Đá vôi có khối lượng riêng trung bình 2,81 g/cm3; dung trọng tự nhiên 2,705 g/cm3, dung trọng khô 2,701 g/cm3, độ hút nước 0,25%, độ rỗng 3,26%, cường độ kháng nén ở trạng thái tự nhiên 1090,58 kg/cm2, cường độ kháng nén ở trạng thái bão hoà nước 814,40 kg/cm2, độ ẩm không đáng kể (0,15%).
V. 2. THAØNH PHẦN HÓA HỌC:
Thành phần hóa học đá vôi mỏ Tà Thiết được xác định theo kết quả phân tích gần một ngàn mẫu hóa cơ bản 4 chỉ tiêu (CaO, MgO, HO, MKN) và hàng trăm mẫu hóa toàn diện 10 chỉ tiêu (SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, Na2O, K2O, P2O5, SO3, CaO, MgO).
Kết quả phân tích mẫu hóa cơ bản (mẫu đơn) cho phép phân đá vôi mỏ Tà Thiết thành 3 loại với chất lượng khác nhau: Loại 1 – Đá vôi chất lượng cao, loại 2 – Đá vôi chất lượng trung bình, loại 3 – Đá vôi chất lượng xấu. Hàm lượng CaO, MgO, HO và MKN của 3 loại đá vôi thể hiện trong bảng sau:
Bảng 5. 1. Bảng tổng hợp hàm lượng trung bình thành phần hóa 3 loại đá vôi
Loại đá vôi Hàm lượng trung bình thành phần hóa
(%)
CaO MgO HO MKN
Loại 1 51,09 1,81 2,73 41,50
Loại 2 49,35 1,83 5,26 40,53
Hàm lượng trung bình các thành phần CaO, MgO của đá vôi trong khu mỏ là trong khối trữ lượng ổn định và không có sự đột biến. Thành phần CaO, MgO trong các tập hợp mẫu cũng không có sự biến đổi mạnh theo chiều sâu và theo diện tích, có thể xếp vào loại biến đổi tương đối ổn định (VCaO = 8,16% vµ VMgO = 59,68%). Giá trị trung bình của chúng được thể hiện trong bảng trên. Hàm lượng trung bình CaO trong toàn mỏ đạt 49,86%, MgO 1,83%, CaO trong hầu hết các công trình đều cao hơn 44% (tức là cao hơn hàm lượng giới hạn trong công trình của đá vôi loại 3). Hàm lượng MgO trong hầu hết các công trình đều thấp hơn 3%, có một công trình nằm trong lòng thân khoáng có MgO cao hơn giới hạn này, nhưng chúng không tạo thành dải MgO có hàm lượng cao và không làm hàm lượng trung bình khối của MgO vượt quá 3%. Đối với HO thì đặc điểm biến đổi có phức tạp hơn (VHO = 132,26%), hầu hết các công trình thăm dò gặp đá vôi loại 1 hàm lượng HO thấp (dưới 5%), trong các công trình thăm dò gặp đá vôi loại 2 hàm lượng thành phần này có cao hơn, nhưng hầu như không vượt quá 10%, trong khi đó đa phần các công trình gặp đá vôi loại 3 hàm lượng HO lại cao hơn 10%, thậm chí cao tới 16,82%. Mặc dù trong chỉ tiêu tính trữ lượng không quy định giới hạn thành phần HO, nhưng trong thực tế mỏ Tà Thiết có một khối đá vôi loại 3 hàm lượng HO cao hơn 10%, điều này cần quan tâm trong thăm dò nâng cấp và phát triển mỏ về sau.
Ngoài phần hóa cơ bản, còn phân tích một loạt các thành phần khác trong các mẫu hóa toàn diện (phân tích 10 chỉ tiêu và 14 chỉ tiêu). Kết quả phân tích mẫu nhóm 10 chỉ tiêu được tính cho từng tầng khai thác (5 m/tầng) trong phạm vi toàn mỏ và riêng trong từng khối trữ lượng, kết quả phân tích mẫu toàn diện 14 chỉ tiêu được tính cho từng công trình trong phạm vi toàn mỏ
và trong từng khối trữ lượng. Kết quả phân tích cho thấy các phần phụ như R2O
đều thấp hơn 1%, hàm lượng MnO đều nhỏ hơn 1%, hàm lượng SO3- không
đáng kể, hàm lượng Clo rất thấp, dao động trong khoảng 0,002 đến 0,004%, nhiều mẫu đều không phát hiện được Clo. Như vậy, hàm lượng các phần phụ trong đá vôi mỏ Tà Thiết không ảnh hưởng đến chất lượng đá vôi nguyên liệu xi măng.
Nhìn chung, với thành phần hóa học cơ bản như trên, đá vôi Tà Thiết hoàn toàn có khả năng sử dụng làm nguyên liệu sản xuất xi măng portland. Vấn đề cần quan tâm là trong thân khoáng có xen kẹp các lớp, thấu kính đá vôi dolomit hóa với hàm lượng MgO va HO khá cao cần phải được khai thác sao cho các loại đá này không làm xấu đi chất lượng đá vôi nguyên liệu.
Tóm lại, về thành phần cơ lý, hóa học đá vôi mỏ Tà Thiết đạt yêu cầu chất lượng sử dụng làm nguyên liệu sản xuất xi măng.
V. 3. THAØNH PHẦN KHOÁNG VẬT – THẠCH HỌC:
Đá vôi Tà Thiết nằm dưới một lớp phù sa cổ rất mỏng, có nơi lộ ra thành gò và đồi thấp. Diện tích đá vôi lộ thiên hoặc gần như gần thiên chiếm khoảng 3,5 km2. Qua mặt cắt kéo dài gần 500 m, tướng đá chuyển từ loại này sang loại khác, có nơi chuyển sang đá sét vôi và cuối cùng là lớp cát kết Ba Nghi, thuộc huyện Bình Long, tỉnh Bình Phước.
Đây là loạt đá vôi cuối cùng có tuổi cuối Permi hiện diện trong vùng Đông Nam Bộ. Dựa trên những kết quả phân tích về cấu tạo thạch học và những hóa thạch hiện diện trong loạt đá này để suy luận về môi trường thành tạo của loạt đá nói riêng và môi trường trầm tích thời cuối Permi ở vùng miền Nam Việt Nam mà cụ thể là tỉnh Bình Phước.
Bảng 5. 2. Bảng phân loại đá vôi của Dunham (1962)
Những thành phần ban đầu không kết lại với nhau trong quá trình trầm tích Những thành phần ban đầu kết lại với nhau trong suốt quá trình trầm tích, cho thấy các vật liệu khung xương xen lẫn vào nhau, sự phân lớp mỏng ngược với trọng lực, hay các lỗ rổng trầm tích bị lấp bởi vật chất hữu cơ và chúng quá lớn để thành các khe hở.
Chứa bùn vôi (các hạt cỡ sét và bột mịn, d < 0,03 mm) Không có bùn vôi
Chủ yếu là bùn vôi Chủ yếu là hạt vụn
Hạt vụn ít hơn 10%
Hạt vụn nhiều hơn 10%
Dựa vào bảng phân loại đá vôi của Dunham (1962), tác giả phân đá vôi khu vực vùng Tây Nam, cụ thể là xã Minh Đức, huyện Bình Long gồm có 3 loại đá vôi chính từ đá bùn vôi xám tro đến xám đen, đến đá vôi xám trắng (phớt xanh hay phớt hồng) với bề dày thay đổi tùy theo từng lỗ khoan, phổ biến là đá vôi xám trắng, dày nhất là 25 – 35 m, trung bình là 10 m.
V. 3. 1. ĐÁ BÙN VÔI MAØU XÁM TRO ĐẾN XÁM ĐEN:
Đây là loại đá mudstone theo phân loại của Dunham (1962). Đá có chứa nhiều hóa thạch rong Solenopora, Mizzia velebitana, Succodium, cùng với san hô Waagenophyllum, huệ biển, Trùng thoi Paleofusulina và một ít Trùng lỗ Colaniella, Nodosaria, … Đá có chứa khá nhiều chất hữu cơ nên có màu xám tro, xi măng là bùn vôi, một vài chỗ bị dolomit hóa hạt nhỏ. Không phổ biến lắm hiện tượng silic hóa trong tầng đá này.
Hình số 1.Mudstone. Nền là bùn vôi mịn hạt. Hiện tượng dolomit hóa hạt nhỏ hình thoi, có kiến trúc stylolit.
LM TIV LK 10 A (24m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 2. Mudstone. Nền bùn vôi mịn hạt. Vi sinh vật Foraminifera.
Hình số 3 . Mudstone. Sinh vật Huệ biển nằm trên nền bùn vôi.
LM TIV LK 10 A (24m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 4. Mudstone. San hô Waagenophyllum. San hô bị silic hóa.
Hình số 5. Mudstone. Lát cắt ngang của Paleofusulina trên nền bùn vôi nhiều hữu cơ.
LM AP 7.12 B (29,1m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 6. Mudstone. Sinh vật Foraminifera va Bryozoa.
Hình số 7. Mudstone. Gastropoda lát cắt dọc (không qua giữa trục). Xi măng dolomit hóa. Một phần sinh vật gastropoda bị dolomit hóa.
LM AP 7.12 B (29,1m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 8. Mudstone. Trùng lỗ Colaniella và Huệ biển thấy được rõ hình dạng và một số rong trên nền xi măng bùn vôi (micrit).
Hình số 9. Mudstone. Mảnh vỡ Brachiopoda, Rong Mizzia velebitana và cỏ biển nằm trên nền bùn vôi mịn hạt.
LM MT 4.11 B (30m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 10. Mudstone. Nền bùn vôi mịn hạt.Sinh vật Brachiopoda.
V. 3. 2. ĐÁ VÔI XÁM TRẮNG:
Đây là loại đá wackstone theo phân loại của Dunham (1962). Đá ở đây chứa rất nhiều mảnh vụn sinh vật như rong Mizzia, Gymnocodium, Succodium (đặc trưng của tuổi Permi trong vùng Châu Á). Ngoài ra còn có San hô, Huệ biển, mảnh vụn Trùng thoi Paleofusulina, Nankinella, một ít Trùng lỗ Colaniella, … Khá nhiều vỏ sò ốc Gastropoda, Pelecypoda, Brachiopoda cũng được tìm thấy trong loạt đá vôi này. Đá được gắn kết lại bởi một loại xi măng calcit giàu Mg dạng xi măng hạt mịn (micrit) cùng trầm tích với các mảnh vụn trên.
Hình số 11. Wackestone. Sinh vật Huệ biển trên nền bùn vôi mịn hạt chứa nhiều chất hữu cơ.
Hình số 12. Wackestone. Gastropoda nằm trên nền bùn vôi mịn hạt.
LM MT 12.1 B (23m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 13. Wackestone. Kiến trúc stylolit trong đá wackestone.
Hình số 14. Wackestone. Sinh vật Nankinella và rong nằm trên nền bùn vôi. LM MT 9.5 A (55m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 15. Wackestone. Mảnh vụn sinh vật đa dạng nằm trên nền bùn vôi mịn hạt.
Hình số 16. Wackstone. Sinh vật Rotalia và rong nằm trên nền bùn vôi mịn hạt.
LM MT 9.5 A (55m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 17: Wackestone. Mảnh vụn sinh vật (Rong, Gastropoda, … ) nằm trên nền bùn vôi mịn hạt.
Hình số 18: Wackestone. Mảnh vỏ Trùng lỗ Colaniella cùng với các mảnh vụn Foraminifera và một số sinh vật khác. Tất cả được xi măng calcit cao Mg micrit gắn kết lại thành đá.
LM MT 9.5 A (55m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 19: Wackestone. Cốt bộ Huệ biển bị calcit hóa.
V. 3. 3. ĐÁ VÔI XÁM TRẮNG, PHỚT XANH HAY PHỚT HỒNG: HỒNG:
Đây là loại đá packstone theo phân loại của Dunham (1962). Đá có chứa nhiều mảnh vụn sinh vật như rong, Foraminifera, Rotalia, Nankinella, Huệ biển, Brachiopoda, Nodosaria sp., … Nền bị dolomit hóa nhẹ, hạt calcit thay thế trong cốt bộ sinh vật làm phá hủy hết cấu trúc sinh vật, xi măng bùn vôi mịn hạt (micrit).
Hình số 20. Packstone. Sinh vật Nankinella và Foraminifera nằm trong rong Mizzia. Phần bìa tản của rong đá bị hòa tan và thay bằng calcit hạt mịn.
Hình số 21: Packstone. Rong Gymnocodium và rong Mizzia nằm trên nền bùn vôi bị silic hóa ở dạng thạch anh.
LM MT 12.1 (47m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 22: Packstone. Rong Mizzia và sinh vật Brachiopoda được xi măng bùn vôi gắn kết thành đá. Nền bị silic hóa ở dạng thạch anh.
Hình số 23: Packstone. San hô Waagenophyllum và Huệ biển nằm trên nền bị dolomit hóa.
LM MT 12.1 (47m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 24: Packstone. Sinh vật Brachiopoda lớn chứa Brachiopoda nhỏ ở bên trong cốt bộ sinh vật của nó.
Hình số 25: Packstone. Phần trục chính của rong Succodium bị hòa tan và trám đầy bằng các sinh vật khác (Brachiopoda, mảnh vụn rong, … ) và vật liệu bùn vôi.
LM AP 12.5 (67m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 26: Packstone. San hô bị dolomit hóa trên nền bùn vôi mịn hạt. LM AP 6.9 (68m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 27: Packstone. San hô Waagenophyllum và sinh vật Foraminifera nằm trên nền bùn vôi mịn hạt.
LM AP 10.15 (68m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 28: Packstone. Sinh vật Foraminifera với đường tích tụ calcit nổi lên, nằm trên nền bùn vôi mịn hạt.
Dựa vào Mô hình lỗ khoan bên trên, cho ta thấy ngoài sự hiện diện của đá vôi khu vực nghiên cứu, còn có tầng cát kết khá đa dạng chen kẹp với lớp đá tuffic phun trào núi lửa. Sự sắp xếp xen kẹp như vậy cho ta kết luận là khu vực đã có sự biến động về kiến tạo cũng như về môi trường thành tạo xảy ra vào thời cuối Permi ở vùng Bình Long nói riêng và khu vực miền Nam Việt Nam nói chung.
V. 3. 4. ĐÁ TUFFIC VAØ ĐÁ CÓ CHỨA TUFF (Phổ biến là độ sâu lỗ khoan từ 33 m đến 40 m):
Đá có màu xám trắng, cấu tạo khối đặc sít, cỡ hạt đều nhau. Nền là tro bụi núi lửa với dạng que thủy tinh shard. Độ chọn lọc trung bình. Thành phần khoáng vật chủ yếu là thạch anh dạng vũng vịnh, dạng chữ cổ, không màu, có nhiều đường nứt do bị nén ép mạnh, đôi chổ bị silic gặm mòn hay bị tro bụi núi lửa hình thành sau tác động làm ảnh hưởng.
Hình số 30: Đá tuffic. Mảnh vụn tro bụi núi lửa, thạch anh dạng vũng vịnh. Mạch calcit đi lên theo khe nứt, trám vào mảnh thạch anh.
LM MT 12.1 A (33m); 2Ni+; 10x4x
Hình số 31: Đá tuffic. Mảnh vụn tro bụi núi lửa, thạch anh dạng vũng vịnh. Mạch calcit đi lên theo khe nứt, trám vào mảnh thạch anh.
Hình số 32: Đá tuffic. Tinh thể thạch anh kết tinh trước bị ảnh hưởng về sau bởi xi măng tro bụi núi lửa.
LM MT 12.1 A (37,4m); 2Ni+; 10x4x
Hình số 33: Đá tuffic. Tinh thể thạch anh kết tinh trước bị ảnh hưởng về sau bởi xi măng tro bụi núi lửa.
Hình số 34: Đá tuffic. Nền là tro bụi núi lửa với dạng que thủy tinh shard. LM MT 12.1 B (37,4m); 2Ni+; 10x4x
Hình số 35: Đá tuffic. Nền là tro bụi núi lửa với dạng que thủy tinh shard. LM MT 12.1 B (37,4m); 1Ni-; 10x4x
Hình số 36: Đá tuffic. Thạch anh dạng vũng vịnh là thành phần vụn bị calcit thay thế về sau. Mảnh đá andesit.
LM MT 12.1 (44,7m); 2Ni+; 10x4x
Hình số 37: Đá tuffic. Thạch anh dạng vũng vịnh là thành phần vụn bị calcit thay thế về sau. Mảnh đá andesit.
Hình số 38: Đá có chứa tuff. Thạch anh dạng vũng vịnh, dạng răng cưa, dạng chữ cổ. Tro bụi núi lửa vừa là mảnh vụn đá, vừa là xi măng gắn kết các hạt thạch anh.
LM AP 16.14 A (90m); 2Ni+; 10x4x
Hình số 39: Đá có chứa tuff. Thạch anh dạng vũng vịnh, dạng răng cưa, dạng chữ cổ. Tro bụi núi lửa vừa là mảnh vụn đá, vừa là xi măng gắn kết các hạt thạch anh.
V. 3. 5. CÁT KẾT:
V. 3. 5. a. CÁT KẾT ARKOS VAØ CÁT KẾT DẠNG ARKOS (Độ sâu lỗ khoan từ 40 m đến 41,7 m): Thành phần khoáng vật của hạt vụn chủ yếu gồm thạch anh (< 50%), fenpat kali và plagiocla (~ 30%) và một số lượng đáng kể các mảnh vụn đá silic, quarzit, andesit, granit, … Đá có độ chọn lọc kém, hạt vụn thường sắc cạnh, kích thước không đồng đều. Thành phần xi măng là tro bụi núi lửa.
Hình số 40. Cát kết dạng arkos có chứa tuff. Thạch anh bị thay thế bởi nền tro bụi núi lửa, dạng răng cưa, vũng vịnh.
Hình số 41: Cát kết arkos xi măng tro bụi núi lửa. Thạch anh bị calcit thay thế về sau. Thành phần plagiocla và fenpat chiếm khá cao trong đá.
LM MT 12.1 (41,7m); 2Ni+; 10x4x
Hình số 42: Cát kết arkos xi măng tro bụi núi lửa. Thạch anh bị calcit thay thế về sau. Thành phần plagiocla và fenpat chiếm khá cao trong đá.
Hình số 43: Cát kết arkos xi măng tro bụi núi lửa. Thạch anh bị calcit thay thế về sau. Mảnh đá andesit là thành phần vụn nằm trong đá.
LM MT 12.1 (41,7m); 2Ni+; 10x4x
Hình số 44: Cát kết arkos xi măng tro bụi núi lửa. Thạch anh bị calcit thay thế về sau. Mảnh đá andesit là thành phần vụn nằm trong đá.
Hình số 45: Cát kết arkos xi măng tro bụi núi lửa. Mảnh vụn đá andesit, thạch anh, fenpat được xi măng calcit thay thế về sau gắn kết tạo thành đá.
LM MT 12.1 (41,7m); 2Ni+; 10x10x
Hình số 46: Cát kết arkos xi măng tro bụi núi lửa. Mảnh vụn đá andesit, thạch anh, fenpat được xi măng calcit thay thế về sau gắn kết tạo thành đá.
V. 3. 5. b. CÁT KẾT THẠCH ANH XI MĂNG SILIC (Lỗ khoan 77 m): Đây là loại đá chưa bị biến đổi, thành phần của xi măng là opan hoặc calcedoin. Đá có màu xám trắng, cấu tạo khối, hạt mịn, độ chọn lọc trung