TẠI CÁC CÔNG TRÌNH THĂM DÒ
6.1. THU THẬP TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT TẠI VẾT LỘ VÀ CÁC CÔNG TRÌNH KHAI ĐÀO 1. Thu thập tài liệu tại các vết lộ
Khi nghiên cứu vết lộ cần thực hiện các bước như sau:
1. Xác định đúng vị trí vết lộ lên bản đồ kèm theo số hiệu của nó. Nếu vết lộ có vị trí khó xác định theo bản đồ thì dùng địa bàn xác định vị trí theo phương pháp giao hội thuận hoặc nghịch và theo các phương pháp khác;
143 2. Đo kích thước và nêu rõ kiểu vết lộ (đá khối, đống đá tảng, lộ đá gốc, bờ sụt, sườn thành moong, hố nông, hào, giếng, v.v) và vị trí của nó trên địa hình (đỉnh đồi, đường phân thủy, chổ sạt lở của thềm sông, giữa sườn núi v.v.);
3. Dùng địa bàn đo các yếu tố thế nằm của đá, ghi các yếu tố đó lên bản đồ hoặc ảnh máy bay, ghi chép vào nhật ký thực địa (hình 6.1);
Hình 6.1. Dùng địa bàn đo phương vị hướng dốc và góc dốc của vỉa (theo H.B. Vaxxoevits)
4. Vẽ tỷ mỉ vết lộ hoặc chụp ảnh;
5. Khi nghiên cứu trầm tích đệ tứ hoặc trầm tích nằm ngang thì cần xác định độ cao tuyệt đối của vết lộ trên bản đồ theo đường đồng mức cao hoặc theo máy định vị GPS v.v.
Đối với các lớp nằm ngang người ta xác định độ cao của đáy và mép trên mực nước sông (bãi bồi, đường thung lũng, thung lũng rộng, khe hẻm v.v.), nếu có thể thì xác định mép sườn cao hơn mép vết lộ là bao nhiêu;
6. Lấy mẫu sưu tập và mẫu lát mỏng, mẫu mài láng, v.v.
7. Mô tả vết lộ (mặt cắt) từ trên xuống dưới hoặc từ dưới lên. Mô tả cẩn thận, tỷ mỉ có chỉ dẫn, tùy khả năng có thể đo chiều dày thật của các vỉa, các tầng và hệ tầng riêng biệt.
Trên bản vẽ mỗi công trình khai đào cần phải có các số liệu sau:
1. Tên và số hiệu công trình;
2. Tỷ lệ bản vẽ;
3. Góc phương vị đường phương, góc nghiên của công trình (trong trường hợp công trình thay đổi đường phương thì mỗi đoạn như vậy cần phải ghi phương vị và chiều dài;
4. Từ đầu đến cuối công trình có chiều dài ghi theo từng mét do trắc địa trên mặt hoặc trắc địa mỏ đo (những diểm đo cũng phải được ghi lại);
5. Số hiệu và vị trí lấy mẫu, mẫu cục và kích thước của rãnh lấy mẫu;
6. Các yếu tố thế nằm của thân quặng, các phá hủy kiến tạo, khe nứt, thớ chẻ v.v. và các số liệu địa chất khác;
7. Ngày bắt đầu và ngày kết thúc vẽ.
Khi lập tài liệu các vết lộ cần phải đặc biệt chú ý đến hình dạng thân quặng, hình thái của chúng, tương quan giữa thân quặng với đá vây quanh (tiếp xúc), những biến đổi gần quặng, các phá hủy kiến tạo của thân quặng và đá vây quanh, thành phần vật chất của thân quặng, sự phân bố của các loại khoáng sản khác nhau bên trong thân quặng, tính chất vật lý của quặng và đá (độ cứng, độ bền, độ tơi, độ rỗng).
144 Hình dáng của thân quặng được biểu diễn bằng cách vẽ rõ ràng theo diện tích vết lộ, đo chiều dày, nghiên cứu tiếp xúc, tính vát mỏng của thân quặng,...(hình 6.2).
Hình 6.2. Hình vẽ tại vết lộ 15, khu mỏ graphit Yên Thái 6.1.2. Thu thập tài liệu tại các công trình khai đào
Công trình khai đào là loại công trình cho phép quan sát và thu thập trực tiếp tài liệu địa chất - khoáng sản với độ tin cậy cao so với các phương tiện kỹ thuật khác nên chúng được áp dụng rất rộng rãi trong thăm dò khoáng sản. Thu thập tài liệu địa chất trong công trình khai đào được tiến hành đồng thời với quá trình thi công nên thời gian quan sát, mô tả và thành lập bản vẽ bị hạn chế. Vì vậy, các nhà địa chất cần thường xuyên có mặt để ghi chép tất cả các hiện tượng địa chất và hoàn thành bản vẽ đầy đủ nhất. Để đảm bảo độ tin cậy của tài liệu địa chất tổng hợp, các tài liệu địa chất thu thập trong công trình khai đào cần bảo đảm một số yêu cầu cơ bản sau:
- Phương pháp thu thập phải phù hợp với loại công trình được sử dụng, đặc điểm cấu trúc địa chất mỏ và loại hình nguồn gốc khoáng sản.
- Tài liệu thu thập phải trung thực, chính xác và phản ánh đầy đủ các hiện tượng địa chất.
- Các bản vẽ phải được vẽ ngay ở hiện trường khi tường, đáy hoặc nóc công trình còn dễ quan sát và đo đạc các yếu tố địa chất.
- Các ký hiệu phải thống nhất theo quy định của ngành hoặc cơ sở sản xuất. Khi sử dụng ký hiệu riêng phải chỉ dẫn và giải thích rõ.
- Các bản vẽ phải sạch sẽ, rõ ràng và có tỷ lệ.
Khi thu thập tài liệu và nghiên cứu địa chất trong các công trình khai đào cần làm rõ và thể hiện đầy đủ những yếu tố cơ bản sau:
- Điều kiện thế nằm, hình dạng, cấu trúc và đặc trưng tiếp xúc của thân khoáng với đá vây quanh.
145 - Thành phần khoáng vật, cấu tạo và tính phân đới của khoáng sản, các hiện tượng biến đổi gần quặng của đá vây quanh và quá trình biến đổi biểu sinh.
- Vị trí phân bố không gian của thân khoáng và mối quan hệ của các khu vực quặng giàu với yếu tố cấu trúc địa chất như khe nứt, đứt gãy, nếp uốn và tầng đá thuận lợi.
Bản vẽ các công trình khai đào có thể lập theo gương, tường, nóc và đáy tương ứng với những tỷ lệ sao cho thể hiện rõ ràng và chi tiết các yếu tố địa chất - khoáng sản, cũng như vị trí lấy các loại mẫu hoặc đo địa vật lý. Tuỳ thuộc vào loại công trình, yêu cầu nghiên cứu và mức độ phức tạp về địa chất mà các công trình được vẽ tương ứng với tỷ lệ 1:200, 1:100, 1:50, 1:20 hoặc 1:10.
Trong thực tế, phương pháp khai triển được áp dụng rộng rãi khi lập tài liệu bản vẽ các công trình khai đào.
a. Công trình hào
Đối với công trình hào thăm dò có thể vẽ khác nhau tùy theo vị trí của chúng. Khi đào hào cắt thẳng góc với phức hệ đá chứa quặng (hào chính) thì chỉ vẽ các quãng cắt qua thân quặng và vẽ đáy hào. Những hào đào theo đường phương của thân quặng thì vẽ đầy đủ đáy và trong trường hợp thân quặng có cấu trúc phức tạp thì vẽ đáy và và một vách dọc (vẽ vách điển hình nhất, trong một mỏ thăm dò thường thống nhất vẽ vách về phía nào đó). Chỉ vẽ cả hai vách trong trường hợp các thành tạo bở rời trên mặt đất là khoáng sản.
Công trình hào thường được vẽ một vách và đáy, trường hợp đặc biệt có thể vẽ khai triển đầy đủ cả hai vách, đáy và hai đầu hào. Hào có thể thi công ở dạng hào đơn (hình 6.4) hoặc có thể thi công dạng tuyến gồm nhiều khoang, mỗi khoang cách nhau một khoảng 0,5m đến 1,0m (hình 6.3).
Hình 6.3. Hình vẽ tại hào 5 (hào gồm 3 khoang), tuyến 5 khu mỏ graphit Yên Thái
146 Hình 6.4. Hình vẽ tại hào H320, mạch thạch anh-wonframit
vùng Chư Ya Krei, Kon Tum b. Thu thập tài liệu tại các công trình giếng
Khi giếng đào qua các lớp đá thoải hoặc thân quặng thoải thì vẽ cả bốn thành, trên mỗi thành giếng vẽ các góc nghiêng thấy được của các vỉa (thân) và phương vị đường phương của thành giếng (hình 6.5). Thường người ta cũng hay vẽ hai thành kề nhau (một theo đường phương, một theo hướng dốc thân quặng); đôi khi chỉ vẽ một thành nếu nó cho khả năng xác định đúng đắn đặc điểm hình thái của thân quặng và quan hệ kiến trúc của nó với đá vây quanh.
147 Đối với giếng có tiết diện ngang hình tròn được vẽ theo mặt cắt đi qua trục của nó, cắt thẳng góc với đường phương của đá (hình 6.5, hình 6.6). Hình vẽ theo lối khai triển ít khi dùng vì nó cho ta một khái niệm sai lệch về cấu trúc địa chất tại điểm đó.
Hình 6.5. Bản vẽ khai triển của giếng với các tường định hướng
1- Lớp phủ thực vật;
2- Sét;
3- Sét lẫn cát;
4- Cát;
5- Đá phiến chứa than;
6- Than đá
Hình 6.6. Bản vẽ theo trục giếng tròn
1- Lớp phủ thực vật;
2- Sét màu nâu sáng lẫn các kết hạch thạch cao;
3- Đá sét màu nâu đỏ;
4- Đá carbonat - talc;
5- Secpentinit bị carbonat hóa và talc hóa;
6- Đá clorit - talc;
7- Thân quặng cromit xâm tándày;
8- Secpentinit bị carbonat hóa
148 Hình 6.7. Hình vẽ tại giếng 4, tuyến 9, khu mỏ graphit Yên Thái
6.1.3. Thu thập tài liệu tại các công trình ngầm
Trong các công trình ngầm, việc thu thập tài liệu ở nóc, tường và gương lò được tiến hành chủ yếu bằng cách vẽ các bản vẽ chi tiết. Tuỳ thuộc vào loại công trình, yêu cầu nghiên cứu và mức độ phức tạp về địa chất mà các công trình được vẽ tương ứng với tỷ lệ 1: 200, 1: 100, 1: 50 và 1: 20. Thông thường, công trình ngầm được vẽ ở tỷ lệ 1: 200 và 1: 100, riêng những yếu tố địa chất quan trọng có thể vẽ riêng ở tỷ lệ 1: 50 hoặc 1: 20.
Trong thực tế địa chất, phương pháp khai triển được áp dụng rộng rãi khi lập tài liệu bản vẽ công trình ngầm. Hiện tồn tại ba phương pháp khai triển cơ bản: Khai triển trực tiếp, đối xứng và khai triển tổng hợp (hình 6.8).
Tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp về hình thái và cấu trúc thân khoáng, sự khác biệt nhiều hay ít của các yếu tố địa chất ở hai tường công trình mà có thể sử dụng một trong các phương pháp nêu trên để thể hiện. Thông thường, phương pháp khai triển đối xứng (khai triển trên mặt phẳng nóc lò) được sử dụng rộng rãi hơn cả, vì nó cho phép thể hiện các yếu tố địa chất theo nguyên tắc chiếu đơn giản từ trên xuống dưới và theo dõi trực tiếp được các ranh giới địa chất.
Thu thập tài liệu địa chất trong công trình ngầm được thực hiện theo trình tự như sau:
- Làm sạch gương tầng và các đoạn công trình cần nghiên cứu.
- Quan sát chi tiết các đặc điểm địa chất.
- Đo vẽ hoặc chụp ảnh cấu tạo địa chất của từng đoạn hoặc toàn công trình.
149 - Mô tả đặc điểm địa chất và khoáng sản.
- Lấy mẫu đá và khoáng sản.
- Liên kết các vị trí thu thập tài liệu với điểm đo vẽ trắc địa mỏ.
Hình 6.8. Phương pháp vẽ khai triển công trình lò
a. Khai triển trực tiếp; b. Khai triển đối xứng; c. Khai triển tổng hợp
Phương pháp thu thập tài liệu địa chất trong các công trình ngầm thường phụ thuộc vào loại công trình được thi công và mối quan hệ của chúng với quặng hoá. Căn cứ vào mối quan hệ giữa phương vị của công trình với phương vị của thân khoáng, điều kiện thi công có thể chia công tác thu thập tài liệu trong công trình ngầm thành các nhóm sau: Công trình đào cắt qua thân khoáng (lò xuyên vỉa, lò cúp), công trình đào theo đường phương thân khoáng (lò dọc vỉa, lò nối vỉa), công trình thẳng đứng và nằm nghiêng (giếng mù, lò thượng).
- Khi lập bản vẽ lò đào cắt qua thân khoáng (lò xuyên vỉa, lò cúp) có thể vẽ khai triển theo hai tường và nóc hoặc chỉ một tường khi đặc điểm địa chất và cấu trúc thân khoáng đơn giản.
Tài liệu địa chất thu thập từ các công trình này có ý nghĩa đặc biệt đối với nghiên cứu mỏ. Bởi vì, tài liệu này cho phép không chỉ xác định mối quan hệ của thân khoáng với đá vây quanh, sự thay đổi chiều dày thân khoáng và sự phân bố các kiểu tự nhiên của khoáng sản, mà còn là tài liệu cơ bản để thành lập bản đồ địa chất theo các mức tầng. Khi thu thập tài liệu trong các công trình này, người ta thường vẽ khai triển theo 2 tường và nóc, một tường và nóc hoặc chỉ một tường lò (hình 6.9).
Quá trình thu thập tài liệu địa chất ở lò xuyên vỉa và lò cúp được tiến hành như sau:
- Quan sát chi tiết để phát hiện tất cả các yếu tố địa chất trên mỗi khoảng lò đã được phân chia.
- Mô tả chi tiết về đặc điểm địa chất, khoáng sản, điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình và lấy các loại mẫu cần thiết.
- Thể hiện chính xác tất cả những nét đặc trưng của các yếu tố địa chất được quan sát lên bản vẽ như: Tính phân lớp, phân phiến của đá, các nếp uốn và nếp oằn, đứt gãy và đới vò nhàu theo chúng, mối quan hệ tiếp xúc giữa thân khoáng và đá vây quanh, phân chia các lớp
D C B A
A
D C B
H H
H
K E L E K
L
a
H K E L
L H
H K E L
A B
A D
D C
A B C D
b
c
A
A
B B C D C
B B
D C
E L E
E L
E
K H K H K
150 kẹp, các tập và các vỉa theo thành phần vật chất, các yếu tố thế nằm của thân khoáng và đá vây quanh.
Hình 6.9. Bản vẽ lò xuyên vỉa theo phương pháp khai triển trực tiếp
1- Gneis biotit; 2- Gneis amphibol; 3- Aplit; 4- Pegmatit; 5- Thạch anh - muscovit; 6- Đứt gãy
- Các công trình lò đào theo đường phương của thân khoáng gồm lò dọc vỉa và lò nối vỉa. Tài liệu địa chất thu thập trong các công trình này có ý nghĩa lớn đối với nghiên cứu địa chất và thân khoáng. Theo tài liệu địa chất của lò dọc vỉa có thể thành lập mặt cắt nằm ngang của thân khoáng chiều dày nhỏ, theo dõi hình dạng thân khoáng theo đường phương và xác định quan hệ của nó với đá vây quanh. Vì vậy, khi thu thập tài liệu cần nghiên cứu, vẽ và mô tả tất cả các nếp uốn và đứt gãy, các hiện tượng biến đổi cạnh thân khoáng, tính chất tiếp xúc của thân khoáng với đá vây quanh.
Khi lập bản vẽ lò đào theo đường phương thân khoáng cần chú ý:
+ Các công trình lò đào theo thân khoáng có thế nằm ngang đến dốc thoải và chiều dày nhỏ hơn chiều cao của lò thường được lập tài liệu bằng cách vẽ gương và tường hoặc chỉ gương lò.
+ Các công trình lò đào theo thân khoáng có thế nằm dốc đến dốc đứng và chiều dày nhỏ hơn chiều rộng của lò (mỏ dạng mạch) thường được lấy tài liệu bằng cách vẽ gương và nóc lò, đôi khi chỉ vẽ gương lò. Tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của tình hình địa chất mà gương lò được vẽ theo những khoảng cách nhất định (1, 2, 3m và lớn hơn) (hình 6.10). Trong thực tế, các gương lò thường được vẽ và lấy tài liệu trùng với vị trí lấy mẫu.
- Công trình ngầm thẳng đứng và nằm nghiêng (giếng mù, lò thượng) được lập tài liệu bằng cách vẽ một trong các tường cắt qua thân khoáng. Khi cấu trúc địa chất và thân khoáng phức tạp phải vẽ hai tường đối diện.
Quá trình thu thập tài liệu được tiến hành theo trình tự: Làm sạch tường lò và quan sát chi tiết để phát hiện đầy đủ các yếu tố địa chất. Sau đó vẽ và mô tả đặc điểm biến đổi hình thái, cấu trúc, tính phân nhánh và tiếp xúc của thân khoáng với đá vây quanh, đứt gãy và các yếu tố kiến trúc khác (hình 6.11).
Tuờng đông nam
1 2 3 4 5 6
Tuờng tây bắc
Nãc 90°∠40-50 20°
80°∠50-60
28 30 32 34 36 38m
151 6.1.4. Tài liệu ảnh chụp trong công trình ngầm
Hiện nay, các bức ảnh chụp trong công trình ngầm không chỉ là ảnh minh hoạ mà đã trở thành tài liệu địa chất nguyên thuỷ quan trọng để giải quyết các nhiệm vụ địa chất nhờ kỹ thuật phân tích ảnh hiện đại. Để có những bức ảnh bảo đảm chất lượng cho phân tích dưới kính cần thực hiện theo các công đoạn sau:
- Dọn sạch và làm phẳng bề mặt cần chụp ảnh.
- Xác định tỷ lệ cho phần diện tích cần chụp ảnh.
- Ký hiệu hoặc đánh dấu những yếu tố địa chất cơ bản cần thể hiện rõ trong ảnh như:
Ranh giới tiếp xúc giữa các loại đá, thớ chẻ, thớ lớp, đứt gãy nhỏ, khe nứt, đá mạch...
- Xác định ranh giới chụp ảnh để bảo đảm nhận được các bức ảnh liên tục. Thường diện tích phủ chồng lên nhau ở phần rìa của mỗi bức ảnh chiếm tỷ lệ khoảng 10%. Khi nghiên cứu ảnh dưới kính lập thể thì diện tích phủ chồng lên nhau cần tăng đến 60%.
Ngoài các thiết bị chụp ảnh chính cần có các dụng cụ phụ trợ như: Nguồn sáng, thước dây, thước tỷ lệ, ống thuỷ chuẩn, giá đỡ 3 chân....
- Nguồn sáng: Trong công trình ngầm thường thiếu ánh sáng và có chứa nhiều bụi, khí có khả năng gây cháy nổ. Vì vậy, để chụp ảnh cần sử dụng nguồn ánh sáng chuyên dụng. Có thể sử dụng ánh sáng từ đèn ắc qui phản quang.
- Thước dây: Thước dây dài từ 20 đến 30m, được sử dụng để đo và hiệu chỉnh ảnh.
3 1 2
76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 m
Hình 6.10. Bản vẽ nóc và gương lò dọc thân khoáng
1- Quặng xâm tán;
2- Quặng đặc xít;
3- Đá vây quanh
Hình 6.11. Bản vẽ một phần tường lò thượng
1- Mạch quặng;
2- Đá biến đổi chứa quặng;
3- Đá vây quanh;
4- Đứt gãy
1 2 3 4
152 - Thước tỷ lệ: Được sử dụng để xác định tỷ lệ ảnh chụp ở gương và tường lò. Trên thước tỷ lệ có chia đều theo đơn vị đề xi mét (dm) và đơn vị cen ti mét (cm) ở một đầu thước.
- Ống thuỷ chuẩn: Được sử dụng để điều chỉnh máy ảnh về vị trí cân bằng (nằm ngang).
- Giá đỡ 3 chân: Được dùng để đặt máy ảnh khi chụp.
Trước khi chụp ảnh cần tính toán đúng khoảng cách đến đối tượng cần chụp ảnh.
Khoảng cách này được xác định theo công thức sau:
S = a
bf (6.1)
Trong đó:
f - Khoảng cách tiêu cự của máy;
b - Một nửa chiều cao công trình;
a - Một nửa chiều cao hoặc bề rộng của phim âm bản.
Theo khoảng cách S có thể xác định được tỷ lệ của ảnh theo công thức:
m = f
S (6.2)
Để nâng cao độ tin cậy và tiện lợi khi xử lý tài liệu ảnh cần chú ý:
- Khi chụp ảnh cần chụp theo một khoảng cách nhất định và tính liên tục của các điểm đo vẽ cần trùng với hướng tịnh tiến của cuộn phim.
- Thước tỷ lệ có chiều dài 1m đặt ở mặt phẳng gương hoặc tường công trình luôn đảm bảo đầu thước có khoảng chia đến cm phải nằm ở phía trên.
- Thành lập sơ đồ mạng lưới chụp ảnh.
- Trong sổ thực địa phải mô tả đặc điểm đất đá, diện phân bố của chúng trong khoảng chụp ảnh, đo yếu tố thế nằm của thân khoáng và đá vây quanh.