Điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất sét Kaolinit miền Đông Nam Bộ

1. Tính cấp thiết của Đề tài Sét kaolinit ở miền Đông Nam Bộ (ĐNB) có quy mô phân bố rộng rãi, chất lượng từ trung bình đến tốt được thành tạo trong những điều kiện địa chất khác nhau. Chúng là nguồn nguyên liệu khóang quan trọng trong công nghiệp sản xuất gốm sứ đã được khai thác và sử dụng từ lâu. Ngày nay nhu cầu về nguồn nguyên liệu khoáng sét kaolinit phục vụ công nghiệp gốm sứ địa phương ngày càng gia tăng, vì vậy việc nghiên cứu, đánh giá đúng tiềm năng của nguồn nguyên liệu này là đòi hỏi thực tiễn cấp thiết ở miền ĐNB nói riêng và ở Việt Nam nói chung. Cho đến nay ở miền ĐNB đã có nhiều công trình nghiên cứu về khoáng sét kaolinit nhưng chưa mang tính chất toàn diện, nên việc đánh giá khả năng sử dụng chúng còn mang tính sơ lược. Chính vì lẽ đó, nghiên cứu điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất và các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm của các loại hình khoáng hóa này là một đòi hỏi cấp bách. Làm tốt những nghiên cứu này sẽ giúp đánh giá đúng đắn chất lượng của chúng, lựa chọn được các chu trình công nghệ tuyển một cách hợp lý và định hướng đúng đắn việc sử dụng hợp lý nguồn nguyên liệu tiềm năng này của địa phương. Để góp phần giải quyết những vấn đề nêu trên và những đòi hỏi trong thực tiễn sản xuất của nghiên cứu địa chất và điều tra khoáng sét kaolinit miền ĐNB, nghiên cứu sinh (NCS) đã lựa chọn đề tài của luận án tiến sỹ: Điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất sét Kaolinit miền Đông Nam Bộ sẽ đáp ứng những đòi hỏi này.

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của Đề tài

Sét kaolinit ở miền Đông Nam Bộ (ĐNB) có quy mô phân bố rộng rãi, chất lượng từ trung bình đến tốt được thành tạo trong những điều kiện địa chất khác nhau Chúng là nguồn nguyên liệu khóang quan trọng trong công nghiệp sản xuất gốm sứ đã được khai thác và sử dụng từ lâu Ngày nay nhu cầu về nguồn nguyên liệu khoáng sét kaolinit phục vụ công nghiệp gốm sứ địa phương ngày càng gia tăng, vì vậy việc nghiên cứu, đánh giá đúng tiềm năng của nguồn nguyên liệu này là đòi hỏi thực tiễn cấp thiết ở miền ĐNB nói riêng và ở Việt Nam nói chung

Cho đến nay ở miền ĐNB đã có nhiều công trình nghiên cứu về khoáng sét kaolinit nhưng chưa mang tính chất toàn diện, nên việc đánh giá khả năng sử dụng chúng còn mang tính sơ lược Chính vì lẽ đó, nghiên cứu điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất và các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm của các loại hình khoáng hóa này là một đòi hỏi cấp bách Làm tốt những nghiên cứu này sẽ giúp đánh giá đúng đắn chất lượng của chúng, lựa chọn được các chu trình công nghệ tuyển một cách hợp lý

và định hướng đúng đắn việc sử dụng hợp lý nguồn nguyên liệu tiềm năng này của địa phương

Để góp phần giải quyết những vấn đề nêu trên và những đòi hỏi trong thực tiễn sản xuất của nghiên cứu địa chất và điều tra khoáng sét kaolinit miền ĐNB, nghiên cứu sinh (NCS) đã lựa chọn đề tài của luận án

tiến sỹ: "Điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất sét Kaolinit miền Đông Nam Bộ" sẽ đáp ứng những đòi hỏi này

2 Phạm vi, đối tượng nghiên cứu

2.1 Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu của Đề tài là khu vực miền

ĐNB được giới hạn bởi tọa:

10048’30”-11040’30” vĩ độ Bắc;

106017’30”-107027’30” kinh độ Đông

Thuộc các tờ bản đồ Địa chất tỷ lệ: 1: 200.000 sau: Tờ Tp Hồ Chí Minh (Sài Gòn) (C-48-VI); Tờ Công Pông Chàm-Lộc Ninh (C-48-IV và C-48-V) với nền địa hình thuộc hệ tọa độ HN-72

Diện tích vùng nghiên cứu ≈ 6795 km2 thuộc địa phận thành phố: Tp

Hồ Chí Minh và một phần địa phận các tỉnh Bình Dương, Bình Phước, Đồng Nai

2.1 Đối tượng nghiên cứu: là khoáng sét kaolinit miền ĐNB

3 Mục tiêu, nhiệm vụ của luận án

3.1 Mục tiêu

Mục tiêu của luận án làm sáng tỏ điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất của sét kaolinit ở miền ĐNB

3.2 Nhiệm vụ

Để hoàn thành mục tiêu của luận án cần thực hiện những nhiệm vụ sau:

Tiến hành thu thập toàn bộ tài liệu địa chất và khoáng sét ở miền ĐNB (65 mỏ và biểu hiện khoáng sản), hệ thống hóa, phân tích và tổng hợp tài liệu để làm rõ về điều kiện thành tạo và đặc điểm phân bố sét kaolinit trong vùng

Nghiên cứu thành phần vật chất (thành phần khoáng vật, thành phần hóa học), đặc điểm cấu tạo, kiến trúc, đặc tính kỹ thuật của sét kaolinit có trong khu vực nghiên cứu Từ đó định hướng sử dụng cho loại hình nguyên liệu khoáng này ở miền ĐNB

Xác định các tiền đề, dấu hiệu, các yếu tố khống chế khoáng sét kaolinit, đánh giá triển vọng của chúng và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

4 Các phương pháp nghiên cứu

Luận án được xây dựng trên cơ sở sử dụng trên cơ sở các phương pháp nghiên cứu truyền thống kết hợp phương nghiên cứu hiện đại sau:

Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu;

Tổ hợp các phương pháp nghiên cứu tại thực địa;

Tổ hợp các phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất và đặc tính

kỹ thuật sét kaolinit (hiể vi điệ tử, nhiệt, rơn ghen, hóa các loại, độ hạt, độ thu hồi, đặc tính kỹ thuât) bao gồm phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất và phương pháp nghiên cứu công nghệ;

Phương pháp tin học;

Tổng hợp các phương pháp phân tích, xử lý và tổng hợp tài liệu

5 Những điểm mới có ý nghĩa khoa học của luận án

Nghiên cứu một cách đầy đủ và toàn diện về nguồn gốc và điều kiện thành tạo của các mỏ sét kaolinit ở ĐNB: mỏ Minh Hưng, Suối nước Vàng; mỏ Ấp Ba; mỏ Minh Long; mỏ Tân Quy; mỏ Thái Mỹ..

Trên cơ sở kết quả phân tích các loại mẫu đã nghiên cứu chi tiết thành phần vật chất của các mỏ sét trên

Đánh giá chất lượng và đặc tính kỹ thuật của các khoáng sét, định hướng khai thác và sử dụng

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Kết quả nghiên cứu của luận án đã góp phần làm sáng tỏ bản chất, thành phần, cơ chế thành tạo sét kaolinit miền ĐNB và mối liên quan của chúng với các yếu tố địa chất

Trên cơ sở nghiên cứu thành phần vật chất sét kaolint ở miền ĐNB giúp các nhà sản xuất dự kiến sơ đồ tuyển luyện, thu hồi, sử dụng khoáng sản sét kaolinit tối ưu

Góp phần làm sáng tỏ quy luật phân bố khoáng sét kaolinit của vùng,

đề xuất các nhiệm vụ điều tra quy hoạch và đánh giá tổng thể loại nguyên liệu khoáng này

7 Các luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1: Các mỏ sét kaolinit miền Đông Nam Bộ phân bố tập

trung ở lưu vực sông Sài Gòn tạo thành dải kéo dài từ Thủ Đức đến hồ

Dầu Tiếng thuộc 2 kiểu nguồn gốc: Kiểu nguồn gốc phong hóa tàn dư và kiểu nguồn gốc trầm tích, trong đó kiểu nguồn gốc trầm tích đóng vai trò chính

Luận điểm 2: Các mỏ sét ở khu vực nghiên cứu có chất lượng tốt với

thành phần khoáng vật kaolinit từ 20 đến 75%, ilit từ 5 đến 15%, montmorilonit từ 0 đến 5%, hoàn toàn có thể sử dụng làm nguyên liệu khung xương cho công nghiệp gốm sứ

8 Bố cục của luận án

Luận án được trình bày trong 167 trang đánh máy khổ A4 kể cả phụ lục, với 15 ảnh chụp minh hoạ, 28 bản vẽ, 60 biểu bảng, và 100 danh mục tài liệu tham khảo Bố cục luận án, ngoài phần mở đầu và kết luận bao gồm 5 chương sau:

Chương 1 Đặc điểm địa chất và khoáng sản miền ĐNB;

Chương 2 Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu;

Chương 3 Điều kiện thành tạo đặc điểm phân bố sét kaolinit miền ĐNB;

Chương 4 Đặc điểm thành phần vật chất sét kaolinit miền ĐNB; Chương 5 Đặc tính kỹ thuật và khả năng sử dụng sét kaolinit miền ĐNB

9 Cơ sở tài liệu của luận án

Luận án được xây dựng trên cơ sở tài liệu của chính NCS thu thập, khảo sát, đo vẽ ngoài thực địa, phân tích và xử lý các số liệu tại các mỏ sét Đông Nam Bộ từ năm 2005 đến nay trong quá trình công tác tại Liên Đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam

NCS đã thu thập và xử lý 1076 mẫu phân tích độ hạt; mẫu hóa toàn phần: 162 mẫu; mẫu nhiệt: 195 mẫu; mẫu rơn ghen: 195 mẫu; mẫu hiển vi điện tử: 6 mẫu; mẫu thu hồi kaolin: 86 mẫu; mẫu hóa kaolin sau thu hồi:

36 mẫu; mẫu nhiêt và rơn ghen kaolinit sau thu hồi: 47 mẫu; mẫu kỹ thuật kaolin: 17 mẫu

Ngoài ra, NCS còn tham khảo hàng loạt các công trình nghiên cứu về phương pháp, về địa chất khu vực, các công trình đã công bố, thậm chí các tài liệu lưu trữ về lĩnh vực sét (xem tài liệu tham khảo)

Tất cả những nguồn tài liệu trên là cơ sở tin cậy để NCS sử dụng trong quá trình hoàn thành luận văn của mình

10 Nơi thực hiện luận án và lời cảm ơn

Nơi thực hiện luận án: Luận án được hoàn thành tại bộ môn nguyên

liệu khoáng, Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ-Địa chất Hà Nội dưới sự

hướng dẫn khoa học của PGS.TS Phạm Văn Trường và TS Nguyễn Văn Bỉnh

Lời Cảm ơn: Nhân dịp hoàn thành luận án tốt nghiệp tiến sỹ chuyên

ngành khoáng sản học tại bộ môn nguyên liệu khoáng-Khoa Địa chất trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Văn Trường và TS Nguyễn Văn Bỉnh, các thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ NCS trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án

NCS cũng xin bày tỏ lòng ơn sâu sắc đến các thầy cô trong Bộ môn nguyên liệu khoáng và Bộ môn khoáng sản: PGS.TS Nguyễn Văn Lâm, PGS.TS Nguyễn Quang Luật, PGS.TSKH Đặng Văn Bát, PGS.TS Nguyễn Khắc Giảng,TS Kiều Quý Nam , các thày đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn

Tác giả xin chân thành cảm ơn ThS Thái Quang, TS Đỗ Văn Lĩnh,

KS Lê Minh Thủy, KS Đinh Văn Tùng và KS Nguyễn Hùng Cường và các đồng nghiệp thuộc Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam, đã trực tiếp hoặc gián tiếp giúp đỡ trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luân văn

Trong luân văn này, mặc dù người viết đã có nhiều cố gắng trong học tập và nghiên cứu nhưng chắc chắn cũng không tránh khỏi những thiếu sót nhất định Tác giả rất mong nhận được những đóng góp quý báu của các thầy-cô cùng các bạn đồng nghiệp gần xa quan tâm đến lĩnh vực nghiên cứu để luận văn được hoàn thiện hơn

Chương 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

MIỀN ĐÔNG NAM BỘ

1.1 Vị trí cấu trúc vùng nghiên cứu trong bình đồ cấu trúc khu vực

Trong bình đồ cấu trúc khu vực, vùng nghiên cứu là phụ đới Biên

Hòa thuộc đới Đới Đà Lạt, là bồn chồng gối được lấp đầy bởi các trầm

tích lục nguyên loạt Bản Đôn Jura sớm - giữa, có qui mô khu vực, chiếm

cả diện tích Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ

1.2 Lịch sử nghiên cứu

Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản miền ĐNB được chia thành 2 giai đọan:

1.2.1 Giai đoạn trước năm 1975

Trong giai đoạn này chủ yếu là các tác giả người nước ngoài, điển hình là các công trình: E Saurin (1935); J Fromaget (1941); H Fontaine

và Hoàng Thị Thân (1971, 1975)

1.2.2 Giai đoạn sau năm 1975

Trong giai đoạn này, có nhiều công trình đo vẽ lập Bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản ở các tỷ lệ khác nhau: 1: 500.000 (Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao và nnk, 1981); 1: 200.000 (Hoàng Ngọc Kỷ, Nguyễn Ngọc

Hoa và nnk, 1980-1991) và 1: 50,000 (Ma Công Cọ, Hà Quang Hải, Lê Minh Thủy và nnk, từ năm 1988 đến năm 2003)

Các đề án thăm dò và các báo cáo thăm dò các mỏ sét kaolinit ở tỷ lệ 1: 2.000 dến 1: 10.000 bao gồm: kaolin Linh Xuân, mỏ kaolin Đất Cuốc, Tân Uyên, kaolin Ấp 2, Ấp 3,…của các tác giả Hoàng Trọng Mai, Đoàn Sinh Huy, Nguyễn Văn Mài, (1996-1999)

Năm 2001, Biên soạn và xuất bản chuyên khảo địa chất- khoáng sản,

TP Hồ Chí Minh do Vũ Văn Vĩnh chủ biên

Năm 2004, Phân chia địa tầng Neogen- Đệ Tứ (N-Q) và nghiên cứu cấu trúc địa chất đồng bằng Nam Bộ do Nguyễn Huy Dũng chủ biên

Năm 2005, Đánh giá thực trạng tài nguyên khoáng sản rắn Tp Hồ Chí Minh và lập quy hoạch tổng thể khai thác, sử dụng đến năm 2020 do Nguyễn Ngọc hoa chủ biên

Tóm lại: Miền ĐNB với các công trình nghiên cứu trên đã làm sáng tỏ

về địa tầng, cấu trúc các trầm tích, các khoáng sản liên quan, đặc biệt là

khoáng sét nói chung và sét kaolinit nói riêng, là nguồn tài liệu phong phú và

vô cùng quý giá được NCS sử dụng trong luận án này

1.3 Đặc điểm cấu trúc địa chất

Tham gia vào cấu trúc địa chất của vùng nghiên cứu bao gồm các thành tạo trầm tích, trầm tích phun trào phun trào và magma xâm nhập có tuổi từ Permi thượng (P2) đến Đệ tứ (Q) Chúng được thành tạo trong nhiều giai đoạn có bối cảnh kiến tạo địa động lực khác nhau

1.3.1.2 Hệ Permi thống thượng Hệ tầng Tà Thiết (P2tt)

Thành phần bao gồm: Cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết, ít lớp sét than, đá vôi màu xám, xám đen tái kết tinh yếu, phân lớp mỏng đến vừa, xen các lớp sét kết, sét vôi, bột kết Dày khoảng 500 m

GIỚI MESOZOI, HỆ TRIAT 1.3.1.3 Hệ Trias thống hạ Hệ tầng Sông Sài Gòn (T 1 sg)

Thành phần trầm tích gồm: Sét vôi, bột kết vôi, bột kết, các kết và đá phiến sét màu xám sẫm Dày 700m

1.3.1.4 Hệ Trias thống trung Hệ tầng Châu Thới (T 2 ct)

Thành phần trầm tích gồm: Cuội tảng kết hỗn tạp về thành phần và kích cỡ, Cát kết tuf đa khoáng, Bột kết chứa vôi, sét vôi màu xám Dày hơn 450 m

1.3.1.5 Hệ Trias thống thượng Hệ tầng Dầu tiếng (T 3 dt)

Mặt cắt gồm chủ yếu là cát kết đa khoáng màu xám, màu trắng, nâu

đỏ, bột kết màu đỏ và silic màu trắng Dày hơn 230m

HỆ JURA 1.3.1.6 Hệ Jura thống hạ Hệ tầng Đray Linh (J 1 đl)

Thành phần bao gồm: Các lớp cát bột kết có chứa vôi, xen đá phiến sét, bột kết, Đá phiến vôi màu đen, rắn chắc bị ép mạnh, xen cát kết vôi màu xám đen, phân lớp dày Dày 150m

1.3.1.7 Thống trung, hệ tầng Chiu Riu (J 2 cr)

Thành phần chủ yếu là: Cát kết, sét bột kết, bột kết màu xám lục, đá phân lớp dày xen phân lớp sóng xiên chứa di tích thân cây silic hoá Dày 300m

1.3.1.8 Hệ Jura thống thượng Hệ tầng Long Bình (J 3 lb)

Thành phần bao gồm: Andesitobazan, tuf dung nham, tuf aglomerat thành phần andesitobazan, andesit, dacit, ryodacit chuyển lên các lớp trầm tích sét vôi, sét than phân dải mỏng Dày 420m

HỆ NEOGEN 1.3.1.9 Thống Miocen thượng Hệ tầng Bình Trưng (N 1 3 bt)

Thành phần bao gồm: Cát, sạn, sỏi chứa các mảnh dăm được gắn kết yếu bởi bột sét màu xám lục, cát bột kết màu xám, sét bột kết màu xám phân lớp mỏng Bề dày 19,4m

1.3.1.10 Thống Pliocen hạ Hệ tầng Nhà Bè (N 2 1 nb)

Thành phần gồm: Cuội kết, cát kết thạch anh, các mảnh dăm, vụn phong hóa từ đá gốc, cát kết, bột kết màu xám sẫm chứa nhiều tàn tích thực vật hóa than (than nâu) Bề dày 37m

1.3.1.11 Thống Pliocen thượng Hệ tầng Bà Miêu (N 2 2 bm)

Thành phần trầm tích : dưới là cát, cuội, sỏi đa khoáng chuyển lên trên là cát, bột, sét kaolin chứa ít mảnh tectit nguyên dạng Bề dày 4-10m

HỆ ĐỆ TỨ 1.3.1.12 Thống Pleistocen hạ Trầm tích sông, hệ tầng Đất Cuốc (aQ 1 1 đc)

Thành phần trầm tích: dưới là cát, cuội, sỏi đa khoáng chuyển lên trên là cát, bột, sét kaolin chứa ít mảnh tectit nguyên dạng Dày 4-10m

1.3.1.13 Thống Pleistocen trung Hệ tầng Xuân Lộc (Q 1 2 xl)

Thành tạo bao gồm: bazan olivin cấu tạo đặc sít xen bazan lỗ hổng màu xám đen, dolerit olivin màu xám đen, xám nâu, cấu tạo đặc sít xen lỗ hổng Bề dày 89,7m

1.3.1.14 Thống Pleistocen trung thượng Trầm tích sông, hệ tầng Thủ Đức (aQ 1 2-3 )

Thành phần trầm tích: Dưới là cát cuội (trong đó có cuội tectit mài tròn), sỏi nhiều thành phần chứa kaolin Phần trên chủ yếu là cát, sét bột bị laterit loang lổ mạnh, nhiều nơi tạo kết vón, kết tảng Dày 4-50m

1.3.1.15 Thống Pleistocen thượn Hệ tầng Phước Tân (Q 1 3 pt)

Thành phần của chúng gồm: bazan olivin kiềm, dạng đặc sít xen lỗ hổng chảy tràn Bề dày 5-25m

1.3.1.16 Thống Pleistocen trung thượng Trầm tích sông biển, hệ tầng

1.3.1.18 Thống Holocen trung-thượng, trầm tích sông-đầm lầy, hệ tầng Cần Giờ (abQ 2 2-3 cg)

Thành phần trầm tích gồm cát, sét-bột, sét, tùy từng nơi có lẫn mùn hữu cơ màu xám sẫm Dày 2-3m

1.3.1.19 Thống Holocen thượng (aQ 2 3 )

Phân bố dọc các sông và kênh rạch hiện đại ở dạng bãi bồi thấp với thành phần cuội, sỏi, cát, bột, sét Bề dày tới 3-4m

1.3.2 Magma xâm nhập

Trong diện tích nghiên cứu, các đá xâm nhập bao gồm 2 phức hệ:

1.3.2.1 Phức hệ Tây Ninh (J 3 tn)

Thành phần thạch học gồm: gabro, gabro pyroxenit, pyroxenit hạt

vừa màu xám đen phớt xanh Đá cấu tạo khối, kiến trúc hạt nửa tự hình đến gabro, đôi khi có dạng porphyr yếu

1.3.3.2 Kiến trúc sâu

Theo kết quả nghiên cứu cấu trúc bề mặt Moho của Cao Đình Triều (1996, 2001, 2003) cho toàn bộ lãnh thổ Việt Nam (thể hiện trên bản đồ cấu trúc lãnh thổ Việt Nam tỷ lệ 1: 500.000) vùng nghiên cứu (ĐNB) nằm trong vùng lồi phân dị tây bắc có xu hướng sâu dần về phía tây bắc và đông bắc đạt tới 36 km ở khu vực Thủ Dầu Một – Tây Ninh

1.3.3.3 Các tổ hợp thạch kiến tạo

Trong diện tích miền ĐNB chia ra 4 Tổ hợp thạch kiến tạo (THTKT) đặc trưng cho 4 giai đoạn có chế độ địa động lực đã tồn tại như sau: THTKT bồn giữa cung Permi-Trias sớm (P- T1); THTKT biến cải nhiệt sau va mảng Trias giữa -muộn (T2-3); THTKT bồn sau va mảng Jura sớm-giữa (J1-2); THTKT thềm của rìa lục địa thụ động Miocen trung-Đệ tứ (N13-Q)

1.3.3.4 Các khối kiến trúc

Theo đặc điểm trầm tích và bề dày trong THTKT thềm của rìa lục địa thụ động Miocen thượng-Đệ tứ (N13-Q) có thể phân chia thành 2 giai đoạn trầm tích: Giai đoạn trầm tích Miocen thượng - Pliocen (N13 - N2) và giai đoạn trầm tích pleistocen (Q1)

1 Các khối kiến trúc trong Miocen thượng - Pliocen (N 1 3 - N 2 ): Xét

quy luật phân bố các thành tạo N13-N2, mức độ lộ đá móng trước Kainozoi (khi bóc đi trầm tích Q) cũng như bề dày trầm tích N12 – Q ta có thể phân

ra các vùng nâng, sụt có hình dáng và kích thước khác nhau: Vùng nâng vững bền kèm phun trào bazan Lộc Ninh; Vùng sụt lún phân dị yếu Tây Ninh

2 Các khối kiến trúc trong trầm tích-phun trào Pleistocen (Q 1 ): Dựa

vào bề dày hiện tại thể hiện bằng các đường đẳng dày và mối quan hệ giữa

các tầng trầm tích đã ghi nhận các đơn vị kiến trúc như sau: Vùng nâng vững bền An Lộc - Đồng Xoà; Vùng nâng phân dị Tây Ninh – Biên Hoà; Vùng sụt lún và đào lòng sông Đồng Nai

1.3.3.5 Đặc điểm đứt gãy

Thuộc nhóm đứt gãy này gồm 3 đứt gãy chính: đứt gãy Sông Vàm

Cỏ Đông (F1), đứt gãy Sông Sài Gòn (F2) và đứt gãy Chơn Thành – Phú Giáo (F3) Đặc điểm chung của 3 đứt gãy này là hoạt động mạnh vào Kainozoi sớm với tính chất trượt bằng phải, ngưng nghỉ vào N12 – N2 và tái hoạt động trở lại vào Đệ tứ

Sét là sản phẩm của quá trình phong hóa học và trầm tích hóa học

được thành tạo do quá trình ngưng kết keo

2.1.1.2 Phân loại sét

Hiện nay quan niệm khoáng vật sét còn chưa thống nhất và vẫn còn

có nhiều cách quan niệm khác nhau, do đó đang có nhiều kiểu phân loại khoáng vật sét khác nhau trong các văn liệu về sét trên thế giới

1 Một số quan điểm phân loại sét trên thế giới: Một số nhà

khoáng vật học Liên Xô cũ (Lazarenko, Milopxki ) phân các khoáng vật sét thành bốn họ (family): họ sét kaolin; họ sét haloysit; họ sét hydromica;

họ sét montmorilonit;

Một số nhà khoáng vật học phương tây có phân loại khác như:

Keit Frye (1981) đã phân ra các nhóm khoáng vật sét chính sau: nhóm kaolinit; nhóm sét mica hạt mịn (được gọi là illit); nhóm smectit; nhóm vermiculit và clorit; nhóm khoáng vật sét có cấu trúc gần như vô định hình

William Ness (1991), Deer và nnk (1993) dựa vào đặc điểm thành phần hoá học, cấu trúc ô mạng để phân loại các khoáng vật sét trong tự nhiên thành các họ khoáng vật sét chính như sau: họ sét kaolinit; họ sét ilit;

họ sét smectit; họ sét vermiculit; họ sét Palưgorskit

2 Phân loại sét ở Việt Nam: Hiện tại ở Việt Nam đã sử dụng một số

các phân loại sét như sau:

Theo điều kiện thành tạo: Dựa vào điều kiện thành tạo có thể chia

sét thành các kiểu nguồn gốc sau:

Sét có nguồn gốc phong hóa: là loại sét được thành tạo trong quá

trình phong hóa hóa học từ đá trầm tích sét hoặc các đá biến chất, magma xâm nhập và phun trào giàu alumosilicat và thường được thành tạo trong

vỏ phong hóa

Sét có nguồn gốc trầm tích: là loại sét được thành tạo trong quá trình

rửa trôi sét từ vỏ phong hóa, được vận chuyển và mang đi bởi dòng nước tạm thời và thường xuyên rồi được lắng ở nơi có điều kiện địa chất và hóa

lý thuận lợi Tùy theo vị trí và môi trường trầm tích lắng đọng, sét được

chia thành các kiểu nguồn gốc khác nhau: Sét proluvi; sét deluvi; sét sông; sét đầm hồ; sét biển Ngoài ra còn có các loại sét nguồn gốc hỗn hợp giữa các nguồn gốc trên: deluvi-sông, sông hồ, sông biển,…

Theo thành phần khoáng vật chủ đạo: Dựa vào tiêu chuẩn này có

thể phân chia sét như sau: Sét kaolin – nếu khoáng vật kaolinit chiếm ưu thế; sét hydromica–nếu khoáng vật hydromica chiếm ưu thế; sét bentonit – nếu khoáng vật nhóm montmorilonit chiếm ưu thế; sét có thành phần hỗn hợp (đa khoáng)

Theo thành phần hóa học: bao gồm các loại sét sau: Sét bazơ: hàm

lượng Al2O3 < 15%; sét nửa axit: hàm lượng Al2O3 từ 15 đến 30%; sét chịu axit: hàm lượng Al2O3 từ 30 đến39%

Theo tính chất cơ lý sét được chia thành: Sét không dẻo: độ dẻo <

1%; Sét kém dẻo: độ dẻo từ 1 đến 7%; sét dẻo trung bình: độ dẻo từ 7 đến 15%; Sét dẻo: độ dẻo > 15%

Theo độ chịu lửa của sét: Sét dễ chảy: Độ chịu lửa thấp từ 1050 -

1350°C; sét khó chảy: độ chịu lửa từ 1350 – 1580 °C; sét chịu lửa: Độ chịu lửa > 1580°C

Theo giá trị sử dụng của sét: sét gạch ngói; sét cho xi măng; sét

gốm sứ, sét chịu lửa v.v

Trong luận văn này, NCS đã sử dụng một bảng phân loại sét dựa trên sự kết hợp của 2 nguyên tắc: Thành phần khoáng vật chủ đạo và nguồn gốc thành tạo sẽ mang lại những thông tin tổng hợp nhất về khoáng sản sét

2.2 Các khái niệm cơ bản sử dụng trong luận án

Trong luận án này của mình, NCS đã sử dụng những khái niện sau:

2.2.1 Mỏ khoáng

Theo A.E Kariakin (1967) thì “Mỏ khoáng là nơi tích tụ khoáng sản

mà hiện nay có thể khai thác được (mỏ có giá trị công nghiệp) hoặc trong tương

lai không xa có thể khai thác được (mỏ chưa có giá trị công nghiệp) với điều kiện kinh tế có lợi và điều kiện kỹ thuật cho phép”

2.2.2 Điểm quặng

Điểm quặng là tích tụ tự nhiên khoáng sản về quy mô thường không lớn, nhưng về chất lượng đáp ứng yêu cầu công nghiệp (có thể xem như biểu hiện khoáng sản)

2.2.3 Biểu hiện quặng

Biểu hiện quặng là tích tụ tự nhiên khoáng sản chưa được đánh giá về quy mô cũng như chất lượng quặng, trong điều kiện hiện nay không thể xem

là đối tượng khai thác (có thể xem như biểu hiện khoáng hóa-BHKH)

2.2.4 Thành phần vật chất

Thành phần vật chất là những đặc điểm về thành phần khoáng vật, thành phần hóa học đặc trưng cho nguyên liệu khoáng đó

1 Thành phần khoáng vật: Thành phần khoáng vật là tập hợp các

khoáng vật tạo nên quặng hoặc nguyên liệu khoáng đó Chúng bao gồm tập hợp khoáng vật có ích và tập hợp khoáng vật có hại đi kèm

2 Thành phần hóa học: Thành phần hóa học của nguyên liệu

khoáng bao gồm các tổ phần có ích và các tổ phần có hại cho nguyên liệu

đó Hàm lượng tổ phần có ích càng cao và hàm lượng tổ phần có hại càng nhỏ thì chất lượng của nguyên liệu càng tốt

2.2.5 Vật liệu nguyên khai và nguyên liệu khoáng

1 Vật liệu nguyên khai: Nguyên liệu khoáng, nguyên liệu hoặc vật

liệu khác ở trạng thái tự nhiên chưa được làm gàu khi khai thác

2 Nguyên liệu khoáng: Là vật liệu nguyên khai đã được làm giàu

sau khi khai thác, nhằm thỏa mãn những yêu cầu kỹ thuật để thu hút vào sản xuất xã hội (dự định hoặc đang được sử dụng)

2.2.6 Sét kaolin và sét kaolinit

1 Sét kaolin: Là sét đa khóng có màu trắng, trắng xám, trắng

hồng…, dẻo, mềm bao gồm các nhóm khoáng vật sét: nhóm kaolinit, nhóm hydromica (ilit) và montmorillonit,

2 Sét kaolinit: Là sét kaolin có thành phần khoáng vật kaolinit

chiếm ưu thế (kaolinit từ 20 đến 75% ) so với các khoáng vật khác

2.3 Các phương pháp nghiên cứu

Luận án được xây dựng trên cơ sở sử dụng trên cơ sở các phương pháp nghiên cứu truyền thống kết hợp phương nghiên cứu hiện đại sau:

2.3.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu

Các tài liệu được thu thập từ tài liệu nguyên thủy gồm các lỗ khoan, các vết lộ nghiên cứu chuẩn, các kết quả phân tích mẫu các loại…, cho tới báo cáo tổng kết gồm: báo cáo tổng kết, bản đồ và mặt cắt địa chất các loại…

2.3.2 Tổ hợp các phương pháp khảo sát, nghiên cứu tại thực địa

Từ kết quả thu thập và tổng hợp tài liệu trên, NCS tiến hành rà soát lại cấu trúc địa chất khu vực, cũng như điều kiện thành tạo và đặc điểm thành phần vật chất sét kaolinit cho từng mỏ

2.3.3 Tổ hợp các phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất

Nghiên cứu thành phần vật chất của nguyên liệu sét kaolinit là nghiên cứu toàn diện thành phần khoáng vật và thành phần hóa học của chúng

2.3.3.1 Nghiên cứu khoáng vật: Nhằm xác định thành phần khoáng vật

chính của nguyên liệu khoáng và xác định được tập hợp các tổ phần có ích

và có hại trong nguyên liệu khoáng Các phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất bao gồm: hiển vi điện tử, phương pháp nhiệt (DTA) và rơn ghen

1 Phương pháp hiển vi điện tử: Kính hiển vi điện tử quét (SEM)

dùng dòng thứ cấp và các điện tử bức xạ từ vật liệu bị bắn phá bởi nguồn điện tử để tạo thành một hình ảnh về cường độ của vật liệu Kết quả là cho

ta thấy hình ảnh mẫu theo dạng không gian ba chiều

2 Phương pháp nhiệt vi sai: là phương pháp hỗ trợ không thể thay

thế, cho phép xác định những thay đổi về cấu trúc và chuyển đổi pha của khoáng vật trong quá trình nung mẫu từ nhiệt độ phòng thí nghiệm tới 1000°C

3 Phương pháp nhiễu xạ Rơn ghen: Được sử dụng để phân tích

thành phần khoáng vật một cách định tính hoặc bán định lượng, trong một

số trường hợp, kết hợp với các phương pháp khác có thể phân tích một cách định lượng mối quan hệ của các khoáng vật có mặt trong mẫu

Nghiên cứu thành phần hóa học: Nhằm xác định thành phần hóa học

của nguyên liệu khoáng và xác định được các tổ phần có ích và có hại trong nguyên liệu khoáng

2.3.4- Tổ hợp các phương pháp nghiên cứu công nghệ

Nghiên cứu công nghệ bao gồm: Nghiên cứu độ hạt, độ thu hồi,… và các đặc tính kỹ thuật khác của nguyên liệu khoáng

1 Độ hạt: Nghiên cứu độ hạt là xác định kích thước hạt, xác định

hàm lượng (%) theo các cấp hạt Thành phần cấp hạt (%) gồm các cấp: cát: 2-0,05mm; bột: 0,05-0,005mm; sét <0,005mm, trong đó cấp hạt sét đóng vai trò quan trọng trong việc xác định NLK

2 Độ thu hồi sét kaolinit: xác định độ thu hồi sét kaolinit dưới rây

<0,1mm, sấy khô và cân để tính tỷ lệ % thu hồi qua rây (theo sơ đồ gia công)

3 Quang phổ bán định lượng: Phân tích theo mẫu gộp được trích

từ mẫu hóa toàn phần nhằm xác định hàm các nguyên tố quặng trong mỏ

4 Các chỉ tiêu kỹ thuật khác: chỉ số dẻo, độ co, độ hút nước, độ

trắng, được sử dụng cho mỗi múc đích sản xuất khác nhau

5 Mẫu công nghệ gốm sứ: mẫu lấy ở các công trình khai đào, lấy hết

tầng khoáng sét kaolinit với trọng lượng 500kg Yêu cầu phân tích: làm ra sản phẩm do chính nguyên liệu của mỏ hoặc phối liệu với các vật liệu khác

2.3.5 Phương pháp tin học

Phương pháp tin học được sử dụng đắc lực trong quá trình hoàn thiện luận án: Trong luận văn này, NCS đã sử dụng các phần mềm văn bản và chuyên dụng: Microsoft Word, Excel, và Igpetwin, CorelDRW, Mapinfo, ngoài ra tác giả còn sử dụng phần mềm xử lý mẫu độ hạt của TT Địa mạo vết trên ngôn ngữ lập trình Pascan

2.3.6 Các phương pháp xử lý kết quả phân tích, tổng hợp tài liệu Các phương pháp xử lý kết quả phân tích:

1 Các phương pháp xử lý kết quả phân tích: Tất cả các kết quả thu thập nhằm nghiên cứu cấu trúc địa chất vùng hoặc cấu trúc địa chất từng mỏ đều được xử lý đồng bộ như sau:

Các mẫu phân tích độ hạt; các mẫu phân tích về nguồn gốc trầm tích

và tuổi địa chất; các mẫu phân tích thành phần vật chất sét kaolinit

2 Các phương pháp tổng hợp tài liệu bao gồm: Thành lập các mặt

cắt địa chất vùng nghiên cứu và các mỏ, thành lập các sơ đồ, bản đồ địa chất mỏ và vùng nghiên cứu

Chương 3 ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ

SÉT KAOLINIT MIỀM ĐÔNG NAM BỘ 3.1 Điều kiện thành tạo sét

Chúng ta đã biết, trong tự nhiên các khoáng vật sét được hình thành chủ yếu trong các quá trình ngoại sinh (phong hoá và trầm tích)

3.1.1 Sét có nguồn gốc phong hóa

3.1.1.1 Khái quát quá trình hình thành các khoáng vật trong VPH

Quá trình phong hóa là quá trình hình thành khoáng vật sét rất phổ biến trong tự nhiên Đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các khoáng vật sét và các oxit-hydroxit của Sắt và Nhôm có nguồn gốc phong hóa là quá trình phong hóa hóa học: các đá và khoáng vật bị biến đổi thành phần, bị hoà tan mang đi nơi khác hoặc tạo thành khoáng vật mới tại chỗ Phụ thuộc vào điều kiện thành tạo (môi trường phong hóa và môi trường tồn tại) và thành phần đá gốc sẽ hình thành các loại khoáng vật khác nhau trong vỏ phong hóa, trong đó có các khoáng vật sét