Là một nhà địa chất tìm kiếm thăm dò khoáng sản chúng ta hiểu rằng các loại khoáng sản được hình thành có liên quan mật thiết với các cấu trúc địa chất trong vỏ trái đất, cụ thể hơn những nơi có đặc điểm cấu trúc đặc biệt( dị thường) trong bình đồ kiến tạo của các khu vực trong vỏ trái đất thường là những vị trí mà các trường quặng và mỏ quặng xuất hiện. Nếu xem quá trình tạo quặng nội sinh là khâu cuối của chu trình hoạt động nội sinh của mỗi khu vực thì các quá trình kiến tạo magma cũng như các quá trình địa chất địa hoá diễn ra trước đó đ• tạo nên bình đồ kiến trúc khu vực trên đó có những vị trí dị thường thuận lợi cho việc định vị và hình thành các mỏ và trường quặng. Quá trình quặng hoá nội sinh trong một chu trình magma kiến tạo diễn ra trên quy mô rất khác nhau từ tính sinh khoáng đến một thân quặng cụ thể. Vị trí của một trường quặngnội sinh được quyết định bởi sự kết hợp của các yếu tố kiến trúc khu vực, trong đó đặc biệt quan trọng là là các yếu tố kiến trúc khống chế như: các đứt g•y khu vực, các kiến trúc uốn nếp, các khối đá xâm nhập và các tầng đá thuận lợi.
Trang 1Đề bài: Các yếu tố kiến trúc khống chế vị trí các trờng quặng và mỏ quặng Phân loại các trờng quặng.
Bài làm:
Là một nhà địa chất tìm kiếm thăm dò khoáng sản chúng ta hiểu rằng các loại khoáng sản đợc hình thành có liên quan mật thiết với các cấu trúc địa chất trong vỏ trái
đất, cụ thể hơn những nơi có đặc điểm cấu trúc đặc biệt( dị thờng) trong bình đồ kiến tạo của các khu vực trong vỏ trái đất thờng là những vị trí mà các trờng quặng và mỏ quặng xuất hiện Nếu xem quá trình tạo quặng nội sinh là khâu cuối của chu trình hoạt
động nội sinh của mỗi khu vực thì các quá trình kiến tạo magma cũng nh các quá trình
địa chất - địa hoá diễn ra trớc đó đã tạo nên bình đồ kiến trúc khu vực trên đó có những vị trí dị thờng thuận lợi cho việc định vị và hình thành các mỏ và trờng quặng Quá trình quặng hoá nội sinh trong một chu trình magma kiến tạo diễn ra trên quy mô rất khác nhau từ tính sinh khoáng đến một thân quặng cụ thể Vị trí của một trờng quặngnội sinh đợc quyết định bởi sự kết hợp của các yếu tố kiến trúc khu vực, trong đó
đặc biệt quan trọng là là các yếu tố kiến trúc khống chế nh: các đứt gãy khu vực, các kiến trúc uốn nếp, các khối đá xâm nhập và các tầng đá thuận lợi
I) Các yếu tố kiến trúc khống chế vị trí các trờng và mỏ quặng
a) Các đứt gãy khu vực
Các đứt gãy khu vực là yếu tố quan trọng nhất trong việc định chỗ các trờng và mỏ quặng nội sinh Thực tế cho thấy vị trí các trờng quặng thờng trùng với một số khu vực
đặc biệt đó là:
a
b
c
d e
Khe nứt Truờng quặng, mỏ quặng
Đứt gãy
Hình 1: Sơ đồ vị trí trên bình đồ của các trờng và mỏ quặng
Nơi đứt gãy uốn cong theo đờng phơng: hình a
Nơi đứt gãy chính phân nhánh thành các đứt gãy khác: hình b
Nơi các khe nứt sinh kèm đứt gãy: hình c
Nơi giao nhau của đứt gãy sinh đôi: hình d
Nơi đứt gãy giao nhau: hình e
Trang 2Trong thực tế thờng gặp các trờng và mỏ quặng nằm trong các khu vực có sự kết ợp cảu 2 hay nhiều yếu tố kiến trúc nói trên Do có sự kết hợp của nhiều yếu tố kiến trúc nên trong phạm vi trờng quặng đất đá thờng bị cà nát , dập vỡ có khả năng thẩm thấu cao, thuận lợi cho sự di chuyển của các dung dịch tạo quặng
b) Các kiến trúc uốn nếp
Các kiến trúc uốn nếp có vị trí rất quan trọng trong việc định chỗ các trờng và mỏ quặng nội sinh, đặc biệt là trờng pegmatit và nhiệt dịch Các trờng và mỏ quặng thờng tập trung ở phần vòm các nếp lồi là nơi phát triển dày đặc các kiến trúc khe nứt, đặc biệt là khe nứt tách lớp rất thuận lợi cho sự đọng quặng
Hình 2: Các trờng và mỏ quặng ở vòm nếp lồi và cánh các nếp lõm nơi phát triển các
kiến trúc khe nứt.
Mặt khác cũng gặp nhiều trờng và mỏ quặng định vị tại vùng dị thờng cấu tạo của các kiến trúc uốn nếp nh nơi có sự biến đổi đột ngột thế nằm của cánh và trục nếp uốn, nơi đứt gãy cắt qua trục nếp uốn, nơi các nếp lồi khác tuổi gặp hoặc cắt nhau… Ngoài ra những nếp uốn dạng vòm với hệ thống đứt gãy và khe nứt dạng vòng cung, dạng tỏa tia cũng là yếu tố định vị các trờng và mỏ quặng quan trọng
Hình 3: Các nếp uốn dạng vòm tạo nên khe nứt và đứt gãy dạng vòng cung, tỏa tia c) Các khối đá magma
Xếp vào yếu tố kiến trúc này gồm các khối magma xâm nhập có thành phần khác nhau, các thể á núi lửa và các họng núi lửa ở các mức độ khác nhau các kiến trúc kể trên đều thể hiện vai trò khống chế vị trí các trờng và mỏ quặng
Quan hệ giữa quặng hóa và đá magma có thể cùng hoặc khác nguồn, song các yếu tố kiến trúc khống chế các khối magma thờng cũng là các yếu tố khống chế các trờng và
Trang 3mỏ quặng liên quan Điều này thể hiện rõ nhất với các trờng quặng magma thực sự trong các xâm nhập siêu mafic, mafic và kiềm
Hình 4: Thân quặng Cu-Ni (Bản Phúc) nằm trong phức hệ đá siêu mafic.
Các trờng và mỏ quặng sau magma thờng nằm trên mái trong những đới tiếp xúc giữa các xâm nhập granitoit có kích thớc lớn và đá vây quanh Các xâm nhập này th-ờng xuyên lên dọc theo các đứt gãy lớn từ trớc và bị dập vỡ, nứt nẻ do tác động của các pha kiến tao muộn và trở thành kiến trúc thuận lợi cho việc hình thành các trờng và mỏ quặng Các đới tiếp xúc giữa thể xâm nhạp với đá vây quanh thờng bị cà nát mạnh dặc biệt tại những nơi bề mặt tiếp xúc nghiêng thoải và có cấu tạo lồi lõm Tại đây th ờng xuất hiện các trờng và mỏ quặng trong đó quặng hóa định vị trong các kiến trúc khe nứt cắt qua cả đá xâm nhập lẫn đá vây quanh
Các khối xâm nhập nông và á núi lửa thờng có dạng bớu và khá giòn, dễ vỡ vụn Quặng hóa có thể lấp đầy các hệ thống khe nứt trong đá tạo các mỏ dạng mạng mạch
điển hình Các họng núi lửa thờng trùng với đới giao tuyến của hệ thông đứt gãy khác phơng và đợc lấp đầy bởi các đá dăm kết núi lửa có thành phần khác nhau Đối với kiến trúc kiểu này thờng gặp các mỏ, trờng quặng trong các thành tạo dăm kết bị nứt
nẻ mạnh nằm gần họng nứi lửa
Ngoài ra còn gặp nhiều trờng và mỏ quặng nằm trong các tầng đá phun trào bị băm nát bởi các đứt gã và thớ phiến nhất là sự xen kẽ giữa các đá phun trào và đá trầm tích lục nguyên Quặng hóa phát triển chủ yếu trong những tập đá có độ lỗ hổng và dễ thẩm thấu nằm dới hoặc kẹp giữa các tập đá ít hoặc không thấm nớc
d) Các tầng đá thuận lợi
Vai trò định vị các trờng và mỏ quặng nội sinh thuộc về các tầng đá có tính chất cơ
lý và thành phần hóa học thuận lợi cho sự tạo quặng sẽ là lý tởng nếu tầng đá phân lớp gồm nhieuf tập đá khác nhau về đặc tính cơ lý và thành phần đan xen nhau và bị cắt phá bởi các đứt gãy dốc đứng Trong khi di chuyển theo đứt gãy này, dung dịch quặng
dễ thâm nhập vào các tập đá thuận lợi và kết đọng ở đó sự thay đổi điều kiện hóa lý (t0,p… ) của môi trờng tạo khoáng
Trang 4.
.
.
Trầm tích lục nguyên
Đá carbonat,vôi silic
Thân quặng skarn
Đá Granit
Đới bc-tx-tđ-tt
Hình 5:Mô hình mặt cắt điển hình qua mỏ Skarn.
Thành phần hóa học của đất đá ảnh hởng trực tiếp tới môi trờng địa hóa và hình thành các thân quặng Giá trị pH phù hợp xuất hiện khi dung dịch quặng đi qua các khe nứt trong các tập đá carbonat xn kẽ với tập đá silicat; độ kiềm của dung dịch tăng cao khi chúng thấm qua tầng đá carbonat, ngợc lại sẽ giảm xuống khi qua các tập đá silicat do huy động các oxit silic từ tập đá này Tính khử oxy của đá vây quanh phụ thuộc vào hàm lợng các chất hữu cơ và khoáng vật sunfua trong đá có ahr hởng đáng
kể đến khả năng tích đọng quặng, khả năng khử oxy của đá càng cao thì khả năg tích
đọng quặng trong chúng càng lớn Cuối cùng, một số loại đá dễ phản ứng với các dung dịch tạo quặng nh amphibolit, skarn… cũng tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành các thân quặng
II) Phân loại các trờng quặng
Dựa vào điều kiện cấu trúc – kiến tạo, đặc điểm nguồn gốc quặng hóa có thể chia ra cá trờng và mỏ quặng nội sinh thành 4 nhóm:
Trờng quặng magma thực sự
Trờng quặng pegmatit
Trờng quặng carbonatit
Trờng quặng sau magma( gồm trờng quặng skarn và nhiệt dịch)
1) Trờng quặng magma thực sự
Trang 5Các trờng quặng thuộc nhóm này gồm toàn bộ các mỏ có liên quan mật thiết về nguồn gốc với các khối xâm nhập xác định Quy luật phân bố các trờng quặng magma thực sự phụ thuộc vàoddieeuf kiện cấu trúc địa chất trong đó hình thành khối đá mẹ Các trờng quặng magma thực sự xuất hiện trong các hoàn cảnh kiến tạo khác nhau, ít nhiều có các đặc điểm giống nhau
Đá phiến TA-Silimalit
Thân quặng sunfur đặc sít
Đá magma siêu mafic
Thân quặng sunfur xâm tán
Hình 6:Mô hình mặt cắt điển hình qua mỏ magma.
Trong các đới ophyolit phát triển trên vỏ đại dơng của những đới hút chìm( các trũng máng đại dơng thực thụ) có các trờng quặng của Cr, Pt, Ti, F, V… liên quan với các xâm nhập mafic và siêu mafic, các xâm nhập này thờng có thể nấm, phân dị phức tạp
Trên các lục địa cổ có thể gặp các trờng quặng magma thực sự ở các kiểu uốn nếp hoặc trong lớp phủ nền, điển hình cho các trờng quặng trong khiên cổ là Trasvalea ở Nam Phi và Pechenga ở bán đảo Coli Trờng quặng platin Trasvale liên quan chặt chẽ với khối xâm nhập mafic và siêu mafic Busveld đợc khống chế bởi đứt gãy sâu phát triển trong móng, quặng hóa platin tập trung trong tầng meren nằm ở đáy khối xâm nhập dày 15-20m, gồm 10 vỉa phát triển trên một diện tích khá lớn; Trờng quặng
Cu-Ni Pechenga nằm ở phần uốn cong theo đờng phơng của tầng trầm tích núi lửa tuổi tiền Cambri bị vò nhàu mạnh mẽ Các xâm nhập mafic và siêu mafic tuổi Proterozoi muộn ở dạng vỉa nằm chỉnh hợp với đá vây quanh Hợp 1/3 số cá thể xâm nhập có khoáng hóa phân bố tại khu vực tầng đá biến chất uốn lợn theo đờng phơng và bị cà nát bởi hệ thống đứt gãy
Trong các miền lục địa cổ bị biến cải hay miền nền hoạt hóa thờng gặp trờng quặng Cu-Ni liên quan với các xâm nhập dạng vỉa thuộc thành hệ Trap Tại đây các khối xâm nhập gabro-dolerit phân dị xuyên lên theo những đứt gãy dốc đứng và kéo dài theo trục của một nếp lõm thoải Magma xuyên vào các khe nứt giữa các lớp tạo thành những vải khá thoải, có cấu tạo phức tạp Các xâm nhập dạng vỉa chứa quặng sunfua tập trung trong một tầng trầm tích không dày và bị chặn bởi tầng đá phun trào nằm trên
Nhìn chung các trờng quặng magma thực sự có thể xuất hiện trong các vùng có chế
độ kiến tạo kkác nhau song đều liên quan mật thiết với các xâm nhập mẹ có thành phần magic và siêu mafic Quy luật phân bố của các trờng quặng này phụ thuộc đáng
kể vào đặc điểm kiến trúc địa chất trong đó hình thành các khối đá mẹ Để xác định
Trang 6quy luật phan bố quặng hóa trong các trờng quặng magma thực sự trớc hết phải làm sáng tỏ những yếu tố cấu trúc địa chất ảnh hởng đến quá trình xâm nhập, kết tinh và phân dị của các khối đá mẹ Trong những yếu tố này cần chú ý đến chế độ kiến tạo và bình đồ kiến trúc khu vực, đặc điểm cấu tạo, thành phần thạch học và tính chất cơ lý của các tầng đá phân lớp vây quanh
2) Trờng quặng pegmatit
Pegmatit là một thành tạo độc lập, đợc hình thành vào giai đoạn cuối quá trình kết cứng các thể xâm nhập Trên thực tế thờng gặp các thân dạng mạch, dạng thấu kính hoặc mạch phức tạp, ít khi phân bố đơn lẻ, thờng đi cùng với nhau tạo thành các đai, trờng pegmatit có quy mô lớn và rất lớn
.
.
Đá Carbonat
Đá mafic
Đá phiến TA-Sil-Mus
Đá Granit
Thân khoáng
Hình 7:Mô hình mặt cắt điển hình qua mỏ Pegmatit.
Về không gian các trờng, mỏ pegmatit có thể phân bố trong khối xâm nhập granitoit, ở ranh giới tiếp xúc giữa xâm nhập này với các đá biến chất cổ( đá phiên kết tinh, gonai… ) hoặc lấp đầy khe nứt, mặt bong lớp của các đá có thành phần alumosilicat Các trờng pegmatit có thể xuất hiện trong mọi nền kiến tạo, có tuổi địa chất từ cổ đến trẻ là nguồn cung cấp các nguyên liệu sứ gốm và thủy tinh, các tích tụ ngọc( rubi, saphire, beryl, topar… ) và các tích tụ kim loại hiếm, kim loại phóng xạ… Trong mỗi trờng pegmatit có thể có hàng trăm, hàng ngàn thân pegmatit khác nahu trong đó có 3-5% thân khoáng có giá trị thực tế Độ sâu thành tạo của các trờng pegmetit dao động từ 1-2 km đến 5-6 km, biên độ khoáng hóa dao động 1-1.5 km
Trang 7Độ sâu thành tạo 1-2 -> 5-6 km
Biên độ khoáng hóa 1-1.5 km
Hình 8:Mô hình biểu diễn độ sâu thành tạo và biên độ khoáng hóa của trờng
quặng pegmatit.
Vị trí của các trờng pegmatit đợc quy định bởi 3 yếu tố cơ bản:
Hình thái và cấu tạo của mái thể xâm nhập
Đặc điểm kiến tạo khu vực
Sự có mặt của các tầng đá thuận lợi
Ngoài ra vị trí của các trờng còn phụ thuộc đáng kể vào độ sâu mức xâm thực khác nhau:
Xâm thực nông:1-2 km
Xâm thực vừa: 4-5 km
Xâm thực sâu: 5-6 km
Nh vậy dù ở mức xâm thực nào cũng đều thấy các trờng pegmatit thờng phân bố ở nơi bề mặt tiếp xúc giữa đá mẹ và đá vây quanh uốn cong bất ngờ và quy mô thì các tr-ờng pegmatit ứng với mức trung bình đáng quan tâm hơn cả
3) Trờng quặng carbonatit
Các trờng quặng cacbonatit chứa khoáng hóa Nb, Ta và TR trong các xâm nhập siêu mafic kiềm, phát triển chủ yếu trong vỏ lục địa cổ bị biến cải mạnh mẽ do hoạt
động kiến tao muộn Các trờng quặng cacbonatit không phổ biến và ít đợc nghiên cứu
Trang 8K K K
K
K K K K K
K K K K K K K K K
Thể đá carbonat
Đá magma kiềm
Thân khoáng
Đá phiến TA-Sil-Mus
Đá magma siêu mafic
Hình 9:Mô hình mặt cắt điển hình qua mỏ Cacbonatit.
Các thể carbonatit chứa quặng nằm trong khối xâm nhập siêu mafic kiềm song tập trung chủ yếu ở đới giao cắt của các hệ đứt gãy theo phơng tây bắc-đông nam và đông bắc-tây nam Trên thế giới không có nhiều các thân carbonatit nhng hầu hết khi phát hiện chúng đều rất đợc quan tâm và thờng có giá trị công nghiệp
4) Trờng quặng sau magma( gồm trờng quặng skarn và nhiệt dịch)
Các trờng quặng sau magma bao gồm các trờng mỏ quặng nguồn gốc skarn và nhiệt dịch, có tuổi địa chất từ trẻ đến cổ, phổ biến trong mọi miền kiến tạo khác nhau
và rất có ý nghĩa thực tiễn
Các yếu tố kiến trúc khống chế vị trí cũng nh quá trình thành tạo các trờng quặng nhóm này rất đa dạng và phức tạp Để thuận tiện ngời ta chia vỏ trái đát thành các vùng:
Vùng bồi tụ
Vùng ổn định
Vùng hủy hoại
a) Trờng quặng trong các miền bồi tụ
Trong miền diễn ra quá trình uốn nếp và hoạt động magma mạnh mẽ Liên quan với các quá trình này có thể hình thành câc trờng quặng sau magma thuộc 2 kiểu: các tr-ờng quặng liên quan với kiến trúc uốn nếp và các trtr-ờng quặng liên quan với kiến trúc phá hủy đứt đoạn Vị trí các trờng quặng liên quan với kiến trúc uốn nếp chủ yếu đợc xác định bằng sự kết hợp giữa đặc tính của cấu trúc nếp uốn, tính chất thuận lợi của các đá tạo thành nếp uốn và các phá hủy đứt đoạn đi kèm với quá trình uốn nếp Các trờng quặng liên quan với kiến trúc phá hủy có hoàn cảnh kiến trúc địa chất đihj vị rất phức tạp và đa dạng
Trang 9Dới đây là một số ví dụ điển hình:
Hình10:sơ đồ địa chất vùng Zurianov điển hình cho trờng quặng có vị trí địa chất khống chế bởi sự kết hợp của các kiến trúc uốn nếp và đứt gãy.
Trang 10Hình 11:sơ đồ địa chất vùng Altun-Tophan điển hình cho trờng quặng đa kim skarn có vị trí địa chất liên quan với các phá hủy đứt đoạn.
Hình 12:sơ đồ địa chất vùng Kalba-Narum điển hình cho trờng quặng Sn-W nằm trong kiến trúc kiểu nội địa vồng của miên uốn nếp Hecxini.
b) Trờng quặng trong các miền ổn định
Trong miền ổn định( miền nền, địa khối giữa) các vận động kiến tạo diễn ra ôn hòa, mang tính thụ động do ảnh hởng của các đai động kế cận Các trờng quặng sau magma khá phát triển trong các địa khối giữa nh các khối Aghina, Colyma ở Đông á, Chec ở Trung Âu, Colorado ở Bắc Mỹ…
Dới đây là một hình ảnh minh họa cho trờng quặng đợc thành tạo ở miền này:
Trang 11Hình 13:sơ đồ địa chất vùng Agin, đông Zabaican điển hình cho trờng quặng
Sn-W thuộc địa khối Aghina
c) Trờng quặng trong các miền hủy hoại
Các miền hủy hoại (miền tạo núi, miền hoạt hóa magma kiến tạo) có thể phân thành
2 kiểu:
Miền hoạt hóa sau địa máng
Miền hoạt hóa sau nền
Các trờng và mỏ quặng sau magma hình thành ở những miền hoạt hóa sau địa máng có những nét tơmg tự nh các trờng quặng trong nên bồi tụ
Các miền hoạt hóa sau nền thờng đặc trng bởi 2 tầng kiến trúc chính: tầng móng kết tinh nằm dới và tầng phủ nằm không chỉnh hợp lên trên Trong tầng móng kết tinh
do các đứt gãy sâu hoạt động trở lại tạo thành những đới cà nát, phân phiến, milonit rộng tới 300-500 m.Những đới này có độ thẩm thấu cao tạo điều kiện cho các dung dịch chứa quặng vận động đồng thời cũng là yếu tố quan trọng khống chế vị trí các tr-ờng quặng… Trong tầng phủ nền xuất hiện các khối nâng và hố sụt liên quan đến hoạt
động khối tảng của móng Trong các hố sụt thờng đợc lấp đầy bởi các tầng trầm tích lục nguyên hoặc lục nguyên núi lửa Phần lớn các trờng quặng Pb, Zn, Cu, Au… phân
bố trong tầng trầm tích phủ trên các khối móng nhô cao ứng với độ sâu 500-1500m Các trờng quặng loại này thờng nằm trong các tầng đá dễ thấm nớc và đọng quặng, bị khống chế bởi các đứt gãy sâu từ móng đôi khi cắt qua cả phần thấp của lớp phủ
Tóm lại, có thể thấy rằng vị trí các trờng, mỏ quặng nội sinh đợc xác định bởi tập hợp một nhóm các yếu tố kiên trúc vào thời điểm tạo quặng, trong đó vai trò cơ bản thuộc về yếu tố kiến tạo Làm sáng tỏ mối quan hệ giữa các yếu tố kiến trúc khống chế với vị trí các trờng và mỏ quặng là một nhiệm vụ rất phức tạp và cũng rất quan trọng trong việc
dự đoán vị trí các trờng và mỏ quặng nội sinh.
