+ Mơ hình phân bố loga chuẩn
Mơ hình loga chuẩn phù hợp với nhiều quá trình và hiện tượng địa chất, đặc biệt với quặng nội sinh. Phân bố loga chuẩn có thể hiểu là phân bố tuân theo luật phân bố chuẩn của dãy logarit biến lượng ngẫu nhiên, nghĩa là cải tạo giá trị ban đầu (xi) theo dạng:
i = ln(xi) hoặc i= lg(xi) khi đó giá trị ln(x) hoặc lg(x) sẽ tuân theo phân bố
chuẩn.
Hàm mật độ f(x) của phân bố loga chuẩn có dạng:
hoặc (2.5)
Trong đó: - giá trị trung bình của ln(xi), lg(xi).
lg, ln - Độ lệch quân phương (quân phương sai) của lg(xi), ln(xi).
x x x e x f 2ln 2 2 ln ln 2 1 x x x e x f 2lg 2 2 lg lg 2 1 f(x)
43
Hàm phân bố loga chuẩn của đại lượng ngẫu nhiên có dạng:
F(≤x)= ; hặc F(≤ x)= (2.6)
Khi các thông số phân bố theo loga chuẩn, các đặc trưng thống kê được xác định theo công thức gần đúng sau [16]:
-Giá trị trung bình hoặc (2.7)
- Phương sai hoặc (2.8)
- Hệ số biến thiên hoặc (2.9)
(2.16)
+ Kiểm nghiệm mơ hình phân bố thống kê của tập mẫu nghiên cứu
Để kiểm tra đại lượng phân bố ngẫu nhiên theo luật phân bố có nhiều phương pháp khác nhau: phương pháp độ lệch, độ nhọn cải tiến, tiêu chuẩn 2 (khi bình phương), … Trong thực tế, phương pháp độ lệch, độ nhọn cải tiến được áp dụng phổ biến hơn do quy trình tính tốn đơn giản và đảm bảo độ tin cậy. Nội dung của phương pháp này như sau:
- Xác định độ lệch tiêu chuẩn A theo công thức:
(2.10) - Xác định độ nhọn tiêu chuẩn E theo công thức:
(2.11) - Xác định giá trị A và E theo công thức gần đúng:
và (2.12)
* Kiểm tra giả thuyết về sự thoả mãn của quy luật phân bố theo công thức: và (2.13) dx e x x x x o x ln 2 2 2 ln ln 1 2 1 dx e x x x x o x lg 2 2 2 lg lg 1 2 1 2 ln 2 1 ln e x m 2 lg 65 , 2 lg . 10 e m x ) 1 .( ln2 2 ln 2 e e D 10 . .( 1) 2 lg 2 lg 5,3 3 , 5 lg 2 e e D x % 100 . 1 2 ln e V 5,3 lg2 1.100% e V 3 1 3 ) ( N X X A n i 3 ) ( 4 1 4 N X X E n i N A 6 N E 24 3 A A E 3 E
44
Nếu một hoặc cả hai giá trị và không thoả mãn điều kiện trên thì tập mẫu khơng phù hợp với quy luật phân bố đang nghiên cứu.
Để xác định đặc tính biến hố chiều dày, hàm lượng urani trong các thân quặng, học viên đã tiến hành theo trình tự: kiểm tra mơ hình phân bố thống kê; xác định các đặc trưng thống kê theo mơ hình phù hợp.
+ Hàm Variogram (hàm cấu trúc)
Mơ hình này đã được GS.TS. Đồng Văn Nhì và nnk trong cuốn Bài giảng Phương pháp xử lý thông tin địa chất để nghiên cứu điều tra địa chất cho rằng “Trong các cơng trình nghiên cứu của A.B.Kazdan, A.M. Maragodin, chỉ ra rằng để mô tả sự biến hóa của các thơng số cơ bản của mỏ khống tốt nhất là áp dụng thuật toán trên cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên ổn định”, bao gồm: Lý thuyết đại số tuyến tính, phương pháp phân tích sự tương quan, phương pháp phân tích sóng dao động điều hòa và phương pháp địa thống kế (hàm cấu trúc). Trong khuôn khổ luận văn, học viên trình bày mơ hình hàm cấu trúc được áp dụng để mơ hình hóa các thân quặng urani thuộc lô A khu Pà Rồng.
Khi xét đến đặc tính khơng gian của đối tượng nghiên cứu, lý thuyết toán cơ bản được dùng là “lý thuyết biến số vùng”. Biến số đó được giả thiết là biến đổi liên tục từ điểm quan sát này đến điểm quan sát khác và rất khó mơ hình hóa bằng một hàm thơng thường. Bở lẽ, giá trị tại một quan sát nào đó (cơng trình thăm dị nào đó) có liên quan đến giá trị của các điểm khác phân bố cách nhau một khoảng cách nhất định. Dĩ nhiên là ảnh hưởng của điểm ở khoảng cách xa sẽ ít ảnh hưởng hơn những điểm có khoảng cách gần; mặt khác có thể xảy ra trường hợp mức độ ảnh hưởng còn phụ thuộc vào phương vị của vị trí nghiên cứu. Để phản ảnh sự phụ thuộc này, người ta thường dùng vecto khoảng cách (h) theo phương xác định. Mức phụ thuộc giữa các điểm đo (cơng trình) nằm trên một khoảng cách hi theo hướng xác định nào đó được phản ánh bằng momen tương quan và có thể biểu diễn dưới dạng hàm số sau:
Var ( )− ( ) = 2 ( )− ( ) với mọi x1, x2 D (2.14)
A
A
E
E
45
Trong đó: D là tập hợp con cố định trong không gian n chiều; 2 ( )−
( ) là hàm số của gia số ( ), ( ) được G. Matheron gọi là Variogram (hàm cấu trúc) và được định nghĩa như là một nửa kỳ vịng tốn của biến ngẫu nhiên, được xác định theo công thức:
(ℎ) = ( )− ( ) 2 (2.15)
Trong đó: Z(xi), Z(xi+h) là hai đại lượng ở hai điểm nghiên cứu cách nhau khoảng cách là h.
Variogram thực nghiệm được xác định theo công thức:
(ℎ) =
( )∑ ( ) ( )− ( ) 2 (2.16)
Trong đó: N(h)- số lượng cặp để nghiên cứu; các ký hiệu khác chỉ dẫn ở công thức 2.15.
Sau khi xác định được các (h) thực nghiệm, cần phải mơ hình hóa chúng về các mơ hình lý thuyết để định hướng cho cơng tác luận giải đặc điểm biến hóa trong khơng gian của thông số nghiên cứu và là cơ sở để xác lập mạng lưới thăm dị, phương thức bố trí cơng trình thăm dị, lấy mẫu và giúp lựa chọn hình dạng, cũng như kích thước khối tính trữ lương/tài nguyên bằng phương pháp Kriging. Các mơ hình lý thuyết có thể là mơ hình cầu (spherica), hàm mũ (exponential), Gauss, hiệu ứng lỗ hổng (hole effect), …
Variogram không những là đơn vị đo mức độ biến đổi, mà cịn thể hiện tốt đặc tính biến đổi không gian của các thông số nghiên cứu, là cơ sở để giải quyết cơng việc đánh giá trữ lượng, tài ngun khống sản bằng các phương pháp Kriging nói riêng và địa thống kê nói chung. Trong địa thống kê, một số nhà thăm dò địa chất còn xem hàm cấu trúc (Variogram) là cơ sở để đánh giá độ tin cậy và phân cấp trữ lượng, tài nguyên.
Cũng cần lưu ý rằng các (h) chỉ có kết quả tốt khi có số lượng điểm nghiên cứu đủ lớn. Hàm cấu trúc có ưu điểm lớn là thể hiện ba phương diện biến hóa quặng hóa (quy luật, mức độ, cấu trúc) một cách toàn diện; khảo sát được mức độ tương quan khơng gian và tính đẳng hướng, dị hướng của các thơng số nghiên cứu. Hàm
46
cấu trúc cịn góp phần quyết định tính chính xác của dự báo tài nguyên và trữ lượng bằng Kriging.
Trong luận văn, hàm cấu trúc được khảo sát bằng phầm mềm Surpac. Kết quả nghiên cứu đã thành lập được hệ thống mặt cắt, xây dựng các biểu đồ biểu diễn hàm tương quan không gian và hàm cấu trúc của các thông số địa chất công nghiệp của 2 thân quặng urani ( thân quặng 1 và thân quặng 2) thuộc lô A – khu Pà Rồng.
2.2.5. Phương pháp chuyên gia, kết hợp phương pháp đối sánh
Trong quá trình chỉ đạo thi cơng đề án “Thăm dị quặng urani khu Pà Lừa – Pà Rồng, huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam” học viên luôn nhận được sự tham gia tư vấn từ các chuyên gia của trường Đại học Mỏ - Địa chất và các chuyên gia ở Viện nghiên cứu ở trong nước và nước ngoài (Cộng hoà Pháp, Cơ quan Năng lượng nguyên tử Quốc tế - IAEA và các chuyên gia từ Viện Địa chất toàn Nga - Viện VSECGEI).
47
CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM BIẾN HỐ CÁC THƠNG SỐ ĐỊA CHẤT CÔNG NGHIỆP THÂN QUẶNG URANI KHU PÀ RỒNG
3.1. Khái quát về đặc điểm cấu trúc địa chất và sự phân bố quặng urani khu Pà Rồng khu Pà Rồng
3.1.1. Vị trí địa chất khu Pà Rồng trên bình đồ cấu trúc khu vực Tabhinh
Như đã đề cập ở chương 1, khu vực Tabhinh có diện tích 18 km2, thuộc rìa phía Tây Nam bồn trũng thứ cấp Sông Bung. Khu Pà Rồng với diện tích 6,2km2 nằm ở trung tâm khục vực Tabhinh; Đây là diện tích rất có triển vọng về quặng urani trong cát kết và được chia thành các lô A, B, C, D, E, G. Tại các lô này, hiện đang tiến hành thi cơng đề án thăm dị; trong đó lơ A đã thi công xong năm 2012.
3.1.2. Đặc điểm địa chất
a. Địa tầng
Kết quả đo vẽ, lập bản đồ địa chất - khoáng sản tỷ lệ 1:1.000 phần trên mặt và mô tả chi tiết cột địa tầng của 712 lỗ khoan thăm dò, tổng hợp kết quả phân tích mẫu thạch học tại các mặt cắt chi tiết (T00, T91, T22, T14, T56) có thể xác lập và phân chia địa tầng khu Pà Rồng như sau:
Hệ tầng An điềm – phân hệ tầng dưới (T3nađ1)
- Tập 1 (T3nađ11): trên bản đồ địa chất khu Pà Rồng, các thành tạo trầm tích
của tập này nằm trực tiếp trên móng granit và phân bố kéo dài từ khu vực tuyến 50 đến cuối tuyến 82, với diện tích hẹp ở phía nam khu nghiên cứu. Thành phần gồm cát kết hạt thô chứa sạn, xen sét bột màu tím gụ. Đơi chỗ có chứa cuội thạch anh màu hồng, trong đá có các hợp phần cacbonat khi bị rửa lũa tạo lỗ hổng có kích thước từ 1- 2cm nên rất dễ nhận biết ở ngoài thực địa.
Bề dày: từ 12,0m đến 43,0m; trung bình 21,4m.
Kết quả phân tích mẫu thạch học trong tập đá này tại các mẫu TS501/2, TS502/2, TS503, TS504, TS7809 cho thấy đá đặc điểm sau: hạt vụn chiếm chủ yếu từ 75 - 87%, thành phần gồm thạch anh, plagiocla, felspat kali, vụn đá sericit và quaczit, mutcovit và biotit ít vảy; xi măng chiếm 13- 25%, gồm sét sericit- chlorit ngấm hydroxit sắt, kiểu xi măng cơ sở, lấp đầy. Đá có độ mài trịn và chọn lọc kém.
48
- Tập 2 (T3nađ12): chuyển tiếp lên trên các đá tập 1. Các đá của tập này phân bố chủ yếu trong khu nghiên cứu và được chia thành 7 hệ lớp, từ dưới lên trên được mô tả như sau:
+ Hệ lớp 1: cát kết hạt lớn chứa sạn màu xám, xám tro xen kẽ các lớp sét - bột. Trên bình đồ, lớp đá này phân bố khá rộng rãi tạo thành dải kéo dài từ khu vực tuyến 05 theo hướng Tây Bắc – Đơng Nam xuống phía nam khu thăm dò.
Kết quả phân tích thạch học các mẫu TS 106, TS127, TS 128, TS 129, TS130, TS 208, TS209, TS210 cho thấy thành phần hạt vụn chiếm từ 86 - 92%, chủ yếu là thạch anh, plagiocla, felspat kali, vụn đá sét và quazit, mutcovit, biotis vài vảy; xi măng chiếm từ 6 - 14%, thành phần là sét - sericit - chlorit, kiểu tiếp xúc là phổ biến. Hệ lớp đá này khơng phát hiện có các biểu hiện quặng phóng xạ.
Bề dày hệ lớp: từ 18,0m đến 70,0m; trung bình 31,9m.
+ Hệ lớp 2: cát kết hạt trung chứa sạn màu xám sáng, phần nóc của lớp có bột kết, sét – bột kết màu xám. Nằm chỉnh hợp phía trên lớp 1, phân bố dạng kéo dài khá ổn định từ phía Bắc xuống phía Nam diện tích nghiên cứu. Trên mặt được xác định bởi điểm lộ tại các suối S1, S2 và S5. Dưới sâu, hệ lớp này được khống chế bởi lỗ khoan LK1 (cũ) và lỗ khoan AK0006, AK0008.
Kết quả phân tích thạch học mẫu TS505, TS7807, TS211 đến TS215, lỗ khoan AK0006 (119m – 139m) cho thấy thành phần hạt vụn chiếm từ 76 - 88%, gồm thạch anh, plagiocla, felspat kali, vụn đá sét và quazit chiếm từ 2- 4%, mutcovit, biotis vài vảy; xi măng chiếm từ 6 - 14%, thành phần là sét - sericit - chlorit, kiểu tiếp xúc và lấp đầy. Trong hệ lớp đơi chỗ có chứa dị thường phóng xạ với quy mô nhỏ và tồn tại không liên tục.
Bề dày hệ lớp: từ 10,0m đến 75m; trung bình 29,5m.
+ Hệ lớp 3: Sét bột kết màu xám xen cát kết hạt nhỏ màu xám, xám tro. Trên bình đồ, diện phân bố của lớp này chỉ duy trì liên tục từ phía bắc đến trung tâm khu thăm dò (khu vực tuyến 32); trong các mặt cắt hệ lớp này tồn tại dạng thấu kính, khơng liên tục (T00). Kết quả phân tích thạch học các mẫu trên mặt gồm TA1122, TA2626/1, TA2626/2, TA2727/1, TA2727/2 và các mẫu trong lỗ khoan AK0006
49
(103,0m – 116,5m) cho thấy, đá của lớp này chủ yếu là sét bột kết ; trong đó khống vật sericit - chlorit chiếm đến 80%, ngoài ra có thạch anh chiếm 12%, plagiocla, felspat kali và ít vảy mica. Trong hệ lớp xen kẹp cát kết hạt nhỏ màu xám tro. Từ khu vực tuyến TT87 đến tuyến TT91 trong hệ lớp đá này có chứa các dị thường phóng xạ với quy mơ nhỏ.
Bề dày hệ lớp: từ 5,0m đến 55,0m; trung bình 23,4m.
- Hệ lớp 4: cát kết hạt trung – thô, màu xám xanh, xám đen chứa sạn. Hệ lớp đá này kéo dài thành dải liên tục từ phía Bắc xuống phía Nam khu thăm dị, chiều dày tương đối ổn định theo đường hướng dốc. Ranh giới hệ lớp được xác định khá rõ trên bình đồ và mặt cắt qua các lỗ khoan thăm dị. Phần nóc của hệ lớp là các đá cát kết hạt thơ chứa sạn màu tím. Dưới trụ của hệ lớp là lớp sét bột kết màu xám và đơi chỗ có xen kẹp các thấu kính nhỏ cát kết hạt thơ màu tím.
Kết quả phân tích thạch học các mẫu trên mặt gồm TA1119, TA1120, TS153, TS154, TA7410/1, TA7210/2, TA8210 và trong các lỗ khoan AK0006 (68m - 99m), AK2210 (111,3m - 142m) cho thấy hạt vụn chiếm từ 90 - 91%, gồm thạch anh, thành phần hạt vụn chủ yếu là gồm thạch anh, plagiocla, felspat kali, vụn đá sét và quazit chiếm từ 2- 3%, mutcovit, biotit vài vảy, calcit, pyrit vài hạt; xi măng chiếm từ 7 - 9%, thành phần là sét - sericit – chlorit và carbonat, xi măng kiểu tiếp xúc.
Đặc điểm khác biệt về thành phần hạt vụn và xi măng của hệ lớp này với các hệ lớp đá khác trong diện tích nghiên cứu là sự có mặt của pyrit trong thành phần hạt vụn và carbonat trong xi măng của đá với tỷ lệ thay đổi từ 3 - 5%. Ngoài ra, trong các vết lộ quặng và cơng trình thăm dị (hào, lị, khoan) đều thấy sự có mặt của vật chất hữu cơ màu đen trong đá chứa quặng. Lớp đá này có các dị thường phóng xạ cao và phân bố các thân quặng urani công nghiệp.
Bề dày hệ lớp: từ 13,0m đến 84,0m; trung bình 36,8m.
+ Hệ lớp 5: cát kết hạt trung – thơ chứa sạn màu tím nhạt. Trên bình đồ, hệ lớp đá này duy trì theo đường phương khá liên tục từ phía bắc xuống phía nam; trong các mặt cắt hệ lớp này có bề dày tương đối ổn định nên được sử dụng làm lớp
50
đánh dấu để phân định lớp đá chứa quặng số 1 với các lớp đá chứa quặng khác. Hệ lớp đá này không chứa quặng urani.
Kết quả phân tích thạch học các mẫu trên mặt gồm TA2110, TA1117, TA0612, TA1004, TA155, ở các mẫu trong lỗ khoan AK0006 (54,5m - 62,5m), AK2210 (100m – 108m) cho thấy, hạt vụn chiếm từ 88 - 92%, gồm thạch anh, plagiocla, felspat kali, vụn đá sét và quazit chiếm từ 6 - 7%, mutcovit, biotit vài vảy; xi măng chiếm 8 - 12% gồm sét - sericit - chlorit. Đá có độ chọn lọc khá, độ mài tròn và độ cầu kém.
Bề dày: từ 1,0m đến 35,0m; trung bình 16,3m.
+ Hệ lớp 6: Bột cát kết hạt nhỏ xen kẽ sét bột kết màu xám, xám xanh. Nằm xen giữa 2 lớp cát kết màu tím, hệ lớp đá này duy trì liên tục và tạo thành dải hẹp kéo dài từ phía Bắc xuống phía Nam. Dưới sâu, một số lỗ khoan thăm dò đã xác định được ranh giới của hệ lớp này.
Kết quả phân tích thạch học tại các lỗ khoan AK0006 (23,0m – 52,5m) và