định các khoáng vật có trong nhóm đá carbonat.

2.3.2. Phương pháp thạch học lát mỏng

Các mẫu dolomit đƣợc lựa chọn đại diện và gia công thành lát mỏng thạch học có độ dày tiêu chuẩn là 0,03mm. Kính hiển vi phân cực Leica DM750P đƣợc sử dụng để xác định đặc điểm thạch học của mẫu đá, xác định thành phần khoáng vật chính, khoáng vật phụ và các khoáng vật thứ sinh, đo kích thước hạt

khoáng vật. Các khoáng vật đƣợc xác định bằng các thông số quang học của chúng ở dưới một nicon, hai nicon và sử dụng ánh sáng hình nón như hình dạng tinh thể, cát khai, mặt sần, độ nổi, đa sắc, dấu kéo dài, màu giao thoa, góc tắt và quang dấu của chúng.

2.3.3. Phương pháp XRF

Phương pháp phổ huỳnh quang tia X (XRF) phân tích hàm lượng các nguyên tố hóa học trong mẫu dựa trên sự phân tích các tia X đặc trƣng phát xạ từ các nguyên tố trong mẫu. Trong phương pháp này, mẫu được đặt gần ống tia X và tia X đập vào mẫu sẽ phát ra tia X huỳnh quang và đƣợc phân tích bởi một quang phổ kế cho các phổ huỳnh quang (hình 3). Phương pháp này nhằm phân tích các oxit tạo đá nhƣ: SiO2, CaO, MgO, Na2O, K2O, MnO, P2O5..., độ nhạy giới hạn phát hiện là 0,01%. Các nguyên tố vết nhƣ Mo, Pb, U, Y, Zn, Nb, Zr... , độ nhạy phát hiện là ppm.

Hình 3. Thiết bị xác định phổ huỳnh quang tia X 2.3.4. Phương pháp AAS

Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) phân tích các nguyên tố hóa học trong dung dịch mẫu trên cơ sở nguyên tắc làm bay hơi một lƣợng mẫu nhỏ trong dung dịch mẫu và kích thích đám hơi nguyên tử đủ để chúng bức xạ các ánh sáng đặc trưng trong những nguồn phóng điện mạnh. Phương pháp này dùng để phân tích các mẫu địa hóa. Mẫu tổng sau nghiền và các mẫu phân cấp hạt đƣợc phân tích AAS để đánh giá hàm lƣợng % CaO, MgO. Mẫu đƣợc nguyên tử hóa bằng ngọn lửa. Hệ AAS đƣợc sử dụng nghiên cứu là Pye Unicam SP9 (hình 4), với độ nhạy phân tích Ca, Mg là 0,001%. Thành phần hóa học mẫu được xác định bằng phương pháp bán định lƣợng.

Phương pháp này dùng để đánh giá hàm lượng các nguyên tố có hại trong các mẫu dolomit.

2.3.5. Phương pháp XRD

Nghiên cứu nhiễu xạ tia Roentgen (XRD) tiến hành đối với mẫu bột không định hướng trên máy D5005 Siemens, sử dụng bức xạ Cu (Kα1,2) (hình 5). Các thông số trong quá trình đo bao gồm hiệu điện thế 40 kV, dòng điện 30 mA bước nhảy 0,02 °2Θ, thời gian ngƣng 0,3 giây, và phạm vi quét 4-68 °2Θ. Các giá trị d thu đƣợc đƣợc đối chiếu với hệ thống dữ liệu chuẩn để xác định các khoáng vật.

Hình 4. Thiết bị phân tích AAS Hình 5. Thiết bị phân tích XRD

2.3.6. Phương pháp toán địa chất

Để đánh giá các đặc trƣng thống kê của các thành phần hoá học phản ánh chất lượng của dolomit, nghiên cứu sử dụng các phương pháp toán thống kê kết hợp với máy tính để xử lý các số liệu phân tích mẫu nhằm nghiên cứu chất lƣợng và dự báo tài nguyên trữ lƣợng dolomit. Các thông số địa chất đặc trƣng cho đối tƣợng nghiên cứu đƣợc xem xét các đặc trƣng thống kê sau:

- Xác định số lƣợng mẫu phân tích, thành lập toán đồ tần xuất, tần số xuất hiện mẫu.

- Kiểm nghiệm hàm phân bố bằng các toán đồ hoặc tiêu chuẩn độ lệch, độ nhọn.

- Lựa chọn mô hình hàm phân bố thống kê phù hợp và tiến hành ƣớc lƣợng các tham số đặc trƣng thống kê theo mô hình đã lựa chọn gồm:

+ Giá trị trung bình (X ): Giá trị trung bình đƣợc tính theo các công thức:

* 



 N

1 i

xi

N X 1

, khi thông số nghiên cứu tuân theo mô hình phân bố thống kê chuẩn.

*

2 ln

i σ

2 lnx 1

e

X   , khi thông số nghiên cứu tuân theo mô hình phân bố loga chuẩn.

Với xi là giá trị của mẫu thứ i và N là số lƣợng mẫu nghiên cứu.

+ Phương sai (2): Giá trị phương sai được tính theo các công thức:

* Nếu phân bố chuẩn: 





 N

1 i

i

2 (x X)

1 - N σ 1

* Nếu phân bố loga chuẩn: σ2  e2lnxiσ2ln (eσ2ln  1)

+ Hệ số biến thiên (V): Hệ số biến thiên đƣợc xác định theo công thức:

* Nếu phân bố chuẩn: X.100%

V σ

* Nếu phân bố loga chuẩn: V (e 1).100%

2

σln 



Giá trị tham số hệ số biến thiên V phản ánh mức độ biến hoá của các thông số nghiên cứu.

Chương 3. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN DOLOMIT