Chương 4 ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT QUẶNG HOÁ LITI
4.1. Đặc điểm thành phần khoáng vật
4.1.1. Đặc điểm thành phần khoáng vật trong các thân quặng Li
Thuộc kiểu khoáng này gồm các thân quặng: TQ1, TQ5, TQ17b, TQ22, TQ23, TQ25, TQ26 và các thân khoáng TK10b, TK10c, TK11a, TK11b, TK12, TK13, TK14, TK15, TK19a, TK20.
Các thân quặng Li có thành phần thạch học đặc trưng là albitit chứa Li. Hiện tượng biến đổi chủ yếu là albit hóa, ở phần rìa các mạch quặng bị biến đổi greisen hóa yếu. Bềdày trung bình các thân quặng dao động từ0,6 mđến 1,5 m, chiều dài từ 80 mđến 400 m.
Thành phần khoáng vật chủ yếu là: thạch anh 10-40%, lepidolit 15-42%, albit 30-75%, topaz 0-6%; khoáng vật quặng: casiterit từ một vài hạt đến <0,5%, pyrit ít, hematit ít. Ngoài ra còn có: tantalit-columbit, beryl, cryzoberyl, amblygonit (LiAlPO4F) - montebrasit (LiAlPO4OH)1, goyazit SrAl3(PO4)2(OH)5.H2O1, herderit CaBePO4(F,OH)1, granat, monasit, zircon, turmalin, apatit.
Tổhợp cộng sinh khoáng vật đặc trưng: albit + thạch anh + lepidolit+topaz.
Quặng có cấu tạo khối, phân dải yếu, kiến trúc hạt vảy biến tinh.
1 Dinh Thi Thu Hien 2017 [24]
Mẫu H253/2 albitit chứa lepidolit có cấu trúc phân đới dạng dải
Mẫu H286/2 albitit thành phần albit–lepidolit - thạch anh–topaz
Mẫu H.107 pegmatoid bịalbit hoá, greisen hoá chứa lepidolit và casiterit
Mẫu H.312 đá biến đổi greisen chứa casiterit
Mẫu H.104 pegmatoid bịalbit hoá, greisen hoá chứa lepidolit và casiterit
Mẫu H.192đá biến đổi greisen chứa casiterit Hình 4.1: Các loại quặng liti, thiếc trong vùng nghiên cứu
Kết quả phân tích khoáng tướng cũng cho thấy hầu hết (100%) là khoáng vật tạo đá. Các khoáng vật quặng gồm có: casiterit từ một vài hạt đến < 0,5%, pyrit ít, hematit ít. Ngoài ra còn có khoáng vật biểu sinh là gơtit thành phần không đáng kể.
Kết quảphân tích mẫu giãđãi trọng sa nhân tạo cho tổhợp khoáng vật gồm:
mica chứa liti + topaz + ilmenit + casiterit + tantalit - columbit + monazit + zircon + beryl + cryzoberyl + granat. Trong đó khoáng vật quặng chủ yếu là casiterit có hàm lượng dao động trong khoảng 24-303 g/T, tantalit – columbit 1-43 g/T (H115, H121, H124, H131, H132, H180, H257, H283, H290, H299, H305).
Kết quả phân tích rơnghen (mẫu H131, H180, H188, H190, H3307, P11, P15, P16, P19) cho thấy hàm lượng khoáng vật như sau: thạch anh 25-40%; albit 8- 42%; mica chứa liti 18-42%; topaz 4-6%. Ngoài ra còn có clorit, gibsit, diopsit.
Khoáng vật chứa liti gồm chủ yếu là lepidolit, ngoài ra còn có: Ngoài ra trong mẫu còn gặp polylitionit: K(AlFeLi)(Si3Al)O10(OH)F, zinwaldit:
KAl(FeLi)(Si3Al)O10F2, taeniolit: K0,6(Mg,Li)3Si4O10F2, amblygonit (LiAlPO4F) - montebrasit (LiAlPO4OH).
4.1.2. Đặc điểm thành phần khoáng vật trong các thân quặng Li-Sn
Thuộc kiểu khoáng này gồm các thân quặng: TQ2b, TQ3, TQ6, TQ7, TQ8, TQ10a, TQ18, TQ21a, TQ21b, TQ24.
Các thân quặng Li-Sn có thành phần thạch học đặc trưng là các đá biến đổi albit hoá, greisen hoá chứa Li và Sn. So với các thân quặng liti đơn thuần, các thân quặng này có sự trội hơn ở mức độ biến đổi greisen hóa cả về cường độ cũng như phạm vi đới biến đổi. Bềdày trung bình các thân quặng dao động từ0,6 m đến 4,8 m (có chỗbềdày >10 m, H107), chiều dài từ160 mđến 620 m.
Kết quảphân tích lát mỏng cho thấy thành phần khoáng vật chủyếu là: thạch anh 23-50%; muscovit (mica chứa liti) 10-40%, albit 23-50%; felspat kali 0-5%, topaz 0-3%. Ngoài ra còn có hornblend, epidot, pyroxen, zircon, turmalin, sphen, apatit. Khoáng vật quặng có casiterit.
Quặng có cấu tạo khối, phân dải. Kiến trúc hạt vảy biến tinh, porphyr tàn dư.
Kết quả phân tích khoáng tướng cho thấy thành phần khoáng vật quặng chủ
yếu là: casiterit từvài hạt đến >20% (H128, H161), tantalit– columbit, các khoáng vật còn lại chiếm tỉ lệ ít, rất ít: ilmenit, pyrit, chalcopyrit, hematit. Ngoài ra còn có sphalerit, galenit, magnetit; khoáng vật biểu sinh là gơtit thành phần không đáng kể.
Kết quảphân tích mẫu giãđãi trọng sa nhân tạo cho tổhợp khoáng vật gồm:
mica chứa liti + casiterit + topaz + ilmenit + tantalit - columbit + xyrtolit + monazit + zircon + beryl + cryzoberyl + granat. Trong đó khoáng vật quặng chủ yếu là casiterit hàm lượng tới 300-31575 g/T, tantalit – columbit 1-42 g/T (H104, H128, H140, H148, H161, H330, H1018).
Kết quả phân tích rơnghen (mẫu H104, H106, H128, H177, H187) cho thấy hàm lượng khoáng vật như sau: thạch anh 26-41%; albit 22-52%; mica chứa liti 18 –34%; topaz 4-6%.
Tổhợp cộng sinh khoáng vật: albit + thạch anh + lepidolit + topaz + casiterit, đặc trưng cho quá trình traođổi thay thếkiềm sau magma nhiệt độcao.
4.1.3. Đặc điểm thành phần khoáng vật trong các thân quặng Sn
Thuộc kiểu khoáng này là các thân quặng: TQ2a, TQ4a, TQ4b, TQ16, TQ27 và các thân khoáng hóa TK19b, TK31, TK39, TK40, TK42.
Các thân quặng này có thành phần đặc trưng là đá biến đổi greisen hóa chứa Sn. Chiều dài thướng ngắn từ 80 m đến 280 m, bề dày trung bình các thân quặng dao động từ0,5 mđến 2,2 mcó hàm lượng Sn khá cao.
Kết quảphân tích lát mỏng cho thấy thành phần khoáng vật chủyếu là: thạch anh 20-70%; muscovit 10-35%, felspat kali 10-15%, plagioclas 5-30%. Ngoài ra còn có biotit, octit, turmalin, zircon, apatit.
Kết quả phân tích khoáng tướng cho thấy thành phần khoáng vật quặng chủ yếu là: casiterit từ ít đến 20% (H192, H318), các khoáng vật còn lại chiếm tỉ lệ ít, rất ít: ilmenit, hematit, pyrit, chalcppyrit, pyrotin, galenit, gơtit.
Kết quảphân tích mẫu giãđãi trọng sa nhân tạo cho tổhợp khoáng vật gồm:
casiterit + anatas + granat + ilmenit + monazit + rutil + xyrtolit + zircon + tantalit- columbit. Trong đó khoáng vật quặng chủ yếu là casiterit hàm lượng tới 1018- 32187 g/T (H197, H203, H318, H324, H326).
Tổng hợp các kết quảtrên có thể xác định được tổhợp cộng sinh khoáng vật đặc trưng cho các thân quặng Sn là: thạch anh + muscovit + casiterit.
4.1.4. Đặc điểm các khoáng vật
Thạch anh - SiO2: Khoáng vật thạch anh hạt rất không đồng đều, kích thước hạt đa phần từ0,08–4 mm, dạng hạt méo mó, tha hình, nửa tựhình, vi chữcổhoặc hình giun tàn dư(Lm-Lk1, Lm-Lk9/2, Lm2153). Đôi chỗbiến đổi tái kết tinh thành tập hợp hạt biến tinh kích thước nhỏ, các hạt tương đối đẳng thước. Thạch anh không màu, màu giao thoa xám, xám sáng, tắt đều, đến tắt lượn sóng.
Có thểphân biệt được hai thếhệthạch anh: Thạch anh thếhệI (thuộc thời kỳ pegmatit), có dạng nửa tựhình, tha hình thường có kích thước lớn, trong tập hợp đi cùng với mica, felspat hạt lớn; Thạch anh thếhệII (thuộc thời kỳbiến chất trao đổi) tập hợp hạt biến tinh kích thước nhỏ đi với mica vảy nhỏ, đôi chỗ gặp chúng gặm mòn thay thếkhoáng vật có trước.
Albit - Na(AlSi3O8): chúng thường tạo thành các tập hợp dạng ổ, thấu kính dạng dải trong đới quặng xen kẽ với thạch anh, mica, các khoáng vật albit có dạng lăng trụ tựhình, nửa tựhình, gặm mòn, kích thước không đều từ0,1-1 mm, đôi chỗ biểu hiện tàn dư ban tinh nguyên thủy 1,5 – 2mm, không màu, cát khai hoàn toàn, giao thoa sáng trắng bậc 1, cấu tạo song tinh liên phiến vừa đến thanh nét.
Trong mẫu có thể quan sát được hai thế hệ albit: albit kích thước lớn 1-2 mm, trong tập hợp cộng sinh với thạch anh, mica hạt lớn. Các hạt albit này thường bị gặm mòn, thay thế bởi mica, thạch anh hạt nhỏ (Lm1009, Lm2011/1, Lm294, Lm291); albit kích thước nhỏ 0,1-0,3 mm, chúng thường đi cùng với thạch anh, mi ca hạt nhỏ. Các hạt albit loại này khá tựhình, có khi chúng tạo thành dải kết hợp với thạch anh, mica hạt nhỏ(Lm132, Lm104).
Kết quảphân tích microsond (SEM) cho thấy thành phần hóa học trong các khoáng vật albit như sau:Na2O 10,52%, SiO2 69,7%; Al2O3 19,12%; Đáng chú ý là hàm lượng rubidi khá cao Rb2O 0,16%.
Muscovit - KAl2(Si3Al)O10(OH,F)/H2KAlSi3O12: bao gồm hai dạng: tấm, vảy (thứ sinh) trong đới biển đổi greisen hóa và các tấm cát khai một phương rõ (nguyên sinh) nằm định hướng. Kích thước tương đối lớn 1-3 mm, màu giao thoa xanh bậc 3.
Trong đới biến đổi chứa liti, muscovit thường tồn tại dạng tấm, vảy nhỏnằm xen lẫn trong các dải mica chứa liti, thạch anh hạt nhỏ, màu giao thoa sặc sỡ vàng, nâu, đỏvà xanh bậc 1.
Hình 4.2: Mẫu lát mỏng 294. Nicol+
Tổhợp thạch anh + albit + lepidolit trong albitit
Hình 4.3: Mẫu lát mỏng 352/2. Nicol+
Tổhợp Lepidolit + casiterit trong pegmatit albitit - greisen
Hình 4.4: Mẫu lát mỏng 192. Nicol+
Thạch anh+muscovit trong đá biến đổi greisen hóa
a- Mẫu khoáng tướng KT.128/1 Casiterit trong đá biến đổi greisen hóa
b- Mẫu khoáng tướng KT.192 Casiterit trong đá biến đổi greisen hóa Hình 4.5:Casiterit trong đá biến đổi greisen hóa
Lepidolit: nhóm khoáng vật chứa liti ở đây chủ yếu là lepidolit, chúng nằm xen lẫn với muscovit, không màu, có chiết suất và màu giao thoa thấp hơn muscovit. Thường có dạng giả cánh hoa hồng hay dạng quạt xấu. Dưới kính lepidolit gần như không màu, quan sát kĩ thấy có sắc phớt hồng hoặc tím; , bằng mắt thường có màu tím, tím hồng. Màu giao thoa thấp hơn, màu giao thoa xám trắng, vàng nhạt bậc 1.
Dựa vào mối quan hệtổhợp với thạch anh, albit có thể xác định được hai thế hệ: lepidolit trong tổ hợp với thạch anh, albit kích thước lớn đặc trưng cho nguồn gốc pegmatit; lepidolit trong tổ hợp với thạch anh, albit tha hình kích thước nhỏ trong đá biến đổi greisen hóa.
Kết quảphân tích microsond (SEM) kết hợp với phân tích ICP-MS cho thấy thành phần hóa học trong các khoáng vật lepidolit như sau: Li2O 4,65-4,96%, SiO2 47,15-57,62%; Al2O3 25,12-32,07%; Na2O 0,27-4,1%; K2O 6,45-9,28%; MgO 0,04-0,07%; F 0,901-8,705%. Đáng chú ý là hàm lượng rubidi khá cao Rb2O 0,598- 2,415%, hàm lượng Cs2O 0,036-0,357% (đây là những kim loại rất có giá trị và có khả năng thu hồi trong quá trình chế biến quặng liti). Công thức khoáng vật K1.8(Li2.6Al2.9) (Si6.7Al1.3)O20(OH,F)4[24].
Thành phầncơ bản của các khoáng vật được trình bày trong bảng 4.1.
Topaz- Al2(SiO4)(F,OH2): thường có dạng hạt tha hình, kích thước 0,1-1,8 mm. Không màu, độnổi cao, cắt khai hoàn toàn, tắt đứng, giao thoa phớt vàng bậc 1.
Casiterit - SnO2: thường tồn tại dưới dạng hạt tha hình, hạt kéo dài với kích thước 0,2-5 mm đôi khi lớn hơn. Quan sát dưới ánh sáng phản xạ có màu xám, độ nổi cao, dị hướng rõ phản chiếu bên trong màu nâu cánh gián đến nâu đen. Chúng phân bố xâm tán không đều, đôi khi xâm tán thành ổ nhỏtrên nền đá bị greisen hóa, đôi chỗ thấy thay thế gặm mòn khoáng vật phụ của đá, nhiều chỗ gặp dạng song tinh hình khuỷuđặc trưng.
Kết quảphân tích microsond khoáng vật casiterit lấy từmẫu giãđãi cho thấy hàm lượng các thành phần như sau: Sn2O 97,58-99,32%, MnO 0,1-1,19%, Fe2O3 0,25-1,25%, Ta2O50,59%, Nb2O5vết.
Tantalit-columbit (Fe,Mn)Ta2O6–(Fe,Mn)Nb2O6: thường tồn tại dạng hạt tự hình, tấm mỏng, tấm song tinh. Màu xám tối, khả năng phản xạthấp, dị hướng yếu.
Kết quả phân tích microzon khoáng vật columbit-tantalit lấy từ mẫu giã đãi cho thấy hàm lượng các thành phần như sau: Ta2O5 33,44-63,88%; Nb2O5 50,86- 20,68%; MnO 11,3-17,24%; FeO15-3,44%.
Bảng 4.1: Thành phần cơ bản của các khoáng vật chính Thành
phần (%)
Thạch anh (n = 19)
Albit (n = 17)
Topaz (n = 9)
Muscovit (n = 14)
Lepidolit (n = 90) SiO2 100,5 (1,33) 68,9 (1,2) 32,8 (0,3) 45,8 (0,6) 51,0 (1,7) TiO2 0,01 (0,02) 0,01 (0,01) 0,03 (0,02) 0,01 (0,02) 0,01 (0,02) Al2O3 0,1 (0,1) 20,1 (0,5) 56,4 (1,1) 37,8 (1,1) 26,1 (2,9)
FeO 0,01 (0,02) 0,02 (0,02) 0,02 (0,02) 0,04 (0,04) 0,07 (0,07) MnO 0,02 (0,02) 0,01 (0,01) 0,04 (0,02) 0,2 (0,07) 0,8 (0,3) MgO 0,01 (0,01) 0,01 (0,01) 0,01 0,01 (0,02) 0,01 (0,02)
CaO 0,02 (0,01) 0,1 (0,1) 0,02 (0,02) 0,01 (0,01) 0,02 (0,01) Na2O 0,02 (0,02) 11,4 (0,3) 0,02 (0,01) 0,6 (0,1) 0,3 (0,1)
K2O 0,03 (0,03) 0,13 (0,04) 0,03 (0,01) 10,3 (0,3) 10,4 (0,3) F 0,04 (0,03) 0,06 (0,03) 19,0 (0,4) 1,2 (0,4) 7,3 (1,5) Cl 0,01 (0,02) 0,02 (0,03) 0,01 (0,01) 0,01 (0,01) 0,01 (0,02)
Li2O* 0,3 (0,1) 5,1 (0,5)
H2O* 4,0 (0,2) 1,3 (0,8)
O≡F, Cl 0,02 0,03 8,0 0,49 3,1
Total 100,7 100,7 100,4 99,8 99,3
(Tham khảo kết quả phân tích của NCS Đinh Thị Thu Hiên phân tích tại Institute of Earth and Environmental Sciences, Albert-Ludwigs University, 2016)
Hình 4.6: Vị trí các điểm bắn mẫu H.286 (Lp- Lepidolit; Ab- Albit)
Hình 4.7: Giản đồ phân tích SEM khoáng vật lepidolit mẫu H.286
Bảng4.2: Hàm lượng theo kết quả phân tích SEM khoáng vật lepidolit mẫu H.286 Element Weight % Atomic % Net Int. Error % Kratio Z R A F
F2O 6.01 8.20 19.5 11.19 0.00 0.99 0.98 0.11 1.00
Al2O3 31.84 22.98 640.5 5.35 0.09 0.95 1.01 0.56 1.01
SiO2 46.64 57.12 774.1 5.84 0.11 0.97 1.02 0.50 1.01
K2O 13.40 10.46 444.2 2.76 0.09 0.91 1.05 0.83 1.01
Cs2O 0.11 0.03 1.6 18.64 0.00 0.70 1.28 1.08 1.06
MnO 0.67 0.70 13.6 27.41 0.00 0.82 1.08 0.97 1.07
Rb2O 1.32 0.52 4.9 5.64 0.01 0.72 1.08 1.01 1.66
Hình 4.8: Giản đồ phân tích SEM khoáng vật albit mẫu H.286
Bảng 4.3: Hàm lượng theo kết quả phân tích SEM khoáng vật albitmẫu H.286
Element Weight % Atomic % Net Int. Error % Kratio Z R A F
Na 2O 10.52 11.14 112.4 8.34 0.02 0.95 1.00 0.29 1.01
Al 2O3 19.12 12.31 364.6 5.79 0.05 0.94 1.02 0.52 1.02 Si O2 69.70 76.14 1259.4 5.36 0.19 0.96 1.02 0.55 1.00
K 2O 0.44 0.30 14.1 6.60 0.00 0.90 1.05 0.80 1.02
Cs 2O 0.01 0.00 0.1 60.72 0.00 0.69 1.29 1.13 1.07
Mn O 0.05 0.05 1.1 26.51 0.00 0.81 1.08 1.00 1.09
Rb 2O 0.16 0.05 0.7 25.34 0.00 0.71 1.09 1.01 2.04
Hình 4.9: Vị trí các điểm bắn khoáng vật casiterit mẫu H.325-2
Hình 4.10: Giản đồphân tích SEM khoáng vậtcasiterit mẫu H.325-2 Bảng 4.4: Kết quả phân tích SEMkhoáng vật casiteritmẫu H.325-2
Element Weight % Atomic % Net Int. Error % Kratio Z R A F
TaO 0.59 0.44 11.37 58.35 0.01 0.84 1.19 0.81 1.32
SnO2 97.58 96.46 1,558.94 24.01 0.79 0.9 1.08 1.04 1.02
MnO 1.19 2.49 20.10 20.94 0.01 1.05 0.94 0.8 1.04
Fe2O3 0.65 0.61 9.51 1.97 0.00 1.07 0.95 0.84 1.04
Hình 4.11: Vị trí các điểm bắn khoáng vật tantalit–columbit mẫu H.161
Hình 4.12: Giản đồphân tích SEM khoáng vậttantalit–columbit mẫu H.161 Bảng4.5: Kết quả phân tích SEMkhoáng vật tantalit - columbit mẫu H.161
Element Weight % Atomic % Net Int. Error % Kratio Z R A F
Al 2O3 1.50 2.22 15.86 22.03 0.00 1.17 0.86 0.43 1
Nb 2O5 38.14 21.72 253.38 23.10 0.15 0.95 1.05 0.61 1.01
Mn O 21.42 45.71 257.44 7.07 0.16 1.03 0.95 0.9 1.1
Fe 2O3 2.38 2.25 24.45 4.51 0.02 1.05 0.96 0.92 1.12
Ta O 36.57 28.10 164.04 7.68 0.29 0.8 1.15 1.02 1.09
4.1.5. Đặc điểm cấu tạo, kiến trúc quặng
Quặng liti trong vùng nghiên cứu có cấu trúc phân đới khá điển hình của kiểu quặng nguồn gốc pegmatit: phần giữa là các dải thấu kính thạch anh, felspat mica tinh thểlớn, ra hai bên là các dải, thấu kính thạch anh, felspat xen các vảy nhỏ lepidolit, chuyển ra ngoài là phần mạch có cấu tạo đặc sít, thành phần chủ yếu là plagioclas tinh thể nhỏ, thạch anh vi tinh và lepidolit dạng vảy nhỏ màu tím nhạt;
các đới biến đổi greisen hóa thường phát triển ở phần rìa các mạch pegmatit hoặc các hệmạch, thấu kính greisen.
Quặng thường có cấu tạo dạng dải,ổ, thấu kính, đôi khi có cấu tạo khối, xâm tán. Các khoáng vật mica chứa liti thường có dạng tấm, vảy tha hình tạo thành các dải, ổ trong xen lẫn thạch anh, felspat; Các khoáng vật quặng casiterit thường có cấu tạo xâm tán, có chỗ chúng tập trung tạo thành các dải, ổ trong đới biến đổi greisen hóa.
Kiến trúc điển hình là hạt - vảy biến tinh, có chỗ gặp kiến trúc vi pegmatit, nổi ban (porphyr) tàn dư, gặm mòn.
Hình 4.13: Kiến trúc vipegmatit trong mẫu LmLK-1, thạch anh (Qu) dạng chữ cổ, hình giun trên nền plagioclas (Pl)
Hình 4.14: Kiến trúc vi pegmatit trong mẫu LmLK-9/2, thạch anh (Qu) dạng hình giun trên nền plagioclas (Pl)
Hình 4.15: Kiến trúc gặm mòn thay thế trong mẫu LmLK-9/2: thạch anh (Qu), albit, lepidolit gằm mòn, thay thế chồng lấn plagioclas (Pl)
Hình 4.16: Kiến trúc hạt vảy biến tinh gặp trong mẫu BTH187