Chương 3 ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÔNG TÁC THĂM DÒ, KHAI THÁC ĐÁ GRANIT ỐP LÁT KHU VỰC KRÔNG BÔNG–LẮK
3.1. PHÂN VÙNG TRIỂN VỌNG ĐÁ GRANIT ỐP LÁT KHU VỰC KRÔNG BÔNG – LẮK
3.1.1. Ứng dụng hệ phương pháp viễn thám-GIS-địa chất trong phân vùng triển vọng và đánh giá tiềm năng tài nguyên đá granit ốp lát
Nghiên cứu ứng dụng hệ phương pháp Viễn thám-GIS-Địa chất trong công tác điều tra, đánh giá tài nguyên khoáng sản được ứng dụng khá phổ biến ở nhiều nước trên thế giới và đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng. Tuy nhiên, ở Việt Nam việc phối hợp các công nghệ viễn thám-GIS-địa chất trong tìm kiếm, đánh giá tài nguyên khoáng sản nhìn chung còn rất hạn chế. Trên cơ sở kết quả đo vẽ bản đồ địa chất, tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:200.000, thăm dò kết hợp với việc nghiên cứu ứng dụng hệ phương pháp viễn thám-GIS cho phép có thể giải quyết tốt nhiệm vụ phân vùng triển vọng và đánh giá tiềm năng tài nguyên đá granit ốp lát, đặc biệt có ý nghĩa trong điều kiện địa hình phức tạp, lớp phủ dày, mức độ điều tra địa chất hạn chế như khu vực Krông Bông – Lắk.
Việc nghiên cứu phân vùng triển vọng đá granit ốp lát khu vực Krông Bông- Lắk được thực hiện trên cơ sở ứng dụng hệ phương pháp viễn thám-GIS kết hợp với các lộ trình khảo sát địa chất truyền thống, đặc biệt là kết quả thăm dò đá granit làm ốp lát tại một số diện tích đã tiến hành trong khu vực nghiên cứu và xem đó như là những "diện tích chuẩn" để làm cơ sở đối sánh, đánh giá cho toàn bộ khu vực Krông Bông-Lắk. Các bước nghiên cứu được thể hiện ở Hình 3.1.
Hình 3.1. Sơ đồ ứng dụng hệ phương pháp viễn thám-GIS- địa chất trong đánh giá tiềm năng đá granit ốp lát
a. Phân tích, giải đoán diện lộ đá granit từ ảnh viễn thám
Diện lộ đá granit trong khu vực nghiên cứu được phân tích và luận giải trên cơ sở sử dụng ảnh viễn thám Landsat7 TM tổ hợp màu 4-7-1. Các đặc trưng mang tính chìa khóa để giải đoán là: Khu vực nghiên cứu có đặc điểm khí hậu nhiệt đới, gió mùa làm cho đá granit bị phong hoá mạnh, với kiểu phong hóa dạng bóc vỏ khá điển hình đã gây ra quá trình sụt lở mạnh. Do ảnh hưởng của quá trình phong hóa mạnh mẽ làm cho sườn núi granit thường dốc, gồ ghề, chồng chất nhiều khối tảng lớn. Đỉnh núi thường có dạng khối tảng tàn dư, hình thái kỳ dị. Mật độ chia cắt ngang trung bình hoặc mạnh. Góc phân nhánh vuông hoặc nhọn. Tone ảnh nhìn chung rất sáng do lớp phủ thực vật nghèo nàn. Hoa văn thường có dạng dải. Các khe nứt có dạng tuyến, tone ảnh sẫm do sự gia tăng độ ẩm và thực vật phát triển.
Về mặt hình thái địa mạo, các khối granit thường dạng khối, có độ cao nổi bật hơn so với xung quanh. Kết hợp ảnh viễn thám, mô hình số độ cao (DEMs) để thành lập các mặt cắt địa hình; đồng thời tiến hành khảo sát thực địa để đối sánh với kết quả giải đoán ảnh.
Hình 3.2. Giải đoán diện lộ đá granit trong khu vực nghiên cứu (có so sánh với thông tin tham khảo từ bản đồ địa chất 1:200.000)
Kết quả giải đoán và so sánh với bản đồ địa chất 1:200.000 cho thấy sự tương thích vị trí các khối đá granit, tuy nhiên ranh giới diện lộ có sự sai lệch, cần được khảo sát thực địa để hiệu chỉnh (Hình 3.2)
b. Khai thác thông tin từ mô hình số độ cao (DEMs)
Hình 3.3. Một số góc nhìn 3D kết hợp với ảnh vệ tinh giải đoán diện lộ đá granit Dựa vào bản đồ địa hình 1:50.000 có bổ sung các điểm độ cao từ cặp ảnh vệ tinh Landsat7 cho phép thành lập mô hình số độ cao (DEMs) với độ phân giải 10m, độ chính xác cao. Từ DEMs chiết xuất thông tin về độ dốc, các mặt cắt địa hình và bình đồ 3D. Kết quả cho phép giải đoán diện lộ đá granit toàn bộ khu vực nghiên cứu, đặc biệt là ở khía cạnh chuẩn hóa ranh giới diện lộ. Các thông số khai thác mang tính định lượng như chiều dài, chiều rộng, mật độ các yếu tố dạng tuyến sẽ góp phần đánh giá chất lượng của khối đá granit.
Hình 3.4. Bản đồ giải đoán diện lộ đá granit theo tính phân bậc địa hình
Với nhiều góc nhìn khác nhau có thể phân biệt rất rõ khối các địa hình với phần trung tâm khu vực nghiên cứu là 1 khối lớn, xung quanh là các vi địa hình dạng tỏa tia (Hình 3.4). Kết quả phân tích hình thái này giúp định hướng cho việc xác định diện lộ, đồng thời thành lập các tuyến mặt cắt địa hình làm rõ mức độ phân cắt, độ dốc và tính phân bậc của địa hình liên quan đến diện lộ đá granit.
c. Phân tích lineament
Ngoài đặc điểm về thành phần thạch học, khoáng vật, thành phần hoá học, tính chất cơ lý, màu sắc, vân hoa của đá... thì mức độ nứt nẻ của đá có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của đá granit làm ốp lát. Mức độ nứt nẻ của đá granit khu vực nghiên cứu được đánh giá dựa trên mật độ các yếu tố dạng tuyến, đặc biệt là các yếu tố dạng tuyến được xác định liên quan đến các hoạt động kiến tạo như đứt gãy, các khe nứt cộng sinh, các yếu tố này được xác định bằng phương pháp phân tích lineament kết hợp với khảo sát kiểm tra thực tế ngoài thực địa.
Phương pháp phân tích lineament được thực hiện nhờ mô hình số độ cao DEMs thông qua quá trình chiết xuất tự động, sau đó chồng xếp lên các bình đồ 3D. Các yếu tố dạng tuyến không phù hợp với thực tế được loại bỏ dựa trên việc đối sánh với kết quả khảo sát thực tế và luận giải tổng hợp.
Kết quả chiết xuất lớp thông tin vờn bóng địa hình có cộng các góc chiếu khác nhau cho phép có thể phân chia chi tiết diện lộ của đá granit thành các phần nhỏ với mật độ xuất hiện của các yếu tố dạng tuyến khác nhau (Hình 3.5 và Hình 3.6). Điều này, cho phép khoanh định và lựa chọn những diện tích có tiềm năng granit ốp lát để tiến hành khảo sát, thăm dò chi tiết.
Hình 3.5. Sơ đồ vờn bóng địa hình chiết xuất nhóm yếu tố dạng tuyến dương
Hình 3.6. Sơ đồ vờn bóng địa hình chiết xuất nhóm yếu tố dạng tuyến âm
Trên cơ sở phân tích các yếu tố dạng tuyến trong diện lộ đá granit, 2 hệ thống yếu tố dạng tuyến được xác định gồm: các yếu tố dạng tuyến tự nhiên và yếu tố dạng tuyến liên quan đến các hoạt động kiến tạo. Hình 3.5 và Hình 3.6 cho thấy, các yếu tố dạng tuyến chủ yếu phát triển theo phương Đông Nam và Đông Bắc, trong khi các hướng còn lại hầu như không có. Điều này cho thấy các khối đá granit khu vực Krông Bông-Lắk có tính đồng nhất khá cao.
Hình 3.7. Biểu đồ hoa hồng biểu diễn hướng của các yếu tố dạng tuyến
Kết quả phân tích các yếu tố dạng tuyến trên đồ thị hoa hồng (Hình 3.7) cho thấy, các yếu tố dạng tuyến phát triển theo hướng Đông Bắc và hướng Đông Nam, trong đó hướng Đông Bắc chủ yếu là các khe nứt cộng sinh liên quan với các đứt gãy chính trong khu vực còn các yếu tố dạng tuyến theo hướng Đông Nam chiếm tỉ trọng lớn, nhưng phần lớn là liên quan với các hoạt động ngoại sinh. Các hệ thống khe nứt có mặt trong khu vực nghiên cứu đóng vai trò rất quan trọng ảnh hưởng đến tính nguyên khối của đá granit. Kết quả nghiên cứu cho thấy mật độ các khe nứt xuất hiện trong phạm vi diện lộ của đá granit phân bố trong khu vực Krông Bông - Lắk không nhiều và khá đều.
d. Phân tích các đặc điểm địa hình khu vực phân bố đá granit
Để làm rõ đặc điểm các yếu tố địa hình khu vực phân bố đá granit Krông Bông-Lắk, tác giả đã tiến hành thành lập một số mặt cắt (MC) địa hình trên cơ sở sử dụng phần mềm ArcGIS với mô hình số độ cao DEMs. Chi tiết sơ đồ các tuyến mặt cắt được thể hiện ở Hình 3.8.
Hình 3.8. DEMs được chồng xếp các thông tin giải đoán từ ảnh viễn thám, bản đồ Địa chất để lập các tuyến mặt cắt
Nhóm 4 mặt cắt MC1, MC2, MC3, MC4 giúp đánh giá diện lộ đá granit ở phần trung tâm vùng nghiên cứu. Mặt cắt MC1 cho thấy sự phân bậc địa hình rất rõ rệt. Bậc địa hình thấp nhất từ 1250m đến 1400m phân bố chủ yếu ở phân trung tâm khối lộ. Đây là bậc địa hình tương đối cao, không thuận lợi cho việc thăm dò, khai thác.
Hình 3.9. Nhóm các mặt cắt nghiên cứu tính phân bậc độ cao
Mặt cắt MC2 cắt qua đỉnh núi cao 2150m, được dùng để nghiên cứu đặc điểm chung tính phân bậc của khối theo phương Tây Bắc- Đông Nam. Trong khối granit theo phương Tây Bắc- Đông Nam phân ra 4 bậc địa hình chính gồm các bậc: 500- 800m, 1000-1200m, 1200-1500m, >1900m. Độ dốc giữa các bậc này khá lớn, khoảng >350, từ bậc 500-800m chuyển tiếp lên là dốc nhất, và cũng là bậc sát với phần đáy cao nguyên trong khu vực này. Đây cũng là bậc địa hình thuận lợi cho việc thăm dò và khai thác đá granit trong khu vực.
500 750 1000 1250 1500 1750
-0 2500 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000
MC01
Do cao
Meters
500 750 1000 1250 1500 1750 2000
0 5000 10000 15000 20000 25000
MC2
Do cao (m)
Meters
600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
-0 2500 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000
MC3
Do cao (m)
Meters
600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400
0 2500 5000 7500 10000 12500 15000
MC4
Do cao (m)
Meters
Mặt cắt MC3 là mặt cắt thể hiện rõ nét nhất về tính phân bậc địa hình, theo nhận định ở trên thì bậc địa hình thuận lợi cho việc khai thác là bậc địa hình sát với bề mặt của cao nguyên. Quan sát MC3 ta thấy rõ bậc địa hình từ 550m-800m với chiều rộng 7,5km là diện tích có triển vọng khai thác.
Mặt cắt MC4 cũng chỉ ra 2 khu vực có bậc địa hình thuận lợi cho việc khai thác với bậc địa hình từ 500-800m phân bố ở 2 bên rìa khối lộ.
Theo phương Tây Nam- Đông Bắc xây dựng mặt cắt MC5 (Hình 3.10), qua mặt cắt này thì chiều dài của khối là khoảng 45km, tính phân bậc cũng chia ra 5 bậc chính: 500-750m, 750-1100m, 1100-1300m, 1300-1600m, 1600-1850m. Giữa các bậc độ cao có sự phân biệt lớn về chênh lệch độ dốc. Qua đó cũng xác định được diện lộ có bậc địa hình thuận lợi cho việc thăm dò và khai thác rộng khoảng 5km, phân bố ở rìa phía tây nam diện lộ.
Hình 3.10. Mặt cắt MC5, xác định chiều dài khối granit và tính phân bậc độ cao Kết hợp các yếu tố phân bậc địa hình từ các mặt cắt, các đánh giá phân vùng triển vọng ở trên với các điều kiện tự nhiên, giao thông trong khu vực cho phép đưa ra kết luận về triển vọng thăm dò và khai thác của khối lộ trung tâm khu vực nghiên cứu như sau:
- Khu vực 1: Tại các khu vực có bậc độ cao từ 500-800m bao gồm phần rìa khối granit phía tây bắc, thuộc các xã: Khuê Ngọc Điền, Hòa Lễ và Hòa Sơn. Đây là diện tích có bậc địa hình, điều kiện giao thông (tỉnh lộ 692 chạy qua) thuận lợi cho việc khai thác. Hơn nữa, tiềm năng đá granit ốp lát tại khu vực này (được đánh giá ở
500 750 1000 1250 1500 1750
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000
MC5
Do cao (m)
Meters
phần trên) là rất cao, do đó có thể tiến hành đầu tư thăm dò chi tiết và tiến tới khai thác trước.
- Khu vực 2: Các diện tích nằm ở phía tây nam khối lộ (thuộc các xã Đắk Phơi và Krông Nô) có bậc địa hình 500-800m cũng là diện tích có triển vọng khai thác cao. Tuy nhiên, điều kiện giao thông tại đây chưa phát triển và tiềm năng (được đánh giá ở phần trên) đá granit ở mức trung bình, do đó khu vực này
- Khu vực 3: Là các diện tích nằm ở trung tâm khối lộ, đa phần là các vùng núi cao trên 1000m, rất khó khăn cho việc khai thác. Do đó khu vực này được tác giả xếp vào khu vực không có (hoặc chưa rõ) triển vọng.
Trong khu vực nghiên cứu còn 1 diện lộ nằm về phía huyện Krông Bông , trên ảnh viễn thám và bình đồ 3D có thể thấy đây cũng là 1 diện lộ lớn, tuy nhiên trong báo cáo này, tác giả chỉ xem xét phần diện tích của khối lộ nằm trong vùng nghiên cứu. Theo phương Tây Bắc- Đông Nam thành lập 2 mặt cắt MC6 và MC7, 2 mặt cắt này cũng phản ánh được tính chất dạng khối của kiểu thành tạo đá xâm nhập, về kích thước khối, chỗ rộng nhất khoảng 13km, phần trung tâm khối phân dị độ cao độ dốc kém hơn ngoài rìa.
Hình 3.11. Nhóm hai mặt cắt MC6 và MC7 nghiên cứu tính phân bậc địa hình của diện lộ khu vực phía Đông huyện Krông Bông
Theo phương Đông Bắc- Tây Nam thành lập mặt cắt MC8, đo trên mặt cắt thì chiều dài của diện lộ khối granit kéo dài khoảng 22km. Có thể dễ dàng nhận thấy địa hình được phân thành 2 bậc chính: bậc từ 500-1100m và bậc từ 1100m-1650m.
500 750 1000 1250 1500 1750
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
MC6
Do cao (m)
Meters
500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600
0 2500 5000 7500 10000 12500
MC7
Do cao (m)
Meters
Hình 3.12. Mặt cắt MC8, xác định chiều dài khối granit và tính phân bậc độ cao diện lộ khu vực phía Đông huyện Krông Bông
Các bậc địa hình thuộc diện lộ phía Đông huyện Krông Bông không thuận lợi cho việc khai thác, điều kiện giao thông đi lại khá khó khăn, do vậy diện tích này được tác giả xếp vào diện tích không có triển vọng khai thác
Tóm lại: Bậc địa hình 500-800m là bậc thấp nhất trong hệ thống các bậc địa hình trong diện lộ đá granit, về hình thái hầu hết chúng có dạng tuyến kéo dài theo phương Đông Bắc, sườn dốc 20-300, thuận lợi cho việc khai thác, các rãnh xâm thực sâu trên cơ sở là các đứt gãy nhỏ cắt qua. Một đặc điểm hết sức quan trọng của bậc địa hình này là nơi tập trung của các tảng lăn, về thành phần thạch học qua mầu sắc, cấu trúc, độ hạt cũng có thể thấy sự khác biệt phản ánh điều kiện thành tạo đá granit khác nhau. Hiện nay, tại các khu vực có triển vọng khai thác cao, các tảng lăn này đang được người dân khai thác do nằm dưới thấp, theo quan sát thực tế và thông tin của người dân thì chất lượng đá của các tảng lăn này là tốt. Các tảng lăn này có kích cỡ khá lớn, tròn, to, nguy cơ đổ lở vào khu vực dân cư là rất lớn. Vì vậy, việc đầu tư khai thác cần chú ý khía cạnh này, hoạt động khai thác ngoài việc khai thác nguồn tài nguyên còn giúp người dân hạn chế được 1 dạng tai biến hết sức nguy hiểm, đây là 1 điểm có nghĩa lớn đối với xã hội.
Ngoài tính phân bậc của địa hình thì độ dốc cũng là một yếu tố rất quan trọng trong đánh giá tiềm năng tài nguyên đá granit. Kết quả phân tích mô hình số độ cao
500 750 1000 1250 1500
0 2500 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000
MC8
Do cao (m)
Meters
Hình 3.13. Sơ đồ độ dốc
DEMs cho thấy địa hình khu vực diện lộ đá granit có độ dốc phân bố theo 6 bậc gồm: 0÷50, 5÷80, 8÷150, 15÷300, 30÷450và >450 (Hình 3.13).
Kết quả thống kê từ sơ đồ độ dốc cho thấy, khối lộ đá granit trong khu vực nghiên cứu có độ dốc chủ yếu từ 15ođến 300, địa hình có độ dốc >300chỉ phân bố ở một số đỉnh cao nhất. Hầu hết ở phần rìa diện lộ đá granit có bề mặt địa hình khá bằng phẳng, không có sự chuyển tiếp độ dốc từ từ, mà chuyển từ sườn có độ dốc 15÷300 xuống bề mặt dốc 0÷50.
Từ các kết quả đã nghiên cứu ở trên kết hợp với các lộ trình khảo sát địa chất, đặc biệt là kết quả thăm dò đá granit tại một số mỏ thuộc diện tích nghiên cứu, có thể đánh giá sơ bộ về tiềm năng và chất lượng đá granit trong khu vực nghiên cứu như sau: Khu vực Krông Bông-Lắk là khu vực có nhiều tiềm năng về đá granit.
Đá granit có chất lượng khá tốt, cấu tạo khối, mức độ đồng nhất cao, độ nứt nẻ ít, độ nguyên khối khá cao, hoàn toàn thỏa mãn yêu cầu cho sản xuất đá tấm ốp lát và đá khối.