Chƣơng 3 ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN DOLOMIT TỈNH NINH BÌNH
3.4. Khu Thạch Bình và khu Phú Sơn, huyện Nho Quan
Các lớp đá dolomit phần lớn phân bố trong phạm vi các dải núi đá xóm Ngọc và Tiền Phong, xã Thạch Bình, một phần thuộc xóm Minh Tân, xã Phú Sơn, huyện Nho Quan.
Khu Phú Sơn với diện tích 1,5 km2 có tổng tài trữ lƣợng dolomit tính ở cấp C2 + P1 là: 251.597,0 ngàn tấn, trong đó trữ lƣợng C2 đạt khoảng 105.123,0 ngàn tấn với khoảng 8.551,0 ngàn tấn dolomit bị phong hóa vỡ vụn. Khu Thạch Bình với diện tích 1,5 km2 có tổng tài ngun dự báo ở cấp P1 là 156.806,0 ngàn tấn (Lƣơng Quang Khang và nnk, 2006).
Các diện lộ dolomit chủ yếu của các khu Thạch Bình và Phú Sơn khơng nằm trong vùng cảnh quan du lịch, xa các khu dân cƣ và các khu công nghiệp. Giao thông thuận lợi, đều phân bố gần đƣờng lớn.
Tham gia vào cấu trúc địa chất các khu nghiên cứu cũng bao gồm các thành tạo trầm tích carbonat hệ tầng Đồng Giao và các trầm tích lục nguyên vụn thơ hệ tầng Suối Bàng, ngồi ra cịn có hệ Đệ Tứ. Hệ tầng Đồng Giao phân bố trên các khối núi đá kéo dài phƣơng á kinh tuyến đến đông bắc - tây nam bao gồm hai tập. Tập dƣới lộ ra ở khu các khối núi đá thuộc xóm Ngọc và Minh Tân với thành phần thạch học bao gồm các đá dolomit dạng khối, dolomit phân lớp dày (hình 9), chiều dày 400 m đến 500 m. Tập trên có quan hệ chuyển tiếp với tập dƣới với thành phần thạch học bao gồm đá vôi phân lớp mỏng đến phân lớp vừa xen với các đá vôi dạng khối và lớp mỏng đá sét vôi và vôi dolomit, chiều dày tập trên 300 m đến 400 m. Hệ tầng Suối Bàng phủ bất chỉnh hợp lên trên hệ tầng Đồng Giao có thể quan sát dọc đƣờng đi từ Phúc Châu đến xóm Ngọc. Chúng chiếm các dải đồi thấp ở khu Đầm Đùn, Bãi Long, Quảng Mào với độ cao tuyệt đối 40-85 m. Thành phần thạch học bao gồm các đá sạn kết, cuội kết, cát kết, bột kết, đá phiến sét, thấu kính và lớp mỏng sét than, các thấu kính và vỉa than, các lớp đá vôi, sét vôi xen kẹp. Chiều dày 300 m đến 1000 m. Các thành tạo trầm tích hệ Đệ Tứ phân bố với diện tích khá lớn. Thành phần thạch học gồm cát, bột, sét, sét pha. Chiều dày từ vài mét đến dƣới chục mét. Liên quan với hệ tầng Suối Bàng, có các điểm - mỏ than quy mơ nhỏ. Tiêu biểu nhất là các vỉa than hiện đang đƣợc khai thác ở khu Đầm Đùn, huyện Nho Quan.
Chƣơng 4. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG TÀI NGUYÊN DOLOMIT TỈNH NINH BÌNH VÀ ĐỊNH HƢỚNG SỬ DỤNG HIỆU QUẢ
4.1. Khu Đông Sơn, thị xã Tam Điệp
4.1.1. Đặc điểm thạch học
Tại khu Đông Sơn, thị xã Tam Điệp mặt cắt vỏ phong hố đƣợc mơ tả nhƣ sau:
* Lớp đất phủ: Dày 0,2 đến 0,5 m. Phân bố dƣới chân đồi, thành phần sét
pha màu xám đen có lẫn các mảnh đá và mùn thực vật.
* Lớp dăm sạn: Chiều dày 0,5 đến 12 m. Thành phần bao gồm các hạt dăm
sạn và mảnh đá thành phần dolomit. Lớp có cấu trúc phân đới, theo đó càng xuống sâu kích thƣớc các mảnh dăm sạn càng tăng dần và chuyển tiếp xuống đá nền dolomit nguyên khối. Kích thƣớc các hạt dăm sạn dao động trong khoảng 0,2 đến 3,4 cm.
Dọc theo các đới khe nứt và dập vỡ, chiều dày vỏ phong hoá cơ học tăng cao, các hạt mịn hơn.
4.1.2. Đặc điểm hóa học
Việc xác định thành phần hóa học của dolomit nhằm đánh giá chất lƣợng và tính chất kỹ thuật đáp ứng đƣợc các yêu cầu trong từng lĩnh vực sử dụng. Thƣờng phân tích mẫu hóa cơ bản và tồn phần để xác định hàm lƣợng các oxit chính: MgO, CaO, MKN, HO. Từ đó xác định đƣợc các thông số thống kê, đặc biệt là sự biến thiên hàm lƣợng của các oxit ảnh hƣởng đến chất lƣợng cũng nhƣ đặc tính kỹ thuật của dolomit.
Bảng 1. Tổng hợp kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần chính của dolomit khu Đơng Sơn, huyện Tam Điệp
Hàm lượng các thành phần chính (%) CaO MgO MKN HO
Hàm lƣợng trung bình 30,89 20,19 46,57 0,41
Phƣơng sai 1,81 1,50 0,09 0,21
Hệ số biến thiên V (%) 4,35 6,06 0,66 111,29
Tổng số mẫu nghiên cứu 168 168 132 168
Min 28,70 16,26 45,21 0,03
Từ các kết quả tính tốn tại Bảng 1 rút ra nhận xét: Hàm lƣợng CaO thay đổi từ 28,70 % đến 34,85 %, trung bình 30,89 %, thuộc loại hàm lƣợng rất đồng đều. Hàm lƣợng MgO thay đổi từ 16,26 % đến 21,61 %, trung bình 20,19 %, thuộc loại hàm lƣợng rất đồng đều. Hàm lƣợng MKN dao động từ 45,21 % đến 46,84 %, trung bình 46,57 %, thuộc loại hàm lƣợng rất đồng đều. Hàm lƣợng HO dao động từ 0,03 % đến 2,83 %, trung bình 0,41 %, thuộc loại hàm lƣợng không đồng đều.
Các kết quả phân tích hố học cho thấy, thành phần hố học trung bình của các oxit nhƣ sau: Cao = 30-31 %, MgO = 19-21 %, SiO2 = 0,24 %, Al2 O3 = 0,11 %, Fe2 O3 = 0,12 %, SO3 = 0,01 %, R2 O = 0,5 %, P2 O5 và TiO2 rất thấp.
4.1.3. Đặc điểm cơ lý
Kết quả nghiên cứu phân tích mẫu cơ lý lấy đại diện cho thấy: dung trọng tự nhiên (g/cm3) nằm trong khoảng 2,69÷2,72, dung trọng tự nhiên dolomit ở khu vực này cao hơn so với dolomit tỉnh Ninh Bình; Dung trọng khô (g/cm3) nằm trong khoảng 2,65÷2,69, có giá trị ở mức vừa; Cƣờng độ kháng nén khơ (kG/cm2) nằm trong khoảng 605÷1213, cƣờng độ kháng nén khô cao làm tăng thêm khả năng cứng rắn, cố kết ứng dụng trong những lĩnh vực địi hỏi tính trạng dolomit tốt nhƣ thủy tinh, vật liệu cố kết...; Cƣờng độ kháng kéo khô (kG/cm2) nằm trong khoảng 52÷117; Cƣờng độ kháng kéo bão hòa (kG/cm2) nằm trong khoảng 39÷97, trung bình 65; Góc ma sát khơ (độ) nằm trong khoảng 36040’÷37035’.
Tính chất cơ lý đá cơ bản của dolomit Ninh Bình tƣơng đối tốt, cƣờng độ kháng nén 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. Có thể thấy rằng dolomit phân bố khu Đông Sơn, huyện Tam Điệp nói chung có chất lƣợng khá tốt với cƣờng độ kháng nén khô tƣơng đối cao, có thể ứng dụng để sản xuất chất trợ dung trong luyện kim, dùng trong thiêu kết...
4.1.4. Định hướng lĩnh vực sử dụng
Dolomit dùng làm chất trợ dung trong luyện kim có tiêu chuẩn nhƣ sau: MgO >17-19%; SiO2 <6%; Fe2O3 + MnO <5%; không lẫn S, P, cỡ hạt <25mm, sức kháng nén tức thời >300 kg/cm2; rắn chắc.
Dolomit dùng trong thiêu kết magie luyện kim cần đáp ứng các yêu cầu sau: CaO + MgO > 35%, MgO > 16%, cặn không tan < 2,5%, sét < 3%, cỡ hạt 5- 75mm chiếm 80%; cỡ hạt nhỏ hơn 5-75mm dƣới 20%, cỡ hạt lớn hơn 5-75mm dƣới 5%. Lƣợng sử dụng khoảng 8-12 kg dolomit/1 tấn thép.
Qua kết quả phân tích hóa học dolomit vùng này cho thấy có thể sử dụng để sản xuất gang thép. Theo yêu cầu chất lƣợng dolomit làm phụ gia cho luyện gang và
so sách với kết quả phân tích mẫu chung cho thấy chúng đều có các chỉ tiêu đáp ứng yêu cầu làm phụ gia cho luyện kim.
+ Có thể dùng dolomit khu này để sản xuất dolomit thiêu kết loại I (xem chỉ tiêu Bảng 2).
Bảng 2. Yêu cầu về thành phần của dolomit dùng sản xuất dolomit thiêu kết
Hàm lƣợng (%)
MgO SiO2 Al2O3 + Fe2O3 + Mn3O4
≥ 19 ≤ 3,5 ≤ 4
≥ 17 ≤ 8 ≤ 5
+ Yêu cầu sản xuất chất dolomit ăn da: MgO≥ 18%, chất cặn không tan HO≤5%, Fe2O3 ≤ 0,5%. So với kết quả phân tích hóa thì MgO = 19-21 %, HO=0,41%, Fe2 O3 = 0,12 %, vì vậy dolomit khu vực này có thể sử dụng làm chất
kết dính.
+ Có thể sử dụng để sản xuất Mg kim loại bằng phƣơng pháp nhiệt silic (so sánh với chỉ tiêu sản xuất magie kim loại).
+ Yêu cầu để sản xuất kính nổi MgO ≥ 20±0,03%; Fe2O3 ≤ 0,12-0,02%, dolomit khu vực này đáp ứng đƣợc yêu cầu.
+ Yêu cầu dùng dolomit làm phối liệu sản xuất muối cromonatri phải chứa
≥17% MgO và 30% CaO; ≤4% SiO2 + R2O3; cỡ cục không quá 250 mm. Qua kết
quả phân tích hóa ở trên thỏa mãn yêu cầu sử dụng làm phối liệu sản xuất muối cromnatri.
Như vậy, qua đặc điểm hóa học và chỉ tiêu chất lượng dolomit sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau, dolomit khu Đông Sơn, thị xã Tam Điệp có thể định hướng sử dụng 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 và ngồi ra có thể sử dụng trong lĩnh vực xử lý môi trường...