Bài giảng khoáng sản : Đại cương

Từ khi loài người xuất hiện trên Trái Đất, họ tác động vào thiên nhiên đã cần tới khoáng sản với mức độ khác nhau.Khoảng 80 vạn năm trước Công nguyên bắt đầu thời đại đồ đá kéo dài đến 6 ngàn năm trước Công nguyên thì kết thúc ở Châu Âu, còn các nơi khác trên thế giới thì thời đại đồ đá kết thúc muộn hơn.Đất sét dùng làm đồ gốm nung đã được dùng khoảng 32 vạn năm trước Công nguyên.

Phần thứ nhất: ĐẠI CƯƠNG Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA CHẤT CÁC MỎ KHOÁNG SẢN.1.1 Vài nét về lịch sử phát hiện và vai trò của khoáng sản trong đời sống xã hội.

Đất sét dùng làm đồ gốm nung đã được dùng khoảng 32 vạn năm trước Côngnguyên

Khoảng 12 ngàn năm trước Công nguyên, người Ai Cập đã biết dùng vàng vàđồng, nhưng mãi đến năm trước 4 ngàn năm trước Công nguyên thì hai kim loại nàymới được nười Châu Âu sử dụng, còn ở miền Trung Á và Xiberi tới năm 3000 – 2000năm trước Công nguyên mới biết dùng vàng, bạc và bắt đầu dùng thiếc và thủy ngân

Dầu mỏ được dùng khá sớm, từ thời đại đồ đồng khoảng 6000 – 4000 nămtrước Công nguyên nhưng còn ở mức sơ khai

Những năm 3000 – 2900 năm trước Công nguyên vua Ghize đã cho dân Ai Cậpxây dựng kim Tự tháp bằng 2,3 triệu phiến đá lớn vuông vắn có trọng lượng 2,5 tấnmỗi phiến Cũng trên lãnh thổ Ai Cập vào những năm 1900 năm trước Công nguyên

đã bắt đầu có những công trình sâu hàng trăm mét để tìm ngọc

Đồ sắt xuất hiện khoảng 2000 năm trước Công nguyên Muối mỏ khai thác ở

Tứ Xuyên (Trung Quốc) khoảng 403 – 221 trước Công nguyên

Vào thế kỷ 17 mức sử dụng khoáng sản ngày càng cao, nhất là sau khi loàingười đã biết sử dụng nhiều dạng khoáng sản khác như than đá, dầu mỏ, khí đốt tựnhiên, các kim lọai màu, kim loại hiếm và phóng xạ

Những năm gần đây các nguyên tố hiếm, đất hiếm và phân tán đã được sử dụngtrong nhiều ngành kỹ thuật hiên đại như hàng không vũ trụ, vô tuyến viễn thông, điềukhiển từ xa, tự động hóa

1.1.2 Giai đoạn hình thành môn khoáng sàng học.

- Khoảng thế kỷ 15 – 17: Agricola (1494 – 1555) ông là thầy thuốc, nhà địachất, kỹ sư mỏ người Tiệp viết sách “Luận về kim loại” cho rằng tất cả các kim loạihình thành từ nước do quá trình thấm, hòa tan, lắng đọng lại

- Thế kỷ 18: Đây là thế kỷ đấu tranh của 2 phái Thủy thành luận và Hỏa thànhluận Đại diện cho phái Hỏa thành luận là Hyton (Anh) năm 1788 ông ta xuất bản cuốnsách “Vật lý địa cầu” bằng tiếng Anh và cho rằng tất cả các đá và quặng đều liên quanđến magma Đại diện cho phái thủy thhành luận là Vecner (1749 – 1817) người Đức,Ông ta cho rằng đá và quặng có nguồn gốc từ nước bề mặt chảy từ trên xuống theo cáckhe nứt và đọng lại thành các khoáng vật

1.2 Mục đích, nhiệm vụ và nội dung môn học.

1.2.1 Mục đích.

Môn “Khoáng sàng học” hay “Địa chất khoáng sản” là môn khoa học địa chấtchuyên nghiên cứu điều kiện và quá trình thành tạo các mỏ khoáng và nghiên cứu quyluật phân bố của chúng trong vỏ trái đất, giúp định hướng cho việc tìm kiếm cáckhoáng sản đạt hiệu quả cao

1.2.2 Nhiệm vụ, gồm có 5 nhiệm vụ:

- Tìm hiểu cấu trúc Địa chất chung của các mỏ khoáng sản

- Làm sáng tỏ hình dạng và thế nằm của thân khoáng, tìm hiểu mối quan hệkhông gian và qui luật phân bố các thân khoáng với những yếu tố kiến tạo, thạch học,địa tầng, magma

- Nghiên cứu thành phần khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo quặng và tổ hợp cộngsinh khoáng vật của mỏ

- Nghiên cứu điều kiện thành tạo, nguồn gốc mỏ khoáng và giá trị công nghiệpcủa chúng

- Nghiên cứu các yếu tố địa chất thuận lợi cho tạo khoáng và qui luật phân bốcủa mỏ trong vỏ Trái Đất

1.2.3 Nội dung, gồm có 3 phần:

Phần thứ nhất Đại cương

Phần thứ hai Lý thuyết thành tạo các mỏ khoáng sản

Phần thứ ba Các mỏ khoáng công nghiệp

1.3 Các phương pháp nghiên cứu.

Để nghiên cứu môn học Địa chất khoáng sản có hệ thống và đạt hiệu quả, cầnphải kết hợp chặt chẽ giữa các phương pháp đo vẽ và quan sát ngoài trời (thực địa) vớicác phương pháp phân tích, nghiên cứu tổng hợp trong phòng

1.3.1 Phương pháp thực địa.

Đối với phương pháp khảo sát ngoài thực địa, người cán bộ địa chất phải đo vẽ

tỷ mỷ các thân khoáng tại những vết lộ tự nhiên, nhân tạo hoặc trong các công trìnhkhai đào (hố, hào, lò, giếng khoan) với tỷ lệ lớn Tìm hiểu mối quan hệ giữa thânquặng và thành phần đá vây quanh

Thu thập đầy đủ các loại mẫu: Mẫu thạch học, quang phổ các loại, hoá học,khoáng tướng, mẫu cơ lý, mẫu nước Sơ bộ xác định thành phần của đá và quặng bằngmắt thường, kính lúp hoặc các phương tiện phân tích đơn giản ngoài trời

Tiến hành các phương pháp trọng sa, kim lượng, địa hoá, thuỷ hoá, sinh địahoá, địa vật lý để khống chế vị trí và diện tích phân bố khoáng sản

1.3.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng.

Tiến hành gia công, phân tích các loại mẫu theo yêu cầu của đối tượng nghiêncứu Tổng hợp xử lý, hệ thống hoá các tài liệu thu thập được ngoài thực địa và các kếtquả phân tích

Tổng hợp các tài liệu hiện có viết báo cáo tổng kết có kèm theo những phụ lụcnhư: Bản đồ, mặt cắt địa chất, các loại thiết đồ, biểu bảng thống kê

1 4 Những khái niệm cơ bản.

Ví dụ: Quặng chì, quặng sắt

3 Biểu hiện quặng.

Biểu hiện quặng là những tích tụ khoáng sản chưa được đánh giá về số lượngcũng như chất lượng và trong điều kiện hiện nay chưa được xem là đối tượng côngnghiệp

4 Điểm quặng.

Điểm quặng là những tích tụ khoáng sản với qui mô nhỏ (số lượng ít) nhưng vềchất lượng hầu như đáp ứng được yêu cầu công nghiệp

5 Biểu hiện khoáng hoá (Điểm khoáng hoá).

Điểm khoáng hoá là nơi có biểu hiện khoáng hoá với qui mô rất nhỏ, chất lượngquặng thấp, không đạt yêu cầu công nghiệp

6 Mỏ khoáng sản.

Mỏ khoáng sản là nơi tập trung các khoáng sản tự nhiên hay nhân tạo trong vỏTrái Đất về mặt số lượng, chất lượng, vị trí thế nằm, điều kiện kinh tế - kỹ thuật đápứng được yêu cầu khai thác và sử dụng trong công nghiệp hiện nay

Để đánh giá kinh tế hay giá trị công nghiệp của một mỏ khoáng, cần xét các yếu

tố sau: Trữ lượng, chất lượng khoáng sản; điều kiện khai thác; điều kiện địa lý tựnhiên, kinh tế, nhân văn; điều kiện kinh tế xã hội, bảo vệ môi trường

7 Thành hệ quặng.

Thành hệ quặng là tổ hợp tự nhiên các mỏ khoáng (các biểu hiện quặng, điểmquặng) giống nhau về thành phần khoáng vật (tổ hợp cộng sinh khoáng vật chủ yếu vàđiển hình) phát sinh trong cùng một hoàn cảnh địa chất, có cùng một kiểu nguồn gốcnhưng có thể khác nhau về tuổi

1 5 Phân loại khoáng sản.

Dựa vào tính chất và công dụng, người ta chia khoáng sản ra 4 nhóm:

1 Khoáng sản kim loại.

Khoáng sản kim loại có thể lấy ra từ chúng các kim loại hay hợp chất để sửdụng cho công nghiệp Trong nhóm này người ta chia ra:

- Kim loại đen: Fe, Ti, Cr, Mn, Ti, V

- Kim loại màu: Al, Ni, Co, Cu, Pb, Zn, Sn, W, Mo, Hg, Sb, As

- Kim loại qúi: Au, Ag, Pt

- Kim loại phóng xạ: U, Th, Ra

- Các nguyên tố phân tán: Sc, Ga, Ge, Rb, Cd, In, Hf, Re, Te, Po, Ac.

- Các nguyên tố đất hiếm: La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tu,Yb

2 Khoáng sản không kim loại (phi kim).

Khoáng sản không kim loại chủ yếu được sử dụng ở dạng tự nhiên như vật liệuxây dựng (granit, labradorit, cuội, sỏi, cát, sét, đá vôi,…) hoặc ở dạng tái tạo như muốikali, photphat, borat, quặng apatit Các loại đá qúi và bán qúi làm đồ trang sức, mỹnghệ: Kim cương, saphia, rubi, mã não, granat, spinen, berin

3 Khoáng sản nhiên liệu.

Khoáng sản nhiên liệu là những khoáng sản dùng để lấy năng lượng Dựa vàotrạng thái tồn tại, chia ra các nhóm sau:

- Trạng thái rắn: Than đá, đá phiến cháy (than dầu), sáp đất (ozokerit)

- Trạng thái lỏng: Dầu mỏ

- Trạng thái khí: Khí đốt tự nhiên

4 Nước dưới đất (nước ngầm).

Nước dưới đất là một loại khoáng sản khá quan trọng đối với con người, gồmcó: Nước sinh hoạt, nước kỹ thuật, nước khoáng và nước nóng

1 6 Phân loại mỏ khoáng sản theo nguồn gốc (V.I Smirnov).

1 Loạt mỏ nguồn gốc nội sinh:

- Mỏ magma thực sự (magma dung ly, magma sớm, magma muộn)

2 Loạt mỏ ngoại sinh:

- Mỏ phong hoá (tàn dư, thấm đọng)

- Mỏ sa khoáng (tàn tích, sườn tích, lũ tích, bồi tích, ven bờ, băng thành)

3 Loạt mỏ nguồn gốc biến chất:

- Mỏ bị biến chất

- Mỏ biến chất sinh

Chương 2 THÀNH PHẦN TRUNG BÌNH CỦA VỎ TRÁI ĐẤT VÀ

TỔ HỢP CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC TRONG TỰ NHIÊN.

2.1 Cấu trúc và thành phần trung bình của vỏ Trái đất.

15 km, trung bình 7 km Vỏ Trái Đất chiếm 1% trọng lượng và 15% thể tích Trái Đất.Diện tích Trái Đất bị 70% đại dương bao phủ

Vỏ Trái Đất có cấu trúc 3 lớp gồm: Lớp trầm tích nằm trên cùng, dưới nó là lớpgranit và lớp bazan

2.1.2 Thành phần trung bình của vỏ Trái Đất.

Theo nhà bác học Mỹ F Clark cùng với các nhà địa hoá khác đã nghiên cứu vềthành phần hoá học của vỏ Trái Đất đã công bố đá magma chiếm 95%, đá trầm tích5% Trong 5% của đá trầm tích thì có 4% là đá phiến sét; 0,75% cát kết; 0,25% làcarbonat Trong gần 40 năm nghiên cứu, Clark đã phân tích 6000 mẫu đá khác nhau vàtìm ra hàm lượng trung bình của 50 nguyên tố trong vỏ Trái Đất

Năm 1939 A E Fecsman chính xác hoá các tính toán của Clark và đề nghị gọi

đó là trị số Clark hay Clark của các nguyên tố

Năm 1956 và 1962 V P Vinogradov đã hiệu đính và đưa ra trị số Clark cácnguyên tố chủ yếu (Bảng 1)

Bảng 1: Thành phần trung bình của vỏ Trái Đất (trị số Clark)

Theo A E Facsman thì 14 nguyên tố ở bảng trên chiếm 99,51% còn lại cácnguyên tố khác trong bảng tuần hoàn Mendeleev chỉ chiếm 0,49% toàn bộ thành phầncủa vỏ Trái Đất.

Theo A P Vinogradov thì 10 nguyên tố đầu ở bảng trên chiếm 99,58%, cácnguyên tố còn lại chiếm 0,42% trọng lượng vỏ Trái Đất

2 2 Đặc điểm nguyên tố tạo đá và tạo quặng.

2.2.1 Nguyên tố tạo đá: O, Si, Al, Na, K, Mg, Ca, P,…Các nguyên tố này là thành

phần chính tạo nên khoáng vật tạo đá, ví dụ: Thạch anh, felspat, cancit

2.2.2 Nguyên tố tạo quặng: Cu, Pb, Zn, Ag, Au, Sb, Sn,…, các nguyên tố này là thành

phần chính tạo nên khoáng vật quặng, ví dụ: Manhetit, galenit, sphalerit

Các nguyên tố tạo đá chiếm khối lượng chủ yếu trong vỏ trái Đất; còn cácnguyên tố tạo quặng chiếm tỷ lệ thấp, rất ít gặp, phần lớn thấy chúng trong các mỏkhoáng hay thân quặng Những điểm khác biệt giữa các nguyên tố tạo đá và tạo quặng(bảng 2)

Bảng 2: Đặc điểm của các nguyên tố tạo đá và tạo quặng.

- Tầng điện tử ngoài cùng 8

e Điều kiện ngoại sinh dễ tập trung

Al → bauxit, Ca → NaCl, Ca (carbonat)

- Điều kiện nội sinh hàm lượng tăng

không đáng kể, ít tập trung

- Có khả năng tạo khoáng vật nhóm oxit,

slicat, carbonat, sulfat, fotfat, ít tạo hợp

chất với As, S, Sb

- Trong tự nhiên ít tạo khoáng vật tự sinh

trừ graphit, kim cương và lưu huỳnh

- Có khả năng tạo khoáng vật có tinh hệ

thấp, mạng kết tinh vững, khó nóng chảy,

độ cứng cao, tỷ trọng thấp, trong suốt và

nửa trong suốt, ánh thủy tinh

- Tầng điện tử ngoài cùng đa số 18

e Điều kiện ngoại sinh dễ phân tán trừ sắt,nhôm, mangan

- Điều kiện nội sinh hàm lượng tăng đáng

kể, độ tập trung cao

- Có khả năng tạo hợp chất với As, Sb, S

để tạo nhóm khoáng vật sulful Tạo hợpchất oxit với Fe, Cr, Mn, Sn

- Dễ tạo hợp chất với oxi → oxit

- Có nhiều nguyên tố xuất hiện dưới dạng

tự sinh: Au, Ag, Bi, Pt, Cu,…

- Có khả năng tạo kháng vật tinh hệ cao,mạng tinh thể yếu, dễ nóng chảy, độ cứngthấp, tỷ trọng cao, không trong suốt, ánhkim và bán kim

2.2.3 Nguyên tố vừa tạo đá vừa tạo quặng.

Sắt và nhôm là nguyên tố vừa tạo đá vừa tạo quặng

Ví dụ: Fe đóng vai trò là nguyên tố tạo đá trong olivin (Mg, Fe)2 [SiO4], tạoquặng trong manhetit Fe3O4

Tóm lại: Việc nghiên cứu những nguyên tố nào có khả năng tạo đá, tạo quặnghoặc vừa tạo đá vừa tạo quặng có ý nghĩa quan trọng nhằm giúp ta định hướng chocông tác tìm kiếm khoáng sản có hiệu quả

2 3 Tổ hợp các nguyên tố hóa học trong tự nhiên.

Sản phẩm của các quá trình địa hoá di chuyển các nguyên tố là tổ hợp cácnguyên tố trong tự nhiên Những nguyên tố hay hợp chất do chúng tạo nên thuộc cùng

một tổ hợp thường gần gũi nhau về độ hoà tan, trọng lượng riêng năng lượng ô mạngtinh thể, tính đàn hồi hay tính bay hơi của những hợp chất ở thể khí.

Tổ hợp các nguyên tố và khoáng sản (kim loại, không kim loại) liên quan vớicác loại đá khác nhau thể hiện tính qui luật địa hoá các nguyên tố và nó phản ánhnhững điều kiện địa chất tạo khoáng trong vỏ Trái Đất (bảng 3)

Bảng 3: Tổ hợp các nguyên tố hoá học và khoáng sản liên quan với các đá.

Các đá đặc trưng Thành phần đá vây quanh Tổ hợp các nguyên tố

khoáng sản đặc trưngXâm nhập siêu bazơ Đunit, peridotit, pyroxenit,

serpentinit, kimbeclit

Cr, Pt, Ir, atbet, kim cương

Siêu bazơ – kiềm Đunit, peridotit, pyroxenit,

menteigit, ijolit, syenit

Ta, Nb, TR, Fe, apatit, flogopit

Xâm nhập bazơ Gabro, norit, diaba Ti Fe, Ni, Cu, Pt, Pd (Co,

Se)Granitoid (axit vừa) Điorit, điorit thạch anh,

granodiorit, monzonit, monzonit thạch anh, plagiogranit

Fe (Co, B, Pb, Zn, Cu, Au,

Ag, Mo, W, As, Sn, Sb

Granit (axit) Granit biotit, alaskit,

granit, pegmatit Sn, W, Mo, (Bi), Be, Li, Be, Ta, Nb, TR, Ti, Th, Zr,

HfXâm nhập nông, á phun

trào và các đá phiến lục Phun trào, á phun trào axit và trung tính S, Se, concheđan (đồng), lưu huỳnh, đa kim, Au, Ag,

Cd, Barit, PyritXâm nhập kiềm Syenit, nephelin, syenit

loxit

Ti, Ta, Nb, TR, Zr, Hf

Thành tạo trầm tích lục địa Cát kết, acgilit, cuội kết,

phiến sét than, cát kết than Ilmenit, titanomanhetit, monazit, rutin

V, Cu (Se, Re) V, GeTrầm tích vũng vịnh Đá sét – carbonat, thạch

cao, trầm tích muối

Muối Ka, Na, Mg

Cuội kết cồ, arkoz Cuội kết thạch anh Au, U, Th, Tr

Quarzit, đá phiến chứa sắt

trước Cambri

Quarzit sắt, jaspilit Fe, U, Zr, Ge

Chương 3 QUÁ TRÌNH TẠO KHOÁNG VÀ

ĐỊA CHẤT THÂN KHOÁNG

3 1 Phương thức kết đọng vật chất trong quá trình tạo khoáng.

Vật chất được kết đọng trong các mỏ khoáng là do tính chất hoá học và điềukiện hoá lý của môi trường thay đổi từ trạng thái động sang trạng thái tĩnh

Vật chất tạo khoáng có thể tồn tại ở các trạng thái khác nhau: khí, lỏng, vẫn cơhọc, dung dịch keo, dung dịch thật, dung dịch ion, phân tử

Vật chất trong tự nhiên được kết đọng theo các phương thức sau:

- Vật chất trực tiếp lắng đọng từ chất khí (do sự thăng hoa)

- Vật chất kết tinh do quá trình magma nguội lạnh

- Vật chất thành tạo từ phản ứng phân hủy dung dịch cứng

- Vật chất kết tinh từ dung dịch nước hay do sự bay hơi và quá bão hoà

SnCl4 (KHÍ) + 2H2O (khí) = SnO2 (rắn) + 4HF (khí)

+ Giữa chất khí và dung dịch lỏng:

H2S (khí) + CuSO4 (dd nước) = CuS (rắn) + H2SO4

+ Giữa các dung dịch lỏng với nhau

+ Giữa dung dịch lỏng với chất rắn

+ Phản ứng oxy hoá khử có thể xảy ra giữa các chất tan trong dung dịch vớinhau hay giữa dung dịch nước với chất rắn hoặc chất khí Ví dụ: Đồng tự sinh đượcsinh thành do sulfur đồng bị oxy hoá hoặc oxyt đồng bị khử oxy:

Cu2S + 3Fe2 (SO4)3 + 4H2O = 2Cu + 6FeSO4 + 4H2SO4

Cu2O + 2Fe2 SO4 + H2SO4 = 2Cu + Fe(SO4)3+ H2O

- Vật chất được kết đọng do điều kiện hoá lý của môi trường và do đá vâyquanh làm chất xúc tác

- Sự hấp thụ nguyên tố kim loại của một số vất chất rắn cũng là nguyên nhânsinh thành khoáng vật

- Vật chất được lắng đọng dưới dạng sinh hoá

- Khoáng vật được thành tạo do tái kết tinh, tái tập hợp vật chất

3 2 Các cấu tạo địa chất khống chế sự tạo khoáng.

Các cấu tạo quyết định “phong cách” địa chất các mỏ khoáng chúng được hìnhthành lâu hơn nhiều so với sự phát sinh các thân khoáng

Trong nhiều mỏ đã chứng minh được cấu trúc, kiến tạo phát sinh trước khithành tạo các thân quặng, có khi đồng thời với quá trình tạo khoáng hoặc dai dẳng pháttriển sau khi các thân quặng đã hình thành Gồm các yếu tố sau:

1- Các yếu tố cấu trúc xuất hiện trước tạo quặng có ý nghĩa quyết định đối với

sự thành tạo các mỏ nhiệt dịch (hoạt động uốn nếp, đứt gãy, khe nứt và phân chia cáckiến trúc trước tạo quặng theo đường dẫn dung dịch quặng)

2- Các yếu tố cấu trúc đồng tạo quặng (hoạt động uốn nếp, đứt gãy, khe nứt).3- Các yếu tố cấu trúc sau tạo quặng (hoạt động uốn nếp, đứt gãy, khe nứt)

3 3 Các quá trình tạo khoáng.

Các mỏ khoáng được hình thành là do kết quả biểu hiện các quá trình tạokhoáng khác nhau thường rất phức tạp và lâu dài ở dưới sâu hay trên mặt vỏ trái đất.Dựa vào điều kiện thành tạo có thể chia ra 3 quá trình tạo khoáng dẫn đến hình thànhcác mỏ khoáng: quá trình tạo khoáng nội sinh, quá trình tạo khoáng ngoại sinh, quátrình tạo khoáng biến chất

1 Quá trình tạo khoáng nội sinh.

Quá trình tạo khoáng nội sinh chủ yếu do các yếu tố nội lực của trái đất gâynên Quá trình này xảy ra ở nhiệt độ cao, áp suất lớn đồng thời có sự tham gia của cáchoạt động magma và kiến tạo Năng lượng gây ra gồm phóng xạ và địa nhiệt, các chấtbốc như (B, F, Cl, P, S,…)

Kết quả của quá trình tạo khoáng nội sinh tạo thành các mỏ magma thực sự,pegmatit, carbonatit, skacno, nhiệt dịch

2 Quá trình tạo khoáng ngoại sinh.

Quá trình tạo khoáng ngoại sinh xảy ra ở điều kiện nhiệt độ và áp suất bìnhthường trên mặt đất hay đáy biển Năng lượng cung cấp cho quá trình này chủ yếu lànăng lượng mặt trời có sự tham gia của khí quyển, thủy quyển và sinh quyển

Các khoáng vật sinh trước có nhiều nguồn gốc khác nhau khi chúng bị phonghoá , rửa lũa, di chuyển đến nơi thuật lợi về địa hình và môi trường hoá lý, chúng sẽlắng đọng cho các loại hình mỏ khác nhau như phong hoá (tàn dư, thấm đọng) và trầmtích (cơ học, sa khoáng, hoá học, sinh hoá)

3 Quá trình tạo khoáng biến chất

Quá trình tạo khoáng biến chất xảy ra do nhiệt độ và áp suất tăng cao Quá trìnhnày làm cho các mỏ khoáng nội sinh hoặc ngoại sinh thay đổi không chỉ về thành phầnvật chất mà cấu tạo và kiến trúc quặng cũng bị thay đổi một cách sâu sắc Kết quả làtạo ra các mỏ do biến chất và bị biến chất (biến chất sinh)

3 4 Thân khoáng và địa chất thân khoáng.

1 Khái quát về thân khoáng.

a Định nghĩa: Thân khoáng (thân quặng) là những tích tụ khoáng sản có ranh

giới rõ ràng hoặc chuyển tiếp từ từ với đá vây quanh Mỗi thân khoáng đều liên quanđến nguồn gốc và cách thành tạo riêng

Hình dạng, kích thước, cấu trúc bên trong và vị trí thân khoáng phụ thuộc vàocấu trúc địa chất , kiến tạo và thành phần của đá vây quanh.

Khái niệm về thân khoáng được dùng rộng rãi với tất cả các dạng khoáng sảnkim loại, không kim loại và nhiên liệu Thuật ngữ thân quặng có nghĩa hẹp hơn dùng

để chỉ các thân khoáng sản kim loại (pyrit, apatit, mica,…) Theo thói quen người tagọi: Vỉa than, tầng chứa dầu, vỉa hay thấu kính sét chịu lửa, lớp đá hoa, khối granit (đáôplát),… mà không gọi là thân khoáng sản

Tùy theo mức độ lộ hay ẩn mà phân ra thân quặng lộ (lộ thiên), nửa ẩn, ẩn(ngầm)

b Dựa vào mối quan hệ giữa thân khoáng với đá vây quanh chia ra thân khoáng đồng sinh và thân khoáng hậu sinh:

Thân khoáng đồng sinh là những thân khoáng sinh thành đồng thời với đá vâyquanh như mỏ magma thực sự, mỏ trầm tích và mỏ biến chất

Thân khoáng hậu sinh là những thân khoáng sinh sau đá vây quanh như cácmạch quặng nhiệt dịch xuyên cắt hoặc trao đổi thay thế với đá vây quanh

c Dựa vào hình thái hình học để phân định ranh giới thân khoáng với đá vây quanh:

Ranh giới thân khoáng rõ ràng thường gặp là những thân khoáng dạng mạchxuyên cắt đá vây quanh hoặc có dạng vỉa, dạng lớp nằm song song với đá vây quanh

Ranh giới thân khoáng không rõ ràng là ranh giới có sự chuyển tiếp từ quặngsang đá vây quanh một cách từ từ Việc xác định ranh giới thân khoáng không rõ ràngphải thông qua kết quả phân tích mẫu để khoanh ra các giá trị đồng hàm lượng

2 Hình dạng thân khoáng (thân quặng).

Căn cứ vào sự phát triển trong không gian của quặng mà người ta chia hìnhdạng thân quặng ra 3 loại sau:

a Thân quặng đẳng thước:

Là những thân quặng phát triển theo 3 phương trong không gian tương đốibằng nhau, gồm các dạng sau:

- Bướu quặng: Có dạng méo mó, kích thước mỗi chiều khoảng từ vài chục métđến vài trăm mét (Hình 1 1)

Hình 1 1: Thân quặng dạng bướu

- Túi quặng: Có kích thước tương đương với túi khoáng, chúng được thành tạotheo kiểu lấp đầy các hố karsto có đáy hình phểu hoặc lòng chén

- Ổ quặng: Là loại thân khoáng hay gặp trong mỏ nội sinh và ngoại sinh, cókích thước từ vài mét đến vài chục mét.

b Thân quặng dạng trụ:

Là những thân quặng có một phương phát triển hơn hẳn 2 phương còn lại, tạonên thân quặng hình cột, hình ống Tiết diện ngang thường có dạng hình tròn, hình bầudục, thấu kính dẹt hoặc méo mó Đường kính của tiết diện ngang từ vài chục mét đếnvài trăm mét, chiều sâu của thân quặng thường thẳng đứng từ vài trăm đến vài nghìnmét Đặc trưng là các mỏ phun khí núi lửa (lưu huỳnh), mỏ phún nổ (kimbeclit chứakim cương) (Hình 1 2)

Hình 1 2: Thân quặng dạng ống (ống dăm kết chứa kim cương)

c Thân quặng dạng tấm:

Là những thân khoáng phát triển theo 2 chiều (dài và rộng) trong không giancòn chiều thứ 3 (chiều dày) có kích thước nhỏ hơn nhiều so với 2 chiều kia, gồm cácdạng sau:

- Vỉa quặng: Là những thân quặng có bề dày ổn định 2 mặt gần song song nhau.Nếu vỉa không có phân lớp đá xen kẹp gọi là vỉa đơn giản, nếu vỉa có các phân lớp đáxen kẹp gọi là vỉa phức tạp Đặc trưng cho các mỏ trầm tích chứa than, sắt, mangan,các mỏ dầu – khí

- Mạch quặng: Là những khe nứt trong đá được khoáng chất lấp đầy, gồm cómạch đơn giản và mạch phức tạp (Hình 1 4 a, b)

Hình 1 3: Cấu trúc của vỉa khoáng phân lớp phức tạp

- Quặng sulfat đại diện là mỏ chứa bari

- Quặng photphat đại diện là photpho và hợp chất của nó

- Quặng kim loại tự sinh như vàng, bạc, bạch kim

Các khoáng vật cấu thành quặng có thể có nguồn gốc nội sinh hoặc ngoại sinh.Các khoáng vật ngoại sinh có thể có nguồn gốc nguyên sinh 9trong trầm tích) hay thứsinh (do oxy hoá và phong hoá) Nhiều khoáng vật thứ sinh phát triển ở phần trên củacác thân khoáng lộ thiên

2 Các phương pháp nghiên cứu quặng.

Nghiên cứu thành phần vật chất quặng là nghiên cứu thành phần khoáng vật vàthành phần hoá học của quặng Việc nghiên cứu này có ý nghĩa không chỉ để gia công,chế biến công nghiệp quặng mà còn nhằm lý giải làm sáng tỏ điều kiện thành tạoquặng và đánh giá giá trị mỏ Gồm các phương pháp sau:

Nghiên cứu thành phần vật chất quặng phải tiến hành song song với việc nghiêncứu qui mô mỏ, cấu trúc thân khoáng, mức độ phổ biến, mối quan hệ giữa quặng với

đá vây quanh, cấu tạo, kiến trúc quặng, sự biến đổi thành phần vật chất trong khônggian, sự phân bố các nguyên tố kim loại, biến đổi thứ sinh của đá chứa quặng, tuổiquặng hoá

Việc nghiên cứu quặng tiến hành từ sự mô tả, lập tài liệu địa chất các điểm lộquặng, các công trình khai đào, các lổ khoan và tốt nhất là nghiên cứu trực tiếp quặngtrong điều kiện tự nhiên ở thực địa, sau đó nghiên cứu có hệ thống toàn bộ mẫu cục đãthu thập được trong các công trình.

Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm được tiến hành dưới kính hiển vi phản xạnhằm xác định thành phần khoáng vật đặc điểm cấu tạo, kiến trúc quặng; nghiên cứu

đá biến đổi bằng kính hiển vi thấu quang nhằm tìm hiểu mối giữa quặng hoá với đávây quanh nhất là các đá xuất hiện do biến đổi nhiệt dịch

Để có thành phần hoá học của quặng chuẩn xác, phải kết hợp chặt chẽ giữa cácphương pháp phân tích hoá học với phân tích microsonde, hấp thụ nguyên tử, quangphổ plasman, quang phổ laze, huỳnh quang tia X, kích hoạt neutron, kính hiển vi điệntử… để nghiên cứu và xác định thành phần, vi cấu tạo của quặng và các đơn khoángvới độ tin cậy cao, cấp nhật với thành tựu khoa học mới

Cùng với các phương pháp trên, người ta còn tiến hành phân tích đồng vịnguyên tố và tuổi tuyệt đối của quặng

3 6 Cấu tạo và kiến trúc quặng.

1 Cấu tạo quặng.

Cấu tạo quặng được xác định bởi hình dạng, kích thước và sự phân bố trongkhông gian của các tập hợp khoáng vật Nghiên cứu cấu tạo quặng được tiến hành chủyếu bằng mắt thường, tuy nhiên những loại cấu tạo nhỏ (vi cấu tạo) phải tiến hànhnghiên cứu dưới kính hiển vi

Dựa vào hình thái chia cấu tạo quặng ra 2 nhóm: cấu tạo đồng nhất và cấu tạokhông đồng nhất, gồm: cấu tạo đốm phân tán; cấu tạo dải xen nhịp đều; cấu tạo mạch,dải; cấu tạo dạng da báo; cấu tạo vòng riềm; cấu tạo khung

2 Kiến trúc quặng.

Kiến trúc quặng được xác định bởi hình dạng, kích thước, trình độ kêt tinh và

sự phân bố trong không gian của các hạt khoáng vật, các mảnh khoáng vật và chất keo.Nghiiên cứu kiến trúc quặngchủ yếu tiến hành dưới kính hiển vi, trừ những tinh thểlớn có thể quan sát được bằng mắt thường

- Dựa vào kích thước tuyệt đối chia ra:

Kiến trúc hạt rất lớn > 20mm, hạt rất lớn 20 – 2mm, hạt vừa (trung bình) 2 –0,2mm, hạt nhỏ 0,2 – 0,02mm, hạt rất nhỏ 0,02 – 0,002mm, vi hạt 0,002 – 0,0002mm,hạt keo khuyết tán < 0,0002mm

- Dựa vào hình dạng chia ra:

Kiến trúc tấm, kiến trúc sợi, kim, que, kiến trúc gặm mòn thay thế, kiến trúc đớitrạng, vỡ vụn, kiến trúc phân hủy dung dịch cứng, định hướng

- Dựa vào trình độ kết tinh chia ra:

Kiến trúc hạt tự hình, hạt nửa tự hình, hạt tha hình, hạt đều, hạt không đều, kiến trúckeo

Nghiên cứucấu tạo, kiến trúc quặng có nhiều ý nghĩa về khoa học và thực tiễn quantrọng, đó là giúp xác định lại thứ tự sinh thành các khoáng vật, xác định tổ hợp cộng sinhkhoáng vật, biến đổi sau tạo quặng, xác định nguồn gốc mỏ

Ngoài ra, nghiên cứu cấu tạo và kiến trúc quặng còn giúp công tác chỉ đạo thi côngcác công trình tìm kiếm thăm dò mỏ đạt hiệu quả kinh tế, giúp cho ngành tuyển khoáng vàluyện kim chọn được chu trình tuyển, luyện hợp lý.

Phần thứ hai: LÝ THUYẾT THÀNH TẠO CÁC MỎ KHOÁNG SẢN

Chương 4 MỎ MAGMA THỰC SỰ

4 1 Khái quát về mỏ magma và các quá trình phân dị magma.

1 Khái quát về magma.

Magma là một thể silicat nóng chảy trong đó có chứa các khoáng chất Magmađược thành tạo ở độ sâu lớn và nhiệt độ cao Dưới áp suất lớn thành phần vật chất củamagma không bị thay đổi Nếu áp suất bên trong của magma lớn hơn áp suất bênngoài sẽ dẫn đến việc di chuyển và lưu thông của magma, đồng thời xuất hiện sự kếttinh của các khoáng vật

Trong quá trình lưu thông, magma có thể nguội lạnh ở độ sâu từ 1 km đến 5 kmtạo thành các đá xâm nhập hoặc có thể đi ra ngoài mặt đất rồi nguội lạnh tạo nên các

2 Quá trình phân dị magma.

Trong tự nhiên hiện tượng phân dị magma xảy ra liên tục, tuy vậy cũng có thểchia ra 3 giai đoạn khác nhau:

- Giai đoạn 1: Kết tinh các khoáng vật tạo đá Đầu tinh kết tinh các khoáng vậtkhó nóng chảy như olivin, pyroxen, felspat bazơ (anoctit, bitaunit, labrado) dẫn đếnthành tạo các đá dunit, peridotit, pyrxenit Sau đó các khoáng vật dễ nóng chảy hơn kếttinh như felspat, thạch anh để tạo ra đá granit, granodiorit, sienit

- Giai đoạn 2: Các chất bốc và hơi nước tách khỏi dung thể magma

- Giai đoạn 3: Thành tạo các dung dịch nhiệt dịch từ hơi nước và chất bay hơi.Mỗi giai đoạn phân dị kết tinh của magma sẽ xuất hiện một số mỏ tương ứng

4.2 Điều kiện hóa lý thành tạo mỏ magma thực sự.

Mỏ magma thực sự (mả magma) được thành tạo ở độ sâu cách mặt đất từ 1km(mỏ sulfur đồng – niken) đến 150 km (mỏ kim cương), trung bình 3 – 5 km, trong điềukiện nhiệt độ cao và áp suất lớn

Trong nhóm mỏ magma thực sự thì chí có mỏ magma dung ly được nghiên cứuđiều kiện hoá lý thành tạo, còn mỏ magma sớm, magma muộn chưa được nghiên cứuđầy đủ

- Mỏ magma dung ly được thành tạo là do kết quả phân dị magma từ 2 dung thểđộc lập là silicat và sulfur kim loại Thành phần thạch học chủ yếu là đá mafic và một

ít đá siêu mafic

Hiện tượng dun ly xảy ra từ từ và lâu dài, ban đầu sulfur tách ra dưới dạng giọtcầu nhỏ, sau lớn dần lên và lắng đọng xuống dưới tập trung thành các thân quặng.Nồng độ một số chất như lưu huỳnh và sắt có ảnh hưởng lớn đến quá trình dung ly

- Mỏ magma sớm thành tạo ở nhiệt độ 1000 – 130000C nếu là cromit có khixuất hiện kết tinh từ giới hạn dưới 19000C (theo G.Socolov) Sản phẩm tạo quặng của

mỏ magma sớm đều được kết tinh trực tiếp từ dung thể magma Từ thời điểm kết tinhcủa chúng xảy ra co thể cùng hoặc sớm hơn các khoáng vật tạo đá như olivin, pyroxen.

- Mỏ magma muộn được thành tạo vào giai đoạn cuối từ quá trình nguội lạnhcủa magma bazơ, siêu bazơ và kiềm Quặng cromit gốc trong mỏ magma muộnthường phổ biến và có ý nghĩa hơn magma sớm

Trong tự nhiên nếu gặp quặng cromit cấu tạo hột, cấu tạo da báo, chứng tỏ sựphân dị magma đã trải qua quá trình dung ly

4.3 Điều kiện địa chất và tuổi địa chất thành tạo mỏ magma thực sự.

4.3.1 Hoàn cảnh địa chất.

Hiện nay người ta chưa gặp một loại mỏ magma nào liên quan với đá mang tínhaxit hơn diorit, nghĩa là chúng liên quan chủ yếu với đá bazơ, siêu bazơ và siêu bazơkiềm Từ kết quả thống kê, người ta cho rằng các mỏ magma thực sự liên quan với 5thành hệ đá magma sau:

- Thành hệ peridotit: có các mỏ magma sớm, magma muộn của cromit và họplatin

- Thành hệ dunit – peridotit – gabro: có các mỏ titanomanhetit và nhóm mỏbạch kim

- Thành hệ đá mafic – siêu mafic: có các mỏ sulfur đồng – niken

- Thành hệ peridotit – kimbeclit: có mỏ kim cương

- Thành hệ đá kiềm và siêu mafic kiềm: có mỏ apatit, manhetit và mỏ đất hiếm,kim loại hiếm (tantan, niobri)

4.3.2 Tuổi địa chất thành tạo mỏ magma thực sự.

Phần lớn mỏ magma thực sự được thành tạo vào thời kỳ địa chất cổ

Thời kỳ sinh khoáng tiền cambri có các mỏ sulfur Cu – NI phân bố ở Nam Phi,khiên Canada, Ban tích và nền Bắc Mỹ

Thời đại sinh khoáng Paleozoi có các mỏ cromit, titanomanhetit, bạch kim.Ngoài ra, ở các miền hoạt hoá kiến tạo nhưXiberi, Hoa Nam còn gặp mỏ sulfur Cu –

Ni (PZ1) và sự xuất hiện đai sinh khoáng Thái Bình Dương và Địa Trung Hải (PZ2-3)

Thời sinh khoáng Mezozoi có các mỏ sulfur Cu – Ni liên quan với thành hệTrap phân bố ở miền nền cổ hay miền hoạt hoá kiến tạo

Thời đại sinh khoáng Kainozoi có các mỏ sinh thành đồng thời với quá trìnhhoạt hoá và tạo núi

4.4 Các đặc điểm của mỏ magma thực sự.

1- Mỏ magma thực sự có mối liên quan nguồn gốc với các đá dunit, peridotit,gabro, norit, gabronorit, đá kiềm và siêu mafic kiềm Khả năng phân dị của các đámagma trong loại hình này khá tốt

2 Các mỏ magma thực sự được phân bố ở các miền hoạt hoá kiến tạo, cáckhiên, các miền, dọc theo các đứt gãy sâu hoạt động đa kỳ và các nếp lõm thoải

3 Nguồn cung cấp vật chất để tạo thành mỏ magma thực sự là phần trên mati

và một ít ở phần dưới lớp vỏ

4 Đá vây quanh thường là đá sinh quặng, sự biến đổi của chúng phổ biến làhiện tượng serpentin hoá, amfibol hoá, clorit hoá, carbonat hoá

5 Thân quặng có dạng vỉa đáy, vỉa treo, dăm kết, dạng ống, thấu kính, mạch,bướu, ổ Thân khoáng thường nằm trong hoặc rìa khối cxâm nhập Ranh giới giữaquặng với đá vây quanh trong mỏ magma muộn khá rõ ràng.

6 Thành phần khoáng vật gồm sulfur của cu – Ni chứa coban, vàng, bạch kim;cromit, kim cương, Pt tự sinh, titanomanhetit, apatit – manhetit các khoáng vât5 nhómđất hiếm

7 Cấu tạo quặng trong mỏ magma thực sự phổ biến là khối đặc sít, xâm tán,đốm, da báo, dăm kết, dải, mạch nhỏ

Kiến trúc hạt tha hình, nửa tự hình, tự hình, porphyr, phân hủy dung dịch cứng,sideronit Với Cromit thuộc mỏ magma muộn có kích thước khá lớn và có sự tham giacủa thành phần chất bốc trong quá trình kết tinh

8- Các khoáng sản có liên quan gồm: Cu, Ni, Pt tự sinh và những nguyên tố đikèm, kim cương, cromit, titanomanhetit, apatit, manhetit, đất hiếm, apatit – nephelin

Chương 5: MỎ PEGMATIT

5 1 Khái quát về pegmatit.

Pegmatit là những thành tạo được xếp vào pha mạch của giai đoạn magmamuộn Các đá pegmatit thường chứa nhiều khoáng vật có chất bốc, đôi khi còn có cảcác khoáng vật chứa nguyên tố hiếm và phân tán Mỗi nhóm đá magma điều cópegmatit riêng: pegmatit granit, pegmatit sienit, pegmatit sienit nefelin, pegmatitdiorit, pegmetit gabro

Pegmatit là đá có kiến trúc hạt lớn và kiến trúc vân chữ (sự mọc xen có quy luậtgiữa thạch anh và feslpat, trong đó thạch anh có dạng chự cổ)

5.2 Điều kiện hóa lý và địa chất thành tạo các mỏ pegmatit.

1- Nhiệt độ thành tạo pegmatit dao động trong khoảng 600 -7000C đến 2000C

Các tổ phần bay hơi giữa vai trò quan trọng trong quá trình tạo pegmatit, chúng

có khả năng giảm độ quánh của dung dịch Do đó mà các khoáng vật trong pegmatit

có kích thước và khối lượng lớn

2- Áp suất thành tạo pegmatit (nhất là granit pegmatit) được thành tạo ở độ sâukhá lớn từ 1,5 – 2km đến 16 – 20 km, nếu độ sâu nhỏ khó thành tạo pegmatit

3- Một số giả thuyết thành tạo pegmatit:

- Giả thuyết của A E Fecsman:

Năm 1932 theo A E Fecsman cho rằng pegmatit là sản phẩm kết tinh của mộtloại dung thể silicat tàn dư được hình thành trong quá trình nguội lạnh magma Dungthể silicat tàn dư này chứa nhiều tổ phần bay hơi như H2O, CO2, HCL, HF, Co, H2S,

N2, H2, S, CH4 chúng có tác dụng làm giảm độ nhớt và tăng tính linh động của dungthể, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân dị và kết tinh Cho nên pegmatit có tinhthể lớn sẽ đi vào đá vây quanh cách xa khối xâm nhập

- Giả thuyết cua A N Zavaritski:

Năm 1947 A N Zavaritski cho rằng tất cả pegmatit đều hình thành từ dung dịchkhí lỏng tàn dư bảo hòa với các đá mẹ và chứa đựng nhiều tố phần có ích Nếu dungdịch này thoát khỏi đá mẹ quá sớm thì có thể làm cho đá mẹ tái kết tinh thay thế traođổi thành tạo pegmatit Tiến trính này gồm 2 giai đoạn:

- Trong giai đoạn đầu dung dịch ở trạng thái cân bằng hoá học với các khoángvật đã kết tinh trước, làm cho khoáng vật của đá mẹ tái kết tinh thành tạo nên nhữngtinh thể pegmatit có kích thước lớn, quá trình này diễn ra trong điều kiện của hệ thống

lý hoá đóng kín

- Giai đoạn sau, do tác dụng từng phần khí kuyết tán vào đá vây quanh cân bằnggiữa dung dịch khí lỏng và khối khoáng vật của pegmatit đơn giản bị ph1 vỡ, hệ thống hoá lý trở nên mở, các phản ứng xảy ra mạnh mẽ thành tạo những khoáng vật mới và thành phần pegmatit trở nên phức tạp hơn

5 3 Tuổi thành tạo pegmatit và các khoáng sản liên quan.

Pegmatit được sinh thành trong các thời kỳ địa chất từ cổ đến trẻ Các khoángsản có liên quan với pegmatit phụ thuộc vào quy luật thay đổi tuổi của chúng

Pegmatit tuổi cổ (tiền Cambri) phân bố khá rộng rãi nó là nguồn chủ yếu cungcấp nguyên liệu sản xuất gốm sứ và muscovit

Pegmatit tuổi Paleozoi và mezozoi ngoài cung cấp các nguyên liệu sứ gốmthông thường, nó còn cung cấp một lượng các nguyên tố phóng xạ, đất hiếm vànguyên tố hiếm.

Pegmatit Paleozoi muộn, Mezozoi, Kainozoi chứa nhiều khoáng vật có ý nghĩa

về tinh thể học, khoáng vật học như berin, fluorit, thạch anh và các đá quý, ngọc qúy

5 4 Pegmatit ở Việt Nam.

5.4.1 Pegmatit ở Miền Bắc: có 3 dải pegamtit chính:

- Dải pegmatit tây Bắc: Nằm ở tả ngạn sông Hồng, kéo dài từ Việt Trì đến LàoCai, bao gồm nhiều trường quặng pegmatit nằm trong đá phiến kết tinh có phương kéodài trùng với phương của đá (tây bắc – đông nam) Thành phần chủ yếu là thạch anh,felspat, mica có triển vọng về nguyên liệu gốm sứ và mica công nghiệp

- Trường pegmatit ở Thường Xuân – Thanh Hoá, pegmatit nằm trong đá granit.Thành phần chủ yếu thạch anh, felspat, mica là nguồn cung cấp nguyên liệu gốm sứ,thạch anh áp điện và quang học

- Trường pegmatit kim cương ở tây Nghệ An kéo dài theo biên giới Việt – Làothuộc loại pegmatit chứa đất hiếm, hiện nay chưa có giá trị công nghiệp

5.4.2 Pegmatit ở Miền Nam.

Đã phát hiện được nhiều nơi có pegmatit nhưng chúng nằm rải rác và quy môkhông lớn

- Pegmatit vùng Quế Sơn - Đại Lộc (Quảng Nam) chứa muscovit đạt yêu cầucông nghiệp nhưng chưa khai thác

- Những biểu hiện muscovit ở vùng Đắc Tô, tân cảnh (Kon Tum), fluorit vàthạch anh quang học gặp rãi rác ở miền Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ điều liênquan với các thân pegmatit

Phân biệt nội skarno: nằm ở phần rìa khối xâm nhập.

ngoại skarno: nằm ở phần đá carbonat

6.1.2 Mỏ skarno.

Mỏ skarno thuộc nguồn gốc hậu magma, mà sự thành tạo của chúng liên quanmật thiết với quá trình thành tạo đá skarno Mỏ skarno là nguồn cung cấp nhiều loạikhoáng sản như sắt, volfram, đồng, chì, kẽm, vàng, bạc, flogopit

6 2 Điều kiện thành tạo skarno.

Theo D S Coczinski cho rằng đá skarno được thành tạo do quá trình biến chất tiếp xúctrao đổi giữa các đá alumosilicat với đá carbonat trong phạm vi có sự hoạt động của dung dịchkhí lỏng nằm trong các khe nứt, lỗ hổng của đá Đồng thời với quá trình tạo đá các khoáng vậtquặng cũng được thành tạo và tập trung khi đạt yêu cầu công nghiệp gọi là mỏ skarno

Phần lớn các mỏ skarno được thành tạo trong khoảng nhiệt độ dao động từ 900 –

3000C đến 100 – 500C

6 3 Các đặc điểm của mỏ skarno.

1 Thành phần khoáng vật, cấu tạo và kiến trúc quặng.

Tuỳ theo thành phần của đá vây quanh với khối magma xâm nhập có thể chiaskarno làm các loại sau:

- Skarno vôi: Là loại phổ biến nhất, nó được thành tạo do đá vôi bị thay thế.Thành phần khoáng vật là granat và pyroxen, đi cùng với khoáng vật tạo đá là khoángvật tạo quặng Ngoài ra còn gặp volstonit, skapolit, amfibol, epidot, cancit, thạch anh

- Skarno manhe: Ít gặp hơn, chúng được hình thành do dolomit bị thay thế.Thành phần khoáng vật là diopxit, fosterit, spinel, flogopit, serpentin, cancit và cáckhoáng vật quặng

- Skarno silicat: Kém phổ biến nhất, chúng được thành tạo do granitoid tiếpxúc với các đá cát kết, bột kết, anbitofia Thành phần khoáng vật là skapolit

Quặng skarno có cấu tạo khối đặc sít, xâm tán, đốm loang lổ, dải, tinh đám.Kiến trúc quặng thường gặp là hạt biến tinh, porphyr biến tinh, khảm biến tinh, sợi, tàn dư Kích thước thay đổi từ thô đến thô

2- Đặc điểm hình thái cấu trúc mỏ.

Thân quặng có dạng vỉa., dạng mạch, thấu kính, ổ, bướu, ống hoặc thể nhánh phức tạp Các thân quặng dạng vỉa có chiều dài 2000 – 2500m, dày vài trăm mét

3- Tuổi thành tạo skarno và các khoáng sản liên quan.

Mỏ skarno được thành tạo từ tuổi trẻ đến cổ Thời đại Paleozoi sớm giữa thành tạo mỏ skarno sắt (manhetit, hematit) rất có giá trị công nghiệp và mỏ skarno Cu (chalcopyrit, pyrit – cobantin) có trữ lượng nhỏ và vừa khá phổ biến Thời đại Paleozoi

muộn, Mezozoi và kainozoi thành tạo skarno kim loại màu (đồng, chì, kẽm, thiếc, vonfram) khá phổ biến nhưng quy mô nhỏ; kim loại hiếm, quý (berin, niobi, vàng) với quy mô nhỏ, ít phổ biến Ngoài ra, còn gặp uran, bo graphit, apatit, crizotin asbet có liên quan với một số thành tạo skarno.

Chương 7: MỎ NHIỆT DỊCH

7 1 Khái quát về mỏ nhiệt dịch.

Mỏ nhiệt dịch thuộc nguồn gốc hậu magma, được hình thành từ dung dịch nóng(khí - lỏng) chứa khoáng hoá di chuyển dưới bề mặt trái đất Phổ biến là có dạngmạch, dạng bướu, thấu kính, vỉa Kích thước các thân quặng nhiệt dịch thay đổi vớichiều dài từ vài chục tới vài trăm mét hoặc hàng ngàn mét như mạch “vàng mẹ” ởCalifocnia (Mỹ) dài 200 km

Đây là loại mỏ có ý nghĩa lớn với nhiều khoáng sản quan trọng như: các kimloại đen, kim loại màu, kim loại qúi - hiếm, phóng xạ và một số khoáng sản không kimloại: crizotin – atbet, manhezit, fluorit, barit, thạch anh tinh thể, spat băng đảo

7 2 Điều kiện hóa lý thành tạo mỏ nhiệt dịch.

Nguyên nhân và phương thức lắng đọng vật chất quặng từ dung dịch:

1- Do phản ứng hoá học trong dung dịch trộn lẫn và giữa các dung dịch nhiệtdịch với đá vây quanh (đá mái)

2- Độ pH của dung dịch có ý nghĩa quan trọng đối với sự lắng đọng khoáng vật,quyết định độ thủy phân trong quá trình phân hủy các muối hòa tan trong nước

3- Sự thay đổi nhiệt độ và áp suất của dung dịch nhiệt dịch có ảnh hưởng trựctiếp đến sự lắng đọng vật chất

4- Hiệu ứng thấm lọc gây ra sự tăng nồng độ vật chất hòa tan của dung dịchnhiệt dịch khi chúng thấm qua các đá có độ thấm yếu Đó chính là các màn chắn trênđường di chuyển của dung dịch nhiệt dịch

5- Từ dung dịch keo

6- Nhiệt độ thành tạo chủ yếu xảy ra ở nhiệt độ từ 600 – 1000C

7 3 Điều kiện địa chất thành tạo mỏ nhiệt dịch.

Mỏ nhiệt dịch sâu liên quan với các đá xâm nhập có thành phần axit, một ít liên quanvới đá xâm nhập trung tính và á kiềm

Các mỏ nhiệt dịch thường nằm ở phần trên của đá xâm nhập hoặc đá vây

quanh, cũng có khi nằm cách xa khối xâm nhập tới vài km

Mỏ nhiệt dịch nông liên quan mật thiết với các đá phun trào, gồm:

- Bazo: bazan, spilit

- Trung tính: Andezit, andezit porphyr

- Axit: Riolit, daxit, keratofia thạch anh

- Á kiềm: Trachit và các đá tuff

Ngoài ra còn gặp một số mỏ trong xâm nhập nông như là granit porphyr hoặc

có thể gặp trong đá trầm tích

7 4 Phân loại mỏ nhiệt dịch.

Dựa vào điều kiện thành tạo, người ta chia mỏ nhiệt dịch ra làm hai loại

- Mỏ nhiệt dịch sâu

- Mỏ nhiệt dịch nông

Chương 8: MỎ PHONG HOÁ

8 1 Khái quát về mỏ phong hóa.

Mỏ phong hoá được thành tạo do kết quả của quá trình phong hoá Quá trìnhnày xảy ra ở trên vỏ trái đất hoặc gần vỏ trái đất, dưới tác dụng của năng lượng mặttrời, nước, không khí và sinh vật Do ảnh hưởng của các tác nhân gây phong hoá làmcho các đá bị thay đổi thành phần khoáng vật, hoá học, kiến trúc và cấu tạo của đá vàquặng nguyên sinh

Đá bị phong hoá nằm ở phần trên đá gốc là một thành hệ địa chất độc lập ở lụcđịa gọi là vỏ phong hoá Các mỏ khoáng được sinh thành do quá trình phong hoá gọi là

mỏ phong hoá

8 2 Điều kiện hóa lý thành tạo mỏ phong hóa.

1- Nước đóng vai trò hòa tan, di chuyển và lắng đọng vật chất trong vỏ phonghoá Nước có khả năng hòa tan oxy, khí carbonic và các chất có tác dụng phân hủy đágốc Quá trình hydrat hoá và thủy phân, nước giữ vai trò phân giải các khoáng vậttrong đá gốc Nước có khả năng điều hoà mội trường hoá lý (pH, Eh) trong quá trìnhphong hoá và tạo mỏ phong hoá

2- Oxy giữ vai trò chính trong các phản ứng oxy hoá và có ý nghĩa lớn trongviệc thành tạo vỏ phong hoá

3- Khí carbonic là tác nhân gây ra oxy hoá mạnh mẽ làm biến đổi một sốkhoáng vật silicat thành hợp chất carbonat

4- Nhiệt độ dao động lớn trong một ngày đêm làm tốc độ phong hoá xảy ranhanh hơn nhiệt độ thay đổi trong năm Nhiệt độ cao thì tốc độ phong hoá xảy ranhanh hơn nhiệt độ thấp, khi nhiệt độ âm tác dụng phong hoá ít xảy ra

5- các axit (kể cả vô cơ và hữu cơ) giúp các phản ứng hoá học phân hủy đá gốcxảy ra nhanh chóng và triệt để Nguồn gốc các phản ứng hoá học tự nhiên và các thảmthực vật

6- Các tác động của sinh vật có ảnh hưởng lớn đến quá trình phong hoá

8 3 Điều kiện địa chất thành tạo mỏ phong hóa.

3 Cấu tạo địa chất, các đứt gãy và biến dạng kiến tạo

Cấu tạo địa chất giữ vai trò quan trọng trong quá trình phong hoá, đặc biệt chú

ý đến các hệ thống đứt gãy, phá hủy kiến tạo khe nứt Các phá hủy kiến tạo thường lànhững nơi xung yếu để nước dễ thấm vào đá và quặng gốc gây phản jứng hoá họcthuận lợi, tạo điều kiện phong hoá nhanh nhất là loại phong hoá dạng tuyến

4 Địa hình địa phương

Căn cứu đặc tính của địa hình chia 3 loại: địa hình dốc, địa hình thoải và địahình bằng phẳng

Địa hình dốc, mức cao phân cắt mạnh không thuận lợi cho quá trình phong hoá.Địa hình thoải có đử điều kiện cho nước khí quyển thấm xuống tới mực nướcngầm để quá trình phong hóa diễn ra thuận lợi

Địa hình bằng phẳng có mực nước nằm ở cao cũng không thuận lợi cho quátrình phong hoá

Phong hoá kaolin thuận lợi ở địa hình tương đối phân cắt và có độ dốc 25 –

370C Địa hình thoải hơn 12 – 170C thuận lợi cho phong hoá laterit

5 Đặc điểm địa chất thủy văn

Chế độ hoạt động địa chất thủy văn và độ thấm của các đá ảnh hưởng nhiều đến

sự hình thành vỏ phong hoá và mỏ phong hoá

6 Yếu tố thời gian

Thời gian diễn biến của quá trình càng lâu dài thì mức độ phong hoá càng triệt

để và vỏ phong hoá càng dày

7 Tuổi địa chất

Tác dụng phong hoá xảy ra ở các tuổi địa chất khác nhau từ cổ đến trẻ Thời kỳbiển thoái lâu và ngừng lắng đọng trầm tích là điều kiện thuận lợi nhất cho qúa trìnhphong hoá Trong các loại mỏ phong hoá thì phong hoá ở lục địa có ý nghĩa côngnghiệp hơn cả

8 4 Phân loại mỏ phong hóa.

Căn cứ vào điều kiện thành tạo và vị trí phân bố chia mỏ phong hoá làm 4nhóm: Mỏ vụn, mỏ tàn dư, mỏ thấm đọng và mỏ làm giàu sulfur thứ sinh

1 Mỏ phong hoá vụn

Mỏ phong hoá vụn được thành tạo là do quá trình phong hoá cơ học làm cáckhoáng vật quặng khá bền vững về mặt hoá học bị phá hủy cơ học bật ra khỏi đá vàquặng gốc gặp điều kiện địa hình thuận lợi chúng tập trung lại cho các mỏ eluvi (tàntích), deluvi (sườn tích), proluvi (lũ tích)

2 Mỏ phong hoá tàn dư

Các đá chứa quặng và quặng nghèo bị phong hoá hoá học cho sản phẩm có íchtích đọng lại trong quá trình phong hoá gọi là mỏ phong hoá tàn dư Mỏ phong hoá tàn

dư hay gặp quặng silicat niken, manhezit, bauxit, sắt, mangan, thạch cao, kaolin,apatit

3 Mỏ phong hoá thấm đọng

Trong quá trình phong hoá một số sản phẩm được chuyển vào dung dịch rồingấm xuống đới nước ngầm Trong quá trình lưu thông, dung dịch này sẽ tác động vớicác đá vây quanh và có thể trao đổi thay thế những tổ phần có ích cho nhau dẫn đến sựhình thành các khoáng vật mới trong điều kiện hoá lý mới Mỏ khoáng được hìnhthành theo phương thức này gọi là mỏ thấm đọng như mỏ sắt, đồng, uran, photphorit

4 Mỏ làm giàu sulfur thứ sinh

Dưới tác dụng của nước trên mặt chứa oxy và khí carbonic cùng các tác nhânkhác làm các mỏ sulfur nguyên sinh bị phong hoá và thay đổi cùng với đá vây quanh

Sự thay đổi không chỉ về thành phần khoáng vật, hoá học và cấu tạo, kiến trúc quặng

mà còn có sự tập trung các tổ phần có ích thành khoáng vật mới bền vững trong điềukiện hoá lý mới Sự biến đổi đó được xác định bởi quá trình oxy hoá và phạm vi phân

bố của nó theo chiều thẳng đứng gọi là đới oxy hoá (hình 1 5)

Hình 1.5 Sơ đồ mạch quặng có hiện tượng làm giàu thứ sinh

Chương 9: MỎ TRẦM TÍCH9.1 Khái quát về mỏ trầm tích.

Các mỏ trầm tích được hình thành do quá trình lắng đọng trầm tích ở đáy cácbồn nước Tuỳ theo vị trí thành tạo chúng có tên gọi riêng: trầnm tích sông, đầm, hồ,vịnh hay ven biển và biển

Các khoáng sản liên quan với mỏ trầm tích là vật liệu xây dựng, thạch cao,muối mỏ, photphorit, quặng sắt, mangan, nhôm, uran, vanidi, than đá, dầu mỏ

9 2 Phân loại mỏ trầm tích.

1 Mỏ trầm tích cơ học (mỏ vụ) bao gồm cuội, sỏi, cát và sét

Mỏ sỏi (cuội, sỏi Tuỳ theo nguồn gốc sinh thành và vị trí phân bố có thể chia

mỏ cuội, sỏi ra: proluvi, aluvi hay ven hồ, ven biển Trong số các loại hình trên thìcuội, sỏi aluvi được sử dụng nhiều trong các công trình xây dựng Cuội, sỏi đượcthành tạo có tuổi từ cổ đến trẻ nhưng cuội sỏi thành tạo tuổi trẻ có giá trị hơn

Mỏ cát – cát có nhiều loại: aluvi, cát biển, cát hồ, cát băng thành, cát phongthành Trong đó giá trị nhất là cát aluvi, cát biển và hồ Cát được dùng chủ yếu trongngành xây dựng, ngoài ra còn dùng trong công nghệ thủy tinh, gạch silicat, khuôn đúc

Mỏ sét gồm sét aluvi, sét hồ, sét biển, sét băng thành, sét phong thành (hoàngthổ) Sét aluvi được dùng nhiều để sản xuất gạch ngói Sét vùng hạ lưu các cong sông

có chất lượng tốt hơn vùng thượng lưu vì nó được chọn lọc tốt Sét hồ tốt nhất, ít lẫntạp chất, khả năng chịu nhiệt cao nhưng quy mô nhỏ Sét biển có quy mô lớn nhưngchứa nhiều sắt, độ chọn lọc kém (lắng đọng nhanh do điện phân của muối) nên khảnăng chịu lửa không cao

3 Mỏ trầm tích hoá học

Mỏ trầm tích hoá học được thành tạo bằng phương thức kết đọng vật chất từdung dịch thật và dung dịch keo hoà tan trong nước các mỏ này có giá trị đối với muối

mỏ, quặng sắt, nhôm, mangan và chúng được phân bố ở biển, hồ, đầm lầy

Mỏ muối được thành tạo từ dung dịch thật

Ngày nay người ta đã biết trong nước biển có chứa 50 nguyên tố trong bảngtuần hoàn Mendeleev Trong số 50 nguyên tố có 9 nguyên tố quan trọng nhất kết hợpvới nhau tạo thành các khoáng sản không kim loại trọng (bảng 3)

Độ mặn trung bình của nước biển là 3.5% (tức là 35 gam muối trong 1lít nướcbiển Tuy vậy ở mỗi vùng biển khác nhau trong vỏ trái đất có nồng độ muối khácnhau:

- Biển Hồng Hải: 4.2%

- Địa Trung Hải: 3.9%

- Caspiên: 1.5%

- Biển Ban Tích: 0.35%

Bảng 3: Độ mặn trung bình của các loại muối trong nước biển hiện đại.

SST Tên muối % so với toàn bộ muối % so với toàn bộ nước

Các giả thuyết thành tạo muối:

Hiện nay có 3 giả thuyết thành tạo muối: giả thuyết ’’đập chắn’’, giả thuyết

’’lục địa’’, giả thuyết phong thành Trong đó giả thuyết ’’đập chắn’’ được nhiều ngườitin dùng

* Giả thuyết ’’đập chắn’’:

Năm 1877 nhà bác học người Đức Orseniur đưa ra lý thuyết´ “đập chắn“ để giảithích sự thành tạo của các mỏ muối

Theo giả thuyết này thì các (doi cát) “đập chắn“ giữ vai trò quyết định đối với

sự thành tạo mỏ muối, nó có nhiệm vụ ngăn cách giữa biển và vịnh Yếu tố thứ hai làkhí hậu nóng, khô ráo (lượng nước bốc hơi lớn hơn trọng lượng nước mưa)

Có thể chia quá trình kết tinh của muối trong nước ra 4 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Do hiện tượng bốc hơi mà nước trong vịnh hạ thấp xuống nồng

độ muối trong vịnh tăng gấp 5 lần sẽ cho carbonat lắng đọng, tiếp đó là thạch cao

- Giai đoạn 2: Khi nồng độ muối tăng xấp xỉ 11 lần, bắt đầu xuất hiện halit lẫn

ít thạch cao Khi nồng độ muối tăng gấp 22 lần, trên mặt lớp muối halit vừa kết đọngbắt đều hình thành dung dịch nước ót chứa hàm lượng muối kali và magie dễ hoà tankhá cao

- Giai đoạn 3: Mực nước ót dâng ngang “ đập chắn“ sẽ xảy ra sự xáo trộn giữanước ót và nước biển chảy vào vịnh Do dung dịch bão hoà sulfat magie, còn sulfatcanci không hoà tan được nên thạch cao lại xuất hiện Các tinh thể thạch cao rơi lọtqua nước ót bị khự mất nước lắng xuống đáy, phủ lên lớp halit dưới dạng anhydrit Sựxáo trộn trên xảy ra mang tính chu kỳ nên giữa các lớp muối halit có thể gặp các vỉamỏng anhydrit

- Giai đoạn 4: Khối lượng nước giảm xuống, lúc này dường như vịnh đượcngăn cách với biển bởi “đập chắn“ Nồng độ muối trong nước tăng lên tới 60 lần bắtđầu xuất hiện muối kali và magie lắng đọng.

Muốn các vỉa muối kali được tồn tại phải có lớp sét phủ lên trên, bảo vệ chúngkhông bị xâm thực

Mỏ trầm tích được thành tạo từ dung dịch keo

Sự lắng đọng các hợp chất của sắt, mangan, nhôm, phát sinh ở đới gần bờ dướitác động của các chất điện giải hoà tan trong nước làm keo tụ các hợp chất keo củakim loại Theo thứ tự lắng đọng từ bờ ra xa, thì gần bờ nhất là quặng nhôm sau đó là

Được thành tạo từ các đá giàu felspat như đá granit, đá kiềm, đá phiến kết tinh

và gnei, khi bị phong hoá là nguồn cung cấp nhôm quan trọng thể thành tạo mỏ trầmtích nhôm là bauxit Quá trình phong hoá sản phẩm nhôm tồn tại dưới dạng keo nhômvới môi trường có độ pH < 4 và có sự bảo tồn của axit humic, keo nhôm sẽ được nướcvận chuyển ra biển trong môi trường có độ pH = 4.0 – 7.5, lúc này keo nhôm lắngđọng tạo thành các thân quặng có dạng vỉa, thấu kính, ổ, dải Keo nhôm có thể lắngđọng ở cả miền nền và miền uốn nếp Thành phần khoáng vật quặng là bơmit, gipxit(hydracgilit), diaspo Ngoài ra còn có hematit, gơtit, kaolinit, clorit

Quặng bauxit thường có cấu tạo hạt đậu, trứng cá, dăm kết, dải, khối đặt sít.Kiến trúc quặng hay gặp psamit, pelit và mảnh vụn Kích thước các thân quặng cóchiều dài và chiều rộng có khi đạt tới vài, ba kilomet, với chiều dày vài chục mét vàthường nằm trên tầng lót đáy là đá carbonat bị skarsto hoá

Việt Nam có trầm tích bauxit ở vùng Đồng Đăng - Lạng Sơn nằm trên mặt bàomòn của đá vôi có tuổi carbon – permi, Đà Lạt, kontum, Phú Yên

b/ Mỏ trầm tích sắt:

Các mỏ trầm tích sắt đóng vai trò quan trọng cho công nghiệp thế giới hiện nay.Chủ yếu là các mỏ trầm tích biển Nguồn cung cấp sắt cho các mỏ trầm tích là do sựphong hoá các mỏ laterit, các mũ sắt ở trên lục địa Hợp chất sắt được tồn tại dướidạng dung dịch keo Fe(OH)3 và có sự bảo trợ của axit humic, keo sắt được vận chuyểnđến các hồ, đầm lầy và ra biển Khi lượng axit humic tăng hoặc giảm đột ngột, keo sắtđược lắng đọng Do đó mỏ sắt trầm tích được thành tạo ở cả lục địa và biển

- Ở lục địa: Khi keo sắt được đưa đến các hồ và đầm lầy, ở hồ lượng axit sẽgiảm độ ngột, còn ở đầm lầy lượng axit lại tăng làm cho keo sắt lắng đọng và tập

trungtạo thành các thân quặng trầm tích lục địa Thành phần khoáng vật là limonit,geotit.

- Ở biển: Khi keo sắt được vận chuyển ra biển, có sự xáo trộn giữa nước trênmặt với nước biển xảy ra sự lắng đọng keo sắt Gồm các pha sau:

+ Ở gần bờ: Độ pH = 2 - 4 oxit sắt được lắng đọng dưới dạng khoáng vậtlimonit

+ Xa bờ hơn: Độ pH > 3 đến < 7 sắt lắng đọng dưới dạng silicat tạo thànhkhoáng vật turingit và samozit

+ Xa bờ hơn nửa: pH = 7 carbonat sắt lắng đọng dưới dạng khoáng vật siderit.+ Cuối cùng pH > 7 sulfur sắt lắng đọng dưới dạng khoáng av65t pyrit FeS2,marcazit FeS2

Quặng có cấu tạo trứng cá đặc trưng Kiểu mỏ này còn được thành tạo do phunkhí đáy biển có liên quan mật thiết với hoạt động phun trào

c/ Mỏ trầm tích mangan:

Mỏ trầm tích mangan đóng vai trò rất lớn là nguồn cung cấp mangan chủ yếu.Hiện nay trên thế giới nguồn cung cấp mangan cho các mỏ là từ các khoáng vật sẫmmàu trong đá magma bazơ Khi phong hoá mangan được giải phóng và tồn tại dướidạng keo, được nước vận chuyển ra biển Quá trình trầm tích mangan giống như trầmtích sắt nhưng do mangan có tính linh động hơn nên thân quặng mangan thường nằm

xa bờ hơn Ở gần bờ môi trường mang tính axit lắng đọng quặng oxit mangan Mn4+

(pyrozit và psilomelan) Xa bờ hơn oxit mangan Mn2+ lắng đọng dưới dạng mangannit

Xa bờ hơn nửa carbonat mangan lắng đọng dưới dạng rodocrozit, manganocanci.Ngoài ra còn gặp opal, limonit và pyrit với số lượng ít

Ví dụ: Hiện nay trên các đáy biển lớn như Thái Bình Dương, Đại Tây Dương và

Ấn Độ Dương người ta phát hiện những kết hạch sắt và mangan có kích thước từ 1mm– 25 cm với hàm lượng Mn = 8 – 50%, Fe = 2.5 – 27%

4 Mỏ trầm tích sinh hoá

Các đá magnan chứa apatit và một số khác chứa hàm lượng P2O5 cao bị hoà tan,được động thực vật hấp phụ photpho và được dòng nước mặt mang ra biển Các sinhvật hấp phụ P để tạo nên các khung, mô cơ, vỏ và mai của chúng Khi chúng chết hàngloạt thì lượng P được giải phóng ra để thành tạo photphorit

Hàng loạt các khoáng vật bị hủy diệt là do điều kiện sống của chúng thay đổiđột ngột như nhiệt độ, độ mặn của các dòng nước biển, hiện tượng biển tiến, biểnthoái Khi các sinh vật chết, xác của chúng lắng xuống đáy, dần dần bị phân hủy tạothành carbonat và photphat caci Sau đó 2 chất này hoá hợp với nhau cho photphatamôn Từ photphat amôn gây ra phản ứng với vỏ vôi của sinh vật để tạo photphorittheo phản ứng sau:

2(NH4)3 + 3CaCO3 = Ca3(PO4)2 + (NH4)2CO3.Quá trình thành tạo photphorit được A V Kazacov chia ra 4 đới (Hình 8)

- Đới I: Độ sâu từ 0 – 60 mét sinh vật trôi nổi hấp phụ photpho mạnh nhất vìvậy hàm lượng P2O5 ở đây không cao, chỉ đạt 10 – 50 mg/m3 nước, PCO2 < 3.10-4atm

- Đới II: Phân bố ở độ sâu 60 – 350 mét, xác thực vật có xu hướng lắng xuốngphía dưới Đới này sinh vật chưa kịp phân hủy nên hàm lượng P2O5 chỉ đạt 100 mg/m3

nước

- Đới III: Phân bố ở độ sâu 350 – 1000 mét, xác sinh vật phân hủy mạnh, lượng

CO2 và P2O5 đạt giá trị cựa đại (P2O5: 300 – 600 mg/m3, PCO2 = 12.10-4 atm

- Đới IV: Phân bố ở độ sâu 1000 – 2000 mét Lượng CO2 và P2O5 rất thấp

Hình 1 8: Sơ đồ thành tạo photphorit

1- Tướng bờ: sỏi, cát; 2- Tướng photphorit; 3- Tướng carbonat

4- Hướng rơi lắng các xác sinh vật trôi nổi chết; 5- Hướng dòng chảy

Chương 10: MỎ NGUỒN GỐC BIẾN CHẤT

10 1 Khái quát về mỏ nguồn gốc biến chất.

Các quá trình biến chất có ảnh hưởng rất lớn đến sự hình thành các mỏ nguồngốc biến chất Do tác dụng của nhiệt độ và áp suất tăng cao làm biến đổi tính chất vật

lý, hoá học, thành phần khoáng vật, cấu tạo kiến trúc quặng cũng như hình dạng, kíchthước thế nằm ban đầu của đá và quặng

Mỏ biến chất phân bố rộng rãi trên thế giới chiếm 50% diện tích các mỏ Mỏbiến chất rất có giá trị đối với mỏ sắt, mangan, vàng, uran, chì, kẽm, đồng, apatit

Mỏ biến chất được thành tạo từ tiền Cambri đến Kainozoi, trong đó chủ yếu làtuổi tiền Cambri và Paleozoi

Dựa vào cơ chế thành tạo có thể chia ra các kiểu biến chất sau:

- Biến chất nhiệt (biến chất nhiệt tiếp xúc) xảy ra trong phạm vi rộng, các đá vàquặng bị nhấn chìm sâu, khi đó nhiệt độ, áp suất và các chất khoáng, chất lưu đồngthời tham gia gây tác dụng biến chất

- Biến chất động lực thường xảy ra ở các đới phá hủy kiến tạo và uốn nếp mạnhmẽ

- Biến chất nhiệt động (biến chất khu vực) xảy ra trong phạm vi rộng, các đá vàquặng bị nhấn chìm sâu, khi đó nhiệt độ, áp suất và các chất khoáng, chất lưu đồngthời tham gia gây tác dụng biến chất

Căn cứ vào nguồn gốc phát sinh có thể chia ra: Mỏ bị biến chất, mỏ biến chấtsinh và mỏ siêu biến chất

- Mỏ bị biến chất được thành tạo do bị biến đổi cùng với đá vây quanh dưới tácdụng của nhiệt độ và áp suất như nhau

- Mỏ biến chất sinh thành tạo trong quá trình biến chất có liên quan với sự táitập hợp khoáng vật của đá bị biến chất

- Mỏ siêu biến chất liên quan với quá trình biến chất sâu do dòng nhiệt dưới sâucung cấp Quá trình biến chất sâu kèm theo hiện tượng tái kết tinh và trao đổi thay thế,tái nóng chảy từng phần hoặc toàn bô

10 2 Quá trình biến chất và các yếu tố gây biến chất.

1 Quá trình biến chất

Quá trình biến chất là những sự thay đổi của đá và quặng dưới tác dụng của cácyếu tố nhiệt động Sự thay đổi trong qúa trình biến chất được thể hiện về hình dạng,thế nằm, tính chất vật lý, hoá học, thành phần khoáng vật, cấu tạo, kiến trúc của đá vàquặng

Quá trình biến chất các khoáng vật limonit và hydroxit sắt thành hematit,manhetit; psilomelan, manganit thành braunit, hosmanit; opan thành thạch anh;macazit thành pyrit; vuazit thành sphalerit; photphorit thành apatit; vật chất hữu cơthành graphit; cát kết thành quarzit

Quá trình biến chất không có sự tham gia của hoạt động phong hoá và trầmtích

2 Các yếu tố gây biến chất

Các yếu tố gây biến chất gồm nhiệt độ, áp suất, nước, khí carbonic, thời gian vàthành phần nguyên thủy của các đá và quặng

- Nhiệt độ và cơ chế độ nhiệt đô: Nhiệt độ là cơ sở động lực chủ yếu của biếnchất Do nhiệt độ khác nhau dẫn đến quá trình biến chất khác nhau, được phản ánh bởinhững tổ hợp cộng sinh khoáng vật khác nhau

Kết quả thực nghiệm cho biết giới hạn dưới của nhiệt độ gây biến chất nhiệtđộng là 450 – 5000C, giới hạn trên là 900 – 9500C

Nguồn nhiệt gây biến chất nhiệt động chủ yếu là građien địa nhiệt (xuống sâu33m tăng 10C) Ngoài ra, còn có các nguồn nhiệt khác từ magma, do phân hủy cácchất phóng xạ, nhiệt do ma sát xiết ép kiến tạo, nhiệt tỏa ra từ các phản ứng hoá học vàdòng nhiệt siêu sâu đưa từ manti lên

- Áp suất thành tạo:

+ Áp suất thủy tĩnh (áp suất mọi chiều) tăng 200 – 300 atm cho mỗi km chiềusâu và đạt mức độ cực đại khoảng 10.000atm Áp suất thủy tĩnh làm giảm thể tích vàtăng tỷ trọng của vật chất

+ Áp suất định hướng (áp suất một chiều) thường xảy ra do hoạt động kiến tạo

ở nông (7 – 10 km) không vượt quá 200 – 300 atm Áp suất này làm vật chất di chuyểnđịnh hướng, giúp các phản ứng hoá học các tổ phần trong đá và quặng xúc tiến nhanhhơn

+ Áp suất hơi: Trong điều kiện nhiệt độ cao một số khoáng vật bị thoát nước vàphân giải t5ao nên áp suất hơi Áp suất có tác dụng khống chế quá trình tái kết tinh củakhoáng vật khi xảy ra biến chất nhất là biến chất nhiệt động

- Vai trò của nước: Nước tham gia vào quá trình biến chất, gồm nước tronh lỗhổng của các đá khi chưa bị biến chất, nước liên kết trong các khoáng vật hydroxit,nước thoát ra từ quá trình biến chất nước từ nguồn magma sau kết tinh, nước thủyquyển ngấm xuống sâu

- Vai trò của khí carbonic: Làm tăng áp suất của quá trình biến chất, chúngđược sinh ra do sự phân giải các khoáng vật carbonat Khi xuống sâu sự phân giải cáckhoáng vật chứa axit carbon càng tăng Do vậy mà các khoáng vật carbonat dần dần bịcác silicat nghèo calci, Mn, Fe hơn thay thế

- Thời gian cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình biến chất, hoạtđộng biến chất, tiếp xúc nhiệt của khối magma xảy ra trong khoảng hàng chục ngànnăm, hoạt động biến chất khu vực ở các miền uốn nếp có thể kéo dài hàng trăm triệunăm

- Thành phần nguyên thủy các đá và quặng quyết định thành phần khoáng vật

và giá trị công nghiệp của các sản phẩm biến chất

10 3 Sự thành tạo các mỏ nguồn gốc biến chất và khoáng sản liên quan.

1 Mỏ bị biến chất

Một số mỏ được thành tạo từ trước, trong quá trình biến chất chỉ bị thay đổi ởmức độ nhất định, còn các tính chất vật lý, hoá học chủ yếu và gía trị công nghiệpkhoáng sản đó vẫn còn giữ được gọi là mỏ bị biến chất

Khoáng sản liên quan gồm có sắt, mangan, vàng, uran, chì, kẽm, apatit, graphit.

2 Mỏ biến chất sinh

Mỏ biến chất sinh khác với loại mỏ bị biến chất, mỏ biến chất sinh xuất hiệnlàm đổi mới một số khoáng sản mà trước đó không có hoặc ít có gí trị công nghiệp,hoặc làm thay đổi sâ sắc các tính chất vật lý, hoá học của vật chất quặng trong mỏ, tạonên loại khoáng sản mới có ý nghĩa thực tiễn ứng dụng trong công nghiệp

Mỏ biến chất sinh thường cho các khoáng sản không kim loại như đá hoa,quarzit, andaluzit, disten, ngọc bích, graphit

3 Mỏ siêu biến chất

Quá trình siêu biến chất gây nên hiện tượng tái kết tinh và trao đổi thay thế, táinóng chảy từng bộ phân hoặc toàn bộ Siêu biến chất liên quan chặt chẽ với quá trìnhbiến chất sâu dưới tác dụng của dòng nhiệt dưới sâu là chủ yếu

Mỏ siêu biến chất thường gặp quặng đồng, sắt, uran, titan, một số kim loạihiếm, nguyên liệu sứ gốm, mica

Phần thứ ba: CÁC MỎ KHOÁNG CÔNG NGHIỆP

Chương 11: KIM LOẠI ĐEN

11 1 SẮT: Fe

11 1 1 Tính chất và công dụng.

Sắt được người Ai Cập sử dụng 4000 năm trước công nguyên, sau đó là TrungQuốc, Ấn Độ Từ thế kỷ XIII - XIV sắt được sử dụng rộng rãi trong nhiều nước Vàothế kỷ XIV người ta đã biết xây dựng những lò thô sơ để luyện gang và thép Sang thế

kỷ XX ngành luyện kim đen phát triển mạnh, đặc biệt là sản xuất các loại thép hợpkim và thép đặc biệt, góp phần quan trọng vào việc đẩy mạnh tốc độ phát triển xã hộiloài người

Ở Việt Nam thời đại đồ sắt bắt đầu từ cuối Hùng Vương, phát triển vào thời đại

Bà Trưng (cách đây khoảng 2000 năm)

Nói chung Fe chiếm vị trí quan trọng nhất trong công nghiệp luyện kim đen,màu, Fe chủ yếu dùng để luyện gang và thép

Trong luyện gang hàm lượng C > 1,7%; luyện thép hàm lượng C < 1,7% Đểthu được thép có chất lượng cao thì trong sản xuất gang và thép, người ta thường chothêm V, Mn, Cr, Ni, Co, Ti, W, Mo, S và C vào thép Các nguyên tố này có độ dẻo,

độ rắn, độ chống ăn mòn

11 1 2 Đặc điểm địa hoá và các khoáng vật chứa Fe đặc trưng

1 Đặc điểm địa hoá

Trị số Clark: 4,6% (hàm lượng trung bình của sắt trong vỏ trái đất là 4,6%).Sắt là kim loại phổ biến nhất trong vỏ trái đất, đứng hàng thứ 4 sau O, Si và Al

Fe có số thứ tự 26, trọng lượng nguyên tử 55,85 có hoá trị 2 và 3 Nhiệt độ nóng chảy

15350C, nhiệt độ sôi 27350C Fe là nguyên tố vừa tạo đá vừa tạo quặng, trong điều kiệnngoại sinh có thể tập trung tạo thành mỏ nhưng không lớn

Trong giai đoạn pegmatit: Fe không tạo mỏ nhưng vẫn ở dưới dạng manhetit.Trong giai đoạn hậu magma: Fe có thể tập trung tạo thành mỏ có giá trị côngnghiệp

Trong điều kiện ngoại sinh: Fe tập trung nhiều hơn cả, chúng tạo thành mỏ cóquy mô lớn, nhất là mỏ sắt trầm tích

Trong điều kiện biến chất khu vực: Các mỏ sắt trầm tích biển bị biến chất tạothành mỏ có giá trị

2 Các khoáng vật chứa Fe đặc trưng

11 1 3 Các loại hình mỏ công nghiệp chủ yếu của Fe

Quy mô của mỏ nhỏ, thường là nguồn cung cấp để tạo sa khoáng ilmenit

Ở nước ta có mỏ Na Hoa - Yên Thái - Thái Nguyên

b Thành hệ manhetit - apatit:

Về nguồn gốc có liên quan với đá kiềm (sienit, sienit - clorit) Thân quặng códạng thấu kính, dạng mạch Thành phần khoáng vật chủ yếu là manhetit (80 - 90%);apatit (2 - 10%), một ít hematit, mica, fluorit, skapolit Đặc điểm của loại mỏ này làhàm lượng quặng sắt coa (55 - 70%); P(2 - 4% hoặc lớn hơn)

Quy mô lớn nhưng ít gặp Trên thế giới có mỏ Kirunavara (Thụy Điển)

3 Mỏ sắt nhiệt dịch

Các mỏ Fe nguồn gốc nhiệt dịch có ý nghĩa công nghiệp nhỏ, ít gặp những nơitập trung trữ lượng quặng kiểu này Dựa vào thành phần quặng và điều kiện thành tạo,chia ra:

- Mỏ nhiệt dịch nhiệt độ cao: Mỏ mahetit ít gặp

- Mỏ nhiệt dịch nhiệt độ trung bình: Thân quặng có dạng vỉa, thấu kính nằmtrong đá vôi, sét vôi Thành phần khoáng vật chính là siderit, ít pyrit, chancopyrit,sfalerit

Trong quặng siderit hàm lượng Fe trung bình 30%; Pb, Zn, S mỗi loại 1,5%;

Mn = 1,5 - 3,8% Các thân quặng siderit hầu như đã bị oxy hoá và biến chất thànhlimonit có hàm lượng fe cao

Thân quặng có dạng vỉa, lớp, kích thước lớn Thành phần khoáng vật phụ thuộcvào chế độ trầm tích (Oxy, pH, nồng độ CO2) của môi trường mà quặng sắt được lắngđọng dưới dạng oxit, silicat hoặc carbonat Quặng có cấu tạo trứng cá hoặc hạt đậu.

Loại hình mỏ này rất phổ biến, quy mô lớn với trữ lượng hàng chục tỷ tấn

Ví dụ: Mỏ Loranh ở Pháp có trữ lượng quặng 15 tỷ tấn

b Mỏ sắt trầm tích lục địa (ao hồ, đầm lầy)

Thân quặng dạng vỉa, thấu kính, ổ; phổ biến nhưng quy mô nhỏ

5 Mỏ biến chất

Thực chất là mỏ trầm tích bị biến chất phát sinh trong nguyên đại AK PR Thời

kỳ sinh khoáng Fe quan trọng nhất là tiền cambri (50% sản xuất Fe trên thế giới) vàjura - creta (30%) Quặng có dạng lớp, dạng vỉa, kích thước lớn, gồm những dảiquarzit Fe, đá sùng với những dải mỏng manhetit - hematit và silic Quặng có cấu tạodạng dải hay vi uốn nếp Hàm lượng quặng trung bình là 25 - 40% Fe, ở những lớpquặng giàu là 40 -70% Fe

Ví dụ: Mỏ Krivoiroc ở Liên Xô, mỏ Itabiri ở Brazin Việt Nam có mỏ sắt Tòng

Bá (Hà Giang); Ba tơ ( Quảng Ngãi)

1 Mỏ sắt Trại Cau - Thái Nguyên

Nằm trong xã Hoà Bình - huyện Đồng Hỷ - tỉnh Bắc Thái Mỏ được phát hiện

1893 do nhà Địa cất Đessolier

Quặng sắt phong hoá ở Trại Cau nằm kẹp giữa 2 đứt gãy lớn chạy gần songsong với nhau theo phương tây bắc - dông nam Thân vùng có nhiều mạch thạch anh,barit, diaba Đá vây quanh thân quặng là đá vôi, đá vôi dolomit hoá tuổi carbon -pecmi

Thân quặng có dạng mạch, thấu kính, đôi khi dạng vỉa bị vót nhọn theo đườngphương và hướng dốc, đôi khi phân nhánh

Thành phần khoáng vật quặng gồm manhetit, mactit, hematit và limonit vớihàm lượng Fe > 50%; Pb, Zn, As mỗi loại < 0,04% Khoáng vật không quặng cocancit, dolomit, thạch anh, clorit Đá vây quanh có hiện tượng clorit hoá, epidot hoá.Nguồn gốc nhiệt dịch nhiệt độ trung bình

2 Mỏ sắt Thạch Khê - Hà Tĩnh

Mỏ Thạch Khê nằm ở huyện Thạch Hà - tỉnh Hà Tĩnh (Hình 2 1) Mỏđược phát hiện năm 1962 do kết quả đo từ hàng không.

Mỏ sắt Thạch Khê nằm trong trầm tích devon theo đứt gãy tây bắc - đông nam(cấu trúc một nếp lồi đơn nghiêng): Gồm 2 tập (tập dưới: đá vôi, đá vôi hoá bề dày dựđoán 1000m; tập trên: đá sừng xen đá vôi, cát kết, bột kết, sét kết dày 700 - 1000m)

Trong vùng lộ ra 2 khối xâm nhập là Kiều Mộc và Nam Giới Chủ yếu là đágranodiorit, granit biotit, granit hornblend thuộc phức hệ Pia Oăc Trong khu mỏ có 2thân quặng chính (Thân quặng 2 nằm trên thân quặng 1 dạng thấu kính kéo dài) Thânquặng manhetit gốc nằm trong tầng đá biến chất tiếp xúc nhiệt và biến chất tiếp xúctrao đổi (đá skarno pyroxen còn skarno pyroxen granat ít hơn)

Quặng chủ yếu là manhetit (Fe: 45 - 68%; trung bìonh 60%), ít hematit Thứyếu có ít sulfur, pyrit, sfalerit, chancopyrit

Hình 2.1: Sơ đồ mỏ sắt Thạch Khê

1- Neogen Đệ tứ; 2- Đá sừng trong đá hoa Triat; 3- Đá vôi carbonat - Pecmi

4- Đá sừng trong đá hoa devon; 5- Granit; 6- Skarno mg – Ca; 7- Quặng manhetit; 8- Quặng Bruxit

3 Mỏ sắt Phong Hanh - Phú Yên

Mỏ nằm ở núi Đồng Tro thuộc thôn Phong Hanh - xã An Định - Tuy An - PhúYên, tây nam thị trán Chí Thạnh cách khoảng 2,5 km Trong vùng mỏ có các đá biếnchất tuởi tiền cambri Thành phần thạch học: Đá phiến thạch anh mica, đá phiến kếttinh, đá phiến xerixit Loại trầm tích neogen: Đá sét, sét bentonit chứa diatomit, cácloại đá phun trào

Thân quặng dạng thấu kính, dạng mạch Thành phần khoáng vật gồm manhetit,

ít hơn là pyrit, thạch anh, chancopyrit, đới oxy hoá có hematit, malachit, azurit Trữlượng 1.000.000 tấn

11 2 MANGAN: Mn

11 2 1 Tính chất và công dụng.

Mn được sử dụng nhiều trong kỹ thuật luyện kim và hoá học Trong kỹ nghệ luyện kim dùng đến 95% quặng Mn, khai thác để sản xuất gan và thép Các loại théo chứa Mn có độ dẻo và độ cứng lớn nên được dùng sản xuất bánh xe lửa, các loại máy nghiền Để sản xuất pin khô người ta dùng quặng Mn với hàm lượng MnO2 cao (khôngnhỏ hơn 80 - 85%) Dùng Mn để chế tạo acquy, làm pin, làm sơn, thuốc nhuộm

11 2 2 Đặc điểm địa hoá và các khoáng vật chứa Mn đặc trưng

1 Đặc điểm địa hoá

Mn là nguyên tố hoá học kim loại có số nguyêt tử 25, trọng lượng nguyên tử54,938; trọng lượng riêng 7,2g/ml

2 Các khoáng vật chứa Mn đặc trưng

Mn tham gia trong gần 150 khoáng vật nhưng chỉ có 10 - 15 khoáng vật có ýnghĩa công nghiệp

Thân quặng ở dạng mạch, vỉa thay thế trao đổi với dung dịch nhiệt dịch Thànhphần khoáng vật gồm rodocrozit, rodonit, braunit, haumanit, pyroluzit, psilomelan,manhetit, pyrit và một số sulfur, thạch anh, barit.

Ví dụ: Mỏ Mn Tốc Tác - Cao Bằng

- Mỏ Mn trầm tích ao hồ, đầm lầy

Hydroxit Mn cộng sinh với hydroxit Fe tạo thành những kết hạch hydroxit Fe

-Mn Quy mô nhỏ, ít có giá trị công nghiệp

4 Mỏ Mn biến chất

Hình thành từ mỏ Mn trầm tích bị quá trình biến chất khu vực tác động, bị khửnước các khoáng vật hydroxit Mn biến thành haumanit, braunit; hydroxit Fe biếnthành manhetit, hematit; Opan biến thành thạch anh, canxedoan Quặng trở nên đặcxít, kiến trúc hạt biến tinh, hàm lượng Mn tăng cao

Khi bị biến chất cao các oxit nguyên sinh của Mn chuyển thành silicat Mn:rodonit, butamit, granat Mn Hàm lượng Mn giảm làm mất giá trị sử dụng trong luyệnkim nhưng có thể sử dụng làm đá ốp lát

Ngoài các loại hình mỏ nêu trên còn có thể gặp mỏ mũ Mn phát triển trên các mỏ Mntrong đới phong hoá và mỏ Mn thấm đọng Quy mô và giá trị công nghiệp không đángkể

11 2 4 Các mỏ Mn ở Việt Nam

Mỏ Mn Tốc Tác - Cao Bằng: Được khai thác từ thời Pháp (năm 1938 - 1939).Thân quặng dạng vỉa, chiều dày thay đổi từ 0,1 - 1,7m; trung bình là 0,6m vớihàm lượng Mn 25 - 52%, trung bình 39 - 45% Trong đó: Fe từ 8- 20%; P từ 0,2 -0,3%; SiO2 từ 1,92 - 2% Khoáng vật quặng là pyroluzit, psilomelan, manganit,hydroxit Fe, manganocancit, rodocrozit; ngoài ra còn có ít hematit, rutin, pyrit, sfalerit.Thân quặng nằm trong thân đá vôi điệp Tốc Tác tuổi devon muộn

Ngoài ra còn gặp các vỉa Mn ở khu Bản Khuông (huyện Trà Lĩnh) nó là phầnkéo dài về phía đông nam của mỏ Tốc Tác Thân quặng dài 2000 - 3000m; bề dày thânquặng từ 10 cm đến vài mét, trung bình 0,4 - 0,8m Hàm lượng Mn > 4%

11 3 CROM: Cr

11 3 1.Tính chất và dụng.

Cr được sử dụng trong công nghệ luyện kim (50%), làm gạch chịu lửa 40%,trong công nghệ hoá học (10%) Trong kim loại người ta cho Cr vào thép để chếferocrom (Cr: 60 - 70%) có độ dai, cứng và chống ăn mòn cao Hợp kim đặc biệt đượcchế bằng Cr với Co (hoặc Ni) và W (hoặc Mo) dùng để mạ (mạ crom)

Trong luyện kim, Cr dùng để sản xuất gạch chịu lửa sử dụng trong lò lót lòmactanh và lò luyện kim màu

Trong hoá học, Cr dùng làm nguyên liệu chế màu, làm thuốc thuộc da Đồng vịphóng xạ Cr50 dùng trong ngành y tế để chữa bệnh ung thư

11 3 2 Đặc điểm địa hoá và các khoáng vật chứa Cr đặc trưng

1 Đặc điểm địa hoá

Trị số Clark của Cr: 8,3 10-3% Cr liên quan chủ yếu với đá siêu bazơ (trongperidotit Cr có khi dạt đến 0,2%), Cr là nguyên tố ưa oxy Trong tự nhiên Cr có 4 đồng

vị bền vững với mức độ phổ biến: Cr50 (4,31%); Cr52 (83,76%); Cr53 (9,55%); Cr54

(2,38%) Cr có 4 hoá trị (2, 3, 5, 6) Cr có hoá trị 3 bền vững nhất trong tự nhiên

Trong điều kiện ngoại sinh không tạo thành khoáng vật mới nhưng Cr cũnggiống như Fe đều di chuyển dưới dạng lắng đọng trong sét tạo thành sa khoáng

Dạng hợp chất linh động nhất của Cr trong tự nhiên là cromat

2 Các khoáng vật chứa Cr đặc trưng

Trong tự nhiên nhiều khoáng vật chứa Cr nhưng có giá trị công nghiệp là cromspinel với công thức chung (Mg, Fe) (Cr, Al, Fe)2 O4:

Mỏ crom magma sớm có quy mô lớn và phổ biến Thành phần khoáng vật cromspinelcộng sinh với olivin và pyroxen

2 Mỏ crom magma muộn

Được hình thành vào giai đoạn magma muộn do sự kết tinh từ dung thể chứaquặng có sự tham gia của thành phần chất bốc (H, C, S, P) Thân quặng có dạng thấukính, dạng mạch nằm trong khối dunit và peridotit; ranh giới thân quặng và đá vâyquanh khá rõ ràng Quặng có cấu tạo đốm và đặc xít, kích thước tinh thể cromit khálớn Thành phần khoáng vật: Cromspinel, manhetit, oilvin, pyroxen, khoáng vật thứsinh là clorit, serpentin

Kiểu nguồn gốc này có giá trị công nghiệp lớn hơn mỏ crom magma sớm

3 Mỏ sa khoáng cromit