Luận án : Đặc Điểm Quặng Hóa Vàng Vùng Minh lương - sa phìn, Lào Cai

Tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu: “Đặc điểm quặng hóa vàng vùng Minh Lương - Sa Phìn, Lào Cai” chưa có ai công bố. Các kết quả, số liệu nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực. . Nhiệm vụ - Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất vùng Ming Lương- Sa Phìn, Lào Cai và khoáng sản liên quan. - Nghiên cứu thành phần vật chất và điều kiện thành tạo quặng vàng vùng Minh Lương- Sa Phìn. - Xác lập các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm vàng vùng Minh Lương- Sa Phìn. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Trong vùng Minh Lương- Sa Phìn với các tài liệu đã có cho đến nay cho thấy, các thành tạo vàng chủ yếu tập trung trong các thành tạo magma. Do đó, đối tượng tập trung nghiên cứu của luận văn là các thân quặng vàng, các thành tạo magma, các đới biến đổi liên quan. 4. Các phương pháp nghiên cứu Bao gồm các phương pháp sau: - Phương pháp kế thừa: thu thập, tổng hợp và xử lý luận giải tài liệu. - Phương pháp khảo sát địa chất: khảo sát các điểm quặng, mỏ và các đối tượng địa chất liên quan với quặng hóa vàng, thu thập các loại mẫu. - Các phương pháp phân tích: phân tích thạch học, khoáng tướng, ICP đồng thời, quang phổ hấp thụ nguyên tử... - Các phương pháp xử lý số liệu: xử lý bằng các thuật toán xác suất thống kê; biến tập và số hóa các loại bản vẽ. 5. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của luận văn a. Ý nghĩa khoa học Lần đầu tiên các thành tạo quặng hóa vàng vùng Minh Lương- Sa Phìn, Lào Cai được nghiên cứu một cách đồng bộ và chi tiết về thành phần khoáng vật quặng, cũng như các yếu tố khống chế quặng hóa cho phép khẳng định quặng vàng trong vùng nghiên cứu có nguồn gốc nhiệt dịch được khống chế bởi hai yếu tố: magma và cấu trúc- kiến tạo. Đây là cơ sở khoa học quan trọng giúp cho việc định hướng dự báo các diện tích có triển vọng quặng vàng trong vùng nghiên cứu. b. Giá trị thực tiễn Công tác nghiên cứu đặc điểm quặng hóa vàng đã chia được các đới quặng khác nhau giúp cho công tác thăm dò, đánh giá trữ lượng ở các giai đoạn tiếp theo có cơ sở khoa học và độ chính xác cao hơn. Công tác nghiên cứu đặc điểm thành tạo quặng đã chỉ ra các đới biến đổi trong vùng hầu hết có độ bóc mòn chưa nhiều, điều đó cho phép suy đoán về tiềm năng khoáng sản phong phú ở dưới sâu, cần được tiếp tục thăm dò đánh giá. Việc làm rõ thành phần vật chất quặng hóa vàng không chỉ giúp cho tổ chức công tác tìm kiếm và đánh giá chúng đạt hiệu quả cao hơn mà còn giúp các nhà tuyển khoáng tìm ra công nghệ hợp lý thu hồi các kim loại một cách hợp lý nhất. 6. Cơ sở tài liệu của luận văn Luận văn được xây dựng trên các kết quả nghiên cứu, thu thập tài liệu liên quan chủ yếu là: - Nguyễn Thứ Giáo, Phạm Đức Lương và nnk, 1994. Báo cáo "Xác lập tiền đề địa chất, địa hoá và khoáng sản của các đá xâm nhập và phun trào đới Tú Lệ". Lưu trữ địa chất, Hà Nội. - Nguyễn Đình Hợp và nnk, 1997. “Báo cáo địa chất nhóm tờ Bắc Tú Lệ- Văn Bàn tỷ lệ 1:50.000”. Lưu trữ địa chất. Hà Nội. - Nguyễn Xuân Mùi và nnk 2002. Báo cáo “Đánh giá quặng vàng gốc vùng Minh Lương- SaPhìn, Văn Bàn, Lào Cai”. Liên đoàn Địa chất Tây Bắc. - Mai Trọng Tú và nnk, 2006. Báo cáo “Nghiên cứu tính chuyên hóa địa hóa và tiềm năng khoáng sản liên quan với các thành tạo núi lửa và xâm nhập vùng trũng Tú Lệ”. Viện KH Địa chất và Khoáng sản. - Ngoài ra luận văn còn sử dụng một số kết quả nghiên cứu, khảo sát của chính tác giả trong quá trình công tác tại Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản. 8. Nơi thực hiện đề tài và lời cảm ơn Luận văn được hoàn thành tại Bộ môn Khoáng sản, Khoa Địa chất, trường Đại học Mỏ- Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Mai Trọng Tú; PGS.TS. Trần Bỉnh Chư và sự góp ý của các thầy giáo thuộc Bộ môn Khoáng sản. Trong quá trình hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được sự quan tâm tạo điều kiện thuận lợi của lãnh đạo Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, Phòng Đại học và Sau Đại học Trường Đại học Mỏ- Địa chất, các thầy giáo trong Bộ môn Khoáng sản, Khoa Địa chất cũng như sự động viên giúp đỡ nhiệt tính của các đồng nghiệp Phòng Địa hóa và Môi trường, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản. Nhân dịp này tác giả xin được chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó.

Tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu: “Đặc điểm quặng hóa vàng vùng Minh Lương - Sa Phìn, Lào Cai” chưa có ai công bố Các kết quả,

số liệu nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực

Tác giả luận văn

Đỗ Đức Nguyên

- Lời cam đoan

- Mục lục

- Danh mục các bảng

- Danh mục các hình

- Danh mục các ảnh

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG NGHIÊN CỨU 5 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 5

1.2 Lịch sử nghiên cứu về địa chất và khoáng sản 6

1.3 Đặc điểm địa chất 10

1.3.1 Ví trí của vùng Minh Lương- Sa Phìn trong cấu trúc khu vực 10

1.3.2 Địa tầng 10

1.3.2 Các thành tạo magma 13

1.4 Đặc điểm cấu trúc- kiến tạo 27

1.4.1 Cấu trúc uốn nếp 27

1.4.2 Các đứt gãy phá hu 28

1.4.3 Vai tr của các đứt gãy trong quá trình tạo quặng 30

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 Tổng quan về vàng và phân loại các mỏ vàng 32

2.1.1 Đặc điểm địa hóa 32

2.1.2 Thành phần khoáng vật 33

2.1.3 Phân loại các kiểu mỏ (thành hệ) quặng vàng trên thế giới và Việt Nam 35

2.2 Các khái niệm được sử dụng 39

2.2.1 Kiểu mỏ 39

2.2.2 Kiểu quặng 40

2.2.3 Tổ hợp khoáng vật 40

2.2.4 Tổ hợp cộng sinh khoáng vật 40

2.2.5 Thời kỳ tạo khoáng 40

2.2.6 Giai đoạn tạo khoáng 41

2.2.7 Vùng quặng 41

2.2.8 Nút quặng 41

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM VỀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT QUẶNG VÀNG

44

3.1 Đặc điểm quặng hóa vàng vùng Minh Lương- Sa Phìn 44

3.1.1 Khu Minh Lương 44

3.1.2 Khu Sa Phìn 58

3.1.3 Khu Tsu Ha 70

3.1.4 Khu Tân Nham Trúc 71

3.2 Đặc điểm quặng hóa, điều kiện thành tạo, nguồn gốc 73

3.2.1 Đặc điểm quặng hoá vàng 73

3.2.2 Điều kiện thành tạo, nguồn gốc quặng vàng 74

3.3 Đặc điểm biến đổi nhiệt dịch đá vây quanh 76

CHƯƠNG 4 NGUỒN GỐC VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ 79

4.1 Các yếu tố khống chế quặng vàng 79

4.1.1.Yếu tố cấu tạo, kiến trúc 79

4.1.2 Yếu tố thạch học- địa tầng 79

4.1.3 Yếu tố magma xâm nhập 80

4.1.4 Yếu tố biến đổi đá vây quanh 81

4.2 Quy luật phân bố trong không gian và theo thời gian 81

4.2.1 Quy luật phân bố trong không gian 81

4.2.2 Quy luật phân bố theo thời gian 83

4.3 Tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm 83

4.3.1 Tiền đề 83

4.3.2 Dấu hiệu tìm kiếm 84

4.4 Phân vùng triển vọng khoáng sản 84

4.4.1 Phân loại diện tích triển vọng 84

4.4.2 Đánh giá mức độ triển vọng khoáng sản 85

KẾT LUẬN 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

Bảng 1.2 Hàm lượng nhóm nguyên tố đất hiếm (ppm) trong phức hệ núi lửa Tú Lệ

18

Bảng 1 3 Hàm lượng nhóm nguyên tố vết (ppm) trong phức hệ núi lửa Tú Lệ 18

Bảng 1 4 Hàm lượng các oxyt chính ( ) trong các đá của phức hệ xâm nhập Phu Sa Phìn 24

Bảng 1 5 Hàm lượng các nguyên tố đất hiếm (ppm) trong các đá của phức hệ xâm nhập Phu Sa Phìn 24

Bảng 1 6 Hàm lượng các oxyt chính ( ) trong các đá của phức hệ xâm nhập YeYên Sun 27

Bảng 1 7 Hàm lượng các nguyên tố đất hiếm (ppm) trong các đá của phức hệ xâm nhập YeYên Sun 27

Bảng 2 1 Hàm lượng vàng trung bình trong các loại đá magma 32

Bảng 2 2 Các nguyên tố tạp chất trong khoáng vật chứa vàng 34

Bảng 2 3 Các khoáng vật vàng 36

Bảng 2 4 Phân loại các kiểu quặng vàng Việt Nam 38

Bảng 2 5 Thành hệ quặng vàng nội sinh nguồn gốc nhiệt dịch (V.I Xmirnov, 1968) 39

Bảng 3 1 Kết quả phân tích mẫu bao thể trong quặng vàng khu Minh Lương 54

Bảng 3 2 Thứ tự thành tạo khoáng vật quặng khu Minh Lương 55

Bảng 3 3 Thứ tự thành tạo khoáng vật quặng khu Sa Phìn 65

Bảng 4 1 Phân vùng triển vọng vùng Minh Lương - Sa Phìn 86

Hình 1 2 Sơ đồ địa chất khoáng sản vùng Minh Lương- Sa Phìn, Lào Cai 9 Hình 1 3 Biểu đồ đường phân bố hàm lượng các nguyên tố đất hiếm chuẩn hóa với chondrit (theo Haskin, 1968) của các đá magma vùng Tú Lệ 19 Hình 1 4 Biểu đồ đường phân bố hàm lượng các nguyên tố không tương hợp đối sánh với basalt sống núi giữa đại dương kiểu bình thường (N-MORB) (theo Pearce, 1983) của các đá magma vùng Tú Lệ (TB: giá trị trung bình) 19 Hình 1 5 Biểu đồ Rb- (Y+Nb) phân chia các kiểu magma (theo Pearce, 1984) cho các đá magma vùng Tú Lệ 20 Hình 1 6 Biểu đồ Y-Nb phân chia các kiểu magma (theo Pearce, 1984) cho các đá magma vùng Tú Lệ 20 Hình 3 1 Kiểu quặng vàng Minh Lương trong mô hình vàng porphyr được xác định dựa trên t số Au và Cu (theo Misra, 2000) 51 Hình 3 2 Kiểu quặng vàng nhiệt dịch phun trào ở Minh Lương được xác định dựa trên t số của Ag/Au và Cu/ (Cu+Pb+Zn) 52 Hình 3 3 Mô hình mặt cắt địa chất khoáng sản tuyến 1 theo tài liệu địa vật lý 53 Hình 4 1 Tương quan hàm lượng các nguyên tố hóa học trong phức hệ xâm nhập

Ye Yên Sun 80

(pyI) Mẫu KT Nicon 100X 56 Ảnh 3 2 Chalcopyrit (Cu) một phần bị coveclin hóa lấp đầy khe nứt trong pyrit I (pyI) Mẫu KT Nicon 100 X 56 Ảnh 3 3 Hai thế hệ pyrit (pyI, pyII) Mẫu KT Nicon 200 X

57 Ảnh 3 4 Chalcopyrir (Cu, xám sáng) dạng nhũ tương trong các tấm sphalerit (sf) tha hình 57 Ảnh 3 5 Hạt vàng (au) trong pyrit I (pyI) Mẫu KT Nicon 200 X

66 Ảnh 3 6 Wolframit (W) dạng đoản mạch độc lập với pyrit II (pyII) trong mạch thạch anh 66 Ảnh 3 7 Quan hệ giữa hạt vàng (au) và wolframit (W) 67 Ảnh 3 8 Wolframit (W) với vàng (au) và bị pyrit III (pyIII) thay thế gặm m n 67 Ảnh 3 9 Pyrit III (pyIII) ăn m n và thay thế pyrit I (pyI) 68 Ảnh 3 10 Ba thế hệ pyrit (pyI, pyII, pyIII) ăn m n thay thế nhau 68 Ảnh 3 11 Vàng (au, màu vàng) và wolframit (W, xám trắng) xâm tán dày trong thạch anh 69

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận văn

Địa chất vùng Minh Lương- Sa Phìn nói chung và thành tạo quặng vàng nói riêng đã được trải qua nhiều giai đoạn nghiên cứu khác nhau Nhìn chung các giai đoạn nghiên cứu đã được những thành quả rất đáng trân trọng

về địa tầng, kiến tạo, khoáng sản, song riêng về thành tạo quặng vàng vùng Minh Lương- Sa Phìn mới chỉ được nghiên cứu sơ bộ trong công tác đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng t lệ 1:50.000

Mặc dù trong vùng đã phát hiện nhiều điểm quặng vàng, tuy nhiên cho đến nay chưa có một công trình nghiên cứu nào tổng hợp và hệ thống hóa về quặng hóa vàng Nhiều vấn đề về bản chất quặng hóa vàng chưa làm sáng tỏ như: đặc điểm thành phần vật chất quặng vàng, vai tr của các thành tạo địa chất trong quá trình tạo quặng, điều kiện địa chất và hóa lý thành tạo quặng

Vấn đề quan trọng hàng đầu đặt ra hiện nay là cần phải xác định thuộc tính thành hệ và phân loại các kiểu quặng hóa vàng cũng như các yếu tố địa chất thuận lợi khống chế chúng làm cơ sở khoa học phục vụ công tác tìm kiếm, thăm d và khai thác quặng vàng trong vùng, góp phần thúc đẩy nền kinh tế đất nước phát triển Vì vậy đề tài: ”Đặc điểm quặng hóa vàng vùng Minh Lương- Sa Phìn, Lào Cai” hoàn toàn xuất phát từ những đ i hỏi của thực tế khách quan, nhằm đáp ứng một phần yêu cầu cấp thiết của sản xuất và góp phần bổ xung lý luận cho khoa học địa chất các mỏ quặng

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn

a Mục tiêu

Làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất và các yếu tố khống chế quặng hóa vàng vùng Minh Lương- Sa Phìn, Lào Cai

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Trong vùng Minh Lương- Sa Phìn với các tài liệu đã có cho đến nay cho thấy, các thành tạo vàng chủ yếu tập trung trong các thành tạo magma

Do đó, đối tượng tập trung nghiên cứu của luận văn là các thân quặng vàng, các thành tạo magma, các đới biến đổi liên quan

4 Các phương pháp nghiên cứu

Bao gồm các phương pháp sau:

- Phương pháp kế thừa: thu thập, tổng hợp và xử lý luận giải tài liệu

- Phương pháp khảo sát địa chất: khảo sát các điểm quặng, mỏ và các đối tượng địa chất liên quan với quặng hóa vàng, thu thập các loại mẫu

- Các phương pháp phân tích: phân tích thạch học, khoáng tướng, ICP đồng thời, quang phổ hấp thụ nguyên tử

- Các phương pháp xử lý số liệu: xử lý bằng các thuật toán xác suất thống kê; biến tập và số hóa các loại bản vẽ

5 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của luận văn

a Ý nghĩa khoa học

Lần đầu tiên các thành tạo quặng hóa vàng vùng Minh Lương- Sa Phìn, Lào Cai được nghiên cứu một cách đồng bộ và chi tiết về thành phần khoáng vật quặng, cũng như các yếu tố khống chế quặng hóa cho phép khẳng định quặng vàng trong vùng nghiên cứu có nguồn gốc nhiệt dịch được khống chế

bởi hai yếu tố: magma và cấu trúc- kiến tạo Đây là cơ sở khoa học quan trọng giúp cho việc định hướng dự báo các diện tích có triển vọng quặng vàng trong vùng nghiên cứu

b Giá trị thực tiễn

Công tác nghiên cứu đặc điểm quặng hóa vàng đã chia được các đới quặng khác nhau giúp cho công tác thăm d , đánh giá trữ lượng ở các giai đoạn tiếp theo có cơ sở khoa học và độ chính xác cao hơn

Công tác nghiên cứu đặc điểm thành tạo quặng đã chỉ ra các đới biến đổi trong vùng hầu hết có độ bóc m n chưa nhiều, điều đó cho phép suy đoán

về tiềm năng khoáng sản phong phú ở dưới sâu, cần được tiếp tục thăm d đánh giá

Việc làm rõ thành phần vật chất quặng hóa vàng không chỉ giúp cho tổ chức công tác tìm kiếm và đánh giá chúng đạt hiệu quả cao hơn mà c n giúp các nhà tuyển khoáng tìm ra công nghệ hợp lý thu hồi các kim loại một cách hợp lý nhất

6 Cơ sở tài liệu của luận văn

Luận văn được xây dựng trên các kết quả nghiên cứu, thu thập tài liệu liên quan chủ yếu là:

- Nguyễn Thứ Giáo, Phạm Đức Lương và nnk, 1994 Báo cáo "Xác lập tiền đề địa chất, địa hoá và khoáng sản của các đá xâm nhập và phun trào đới Tú Lệ" Lưu trữ địa chất, Hà Nội

- Nguyễn Đình Hợp và nnk, 1997 “Báo cáo địa chất nhóm tờ Bắc

Tú Lệ- Văn Bàn t lệ 1:50.000” Lưu trữ địa chất Hà Nội

- Nguyễn Xuân Mùi và nnk 2002 Báo cáo “Đánh giá quặng vàng gốc vùng Minh Lương- SaPhìn, Văn Bàn, Lào Cai” Liên đoàn Địa chất Tây Bắc

- Mai Trọng Tú và nnk, 2006 Báo cáo “Nghiên cứu tính chuyên hóa địa hóa và tiềm năng khoáng sản liên quan với các thành tạo núi lửa và xâm nhập vùng trũng Tú Lệ” Viện KH Địa chất và Khoáng sản

- Ngoài ra luận văn c n sử dụng một số kết quả nghiên cứu, khảo sát của chính tác giả trong quá trình công tác tại Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản

8 Nơi thực hiện đề tài và lời cảm ơn

Luận văn được hoàn thành tại Bộ môn Khoáng sản, Khoa Địa chất, trường Đại học Mỏ- Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Mai Trọng Tú; PGS.TS Trần Bỉnh Chư và sự góp ý của các thầy giáo thuộc Bộ môn Khoáng sản

Trong quá trình hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được sự quan tâm tạo điều kiện thuận lợi của lãnh đạo Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản,

Ph ng Đại học và Sau Đại học Trường Đại học Mỏ- Địa chất, các thầy giáo trong Bộ môn Khoáng sản, Khoa Địa chất cũng như sự động viên giúp đỡ nhiệt tính của các đồng nghiệp Ph ng Địa hóa và Môi trường, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Nhân dịp này tác giả xin được chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó

Chương 1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên

Vùng Minh Lương- Sa Phìn thuộc các xã Minh Lương và Sa Phìn, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai Trên bản đồ, diện tích 92 km2 được khống chế bởi các điểm A, B, C, D có toạ độ như sau:

Hình 1 1 Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu

Vùng có suối Nậm Say Luông kề sát ở phía đông bắc, cùng nhiều khe suối nhỏ là suối nhánh của chúng: suối Nậm Điệp và suối Nậm Mu

- Suối Nậm Say Luông: Bắt nguồn từ đỉnh Lang Cung chảy về phía đông nam L ng suối khá bằng phẳng, rộng 10- 15m, nước sâu 1- 2m

- Các suối nhánh: Nậm Mu, Nậm Điệp bắt nguồn từ dãy núi cao phía tây nam chảy về đông bắc gặp suối Nậm Say Luông ở thung lũng Minh Lương Ngoài ra c n rất nhiều khe nhỏ ở hai sườn núi, chảy xuống suối Nậm Say Luông Nhìn chung các suối nhánh thường h p, dốc, nhiều thác cao

Diện tích vùng nằm trong vùng khí hậu miền núi tây bắc Việt Nam Đặc điểm chung nhất vẫn là khí hậu nhiệt đới gió mùa, khí hậu trong năm chia làm 2 mùa rõ rệt

- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 trong năm Mùa này nhiệt độ trung bình là 25oC, ban đêm nhiệt độ từ 18- 20oC Lượng mưa trong mùa trung bình 124mm, mưa nhiều nhất vào tháng 9

- Mùa khô từ tháng 11 kéo sang tháng 4 năm sau Mùa này nhiệt độ xuống thấp, trung bình 18o

C trên các đỉnh núi cao nhiệt độ xuống tới 0oC Lượng mưa trung bình trong mùa 41,26 mm

Tình hình kinh tế xã hội trong các năm gần đây đã có nhiều chuyển biến tích cực Song tốc độ phát triển kinh tế chậm, đời sống của nhân dân đã được cải thiện, nhưng vẫn c n nhiều khó khăn, nhiều hộ gia đình thuộc diện ngh o Kinh tế nông nghiệp là chính, trong đó trồng trọt chiếm t trọng lớn, chăn nuôi và các nghề phụ chiếm t trọng đáng kể trong tổng thu nhập

1.2 Lịch sử nghiên cứu về địa chất và khoáng sản

Việc tìm kiếm và khai thác khoáng sản trong vùng đã có từ rất lâu Ngay từ thế k 18 đến 19, người Hoa đã khai thác vàng sa khoáng ở Minh Lương, Dương Qùi, chì kẽm, bạc ở Tú Lệ Đầu thế k 20, người Pháp tiếp tục công việc trên và tiến hành nghiên cứu địa chất trên toàn lãnh thổ Việt Nam,

trong đó có vùng nghiên cứu Song không để lại tài liệu nào về các vấn đề địa chất, khoáng sản của vùng Minh Lương- Sa Phìn

Sau năm 1954, hoạt động điều tra nghiên cứu địa chất trên toàn miền Bắc được triển khai mạnh mẽ, trong đó việc điều tra địa chất khoáng sản ở vùng Tú Lệ đặc biệt được quan tâm

Bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam t lệ 1:500.000 (A.E Dovjikov và nnk., 1965) bước đầu đã phản ánh được những nét cấu trúc địa chất chủ yếu của vùng võng chồng Tú Lệ, nhiều phân vị địa tầng được xác lập và cho đến nay vẫn c n hiệu lực Song những nghiên cứu về thạch học, khoáng vật và quặng hoá và đặc biệt là đặc điểm địa hóa liên quan với các thành tạo trầm tích nguồn núi lửa, các phức hệ xâm nhập trong võng chồng này vẫn c n ở mức khái quát

Các công trình bản đồ địa chất t lệ 1:200.000 được thành lập ở các thời đoạn khác nhau, tuy đã có đóng góp rất lớn là làm sáng tỏ hoạt động magma, phun trào, cấu trúc địa chất vùng trũng Tú Lệ, song vẫn c n bộc lộ tính không nhất quán trong phân chia, mô tả các thành tạo trầm tích núi lửa sinh cũng như các thành tạo núi lửa- xâm nhập thuộc các tướng đá khác nhau

Năm 2002, trong loạt Bản đồ địa chất Tây Bắc t lệ 1:200.000 hiệu đính, các tác giả hiệu đính đã sắp xếp và phân chia các thành tạo địa chất ở trũng núi lửa có hệ thống hơn Các thành tạo núi lửa, trầm tích núi lửa nhìn chung đều được xếp tuổi Jura- Creta và các thành tạo magma xâm nhập được xếp tuổi Creta và Paleogen Sản phẩm hiệu đính nêu trên được tác giả sử dụng

để mô tả các thành tạo địa chất của vùng nghiên cứu

Từ năm 1990 đến 2000, việc đo vẽ các nhóm tờ bản đồ địa chất t lệ 1:50.000 đã được tiến hành Liên quan đến cấu trúc trũng núi lửa Tú Lệ đã và đang được đo vẽ và điều tra khoáng sản t lệ 1:50.000: Nhóm tờ Thuận Châu (Nguyễn Đình Hợp và nnk., 2001), Bắc Tú Lệ- Văn Bàn (Nguyễn Đình Hợp

và nnk., 1997), nhóm tờ Vạn Yên (Nguyễn Công Lượng và nnk., 1994), Trạm Tấu (Nguyễn Đắc Đồng và nnk., 2000), và hiện đã hoàn thành nhóm tờ Yên Châu (Lê Thanh Hựu và nnk.) và tờ Quỳnh Nhai (Bùi Công Hoá và nnk.)

Các tờ bản đồ 1:50.000 bằng những nghiên cứu định lượng đã phân chia cụ thể hơn các phân vị địa tầng và các tập đá núi lửa Hàng loạt điểm quặng, điểm khoáng hoá chì- kẽm, vàng, bạc, wolfram, molybden, đồng, uran v.v… đã được phát hiện và được điều tra ở các mức độ khác nhau Mặc dù vậy, việc đối sánh liên hệ giữa các thành tạo địa chất trên phạm vi trũng Tú

Lệ là việc làm hết sức khó khăn, bởi sự phức tạp về thành phần vật chất, đặc biệt là đặc điểm chuyên hoá địa hóa

Song song với việc thành lập bản đồ địa chất ở các t lệ, công tác tìm kiếm đánh giá khoáng sản cũng đã được chú trọng và thực hiện: "Đánh giá triển vọng quặng phóng xạ dải Thanh Sơn - Tú Lệ - Phong Thổ" của Phạm Vũ Đương (1986), "Kết quả tìm kiếm chì- kẽm và các khoáng sản khác liên quan vùng Tú Lệ - Yên Bái" của Nguyễn Xuân Mùi (1994), "Đánh giá vàng gốc vùng Minh Lương - Sa Phìn, Lào Cai" của Nguyễn Xuân Mùi (2004)

Gần đây nhất là công trình nghiên cứu "Nghiên cứu tính chuyên hóa địa hóa và tiềm năng khoáng sản liên quan với các thành tạo núi lửa và xâm nhập vùng trũng Tú Lệ" của Mai Trọng Tú và nnk (2006) đã đánh giá được tính chuyên hóa địa hóa của các đá magma vùng trũng Tú Lệ Trong đó các đá của phức hệ Ye Yên Sun có tính chuyên hóa lithophil, phức hệ Phu Sa Phìn có tính chuyên hóa chalcophil-lithophil

Ngoài ra, trên cơ sở tổng hợp các tài liệu địa chất, kiến tạo, khoáng sản, địa hóa, địa vật lý các tác giả đã xếp vùng Minh Lương- Sa Phìn, Lào Cai vào vùng có triển vọng về vàng và đất hiếm

Hình 1 2 Sơ đồ địa chất khoáng sản vùng Minh Lương- Sa Phìn, Lào Cai

1.3 Đặc điểm địa chất

1.3.1 Ví trí của vùng Minh Lương- Sa Phìn trong cấu trúc khu vực

Diện tích vùng Minh Lương- Sa Phìn nằm ở rìa đông bắc đới Tú Lệ giáp với đới Phan Xi Pan; đặc điểm địa chất của vùng mang những nét chung của đới cấu trúc Tú Lệ, song chúng bị phức tạp hoá bởi hoạt động phá hu kiến tạo và các khối magma xâm nhập Kế thừa kết quả của các công trình nghiên cứu trước đây thì đặc điểm địa chất của vùng như sau

1.3.2 Địa tầng

Các đá trầm tích phun trào chiếm một số khối lượng nhỏ so với các đá khác ở trong vùng, chúng là các trầm tích lục nguyên xen carbonat tuổi Jura muộn- Creta sớm thuộc hệ tầng Trạm Tấu và các thành tạo vụn bở rời hệ Đệ

tứ

1.3.2.1 Hệ tầng Trạm Tấu (J3-K1 tt)

Do Nguyễn Đắc Đồng và nnk, (2000) xác lập trong quá trình đo vẽ bản

đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Trạm Tấu t lệ 1:50.000, tương

ứng với phân hệ tầng dưới hệ tầng Bản Hát (J-K? bh 1) và phân hệ tầng dưới

của hệ tầng Tú Lệ (J-K?T tl) do Nguyễn Vĩnh (1972) xác lập trong Bản đồ địa

Tập 1: Chủ yếu đá phiến tufogen màu xám, xám sáng, đá phiến sét đen xen các lớp tuf ryolit, felsit màu xám, cát bột kết tufogen màu xám Chiều dày xấp xỉ 500 m

Tập 2: Chủ yếu bột kết tufogen, cát kết tufogen, cuội sạn kết tufogen màu xám xen lớp mỏng đá phiến tufogen, tuf ryolit Chiều dày xấp xỉ 150 m

Đặc điểm thạch học khoáng vật

- Cuội- sạn kết tufogen màu xám, xám vàng, cấu tạo khối Cuội (25- 30%)

có thành phần cát bột kết, silic, felsit, trachyt, syenit porphyr, thạch anh Xi măng (65- 70 ) là tuf hạt vụn- đá, thành phần gồm thạch anh (25- 30%), felspat (10- 15 ), đá (6- 10 ) và các khoáng vật khác như sét, calcit, sericit, chlorit, quặng và hydroxyt sắt

- Cát kết tufogen màu xám nhạt, phớt hồng, phân lớp dày, cấu tạo khối Thành phần hạt vụn (50- 70 ) chủ yếu là thạch anh, felspat, hiếm hơn là thu tinh núi lửa, ryolit Xi măng (30- 50 ) gồm sét, thạch anh và tro bụi núi lửa biến đổi kiến trúc psammit với xi măng cơ sở, lấp đầy

- Bột kết tufogen màu xám, cấu tạo định hướng hoặc phân phiến Thành phần hạt vụn (15- 70 ) gồm thạch anh, felspat, đá phun trào, thu tinh núi lửa Xi măng (30- 85 ) chủ yếu là sét, silic, thu tinh bị biến đổi

- Đá phiến tufogen màu xám, đôi khi có màu tím nâu, cấu tạo phân phiến Thành phần gồm thạch anh (5- 20 ), sét, silic, vật liệu núi lửa bị biến đổi

- Tuf hạt vụn khoáng vật- đá: thành phần hạt vụn (20- 65 ) gồm thạch anh (5- 30%), felspat (1- 6%), phun trào acid (10- 12 ), đá phiến sét đen, đá phiến sericit, silic… Nền (35- 80 ) gồm thạch anh, felspat, tro bụi núi lửa bị biến đổi thành sét, sericit, chlorit

Vị trí tuổi

Trên bản đồ địa chất t lệ t lệ 1:50.000 nhóm tờ Trạm Tấu hệ tầng này

có tuổi Jura muộn- Creta sớm, dựa vào các hoá thạch thực vật đã thu thập

được trong đá phiến sét đen ở mặt cắt theo đường ô tô Nghĩa Lộ- Trạm Tấu

đã được Nguyễn Chí Hưởng xác định tuổi Permi và có nhiều khả năng thuộc Permi muộn và các nhà cổ sinh Trung Quốc có cùng quan điểm như trên, đồng thời một mẫu tuổi tuyệt đối (zircon) của ryolit, granitoid phức hệ Phu

Sa Phìn là 256 4 triệu năm và 261- 248 triệu năm Trong vùng Trạm Tấu, Nguyễn Vĩnh và nnk., (1972) cũng sưu tập được phong phú hoá thạch thực vật trong đá phiến và Nguyễn Bá Nguyên xác định tuổi Jura

- Các thành tạo trầm tích - nguồn núi lửa của hệ tầng bị phủ bởi các

thành tạo núi lửa phức hệ Tú Lệ (tR/K tl), bị các thành tạo xâm nhập phức hệ

là các trầm tích bở dời, chủ yếu có nguồn gốc bồi tích, lũ tích và ít sườn tích Theo thứ tự thành tạo, có thể chia các trầm tích trên làm 2 phần:

Phần trên gồm: Cát, bột, sét màu nâu đỏ có ch bị laterit hoá yếu.Chiều dày phần này từ 2- 4m

Tổng chiều dày của tích tụ Pleistocen khoảng 3- 6m

b Thống Holocen (apQ2)

Các trầm tích Holocen gồm chủ yếu là tướng tích tụ l ng suối, bãi bồi Chúng phân bố trên diện rộng ở Minh Lương, tạo ra ở đây cánh đồng bằng phẳng Ngoài ra c n thấy trong các thung lũng Nậm Say, Phình Hồ và dọc theo các suối lớn Tổng chiều dày của trầm tích Holocen khoảng 2- 5m

1.3.2 Các thành tạo magma

Trên diện tích 92 km2 của vùng nghiên cứu, các thành tạo magma nói chung chiếm 3/4, trong đó đá magma xâm nhập và đá núi lửa tương đương nhau Trên cơ sở kế thừa kết quả nghiên cứu magma trên đới Tú Lệ của các nhà địa chất trước đây: Izokh (1965), Bùi Phú M (1971) Nguyễn Vĩnh và nnk (1972), Đào đình Thục, Huỳnh Trung (1995), các tài liệu của bản đồ địa chất t lệ1:50.000 nhóm tờ Bắc Tú Lệ- Văn Bàn (Nguyễn Đình Hợp và nnk, 1997) và Mai Trọng Tú (2006)

Trên quan điểm kế thừa các công trình điều tra trước đây, các thành tạo magma trong diện tích nghiên cứu được khoanh định và xếp vào các phức hệ sau:

- Phức hệ núi lửa Tú Lệ (tR/K tl): Ryotrachyt, ryolit trachyt và tuf

- Phức hệ xâm nhập Phu Sa Phìn (qSysG/K2 pp) gồm: Syenit,

granosyenit, granit- granophyr

- Phức hệ xâm nhập Ye Yên Sun (sG/E ys) gồm: Granitbiotit, granit

amphibol, pegmatit, aplit

1.3.3.1 Phức hệ núi lửa Tú Lệ (tR/K tl)

Các thành tạo núi lửa trong vùng trũng Tú Lệ đã được nhiều nhà địa chất trong và ngoài nước nghiên cứu J.Fromaget (1952) xếp chung các thành

tạo núi lửa vào Trias; A.E Dovrikov và nnk (1965) chia các thành tạo trầm tích nguồn gốc núi lửa ở đây ra ba phần: các thành tạo trầm tích Jura hạ - Hệ tầng Hà Cối (J1 hc); các thành tạo trầm tích Jura gần như không xác định và

các đá núi lửa Creta thượng Nguyễn Vĩnh và nnk (1972) đã xếp các thành tạo trầm tích nguồn núi lửa vào phức hệ Văn Chấn gồm các hệ tầng: hệ tầng Nậm

Qua (J-K? nq), hệ tầng Bản Hát (J-K? bh) và hệ tầng Tú Lệ (J-K? tl) Trần

Văn Trị và nnk (1977) xếp vào hệ tầng trầm tích - nguồn núi lửa tuổi Jura không phân chia Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao và nnk (1989) xếp vào

hệ tầng Văn Chấn (J3-K1 vc) Nguyễn Thứ Giáo đã xác lập hai phức hệ: phức

hệ Nậm Say (tR/J3-K1 ns) và phức hệ Nậm Kim (tR/K1 nk) trên cơ sở tách các

thành tạo núi lửa thuộc phụ hệ tầng trên của hệ tầng Nậm Qua và phụ hệ tầng trên của hệ tầng Tú Lệ (Nguyễn Vĩnh và nnk, 1972)

Đặc điểm địa chất

Các thành tạo núi lửa thuộc phức hệ phân bố rộng rãi ở phía đông bắc,

và tây nam, tạo thành các tầng dày từ 600- 700m đến trên 1000m Chúng được cấu thành bởi các đá tướng phun nổ, tướng phun trào thực sự và tướng á núi lửa, đôi khi có xen các trầm tích nguồn núi lửa Thành phần thạch học chủ yếu là trachyt porphyr, trachyt dạng felsit, trachyryolit porphyr, ryotrachyt porphyr, ít hơn là ryolit porphyr, porphyr thạch anh và tuf của chúng

Trong các thành tạo của phức hệ thường gặp các thể xâm nhập syenit porphyr, granosyenit phức hệ Phu Sa Phìn; granit biotit phức hệ YeYên Sun

và các mạch thạch anh, thạch anh sulfur và sulfur xuyên cắt Các đứt gãy có phương tây bắc, phương đông- đông bắc hoặc tây tây bắc chia cắt các thành tạo núi lửa thành từng khồi và gây biến chất động lực mạnh mẽ phiến hoá tạo

ra các đá dạng phân giống như đá phiến thạch anh- mica Các dạng biến đổi khác thường gặp là: sericit hoá, albit hoá, thạch anh hoá, quazrit thứ sinh hoá,

turmalin hoá, argilit hoá v.v Đi k m với các biến đổi nêu trên thường gặp khoáng hoá sulfur

- Tuf ryolit bị nung chảy: đá có màu xám, xám sáng Mảnh vụn

(40-45 ) gồm thạch anh, felspat, có nhiều hình dạng khác nhau Các mảnh vụn thường sắp xếp định hướng tạo nên cấu tạo giả d ng chảy

- Dăm kết núi lửa ít phổ biến, đá có màu xám, xám lục, xám xanh sẫm, cấu tạo khối, định hướng Mảnh vụn (25-30 ) gồm trachyryolit porphyr, ryolit porphyr Nền gắn kết gồm thạch anh, felspat ryolit, đá phiến sericit và tro bụi núi lửa bị biến đổi

- Tuf aglomerat tạo thành thấu kính, lớp mỏng (2-5m) đi cùng với tuf các loại xen trong các đá tướng phun trào thực sự Đá có màu xám, xám sáng gồm các cuội chủ yếu là trachyt porphyr, trachyt ryolit porphyr với kích thước

từ 1-2cm đến 10-15cm, độ mài tr n tương đối tốt, phân bố không đều, xi măng gắn kết là tuf trachyt với kiến trúc mảnh vụn, cấu tạo định hướng uốn lượn kiểu d ng chảy

Tướng phun trào thực sự

Các thành tạo tướng phun trào thực sự được cấu thành bởi trachyt porphyr, trachyt dạng felsit, trachyryolit porphyr, ryotrachyt porphyr, ryolit porphyr và porphyr thạch anh

- Trachyt porphyr, trachyt dạng felsit màu xám, xám sẫm, khi biến đổi

có màu xám sáng, xám vàng, cấu tạo d ng chảy, định hướng Đá thường chứa các ban tinh felspat kiềm (2- 3 trong trachyt dạng felsit đến 15-30% trong trachyt porphyr) Nền (70- 90 ) có kiến trúc felsit, microlit, đôi khi có kim que amphibol kiềm

- Trachyryolit porphyr, ryotrachyt porphyr là những đá phổ biến trong phức hệ Đá có màu xám sẫm, xám sáng, cấu tạo d ng chảy, định hướng Đá

có kiến trúc porphyr với nền kiến trúc felsit, hiếm khi vi khảm, spherolit Ban tinh (20- 30 ) gồm felspat kiềm, thạch anh Nền (70- 80 ) gồm các vi vẩy hạt thạch anh, felspat, biotit

- Ryolit porphyr, porphyr thạch anh ít phổ biến thường tạo thành thấu kính, lớp mỏng nằm ở phần cao của mặt cắt Đá có màu xám, xám sáng, cấu tạo d ng chảy, định hướng, kiến trúc porphyr với các ban tinh felspat dạng tấm, lăng trụ, méo mó tha hình, chiếm 15- 20 thể tích đá Nền (80- 85%) có kiến trúc felsit

- Comendit mầu xám sẫm, xám sáng, cấu tạo d ng chảy Thành phần gồm các ban tinh (30- 35 ) thạch anh, felspat kiềm với nền (65- 70 ) vi hạt thạch anh, felspat, kim, que, amphibol kiềm, ít hạt zircon, magnetit Đá có kiến trúc porphyr với nền kiến trúc felsit, microfelsit, vi khảm

Khoáng vật phụ thường gặp trong các đá của phức hệ là zircon, apatit, sphen, orthit

Tướng á núi lửa

Trong các thành tạo tướng phun nổ, tướng phun trào thực sự thường gặp các đá tướng á núi lửa Chúng là những thể có kích thước từ vài chục mét đến vài trăm mét, có thành phần tương tự với các đá thuộc tướng phun trào thực sự như trachyt porphyr, ryolit porphyr, vv Khác với các đá tướng phun trào thực ở hàm lượng các ban tinh nhiều hơn (30- 40 ), kích thước của các

ban tinh lớn hơn đặc biệt là ở phần trung tâm của vật thể, có khi đạt đến 15cm chiều dài, có tiếp xúc xuyên cắt các đá vây quanh

Các khoáng vật phụ có zircon, orthit, monazit, apatit, sphen và manhetit

Đặc điểm thạch địa hoá

Nhóm nguyên tố chính

Kết quả phân tích hoá học các đá phức hệ núi lửa Tú Lệ được trình bày ở bảng 1.1 Các đá có hàm lượng SiO2 biến thiên trong khoảng rộng (62,24-79,63 ), phổ biến trên 70 ; tổng hàm lượng sắt (Fe2O3 + FeO) dao động trong khoảng 1,19 - 7,54 ; tổng hàm lượng kiềm dao động lớn (Na2O + K2O = 5,21-12,46 ), kali thường ưu thế hơn natri (Na2O/K2O = 1,01- 3,80), độ chứa nhôm (ASI) thường > 1, thuộc loạt bão hoà nhôm, độ chứa calci thấp (CAI = 0,02 - 0,40), chỉ số kiềm AI < 1 thuộc loạt á kiềm

Trên biểu đồ phân loại và gọi tên đá núi lửa của Le Bas et all, 1986 thì các đá của phức hệ chủ yếu rơi vào trường ryolit, ít hơn vào trường dacit và trachyt, trường cao kali

Nhóm nguyên tố vết

+ Theo hàm lượng nhóm nguyên tố đất hiếm ở biểu đồ phân bố hàm lượng đối sánh với chondrit (hình 1.4), các đá núi lửa của phức hệ giàu đất hiếm nh (LREE) so với đất hiếm nặng (HREE), t số (La/Lu)cn = 1,02 - 16,06; (Ce/Yb)cn = 0,62 - 9,18 Đường biểu diễn dốc từ trái sang phải và có dị thường âm Eu rõ Đặc biệt hàm lượng đất hiếm nặng khá ổn định (đường biểu diễn gần như nằm ngang)

+ Theo hàm lượng của các nguyên tố vết ở biểu đồ phân bố hàm lượng các nguyên tố không tương hợp đối sánh với basalt sống núi giữa đại dương kiểu bình thường (N-MORB) (hình 1.5), các đá phức hệ có hàm lượng cao

của nhóm nguyên tố ion lớn (K, Rb, Th) và đất hiếm nh (La, Ce) và nhóm nguyên tố trường bền vững cao (Ta, Nb, Zr, Hf), cạn kiệt Sr, Ba, P, Ti

Trên biểu đồ phân chia bối cảnh kiến tạo của Pearce và nnk (1984) các

đá của phức hệ nằm gọn trong trường granit nội mảng (WPG) (hình 1.3; hình 1.4) Điều này được xác minh bởi hàm lượng cao của các nguyên tố K, Rb,

Th, La, Ce, Ta, Nb, Zr, Hf và hàm lượng thấp của các nguyên tố Sr, Ba, P, Ti

Các đá núi lửa của phức hệ có thành phần khoáng vật, thành phần hoá học và có quan hệ không gian và thời gian rất chặt chẽ với xâm nhập syenit porphyr granosyenit phức hệ Phu Sa Phìn Vì vậy có thể xếp chúng vào loạt núi lửa - xâm nhập cùng nguồn gốc

Bảng 1 1 Hàm lượng nhóm nguyên tố chính ( t.l) trong phức hệ núi lửa Tú Lệ

TT SiO 2 TiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 FeO MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O P 2 O 5 H 2 O MKN

Hình 1 3 Biểu đồ đường phân bố hàm lượng các nguyên tố đất hiếm chuẩn hóa với

chondrit (theo Haskin, 1968) của các đá magma vùng Tú Lệ

1 10 100 1000

Hình 1 5 Biểu đồ Rb- (Y+Nb) phân chia các kiểu magma (theo Pearce, 1984) cho

Hình 1 6 Biểu đồ Y-Nb phân chia các kiểu magma (theo Pearce, 1984)

cho các đá magma vùng Tú Lệ

* (hình 1.2; 1.3; 1.4; 1.5 Theo các kết quả phân tích của báo cáo: Nghiên cứu tính chuyên hóa địa hóa và tiềm năng khoáng sản liên quan với các thành tạo núi lửa và xâm nhập vùng trũng Tú Lệ, (2006).

Vị trí tuổi

Theo Nguyễn Xuân Bao (1978), trong trầm tích lục địa màu đỏ hệ tầng Yên Châu (K2 yc) ở nhiều nơi chứa những h n cuội các đá của phức hệ núi

lửa Tú Lệ Tuổi đồng vị theo phương pháp K-Ar

- Các thành tạo đá phức hệ núi lửa Tú Lệ bị ryolit porphyr của phức hệ núi lửa Ng i Thia phủ không chỉnh hợp trực tiếp lên trên (Nguyễn Vĩnh, Ivanov, 1972)

- Tuổi tuyệt đối của syenit porphyr thạch anh, granit porphyr granophyr của phức hệ Phu Sa Phìn là 81 và 108 triệu năm (Dofikov và nnk, 1965) Các

đá này xuyên cắt orthophyr thạch anh

- Tuổi tuyệt đối của orthophyr thạch anh là 81 triệu năm (Dovjikov và nnk, 1965); Trachyryolit pophyr là 128 3 triệu năm (Nguyễn Đắc Đồng và nnk, 2000)

Vì vậy, tuổi của phức hệ núi lửa Tú Lệ được xếp vào Jura muộn- Creta sớm

1.3.3.2 Phức hệ xâm nhập Phu Sa Phìn (qSysG/K2 pp)

Phức hệ Phu Sa Phìn là một trong các phức hệ thuộc loạt Phan Xi Pan

do Izokh xác lập (1965), để mô tả các xâm nhập á núi lửa có liên quan chặt chẽ về nguồn gốc và phạm vi phân bố không gian với các đá phun trào trong đới cấu trúc Tú Lệ Sau năm 1965, trong các tờ bản đồ địa chất t lệ 1:200.000 (Yên Bái, 1972) và các chuyên khảo của Trần Văn Trị, Nguyễn Xuân Tùng (1977), Đào Đình Thục, Huỳnh Trung (1995), đã có những cách phân chia khác nhau Khối lượng và thành phần của phức hệ Phu Sa Phìn trong các công trình đó cũng khác nhau ít nhiều Trong luận văn này, tác giả chỉ đề cập đến các khối xâm nhập á núi lửa phân bố trên diện tích 92 km2 của vùng Minh Lương- Sa Phìn Chúng được xếp vào phức hệ Phu Sa Phìn theo quan niệm của Nguyễn Vĩnh và các tác giả bản đồ địa chất t lệ 1:200.000 tờ Yên Bái (1972)

Trong diện tích nghiên cứu, đá của phức hệ phân bố chủ yếu ở đông bắc khu Sa Phìn Diện lộ ở đây rộng khoảng 1,5 km kéo dài trên 7 km Ngoài khối lớn nói trên, c n những khối nhỏ từ vài ngàn đến vài chục ngàn m2 phân

bố dọc theo đứt gãy Nậm Say Luông Phức hệ Phu Sa Phìn (qSysG/K2 pp)

Dựa vào thành phần thạch học và quan hệ giữa các đá trong phức hệ, có thể thấy phức hệ được thành tạo trong hai pha xâm nhập

Pha 1 (qSy/K2 pp1): Gồm các đá syenitporphyr, granosyenit dạng porphyr Các đá nói trên ít phổ biến trong vùng, diện lộ lớn nhất là ở Phiêng Đoóng có chiều dài khoảng 3km, rộng từ 200- 600m Ngoài ra c n gặp 2 khối nhỏ cỡ vài ngàn m2 ở phía bắc và phía đông bản Sa Phìn

Pha 2 (sG/K2 pp2): Đá của pha 2 lộ trên diện lớn ở phía đông bắc khu

Sa Phìn và một khối nhỏ ở Minh Lương

Thành phần gồm: Granit granophyr, granit felspat kali, granit aplit sáng màu Các đá trên xuyên cắt các đá của pha 1 và các đá núi lửa của phức hệ Tú

Lệ ở khu Sa Phìn, làm cho các đá này bị biến đổi: Sừng hoá, thạch anh hóa, mica hoá (nhiều ch gặp đá phiến thạch anh hai mica có granat) mạnh mẽ

Đặc điểm thạch học- khoáng vật

- Syenit porphyr: Đá có màu xám phớt lục hoặc xám nâu, phớt hồng Kiến trúc của đá khá đa dạng thường là porphyr, ban tinh felspat kali nổi rõ kích thước lớn 0,5- 1cm màu trắng hồng hoặc xám phớt lục Nền vi tinh là felspat thạch anh, biotit, có khi có horblen

Thành phần khoáng vật trung bình: felspat kali 60- 80%, plagiocla 2-

7 , thạch anh 3- 10%, biotit 5- 7%, horblen 1- 2 , ít khoáng vật quặng

- Granosyenit dạng porphyr: Các ban tinh felspat của đá có khi dài tới 2cm, nền cơ sở hạt nhỏ đôi khi vi hạt

Kiến trúc granofia điển hình, các ban tinh felspat kali, thạch anh có kiến trúc gặm m n

Thành phần khoáng vật của đá: felspat kali 50- 70 (thường là microclin) plagiocla 0- 10 thạch anh 25- 30%, biotit 3- 5 , đôi khi gặp horblen, egirin và các khoáng vật quặng

- Granit felspat kali và granit granofia: Đá có màu sặc sỡ do felspat có màu lục nhạt hoặc hồng ở các thể nhỏ và ở rìa khối lớn ch tiếp xúc với đá phun trào á núi lửa, đá có kiến trúc porphyr khá điển hình

Các ban tinh felspat kali và thạch anh dày đặc có kích thước 1- 2cm trên nền thạch anh, felspat biotit, amphibol hạt nhỏ Vào sâu trong khối đá thường có kiến trúc toàn tinh bán tự hình

Thành phần khoáng vật trung bình của đá: felspat kali 40- 70 (phần lớn là microclin), plagiocla 10- 20 , thạch anh 25- 28%, biotit 1- 10%, horblen 1- 2 , đôi khi gặp muscovit, monazit, các khoáng vật quặng

Theo Đào Đình Thục (1995) trong mẫu giã đãi, đá của phức hệ c n có fluorit, magnetit, galenit, sphalerit, molybdenit, ziatholit và pyroclo Biến đổi đặc trưng của đá là albit hoá, thạch anh hóa, sericit hoá

Thành phần khoáng vật tạo đá chính của phức hệ tuy có thay đổi về hàm lượng theo từng loại đá nhưng đều có đặc điểm gần gũi nhau

- Felspat kali có số lượng lớn và còn là khoáng vật điển hình nhất Chúng thường có dạng lăng trụ ngắn, thường bị thay thế bởi albit tạo thành vành hoặc đám nhỏ sáng trên tấm orthocla Microclin trong granosyenit dạng porphyr thường có song tinh mạng lưới, tập trung thành từng đám hoặc dải

h p hoặc thay thế plagiocla từng ch

- Plagiocla là những tấm dạng bất kỳ, đa dạng, đa số có song tinh đa hợp, thường bị sericit hoá, thường gặp trong đá là albit, ít gặp oligiocla

- Biotit thường là những vẩy nhỏ phân tán hoặc tích tụ thành những dải mảnh xuyên cắt nhau, đôi khi chúng bị chlorit hoá có màu lục

- Horblen gặp trong đá với hàm lượng không nhiều, trong syenit thạch anh, có loại horblen á kiềm, c n trong các đá khác hay gặp horblen thường

Đặc điểm thạch địa hoá

Theo tài liệu phân tích thành phần hoá học ô xyt chính và các nguyên tố đất hiếm của các đá trong phức hệ cho thấy: (Bảng 1.4; Hàm lượng các oxyt chính và các nguyên tố đất hiếm trong đá phức hệ Phu Sa Phìn) Hàm lượng SiO2 dao động từ 61,71- 76,12 , trung bình pha 1: 66,9%; pha 2 là 74,07 , thuộc nhóm đá acit Tổng lượng kiềm (K2O+ Na2O) trung bình 7,5 , dao động từ 6- 11 ; mối tương quan giữa SiO2 và (Na2O+ K2O) cho thấy đá của phức hệ Phu Sa Phìn chủ yếu là loạt á kiềm (SA) T lệ K/Na> 1 tức là đá giàu kali, rất ít ch gặp loại giàu natri T số La/Sm khá ổn định và giao động trong khoảng 5,7- 6,9 và cũng giống t số La/Sm của đá phun trào trong vùng

Về tiềm năng sinh khoáng: phức hệ magma Phu Sa Phìn có tiềm năng sinh khoáng đối với kim loại kiềm Ta, Nb, Ba, Pb, Zn, Mo Theo kết quả nghiên cứu của nhiều nhà địa chất khoáng hoá vàng có khả năng liên quan với hoạt động nhiệt dịch hậu magma của phức hệ xâm nhập á núi lửa này

Bảng 1 4 Hàm lượng các oxyt chính (%) trong các đá của phức hệ xâm

1.3.3.3 Phức hệ xâm nhập YeYên Sun (aG/E ys)

Phức hệ YeYên Sun thuộc loạt Phan Xi Pan do Izokh xác lập năm 1965 trong công trình bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam t lệ 1:500.000 Trong các tờ bản đồ địa chất t lệ 1:200.000 thành lập sau đó, khối lượng của phức

hệ có thay đổi chút ít

Trong vùng Minh Lương- Sa Phìn, đá của phức hệ lộ trên diện tích khoảng 20km2 ở phía bắc- đông bắc và c n mở rộng ra ngoài diện tích là phần rìa của khối xâm nhập lớn

Thành phần thạch học của phức hệ gồm chủ yếu là granit biotit, granit biotit có amphibol, ít hơn là các mạch granit aplit, pegmatit

Các đá nêu trên được hình thành trong 2 pha xâm nhập tương ứng với pha 2 và pha 3 của Nguyễn Vĩnh (1972) trong đó:

Pha 2: Gồm granit- biotit, granit biotit có amphibol

Pha 3: Các đá mạch pegmatit, granit aplit, các đá này luôn sáng màu và xuyên cắt các đá của pha 2 Các đá của phức hệ YeYên Sun xuyên cắt các đá trầm tích của hệ tầng Trạm Tấu và đá núi lửa phức hệ Tú Lệ, làm cho các đá

bị biến đổi mạnh mẽ: sericit hoá, biotit hoá, thạch anh hoá, sừng hoá

Đặc điểm thạch học- khoáng vật

- Granit biotit: Là loại phổ biến nhất trong vùng, đá có màu trắng xám, hạt nhỏ đến vừa, cấu tạo khối đôi ch bị ép có dạng gneis Thành phần khoáng vật trung bình: felspat kali 35- 37%, plagiocla 28- 30 , thạch anh 26- 32%, biotit 5- 10 , ít muscovit Khoáng vật phụ là apatit, zircon, sphen

- Granit biotit có amphibol: Trong vùng ít gặp hơn granit biotit, đá hơi sẫm màu hoặc xám sáng, hạt vừa và nhỏ, cấu tạo khối, đôi khi gặp cấu tạo ép dải yếu Thành phần khoáng vật trung bình của đá: felspat kali 28- 32%, plagiocla 25- 30 , thạch anh 28- 33%, biotit 3- 5%, horblen 2- 10 Khoáng vật phụ là sphen, apatit, zircon, khoáng vật quặng có magnetit

- Granit aplit, pegmatit: Đá sáng màu, thường ở dạng mạch nhỏ xuyên cắt các loại đá khác Thành phần khoáng vật gồm: felspat kali 50- 70 , thạch anh 30- 35% muscovit 2- 3%, biotit 1- 2%

Các khoáng vật tạo đá chính có đặc điểm sau:

- Felspat kali chủ yếu là orthocla, đôi khi là microclin, orthocla có song tinh carbat đặc trưng c n microclin có song tinh dạng lưới mờ orthocla và miroclin thường bị albit hoá ở ven rìa tạo nên vành sáng

- Plagiocla: Thường là albit đến oligiocla, ít albit đôi khi gặp oligiocla đến andesin Trong granit có amphibol, plagiocla thường có cấu tạo phân đới, phần nhân là oligiocla, ngoài là albit

- Thạch anh trong tất cả các đá thường có dạng kéo dài, dập vỡ, tắt làn sóng

- Biotit dạng vảy nhỏ, sắp xếp định hướng, đa sắc mạnh, thường đi k m với amphibol Biotit thường là loại giàu titan, có màu nâu, nhiều ch chúng bị chlorit hoá

- Amphibol: gặp không thường xuyên trong đá, chúng có dạng tấm, que nhỏ, thường là horlblen Đa số là horblen kiềm vôi (backevikit), ở rìa hay bị gặm m n, thay thế bởi biotit và chlorit

Đặc điểm thạch địa hoá

Hàm lượng trung bình: Si2 của pha 2 khoảng 65,45 , của pha 3 khoảng 74,2

Tổng lượng kiềm (Na2O+ K2O) giảm từ pha 1 đến pha 3 (trong khoảng 11,27- 7,71 ) trong đó K2 trội hơn Na2

Tổng sắt (Fe23+ Fe) của pha 3 giảm hẳn so với các pha 1 và 2

T lệ (Na2+ K2): Al23: Si2 luôn là 1:1:6, tương ứng với loạt á kiềm (SA) T lệ K/Na > 1 cho thấy đá của phức hệ mang tính á kiềm

Theo Nguyễn Trung Chí (1997): Các đá của phức hệ thuộc kiểu A- granit và được thành tạo trong điều kiện nóng chảy hoàn toàn trong vỏ lục địa

ở độ sâu từ 6- 25 km tương ứng nhiệt độ 640 - 690 C và áp suất hơi nước từ 2- 8 Kbar

Về tuổi của phức hệ, theo các kết quả nghiên cứu trước đây là Paleogen

Bảng 1 6 Hàm lượng các oxyt chính (%) trong các đá của phức hệ xâm nhập

Bảng 1 7 Hàm lượng các nguyên tố đất hiếm (ppm) trong các đá của phức hệ

xâm nhập YeYên Sun

1.4 Đặc điểm cấu trúc- kiến tạo

Diện tích điều tra địa chất và khoáng sản vùng Minh Lương- Sa Phìn có chiều rộng 4,5 km kéo dài 22 km dọc theo đứt gãy Nậm Say Luông Theo Nguyễn Đình Hợp (1998) diện tích này nằm ở rìa đông bắc đới cấu trúc Tú Lệ tiếp giáp với đới Phan Xi Pan, trên đó tồn tại các phức hệ vật chất, kiến trúc

có tuổi Jura muộn- Creta sớm đến Paleogen Hoạt động kiến tạo trong vùng khá mạnh mẽ Các hoạt động phá hu cộng với hoạt động magma xâm nhập

đã làm bình đồ cấu trúc của vùng trở nên phức tạp Thông qua các mô hình kiến tạo vật lý, xây dựng các trường ứng xuất kiến tạo, xác định phương lực tác dụng và các pha kiến tạo trong vùng

1.4.1 Cấu trúc u n n p

Trong vùng không quan sát được nếp uốn nào hoàn chỉnh do hoạt động mạnh mẽ của các đứt gãy nên các phức hệ vật chất kiến trúc bị chia cắt thành nhiều khối nhỏ Trong m i khối này, các đá thường bị v nhàu, dập vỡ, ép phiến và đôi khi có những nếp uốn nhỏ Các nếp uốn kiểu này phát triển trong

các tập đá phiến sét, bột kết của hệ tầng Trạm Tấu ở Minh Lương Chúng đều

có trục kéo dài phương tây bắc- đông nam, hai cánh không dốc lắm và khá cân xứng (khoảng 40o

đến 55o)

1.4.2 Các t g phá hu

Vùng Minh Lương- Sa Phìn nằm trên hệ thống đứt gãy Nậm Say Luông, trong đó đứt gãy chính chạy dọc theo suối Nậm Say Luông, các đứt gãy phân nhánh hai bên cánh tạo nên hệ thống đứt gãy kiểu xương cá Ở khu Minh Lương c n quan sát được một đoạn của đứt gãy Làng Mu- Bản Hộc, đây cũng là một đứt gãy lớn, khống chế cấu trúc của vùng

Để mô tả các đứt gãy trong vùng thì phân các đứt gãy lớn mang tính phân đới là đứt gãy cấp I (F1) các đứt gãy kéo theo có cùng phương với đứt gãy cấp I là đứt gãy cấp II (F2), các đứt gãy phân nhánh là đứt gãy cấp III (F3)

1.4.2.1 Đứt gãy cấp I

Theo qui ước gọi tên nói trên, trong vùng có 2 đứt gãy cấp I, đó là đứt gãy Nậm Say Luông và đứt gãy Nậm Mu

a Đứt gãy Nậm Say Luông (F11)

Đứt gãy F11 phân bố dọc theo suối Nậm Say Luông kéo dài theo phương tây bắc- đông nam qua suốt chiều dài diện tích vùng nghiên cứu Đây

là một đứt gãy lớn nằm trong hệ thống đứt gãy phân chia hai đới Phan Xi Pan

Theo các kết quả nghiên cứu cho thấy, đứt gãy Nậm Say Luông (F1 ) là đứt gãy trượt bằng trái phương tây bắc- đông nam, hướng cắm thay đổi đông bắc (ở khu Minh Lương) và tây nam (ở khu Sa Phìn) với góc dốc từ 60o- 90o

b Đứt gãy Nậm Mu (F12)

Đứt gãy F12 chạy dọc theo suối Nậm Mu, Ng i Diên, kéo dài theo phương á vĩ tuyến Đoạn chảy qua vùng nghiên cứu có chiều dài khoảng 5km dọc theo suối Nậm Mu Đứt gãy cắt qua các trầm tích của hệ tầng Trạm Tấu

và các đá núi lửa phức hệ Tú Lệ Cũng giống như đứt gãy Nậm Say Luông, đứt gãy Nậm Mu đã trải qua 3 pha biến dạng, pha cuối cùng được đặc trưng là trường trượt bằng

1.4.2.2 Các đứt gãy cấp II (F2)

Các đứt gãy cấp II có phương kéo dài tây bắc- đông nam cùng phương với đứt gãy F1 Nậm Say Luông Ngoài đứt gãy khá lớn Núi Huồi- Tu San chạy ở rìa tây nam diện tích, các đứt gãy khác đều là phần nhánh của đứt gãy Nậm Say Luông và phát triển chủ yếu trong khu Minh Lương

a Các đứt gãy F2 ở khu Minh Lương

Các đứt gãy F2 bao gồm 4 đứt gãy nhỏ F21

, F22, F23, F24 xuất phát từ thung lũng Nậm Say (ch giao nhau giữa đứt gãy Nậm Say Luông và đứt gãy Nậm Say Nọi) xo ra về phía tây bắc và bị chặn bởi đứt gãy Nậm Mu, tạo nên cấu trúc dạng đuôi ngựa ở khu Minh Lương Chúng tạo một đới dập vỡ hình nêm, đỉnh nhọn ở thung lũng Nậm Say, mở rộng ra hàng ngàn mét ở đầu phía tây bắc Trong đới dập vỡ này phát triển nhiều đứt gãy cấp III, phường đông bắc- tây nam và á vĩ tuyến, tạo điều kiện thuận lợi để phát triển những dải khoáng hoá sulfur- vàng và những thân quặng vàng gốc Theo kết quả giải đoán ảnh hàng không, các đứt gãy F2 ở Minh Lương là những đứt gãy trượt bằng trái

b Đứt gãy Núi Huồi- Tân Nham Trúc (F25)

Đứt gãy (F25) phát triển từ sườn tây nam núi Huồi, kéo dài theo hướng đông nam khoảng 3km thì ra khỏi diện tích nghiên cứu, sau đó v ng theo

hướng đông vào vùng tìm kiếm ở Dankaiho, chạy qua Tân Nham Trúc về TuSan Đứt gãy này có phương chung song song với đứt gãy Nậm Say Luông Đứt gãy phân cắt các đá của phức hệ núi lửa Tú Lệ Đây là đứt gãy thuận, mặt trượt nghiêng về tây nam, nó cùng với các đứt gãy cùng phương tây bắc- đông nam (Nậm Say Luông, Tong Chung Hồ) tạo thành cấu trúc dạng bậc thang thấp dần về phía tây nam

40o Trên cánh tây nam đứt gãy F11, các đứt gãy cấp III phát triển theo phương

á kinh tuyến và hợp với đứt gãy chính các góc 50o

- 70o Riêng ở khu Minh Lương, trong đới dập vỡ từ Nậm Say Nọi đến Nậm Mu, các đứt gãy cấp III phát triển khá dày đặc và có phương đông bắc- tây nam, một số á vĩ tuyến Chúng tạo với các đứt gãy cấp I và II các góc gần 90o

1.4.3 Vai tr của các t g trong quá tr nh tạo qu ng

Các đứt gãy có vai tr vô cùng quan trọng trong việc hình thành đới quặng vùng Minh Lương- Sa Phìn Toàn bộ các dải khoáng hoá, các thân quặng vàng gốc đều nằm trong diện tích chịu tác động của đứt gãy Nậm Say Luông

Trong hệ thống đứt gãy Nậm Say Luông, đứt gãy cấp I (đứt gãy chính)

và các đứt gãy cấp II có vai tr khống chế cấu trúc của đới quặng và chúng được hình thành trước quặng sulfur- vàng Liên quan trực tiếp với các đứt gãy này có các mạch thạch anh nhiệt dịch ít mang quặng vàng mặc dù có biểu hiện khoáng hoá sulfur Chúng có phương kéo dài trùng với phương của cấu trúc chung là tây bắc- đông nam hoặc á kinh tuyến

Hầu hết các thân quặng vàng đạt chỉ tiêu công nghiệp có liên quan trực tiếp với các đứt gãy cấp III phương á vĩ tuyến hoặc đông bắc- tây nam Các

đứt gãy này vừa là kênh dẫn, đôi khi c n là nơi tích đọng dung dịch tạo quặng, có thể quan sát trụ của thân quặng 5 là mặt trượt của 1 đứt gãy phương

á vĩ tuyến Các thân quặng được hình thành trong pha biến dạng thứ 3, nghĩa

là đồng sinh với các đứt gãy cấp III phương á vĩ tuyến

Chương 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan về vàng và phân loại các mỏ vàng

2.1.1 Đ c iểm ịa hóa

Vàng ký hiệu hóa học là Au, nằm ở vị trí thứ tự 79 trong bảng hệ thống toần hoàn Mendeleev Vàng nằm giữa platin và thủy ngân, thuộc nhóm 1b cùng với đồng (Cu) và bạc (Ag), nguyên tử lượng 196,967; bán kính nguyên

tử RAu= 1,44Ao; bán kính ion RAu= 1,37Ao; thế ion hóa của Cu và Ag: ECAu= 0,65; ECAg= 0,60; ECCu= 0,70; nhiệt độ nóng chảy 1.064oC, nhiệt độ sôi 2.960oC

Hiện nay đã biết 14 đồng vị của vàng với nguyên tử lượng từ 192- 206, nhưng chỉ có vàng 197 là bề vững và ổn định

Trị số Clark của vàng trong thạch quyển rất thấp Theo một số nhà nghiên cứu hàm lượng trung bình của vàng trong vỏ Trái đất thay đổi trong khoảng 4.10-7

- 5.10-7 , cụ thể:

- Theo Ph Clark n.10-7%

- Theo A.E Ferxman 5 10-7%

- Theo A.P Vinogradov 4,3.10-7%

(1962)

Iu.G Serbakov (1969

R.W Boyle (1979)