Báo cáo thăm dò nước khoáng tại các lỗ khoan (TD1, TD2) khu vực Tản Đà - xã Tản Lĩnh -Ba Vì -Hà Nội

Phụ lục kèm theo báo cáo thăm dò nước khoáng Tản Đà. Báo cáo này do TS Cao Thế Dũng làm tác giả chủ biên, với sự cộng tác của các nhà địa chất: KS Lê Tứ Hải, ThS Phạm Minh Trường, KS Nguyễn Minh Tuấn, KS Nguyễn Thị Huế, KS Hoàng Thị Hiền. Báo cáo được hoàn thành là nhờ sự giúp đỡ nhiệt tình của Công ty cổ phần Tản Đà và Liên hiệp khoa học Địa chất nước khoáng. Tập thể tác giả xin chân thành cảm ơn tới các cơ quan, đơn vị trên.

CÔNG TY CỔ PHẦN TẢN ĐÀ

BÁO CÁO THĂM DÒ NƯỚC KHOÁNG TẠI CÁC LỖ KHOAN

CÔNG TY CỔ PHẦN TẢN ĐÀ

Tác giả: TS Cao Thế Dũng

KS Lê Tứ Hải ThS Phạm Minh Trường

KS Nguyễn Minh Tuấn

KS Nguyễn Thị Huế

KS Hoàng Thị Hiền

BÁO CÁO THĂM DÒ NƯỚC KHOÁNG TẠI CÁC LỖ KHOAN

MỤC LỤC

Trang

Chương I Khái quát về khu thăm dò ……… 10

I.1 Vị trí địa lý 10

I.2 Địa hình ……… 10

I.3 Dòng chảy và khối chứa nước trên mặt ……… 11

I.4 Khí hậu ……… 11

I.5 Giao thông ……… 13

I.6 Dân cư, kinh tế - văn hóa xã hội ……… 14

I.7 Lịch sử nghiên cứu địa chất và địa chất thủy văn ……… 14

Chương II Cấu trúc địa chất khu thăm dò ……… 16

II.1 Địa tầng ……… 16

II.2 Kiến tạo ……… 21

II.3 Lịch sử phát triển địa chất ……… 23

Chương III Phương pháp và khối lượng công tác thăm dò, thí nghiệm địa chất thủy văn ……… ……… 24

III.1 Công tác thu thập tài liệu ……… 24

III.2 Công tác lộ trình địa chất - địa chất thủy văn ……… 25

III.3 Công tác trắc địa ……… 27

III.4 Công tác địa vật lý ……… 29

III.5 Công tác khoan ……… 32

III.6 Công tác bơm nước thí nghiệm và bơm khai thác thử ………… 35

III.7 Công tác nghiên cứu chất lượng nước ……… 38

III.8 Công tác quan trắc động thái ……… 40

III.9 Công tác chỉnh lý tài liệu, lập báo cáo thăm dò ……… 41

Chương IV Điều kiện địa chất thủy văn khu thăm dò ……… 43

Chương V Đánh giá chất lượng nước khoáng và tình trạng vệ sinh … 53

Chương VI Đánh giá trữ lượng khai thác nước khoáng ……… 67

Chương VII Những kiến nghị về khai thác mỏ và bảo vệ môi trường……… 83

Chương VIII Hiệu quả công tác thăm dò ……… 84

Kết luận ……… 90

Tài liệu tham khảo ……… 91

Danh mục bản vẽ kèm theo báo cáo ……… 92

Danh mục phụ lục kèm theo……… 93

MỞ ĐẦU

Khu vực Ba Vì là một vùng trung du của thành phố Hà Nội Việc khaithác các nguồn tài nguyên thiên nhiên luôn được chính quyền coi trọng để tạo

đà phát triển kinh tế xã hội Chính vì vậy, nước khoáng là một tài nguyên luônđược lãnh đạo quan tâm

Năm 1971 nguồn nước khoáng được phát hiện tình cờ nhờ lỗ khoan 4D/71; sau đó nó được tiến hành tìm kiếm, thăm dò đánh giá trữ lượng để đưavào khai thác cho nhà máy của Công ty Nước khoáng Công đoàn

Nhận thấy nguồn nước khoáng này có tiềm năng lớn mà Công ty Nướckhoáng Công đoàn mới chỉ khai thác đóng chai một phần nhỏ trữ lượng của

mỏ, Công ty cổ phần Tản Đà đã kí kết hợp đồng thăm dò với Liên hiệp Khoahọc Địa chất Nước khoáng Hợp đồng mang số 02-09/HĐ-ĐCNK kí ngày 20tháng 2 năm 2009 Nhiệm vụ của công tác thăm dò là:

1- Đánh giá trữ lượng nước khoáng đạt cấp công nghiệp với mục tiêukhai thác 150 m3/ngày, nghiên cứu mối quan hệ can nhiễu giữa khoảnh khaithác mới với lỗ khoan khai thác đã có

2- Nghiên cứu kĩ thành phần hoá học của nước khoáng, cố gắng áp dụngnhững thành tựu khoa học - kĩ thuật mới nhất hiện nay để phát hiện nhữngnhân tố mới trong nước khoáng mà trước kia chưa biết đến, phục vụ việcngâm tắm chữa bệnh và đóng chai giải khát

3- Lựa chọn từ diện phân bố mỏ nước khoáng ra một khoảnh để có thểkhai thác nước khoáng mà không ảnh hưởng tới sự hoạt động của nhà máyđóng chai nước khoáng đã có Khoảnh khai thác mới được gọi là mỏ nướckhoáng Tản Đà theo ý tưởng của Chủ đầu tư, vì nó nằm giữa hai địa danh nổitiếng là núi Tản Viên và sông Đà Giang

Ngày 28 tháng 8 năm 2009, Công ty cổ phần Tản Đà nhận được Giấyphép thăm dò nước khoáng số 1685/GP-BTNMT do Bộ Tài nguyên và Môitrường cấp Sau hơn một năm thi công thăm dò, đến nay chúng tôi đã thu thập

đủ dữ liệu để lập Báo cáo thăm dò nước khoáng tại các lỗ khoan (TD1, TD2)khu vực Tản Đà thuộc xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội

Nội dung báo cáo bao gồm các chương mục sau:

Mở đầu

Chương I: Khái quát về khu thăm dò

Chương II: Cấu trúc địa chất khu thăm dò

Chương III: Phương pháp và khối lượng công tác thăm dò, thí nghiệmĐCTV

Chương IV: Điều kiện địa chất thủy văn khu thăm dò

Chương V: Đánh giá chất lượng nước khoáng và tình trạng vệ sinhChương VI: Đánh giá trữ lượng khai thác nước khoáng

Chương VII: Những kiến nghị về khai thác và bảo vệ môi trường

Chương VIII: Hiệu quả công tác thăm dò

Kết luận

Đi kèm với tập báo cáo còn có các bản vẽ sau:

- Bản vẽ số 1: Bản đồ địa chất khu vực Tản Đà, tỷ lệ 1:10.000

- Bản vẽ số 2: Bản đồ địa chất thủy văn khu vực Tản Đà, tỷ lệ 1:10.000

- Bản vẽ số 3: Bản đồ tài liệu thực tế thăm dò nước khoáng vực Tản

- Phụ lục kèm theo báo cáo thăm dò nước khoáng Tản Đà

Báo cáo này do TS Cao Thế Dũng làm tác giả chủ biên, với sự cộng táccủa các nhà địa chất: KS Lê Tứ Hải, ThS Phạm Minh Trường, KS NguyễnMinh Tuấn, KS Nguyễn Thị Huế, KS Hoàng Thị Hiền

Báo cáo được hoàn thành là nhờ sự giúp đỡ nhiệt tình của Công ty cổphần Tản Đà và Liên hiệp khoa học Địa chất nước khoáng Tập thể tác giả xinchân thành cảm ơn tới các cơ quan, đơn vị trên

CHƯƠNG I KHÁI QUÁT VỀ KHU THĂM DÒ

I.1 Vị trí địa lý

Nguồn nước khoáng Tản Đà nằm một phần ở phường Xuân Khanh thuộcthành phố Sơn Tây, một phần thuộc địa phận xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì,thành phố Hà Nội, cách Sơn Tây 9 km về phía tây Nó nằm trọn trong tờ bảnđồ 1:50.000 (F-48-103-D) Hoàng Xá Phần trung tâm mỏ có tọa độ địa lí nhưsau:

21o 06’ 30” vĩ độ bắc

105o 25’ 20” kinh độ đôngDiện tích thăm dò là 1 km2, tọa độ các điểm góc bảng I.1

Bảng I.1: Tọađộ các điểm góc các i m góc đ ểm góc

SỐ HIỆU ĐIỂM GÓC

Bảng I.2: Tọa độ lỗ khoan thăm dò

Dựa vào hình thái có thể chia ra hai dạng địa hình cơ bản sau:

- Địa hình đồi thấp với độ cao từ 20 đến 50m;

- Địa hình đồng bằng

I.2.1 Địa hình đồi

Dạng địa hình này phân bố rộng rãi khắp khu thăm dò, bao gồm các quảđồi có độ cao từ 20 đến 50 mét, phát triển không liên tục và có xu hướng giảmdần từ tây nam sang đông bắc

Đồi có dạng hình bát úp, sườn thoải, có độ dốc 20 - 30o Thành phần đất

đá cấu tạo nên các quả đồi này là các tàn tích và sườn tích của đá gốc phonghoá, gồm có cát, sét, sạn, sỏi Lớp phủ thực vật kém phát triển trên sườn đồi.Chỉ có một số quả đồi được trồng bạch đàn là xanh tốt Một số quả đồi thấp

và sườn ít dốc được canh tác các loại cây lương thực như sắn, khoai

I.2.2 Địa hình đồng bằng

Một số cánh đồng nhỏ được hình thành giữa các quả đồi, thành tạo doquá trình phong hoá, rửa trôi và tích tụ các vật liệu phong hoá từ các quả đồimang đến Cấu thành nên các cánh đồng này là các loại cát, cát pha sét, sạn.Trên địa hình này, nhân dân trồng trọt các loại cây lương thực phụ và cấy lúa

I.3 Dòng chảy và khối chứa nước trên mặt

Mạng thuỷ văn trong khu thăm dò thuộc loại kém phát triển

I.3.1 Sông

Quanh khu thăm dò có duy nhất sông Bơn Sông chảy quanh co uốnkhúc ở phía đông khu thăm dò, theo hướng tây nam - đông bắc Lòng sôngchỗ rộng nhất 10 mét, chỗ hẹp nhất 8 mét Độ sâu trung bình lòng sông là 3mét

Nhiệt độ nước biến đổi trung bình trong khoảng 25 – 27 o C Thành phầnhóa học của nước sông ít biến đổi Độ tổng khoáng hoá dao động 0,09 – 0,1 g/

l Kiểu nước thường là clorua - bicarbonat canxi hoặc bicarbonat - cloruacanxi

I.3.2 Suối

Có một dòng suối nhỏ chảy phía nam khu thăm dò (dân địa phương còngọi là sông Dặt) theo hướng từ tây sang đông rồi đổ vào sông Bơn Độ caotuyệt đối mực nước về mùa mưa là 30,95m (tháng 9/2009); về mùa khô mựcnước hạ thấp chỉ còn 28,62m (theo tài liệu quan trắc động thái) Một vài consuối không thường xuyên có nước quanh năm nằm ở phía bắc khu thăm dò,chỉ có nước về mùa mưa

I.3.3 Hồ

Do mạng sông suối ít phát triển nên chính quyền địa phương đã cho đắpkhá nhiều đập tạo ra các hồ nhân tạo để tích trữ nước phục vụ sản xuất nôngnghiệp Phía tây bắc khu thăm dò có hồ Mỹ Khê Phía đông có hai hồ chứa, làhồ Hang Hùm và hồ Trại Thỏ Phía nam khu thăm dò lại mới xây dựng mộthồ nữa

Mực nước trong hồ thường nằm ở độ cao xấp xỉ 23 m

Thành phần hoá học nước hồ ít thay đổi theo mùa Tổng khoáng hoá daođộng trong khoảng 0,11 – 0,12 g/l Kiểu nước thường là bicarbonat-cloruacanxi hoặc bicarbonat-clorua canxi-natri

I.4 Khí hậu

I.4.1 Nhiệt độ không khí

Khí hậu vùng thăm dò chia hai mùa rõ rệt: mùa khô bắt đầu từ tháng 11

đến tháng 4 năm sau, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 hàng năm.

Theo tài liệu trạm khí tượng Ba Vì từ năm 2007 đến năm 2009 thì nhiệt

độ trung bình lớn nhất về mùa mưa là 29,4oC (tháng 7/2007), nhiệt độ trungbình thấp nhất về mùa khô là 13,1oC (tháng 2/2008)

Bảng I.3: Nhiệt độ tại trạm Ba Vì

I.4.2 Lượng mưa

Lượng mưa trung bình tháng mùa mưa từ 93 đến 427,6 mm/tháng Mùakhô có lượng mưa trung bình tháng từ 4,3 đến 170 mm Lượng mưa lớn nhấtthường tập trung vào các tháng 7 - 8 - 9 Cá biệt có tháng lượng mưa đạt tới427,6 mm (tháng 10 năm 2008) Có tháng hầu như không có mưa (tháng 12năm 2009)

Bảng I.4: Lượng mưa đo tại trạm Ba Vì, mm

I.4.3 Lượng bốc hơi

Độ bốc hơi thay đổi phụ thuộc vào mùa khá rõ rệt Về mùa khô độ bốchơi trung bình các tháng từ 31 đến 65 mm, còn về mùa mưa thì từ 45 đến 80

mm Cá biệt có tháng độ bốc hơi lên tới 87,7 mm (tháng 5/2007)

BảngI.5: Lượng bốc hơi tại trạm Ba Vì, mm

Min 0,4 0,4 0,6 0,4 0,6 0,3 0,0 0,2 0,4 0,1 0,2 0,2 0,0

I.4.4 Độ ẩm tương đối của không khí

Theo số liệu đo tại trạm Ba Vì, độ ẩm trung bình về mùa khô là 81 – 93

%, còn về mùa mưa là 81 – 88 % Nhìn chung chênh lệch giữa hai mùa làkhông rõ rệt

Bảng I.6: Độ ẩm tương đối của không khí tại Ba Vì

I.5 Giao thông

Từ khu thăm dò nước khoáng Tản Đà đi các nơi trong cả nước có đường

bộ và đường thuỷ khá thuận tiện

Đường bộ:

Từ khu thăm dò nước khoáng Tản Đà đi thị xã Sơn Tây có đường quốc

lộ với các loại xe vận tải lớn đi lại dễ dàng Khoảng cách đoạn đường này dài

9 km Từ Sơn Tây đi Hà Nội có đường quốc lộ 32A với khoảng cách 40 km

Dân cư địa phương chủ yếu là người Kinh Họ sống tập trung trong một

số làng xóm quanh khu thăm dò Phía đông khu thăm dò còn có công nhâncủa Trại thỏ và của Nông trường quốc doanh Ba Vì

Hoạt động kinh tế chủ yếu của nhân dân quanh khu mỏ là làm nghềnông, trồng lúa và hoa màu Ngoài ra còn trồng cây công nghiệp như chè vàtrồng rừng

Khu thăm dò nằm ngay ngã ba con đường vào hai khu du lịch KhoangXanh và Thác Đa nên hoạt động dịch vụ cũng khá nhộn nhịp Một số cửahàng ăn uống và bách hoá phục vụ khách du lịch thường xuyên đông khách,mang lại nguồn thu nhập đáng kể cho nhân dân địa phương

Hoạt động công nghiệp tại khu thăm dò cũng có, nhưng chỉ là những nhàmáy nhỏ sản xuất thực phẩm: Nhà máy Đóng chai Nước khoáng Tản Viêntrực thuộc Liên hiệp công đoàn tỉnh và Nhà máy Sản xuất Chè búp với bốnchục công nhân Xa hơn về phía đông có một số nhà máy quốc phòng chế tạo

và sửa chữa cơ khí

Nhìn chung đời sống kinh tế đủ ăn, trình độ văn hoá tương đương vớidân cư đồng bằng Bắc Bộ, các xã trong vùng đều có trường học cấp 1, 2.Mạng điện lưới quốc gia đã phủ kín cả xã Nguồn nhân lực tại chỗ đủ cho cáchoạt động khai thác nước khoáng sau này

I.7 Lịch sử nghiên cứu địa chất và địa chất thủy văn

Khu thăm dò nằm ngay cửa ngõ phía tây Thủ đô qua nhiều chế độ nênhoạt động nghiên cứu địa chất ở đây cũng khá phong phú Chúng tôi chỉ xinđiểm qua một số công trình quan trọng nhất

I.7.1 Về địa chất

Theo thời gian có thể kể ra những công trình:

* Địa chất miền Bắc Việt Nam tỉ lệ 1:500.000 do Dovjikov chủ biên,xuất bản năm 1964

* Địa chất và khoáng sản 1:200.000 tờ Hà Nội F-48-XXVIII do HoàngNgọc Kỷ chủ biên, hoàn thành năm 1973

* Bản đồ địa chất và khoáng sản miền Bắc Việt Nam 1:500.000 do LêVăn Cự và Lê Thạc Xinh chủ biên, xuất bản 1978

* Báo cáo Trầm tích Thứ Tư vùng đồng bằng tờ Hà Nội (F-48-XXVIII)

tỉ lệ 1:200.000 do Nguyễn Đức Tâm chủ biên, năm 1977

* Báo cáo Địa chất và khoáng sản 1:50.000 nhóm tờ Thành phố Hà Nội(F-48-103-B; 103-D; 92-C; 104-A; 104-B; 104-C; 104-D; 105-C; 116-A; 116-C) do Ngô Quang Toàn chủ biên, năm 1989

* Báo cáo Địa chất và Khoáng sản nhóm tờ Hà Nội tỉ lệ 1:50.000 do NgôQuang Toàn chủ biên năm 1994

Ngoài ra còn nhiều công trình khác nữa liên quan đến một số mặt của

khu mỏ như: kiến tạo, địa mạo, trọng sa, trầm tích Đệ Tứ mà chúng tôikhông thể kể hết ra đây.

I.7.2 Về địa chất thủy văn

Những công trình quan trọng về địa chất thủy văn liên quan đến khuthăm dò là:

* Báo cáo tìm kiếm nước dưới đất vùng Ba Vì của Đoàn 64 do HoàngVăn Chức chủ biên năm 1984

* Bản đồ địa chất thủy văn Việt Nam tỷ lệ 1:500.000 do Trần Hồng Phúchủ biên năm 1984

* Bản đồ địa chất thủy văn - địa chất công trình tỷ lệ 1:200.000 tờ HàNội F- 48-XXVIII do Cao Sơn Xuyên chủ biên năm 1985

* Báo cáo Địa chất thủy văn - địa chất công trình vùng đồng bằng Bắc

Bộ do Đỗ Trọng Sự chủ biên năm 1986

* Báo cáo Địa chất thủy văn - địa chất công trình 1:50.000 thành phố HàNội do Trần Minh chủ biên năm 1993

I.7.3 Về nước khoáng

Đã có một số công trình nói về nước khoáng Tản Đà mà trước đây nómang những tên khác như: nguồn nước khoáng Mỹ Khê, nước khoáng Ba

Vì v.v

* Năm 1971 trong khi khoan tìm kiếm nước dưới đất cho nông trường

Ba Vì, Đoàn Địa chất thủy văn của Bộ Nông trường đã gặp nước khoángtrong lỗ khoan mang số hiệu 4D/71, thuộc thôn Mỹ Khê, xã Tản Lĩnh, huyện

Ba Vì, Hà Tây Lỗ khoan này về sau được cấp về phục vụ Trung tâm nghiêncứu dê và thỏ (chúng tôi gọi tắt là Trại thỏ)

* Nguồn nước khoáng này được mô tả với tên gọi “Nguồn Mỹ Khê”trong cuốn sách “Nước khoáng” do Cao Thế Dũng làm tác giả - là tập VI của

bộ sách “Khoáng sản miền Bắc Việt Nam” xuất bản năm 1983

* Nguồn nước được thăm dò sơ bộ và trình bày trong “Báo cáo thăm dò

sơ bộ nước khoáng vùng Ba Vì” do Lương Văn Chiến chủ biên năm 1987.Theo báo cáo, đã có 3 lỗ khoan gặp được nước khoáng trong số 10 lỗ khoanthăm dò Đó là các lỗ khoan số 1, 2, 4 Lỗ khoan 2A là khoan lại của lỗ khoan

2, khoan cạnh nhau nên không kể đến

* Trong báo cáo của đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước mã số 44-04-01-04với tên gọi “Nước khoáng Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam” kèm theobản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 do Cao Thế Dũng chủ biên năm 1989, nguồn nướccũng đã được nói đến

* Nguồn nước cũng được liệt kê trong cuốn “Danh bạ các nguồn nướckhoáng và nước nóng Việt Nam” do TS Võ Công Nghiệp chủ biên, Cục Địachất và Khoáng sản xuất bản năm 1998

CHƯƠNG II CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC THĂM DÒ

Vùng thăm dò chiếm một diện tích nhỏ hẹp ở phần tây nam đới sôngHồng Tham gia thành tạo cấu trúc địa chất vùng có đất đá tuổi từ Paleozoiđến Kainozoi, các hệ thống đứt gãy cùng các nếp uốn biến vị là những dấuhiệu nói lên vùng này đã trải qua những giai đoạn, những thời kỳ hoạt độngkiến tạo tương đối phức tạp

Trên cơ sở khảo sát lộ trình địa chất, địa chất thủy văn, tài liệu khoanthực tế ở hai lỗ khoan thăm dò TD1, TD2 và những tài liệu thu thập được,chúng tôi chia thành các phân vị địa tầng từ cổ đến trẻ ở vùng Ba Vì - Hà Nộinhư sau:

II.1 Địa tầng

II.1.1 Giới Paleozoi

Hệ Permi thống thượng

Hệ tầng Viên Nam (P3 vn)

Hệ tầng Viên Nam được Phan Cự Tiến xác lập (1977) với mặt cắt đặctrưng từ núi Viên Nam đến làng Cổ Đông, huyện Ba Vì Thành phần chủ yếu

là các đá basalt, spilit xen thấu kính albitofia

Các thành tạo phun trào của hệ tầng Viên Nam phát triển rộng rãi xungquanh khu vực núi Ba Vì, đồng thời chúng có liên quan đến nhiều khoáng sảnquý như vàng, nước khoáng, quặng đồng, sắt… Do đó, từ trước đến nay đã

có nhiều nhà địa chất trong và ngoài nước nghiên cứu A.E.Dovijkov (1965),Hoàng Ngọc Kỷ, Nguyễn Văn Hoành (1974) đã xếp các phun trào ở Ba Vìvào Điệp Giốc Cun tuổi Permi muộn – Trias sớm Sau đó một loạt các côngtrình nghiên cứu khác đã xếp các đá phun trào này thuộc hệ tầng Viên Namnhư Nguyễn Văn Hoành (1978), Bùi Phú Mỹ và nnk (1978), Đinh MinhMộng và nnk (1978), Nguyễn Xuân Bao và nnk (1978), Phan Sơn và nnk(1978), Ngô Quang Toàn và nnk (1988), Vũ Khúc, Đặng Trần Huyên (1995),

Vũ Khúc (2000), Trần Trọng Hòa (2001)…

Trong phạm vi nghiên cứu, hệ tầng Viên Nam phân bố ở phía Nam bảnđồ Chúng kéo dài thành 1 dải từ Đông sang Tây, chiếm hơn nửa diện tích bảnđồ nghiên cứu

Trên cơ sở tổng hợp tài liệu, khảo sát lộ trình địa chất, địa chất thủyvăn, khoan thăm dò nước khoáng và tham khảo Ngô Quang Toàn (1988),chúng tôi cho rằng các thành tạo phun trào của hệ tầng Viên Nam được chia

ra làm 2 phụ hệ tầng: phụ hệ tầng dưới và phụ hệ tầng trên

Phụ hệ tầng dưới gồm 3 tập:

1 Các đá basalt dạng cầu gối, basalt cấu tạo dạng khối đặc xít, basaltporphyr xen thấu kính tuf, dày khoảng 100m.

2 Andesit - basalt cấu tạo dạng khối hoặc hạnh nhân, Andesit - basalt bịlục hóa và các tuf của nó, chiều dày của tập khoảng 150 - 200m

3 Andesit - basalt xen thấu kính hoặc dòng mỏng andesit và tuf củachúng, chiều dày khoảng 500m

Phụ hệ tầng dưới có bề dày chung khoảng 800m

Phụ hệ tầng trên gồm 4 tập:

1 Tuf xen các thấu kính hoặc lớp mỏng tuf aglomerat, đôi nơi quan sátthấy aglomerat nằm trong andesit dacit hoặc dacit sáng màu dạngkhối, chiều dày 16 - 20 m

2 Tuf xen thấu kính hoặc dòng mỏng của dacit trachyt porphyr, dày

20 - 30 m

3 Dacit cấu tạo đặc xít, dacit porphyr xen thấu kính tuf và dòng mỏngtrachyt porphyr Trong đá có nhiều mạch thạch anh và quặng pyritexâm tán, bề dày tập khoảng 20m

4 Chủ yếu aglomerat, các vòm phun nghẹn của dacit, trachyt, dăm kếtdung nham tướng họng núi lửa, dày khoảng 50 m

Tổng chiều dày của hệ tầng đạt khoảng 900 m

Do diện tích khảo sát của đề án hẹp nên trong quá trình khảo sát địachất, địa chất thủy văn chúng tôi chưa gặp đá gốc của hệ tầng Viên Nam màchủ yếu là các đá đã bị phong hóa dở dang và phong hóa hoàn toàn Đá của hệtầng Viên Nam thể hiện khá rõ ở bờ phải sông Dặt trong khuôn viên của công

ty cổ phần Tản Đà Tuy nhiên, các đá này trên mặt cũng đã bị phong hóa, đágốc chỉ gặp ở độ sâu 17-18m, đá có màu xám lục sẫm Các tuf aglomerat đôichỗ lộ diện ở phía nam bản đồ, chúng cũng đã bị phong hóa

Trong quá trình khoan thăm dò nước khoáng chúng tôi có gặp đá basaltcủa hệ tầng Viên Nam trong lỗ khoan thăm dò mang số hiệu TD2 Đi từ trênxuống đến 79m chủ yếu là đá phun trào dacit, ryodacit màu xám lục, xám lụcsẫm xen thạch anh ám khói đoạn từ 13,5 đến 19m Trong đá có xâm tán pyrit.Từ 79m trở xuống đến 124m là các đá ryodacit dạng porphyr, andesit,andesito-basalt Các đá bị ép đến phiến lục hóa có màu xám, xám lục Đoạn105-110m có chứa nhiều mạch đa kim Nhất là đoạn 108,6-109m các mạch đakim tiêm nhập dưới dạng biến dạng dẻo Có lẽ đây là ranh giới của hai phaphun trào của hệ tầng Viên Nam?

Quan hệ địa tầng và tuổi: Hệ tầng Viên Nam nằm phủ bất chỉnh hợp

trên các đá tuổi Permi thượng và nằm chỉnh hợp dưới hệ tầng Cò Nòi (TânLạc) tuổi Trias hạ

Theo Đào Đình Thục quan sát tại moong khai thác than ở Ninh Sơn thìcác mạch đá phun trào Viên Nam xuyên vào tầng chứa than Yên Duyệt (P3)

và tuổi đồng vị của đá phun trào Viên Nam cho giá trị 250 - 260 triệu năm

Cũng trong mỏ đá Ninh Sơn một số di tích thực vật đã được Nguyễn Chí

Hưởng xác định là Stigmaria ficoides, Equisetites sp tuổi Pecmi muộn.

Như vậy hệ tầng Viên Nam đã được xác định thuộc tuổi Pecmi muộn

II.1.2 Giới Mezozoi

II.1.2.1 Hệ Trias thống trung

Hệ tầng Đồng Giao (T2 ađg)

Hệ tầng Đồng Giao chủ yếu gồm đá vôi phân lớp dày đến dạng khối đãđược Dovijkov A.E xác lập năm 1965 trong công trình đo vẽ Bản đồ địa chấtmiền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1:500.000

Trật tự của hệ tầng Đồng Giao được chia ra làm 2 phần như sau:

Phần dưới: Đá vôi màu xám sẫm phớt lục phân lớp mỏng, hạt mịn, giòn,

dễ tách theo mặt lớp, xen vôi sét, sét vôi, chuyển lên đá vôi xám, xám đen, cólớp chứa silic, hạt mịn phân lớp mỏng đến trung bình

Phần trên: Đá vôi màu xám, xám sáng, xám hồng, xám trắng phân lớp

trung bình, chuyển tiếp lên trên phân lớp dày và dạng khối Đá vôi hạt mịnchặt xít, đôi chỗ bị tái kết tinh nhẹ và có nhiều mạch calcite xuyên cắt

Tổng bề dày của hệ tầng khoảng 250m

Trong khu vực thăm dò không thấy lộ đá của hệ tầng Đồng Giao Nó bịphủ bởi các tầm tích của hệ tầng Sông Bôi và các đất đá tuổi trẻ hơn Khikhoan thăm dò nước khoáng tại lỗ khoan TD1, chúng tôi gặp trầm tích của hệtầng Đồng Giao từ chiều sâu 29m trở xuống Trầm tích của hệ tầng này trongvùng còn gặp ở các lỗ khoan cũ: 1, 2, 2A, 3, 4, 6, 10 Thành phần trầm tíchcủa hệ tầng Đồng Giao gặp trong lỗ khoan TD1 cũng như các lỗ khoan khácchủ yếu là: đá vôi màu xám, xám sáng, xám đen, đôi chỗ bị tái kết tinh Phầntrên là đá vôi màu xám kẹp sét và có nhiều mạch calcite xuyên cắt Đây làtầng chứa nước khoáng mà trong đề án thăm dò chọn làm đối tượng nghiêncứu

Quan hệ địa tầng và tuổi: Hệ tầng Đồng Giao nằm chỉnh hợp trên hệ

tầng Cò Nòi tuổi Trias sớm và chỉnh hợp dưới hệ tầng Nậm Thẳm tuổi Ladin,quan sát thấy rõ ở cấu trúc Sơn La và cấu trúc Ninh Bình Tuy nhiên, tại khuvực thăm dò hệ tầng Đồng Giao nằm bất chỉnh hợp dưới hệ tầng Sông Bôi vàchưa quan sát được quan hệ dưới của địa tầng

Các hóa thạch trong trầm tích Đồng Giao khá phong phú như: Tay cuộn

Mentzelia mentzelii, Chân rìu Pseudomonotis(?) michaeli, Enantiostreon cf difforme, Daonella enlongata, Daonella sturi, Costatoria sp., Cúc đá Paraceratites subtrinodosus, Cuccoceras cuccense đều cho tuổi Trias trung

bậc Anisi Trong hệ tầng Đồng Giao còn tìm thấy hóa thạch động vật cóxương sống trong đá vôi phân lớp mỏng thuộc phần dưới của hệ tầng tại rừng

Cúc Phương; hóa thạch được xác định là Placodontia (Trịnh Dánh và nnk,2000).

II.1.2.2 Hệ Trias thống trung thượng

Hệ tầng Sông Bôi (T2l-T3csb)

Hệ tầng Sông Bôi do Dovijkov A.E và nnk (1965) xác lập khi ông mô

tả mặt cắt Sông Bôi Hệ tầng gồm trầm tích thuần lục nguyên phân dải mỏngrất đặc trưng

Trầm tích hệ tầng Sông Bôi phân bố ở phía bắc - đông bắc tạo thànhmột dải kéo dài theo hướng tây bắc - đông nam Phía nam và tây nam tiếp xúcvới hệ tầng Viên Nam bằng đứt gãy F1, phía đông bắc tiếp xúc với hệ tầngVĩnh Bảo bằng đứt gãy F3 Việc quan sát trên mặt gặp nhiều khó khăn bởi lớptàn tích, sườn tích phủ kín Qua tài liệu lỗ khoan, tài liệu đo vẽ địa chất, thànhphần đất đá trầm tích của hệ tầng gồm có:

1 Phiến sét màu xám, xám đen xen thấu kính than, phiến sét màu nâunhạt đến vàng nhạt xen bột kết, cát kết phong hóa có màu nâu vàng,mềm bở Bề dày khoảng 350m

2 Cát kết hạt vừa và nhỏ màu xám vàng phân lớp trung bình, dày 100m

3 Đá phiến sét serixit, clorit phân lớp mỏng chuyển lên bột kết màuxám trắng thường bị ép nén mạnh, xen lớp cát kết, sét than đen, dày400m

4 Cát bột kết hạt nhỏ và vừa màu xám vàng xen ít bột kết màu xámxẫm, dày 100 m

Tổng bề dày của hệ tầng khoảng 950 m

Quan hệ địa tầng và tuổi: Hệ tầng Sông Bôi nằm bất chỉnh hợp trên

hệ tầng Đồng Giao và bị phủ bất chỉnh hợp bởi hệ tầng Vĩnh Bảo

Các hóa thạch được tìm thấy trong hệ tầng Sông Bôi như:

Halobiacomata, Daonella udvariesis, Posidonia wengensis, Halobia superba,

H autriaca, H.cf charlyana đều cho tuổi Trias trung thượng bậc Ladin

-Carni

Trầm tích hệ tầng Sông Bôi là một thể thống nhất không có phân dị vềtướng trầm tích, ở phần Ladin (phần dưới) không có đá vôi và phun tràomafic xen kẽ, ở phần Carni (phần trên) không có tướng đá nước sâu

II.1.3 Giới Kainozoi - Hệ Đệ Tứ (Q)

II.1.3.1 Hệ Neogen thống Pliocen

Hệ tầng Vĩnh Bảo (N2 vb)

Hệ tầng Vĩnh Bảo phân bố hạn chế trong khu vực thăm dò, chúng chỉxuất lộ ở góc phía đông bắc của bản đồ Thành phần thạch học của hệ tầnggồm cuội, sỏi, tảng kết dạng thấu kính, cát bột kết, than linhit màu đen, bộtkết, sét kết màu xám bẩn, phân lớp xen chéo, càng đi lên trên thành phần bộttăng dần Các hóa thạch tìm thấy trong hệ tầng đều cho tuổi Pliocen như hóa

thạch bào tử phấn hoa: Liquidambar, Quercus, Castanea, Ilex, Stenochlanae

laurifolia,…; hóa thạch Trùng lỗ bám đáy: Ammonia beccari, A papillosa, A japonica, Pseudorotalia-Asterorotalia, Quinqueloculina,…; hóa thạch Trùng

lỗ trôi nổi: Globigerina bulloides, Gl margaritae, Gdes rubber, Gdes.

conglobatus,…; hóa thạch thân mềm: Dosina cf, Corbula cf eburnean, Lentidium sp., Cardium sp., Brotia cf variabilis,…

Tổng bề dày của hệ tầng khoảng 250 m

Hệ tầng Vĩnh Bảo phủ bất chỉnh bợp trên hệ tầng Sông Bôi và bị phủbất chỉnh hợp bởi các thành tạo bở rời Đệ Tứ

II.1.3.2 Hệ Đệ Tứ (Q)

Trầm tích hệ Đệ Tứ không phân chia có nguồn gốc tàn tích, sườn tíchphủ hầu hết diện tích vùng nghiên cứu Chúng tôi chỉ khoanh và thể hiện (ed)khi đạt chiều dày ≥ 5 mét

Trầm tích (edQ) phủ lên các trầm tích hệ tầng Viên Nam, Sông Bôi,Vĩnh Bảo thường phân bố trên các dải đồi sườn thoải, có độ cao 15 - 50 m

Độ dày các thành tạo này thường không lớn Chiều dày quan sát được qua cáclỗ khoan và công trình khai đào trong vùng cho thấy: chiều dày của chúngphụ thuộc vào thành phần đá gốc phong hoá, sườn dốc địa hình Nơi có chiềudày địa tầng mỏng thường gặp ở địa hình khá dốc; có nơi chiều dày lớn hơnthường ở chân đồi hoặc trũng giữa núi

Tại lỗ khoan 2, lỗ khoan 5 dày 9m, trung bình lỗ khoan 8 dày 5,0 mét,mỏng nhất lỗ khoan 9 dày 1,0 mét

Thành tạo (edQ) nằm trên đất đá hệ tầng Viên Nam phân bố với diệntích nhỏ và chiều dày khoảng 2-3 mét Thành phần thạch học chủ yếu là sétmầu nâu đỏ lẫn sạn, sỏi laterit và mảnh vụn đá gốc, xuống sâu là sét lẫn sạnsỏi, thạch anh, đá phiến, đá phun trào bazic

Thành tạo (edQ) nằm trên các dải đất đá hệ tầng Sông Bôi, Vĩnh Bảobao gồm các dải đồi phát triển liên tục, sườn thoải Thành phần kém đồngnhất, bị phá huỷ lớn do vậy chiều dày các thành tạo (edQ) tăng lên Thànhphần đất đá bao gồm chủ yếu là sét và đá gốc phong hoá Nơi địa hình thấptrên mặt tạo thành mũ sắt hoặc dạng kết vón laterit

Chiều dày khoảng 10,0 mét

Trầm tích (aQ) trong vùng phân bố trên một diện tích hẹp nó là bồi tíchthuộc thềm sông Bơn phía đông vùng nghiên cứu với diện tích khoảng2,5km2

Trầm tích gồm: cuội, sạn, sỏi, cát, kết cấu rời rạc với thành phần thạchhọc đa dạng gồm: thạch anh, đá phun trào bazic (LK10) và các đá phiến, bộtkết, cát kết trong hệ tầng Viên Nam, Sông Bôi, Vĩnh Bảo vận chuyển đến;kích thước hạt đa dạng, độ mài tròn kém Phía trên là cát và sét pha cát chứavật chất hữu cơ Chiều dày 3 - 7 mét

II.2 Kiến tạo

II.2.1 Phân vùng kiến tạo

Trên sơ đồ kiến tạo miền Bắc - Việt Nam của Trần Văn Trị khu vực Ba

Vì - Hà Nội nằm giữa ranh giới tiếp xúc hai đới: đới sông Hồng và đới phủchồng Hà Nội, thành hệ địa chất các đới có quan hệ kiến tạo với nhau và kéodài theo phương tây bắc - đông nam Trên cơ sở các thành tạo địa chất vàquan hệ giữa chúng với nhau có thể phân ra các tầng cấu trúc khác nhau

II.2.2 Các phá huỷ đứt gãy

Trên tờ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 của Đoàn 204, 1:50.000 củaLiên đoàn Bản đồ Địa chất miền Bắc và 1:25.000 của Đoàn 64, các đứt gãytrong vùng đều thuộc hệ thống đứt gãy sâu Sông Hồng và có phương tây bắc -đông nam Hầu hết là các đứt gãy phân chia những tầng đất đá có tuổi khácnhau

Vùng nghiên cứu bị các lớp tàn tích, sườn tích phủ hầu hết diện tích.Qua các điểm lộ địa chất, các công trình khoan sâu và các điểm dị thường địavật lý chúng tôi nêu lên hai hệ thống đứt gãy chính sau đây:

II.2.2.1 Hệ thống đứt gãy cổ: có phương gần tây bắc - đông nam

- Đứt gãy F1: Đứt gãy F1 phân bố từ LK6 qua LK4 - TD1 - LK2 - LK2Ađến LK10, qua sông Bơn đến đầu mút phía đông tờ bản đồ tỷ lệ 1:10.000 Đứtgãy có dạng uốn lượn, chiều dài khoảng hơn 3 km Toàn bộ đứt gãy hầu như

bị phủ bởi lớp tàn tích, sườn tích hệ Đệ Tứ

Tại LK4 đã khoan qua phạm vi đới huỷ hoại của đứt gãy, đất đá lấy lên

bị vò nhàu vụn nát Từ độ sâu 62 đến 120 mét: gặp đá vôi bị phá hủy vỡ vụnnhiều

Tại lỗ khoan TD1 gặp ở độ sâu từ 70 đến 108m, mẫu đá bị nứt nẻ dập

vỡ nhiều

Tại LK 2A khoan qua đới huỷ hoại ở độ sâu 122 – 140m Dăm kết vôimàu đen, thành phần dăm là đá vôi sắc cạnh, đá bị vỡ vụn, có nhiều mạchthạch anh mỏng xuyên cắt

Tại LK10 đã khoan qua đới huỷ hoại của đứt gãy ở độ sâu 31 đến99,5m gồm dăm kết vôi màu xám xi măng đến xám trắng, dăm sắc cạnh, kíchthước thay đổi từ 0,1 đến 2cm Trong lớp này còn gặp đá phiến sét bị vò nhàu,huỷ hoại vụn nát với nhiều mạch thạch anh xuyên cắt

Ngoài các lỗ khoan nói trên chúng tôi còn bắt gặp đới phá huỷ kiến tạocùng các bãi thạch anh vỡ vụn nhiều kích thước: các tảng lớn thường pháttriển nhiều khe nứt chồng chéo ở các điểm lộ Mặt khác đứt gãy còn được xácđịnh dựa trên dị thường điện trở suất của tài liệu đo sâu điện địa vật lý

Đây là đứt gãy thuận có hướng cắm về phía đông bắc đến 80 – 85

- Đứt gãy F2: Phân bố phía tây nam bản đồ, theo hướng gần đông - tâyqua phía nam cầu Bơn đến bắc điểm cao 38,34 mét Đứt gãy có dạng uốnlượn thoải, chiều dài gần 4 km và bị phủ gần như hoàn toàn bởi trầm tích hệ

Đệ Tứ Qua tài liệu lộ trình địa chất, kết hợp với tài liệu đo sâu điện địa vật lýcho thấy đứt gãy có hướng kéo dài từ đông sang tây Toàn vùng đứt gãy nằmdọc miền có địa hình thấp, quan sát thực tế cho thấy nó là ranh giới chuyểntiếp giữa hai miền địa hình Phía nam đứt gãy là miền có địa hình cao tới 70 –

90 mét; phía bắc đứt gãy địa hình thấp hơn Tại các điểm lộ đất đá bị phá huỷ

vò nhàu mạnh mẽ, có nhiều mạch thạch anh xuyên cắt chồng chéo lên nhauvới chiều dày từ 15 đến 20 mét

Dựa vào cấu tạo địa chất chung của vùng đặc điểm hình thái địa mạo

dự đoán đứt gãy F2 là đứt gãy thuận có hướng cắm bắc với góc dốc từ 65 đến75

- Đứt gãy F3 nằm ở phía đông bắc bản đồ, kéo dài khoảng 1,5km Đứtgãy bị phủ gần hoàn toàn bởi các trầm tích Đệ Tứ Đứt gãy F3 là đứt gãythuận có hướng cắm phía đông bắc với góc dốc khoảng 75

II.2.2.2 Hệ thống đứt gãy trẻ trượt bằng trái có phương gần đông bắc tây nam, chúng đã làm dịch chuyển hệ thống đứt gãy có trước nó

Đứt gãy F4: Phân bố ở góc tây bắc bản đồ, đi theo hướng đông bắc tây nam qua Hồ Mỹ Khê Đứt gãy có dạng tuyến kéo dài, chiều dài khoảnggần 2 km Đứt gãy bị phủ hầu như hoàn toàn bởi các trầm tích Đệ Tứ bở rời.Đứt gãy F4 là đứt gãy thuận cắm về phía tây bắc với góc dốc 70 – 75

Đứt gãy F5: phân bố từ tây nam lên phía đông bắc đi qua LK5, TD2.Đứt gãy có dạng tuyến kéo dài, chiều dài khoảng gần 3 km Đứt gãy bị phủgần như hoàn toàn bởi lớp tàn tích, sườn tích hệ Đệ Tứ Qua tài liệu khảo sáttrên mặt và tài liệu đẳng nhiệt theo chiều sâu do đoàn địa chất 64 lập thì đứtgãy có phương kéo dài theo hướng đông bắc - tây nam Tại các điểm lộ trìnhkhảo sát phía tây nam bản đồ gặp các bãi thạch anh vỡ vụn, nhiều tảng lăn lớn

có nhiều khe nứt chằng chịt là dấu hiệu đứt gãy đi qua

Ngoài các dấu hiệu trên còn dựa vào đặc điểm hình thái của mặt địahình Dựa vào cấu tạo địa chất chung của vùng, vào đặc điểm hình thái địamạo dự đoán đứt gãy F5 là đứt gãy thuận cắm về phía tây bắc với góc dốc từ65 đến 75

- Đứt gãy F6: phân bố từ phía đông nam bản đồ, chạy dọc theo sông Bơnqua LK10 Đứt gãy có dạng tuyến kéo dài, chiều dài khoảng 2km Đứt gãyhầu hết bị lớp tàn tích, sườn tích, bồi tích hệ Đệ Tứ phủ kín Qua tài liệu lộtrình địa chất, tài liệu lỗ khoan khoan vào đới huỷ hoại, kết hợp với tài liệuđịa vật lí đo sâu điện đứt gãy có phương kéo dài đông bắc - tây nam

Quan sát thực tế cho thấy đây là thung lũng hẹp có phương gần nhưđông bắc - tây nam Phía đông nam và phía tây bắc địa hình cao hơn Mặt

khác trên sơ đồ địa vật lí cho thấy sự có mặt của dị thường thấp cùng phươngvới phương của đứt gãy.

Dựa vào các đặc điểm địa hình, địa mạo kết hợp với các tài liệu thuthập được, dự đoán đứt gãy F6 là đứt gãy thuận, có hướng cắm tây bắc vớigóc dốc 75

II.3 Lịch sử phát triển địa chất

Địa chất khu vực Ba Vì chịu ảnh hưởng chung của toàn khu vực sôngHồng Tuy nhiên, trong khu vực Ba Vì chỉ còn dấu hiệu của 2 giai đoạn pháttriển địa chất như sau:

- Giai đoạn Paleozoi muộn - Kainozoi sớm

- Giai đoạn tân kiến tạo

II.3.1 Giai đoạn Paleozoi muộn - Kainozoi sớm

Thời kỳ Paleozoi muộn - Mezozoi: thời kỳ này quá trình phát triển địachất diễn ra khá mạnh mẽ, các đứt gãy kiến tạo sâu hoạt động mạnh lên vàkèm theo phun trào mafic của hệ tầng Viên Nam (P3 vn) Hoạt động kiến tạocủa các đứt gãy sâu gây nên tính phân dị mạnh của các thành hệ phun trào vàtheo đó phun trào basalt, trung tính, axit thuộc hệ tầng Viên Nam tràn lên dọctheo các đứt gãy Sau giai đoạn phun trào tạo núi này là giai đoạn bóc mòntrầm tích do biển thoái phát triển Các thành tạo trầm tích lục nguyên xennguồn núi lửa của hệ tầng Cò Nòi (T1 cn) được tạo ra vào thời kỳ này ĐếnTrias giữa các trầm tích carbonat của hệ tầng Đồng Giao (T2a đg) phát triểnmạnh mẽ Sau đó biển tiến được lặp lại vào cuối kỳ Ladin, các trầm tích lụcnguyên của hệ tầng Sông Bôi (T2l-T3c sb) phát triển để đến cuối kỳ Carni khuvực tham gia vào quá trình tạo núi

Thời kỳ Mezozoi muộn - Kainozoi sớm (T3n-r - Paleocen): Đây chính

là thời kỳ nghịch đảo kiến tạo, tạo núi mạnh mẽ ở Việt Nam, chúng được bắtđầu từ sát trước Nori Đặc trưng cho thời kỳ này là các thành tạo molat trầmtích lục nguyên ven bờ và vùng vịnh chứa than Trong thời kỳ này, đáy biểnđược nâng dần lên, chế độ lục địa được thay thế dần chế độ biển, các vỉa thanđược hình thành ở nhiều khu vực như: Văn Lãng, Hà Nội, Hòa Bình… Đếncuối Reti khu vực được nâng lên hoàn toàn, chúng được thể hiện bằng sựvắng mặt của các trầm tích Jura - Creta

II.3.2 Giai đoạn tân kiến tạo (N - Q)

Thời kỳ đầu: Thời kỳ này bắt đầu từ Miocen đến Pliocen Đầu thời kỳnày hoạt động kiến tạo đứt gãy sâu phát triển mạnh trở lại gây lên sụt lún ởnhững vùng nằm gần đứt gãy Kết quả tạo nên các địa hào và vùng võngKainozoi, được lấp đầy bởi các trầm tích aluvi - deluvi - biển ven bờ thuộc hệtầng Vĩnh Bảo

Thời kỳ sau: Thời kỳ này bắt đầu từ cuối Pliocen cho đến nay Đây làthời kỳ nâng lên kèm theo các hoạt động xâm thực bóc mòn mạnh mẽ tạo nêncác trầm tích Đệ Tứ bở rời aluvi, eluvi, deluvi như ngày nay

CHƯƠNG III PHƯƠNG PHÁP VÀ KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC THĂM DÒ, THÍ NGHIỆM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN

III.1 Công tác thu thập tài liệu

III.1.1 Mục đích

- Tìm hiểu đặc điểm khí hậu, thủy văn khu thăm dò

- Tìm hiểu đặc điểm địa hình, cấu trúc địa chất, địa chất thủy văn khuthăm dò

III.1.2 Khối lượng và phương pháp đã tiến hành

Để tìm hiểu về đặc điểm khí tượng, thủy văn vùng thăm dò, chúng tôi đãtiến hành thu thập các tài liệu tại Trung tâm Tư liệu Khí tượng thủy văn Quốcgia thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường Tài liệu thu thập gồm: nhiệt độ, độẩm, lượng mưa, lượng bốc hơi Chúng tôi chỉ thu thập những tài liệu thuộc banăm gần đây là các năm 2007 – 2008 – 2009 Tài liệu thu được là những bản

in trên giấy do Trung tâm cấp cho chúng tôi

Để viết về địa chất, địa chất thủy văn, nước khoáng chúng tôi thu thậpcác tài liệu tại Lưu trữ Địa chất, gồm các báo cáo:

* Báo cáo Địa chất và Khoáng sản nhóm tờ Hà Nội tỉ lệ 1:50.000 do NgôQuang Toàn chủ biên năm 1994 Kí hiệu Bđ205

* Báo cáo tìm kiếm nước dưới đất vùng Ba Vì của Đoàn 64 do HoàngVăn Chức chủ biên năm 1984 Kí hiệu Nc57

* Báo cáo Địa chất thủy văn - địa chất công trình 1:50.000 thành phố HàNội do Trần Minh chủ biên năm 1993 Kí hiệu Nc180

* Báo cáo thăm dò sơ bộ nước khoáng vùng Ba Vì do Lương Văn Chiếnchủ biên năm 1987 Kí hiệu Nc115

* Báo cáo của đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước mã số 44-04-01-04 vớitên gọi “Nước khoáng Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam” kèm theo bản đồ

tỷ lệ 1:1.000.000 do Cao Thế Dũng chủ biên năm 1989 Kí hiệu Nc 150

Tài liệu thu được từ Lưu trữ Địa chất khá đa dạng: các bản đồ in trêngiấy croquit; các trang in trên giấy A4; đĩa CD ghi lại bản đồ và các trang bảnlời đã được scan vào máy vi tính

Ngoài những tài liệu lưu trữ, chúng tôi còn sử dụng những cuốn sách đã

in như:

* “Nước khoáng” của tác giả Cao Thế Dũng - tập VI của bộ sách

“Khoáng sản miền Bắc Việt Nam” xuất bản năm 1983

* “Danh bạ các nguồn nước khoáng và nước nóng Việt Nam” do TS VõCông Nghiệp chủ biên, Cục Địa chất và Khoáng sản xuất bản năm 1998

III.1.3 Kết quả

Các bản vẽ và bản lời thu được đều rõ ràng, sáng sủa, các số liệu vàđường nét rõ ràng, chính xác

Các tài liệu thu thập đảm bảo độ tin cậy, cho phép tham khảo để làmsáng tỏ điều kiện địa chất thủy văn cũng như cấu trúc địa chất khu thăm dò

III.2 Công tác lộ trình địa chất – địa chất thủy văn

Trong khu vực nghiên cứu, các thành tạo đá gốc bị phủ hầu như hoàntoàn bởi các thành tạo phong hóa, các trầm tích Đệ Tứ, các công trình xâydựng và hệ thực vật phong phú Chúng tôi dựa vào các điểm lộ như hố đào,các bờ sông suối, bờ ao hồ, giếng đào và các công trình khai đào nhân tạo để

mô tả

III.2.1 Mục đích

- Tìm hiểu, kiểm tra và xác định sự phân bố và các mối tương quangiữa các trầm tích trong vùng nghiên cứu cũng như ranh giới địa chất và cáchoạt động kiến tạo trong khu thăm dò

- Tìm hiểu sự phân bố, khoanh định các phân vị địa chất thủy văn lộ ratrong khu thăm dò

- Lập bản đồ địa chất - địa chất thủy văn mỏ nước khoáng Tản Đà, tỉ lệ1:10.000

III.2.2 Khối lượng và phương pháp tiến hành

Chúng tôi đã tiến hành đo vẽ địa chất, địa chất thủy văn tổng hợp vớikhối lượng 1,5 tháng/tổ quanh vị trí khu mỏ theo đúng đề án đã được phêduyệt Ngoài ra trong trong quá trình khoan thăm dò chúng tôi vẫn bố trí kiểmtra thêm những khu vực địa chất, địa chất thủy văn chưa được rõ ràng Chúngtôi đã bố trí các tuyến khảo sát theo đường mòn dân sinh và cắt ngang các cấutrúc địa chất, địa chất thủy văn Tại mỗi điểm khảo sát, chúng tôi đều mô tảthành phần thạch học, đặc điểm địa chất thủy văn và đo các thông số địa chấtthủy văn, thủy văn

Khối lượng công tác lộ trình địa chất được thể hiện trong bảng III.1

Bảng III.1: Kh i lối lượng đo vẽ tổng hợp ượng đo vẽ tổng hợpng o v t ng h pđ ẽ tổng hợp ổng hợp ợng đo vẽ tổng hợp

TT Tuyến khảosát khảo sátĐiểm Điểm đoGPS Ghi chú

1 Tuyến 1 13 12 Đi hướng đông bắc, xác định phân bố đứt gãy F4, F5

2 Tuyến 2 12 12 Đi hướng tây bắc, xác định các đứt gãy F1, F4

3 Tuyến 3 8 8 Vòng qua hồ Hang Hùm, xác định các đứt gãy F1, F6

4 Tuyến 4 4 3 Hướng tây nam, xác định F5

5 Tuyến 5 7 6 Hướng đông nam, xác định F1, F2, F6

6 Tuyến 6 4 4 Hướng đông bắc, tìm hiểu địa tầng và tìm mạch lộ nước và xác định F3

7 Tuyến 7 6 1 Hướng đông bắc, xác định F1, F4

8 Tuyến 8 8 8 Hướng nam xác định F2, F5.

9 Tuyến 9 14 14 Khảo sát dọc sông Dặt về hướng tây.

III.2.3 Kết quả

Qua việc thực hiện công tác khảo sát lộ trình địa chất - địa chất thủyvăn trong khu mỏ cho thấy:

- Về địa chất: Đã xác định tương đối đủ sự phân bố các thành tạo địachất, sự phân bố các trầm tích Đệ Tứ và trước Đệ Tứ, xác định được các quan

hệ địa tầng, nguồn gốc và thành phần thạch học của các trầm tích lộ trên mặt.Bằng các quan sát thực địa đã mô tả, phân loại được các dạng và nguồn gốcđịa hình theo hình thái địa mạo, bổ sung và chỉnh sửa bản đồ địa hình so vớithực địa Các khảo sát địa chất là tiền đề tạo điều kiện cho việc xác định vị tríkhoan trong công việc tìm kiếm nước khoáng cũng như nghiên cứu cấu trúcđịa chất

- Về địa chất thủy văn: Đã xác định được tương đối chính xác ranh giớicủa các tầng chứa nước lộ trên mặt Bằng các kết quả mô tả địa tầng và lấymẫu phân tích, đo chất lượng nước ngoài thực địa đã sơ bộ đánh giá được khảnăng chứa nước và chất lượng nước của các tầng chứa nước phía trên cùngtrong trầm tích Đệ Tứ và các trầm tích trước Đệ Tứ lộ ra trong vùng nghiêncứu Việc khảo sát địa chất thủy văn cũng là một tiền đề cho việc tìm kiếmnước khoáng (tổng độ khoáng hóa cao, nhiệt độ nước mặt nóng hơn nhiệt độkhông khí…)

Nói chung, công tác lộ trình khảo sát địa chất - địa chất thủy văn đã đạtđược yêu cầu đề ra của đề án Kết quả công tác lộ trình khảo sát địa chất - địachất thủy văn tạo tiền đề cho các công tác khảo sát thăm dò, tìm kiếm nướckhoáng trong khu vực nghiên cứu

III.3 Công tác trắc địa

III.3.1 Mục đích

Xác định tọa độ các điểm nghiên cứu địa chất, địa chất thủy văn thôngqua quá trình khảo sát nghiên cứu ngoài thực địa Các điểm nghiên cứu nàyđược đưa lên bản đồ thực tế thi công

III.3.2 Khối lượng và phương pháp đã tiến hành

III.3.2.1 Lưới khống chế mặt bằng

Để đo chuyền tọa độ về khu vực này chúng tôi thành lập một lưới khốngchế gồm 01 điểm địa chính cơ sở và 02 điểm GPS mới (Các điểm này đobằng công nghệ GPS) Tọa độ của các điểm này là hệ tọa độ nhà nước, lấyđiểm 103514 có tọa độ (X= 2334804,531m, Y = 541234,807m, H = 34,770m)với hệ tọa độ VN2000 kinh tuyến 105 múi 6 do Trung tâm Lưu trữ thuộc Cục

Đo đạc và Bản đồ Nhà nước cung cấp làm điểm gốc nhưng nay theo yêu cầuchính xác và thống nhất nên dùng hệ tọa độ VN2000 kinh tuyến 105 múi 3 .Chúng tôi dùng phần mềm GeoTools – version 1.2 để chuyển tọa độ mới củađiểm 103514 có tọa độ múi 3: (X = 2335505,253m, Y = 541247,182m, H =34,770m)

Các điểm GPS lập mới được đánh số hiệu như sau: GPS - 01; GPS - 02

Để đo tọa độ các điểm GPS chúng tôi sử dụng máy định vị Trimble - R3 do Mỹ sản xuất

Sau khi xử lý kết qủa đo GPS bằng phần mềm GPSurvey 2.35 cho kếtqủa như sau:

- Sai số vị trí điểm của đường chuyền hạng IV lớn nhất đạt 00mm tạiđiểm K1

III.3.2.2 Bảng kết quả toạ độ, độ cao các điểm GPS mới

Dưới đây là bảng kết quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai (Kinh tuyến trung ương: 105 múi chiếu 3, tỷ lệ chiếu m0= 0,9999)

Bảng III.2: Tọa độ các điểm GPS, múi chiếu 3

Chuyển sang kinh tuyến trung ương: 105 múi chiếu 6:

Bảng III.3: Tọa độ các điểm GPS, múi chiếu 6

- Sai số vị trí điểm bé nhất: 0,000 m; Điểm (103514)

- Sai số vị trí điểm lớn nhất: 0,001 m; Điểm (GPS-01)

III.3.2.3 Phát triển hệ đường chuyền cấp 2

Sau khi xây dựng xong 02 điểm GPS, chúng tôi tiến hành phát triểnxuống đường chuyền cấp 2

+ Chọn điểm:

Trên khu vực dự án, căm cứ thực địa, chúng tôi tiến hành chọn vị tríđiểm để được 14 vị trí phù hợp, ổn định, để đảm bảo việc dẫn chuyển tọa độvào từng vị trí dự án

+ Xây mốc và đo đạc:

Lưới đường chuyền cấp 2 được thiết kế bao gồm 14 điểm, được đánh số

từ DCII-01 đến DCII-02…… DCII-14 Các mốc này được đánh dấu dọc

theo đường dẫn vào khu đo vẽ bằng đinh ổn định

+ Định vị đo đạc vị trí công trình:

Từ các điểm đường chuyền cấp 2, chúng tôi tiến hành đo đạc 6 vị trí lấytọa độ và độ cao như bên dưới

III.3.3 Kết quả

Công tác trắc địa đã xác định được tọa độ và cao độ các điểm khoan, cáctrạm quan trắc đã thiết kế, từ đó định vị trí trên bản đồ một cách chính xác.Kết quả đó cũng giúp cho việc xác định phương dòng chảy của nước khoáng.Kết quả đo đạc được trình bày (trong các bảng sau)

Bảng III.4: Kết quả đo tọa độ các điểm nghiên cứu múi chiếu 3

Bảng III.5: Kết quả đo tọa độ các điểm nghiên cứu, múi chiếu 6

Kết quả chi tiết công tác trắc địa xin xem phụ lục số 3

Các bản đồ sử dụng trong báo có tỉ lệ 1:10.000 Nền địa hình lập trên cơ

sở phóng từ bản đồ địa hình tờ 1:50.000 (F-48-103-D) Hoàng xá do Cục Đođạc và Bản đồ xuất bản, có đối chiếu với bản đồ địa hình của Báo cáo thăm

dò sơ bộ nước khoáng vùng Ba Vì, Hà Nội Một số điểm địa hình đặc biệtđược kiểm tra thực địa bằng GPS cầm tay, đảm bảo phù hợp Nền địa hìnhnhư vậy đủ đảm bảo cho công tác thăm dò nước khoáng với 2 lỗ khoan có vịtrí cố định

III.4 Công tác địa vật lý

III.4.2 Phương pháp và khối lượng

Để đạt được mục đích trên, chúng tôi đã tiến hành đo theo 3 phươngpháp:

III.4.2.1 Phương pháp mặt cắt điện trở:

Phương pháp khảo sát cho phép xác định điện trở suất của các lớp đất

đá theo những tuyến vạch sẵn ứng với khoảng độ sâu nhất định trước Tham

số điện trở của phương pháp này khá nhạy cảm với các đới chứa nước ngầm.Các đới đá dập vỡ, đứt gãy, nứt nẻ thường trở thành các kênh dẫn nước ngầm,được đặc trưng với điện trở suất thấp

Hệ cực sử dụng tại đây là hệ 4 cực đối xứng với các cự ly như sau:

AB = 120m; MN = 20m; d = 10m

Trong đó: AB - là khoảng cách giữa 2 cực phát

MN - là khoảng cách giữa 2 cực thu

d - là khoảng cách giữa các điểm đo, còn gọi là bước đo

Hệ thiết bị đo đạc được thiết kế là hệ đo đối xứng 4 cực kiểu Vecne Slumbecze như hình vẽ dưới đây:

-Ampe kÕ

Volt kÕ

Hình III.1: Sơ đồ phương pháp đo mặt cắt điện trở

Dòng điện một chiều được phát xuống đất thông qua 2 cực phát A và B

Đo cường độ dòng điện qua A và B đồng thời đo hiệu điện thế thu được giữa

2 cực M và N Điện trở suất biểu kiến và độ phân cực biểu kiến được xác địnhtheo công thức:

rk=k.DU1/I Trong đó:

rk - điện trở suất biểu kiến của đất đá (Wm)

k - Hệ số thiết bị

I - Cường độ dòng điện trong mạch phát AB (mV)

DU1 - Hiệu điện thế giữa 2 cực MN (mA), thu được khi đang phátdòng

Máy đo là máy TD - 2000 hiện số, có độ nhạy và độ chính xác cao

Nguồn điện phát thăm dò là máy phát K - 100

Tài liệu của phương pháp mặt cắt điện trở sẽ được thể hiện dưới dạng đồthị theo tuyến đo, sau đó liên kết tài liệu giữa các tuyến trong vùng lập thànhbản đồ đẳng trị điện trở suất biểu kiến Nghiên cứu bản đồ này có thể nhận ra

sự phân bố theo diện của các dị thường điện trở suất liên quan đến đối tượngchứa nước ngầm Đó chính là những nơi cần tập trung phương pháp đo sâu đểlàm chi tiết hoá các đối tượng này

III.4.2.2 Phương pháp đo sâu đối xứng và đo sâu phân cực

Đây là phương pháp nghiên cứu sự biến đổi điện trở suất và hệ số phâncực của đất đá theo chiều sâu tại từng vị trí đo, từ đó xác định được độ sâu và

bề dày của các lớp đất đá do chúng có các thông số điện trở suất và hệ sốphân cực của đất đá khác nhau Khi càng mở rộng kích thước mạch phát AB

ta càng nghiên cứu được các lớp đất đá ở dưới sâu hơn:

- Giá trị điện trở suất thấp sẽ giúp phân biệt đới đá dập vỡ, nứt nẻ, hanghốc với đá gốc liền khối rắn chắc có điện trở suất cao theo mặt cắt

- Giá trị phân cực thấp sẽ giúp ta phân biệt giữa nước ngọt với nước bịnhiễm mặn hoặc bùn sét có độ phân cực cao hơn vài lần

Phương pháp đo sâu đối xứng khác với đo sâu phân cực ở chỗ trong đosâu đối xứng chúng ta không thu thập và phân tích các số liệu về độ phân cựccòn hệ thiết bị tương tự nhau

Sơ đồ đo trong phương pháp đo sâu tương tự như khi đo với phươngpháp mặt cắt, chỉ khác là điểm đo không dịch chuyển, mà dịch chuyển cự lycác cực phát tăng dần lên Cự ly thiết bị đo sâu lớn nhất (ABmax) thực hiện tạikhu vực nghiên cứu là 300 m Thiết bị này cho phép chúng ta nghiên cứu đến

I - Cường độ dòng điện trong mạch phát AB (mA)

DU1 - Hiệu điện thế giữa 2 cực MN (mV), thu được khi đang phátdòng DU2 - Hiệu điện thế giữa 2 cực MN (mV), thu được sau khi ngắt dòng.Máy đo là máy DWJ - 2 hiện số, có độ nhạy và độ chính xác cao

Nguồn điện phát thăm dò gồm: máy phát điện HONDA 2.5KVA, bộbiến thế – nắn dòng một chiều và máy phát xung ra điện thế một chiều từ 20đến 600V Với nhiều điểm đo sâu trên 1 tuyến ta có thể lập được mặt cắt địađiện trên tuyến đó, qua đó theo dõi sự biến đổi điện trở suất, độ phân cực vàđới chứa nước ngầm theo chiều sâu

Tài liệu đo sâu điện trở được xử lý - phân tích định tính và định lượngbằng chương trình SURFER7, RES1D và RES2D, qua đó dự báo chiều sâu vàchiều dày của các tầng chứa nước

III.4.2.3 Khối lượng địa vật lý

Khối lượng của các phương pháp đo địa vật lý được thống kê trong bảngIII.6 như sau:

Bảng III.6: Kh i l ối lượng đo vẽ tổng hợp ượng đo vẽ tổng hợp ng công tác địa vật lý ật lý a v t lý

Tuyến Mặt cắt điện Đo sâu đốixứng Đo sâu phâncực

Chiều dài,m Số điểm đo

III.4.3 Kết quả

Kết quả công tác địa vật lý thể hiện ở hai mặt:

- Các mặt cắt điện đã giúp chúng tôi lựa chọn được một số vị trí dịthường để tiến hành đo sâu Đồng thời chúng cũng giúp chúng tôi xác địnhđược sự có mặt và vị trí trên bình đồ của đới đứt gãy chứa nước khoáng F1

- Hai điểm đo sâu có triển vọng nhất đã được tiến hành khoan, đó là hailỗ khoan TD1 và TD2 Cả hai điểm đều gặp được nước dưới đất có thể sửdụng khai thác được: lỗ khoan TD1 gặp nước khoáng với lưu lượng lớn, đápứng yêu cầu đề ra ban đầu của chủ đầu tư; lỗ khoan TD2 tuy không gặp nướckhoáng như kỳ vọng ban đầu nhưng đã gặp nước nhạt có thể khai thác phục

vụ nhu cầu sử dụng của chủ đầu tư và thực tế đã được chủ đầu tư kết cấuthành giếng khoan khai thác nước sinh hoạt Kết quả chi tiết công tác địa vật

lý xin xem trong phụ lục số 4

III.5 Công tác khoan

III.5.1 Mục đích

Công tác khoan được tiến hành nhằm:

- Xác định thành phần thạch học của các đá trong cấu trúc địa chất.Nghiên cứu các hoạt động kiến tạo xảy ra trong vùng

- Tạo ra công trình để tiến hành thí nghiệm thủy động lực, thủy địa hóanhằm đánh giá trữ lượng khai thác nước khoáng và đánh giá đặc điểm địa chấtthủy văn của khu thăm dò

III.5.2 Phương pháp khoan

Chúng tôi dùng phương pháp khoan xoay lấy mẫu Loại máy dùng

khoan thăm dò là máy XY - 2B của Trùng Khánh Trung Quốc sản xuất, chiềusâu khoan thăm dò D76 lên tới 500m; đường kính khoan D150: 250m Tốc độđầu quay phải của máy khoan gồm 8 tốc độ quay từ 65 vòng/phút đến 1.172vòng/phút Tuy nhiên, khi khoan trong đất đá có độ cứng yếu thì chúng tôichạy với tốc độ quay vừa phải nhằm tránh phá mẫu và khi khoan trong đất đácứng chúng tôi khoan với tốc độ trung bình và dùng tăng tải bằng hệ thốngthủy lực của máy.

Khi khoan đất đá bở rời ở phía trên chúng tôi dùng dung dịch bentonit,với các thông số chính của dung dịch sét:

Khi khoan vào tầng chứa nước, chúng tôi dùng nước của lỗ khoan(dùng máy nén khí hút nước và hút mùn khoan) làm dung dịch khoan nhằmkhông làm biến đổi chất lượng nước của tầng chứa nước

Trong quá trình khoan thăm dò, chúng tôi luôn theo dõi sự biến độngmực nước trong lỗ khoan và mô tả độ dập vỡ của đất đá, khi gặp tầng chứanước thì phải bơm thử xác định nước khoáng, nước ngọt Khi gặp tầng chứanước, lỗ khoan được doa rộng đường kính và kết cấu chống ống và thổi rửasạch tầng chứa nước (các đoạn ống lọc) và bơm thí nghiệm, đánh giá trữlượng tầng chứa nước

III.5.3 Khối lượng

Theo giấy phép thăm dò, khối lượng khoan thăm dò là 02 lỗ khoanmang số hiệu TD1 (175m) và TD2 (175m) Tuy nhiên trong thực tế, căn cứvào mẫu lõi khoan chúng tôi chỉ khoan thăm dò hết tầng chứa nước vào đáliền khối 3 - 5m thì dừng lại Chính vì vậy tại lỗ khoan TD1 chúng khoan đếnchiều sâu 120,5m; tại lỗ khoan TD2 khoan đến chiều sâu 124m thì dừng lại.Khối lượng giảm 105,5m

III.5.4 Kết quả

Sau khi thu thập tài liệu, khảo sát lộ trình và khảo sát địa vật lý, chúng

tụi đó xỏc định hai vị trớ khoan mang số hiệu TD1 và TD2.

Kết quả khoan tại lụ̃ khoan TD1 gặp nước khoỏng ở chiều sõu 43,4m.Phần trờn từ 0 đến 29m là trầm tớch phiến sột, bột kết chứa sột than gắn kếtyếu và bờn dưới là đỏ vụi nhiều chụ̃ đỏ bị dập vỡ, nứt nẻ nhiều Tỷ lệ lấy mẫuđạt khoảng 68%

Kết quả khoan tại lụ̃ khoan TD2 gặp nước ngọt ở chiều sõu 46,5m.Phần trờn từ 0 đến 33,5m là đỏ bị phong húa nhiều và bờn dưới là đỏ dacit,ryodacit, andesit, andesit basalt nhiều chụ̃ đỏ bị dập vỡ, nứt nẻ nhiều Tỷ lệlấy mẫu đạt khoảng 69%

Kết cấu giếng khoan xem hỡnh III.2, III.3

Mô tả đất đá

Cột địa tầng Chiều sâu

chân lớp

(m)

Chiều dày

lớp (m)

Ghi chú kết cấu giếng khoan

Tuổi địa chất

Đá vôi màu xám, xen kẹp sét than từ 29m đến 35m Đá vôi xám có nhiều mạch canxit xuyên cắt, đôi chỗ đá dập vỡ, gặp n ớc khoáng ở 43,4m.

73 76

88 91

ống chống D168

ống lọc D127

127 168

ống chống D127

o

22

Đá vôi màu xám sáng dập vỡ, nứt nẻ Đá có nhiều hạt tinh thể can xít nằm trong các hốc đá bị gặm mòn từ 110m trở xuống đá

cứng rắn, ít nứt nẻ Gặp hang từ 107,6 đến 108,1m.

Hình III.2: Cụ̣t địa tầng và kờ́t cấu giờ́ng khoan thăm dò TD1

Mô tả đất đá

tầng chân lớp

(m)

lớp (m)

Ghi chú kết cấu giếng khoan

Đất trồng nâu đỏ sét, sạn, sỏi nhỏ ( từ 0 đến 0,5m).

ống chống D146

ống chống D76

114 146

ống chống D114

112

118 124

ống lọc D114

ống lọc D76

14,5

Đá phun trào phong hóa, mẫu vụn.

Thạch anh ám khói chứa pyrit, mẫu vỡ vụn từ 13,5 đến 17m.

Đá phun trào dacit bị phiến lục hóa, chứa nhiều pyrit, mẫu bị vỡ vụn.

Đá phun trào dacit màu xám, xám lục chứa pyrit, mẫu dạng thỏi ngắn.

Bắt đầu hao n ớc từ 40,6m.

Mất n ớc theo đợt từ 46,5m (mất n ớc sau 5 -10 phút n ớc lại tràn miệng lỗ khoan).

60

26,5

Đá phun trào ryodacit màu xám, xám lục chứa pyrit, mẫu dạng thỏi.

Khoan mất n ớc hoàn toàn từ 64m.

Đá phun trào andesit basalt màu xám, xám lục, nứt nẻ, mẫu dạng thỏi.

P vn3

Tọa độ VN2000 múi 6 : X: 2333837,11 Y: 0543498,695 Z:33,093

o

Đá phun trào andesit màu xám, xám lục, dập vỡ, nứt nẻ, phía

d ới nứt nẻ ít, mẫu dạng thỏi dài.

Hình III.3: Cụ̣t địa tầng và kờ́t cấu giờ́ng khoan thăm dò TD2

III.6 Cụng tỏc bơm nước thớ nghiệm và bơm khai thỏc thử

III.6.1 Mục đớch

- Đỏnh giỏ trữ lượng của đới chứa nước khoỏng thụng qua giỏ trị lưulượng (Q) và tỷ lưu lượng (q), cũng như cỏc thụng số ĐCTV của đới chứanước khoỏng

- Xỏc định mối quan hệ giữa lưu lượng (Q) và trị số hạ thấp mực nước(S)

- Đỏnh giỏ lưu lượng cú khả năng khai thỏc của LKTD1, đụ̀ng thời xỏcđịnh quy luật hạ thấp mực nước theo thời gian S = f(t)

- Đỏnh giỏ ảnh hưởng của việc khai thỏc tại lụ̃ khoan TD1 tới lụ̃ khoan 2của Cụng đoàn đó được cấp phộp khai thỏc

- Kết hợp với cụng tỏc lấy mẫu phõn tớch nước để tỡm quy luật thay đụ̉ichất lượng nước khi trị số hạ thấp mực nước thay đụ̉i cũng như khi kộo dàithời gian khai thỏc

- Đánh giá độ giàu nước và thông số địa chất thủy văn của tầng chứanước tại lỗ khoan TD2.

III.6.2 Khối lượng và phương pháp đã tiến hành

III.6.2.1 Bơm rửa

Các lỗ khoan sau khi chống ống đã được bơm rửa sạch Máy bơm sửdụng là loại máy nén khí Airman PDS90 do Nhật sản xuất, áp suất 8atm, lưulượng khí 240m3/h Ống dẫn khí nén kéo dạo lên xuống ở các đoạn ống lọc.Thời gian kéo dài bơm rửa là 3 ca máy, nước thổi lên đã hoàn toàn trong suốt,lượng cặn nhỏ hơn 5g/m3

III.6.2.2 Bơm thí nghiệm

Để đảm bảo giữ được chất lượng nước khoáng trong quá trình bơm,chúng tôi tiến hành bơm nước hoàn toàn bằng máy bơm thả chìm Chúng tôitiến hành bơm hạ thấp 3 đợt Hai đợt đầu bơm bằng máy bơm chìm Pentax

mã hiệu 6S70-3 có công suất 7,5kW, lưu lượng tối đa 66m3/h Đợt III và đợtkhai thác thử bơm bằng máy bơm Pentax mã hiệu 4St14-8 có công suất1,5kW, lưu lượng tối đa 13m3/h

Trước khi bơm thí nghiệm chính thức, chúng tôi tiến hành bơm thử mộtđợt với công suất và lưu lượng tối đa của máy bơm Khi kéo dài được 8,25 camáy, chúng tôi nhận thấy mực nước động không có xu hướng ổn định nêndừng bơm để chuyển sang bơm chính thức với lưu lượng hợp lý hơn Đợt này

kí hiệu là DIa

Trong quá trình bơm thí nghiệm, hai lỗ khoan khai thác trong vùng vẫnhoạt động đều đặn hàng ngày, nên gây khó khăn rất nhiều cho chúng tôi Mỗikhi lỗ khoan 4D/71 (lỗ khoan Trại thỏ) hoạt động thì mực nước động tại lỗkhoan TD1 lại bị hạ thấp xuống Để loại trừ được ảnh hưởng của các lỗ khoankhai thác đó, chúng tôi áp dụng hai biện pháp sau:

- Một là các đợt thí nghiệm đều bắt đầu vào lúc chiều tối, khi mà hai lỗkhoan đó đã ngừng hoạt động được 3 – 4 tiếng Số liệu hạ thấp của cả đêmhôm đó cho phép ta lập được đồ thị để tính thông số Km, a

- Hai là chúng tôi chọn thời gian ổn định Hđ và Q vào đêm trước khingừng bơm, trước khi lỗ khoan 4D/71 hút vào sáng hôm sau Như vậy thờigian bơm mỗi đợt vẫn đủ 9 ca và thời gian ổn định vẫn đủ 8 tiếng, mặc dù nếukhông bị ảnh hưởng thì thời gian ổn định đã có thể kéo dài đến vài chục tiếng.Với lỗ khoan nước nhạt TD2 chúng tôi tiến hành bơm thí nghiệm mộtđợt hạ thấp với thời gian kéo dài đủ 9 ca máy Chừng ấy đủ để đánh giá độgiàu nước và tính toán thông số địa chất thủy văn của tầng chứa nước

Kết quả bơm thí nghiệm được trình bày trong bảng III.7

III.6.2.3 Bơm khai thác thử

Việc bơm khai thác thử được tiến hành bằng máy bơm chìm công suất1,5kW Thời gian bơm kéo dài 31 ngày Lưu lượng bơm khai thác thử tươngđương với lưu lượng thí nghiệm đợt III Việc lựa chọn công suất máy bơmcăn cứ vào mục tiêu trữ lượng do chủ đầu tư nêu ra (theo Đ15 Quy phạm sửdụng phân cấp trữ lượng khai thác nước dưới đất) Do lỗ khoan quá giàu nướcnên mặc dù lưu lượng bơm đã vượt quá mục tiêu trữ lượng 70% nhưng trị số

hạ thấp cũng chỉ đạt 0,3m

Kết quả bơm khai thác thử cũng được trình bày trong bảng III.7

III.6.2.4 Bơm thí nghiệm “tận dụng” tại lỗ khoan 4D/71

Khi tiến hành thăm dò, chủ đầu tư có đề nghị với Trại thỏ cho bơm thínghiệm lại tại lỗ khoan 4D/71 để thu được các thông số, hỗ trợ cho công tácthăm dò, nhưng Lãnh đạo Trại thỏ không chấp nhận vì e ngại lỗ khoan đã cũ,

dễ xảy ra sự cố hỏng lỗ khoan Tuy nhiên chúng tôi đã tận dụng được mộtbuổi bơm nước của Trại thỏ, đo đạc các tham số như mực nước động, lưulượng bơm nước Kết quả thu được giúp chúng tôi tính toán thêm được thông

số địa chất thủy văn của đới chứa nước khoáng Điều thú vị là thông số thuđược từ lỗ khoan 4D/71 khá phù hợp với thông số thu được từ lỗ khoan TD1.Điều đó cho phép chúng ta yên tâm với những kết quả thông số thu được từ lỗkhoan TD1 để phục vụ việc tính toán trữ lượng

III.6.3 Kết quả

Kết quả của các đợt bơm thí nghiệm và bơm khai thác thử được trình bàytrong bảng 3.7

Bảng III.7: K t qu b m thí nghi m ết quả bơm thí nghiệm ả bơm thí nghiệm ơm thí nghiệm ệm

Việc đo hồi phục cũng gặp khó khăn như vậy nên rất khó để đạt đượchồi phục hoàn toàn Riêng đợt Ia chúng tôi đã kéo dài thời gian theo dõi hồiphục tới 127 tiếng nên đã ghi nhận được sự hồi phục hoàn toàn, làm cơ sở choviệc tính trữ lượng động tự nhiên của khu mỏ

Tóm lại tài liệu hút nước thí nghiệm đủ tin cậy để đánh giá trữ lượngkhai thác của mỏ nước khoáng Tản Đà và đánh giá khả năng cung cấp nướcsinh hoạt phục vụ cho khu du lịch Tản Đà.

III.7 Công tác nghiên cứu chất lượng nước

- Đánh giá sự thay đổi chất lượng nước khoáng theo thời gian bơm khaithác và theo chu kì khí tượng

III.7.2 Khối lượng và phương pháp đã tiến hành

Mẫu nước được lấy vào thời điểm nước vận động đến lỗ khoan đạttrạng thái ổn định khi bơm thí nghiệm (thường là cuối đợt bơm thí nghiệm) vàbơm khai thác thử vào ngày thứ 2; 15; 30 sau khi bắt đầu bơm khai thác thử.Mẫu quan trắc được lấy vào nửa cuối mùa khô và giữa mùa mưa

Theo chỉ tiêu yêu cầu phân tích, các loại mẫu nước được phân ra 5 loại:+ Mẫu đa lượng (mẫu toàn phần): Các chỉ tiêu phân tích gồm: pH, Na,

K, Ca, Mg, Fe, HCO3, SO4, Cl, CO3, tổng độ cứng, mầu sắc, mùi vị Sắt được

cố định riêng bằng cách acid hóa mẫu nước để giữ cho sắt hóa trị 2 không bịkết tủa

+ Mẫu vi lượng: Phân tích các chỉ tiêu nước khoáng thiên nhiên đóngchai theo tiêu chuẩn TCVN6213:2004, gồm: Sb, As, Ba, B, Cd, Cr, Cu, CN,

F, Pb, Mn, Hg, Ni, Se, dầu khoáng, PAH, chất hoạt động bề mặt

+ Mẫu định danh: Căn cứ vào môi trường thủy địa hóa của tầng chứanước khoáng, chúng tôi phân tích các chỉ tiêu gồm: H2S, Br, I, H2SiO3, F-,Li,

Ra, Rn, TDS

+ Mẫu nhiễm bẩn: Phân tích các chỉ tiêu gồm: NO2, NO3, NH4, thuốctrừ sâu

Các loại mẫu nói trên (ngoại trừ Ra và Rn) được lấy bằng can nhựa mới

đã được rửa sạch, trước khi lấy mẫu được súc rửa lại bằng nước khoáng tạichỗ 3 - 4 lần Can mẫu có dung tích 3lít, trên can có ghi số hiệu mẫu, ngày lấymẫu

Các mẫu được bảo quản cẩn thận và gửi đến Phòng phân tích tại ViệnCông nghệ Môi trường - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Chúng tôi đã lấy mẫu kiểm tra để đánh giá độ tin cậy của Phòng thí

nghiệm Mẫu kiểm tra mang số hiệu KT3 lấy vào cuối giai đoạn bơm khaithác thử Kết quả phân tích kiểm tra nêu trong bảng III.8.

Qua bảng này ta thấy ngoại trừ Mn có sai số 5% còn các chỉ tiêu khác cósai số chỉ bằng 0 và xấp xỉ quanh 1% Các sai số đó là rất nhỏ so với sai sốcho phép Điều đó nói lên kết quả phân tích là đáng tin cậy, cho phép ta sửdụng để đánh giá trữ lượng mỏ nước khoáng

Bảng III.8: K t qu phân tích ki m traết quả bơm thí nghiệm ả bơm thí nghiệm ểm góc

TT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị

KT3

KT4 Sai số 6/9/2010 6/9/2010

+ Mẫu phân tích radon và radi do Trung tâm an toàn bức xạ hạt nhân (BộKhoa học và Công nghệ) thực hiện Mẫu được đo bằng máy RAD-7 tại thựcđịa, phép đo được lặp lại 3 lần, lấy giá trị trung bình Kết quả đo đảm bảo độchính xác cần thiết

Khối lượng mẫu gồm 57 mẫu được thống kê trong bảng III.9

Trong bảng, con số ở tử số là số lượng dự kiến còn con số ở mẫu số làkhối lượng đã thực hiện

Bảng III.9: Kh i lối lượng đo vẽ tổng hợp ượng đo vẽ tổng hợpng m u phõn tớch ó th c hi nẫu phõn tớch đó thực hiện đ ực hiện ệm

địa điểm và thời điểm

lấy mẫu

Loại mẫuToàn

phần Vi lợng Địnhdanh Nhiễmbẩn Vi sinh

Mẫu kiểm tra ngoại bộ 1/0

Ngoài ra cũn cú 3 mẫu sắt chuyờn mụn được lấy, như vậy tụ̉ng số mẫu

đó thực hiện là 57 mẫu cỏc loại, nhiều hơn đề ỏn 3 mẫu

III.7.3 Kờ́t quả

Kết quả phõn tớch bảo đảm độ tin cậy và đạt tiờu chuõ̉n nước ăn uốngtheo TCVN1329/2002/BYT/QĐ của Bộ y tế ngày 18 thỏng 4 năm 2004, vàtiờu chuõ̉n về nước khoỏng thiờn nhiờn đúng chai theo TCVN6213/2004.Cỏc kết quả phõn tớch sẽ được trỡnh bày chi tiết trong chương V

III.8 Cụng tỏc quan trắc động thỏi

- Đỏnh giỏ sự ụ̉n định của mỏ nước khoỏng trong quỏ trỡnh khai thỏc

III.8.2 Khụ́i lượng và phương phỏp đã tiờ́n hành

Chỳng tụi đó tiến hành quan trắc tại 5 trạm, bao gụ̀m: 2 trạm quan trắcnước khoỏng; 2 trạm quan trắc nước ngầm; 1 trạm quan trắc nước mặt

Trạm quan trắc nước khoỏng đặt tại cỏc lụ̃ khoan TD1 và LK2

Trạm quan trắc nước ngầm đặt tại 2 giếng đào của khu du lịch và nhàdõn

Trạm quan trắc nước mặt đặt tại sụng Dặt, chụ̃ chảy qua khu du lịch.Tại cỏc trạm quan trắc đó tiến hành đo mực nước với chu kỡ 5 ngày/lần.Cỏc lụ̃ khoan nước khoỏng bị giỏn đoạn quan trắc trong thời gian lụ̃ khoanTD1 tiến hành bơm thớ nghiệm và khai thỏc thử

Đó cú 4 trạm quan trắc được lấy mẫu theo mựa gụ̀m: LK2, TD1, giếng

đào nhà ông Lải và trạm sông Dặt.

III.8.3 Kết quả

Tài liệu quan trắc đủ một chu kì khí tượng thủy văn, từ ngày 5 tháng 9năm 2009 đến 25 tháng 10 năm 2010

Tài liệu đủ để đánh giá biến động mực nước cũng như thành phần hóahọc, vi sinh theo mùa của các đối tượng nghiên cứu

Tài liệu cũng giúp cho việc lựa chọn mực nước hạ thấp cho phép tại hailỗ khoan khai thác nước khoáng TD1 và LK2 phục vụ việc tính trữ lượng củalỗ khoan TD1 và tính toán ảnh hưởng khi khai thác hai lỗ khoan TD1 và LK2

III.9 Công tác chỉnh lý tài liệu, lập báo cáo thăm dò

III.9.1 Mục đích

- Hệ thống hóa tài liệu đã thu thập, xác định các đại lượng đặc trưng chođiều kiện khí hậu, địa chất, địa chất thủy văn khu thăm dò

- Hệ thống hóa tài liệu kết cấu lỗ khoan thăm dò

- Xác định các thông số địa chất thủy văn của các đơn vị chứa nước trên

cơ sở kết quả bơm nước thí nghiệm

- Hệ thống hóa tài liệu phân tích thành phần hóa học và vi sinh

- Lập báo cáo kết quả thăm dò, đánh giá trữ lượng nước khoáng

III.9.2 Khối lượng và phương pháp đã tiến hành

- Hệ thống hóa tài liệu địa chất, địa chất thủy văn từ các tài liệu thamkhảo, tài liệu lưu trữ và khảo sát thực tế tại hiện trường liên quan đến khu mỏ

- Chỉnh lý tài liệu khí tượng, thủy văn thu thập được

- Chỉnh lý tài liệu bơm nước thí nghiệm và khai thác thử tại chùm lỗkhoan TD1, TD2, 4D/71

- Chỉnh lý tài liệu phân tích thành phần hóa học và vi sinh của nướctrong quá trình thực hiện đề án

- Chỉnh lý tài liệu quan trắc động thái tại 5 trạm

- Chỉnh lý tài liệu trắc địa và đưa lên bản đồ

- Đánh giá trữ lượng khai thác nước khoáng

- Viết báo cáo kết quả thăm dò mỏ nước khoáng

- Thành lập bản đồ địa chất 1:10.000, bản đồ địa chất thủy văn khuthăm dò, tỉ lệ 1:10.000

III.9.3 Kết quả

Trên cơ sở chỉnh lý tài liệu thăm dò đã lập được “Báo cáo kết quả thăm

dò mỏ nước khoáng Tản Đà, Hà Nội” theo quy định của Văn phòng Hội đồngĐánh giá Trữ lượng Khoáng sản Nhà nước.

Kèm theo báo cáo còn có các phụ lục, biểu bảng và các bản vẽ

Tóm lại, khối lượng các công tác đã triển khai về cơ bản theo đúng đề áncũng như giấy phép thăm dò Số liệu địa chất, địa chất thủy văn đủ tin cậydùng để tính toán trữ lượng và chất lượng nước khoáng, đảm bảo chất lượngnghiên cứu Bảng III.10 dưới đây trình bày tổng hợp khối lượng các công tác

đã được tiến hành và so sánh với khối lượng đã được duyệt trong đề án thămdò

Bảng III.10: Kh i lối lượng đo vẽ tổng hợp ượng đo vẽ tổng hợpng th m dò ã th c hi năm dò đã thực hiện đ ực hiện ệm

KHỐI LƯỢNG THỰC HIỆN

KHỐI LƯỢNG THEO GIẤY PHÉP

2 Lộ trình khái quát ĐC-ĐCTV tháng tổ 1,5 2

- điểm đường chuyền điểm 21

- điểm khống chế kỹ thuật điểm 6

4 Công tác địa vật lý : - đo mặt cắt điểm 311

- đo sâu điểm 38

9 Phân tích mẫu, gồm

e Đo tham số nước khoáng tại thực

địa

CHƯƠNG IV ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN KHU THĂM DÒ

Căn cứ vào cấu trúc địa chất, đặc điểm thạch học, kết quả khoan, bơmthí nghiệm và tham khảo các báo cáo cũ, chúng tôi phân chia ra 5 đơn vị chứanước và 01 lớp cách nước trong khu vực thăm dò như dưới đây

IV.1 Phức hệ chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Đệ Tứ

Trầm tích hệ Đệ Tứ không phân chia có nhiều nguồn gốc khác nhau: tàntích, sườn tích phủ hầu hết diện tích vùng nghiên cứu và bồi tích sông Chúngtôi chỉ khoanh và thể hiện (ed) khi đạt chiều dày ≥ 5 mét

Trầm tích (edQ) phủ lên các trầm tích hệ tầng Viên Nam, Sông Bôi,Vĩnh Bảo thường phân bố trên các dải đồi sườn thoải, với độ dày không lớn.Tại lỗ khoan 2, lỗ khoan 5 dày 9m, trung bình lỗ khoan 8 dày 5,0 mét, mỏngnhất lỗ khoan 9 dày 1,0 mét

Thành phần thạch học chủ yếu là sét màu nâu đỏ lẫn sạn, sỏi laterit vàmảnh vụn đá gốc, xuống sâu là sét lẫn sạn sỏi, thạch anh, đá phiến, đá phuntrào basalt Nơi địa hình thấp trên mặt tạo thành mũ sắt hoặc dạng kết vónlaterit

Trầm tích (aQ) trong vùng phân bố trên một diện tích hẹp nó là bồi tíchthuộc thềm sông Bơn phía đông vùng nghiên cứu với diện tích khoảng2,5km2 Thành phần gồm: cuội, sạn, sỏi, cát, kết cấu rời rạc với thành phầnthạch học đa dạng gồm: thạch anh, đá phun trào basalt (LK10) và các đáphiến, bột kết, cát kết trong hệ tầng Viên Nam, Sông Bôi, Vĩnh Bảo vậnchuyển đến; kích thước hạt đa dạng, độ mài tròn kém Phía trên là cát và sétpha cát chứa vật chất hữu cơ Chiều dày 3 - 7 mét

Tài liệu nghiên cứu giếng ông Lải nằm gần lỗ khoan TD1 cho thấy:giếng đào trong lớp tàn tích - sườn tích của đất đá hệ tầng Sông Bôi Mựcnước dao động hàng năm từ 1,44 đến 2,95 mét Biên độ dao động năm là1,54m Nước bị nhiễm bẩn vi sinh Mùa khô lượng E coli là 38 MPN/250ml,sang mùa mưa tăng lêm 75 MPN/250ml

Thành phần hóa học có sự biến đổi khá thú vị Mùa khô nước có độtổng khoáng hóa nhỏ và kiểu nước hỗn hợp bicarbonat-sunfat-clorur calci-magne Sang mùa mưa độ tổng khoáng hóa tăng lên rõ rệt và kiểu nướcchuyển sang sunfat - bicarbonat calci

Công thức Kurlov dưới đây chứng minh cho điều đó:

Mẫu lấy vào mùa khô (25/12/2009): 0 , 16 33856 43641 26

Mg Ca

Cl SO HCO

M

Mẫu lấy vào mùa mưa (5/7/2010):

81

31 63

51 ,

Ca

HCO SO

M

Chúng tôi cho rằng sang mùa mưa, nước khoáng dâng lên và xâm nhậpvào các tầng chứa nước bên trên, trong đó có phức hệ Đệ Tứ, khiến cho thànhphần hóa học nước nhạt bị ảnh hưởng của nước khoáng rõ rệt.

Phức hệ chứa nước này có chiều dày mỏng, mức độ chứa nước khôngcao, chất lượng nước không ổn định và cũng không tốt, không thể sử dụngcho mục tiêu cung cấp nước qui mô lớn Hiện tại nó vẫn được sử dụng chocác gia đình riêng lẻ

IV.2 Phức hệ chứa nước khe nứt nghèo trong hệ tầng Sông Bôi (T 2

l-T 3 c sb)

Phức hệ chứa nước trong hệ tầng Sông Bôi phân bố ở phía bắc - đôngbắc tạo thành một dải kéo dài theo hướng tây bắc – đông nam Phức hệ chứanước này đã được gặp trong hầu hết các lỗ khoan thăm dò ở vùng mỏ: 1, 2,2A, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 Thành phần đất đá trầm tích của hệ tầng gồm có:phiến sét xen bột kết, cát kết phong hóa mềm bở, cát kết hạt vừa và nhỏ, đáphiến sét xerixit, clorit xen sét than đen

Kết quả múc nước thí nghiệm giếng cho lưu lượng 0,02 – 0,1l/s tươngứng với trị số hạ thấp S = 0,06m (G190)

Công tác hút nước thí nghiệm tại một số lỗ khoan trong phức hệ này giaiđoạn thăm dò 1980 - 1984 cho kết quả bảng IV.1:

Bảng IV.1: Kết quả hút nước thí nghiệm phức hệ chứa nước Sông Bôi

-Phức hệ chứa nước này thuộc loại nghèo, không có ý nghĩa cung cấpnước lớn

IV.3 Phức hệ chứa nước khe nứt - karst trong hệ tầng Đồng Giao (T 2 a đg)

Hệ tầng Đồng Giao chủ yếu gồm đá vôi phân lớp dày đến dạng khốiđược chia ra làm 2 phần như sau:

Phần dưới: Đá vôi màu xám sẫm phớt lục phân lớp mỏng, xen vôi sét,

sét vôi, chuyển lên đá vôi xám, xám đen, có lớp chứa silic, hạt mịn phân lớpmỏng đến trung bình

Phần trên: Đá vôi màu xám, xám sáng, xám hồng, xám trắng phân lớp

trung bình, chuyển tiếp lên trên phân lớp dày và dạng khối