Từ các nghiên cứu trên cho phép rút ra một số nhận xét sau:
1. Các thân quặng urani phân bố trong các đá trầm tích vụn cơ học thuộc hệ tầng An Điềm, tuổi Triat muộn (T3nađ), thành phần bao gồm cát kết acko hạt nhỏ đến thô, sạn kết chứa cuội sạn màu xám, xám đen xen kẽ các lớp đá cát kết, bột kết màu tím.
Các thân quặng urani nói chung, chủ yếu là dạng lớp (Tabuler) và cắm đơn nghiêng với góc dốc thoải từ 7 - 15º. Trong đó thân quặng cơng nghiệp chủ yếu có dạng thấu kính, chuỗi thấu kính liên kết với nhau theo lớp đá chứa quặng nhất định. Ranh giới giữa quặng và đá vây quanh thường không rõ ràng, chủ yếu xác định theo kết quả phân tích hóa.
2. Các thân quặng urani công nghiệp thường phân bố thành chuỗi thấu kính kéo dài theo phương Tây Bắc – Đơng Nam, kích thước theo chiều dài từ 35m đến 250m, trung bình từ 67,7m đến 107,8m; chiều rộng trung bình từ 25,3m đến 36,9m. Bề dày thay đổi từ 0,6m đến 19,7m; trung bình từ 1,8m đến 2,5m; với hệ số biến thiên chiều dầy từ 83,7% đến 96,3%, thuộc loại không ổn định. Khoảng cách gián đoạn giữa các thấu kính urani cơng nghiệp thay đổi từ 20m đến 100m. Các thấu kính quặng urani cơng nghiệp tập
71
trung và tương đối ổn định ở trung tâm lơ A và có xu hướng giảm dần về 2 phía cả về quy mơ và hàm lượng.
3. Hàm lượng quặng urani trong thân quặng 1 thay đổi từ 0,01% đến 1,96% U3O8; trung bình là 0,047%, với hệ số biến thiên là 207,3%, thuộc loại phân bố rất không đồng đều. Hàm lượng urani trong thân quặng số 2 thay đổi từ 0,02% đến 0,166% U3O8, trung bình là 0,025%, với hệ số biến thiên là 69,2% thuộc loại không đồng đều.
Quy luật biến đổi chiều dầy và hàm lượng quặng urani trong khu nghiên cứu thuộc loại biến đổi nhảy vọt, gián đoạn và không rõ quy luật.
4. Các thân quặng urani có hình thái - cấu trúc thuộc loại tương đối phức tạp, chiều dày không ổn định và hàm lượng urani phân bố rất khơng đồng đều, có nhiều lớp kẹp và ơ cửa sổ quạng không đạt chỉ tiêu công nghiệp. Trong thân quặng thường có các lớp đá kẹp khơng quặng làm phức tạp thêm cấu trúc nội bộ thân quặng. Đá chứa quặng chủ yếu là cát kết hạt thô - trung màu xám đen, giàu vật chất hữu cơ; xi măng gắn kết chủ yếu là tập hợp vi hạt pyrit - sét có chứa urani. Thành phần khống vật quặng urani gồm các khoáng vật nguyên sinh như nasturan và các khoáng vật thứ sinh là autunit, uranofan.
72
CHƯƠNG 4. XÁC LẬP MẠNG LƯỚI VÀ PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ KIỂU QUẶNG URANI TRONG CÁT KẾT KHU PÀ RỒNG, QUẢNG NAM 4.1. Phân chia nhóm mỏ thăm dị
Do mức độ tài liệu cịn nhiều hạn chế, để phân chia nhóm mỏ thăm dị quặng urani, các nhà địa chất Việt Nam dựa vào tài liệu tham khảo của nước ngồi có các mỏ urani với nhiều điểm tương đồng với các mỏ urani ở Việt Nam, trên cơ sở đối sánh về đặc điểm địa chất và điều kiện thành tạo, mà chủ yếu là Trung Quốc, Liên Xô cũ, Mỹ và Ấn Độ.
4.1.1. Cơ sở phân chia nhóm mỏ thăm dị
Theo Thơng tư số 60/2017/TT-BTNMT ngày 08 tháng 12 năm 2017 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về phân cấp trữ lượng và tài ngun khống sản rắn, nhóm mỏ được phân chia thành 4 nhóm:
- Nhóm mỏ I: là những mỏ hoặc phần mỏ (gọi chung là mỏ) có cấu trúc địa chất đơn giản với các thân khống có hình dạng đơn giản, kích thước lớn đến trung bình, chiều dày ổn định, hàm lượng các thành phần có ích và có hại chính phân bố đồng đều trong tồn thân khống.
- Nhóm mỏ II: là những mỏ có cấu trúc địa chất phức tạp với các thân khống có hình dạng tương đối đơn giản đến phức tạp, kích thước lớn đến trung bình, chiều dày không ổn định, hàm lượng các thành phần có ích và có hại chính phân bố khơng đồng đều trong tồn thân khống.
- Nhóm mỏ III: là những mỏ có cấu trúc địa chất rất phức tạp với các thân khống có hình dạng phức tạp, kích thước trung bình đến nhỏ hoặc đơi khi có kích thước lớn, chiều dày rất không ổn định, hàm lượng các thành phần có ích và có hại chính phân bố rất khơng đồng đều trong tồn thân khống.
- Nhóm mỏ IV: là những mỏ có cấu trúc địa chất đặc biệt phức tạp với các thân khống có hình dạng đặc biệt phức tạp, kích thước nhỏ đến rất nhỏ, chiều dày đặc biệt không ổn định, hàm lượng các thành phần có ích và có hại chính phân bố đặc biệt không đồng đều trong tồn thân khống.
73
- Cấu trúc địa chất và hình thái thân quặng. - Qui mơ mỏ hoặc kích thước thân quặng.
- Mức độ ổn định về chiều dày, hàm lượng các thành phần có ích và có hại đi cùng.
+ Yếu tố thứ nhất có thể chia làm 3 mức:
- Đơn giản: cấu trúc địa chất đơn giản, các thân quặng là các lớp, vỉa, các mạch lớn duy trì liên tục, khơng bị đứt đoạn và không bị phá huỷ bởi các đứt gãy.
- Trung bình: cấu trúc địa chất tương đối phức tạp, các thân quặng dạng lớp, dạng vỉa, mạch lớn, thấu kính lớn, hình ống duy trì tương đối liên tục, phần chính của thân quặng ổn định phần cịn lại của thân quặng có thể khơng ổn định, bị phá huỷ bởi đứt gãy nhưng không đáng kể.
- Phức tạp: cấu trúc địa chất phức tạp đến rất phức tạp, các thân quặng là những mạch phân bố không theo qui luật, các mạch dạng lưới, thấu kính, ổ, hình ống phân bố khơng liên tục và bị đứt gãy phá huỷ.
+ Yếu tố thứ 2 được phân thành các mức:
- Lớn: dài > 500m và độ sâu (hoặc rộng) > 250m hoặc trữ lượng > 3000 tấn U3O8.
- Trung bình: dài 200 - 500m và độ sâu (hoặc rộng) 100 - 250m hoặc trữ lượng 1000 - 3000 tấn U3O8.
- Nhỏ: dài < 200m và độ sâu (hoặc rộng) < 100m hoặc trữ lượng từ 100 - 1000 tấn U3O8.
+ Yếu tố thứ 3 chia làm 3 mức:
- Về chiều dày: Ổn định: Vm < 60%; không ổn định: Vm = 60 - 100%; rất không ổn định: Vm > 100%.
- Về hàm lượng các thành phần có ích và có hại chính: Đồng đều: Vc < 60%; không đồng đều: Vc = 60 - 100%; rất không đồng đều: Vc > 100%.
74
4.1.2. Phân chia nhóm mỏ thăm dị kiểu quặng urani trong cát kết ở khu Pà Rồng Pà Rồng
Kết quả nghiên cứu đã xác định được đặc điểm hình thái các thân quặng urani khu Pà Rồng có dạng lớp (Tabuler) với góc dốc thoải từ 7 - 15º; Các thân quặng urani cơng nghiệp có dạng chuỗi thấu kính liên kết với nhau theo lớp đá chứa quặng nhất định. Ranh giới giữa quặng và đá vây quanh thường không rõ ràng, chủ yếu xác định dựa theo kết quả phân tích hóa. Các thơng số chiều dày thân quặng thuộc loại rất không ổn định và hàm lượng trong các thân quặng công nghiệp thuộc loại phân bố rất không đồng đều đến đặc biệt không đồng đều.
Các yếu tố để phân loại nhóm mỏ thăm dị kiểu quặng urani trong cát kết ở khu Pà Rồng được thống kê ở bảng 4.1.
Bảng 4.1. Thống kê các tiêu chuẩn phân loại nhóm mỏ urani khu Pà Rồng
Cấu trúc địa chất mỏ và hình thái – cấu trúc thân
quặng Quy mơ mỏ, kích thước thân quặng Mức độ ổn định về chiều dày, hàm lượng quặng
- Cấu trúc chủ yếu đơn nghiêng, phía Nam có nếp lõm thoải. Các thân quặng urani có dạng lớp với góc dốc từ 7- 150; thân quặng công nghiệp dạng thấu kính, chuỗi thấu kính nằm tương đối chỉnh hợp với đá vây quanh. - Ranh giới thân quặng và đá vây quanh không rõ ràng, chỉ xác định bằng kết quả phân tích hố. - Cấu trúc nội bộ thân quặng khá phức tạp, xen kẹp các lớp đá không quặng.
- Các thân quặng phân bố không liên tục, biển đổi không rõ quy luật.
Kết luận: khu nghiên cứu có cấu
trúc địa chất phức tạp; các thân quặng urani có dạng thấu kính phân bố khơng liên tục và không rõ quy luật; bị đứt gãy phá huỷ làm phức tạp hóa.
- Khu Pà Rồng có trữ lượng < 1000 tấn U3O8, thuộc loại có quy mơ mỏ loại nhỏ.
- Các thấu kính quặng cơng nghiệp có kích thước nhỏ, kéo dài trung bình theo đường phương từ 67,8m đến 107,8m; chiều rộng trung bình từ 25,3m đến 36,9m; bề dày thân quặng thay đổi từ 0,6m đến 19,7m; trung bình từ 1,8m đến 2,5m.
Kết luận: Quy mô mỏ
thuộc loại nhỏ. Các thân quặng urani ở khu nghiên cứu có kích thước nhỏ đến trung bình.
- Chiều dày các thân quặng công nghiệp thuộc loại mỏng đến trung bình, hệ số biến thiên từ 83,7% đến 96,3%, thuộc loại không ổn định đến rất không ổn định. - Hàm lượng urani trong các thân quặng công nghiệp biến đổi không đồng đều đến rất không đồng đều, với hệ số biến thiên từ 69,2% đến 207,3%.
Kết luận: Hàm lượng thành
phần có ích phân bố khơng đồng đều đến rất khơng trong tồn thân quặng.
75
Đối chiếu các tiêu chuẩn phân chia nhóm mỏ thăm dị với tài liệu nghiên cứu nêu trên, có thể xếp khu Pà Rồng vào nhóm mỏ thăm dị III. Đó là mỏ có cấu trúc địa chất phức tạp, các thân quặng thuộc loại nhỏ đến trung bình, hình thái – cấu trúc tương đối phức tạp, phân bố không liên tục và bị các đứt gãy phá huỷ; chiều dày thuộc nhóm vỉa mỏng đến trung bình, phân bố không ổn định (Vm < 100%); các thành phần có ích phân bố khơng đồng đều đến rất khơng đồng đều trong tồn thân quặng (Chủ yếu có Vc > 100%).
4.2. Xác lập mạng lưới bố trí cơng trình thăm dị
4.2.1. Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Surpac để phân tích, thiết lập các mơ hình Variogram. mơ hình Variogram.
a. Tổng quan về phần mềm
Trong luận văn, học viên sử dụng phần mềm GIS (Mapinfor, Autocad) và đặc biệt là phần mềm Surpac, là bộ phần mềm toàn diện cho ngành Địa chất - Mỏ, được phát triển bởi tập đoàn Gemcom của Australia, đã và đang sử dụng trên 20 nước trên thế giới. Bộ phần mềm Surpacs có các ưu điểm nổi bật sau:
- Tương thích hồn tồn với cấu trúc dữ liệu của các phần mềm thông dụng như Autocad, MapInfo, MS.Office: MS.Excel, Access, ...
- Cấu trúc dữ liệu không quá phức tạp, thống nhất giữa các modules tạo sự thuận tiện trong tác nghiệp giữa các bộ phận chức năng cũng như công tác quản lý dữ liệu.
- Được xây dựng trên cơ sở công nghệ hiện đại: đồ họa; mơ hình hóa 3D; CSDL địa chất mỏ. Các chức năng của Surpac tuy khó khai thác sử dụng, song rất phong phú và linh hoạt đảm bảo thực hiện các tính tốn một cách nhanh, chính xác và trực quan.
- Hỗ trợ tạo lập các chương trình con (Macro), cho phép tự động hóa các q trình tính tốn và phát triển thêm các chức năng mới đáp ứng yêu cầu công việc thực tế phục vụ cơng tác tính trữ lượng và điều hành khai thác mỏ.
76
b. Các ứng dụng
Surpac có các modules ứng dụng sau: thiết kế, thành lập và quản trị CSDL địa chất - khống sản; mơ hình hóa địa chất thân quặng; đánh giá trữ lượng, chất lượng và tài ngun khống; trắc địa mỏ; thiết kế khoan nổ mìn; tối ưu hố và thiết kế mỏ; lập kế hoạch và trình tự khai thác mỏ (dựa chủ yếu vào trữ lượng các vi khối được xác định bằng Kriging). Đây là ưu việt của phương pháp địa thống kê mà các phương pháp khác cịn hạn chế hoặc khơng thể hiện được.
Trong luận văn, học viên đã khai thác, sử dụng moduls thiết kế, thành lập và quản trị CSDL địa chất - khống sản và moduls mơ hình hố địa chất thân quặng để thành lập, phân tích thống kê các mơ hình và thiết lập các Variogram.
c. Thiết lập cơ sở dữ liệu
Dữ liệu đầu vào được xây dựng dưới dạng file Excel khai báo các thành phần liên quan tới mỗi giá trị điểm mẫu (tọa độ X,Y,Z, gồm hàm lượng urani và chiều dày tương ứng). Một đoạn tập dữ liệu được thể hiện như bảng 4.2
Bảng 4.2. Thiết lập dự liệu đầu vào dưới dạng file Excel
LK X Y Z Từ (m) Đến (m) Dày (m) Hàm lượng AK2507 1733786 463513,4 529,97 60,6 61,2 0,6 0,050 AK2508 1733781 463540,5 513,83 50 52,2 2,2 0,112 AK2509 1733778 463563,0 519,64 63,4 65 1,6 0,048 AK2103 1733755 463405,8 545,79 49 49,6 0,6 0,019 AK2108 1733731 463523,6 544,2 67,8 69,5 1,7 0,143 … … … … … … ... … d. Kết quả
Mơ hình Variogram được khảo sát bằng phầm mềm chuyên dụng Surpac theo các bước sau: Xác định phương vị hướng dốc quặng hố (dip direction); góc dốc thân quặng (plane dip); gia số góc (angular increment); góc quét (spread); bước khảo sát (lag); chiều dài tối thiểu tuyến khảo sát (maximum distance) (hình 4.1).
77
Hình 4.1. Các yếu tố phương vị, góc qt, bước khảo sát, góc giới hạn để khảo sát Variogram
Để tính tốn, đặc biệt là chọn mơ hình hàm cấu trúc, nhiệm vụ đã thực hiện nhiều phương án và chọn phương án sát thực nhất (số lượng điểm quan sát lớn nhất có thể, tính hợp lý với thực tế và đặc biệt góp phần đánh giá tài nguyên, trữ lượng bằng Kriging có sai số nhỏ nhất).
Học viên đã nghiên cứu thử nghiệm cho thân quặng 1 (TQ1) là thân quặng có nhiều dữ liệu nhất trong mỏ. Thân quặng 1 được khống chế bởi 380 lỗ khoan, 20 hào và vết lộ gồm 1658 mẫu lõi khoan phân tích thành phần U3O8 có hàm lượng quặng từ 0,01% trở lên. Các dữ liệu gốc này được sử dụng để tính tốn hàm cấu trúc thực nghiệm.
Bộ công cụ cho phép xác định hàm cấu trúc theo bất kỳ hướng nào trong không gian ba chiều. Trong phạm vi luận văn, học viên dẫn ra kết quả mơ hình hóa theo 4 hướng cơ bản (500, 950,1400, 1850), với góc xoay xung quanh mỗi hướng là ±22,50.
Hình 4.2 là giao diện màn hình thể hiện thơng số đầu vào khảo sát Variogram theo hàm lượng của thân quặng 1 theo hướng 500 (trùnghướng dốc thân quặng). Giao diện màn hình kết quả khảo sát Variogam theo hàm lượng của thân quặng 1 theo 4 hướng khác nhau được thể hiện trên hình 4.3, 4.4, 4.5 và 4.6.
78
Hình 4.2. Giao diện màn hình thể hiện thơng số đầu vào khảo sát Variogram, ví dụ phương xuất phát 500 TQ 1