Để dự báo định lượng tài nguyên khoáng sản cần dựa trên các nguyên tắc sau:
1. Những vùng có hoản cảnh địa chất tương tự nhau sẽ có quặng hóa tương tự. Cường độ biểu hiện quặng hóa ln tương đồng với cường độ biểu hiện các yếu tố khống chế quặng.
2. Những tích tụ nguyên liệu khoáng rất lớn về quy mô chỉ phân bố trong hoàn cảnh địa chất hay đới kiến trúc - sinh khoáng nhất định, xác suất bắt gặp các mỏ khống tỷ lệ nghịch với kích thước, quy mơ mỏ. Những mỏ càng lớn, càng ít có khả năng xuất hiện hơn mỏ nhỏ.
3. Đối với các đơn vị sinh khoáng (tỉnh sinh khoáng) thường bao giờ cũng có mối liên hệ có quy luật giữa trị số clark nguyên tố với quy mô mỏ.
Trên cơ sở các nguyên tắc dự báo định lượng tài nguyên khống sản đã trình bày, các nhà địa chất trên thế giới đã đề xuất nhiều phương pháp khác nhau để dự báo định lượng sinh khoáng.
3.2.1 Cơ sở lựa chọn các phương pháp đánh giá tài nguyên quặng bauxit trong khu vực nghiên cứu
3.2.1.1. Phương pháp đánh giá tài nguyên xác định 1. Quặng sa khoáng
Đối với thân quặng bauxit sa khống thường có chiều dày lớn, thế nằm dốc thoải theo bề mặt đáy trầm tích bở rời hoặc nằm ngang nên áp dụng phương pháp khối địa chất để tính trữ lượng.
Trữ lượng trong từng khối tính theo cơng thức:
Qi = Si. mi.Ki (tấn) (3.1) Trong đó:
- Si: diện tích khối tính trữ lượng, xác định trên bình đồ (m2).
- mi: chiều dày trung bình của thân quặng trong phạm vi khối tính trữ lượng thứ i (m)
- Ki: hàm suất trung bình trong khối tính trữ lượng (T/m3).
2. Quặng gốc
Quặng bauxit gốc trong khu vực Mèo Vạc chia ra làm hai loại, đó là: Quặng gốc cịn đá mái và quặng gốc khơng cịn đá mái.
- Thân quặng gốc cịn đá mái có góc dốc thoải từ 10 - 300, có dạng vỉa, chuỗi thấu kính, chiều dày thay đổi khá lớn, ranh giới với đá vây quanh tương đối rõ ràng.
- Thân quặng gốc khơng cịn đá mái có thế nằm thoải trên bề mặt của đá vơi.
Vì vậy, để tính trữ lượng có thể áp dụng phương pháp khối địa chất và phương pháp mặt cắt song song.
a. Phương pháp khối địa chất
Trữ lượng trong từng khối tính theo cơng thức:
Qi = Si. mi.d (tấn) (3.2) Trong đó:
- Si: diện tích khối tính trữ lượng, xác định trên bình đồ (m2).
- mi: chiều dày trung bình của thân quặng trong phạm vi khối tính trữ lượng thứ i (m)
- d: thể trọng trung bình của quặng bauxit (T/m3).
b. Phương pháp mặt cắt song song
Theo phương pháp này, trữ lượng quặng được tính như sau: - Thể tích khối trữ lượng thứ i của xác định theo công thức:
i nk i S S l V . 2 2 1 (3.3) Trong đó:
+ S1, S2: Diện tích trên 2 mặt cắt song song thẳng đứng và được đo bằng phần mềm cài đặt trên máy tính (m2).
+ li : Khoảng cách giữa hai mặt cắt S1 và S2, xác định theo tài liệu trắc địa (m).
- Trong trường hợp diện tích của hai mặt cắt chênh lệch nhau quá 40% ( 1 2 1 S S S > 40%) sẽ áp dụng công thức: i nk i S S S S l V . 3 2 1 2 1 (3.4) - Các khối ven rìa tính theo cơng thức:
i l S Vink i 1 2 (hình nêm) hoặc 1 3 l S Vink i (hình chóp) Trong đó:
+ l1 : Chiều dài nằm ngang lớn nhất của khối ven rìa (m) + Si: Diện tích mặt cắt khối ven rìa (m2)
+ Các ký hiệu khác đã chỉ dẫn ở trên.
Trường hợp khối ven rìa khơng vát nhọn áp dụng cơng thức sau:
1 ' 1 1 L S S Vink (3.5) Trong đó:
+ S1’: Diện tích trên bình đồ của khối ven rìa (m2). + L1: Chiều dài mặt cắt ngoài cùng (m).
- Trữ lượng quặng tính theo cơng thức:
d V
Qi i (tấn) (3.6) Trong đó:
Qi: trữ lượng của khối thứ i (tấn) Vi: thể tích của khối thứ i (m3) d: Thể trọng của quặng (T/m3)
3.2.1.2. Phương pháp dự báo tài nguyên
Từ thực tế áp dụng ở Việt Nam cho thấy để đánh giá tài nguyên khoáng sản chưa xác định có thể áp dụng một hoặc một số phương pháp dự báo sinh khoáng định lượng của D.V.Runkivit và N.A.Merenski. Trong khuôn khổ luận văn, học viên chỉ đề cập một số phương pháp có khả năng sử dụng để dự báo tài nguyên quặng bauxit ở khu vực Mèo Vạc.
1. Phương pháp Guver
Phương pháp được áp dụng để dự báo tài nguyên quặng bauxit cho các thân quặng mới được nghiên cứu sơ bộ phần trên mặt. Tài nguyên dự báo được tính tương ứng cấp 334a.
Tài nguyên quặng bauxit xác định theo công thức:
Q= L.H.M.D (3.7) Trong đó:
Q - tài nguyên quặng (tấn)
L - chiều dài thân quặng xác định trên bình đồ (m) M - chiều dày trung bình thân quặng (m)
H - chiều sâu dự đoán tồn tại của thân quặng theo hướng dốc (m); đươc dự đốn theo phương pháp hình chữ nhật kết hợp với tài liệu địa vật lý (nếu có).
D - thể trọng quặng (T/m3)
2. Phương pháp tương tự
Phương pháp được xây dựng trên cơ sở đánh giá mức độ tương tự về đặc điểm địa chất - khoáng sản của khu vực cần dự báo và diện tích chuẩn đã được nghiên cứu chi tiết, tài liệu hiện có đủ cơ sở xác định độ chứa quặng qc. Tài nguyên khoáng sản dự báo cấp phỏng đoán 334b xác định theo công thức:
Qq= S.qc.ki (3.8) Trong đó: qc là độ chứa quặng trong một đơn vị diện tích chuẩn.
ki là hệ số mức độ tương tự của khu vực cần tính tốn tài ngun so với khu vực chuẩn.
3. Phương pháp tính thẳng theo thơng số quặng hố
Tài nguyên dự báo được đánh giá theo công thức:
QTN = V x d (tấn) (3.9) Trong đó:
QTN: Tài nguyên trong đới sản phẩm (tấn)
d: Thể trọng trung bình của đá chứa quặng (T/m3) V: Thể tích đới chứa quặng tính theo cơng thức:
V = V’ x Kq = K’ x H x S x Kq (3.10) Với K’: Hệ số điều chỉnh do mức độ phân cắt địa hình
H: Chiều sâu dự đốn tồn tại quặng
S: Diện tích đới sản phẩm, đới khống hố (m2) xác định trên bình đồ theo tài liệu địa hoá, kết hợp các tiền đề, dấu hiệu tìm kiếm xác định.
Kq: Hệ số chứa quặng trung bình
3.2.2. Kết quả đánh giá tài nguyên quặng bauxit
1. Tài nguyên xác định
Tài nguyên xác định bao gồm trữ lượng và tài nguyên đã được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt theo luật khoáng sản hiện hành. Trữ lượng và tài
nguyên của các khu đã được các cơ quan có thẩm quyền phê duyệt được trình bày trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Trữ lượng, tài nguyên quặng bauxit đã xác định (nghìn tấn) Mỏ, điểm mỏ Trữ lượng Quặng bauxit gốc Quặng bauxit sa khoáng
Tài nguyên Trữ lượng Tài nguyên
Lũng Pù - 4.388,0 1.555,88 3.910,28 Mèo Vạc – Cán Chu Phìn - 320,0 - 3578,51 Tao Tác Lủng - 160,0 - 2.553 Lũng Phìn - 70,62 2.213,16 Quán Sí - - - 446,0 Tổng 4.938,62 1.555,88 8.678,44
2. Tài nguyên dự báo
Để đánh giá tài ngun dự báo đối với diện tích cịn lại trong khu vực nghiên cứu, học viên áp dụng phương pháp tương tự địa chất. Diện tích dự báo là quặng bauxit sa khống khu Tả Cổ Ván mới được phát hiện và nghiên cứu khái quát. Diện tích dự báo là 5,0km2.
- Trong khu vực nghiên cứu, khu Lũng Pù đã được nghiên cứu khá chi tiết do đã tính trữ lượng cấp C1, C2 cũ – tương đương cấp cấp 122 và cấp 333 theo phân cấp mới), nên đây được coi là khu vực chuẩn. Trong khu Lũng Pù đã đánh giá được tổng trữ lượng và tài nguyên quặng bauxit sa khoáng là 5.420.280 tấn.
- Xác định hệ số chứa quặng bauxit sa khống trên một đơn vị diện tích chuẩn qc (lấy theo diện tích đã được đánh giá 1/10.000 là 10km2):
10000000 5420280 c q 0,54tấn/m2
- Trong diện tích khu Tả Cổ Ván đã xác định được một số vết lộ quặng bauxit sa khoáng trong thung lũng karst nên hệ số mức độ tương tự của với khu vực chuẩn ki được lấy = 0,7.
Qdb = 5.000.000 (m2) x 0,54 (T/m2) x 0,7 = 1.890 nghìn tấn Như vậy, tổng tài nguyên quặng bauxit khu vực nghiên cứu Mèo Vạc, Hà Giang) là: 17.171,64 nghìn tấn quặng. Cụ thể:
- Quặng bauxit gốc là 4.938,62 nghìn tấn.
- Quặng bauxit sa khống là 12.233,02 nghìn tấn
Qua đây cho thấy tiềm năng quặng bauxit khu vực Mèo Vạc, Hà Giang là khá lớn, có thể đầu tư thăm dị và đi vào khai thác nhằm phục vụ nền kinh tế quốc dân.
3.3. Định hướng cơng tác thăm dị
3.3.1. Nhóm mỏ thăm dị
a. Khái niệm về nhóm mỏ thăm dị
Nhóm mỏ thăm dò là tập hợp các mỏ khống có điều kiện địa chất, hình dạng thân khoáng và mức độ biến đổi các thành phần vật chất...gần giống nhau. Sự ghép nhóm mỏ này cho phép ta có cơ sở để định hướng cơng tác thăm dị một cách khoa học và có hiệu quả nhất.
b. Các yếu tố quyết định phân chia nhóm mỏ thăm dò
Thực tế cơng tác thăm dị cho thấy, đặc điểm cấu trúc địa chất mỏ, hình dạng, kích thước, điều kiện thế nằm của thân khoáng và số lượng trữ lượng khoáng sản, cũng như các đặc điểm biến hóa của thông số địa chất thân khoáng là những yếu tố cơ bản quyết định đến việc lựa chọn phương pháp và hiệu quả của cơng tác thăm dị. Trong đó có các yếu tố chính ảnh hưởng đến việc phân loại nhóm mỏ như sau:
1. Mức độ gián đoạn của quặng hóa được đặc trưng bởi hệ số chứa quặng, đó là mối quan hệ của phần quặng đạt chỉ tiêu với tất cả các thân khoáng. Giá trị hệ số chứa quặng được xác định bằng tỷ số giữa diện tích các phần quặng đạt chỉ tiêu với trọng lượng (thể tích) tồn thân khống trong các
cơng trình gặp quặng. Theo thông số này các mỏ được chia thành 4 nhóm gồm:
Nhóm I: quặng hóa liên tục với hệ số chứa quặng là 1
Nhóm II: quặng hóa gián đoạn yếu với hệ số chứa quặng là 1 - 0,75 Nhóm III: quặng hóa gián đoạn với hệ số chứa quặng là 0,25 - 0,75 Nhóm IV: quặng hóa gián đoạn mạnh với hệ số chứa quặng < 0,25 2. Mức độ biến hóa hình dạng vỉa được đặc trưng bằng modun chu tuyến (đường viền) μ. Thuật ngữ này do D.A.Zenkov và K.L.Xemenov sử dụng lần đầu tiên năm 1957. Để xác định thông số này, các tác giả đề xuất cơng thức tính: 2 0 P K K S L L L (3.11) Trong đó:
Lk: chiều dài ranh giới thân khoáng trong mặt cắt nghiên cứu
L0: chiều dài chu vi đường trịn tương đương với diện tích thân khống Sp: diện tích tiết diện thân khống
Theo mức độ phức tạp của ranh giới thân khống có thể chia các mỏ khống sản thành 5 nhóm mỏ như sau:
Nhóm I: rất đơn giản (μ = 1- 1,2) Nhóm II: đơn giản (μ = 1,2- 1,4) Nhóm III: trung bình (μ= 1,4- 1,6) Nhóm IV: phức tạp (μ = 1,6- 1,8) Nhóm V: rất phức tạp (μ > 1,8)
3. Mức độ biến đổi chiều dày thân khoáng được đặc trưng bằng hệ số biến đổi chiều dày thân khoáng (Vm). Theo mức độ biến đổi của chiều dày thân khoáng, các mỏ khống sản được thành 4 nhóm gồm:
Nhóm II: chiều dày khơng ổn định (Vm= 40 - 100%) Nhóm III: chiều dày rất khơng ổn định (Vm= 100 - 150%) Nhóm IV: chiều dày cực kỳ khơng ổn định (Vm > 150%)
4. Mức độ biến đổi chất lượng của khoáng sản được đặc trưng bởi hệ số biến thiên hàm lượng các thành phần có ích (Vc). Theo mức độ biến đổi của hàm lượng các thành phần có ích, các mỏ khống được chia thành 4 nhóm gồm:
Nhóm I: Hàm lượng phân bố đồng đều (Vc < 40%)
Nhóm II: Hàm lượng phân bố không đồng đều (Vc = 40 - 100%) Nhóm III: Hàm lượng phân bố rất khơng đồng đều (Vc= 100 - 150%). Nhóm IV: Hàm lượng phân bố cực kỳ không đồng đều (Vc > 150%). Trong thực tế cơng tác thăm dị, với thơng tin ban đầu còn hạn chế nên thường sử dụng các yếu tố ảnh hưởng chính gồm mức độ biến đổi theo chiều dài thân khoáng và mức độ biến đổi chất lượng của khoáng sản để làm cơ sở phân chia và xếp nhóm mỏ thăm dị.
c. Phân chia nhóm mỏ thăm dị.
Căn cứ vào mức độ phức tạp về cấu trúc địa chất và các yếu tố ảnh hưởng chính nêu trên, các mỏ khống sản được phân chia thành 4 nhóm với các đặc điểm và yêu cầu của cơng tác thăm dị chính như sau:
1. Nhóm mỏ I là những mỏ có cấu trúc địa chất đơn giản, thân khống dạng vỉa có kích thước lớn, quặng hóa liên tục, hình dạng ổn định và thành phần có ích phân bố đồng đều. Thuộc về nhóm này là những mỏ trầm tích gồm những thân khoáng dạng vỉa ổn định và kéo dài. Về điều kiện thăm dị, nhóm mỏ này đơn giản nhất, chủ yếu được thăm dị bằng cơng trình khoan. Để có thể cung cấp thơng tin đáp ứng cho việc lập báo cáo nghiên cứu khả thi, nhóm mỏ này cần phải thăm dị đạt cấp trữ lượng 121 và 122.
2. Nhóm mỏ II là những mỏ có cấu trúc địa chất tương đối đơn giản, các thân khống có kích thước khá lớn, quặng hóa liên tục hoặc gián đoạn yếu, hình thái biến đổi và thành phần có ích phân bố tương đối đồng đều. Thuộc nhóm này là các thân khống dạng thấu kính của các mỏ trầm tích kiểu miền nền như sắt, mangan, bauxit và những kiểu mỏ khác. Các mỏ thuộc nhóm này là những đối tượng tương đối phức tạp đối với cơng tác thăm dị. Cơng trình thăm dị chủ yếu là khoan đơi khi kết hợp với cơng trình khai đào. Để có thể cung cấp thơng tin đáp ứng cho việc lập báo cáo nghiên cứu khả thi, nhóm mỏ này cần phải thăm dị đạt cấp trữ lượng 121 và 122.
3. Nhóm mỏ III là những nhóm mỏ có cấu trúc địa chất rất phức tạp, các thân khống có kích thước trung bình, hình dạng biến đổi, quặng hóa gián đoạn, thành phần có ích phân bố khơng đều hoặc rất khơng đồng đều. Thuộc nhóm này chủ yếu là các mỏ có nguồn gốc nội sinh, điển hình là các mỏ của các kim loại màu, q hiếm. Thăm dị thuộc nhóm mỏ này rất phức tạp, cơng trình thăm dị chủ yếu là khai đào hoặc kết hợp hệ thống cơng trình khai đào - khoan. Để có thể cung cấp thơng tin đáp ứng cho việc lập báo cáo nghiên cứu khả thi, nhóm mỏ này cần phải thăm dị đạt cấp trữ lượng 122.
4. Nhóm mỏ IV là những mỏ có cấu trúc địa chất rất phức tạp, các thân khống có kích thước nhỏ hoặc kéo dài, quặng hóa cực kỳ gián đoạn theo cả đường phương và hướng dốc, thành phần có ích phân bố rất khơng đồng đều hoặc cực kỳ không đồng đều. Thuộc nhóm này gồm các thể dị ly của các mỏ paltin, kim cương có nguồn gốc magma, các mạch và ống nhỏ có nguồn gốc nhiệt dịch, các ổ khống vật của các kim loại quý hiếm trong talc. Thăm dị các mỏ thuộc nhóm này rất phức tạp và khó khăn. Cơng trình thăm dị chủ yếu là cơng trình mỏ kết hợp với khoan từ cơng trình ngầm và cơng trình khai đào trên mặt, còn khoan từ trên mặt đất rất ít khi được sử dụng. Để có thể cung cấp thơng tin đáp ứng cho việc lập báo cáo nghiên cứu khả thi, nhóm mỏ
này cần phải thăm dị đạt cấp trữ lượng 122 trong phạm vị dự kiến thiết kế khai thác đầu tiên.
d. Dự kiến nhóm mỏ thăm dò quặng bauxit khu vực nghiên cứu 1. Sơ bộ nhận định nhóm mỏ thăm dị đối với thân quặng bauxit gốc
Tổng hợp kết quả đánh giá trước đây cho thấy, trong khu vực nghiên cứu có cấu trúc khá phức tạp, các thân quặng gốc có quy mơ không lớn, thế nằm không ổn định, phân bố trong các thành tạo của hệ tầng Đồng Đăng và hầu hết các thân quặng đều nằm trực tiếp lên bề mặt bào mòn của các thành