Tiểu luận môn kiến trúc trường quặng

Như chúng ta đã biết thì các loại khoáng sản có liên quan mật thiết với cấu trúc địa chất trong vỏ trái đất, cụ thể là những nơi có cấu trúc địa chất đặc biệt trong bình đồ kiến tạo của các khu vực trong vỏ trái đất thường là vị trí các trường quặng và mỏ quặng xuất hiện. Nếu xem quá trình tạo quặng nội sinh là khâu cuối cùng 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 hóa diễn ra trước đó đã tạo nên bình đồ kiến trúc khu vực, trên đó có những vị trí thường thuận lợi cho việc định vị và hình thành các mỏ trường quặng. Hình dạng của các thân quặng không những phụ thuộc vào các yếu tố kiến tạo, mà còn phụ thuộc vào thành phần trầm tích các đá vây quanh. Các tính chất vật lý của đá như: độ dẻo và độ giòn, tính dễ biến dạng, độ thấm nước… cũng như hoạt tính hóa học quyết định đến hình thái các thân quặng nằm trong các đá đó.

MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết thì các loại khoáng sản có liên quan mật thiết với cấu trúc địa chất trong vỏ trái đất, cụ thể là những nơi có cấu trúc địa chất đặc biệt trong bình đồ kiến tạo của các khu vực trong vỏ trái đất thường là vị trí các trường quặng và mỏ quặng xuất hiện Nếu xem quá trình tạo quặng nội sinh là khâu cuối cùng của chu trình hoạt động nộisinh của mỗi khu vực thì các quá trình kiến tạo magma cũng như các quá trình địa chất – địa hóa diễn ra trước đó đã tạo nên bình đồ kiến trúc khu vực, trên đó có những vị trí thường thuận lợi cho việc định vị và hình thành các mỏ trường quặng Hình dạng của các thân quặng không những phụ thuộc vào các yếu tố kiến tạo, mà còn phụ thuộc vào thành phần trầm tích các đá vây quanh Các tính chất vật lý của đá như: độ dẻo và độ giòn, tính

dễ biến dạng, độ thấm nước… cũng như hoạt tính hóa học quyết định đến hình thái các thân quặng nằm trong các đá đó

Bài tiểu luận gồm các phần chính sau:

Phần 1: Khái quát chung về trường quặng

Phần 2: Khái niệm kiến trúc trường quặng và phân loại các kiểu kiến trúc trường

quặng

Phần 3: Các kiểu kiến trúc trường quặng

Đặc điểm phân bố các mỏ khoáng trong mỏ trái đất mang tính quy luật khách quan, docác yếu tố địa chất xuất hiện trong quá trình phát triển lịch sử tiến hóa của trái đất thuậnlợi cho việc thành tạo các mỏ khoáng

Thực tế cho thấy về phương diện cấu trúc địa chất, các trường mỏ quặng thường xuấthiện những nơi có đặc điểm cấu trúc đặc biêt(dị thường) khác với chỗ khác như hoạtđộng magma, đứt gãy, tầng đá thuận lợi, nếp uốn khác với xung quanh Những điều kiệnđặc biệt này thuận lợi cho việc tích tụ khoáng sản

PHẦN I KHÁI QUÁT CHUNG VỀ TRƯỜNG QUẶNG

Môn học “kiến trúc trường quặng” là tên gọi thông dụng của môn học “kiến trúc cáctrường và mỏ quặng nội sinh” Việc nghiên cứu kiến trúc trường quặng dựa vào những cơ

sở lý thuyết ban đầu do W.Nowhouse và V Kreiter đề xướng vào những năm 1941, 1942

và không ngừng phát triển để trở thành một ngành khoa học độc lập trong loạt các khoahọc về Trái đất Ở Việt Nam, môn học được giảng dạy lần đầu tiên cho sinh viên khoaĐịa Chất – Địa lý Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội ( Nay là trường Đại học Khoa học

Tự Nhiên) vào năm 1978 và sinh viên khoa Địa Chất, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất HàNội vào năm 1987

Công tác tìm kiếm – thăm dò các mỏ và trường quặng thực chất là quá trình điều tramối liên quan giữa các yếu tố kiến trúc với quặng hóa, đi từ khái quát tới chi tiết Tươngứng với quá trình trên là quá trình đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản từ tỉ lệnhỏ - trung bình – tỉ lệ lớn Kiến trúc trường quặng với hệ phương pháp nghiên cứu củamình được vân dụng trong các giai đoạn tìm kiếm mỏ và trường quặng ứng với công tác

đo vẽ địa chất tỉ lệ lớn nhằm làm sáng tỏ vai trò khống chế quặng hóa của các yếu tố kiếntrúc trong phạm vi một trường quặng Nói cách khác : “Kiến trúc trường quặng là mộtngành khoa học độc lập có nhiệm vụ nghiên cưú vai trò khống chế quặng hóa của các yếu

tố kiến trúc trong phạm vi một mỏ, trường quặng làm cơ sở cho công tác dự báo và tìmkiếm thăm dò các mỏ và trường quặng”

1 Khái niệm về trường quặng.

Các diện tích chứa quặng theo quy mô được chia thành các đơn vị chứa quặng khu vực

và địa phương Thuộc các đơn vị chứa quặng khu vực có đai quặng, tỉnh quặng và miềnquặng Thuộc về các đơn vị chứa quặng địa phương gồm có: vùng quặng, đới quặng, nútquặng, trường quặng, và mỏ quặng

Khái niệm về trường quặng được hình thành trong một quá trình rất lâu dài Ban đầu,trường quặng được hiểu là một diện tích chứa quặng rộng vài chục kilomet vuông, trong

đó có các mỏ quặng ( CA, Betccbtin, 1939) Đa số các nhà địa chất xem trường quặng làdiện tích chứa quặng không lớn lắm ( ít khi tới 100km2), trong đó chứa các mỏ quặng gầngũi nhau về thời gian và điều kiện thành tạo ( V.Kreiter, 1958; A.Coroliov, 1900; …) Trên thực tế, trường quặng thường là một thể địa chất độc lập có ranh giới rõ ràng, cótính biệt lập trên khung cấu trúc của khu vực Các ranh giới tự nhiên có thể là bề mặt đứtgãy, các thể đá mạch hoặc đai cơ Trong phạm vi trường quặng có thể tồn tại một haynhiều khu vực phát triển tập trung quặng hóa có quy luật xác định, tách biệt với nhau

bằng nhũng diện tích không hoặc khoáng hóa yếu Một trường quặng có thể tồn tại mộtloại khoáng sản tự nhiên hay và ba loại khoáng sản khác nhau

Khái niệm trường quặng được hình thành trong một quá trình lâu dài Ban đầu trườngquặng được biểu hiện là một diện tích chứa quặng rộng Hiện nay có nhiều nhà nghiêncứu cho rằng trong một trường quặng có thể chỉ có một mỏ, cũng có thể một vài mỏ khácnhau, vì vậy trong nghiên cứu kiến trúc trường quặng không cần phải tách biệt nhữngkhái niệm trường và mỏ quặng

Một cách khái quát có thể hiểu “trường quặng là một thể địa chất cụ thể hay một khuvực của vỏ Trái đất có ranh giới xác định trong đó phát triển tập trung các biểu hiệnquặng hóa nội sinh gần gũi nhau về thời gian và điều kiện thành tạo”

PHẦN 2 KHÁI NIỆM KIẾN TRÚC TRƯỜNG QUẶNG VÀ PHÂN LOẠI CÁC

KIỂU KIẾN TRÚC TRƯỜNG QUẶNG

1 Khái niệm kiến trúc trường quặng.

Kiến trúc trường quặng là tổ hợp các yếu tố cấu trúc địa chất quyết định điều kiện hìnhthành và phân bố quặng hóa trong phặm vi trường quặng

Các yếu tố cấu trúc tham gia vào kiến trúc các trường quặng gồm các phá hủy kiến tạo(đứt gãy, khe nứt kiến tạo), các kiến trúc nếp uốn, thành phần và đặc tính cơ lý của đávây quanh, các thân quặng, tính phân đới của các tổ hợp khoáng vật trong trường, mỏ vàtrong chính thân quặng

Kiến trúc trường quặng gồm các yếu tố cấu trúc chứa và không chứa quặng nhưng đều

có vai trò nhất định đối với việc định chỗ các thân và trường quặng trong không gian.Kiến trúc trường quặng hình thành trong quá trình phát triển địa chất lâu dài và gắn liềnvới lịch sử hình thành và phát triển kiến trúc khu vực

2 Phân loại các kiểu kiến trúc trường quặng.

Theo thời gian đã hình thành 2 khuynh hướng phân loại các kiểu kiến trúc trường

quặng: phân loại theo hình thái ( V.Kreiter, 1960; A.Veliky, 1961; V.Xmirnov, 1981;X.Vakhromeev, 1973) và theo nguồn gốc ( G.Yacovlev, 196, 1978; F.Volfson vàP.Yacovlev, 1975, 1984)

Ngày nay, đa số các nhà nghiên cứu tiến hành phân loại các kiến trúc trường quặngtheo nguyên tắc kết hợp giữa những đặc điểm hình thái với điều kiện thành tạo chúng.Theo hướng này các kiểu kiến trúc trường quặng được chia thành 4 nhóm chính gồm:Nhóm kiến trúc kiến tạo sinh, nhóm kiến trúc kiến tạo magma sinh, nhóm kiến trúcmagma sinh và nhóm kiến trúc biến sinh

 Bảng phân loại các kiểu kiến trúc trường quặng cơ bản.

nhóm

Kiểu kiến trúc trường quặng

Các kiểu kiến trúc chứa quặng và hình dạng các thân quặng

Thí dụ các trường quặng

- Các thân quặng yên ngựa trong các khe nứt tách lớp, ở bản lề các nếp lồi.

- Các vỉa, thấu kính, mạch trong các khe nứt ở vòm các nếp lồi.

- Các vỉa, ổ trong các nếp uốn bị chặn

- Các vỉa trong những lớp đá dễ bị thẩm thấu trên cách các lớp uốn bị đứt gãy cắt qua

-Bendigo (Úc) -Cadamji (Liên

Xô cũ) -Jijicrut (Liên Xô) -Khaiđarcan (Liên xô) -Nikitopca (Liên Xô)

2 Trong những nếp uốn ép ngang

- Các mạch và vỉa trong vòm những nếp uốn khối tảng

- Các vỉa, mạch và thân quặng chữ S trong các nếp oằn ở rìa những nếp lồi

- Các mạch và mạng mạch trong những nếp uốn Điapia

-Gurđarrino (Liên xô) -Brich-Mulla (Liên Xô) -Chacurac (Liên Xô)

- Các mạch trong những khe nứt cắt dạng bậc Thang

-Sơn Dương

4 Trong những đứt gãy lớn có các khe nứt lông chim

- Các mạch trong những khe nứt lông chim

- Các trụ, ống trong chỗ đứt gãy cắt qua các tầng

- Các trụ và ống ở nơi đứt gãy cắt nhau

- Các mạng mạch trong những khe nứt đi kèm

-Canxai (Liên Xô) -Katjaran

(liên Xô)

6 Trong những đứt gãy cắt thoải hoặc dốc

- Các mạch và ổ ở nơi đứt gãy mở ra

- Các mạch và mạng mạch trong những khe nứt tách xuất hiện ở chổ uốn cong của đứt gãy

-Xađon (Liên Xô) -Chagan-uzua (Liên Xô) Kiến tạo

magma sinh

7 Trong các kiến trúc vòm

- Các mạch và vỉa trong những đới cà nát và khe nứt đồng tâm và tỏa tia

-Pia Oắc -Ngân Sơn

- Các mạch vỉa thấu kính skarnơ trong đới ngoại tiếp xúc

- Các mạch và mạng mạch ở đỉnh các vòm granit

- Các mạch và mạng mạch trong những khe nứt hậu magma của các khối granitoit

-Liaga (Liên Xô) -Thạch Khê -Xinovetx (Checoslovakya) -Judino (Liên Xô) -Claimacs (L Xô)

- Các vỉa và mạch trong các khối xâm nhập mafic và siêu mafic

- Các vỉa trong những khối xâm nhập kiềm

-Busvenđơ (Nam Phi) -Noriaxo (L.Xô) Núi Chúa Lovozerơ (L.Xô)

10 Trong những khối xâm nhập

đa pha cấu tạo vòng phức tạp

- Các mạch bán vòng tròn trong những khối xâm nhập kiềm

- Các thân cacbonatit vòng trong các phức hệ xâm nhập siêu mafic-kiềm

-Khibin (L.Xô) -Copdo (Liên Xô) -Alachơ

-Traxinvani (Rumani) -Potosi (Bolivia)

12 Trong các trũng núi lửa

- Các mạch, trụ, ống trong những kiến trúc kiểu Canđera

- Các mạch và mạng mạch trong những trũng dạng tuyến

-Xilvorton (Mỹ)

13 Trong những kiến trúc họng

và xâm nhập á núi lửa

- Các mạch và mạng mạch trong các họng núi lửa

- Các mạch và trụ trong những ống nổ núi lửa

-Pilares (Mexico) -LaColorado (mexico)

-Broken-Hill (Úc)

15 Các trường quặng biến chất

-Kareli (Liên Xô) -Thạch khoán

16 Các trường quặng siêu biến chất

PHẦN 3 CÁC KIỂU KIẾN TRÚC TRƯỜNG QUẶNG

Chương 1: Kiểu kiến trúc nếp uốn.

1 Phân loại nếp uốn

Nếp uốn là một dạng kiến trúc rất phổ biến trong các môi trường và mỏ quặng, chúngđược hình thành trong những thời gian địa chất khác nhau và có vai trò quan trọng định

vị các trường quặng trong giáo trình địa chất cấu tạo đã trình bày khá chi tiết về dạngkiến trúc này cũng như việc phân loại chúng theo hình thái và nguồn gốc, kiến trúctrường quặng nghiên cứu các nếp uốn và vai trò khống chế quặng hóa của chúng trên cơ

sở phân loại dạng kiến trúc này dựa vào cơ chế thành tạo

- Căn cứ vào cơ chế thành tạo được kiểm chứng qua kết quả thí nghiệm người ta chia nếp

uốn ra 2 loại: nếp uốn ép dọc và nếp uốn ép ngang.

Nếp uốn ép dọc được thành tạo khi lực gây uốn nếp có phương song song hoặc trùng với

bề mặt phân lớp của đá tạo nên nếp uốn các nếp uốn ép dọc rất phổ biến trong thực tế

Nếp uốn ép ngang được thành tạo khi lực gây uốn nếp có phương vuông góc với mặt

phân lớp của đá tạo nếp uốn trong thực tế các nếp uốn ép ngang ít phổ biến hơn dướidạng các nếp uốn đơn lẻ có vòm thoải liên quan với vận đông magma xâm nhập, vậnđộng khối tảng và ít hơn là sự thành tạo các vòm muối cơ chế hình thành các loại nếp uốnđược thể hiện ở hình 1

Hình 1: cơ chế hình thành các nếp uốn ép dọc (a)và ép ngang (b)

2 Đặc điểm nếp uốn ép dọc và trường quặng trong chúng

Dưới tác dụng của lực kiến tạo có phương song song với bề mặt phân lớp, các lớp bịuốn cong và xiết trượt lên nhau làm xuất hiện các khe tách lớp ở phần bản lề nối tiếp giápgiữa các lớp vối nhau về tính chất cơ lý Các lớp đá dẻo bị dồn từ 2 cánh về phía bản lềlàm cho bề dày ở đây tăng lên tạo nếp uốn đồng dạng Trong trường hợp lớp đá dẻo nằmkẹp bởi hai lớp cứng chính Phần bản lề bị căng giãn và hình thành những khe nứt cắt Bình đồ biến dạng ứng với nếp uốn ép dọc có trục A thẳng đứng, trục C nằm ngangvuông góc với mặt trục nếp uốn, trục B song song với đường bản lề của nếp uốn

Nếp uốn bị chặn ở (hình 2) là dạng đặc biệt của nếp uốn ép dọc, phần đất dá ở hai đầu

bị cố định (các đai cơ hoặc thể xâm nhập) không xiết trượt tự do được do vậy phần trungtâm các lớp bị dồn cong tạo thành các nếp uốn nhỏ dạng bướu trong nếp uốn lớn

Hình 2 :Cơ chế hình thành nếp uốn bị chặn

a)vị trí ban đầu của các vỉa

b)thí nghiệm đơn giản nhất

Ngoài thực địa có thể nhận biết nếp uốn dọc nhờ vào kích thước và hình dạng củachúng Các nếp uốn dọc thường có dạng tuyến và liên kết với nhau tạo thành các đớihoặc các miền uốn nếp rộng lớn

Trong nếp uốn ép dọc, có thể gặp 4 kiểu kiến trúc chứa quặng sau đây :

- Những thân quặng dạng yên ngựa trong khe tách lớp phát triển ở bản lề các nếp lồi

- Những thân quặng dạng vỉa, dạng thấu kính và dạng mạch trong các khe nứt ở vòmcác nếp lồi

- Các vỉa, ổ quặng trong cách nếp uốn bị chặn

- Các vỉa trong đá dễ thấm, trên cánh các nếp uốn bị các đứt gãy xuyên cắt Các trườngquặng trong nếp uốn ép dọc xuất hiện ở nhiều vùng kiến tạo - sinh khoáng khác nhau,trong các thành tạo địa chất có tuổi khác nhau

Hình 3: Trường quặng trong kiến trúc nếp uốn

Hình 4: Kiến trúc nếp uốn thuận lợi cho tạo quặng

*Dưới đây là một số ví dụ minh họa:

a)Trường quặng vàngBbenđigo (Úc)

Trường quặng Benđigo thuộc bang Victoria của nước Úc Tham gia vào cấu trúc đạicahast trường quặng chủ yếu là tầng đá phiến và cát kết tuổi Ocđovic Các đá này bị vònhàu biến dạng mạnh mẽ tạo thành các nếp uốn đẳng tà dốc đứng với đường trục nằmngang hơi thoải và gợn sóng Quặng hóa vàng chủ yếu phát triển trong bản lề các nếp lồi,đôi khi trong cánh của một số nếp lõm Trên mặt cắt, các thân quặng Au- thạch anh dạngyên ngựa chồng xếp lên nhau trong phần vòm các nếp lồi rộng khoảng 30m và xuống sâutới 1400m (hình 3)

Hình 3: các thân quặng vàng - thạch anh dạng yên ngựa nhiều tầng trong mỏ Bendigo(Úc)

1)đá phiến và cát kết; 2)mạch quặng ; 3)đứt gãy ngang; 4)đai cơ.

Các thân quặng Au - thạch anh đôi khi chứa một lượng nhỏ các sunfua như pyrite,acsenopizit, galenit, xfalerit, pirotin… được thành tạo theo phương thức lấp đầy các khe

hở tách lớp giữa các vỉa đá phiến và cát kết

b)Trường quặng Hg - Sb Jijicrut (Liên Xô cũ)

Hình 4 là một mặt cắt qua trường quặng Hg –Sb Jijicrut Giữa phức hệ cacsbonat (S2 –D2) và tầng lục nguyên ( D2 – C1) có không chỉnh hợp góc và tầng dăm kết bị thạch anhhóa Tầng dăm kết chủ yếu được cấu thành bởi các đá cacbonat dập vỡ có về dày daođộng từ vài phần mét đến vài chục mét và là tầng chứa quặng chính Ở đới tiếp xúc giữa

đá lục nguyên và cacbonat phát triển các nếp uốn kéo theo cho thấy phần nhân của nếpuốn chính bị trượt về phía nam (V Chernysev và I koric, 1973) Toàn bộ nếp uốn, nhất

là phần phía nam bị cắt phá bởi các đứt gãy khá dốc, trong đó có những đưuts gãy nghịch

á vĩ tuyến và những đứt gãy chờm nghịch phương đông bắc - tây nam Các thân quặngdạng vỉa, thấu kính, mạch khá dầy tập trung trong những khu vực có nhiều đứt gãy cắtqua tầng dăm kết chứa quặng nói trên

Hình 4: Mặt cắt qua trường quặng thủy ngân - antimoan Jijicrut

(theo I.korin, V.chernysev, k.kharkevich)

1)đá vôi và đolomit (S 2 -D 1 ); 2)đá vôi (D 1 ); 3)đá phiến và đá vôi (D 3 -C 1 )

4)đá vôi (C 1 ); 5) dăm thạch anh - silic giữa tầng ; 6)đá phiến và cát kết (J)

7)đứt gãy ; 8)nết uốn kéo theo; 9)hướng dịch chuyenr các vỉa; 10) đứt gãy chờm nghịch alpi; 11)ranh giới các lớp(a) và đứt gãy (b)đã bị xói mòn.

Để minh họa cho các trường quặng trong nép uốn ép dọc, chúng tôi dẫn mặt cắt quatrường quặng Hg-Sb khaiddarcan và mặt cắt qua trường quặng Nikitopca

(hình 5 và 6) Trong đó ở hình 5 thể hiện các vỉa và ổ quặng trong nếp uốn bị chặn, hình

6 thể hiện các vỉa quặng trong cánh nếp uốn nơi có đứt gãy cắt qua tầng đá thuận lợi

Hình 5: Quặng hóa Hg - Sb trong mỏ Khaiddarcan

a) Tách lớp ở bản lề nếp lồi b) Tách lớp trên cánh nếp lồi

1)đá vôi tấm mỏng; 2)đá phiến;

3)đá bị thạch anh hóa chứa quặng hóa thủy ngân và antimoan

Hình 6: mặt cắt qua trường quặng thủy ngân nikitopca(theo A.Đobrjansky)

1)đá phiến; 2)cát kết; 3)đá dăm kết; 4)thân quặng dạng vỉa

3 Đặc điểm của nếp uốn ép ngang và trường quặng trong chúng

Như đã nói ở trên các nếp uốn ép ngang hình thành khi lực gây uốn nếp có phươngthẳng góc với những mặt phân lớp của đất đá tạo nếp uốn Lực tạo nếp uốn ép ngangthường là lực gây bởi hoạt động magma xâm nhập hoặc liên quan với vận động khối tảngcủa móng cơ sở Ngoài thực tế các nếp uốn ép ngang thường phân bố đơn lẻ, có dạnghộp, dạng vòm các nếp uốn ép ngang thường thành tạo trong những miền căng dãn của

vỏ Trái đất Bình đồ biến dạng ứng với các nếp uốn kiểu này thường có trục C (δa) thẳngđứng , trục A (δ1) sau đây:

- Các mạch và vỉa quặng trong vòm các nếp uốn khối tảng

- Các thân quặng dạng vỉa, dạng mạch hoặc thấu kính trong các nếp oằn phát triển ởphần cánh các nếp lồi

- Các vỉa và mạng mạch trong vòm các nếp uốn diapia

- Các vĩa và mamg mạch trong vòm các nếp uốn diapiacacs nếp uốn ép ngang thườngxuất hiện trong những miền hoạt hóa magma - kiến tạo và là các kiên trúc chứa quặngquan trọng ở những miền này

Hình : Sơ đồ nếp uốn và trường quặng trong chúng

*Dưới đây là một số ví dụ minh họa:

a)trường quặng thủy ngân - antimoan Gurđarino

Trường quặng Gurđaririno có cấu trúc nếp lồi địa lũy có dạng hộp được giới hạn

bởi những đứt gãy lớn á kinh tuyến về phía đông và phía tây

Hình 7: Mặt cắt qua trường quặng thủy ngân - antimoan Gurđarino

1)đá phiến, cát kết, quaczit; 2)đá vôi; 3)phiến sét, bột kết;

4)đứt gãy; 5)đá bị thạch anh hóa chứa quặng

Mặt cắt qua trườn quặng (hình 8)cho thấy nếp lồi địa lũy có nhân là đá vôi phân lớpmỏng tuổi silua muộn - Đevon sớm, vòm được cấu thành từ các đá trầm tích lục nguyêndeon trên - Cacbon dưới giữa hai tầng trầm tích trên là tập gồm đá phiến silic, vôi silic

và dăm kết silic được gắn kết bằng fluorit và vạt chắt quặng, bề dày không ổn định Các thân quặng ở dạng vỉa, mạch đôi khi mạng mạch tập trung trong đới đá dăm kết bịsilic hóa nói trên Thành phần khoáng vật quặng chủ yếu là antimonit, xinoba, bulanjerit,realga và auripicmen

b)mỏ quặng acsenopyrit brich –mulla(Trung Á - Liên xô)

Các vỉa,mạch quặng dạng chữ s trong nếpoằn thuộc cánh của các nếp uốn khối tảng kháphổ biến trong các trường quặng ở vùng Trung

Á của Liên xô cũ, điển hình là mỏ quặng Brich

- mulla (hình 8)

Hình 8: Mặt cắt qua trường quặng acsenopyrit Brich - mulla(theo G.viropljansky)

1)đá vôi phân lớp mỏng; 2)đá vôi dạng khối ;

3)thân quặng ; 4)vỉa bị quặng hóa; 5)đứt gãy

Các thân quặng phát triển chủ yếu trong những tập đá thuận lợi hoặc những ranh giớigiữa các tầng đá khác nhau về tính chất cơ lý Hình thái và kích thước các thân quặng rât

đa dạng về tính chất cơ lý Hình thái và các kích thước các kiến trúc chứa quặng định vịtrong các tầng đá thuận lợi (đá vôi) hoặc ở ranh giới giữa đá vôi dạng khối và đá vôiphân lớp mỏng

c) Trường quặng acsenopyrit Chacurac (Liên Xô cũ)

Hình 9 biểu diễn bình đồ và mặt cắt qua trường quặng Chacurac là ví dụ đặc trưng chocác vỉa và mạch quặng phát triển trong các nếp uốn điapia Ở đây đá vôi, đá phiến filit vàthạch anh - xerixit tuổi Silua muộn tạo thành nếp lồi có nhân là đá vôi dạng khối rộng

150m Thân quặng dạng cán hay thấu kính phát triển tậptrung ở đới tiếp xúc kiến tạo giữa đá vôi và đá phiến

Hình 9: Bình đồ và các mặt cắt qua trường quặng acsenopyritChacurac trong nếp uốn điaba

1 Trần tích hiện đại ; 2 Đá vôi ; Phiến thạch anh-xerixit ; 4.

Phiến silic và filit

5 Đứt gảy ; 6 Thân quặng

Chương 2: Các Kiểu kiến trúc phá hủy đứt đoạn

1 Khái quát chung về các cấu tạo đứt đoạn

Các kiến trúc đứt đoạn bao gồm các đứt gãy và khe nứt xuất hiện trong đất đá khicường độ gây biến dạng vượt quá giới hạn biến dạng dẻo của các thể địa chất

Các nội dung về đứt gãy và khe nứt kiến tạo, vai trò của chúng đối với quá trình hìnhthành, phát triển cấu trúc và khoáng hóa đã được nghiên cứu kỹ trong nhiều giáo trìnhchuyên môn Dưới góc độ kiến trúc trường quặng cần thống nhất một số nội dung cănbản sau:

- Các đứt gảy kiến tạo có quy mô và lịch sử phát triển khác nhau, chúng có thể xuất hiệntrước, cùng hoặc sau quặng hóa, chúng có thể là yếu tố dẫn quặng, phân phối hoặc kiếntrúc chứa quặng

- Các đứt gãy kiến tạo thường kéo theo các hệ khe nứt đi kèm tạo nên những đới dập vỡ

có độ thẩm thấu tốt, tạo điều kiện định vị các trường và mỏ quặng, đặc biệt tại miền đứtgãy uốn cong hoặc tỏa nhánh

- Các đứt gãy kiến tạo tuy khác nhau về quy mô và vai trò đối với quặng hóa Song về

cơ chế xuất hiện khá giống các khe nứt vì vậy có thể xem chúng như những khe nứt cóquy mô lớn

* Các kiến trúc đứt đoạn gồm 2 loại chính: tách và cắt

- Các khe nứt tách xuất hiện trong điều kiện căng giãn còn các khe nứt cắt hình thànhtrong hoàn cảnh ép nét có kèm theo dịch chuyển xiết trượt của vật liệu

- Các khe nứt tách thường không thẳng, có các vách gồ ghề, lởm chởm thế nằm của cáckhe nứt tách biến đổi mạnh theo hướng dốc do phụ thuộc nhiều vào tính chất cơ lý củacác tầng đá mà chúng cắt qua Các khe tách thường đổi phương khi chuyển từ một loạiđávào loại đá có đặc tính cơ lý khác nhau hoặc mất hẳn khả năng duy trì theo phương vàhướng dốc của các khe tách kèm và thường có độ mở khi thành tạo

- Khe nứt cắt thường thẳng, có vách nhẵn, nhiều khi láng bóng và hằn vết trượt xiết củavật liệu Thế nằm các khe nứt không phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đá mà chúng cắtqua Khi hình thành các khe nứt tách thường khép kín và trong chúng hình thành dăm kếtkiến tạo Khả năng duy trì cử các khe nứt thường tốt hơn do với khe nứt tách và đi cùngvới chúng thường kèm theo các khe nứt lông chim

Ngoài khe nứt tác và cắt, liên quan với cấu trúc dạng vòm hoặc cấu trúc núi lửa đôi khicòn phân biệt các khe nứt vòng có dạng uốn cong trên hình đồ, dạng phễu trên mặt cắt.Tuy nhiên, xét cho cùng khe nứt vòng cũng gồm 2 loại là khe nứt tách và khe nứt cắt

Hình 10: Khe nứt tách và khe nứt cắt

2 Cơ chế thành tạo các kiến trúc phá hủy đứt đoạn

Phân tích quá trình biến dạng của các thể địa chất, làm sáng tỏ sự thành tạo và quy luật phân bố của các phá hủy, đứt đoạn, mối liên quan của các kiến trúc này với sự định hướng các trục biến dạng chính A, B, C là một nhiệm vụ quan trọng trong nghiên cứu cấu trúc nói chung, kiến trúc trường và mỏ quặng nói riêng Cơ sở lý thuyết của phương pháo nghiên cứu khe nứt kiến tạo đã được trình bày chi tiết trong giáo trình địa chất cấu tạo cũng như các phần các phương pháp nghiên cứu kiến trúc trường quặng, dưới đây chỉ lược dẫn một số kết quả nghiên cứu chính

Hình 11 là sơ đồ phân bố các khe nứt tách (K1 và cắt K2) trong trường hợp biến dạng phẳng ứng với các trạng thái ứng suất khác nhau

Hình 11: Sơ đồ phân bố các khe nứt tách và khe nứt cắt trong trường hợp biến dạng phẳng ứng với các dạng ngoại lực khác nhau

δ max : ứng suất pháp tuyến cực đại;

٦ max ứng suất tiếp cực đại;

A) Căng giãn cực đại ( trục dài);

B) Trục trung gian( trong trường hợp biến dạng phẳng không thay đổi)

C) Trục nén ép cực đại ( trục ngắn); 1,2: phương của ứng suất tiếp tuyến cực đại;

Hệ thống các khe nứt kiến tạo:

I) Khe nứt cắt; II) Khe nứt cắt ; III) Khe nứt tách

Trong trường lực căng giãng xuất hiện 2 hệ thống khe nứt cắt tạo với trục biến dạng A một góc 450 Giao tuyến của hai hệ thống khe cắt này trùng với trục B Do sự sai khác

nhau về tính chất cơ lý của các tầng cơ lý của các tầng đất đá không đồng nhất nên góc α (góc tạo bởi mặt khe nứt cắt với trục A) trên thực tế dao động khoảng 15 – 350 Hệ khe nứt tách duy nhất trong trường hợp này có phương thẳng góc với trục biến dạng A.

Trong trường ứng lực ép nén, hai hệ thống khe cắt hợp với nhau 1 góc bằng 900 và nhận trục C làm đường phân giác, còn hệ khe nứt tách có phương trùng với trục C

Dưới tác động của trường ngẫu lực, vật thể bị biến dạng phức tạp, khi đó các trục của elipxoid biến dạng bị biến đổi vị trí trong không gian Trong trường hợp này các hệ thống khe nứt cắt tạo với trục A một góc ≤ 45o , hệ thống khe nứt tách có phương trùng với trục

ép nén C

Hình 12 là sơ đồ phân bố các khe nứt đi kèm với đứt gãy dịch ngang Trong trường hợp này hình thành 3 hệ thống khe nứt: 2 hệ thống khe nứt cắt và 1 hệ thống khe nứt tách Các khe nứt tách tạo góc nhhonj (α) với mặt trượt hước của góc nhọn α, chỉ hướng chuyển dịchcủa cánh chứa khe nứt Một trong hai hệ thống khe nứt cắt song song với đứt gãy, hệ thốngcòn lại hợp với đứt gãy một góc tù β

Hình 12: Sơ đồ thành tạo các khe nứt đi kèm với đứt gãy trượt bằng

1) Phá hủy đứt gãy

chính; các khe nứt sinh kèm; 2) Khe nứt cắt; 3) Khe nứt tách; A,B,C – Các trục biến dạng chính; α: góc nhọn được tạo bở khe nứt tách với mặt trượt của đứt gãy; β: Góc tù được tạo bởi khe nứt cắt với mặt trượt của đứt gãy Các mũi tên chỉ hướng chuyển dịch của các đá hai bên đứt gãy Đường gạch đứt đoạn hiển thị các khối đá lập phương trước lúc bị biến dạng.

Hình 13 là sơ đồ thành tạo các khe nứt đi với đứt gãy thuận

Hình 13: Sơ đồ thành

kèm với đứt gãy thuận( các ký hiệu quy ước xem ở hình 12)

Trên bình đồ các hệ thống khe nứt cắt và tách có phương song song với phương kéo dài của đứt gãy Trên mặt cắt, các khe tách tạo với mặt trượt đứt gãy một góc nhọn theo

phương dịch chuyển, một trong 2 hệ khe cắt song song với mặt trượt, hệ khe cắt còn lại tạovới mặt trượt một góc thoải

Hình 14 là sơ đồ thành tạo các khe nứt kéo theo đi với đứt gãy ngang thuận Sự định hướng của các hệ thống khe nứt đi với đứt gãy ngang thuận phức tạp hơn

Hình 14: Sơ đồ thành tạo cá khe nứt đi kèm đứt gãy ngang thuận

R: Hướng chuyển dịch của cánh treo của đứt gãy ngang thuận vuông góc với đường giao (ab) của khe nứt

tách với mặt trượt của đứt gãyCác ký hiệu quy ước còn lại xem ở hình 12

Trên bình đồ và mặt cắt, các khe nứt tách tạo góc nhọn với mặt trượt đứt gãy, hướng của góc nhọn trùng với hướng dịch chuyển của cánh chứa khe nứt Tại miền uốn cong của đứt gãy mật độ các khe nứt kéo theo thường rất cao( Hình 15a,b).

Hình 15:

Sơ đồ thành tạo các khe nứt đi kèm ở những phần uốn cong của các đá phá hủy đứt gãy

a) Đứt gãy ngang( bình đồ, theo V.Ph.Trernuwssev);

b) Đứt gãy nghịch (mặt cắt)

1) Phá hủy đứt gãy chính; các khe nứt đi kèm

2) Khe nứt cắt;

3) Khe nứt tách; các mũi tên chỉ hướng chuyển dicgj của các đá hai bên cánh đứt gãy.

3 Trường quặng trong các kiến trúc đứt đoạn

Các trường và mỏ quặng liên quan với các đứt gãy và khe nứt rất phổ biến, đa dạng vàtạm xếp vào 4 kiểu chính (Vũ Xuân Độ 1991)

- Các trường quặng trong những khối kiến tạo nén ép hình nêm

- Các trường quặng trong các đứt gãy lớn có ngững khe nứt lông chim đi kèm

- Trường quặng trong các nút giao nhau của các đứt gãy

- Trường quặng trong các đứt gãy cắt

a Các trường quặng trong những khối kiến tạo nén ép hình nêm

- Các mạch trong những khe nứt cắt dạng bậc thang, điển hình như mỏ thiếc

Sơn Dương - Tuyên Quang