Đặc điểm quặng hóa vàng nhiệt dịch đới đà lạt qua nghiên cứu các vùng trảng sim, krông pha, gia bang và suối linh

Tuy nhiên do có những hạn chế về mức độ đầu tư trong công tác đo vẽ lập bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản theo diện tích nên vẫn còn những vấn đề khoa học chưa được làm sáng tỏ như

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-oOo -

NGUYỄN KIM HOÀNG

ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HÓA VÀNG NHIỆT DỊCH

ĐỚI ĐÀ LẠT QUA NGHIÊN CỨU CÁC VÙNG:

TRẢNG SIM, KRÔNG PHA, GIA BANG VÀ SUỐI LINH

Chuyên ngành: Thạch học - Khoáng vật học - Trầm tích

Mã số chuyên ngành: 1.06.03

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Phản biện 1: PGS.TS Vũ Chí Hiếu Phản biện 2: PGS.TS Lê Tiến Dũng Phản biện 3: TS Nguyễn Chí Vũ Phản biện độc lập 1: PGS.TS Nguyễn Khắc Giảng Phản biện độc lập 2: PGS.TS Lê Mạnh Tân

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1 TS Nguyễn Hữu Tý

2 TS Nguyễn Văn Bỉnh

Tp Hồ Chí Minh - 2013

LỜI CAM ĐOAN !

Nghiên cứu sinh xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của nghiên cứu sinh

Các kết quả nghiên cứu và những kết luận trong luận án cũng nhƣ trong các tài liệu nghiên cứu của nghiên cứu sinh có liên quan đến luận án đã đƣợc công bố trong các tạp chí chuyên ngành và hội thảo khoa học đều là trung thực!

Tác giả luận án

Nguyễn Kim Hoàng

LỜI CÁM ƠN!

Luận án được thực hiện và hoàn thành tại Bộ môn Khoáng Thạch, Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thuộc Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Nguyễn Hữu Tý và TS Nguyễn Văn Bỉnh Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án, nghiên cứu sinh đã nhận được:

- Sự giúp đỡ và hổ trợ trong nghiên cứu khoa học của Bộ môn Khoáng Thạch, Lãnh đạo và các cán bộ giảng dạy thuộc Khoa Địa chất - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thuộc Đại học quốc gia Tp

Hồ Chí Minh;

- Sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi về khoa học của Lãnh đạo

và các đồng nghiệp thuộc Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam;

- Sự tạo điều kiện thuận lợi của Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, các phòng chức năng của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thuộc Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh;

- Sự hỗ trợ và động viên của gia đình

- Sự khích lệ của bạn hữu

Nghiên cứu sinh xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành đối với người hướng dẫn, các cơ quan, các nhà khoa học, những người đã hướng dẫn, giúp đỡ, trao đổi, động viên, khích lệ và hết lòng

hỗ trợ, tạo điều kiện cho nghiên cứu sinh hoàn thành luận án này !

III Những điểm mới của luận án và các luận điểm bảo vệ 2

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ THU T VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHI N CỨU 6

1.3.1 Khái quát về nhiệt dịch và mỏ khoáng nhiệt dịch 11 1.3.2 Thành phần khoáng vật mỏ khoáng nhiệt dịch 13

1.3.4 Nguồn gốc của dung dịch tạo khoáng nhiệt dịch 16 1.3.5 Dạng tồn tại và di chuyển của kim loại trong dung dịch nhiệt dịch 17 1.3.6 Điều kiện hóa lý thành tạo mỏ khoáng nhiệt dịch 17

1.4.2 Sơ lược về phân loại quặng vàng trên thế giới 22 1.4.3 Sơ lược về hệ thống phân loại quặng vàng ở Việt Nam 33

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT ĐỚI ĐÀ ẠT 40

2.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất khoáng sản vàng đới Đà Lạt 40

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM QUẶNG H A CÁC KIỂU MỎ VÀNG NHI T

3.3 Đ c điểm các kiểu mỏ vàng nhiệt dịch đới Đà Lạt 69

3.3.2 Kiểu mỏ àng- c- ulphu xâm án ong đá phun ào iến đổi 124

3.3.3 Kiểu mỏ moly deni – chalcopyrit có àng c ng inh 135

3.4 Triển vọng các kiểu mỏ, kiểu khoáng vàng nhiệt dịch đới Đà Lạt 152

CHƯƠNG 4 ĐẶC ĐIỂM SINH KHOÁNG VÀ TRIỂN VỌNG QUẶNG

4.2 Các nhân tố khống chế qu ng hóa vàng nhiệt dịch đới Đà Lạt 157

4.2.2 Nhân magma xâm nhập à magma phun ào 158

4.3 Phân vùng sinh khoáng và đánh giá triển vọng qu ng h a vàng

4.3.2 Phân ùng inh khoáng à đánh giá iển ọng àng nhi d ch

4.3.2.1 Đơn vị sinh khoáng của móng trước Mesozoi muộn 166 4.3.2.2 Đơn vị sinh khoáng chồng gối Mesozoi muộn 169

XIII

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

- BHKH: biểu hiện khoáng hóa (mineralized show)

- BHKS: biểu hiện khoáng sản (occurrence)

- THCSKV: tổ hợp cộng sinh khoáng vật (mineral paragenesis association)

- THKV: tổ hợp khoáng vật (mineral association)

- THTKT: tổ hợp thạch kiến tạo (petrotectonic assemblage)

- TKTK: thời kỳ tạo khoáng (mineralization period)

DANH MỤC CÁC BẢNG

2 Bảng 1.2 Hàm lƣợng vàng trong granitoid và các đá acid, trung tính 9

5 Bảng 1.7 Các kiểu mỏ vàng liên quan bối cảnh kiến tạo đới hút chìm 26

13 Bảng 3.4 Hàm lƣợng Au và Ag trong các thân khoáng hóa vàng vùng

17 Bảng 3.8 Hàm lƣợng các nguyên tố quặng trong pyrit vùng Trảng Sim 79

18 Bảng 3.9 Sơ đồ tiến trình tạo khoáng vàng nhiệt dịch vùng Trảng Sim 82

21 Bảng 3.12 Nhiệt độ đồng hóa bao thể trong thạch anh của mạch thạch anh

- sulphur - vàng vùng Suối inh

102

22 Bảng 3.13 Hàm lƣợng các nguyên tố quặng trong các mạch quặng vùng

Suối inh

103

23 Bảng 3.14 Hàm lƣợng Au và Ag trong các thân quặng vùng Suối inh 103

24 Bảng 3.15 Hàm lƣợng các nguyên tố trong mẫu công nghệ ở Móng Bò và

Lò Than

103

25 Bảng 3.16 Hàm lƣợng các nguyên tố quặng trong các khoáng vật vàng 104

TT Số hiệu Tên Trang

29 Bảng 3.20 Nhiệt độ đồng hóa bao thể trong thạch anh của mạch thạch anh

- sulphur - vàng vùng Gia Bang

115

30 Bảng 3.21 Hàm lƣợng các nguyên tố quặng vùng Gia Bang bổ sung 117

32 Bảng 3.23 Hàm lƣợng các nguyên tố quặng trong khoáng vật vàng vùng

Gia Bang

118

33 Bảng 3.24 Thành phần g/t khoáng vật phụ và khoáng vật quặng

trong granodiorit và các mạch thạch anh-molybdenit (Q-Mo) và thạch anh-sulphur-vàng (Q-S-Au)

120

34 Bảng 3.25 Hàm lƣợng các nguyên tố quặng trong biotit của granitoid vùng

Gia Bang

121

35 Bảng 3.26 Sơ đồ tiến trình tạo khoáng molybden - vàng vùng Gia Bang 122

37 Bảng 3.28 Nhiệt độ đồng hóa bao thể trong thạch anh của mạch thạch anh

- sulphur - vàng vùng Krong Pha

41 Bảng 3.32 Sơ đồ tiến trình tạo khoáng molybden - vàng vùng Krông Pha 148

42 Bảng 3.33 So sánh đặc điểm các kiểu mỏ kiểu khoáng vàng nhiệt dịch

Mesozoi muộn đới Đà ạt

155

43 Bảng 4.1 Phân loại các đơn vị sinh khoáng theo E Satalov 1963 165

44 Bảng 4.2 Các đơn vị sinh khoáng vàng nhiệt dịch Mesozoi muộn trong

đới Đà ạt

168

DANH MỤC CÁC BẢN VẼ

1 Bản vẽ 2.1 Bản đồ vị trí địa lý diện tích nghiên cứu tỷ lệ 1/4.000.000 41

2 Bản vẽ 2.2 Bản đồ địa chất-khoáng sản vàng đới Đà ạt tỷ lệ 1/1.000.000 48

3 Bản vẽ 3.1 Bản đồ địa chất-khoáng sản vàng vùng Trảng Sim tỷ lệ

9 Bản vẽ 4.1 Bản đồ sinh khoáng vàng nội sinh đới Đà ạt tỷ lệ 1/1.000.000 167

10 Bản vẽ 4.2 Bản đồ phân vùng triển vọng vàng nội sinh đới Đà ạt tỷ lệ

2 Ảnh 3.2 TQ16 dày 0,77m ổn định theo bề dày, chiều dài và độ sâu 77

3 Ảnh 3.3 Mạch thạch anh-albit xuyên cắt: a- ryolit porphyr hệ tầng Nha

Trang biến đổi sericit hóa; b- granit phức hệ Đ o Cả

77

4 Ảnh 3.4 Ryolit hệ tầng Nha Trang cạnh mạch biến đổi greisen hóa–

quarzit thứ sinh tạo andaluzit, topaz, thạch anh IV; biotit thứ sinh phát triển chồng lên andaluzit

77

5 Ảnh 3.5 Vàng tự sinh (auts) cùng pyrit II (pyII) xâm tán trong nền phi

quặng (thạch anh II) xuyên cắt, gậm mòn pyrit I (pyI)

77

7 Ảnh 3.7 Mạch thạch anh-sulphur-vàng kích thước lớn xuyên cắt trong

granodiorit phức hệ Định Quán

89

TT Số hiệu Tên Trang

8 Ảnh 3.8 Mạch thạch anh-sulphur-vàng kích thước nhỏ xuyên cắt trong

đá trầm tích hệ tầng Sông Phan

89

12 Ảnh 3.12 Tập hợp thưa các hạt vàng tự sinh tha hình trong thạch anh

của mạch thạch anh-sulphur-vàng

89

13 Ảnh 3.13 a/Mạch thạch anh-sulphur-vàng xuyên diorit ở Lò Than

(KT4125) và b/Mạch thạch anh-sulphur xuyên granodiorit ở suối Bà Hào (điểm lộ KH8)

101

14 Ảnh 3.14 Vàng tự sinh tập hợp dạng ổ xâm tán không đều trong mạch

thạch anh-sulphur-vàng

101

15 Ảnh 3.15 Vàng tự sinh dạng hạt dài trong chalcopyrit nhũ tương cùng

sphalerit với tàn dư pyrit I

101

16 Ảnh 3.16 Pyrit I bị chen lấn bởi chalcopyrit và electrum xuyên cắt qua

chalcopyrit

101

18 Ảnh 3.18 Tổ hợp: Pyrit I-arsenopyrit I-chalcopyrit quan hệ đồng sinh 101

19 Ảnh 3.19 Dike granit porphyr phức hệ Phan Rang xuyên cắt granodiorit

21 Ảnh 3.21 Vàng tự sinh tập hợp dạng ổ đồng sinh với arsenopyrit I, pyrit

II trong thạch anh II dạng mạch Mẫu cục

116

22 Ảnh 3.22 Vàng tự sinh đồng sinh với arsenopyrit I, pyrit II trong thạch

anh II

116

23 Ảnh 3.23 Vàng tự sinh trong thạch anh II bị bao quanh và xuyên cắt

bởi tập hợp cộng sinh: galena-sphalerit có nhũ tương chalcopyrit

116

24 Ảnh 3.24 Vàng tự sinh cùng thạch anh II (mạch tàn dư bị tia mạch

clorit-epidit-sericit xuyên cắt

116

25 Ảnh 3.25 Andesit porphyrit bị biến đổi: tướng albit-clorit-epidot 133

26 Ảnh 3.26 Epidot-clorit thứ sinh dạng hạnh nhân trong nền thủy tinh bị

biến đổi và ban tinh plagioclas bị sericit hóa

133

27 Ảnh 3.27 Epidot-clorit thứ sinh dạng hạnh nhân trong nền thủy tinh bị

biến đổi và ban tinh plagioclas bị sericit hóa

133

TT Số hiệu Tên Trang

29 Ảnh 3.29 Epidot-clorit thứ sinh dạng hạnh nhân và tia mạch trong nền

thủy tinh bị biến đổi mạnh và ban tinh plagioclas tàn dư bị sorsurit hóa

133

30 Ảnh 3.30 Epidot-clorit thứ sinh dạng hạnh nhân và tia mạch trong nền

thủy tinh bị biến đổi mạnh và ban tinh plagioclas tàn dư bị sorsurit hóa

34 Ảnh 3.34 Mạch, ổ clorit-epidot-sericit có sulphur xuyên cắt tia mạch

thạch anh–felspat trong plagioclas và felspat K tàn dư

144

35 Ảnh 3.35 Vàng tự sinh dạng hạt dạng củ gừng đa góc cạnh trong ổ

thạch anh-sulphur-vàng-clorit-epidot-sericit

144

36 Ảnh 3.36 Vàng tự sinh xâm tán độc lập cùng pyrit, chalcopyrit,

sphalerit trong mạch, ổ clorit-epidot-sericit

144

DANH MỤC CÁC HÌNH

10 Hình 3.10 Biểu đồ trường sinh khoáng granitoid vùng Krông Pha 147

12 Hình 4.1 Biểu đồ tương quan K+ - Mg2+, Na+ - Mg2+, K+ - Na+ (theo

Sattran V 1979 thể hiện khả năng chuyên khoáng của các granitoid Mesozoi muộn trong đới Đà ạt

161

MỞ ĐẦU

I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong những năm qua hoạt động điều tra nghiên cứu địa chất khoáng sản trong phạm vi đới Đà ạt đã diễn ra liên tục với mức độ ngày càng chi tiết hơn Kết quả của các công trình điều tra nghiên cứu đã từng bước làm sáng tỏ cấu trúc địa chất đới Đà ạt hiện tại tương ứng với đới cấu trúc kiểu rìa lục địa Mesozoi muộn đồng thời đã phát hiện nhiều loại khoáng sản có giá trị trong đó có vàng Trong số những điểm vàng có triển vọng đã được triển khai tìm kiếm - thăm dò, có mỏ đã được khai thác công nghiệp như Trà Năng âm Đồng không ít điểm có quy mô hạn chế được nhân dân khai thác nhỏ như: Phi iêng Tây Sơn Đạ Đờn âm Đồng Krông Pha Ninh Thuận Gia Bang Núi Bể Bình Thuận Suối inh Đồng Nai

Nhìn chung các kiểu quặng hóa vàng nhiệt dịch trong đới Đà ạt đã và đang được nhiều nhà địa chất quan tâm nghiên cứu nhiều đơn vị đầu tư điều tra tìm kiếm-thăm dò và đã thu được một số kết quả nhất định Tuy nhiên do có những hạn chế về mức độ đầu tư trong công tác đo vẽ lập bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản theo diện tích nên vẫn còn những vấn đề khoa học chưa được làm sáng tỏ như các vấn đề

về nguồn gốc quặng hóa vàng các kiểu cấu trúc địa chất thuận lợi cho quá trình tạo quặng và thành phần vật chất quặng vàng quy luật phân bố và triển vọng của chúng Mặc khác việc tổng hợp nghiên cứu hệ thống hóa các kiểu quặng hóa vàng trong khu vực chưa đáp ứng những yêu cầu thực tiễn cho công tác tìm kiếm-thăm dò và

khai thác Do vậy đề tài: “Đặc điểm quặng hóa vàng nhiệt dịch đới Đà Lạt qua

nghiên cứu các vùng Trảng Sim, Krông Pha, Gia Bang và Suối Linh” được lựa chọn

để góp phần giải quyết những vấn đề nêu trên nh m đáp ứng một phần những đòi hỏi trong thực tiễn của công tác tìm kiếm-thăm dò và khai thác khoáng sản vàng trong đới Đà ạt

II MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Mục tiêu nghiên cứu

- àm r đặc điểm quặng hóa vàng nhiệt dịch trong đới Đà ạt vào Mesozoi muộn về các mặt bao gồm: đặc điểm phân bố thành phần vật chất nguồn gốc quặng

hóa và triển vọng theo từng kiểu mỏ kiểu khoáng

- ác lập quy luật phân bố phân vùng sinh khoáng và đánh giá triển vọng của vàng nhiệt dịch trong đới Đà ạt vào Mesozoi muộn

2 Nhiệm vụ nghiên cứu

a T i các ùng c hể (T ng Sim K ông Pha Gia Bang Su i inh):

- Nghiên cứu đặc điểm quy mô phân bố hình thái thân quặng các biểu hiện biến chất trao đổi giữa thân quặng với đá vây quanh thành phần khoáng vật tổ hợp nguyên tố quặng dạng tồn tại của vàng;

- ác lập nguồn gốc quặng hóa vàng và hoạt động tạo khoáng tính phân đới

quặng và mức độ bóc mòn quặng, quy mô quặng gốc và khả năng tạo sa khoáng

b T ong ph m i đ i Đà :

- Nghiên cứu để xuất các tiêu chí để phân chia kiểu mỏ kiểu khoáng vàng nhiệt dịch trên cơ sở kết quả nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất sự phân bố của thân quặng thành phần và đặc điểm vật chất quặng

- ác lập các nhân tố khống chế quặng vàng nhiệt dịch để rút ra quy luật phân

bố của chúng trong Mesozoi muộn

- Phân vùng sinh khoáng vàng nhiệt dịch Mesozoi muộn đến cấp vùng quặng

và đánh giá triển vọng của chúng

III NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN VÀ CÁC LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ

- Phân chia các đơn vị sinh khoáng vàng nhiệt dịch Mesozoi muộn trong đới

Đà ạt đến cấp phụ đới sinh khoáng vùng quặng và đánh giá triển vọng chúng

2 Các luận điểm bảo vệ

- Luận điểm 1:

Quặng hóa vàng nhiệt dịch Mesozoi muộn đới Đà ạt gồm 2 kiểu mỏ vàng thực thụ: vàng-thạch anh-sulphur dạng mạch và vàng-bạc sulphur xâm tán trong đá phun trào biến đổi Trong đó kiểu mỏ vàng-thạch anh-sulphur dạng mạch với 2 kiểu khoáng là vàng-thạch anh-arsenopyrit-pyrit và vàng-thạch anh-sulphur đa kim có triển vọng về vàng hơn cả

- Luận điểm 2:

Trong đới sinh khoáng Đà ạt đã phân chia được 14 vùng quặng vàng nhiệt dịch khác nhau Các vùng quặng rất triển vọng là Trà Năng Hiếu iêm và Vĩnh An; các vùng quặng triển vọng là Thác Mơ Cát Tiên và Tây Sơn; các vùng quặng chưa

r triển vọng gồm Đak Đrông và Krông Nô; các vùng quặng còn lại ít triển vọng

IV Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã làm sáng tỏ thêm một bước về đặc điểm cấu trúc địa chất các kiểu mỏ vàng nhiệt dịch đặc điểm hình thái thân quặng và biến đổi

đá vây quanh đặc điểm và thành phần vật chất các điểm quặng hóa vàng trong đới

Đà ạt, qua đó góp phần nhận thức đầy đủ và có hệ thống về quặng hóa vàng nhiệt dịch trong đới Đà ạt gồm: làm rõ đặc điểm quặng hóa điều kiện thành tạo, quy luật phân bố và triển vọng của từng kiểu mỏ kiểu khoáng vàng

2 Ý nghĩa thực tiễn

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của đề tài đã làm sáng tỏ thêm các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm cũng như quy luật phân bố của các kiểu mỏ vàng nhiệt dịch đặc trưng trong đới Đà ạt đánh giá triển vọng quặng hóa vàng nội sinh trong đới Đà

ạt Việc này có ý nghĩa định hướng cho công tác tìm kiếm - thăm dò khoáng sản vàng trong khu vực ở các bước địa chất tiếp theo

V CƠ SỞ TÀI LIỆU ĐỂ HOÀN THÀNH LUẬN ÁN

Tài liệu được sử dụng để viết luận án do nghiên cứu sinh trực tiếp thu thập trong quá trình đi thực tế độc lập hay tham gia các đề tài nghiên cứu trong các năm vừa qua

1 Mẫu phân tích thí nghiệm:

+ Do nghiên cứu sinh phân tích nghiên cứu hoặc sử dụng kết quả từ các đề tài có nghiên cứu sinh tham gia được gửi phân tích tại các đơn vị có chức năng:

- 159 mẫu lát mỏng thạch học: tự phân tích 62 mẫu tại Bộ môn Khoáng Thạch Khoa Địa chất; gửi phân tích 97 mẫu tại Trung tâm Phân tích – Thí nghiệm iên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam

- 95 mẫu khoáng tướng: tự phân tích 53 mẫu tại Bộ môn Khoáng Thạch Khoa Địa chất; gửi phân tích 42 mẫu tại Trung tâm Phân tích – Thí nghiệm iên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam

- 38 hóa silicat toàn đá và đơn khoáng biotit felspat kali gửi tại Trung tâm Phân tích – Thí nghiệm iên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam

- 34 mẫu bao thể gửi tại Viện Nghiên cứu Địa chất - Khoáng sản Hà Nội

- 136 mẫu hấp thụ nguyên tử 61 mẫu nung luyện 47 mẫu quang phổ bán định lượng ICP và plasma và 68 mẫu trọng sa nhân tạo gửi tại Trung tâm Phân tích – Thí nghiệm iên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam

- 35 mẫu đơn khoáng gửi tại Trung tâm Phân tích – Thí nghiệm iên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam biotit và felspat kali 6, pyrit 4, arsenopyrit 1) Viện Địa chất và Khoáng vật học Phân viện Siberi - Viện Hàn lâm Khoa học Nga (vàng tự sinh 22, antimonit 1, galena 1)

- 59 mẫu nguyên tố vi lượng gửi tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà ạt

- 5 mẫu tuổi đồng vị b ng phương pháp K-Ar, Ar-Ar gửi phân tích tại Nhật Bản

4 và Trường Đại học Tổng hợp Đài Bắc Đài oan 1

Ngoài ra còn sử dụng số liệu của các tác giả khác đã công bố để đối sánh

2 Tài liệu tham khảo chính:

+ Các báo cáo là đề tài nghiên cứu có nghiên cứu sinh tham gia:

~ Nghiên cứu thành lập bản đồ sinh khoáng và dự báo khoáng sản đới Đà

ạt tỷ lệ 1/200.000 và chi tiết hóa một số vùng Au, Sn, W, Cu-Mo) (1990)

~ Nghiên cứu lập bản đồ sinh khoáng và dự báo khoáng sản khối nhô Kon Tum tỷ lệ 1/200.000 và chi tiết hóa một số vùng có triển vọng 1995

~ Nghiên cứu Kiến tạo và Sinh khoáng Nam Việt Nam 2000

~ Nghiên cứu điều kiện thành tạo và quy luật phân bố khoáng sản quý hiếm liên quan đến hoạt động magma khu vực miền Trung và Tây Nguyên 2005

+ Các báo cáo đo vẽ lập bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1/200.000 và 1/50.000 và các báo cáo tìm kiếm - thăm dò khoáng sản vàng trong phạm vi đới Đà ạt chủ yếu do iên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam và một số đơn

vị khác thực hiện từ 1986 đến 2005

VI BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN

uận án gồm 200 trang trong đó có 44 biểu bảng 12 hình 10 bản vẽ khổ từ

A4 đến A1 và 36 ảnh minh họa Ngoài ra có phụ lục k m theo là bảng thống kê 138

mỏ khoáng biểu hiện khoáng sản và biểu hiện khoáng hóa vàng trong đới Đà ạt

uận án đã tham khảo 74 tài liệu khoa học về địa chất và khoáng sản vàng

Bố cục của luận án gồm:

- Mở đầu tính cấp thiết mục tiêu – nội dung nghiên cứu

- Chương 1 Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

- Chương 2 Đặc điểm cấu trúc địa chất đới Đà ạt

- Chương 3 Đặc điểm quặng hóa các kiểu mỏ vàng nhiệt dịch đới Đà ạt

- Chương 4 Đặc điểm sinh khoáng và triển vọng quặng hóa vàng nhiệt dịch đới Đà ạt

- Kết luận và kiến nghị

- Danh mục công trình của nghiên cứu sinh

- Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1

CƠ S THU T V PHƯƠNG PHÁP NGHI N CỨU

1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA – HOÁNG V T CỦA V NG

Vàng có ký hiệu hóa học là Au và nằm ở vị trí thứ 79 trong bảng hệ thống

tuần hoàn Mendeleev Vàng nằm giữa platin (78) và thủy ngân (80) Vàng thuộc

nhóm IB, theo thứ tự gồm: đồng, bạc và vàng; trong đó, đồng và bạc là nguyên tố

cộng sinh đi kèm vàng Vàng có nguyên tử lượng 79 và tỷ trọng là 19,5 Vàng nóng

chảy ở 10650C và sôi ở 2960 ÷ 29700

C Đến nay, đã biết vàng có 14 đồng vị với khối lượng từ 192 đến 206 nhưng chỉ có một đồng vị ổn định trong trạng thái tự nhiên đó

là 197Au Ngược lại, những đồng vị không ổn định của vàng chỉ tồn tại trong khoảng

thời gian ngắn, như đã biết là 196

Au - 198Au - 199Au

Vàng là kim loại rất kém hoạt động, kém hơn cả bạc, phù hợp với vị trí của nó

được xếp ở cuối cùng trong dãy thứ tự thế điện cực của các kim loại Vàng hoàn toàn

bền trong không khí, trong nước, trong dầu ở bất kỳ nhiệt độ nào Ngay cả ở nhiệt độ

cao, vàng cũng không tác dụng với O, C, N, v.v… Vàng chỉ hóa hợp được với F ở

nhiệt độ từ 300 đến 4000C để tạo fluorur vàng (AuF3), nhưng fluorur này lại bị phân

hủy ở nhiệt độ cao hơn Vàng không bị biến chất trong lửa Vàng không tan trong

môi trường kiềm, axit vô cơ và hữu cơ, không tan trong các axit thường có hòa tan

oxy lẫn axit có tính oxy hóa mạnh, trừ axit H2SeO4 (axit selenic), H2SO5 (axit Caro);

tan mạnh trong cường toan (hỗn hợp của HCl và HNO3)

Vàng thuộc nhóm nguyên tố siderophil và chalcophil; trong đó, vàng ưa sắt

hơn đồng Trong sự phân tách giữa 2 pha nóng chảy: pha sắt tự sinh và pha sắt

sulphur, vàng trong pha tự sinh tạo thành các tích tụ lớn hơn

Vàng có nguồn gốc dưới sâu liên quan manti, lớp dưới thạch quyển và vỏ Trái

đất Trong lịch sử phát triển vỏ Trái đất, vàng là nguyên tố tạo quặng xuyên suốt

Trong Arkei, các mỏ vàng được hình thành gắn bó mật thiết với sự phát sinh các đai

đá lục magma bazan (vỏ đại dương) Từ Proterozoi, sự liên quan với magma granit

(vỏ lục địa) bắt đầu có vai trò đáng kể

So với các nguyên tố tạo quặng, vàng là nguyên tố ít phổ biến, rất phân tán và

phân tán rất không đồng đều trong vỏ Trái đất với trị số Clark là 4,3x10-7

%; cụ thể: theo Ph Clark 2.10-7%, theo A.E Ferxman 5.10-7%, theo A.P Vinogradov 4,3.10-

7

% và theo C.P Taylor 4.10-7% Hàm lượng vàng trong nước biển khoảng 5x10-7%, trong thiên thạch vàng chỉ là nguyên tố vết, trong đá Mặt trăng tương đương trong đá magma ở Trái đất, trong phần trên thạch quyển khoảng 5x10-7%

Quặng hóa vàng thường gặp chủ yếu ở những vùng phổ biến granitoid, một ít thường đi cùng với các đá mafic và siêu mafic Các mỏ vàng có hàm lượng công nghiệp thường được thành tạo ở giai đoạn sau magma, chủ yếu là các mỏ nhiệt dịch

Hàm lượng vàng đối với các khu vực khác nhau của vỏ Trái đất, theo hai tác giả: LI và Y10, 1966 (theo J.J Bache [3]) đã đưa ra các số liệu như sau:

- Vùng đại dương sâu : 4.10-7% ; - Vùng dưới đại dương : 2,9.10-7%;

- Khiên cổ : 3,4.10-7% ; - Đai uốn nếp : 3,8.10-7%;

- Vỏ đại dương : 3,4.10-7% ; - Vỏ lục địa : 3,5.10-7%;

- Đá kết tinh : 3,6.10-7% ; - Đá trầm tích : 5,1.10-7% Hàm lượng của vàng trong các đá magma cũng khác nhau (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 Hàm lượng trung bình của vàng trong các đá magma

Loại đá

magma

Hàm lượng vàng (%) A.P Vinogradov (1962) Iu.G Serbakov (1969) R.W Boyle (1979)

, nước biển và đại dương 0,012.10-7 Trong nhóm granitoid, các granodiorit hướng về các diorit và monzodiorit là sản phẩm đại diện pha đầu tiên của sự phân dị magma granitoid nói chung có từ 2 đến 4 lần hàm lượng Au cao hơn trong granit biotit là sản phẩm đại diện pha thứ hai (I.Ya Nekrasov, 1996) [63] Tuy nhiên, trong cùng một vùng hoặc khối, đôi khi cũng thay đổi ngược lại trong các đá khác nhau, đặc biệt trong các đá tự biến chất

trao đổi Cũng theo I.Ya Nekrasov, trong các đá biến đổi, các granit biến đổi albit hóa và albitit có hàm lượng Au cao nhất (Bảng 1.2) Đồng thời, trong quá trình greisen hóa, hàm lượng Au vẫn không thay đổi; sự gia tăng mạnh được thấy trong các đới adular hóa Nói chung, trong các đá biến đổi như albit hóa, adular hóa thường

có hàm lượng vàng cao hơn có thể từ 2 đến 3 lần trong các đá không bị biến đổi, có nghĩa là cao hơn có thể từ 2 đến 3 lần so với trị số Clark

Trong cùng một lọai đá, các khoáng vật tạo đá khác nhau cũng chứa hàm lượng Au khác nhau Ngay cả cùng một khoáng vật, nhưng trong từng đá khác nhau cũng chứa hàm lượng Au khác nhau Sự tập trung Au tăng cao trong felspat kiềm của xâm nhập phân dị á núi lửa, có thể đạt đến 57 mg/t; Vàng thường tập trung trong felspat kiềm của giai đọan phân dị sớm magma granitoid

Trong số các khoáng vật quặng đi kèm trong granitoid có khả năng chứa vàng, vàng tập trung cao trong arsenopyrit, pyrit, chalcopyrit, loellingit, cabaltit và magnetit như kết quả nghiên cứu của I.Ya Nekrasov (1996) [63]

Vàng là kim loại khá bền vững trong tự nhiên, khi đất đá bao quanh quặng hóa vàng bị phá hủy, vàng có thể được giải phóng Vàng không liên kết với nhau mà được vận chuyển và tích tụ lại tại những vị trí đặc biệt, được gọi là sa khoáng

1.2 CÁC HOÁNG V T V TH NH PHẦN HÓA HỌC CỦA V NG

Vàng thường gặp ở trạng thái tự sinh, liên kết với bạc tạo electrum với Ag trên 20%, liên kết với đồng (AuCu hoặc Au3Cu) Ngoài ra, vàng còn có thể liên kết với bismut, antimon, platin (AuPt), paladi (pocpeit - AuPd), iridi (iraurit - AuIr) và với reni nhưng ít gặp Vàng còn có thể tạo thành hợp chất với telur và selen

Vàng dạng hạt thường phân bố ở rìa các mạch và đôi khi cả trong đá mạch Vàng còn có dạng bao thể vi mô trong nhiều sulphur và sulphur–arsenur, trong đó hay gặp nhất là sulphur sắt, đồng, bạc, antimon, arsen, mispicken, pyrit, pyrotin và đồng xám Ngược lại, các sulphur và sulphosol kẽm và chì nói chung không chứa vàng, mặc dù một số galena và sphalerit đôi khi có hàm lượng Au cao

Ngoài khoáng vật vàng, vàng-bạc, vàng-đồng tự sinh, còn nhiều khoáng vật là hỗn hợp giữa nguyên tố Au với các nguyên tố khác như Hg, Bi, Pt, Trong số các khoáng vật của vàng và có chứa vàng với tỷ lệ cao, phổ biến nhất là vàng tự sinh,

electrum, mandonit, calaverit, krennerit, silvanit, petzit, nagiagit, fischesserit

Bảng 1.2 Hàm lượng vàng trong granitoid và các đá acid, trung tính [63]

Dike diorit porphyit

ĐB nước Nga

3,9 (11)

Granit adula hóa, aplit, granit

Aksenova, 1977; Epshtein, 1983 Granit, adamelit & grandiorit

Thiên Sơn 4,3 (267) Davietov,…1970 Dzhakshibaev,

Diorit

Quận Altai-Sayan, vùng Ol’khovsk

Bảng 1.3 Các khoáng vật chủ yếu chứa vàng (theo I.Ya Nekrasov, 1996) [63]

2 C c sulfur, sulphoselend v selend v ng

Aitenbogardit Ag3AuS2 Ag 52÷58;Au 27÷35; S 10÷12,5; Cu3,6 8,34-8,45

Bảng 1.4 Các nguyên tố tạp chất trong các khoáng vật vàng

5 Co, Ni, V, Pt, Pd, Ir, Y, Nb, Rh, Cd, In, Os,

Th, Be, B, C, Mg, Al, Si, Ca, Zr, O, S, Cl

Rất hiếm gặp và ít được nghiên cứu

Một số quy luật về mối liên quan giữa thành phần tạp chất và điều kiện thành tạo vàng được N.V Petrovskaia (1973) rút ra như sau:

- Vàng chứa tạp chất Cu, Pt, Pd, Cr, Co: dấu hiệu về mối liên quan nguồn gốc của mỏ vàng với magma bazan

- Vàng chứa tạp chất Bi và Sn: thường phổ biến trong các mỏ vàng nhiệt dịch thành tạo ở độ sâu vừa

- Vàng chứa tạp chất Sb, Hg, Te, Mn: đặc trưng cho các mỏ vàng thành tạo ở đới nông, gần sát mặt đất

1.3 MỎ HOÁNG NHIỆT DỊCH

1.3.1 KHÁI QUÁT V NHIỆT DỊCH VÀ MỎ KHOÁNG NHIỆT DỊCH

Dung dịch nhiệt dịch có từ nhiều nguồn khác nhau, trong đó sinh ra chủ yếu

từ quá trình kết tinh của dung thể magma, một số bắt nguồn từ nước dưới đất hoặc nước do biến chất và được nung nóng khi vận động trong vỏ Trái đất từ 50 đến 500oC

với áp suất thấp, có hoà tan nhiều nguyên tố như Fe, Ti, Cu, Pb, Zn, Sn, Hg, U, v.v Các nguyên tố quặng đó từ lò magma thoát ra hoặc từ đá vây quanh do biến chất trao đổi hòa tan, tái động viên vào dung dịch nhiệt dịch di chuyển từ dưới đi lên trong vỏ Trái đất dưới dạng pha khí hoặc lỏng; sau đó, khi gặp nhiệt độ, áp suất thay đổi và môi trường thuận lợi, khoáng vật quặng tập trung, lắng đọng trong những điều kiện địa chất thuận lợi và có thể lắng đọng thành MK nhiệt dịch Ngoài

ra, khoáng vật quặng cũng có thể sinh thành do sự tương tác của dung dịch nhiệt dịch với đá vây quanh hoặc với các dung dịch có thành phần khác ở dưới sâu đưa lên hoặc

từ trên thấm xuống Quá trình đó gọi là quá trình nhiệt dịch, sản phẩm đặc trưng của

nó là MK nhiệt dịch

MK nhiệt dịch phổ biến rộng rãi trong vỏ Trái đất và là những đối tượng có giá trị của nhiều loại khoáng sản khác nhau: kim loại màu, kim loại hiếm, quý, kim loại phóng xạ và một số khoáng sản không kim loại: crisotin – asbet, flourin, barit, thạch anh kỹ thuật, magnezit, flogopit, graphit Về khoáng sản nội sinh, vàng (bạc)

có nguồn gốc nhiệt dịch là phổ biến nhất với các kiểu mỏ, kiểu khoáng khác nhau

Các khoáng chất kết đọng trong các khe nứt, các lỗ hổng hoặc thay thế các đá thuận lợi Do đó, hình thái thân quặng nhiệt dịch phụ thuộc vào hình dạng các khoảng trống trong đá, vào hình dạng các thể đá bị thay thế Phổ biến và điển hình nhất là các thân quặng dạng mạch, hệ mạch, từ đơn giản đến phức tạp; ngoài ra, còn gặp dạng bướu, ổ, thấu kính, vỉa hoặc những dạng phức tạp khác Các thân quặng thường nằm trong đá bị biến đổi nhiệt dịch trong quá trình tạo quặng và thường được bao quanh bởi những vành phân tán khoáng hóa và yếu dần theo chu vi của chúng Kích thước thân quặng thay đổi: dài từ vài mét đến hàng kilomet, dầy từ vài centimet đến hàng chục mét Ranh giới của thân quặng cũng không rõ ràng để dễ nhận biết

Các mạch quặng nhiệt dịch có thể nằm trong đới tiếp xúc (như mạch thạch anh – casiterit – wolframit) hoặc ngay trong khối magma xâm nhập (mạch thạch anh – molybdenit, ổ molybdenit), trong đá vây quanh (mạch galena – sphalerit, thạch anh – sulphur - vàng) hay ở rất xa, không liên hệ trực tiếp với khối magma (các mạch quặng antimon, thùy ngân) hoặc ở những vùng hoàn toàn không có hoạt động magna xâm nhập (các mỏ chì – kẽm ở vùng Mississippi, Mỹ) Dĩ nhiên, không phải tất cả

các mạch quặng thạch anh – sulphur đều có liên quan nguồn gốc với các hoạt động magma, mà còn liên quan đến các quá trình biến chất

MK nhiệt dịch là một quá trình nội sinh rất phức tạp, nhưng rất quan trọng của MK nội sinh MK nội sinh được hình thảnh do các quá trình địa chất bên trong lòng đất, gồm MK nguồn gốc magma và MK nguồn gốc biến chất Đối với vàng (bạc) thực thụ, MK nguồn gốc magma chủ yếu là nhiệt dịch và skarn Ngoài ra, vàng còn là thành phần cộng sinh trong MK magma dung ly sulphur Cu-Ni

1.3.2 THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT MỎ KHOÁNG NHIỆT DỊCH

Các khoáng vật quặng điển hình của mạch nhiệt dịch là hợp chất của S, Se,

Te, Sb, As với các nguyên tố chalcophil tương ứng Trong số các khoáng vật chalcophil, chủ yếu là sulphur bởi S là nguyên tố phổ biến hơn trong vỏ Trái đất so với 4 nguyên tố kia Theo Vernatski, sulphur chiếm khoảng 0,15% trong vỏ Trái đất, trong đó chủ yếu là sulphur Fe (pyrit, pyrotin, marcazit); tổng sulphur của các nguyên tố khác không quá 0,0n% Hợp chất của kim loại với Se, Te, Sb và As còn ít hơn Đã biết có 25 nguyên tố chalcophil tạo 200 dạng khoáng vật độc lập, phần lớn

có trong các mạch nhiệt dịch

Khoáng vật quặng của mạch nhiệt dịch có các đặc điểm:

a Là những biến thể đa hình: chalcozin lập phương và trực thoi chuyển đổi ở

910C, atrgentit (lập phương) và acantit (trực thoi) chuyển đổi ở 1790C, metacinabarit (lập phương) và kinova (6 phương),…

b Là những dung dịch cứng liên tục: kinova – timanit, covelin – clormanit, smantin – cloantit, tanantit – tetrahedrit; hoặc dung dịch cứng có giới hạn: galena – claustalit, grinokit – sphalerit,enargit – famatinit,…

c Thường gặp kiến trúc phân hủy như là kết quả của sự phân hủy hỗn hợp đồng hình khi nhiệt độ hạ thấp: stanin – sphalerit, galena – argentit, chalcopyrit – pyrotin,… Còn gặp cả cấu tạo quặng dạng keo: chalcopyrit, sphalerit, marcazit,…

d Các khoáng vật sulphur thường có kiến trúc mạng tinh thể nguyên tử Vì vậy, chúng thường không trong suốt, có ánh kim, có tính dẫn điện

e Các khoáng vật quặng thành tạo và lắng đọng theo một trình tự nhất định tùy thuộc vào vị trí gần khối xâm nhập, có nhiệt độ và áp suất cao; đến vị trí xa khối

xâm nhập, có nhiệt độ và áp suất thấp Ví dụ: wolframit, molybdenit, casiterit thuộc nhóm nhiệt độ cao; chalcopyrit, bornit, sphalerit - nhóm nhiệt độ trung bình; argentit, antimonit, kinova - nhóm nhiệt độ thấp Trên cơ sở đó, Lindgren (1933) đã chia các mạch nhiệt dịch ra làm 3 loại: nhiệt độ cao, nhiệt độ trung bình và nhiệt độ thấp

Trình tự kết tinh lý tưởng của các khoáng vật quặng từ một dung dịch nhiệt dịch (theo Lindgren, Nigli, Fersman,…) theo chiều giảm dần nhiệt độ như Bảng 1.5

Bảng 1.5 Trình tự thành tạo khoáng vật quặng nhiệt dịch

Các khoáng vật mạch đi kèm cũng được thành tạo theo một trình tự nhất định (Bảng 1.6)

Bảng 1.6 Trình tự thành tạo khoáng vật mạch nhiệt dịch

2 Xinvandit 5 Topaz 8 Carbonat

3 Beril 6 Thạch anh 9 Sericit

Trình tự kết tinh này chỉ phản ảnh quy luật chung của quá trình tạo khoáng nhiệt dịch, không thể tìm thấy trong một MK nhiệt dịch riêng biệt Mỗi một MK nhiệt dịch có thể có một THKV là một phần của trình tự trên Thêm vào đó, một số khoáng vật có thể xuất hiện trong tất cả các giai đoạn nhiệt độ khác nhau của quá trình, ví dụ thạch anh, pyrit Trong thực tế, thời điểm kết tinh của một khoáng vật nhiệt dịch phức tạp hơn nhiều vì nó phụ thuộc vào điều kiện hóa lý môi trường gồm: nhiệt độ, áp suất, nồng độ vật chất trong dung dịch và trạng thái vật chất Tuy nhiên,

một số khoáng vật cộng sinh với nhau, đặc trưng cho một khoảng nhiệt độ thành tạo nhất định, có thể biểu thị tính phân đới nguyên sinh của các mạch quặng nhiệt dịch

Đó là điều cần quan tâm khi đánh giá mức độ bóc mòn của thân quặng nhiệt dịch 1.3.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA CỦA MẠCH NHIỆT DỊCH

Các nguyên tố trong mạch nhiệt dịch có thể được chia thành 3 nhóm như sau:

- Các ngu ên tố chính, đóng vai trò chủ đạo: S, Fe, Cu, Zn, As, Sb, Se, Ag,

Sn, Pb, Co, Ni, Mo, Cd, Te, W, Au, Hg, Bi, U, F, H, (Si, C, Mn)

- Các ngu ên tố phụ: Ga, Ge, nhóm Pt, In, Re, Tl

- Các ngu ên tố ngoại ai từ môi trường địa hóa khác bị ôi kéo vào: K, Li,

Be, Cl, Ca, Ba, B, Al, Mg, O Riêng Ca, Ba, O đôi khi có một lượng đáng kể

Mạch nhiệt dịch có các đặc điểm địa hóa:

a Tập hợp nguyên tố chủ yếu thuộc nhóm litophil, các nguyên tố chính trong mạch nhiệt dịch chủ yếu thuộc nhóm chalcophil (theo Goldschmidt) hoặc nhóm 7 - 8 (theo Zavaritski) và chiếm giữ những vị trí nhất định trong bảng tuần hoàn

b Ngoại trừ S có hàm lượng tương đối cao trong vỏ Trái đất, các nguyên tố chalcophil có hàm lượng rất thấp (n.10-3 %), nhưng có ái lực mạnh với S nên thường tạo thành hợp chất sulphur Ngoài dạng ion đơn giản tạo hợp chất với S, Se và Te, các nguyên tố As, Sb, Bi,… còn ở dạng ion phức để tạo nên các sulpho muối phức tạp Các nguyên tố litophil thường ở dạng anion; [SiO4]4-, [CO3]2-, [PO4]3-

c Thế ion hóa của các nguyên tố chalcophil tương đối cao, vì vậy chúng có thể tồn tại dưới dạng khoáng vật tự sinh (Au, Ag, Hg, có thể Cu, Pb,…)

d Các nguyên tố kết tinh, tạo khoáng và dần tách khỏi dung dịch nhiệt dịch theo một trình tự nhất định khi nhiệt độ giảm từ 6000C xuống 500

C (theo Fersman):

- Li, K, Mo, Sn [W], Bi, [SiO4], [PO4] (0), (S) ở nhiệt độ cao nhất

- [W], As, Au, Fe, Zn, [SiO4], [CO3]

- Cu, Zn, Pb, As, Sn, Sb, [SiO4], [CO3]

- Pb, As, Au, Co, Ni[As2S4], [Sb2S4] (Te)

- Sb, As, Hg (S), F ở nhiệt độ thấp nhất

Dễ nhận thấy một số nguyên tố Sn, As, Pb, Sb đồng thời thuộc vào các nhóm nguyên tố tách ra khỏi dung dịch ở những khoảng nhiệt độ khác nhau Như vậy, trật

tự lắng đọng các nguyên tố trong mạch nhiệt dịch không chỉ phụ thuộc vào tính chất

và độ hòa tan của chúng trong dung dịch, mà còn bị chi phối bởi tính chất của hợp chất các điều kiện lý hóa khác của môi trường

e Trong quá trình nhiệt dịch theo chiều giảm dần nhiệt độ, các nguyên tố có bán kính nhỏ, hóa trị lớn (Mo, Sn, W) thường tách ra tạo khoáng trước so với các nguyên tố có hóa trị thấp và bán kính lớn hơn (Pb, Zn, Hg)

f Sự hình thành các hợp chất oxy điển hình (Fe, Mn)WO4, SnO2, CaCO3,…

và hợp chất lưu huỳnh FeS, ZnS, PbS,… trong những thời điểm khác nhau chứng tỏ

sự thay đổi chế độ oxy-lưu huỳnh trong quá trình nhiệt dịch

1.3.4 NGUỒN GỐC CỦA DUNG DỊCH TẠO KHOÁNG NHIỆT DỊCH

Trước hết, có thể khẳng định, nguồn vật chất ban đầu để tạo quặng nhiệt dịch

là từ magma, nhưng với các mức hàm lượng khác nhau Trong nguồn nước nóng, các khoáng vật lắng đọng từ dung dịch lỏng, trong fumarol-từ pha khí Phần lớn quặng được thành tạo từ dung dịch lỏng, hoặc dung dịch trên tới hạn, đúng hơn là từ pha khí có mật độ thấp Phần lớn các nguyên tố trong mạch nhiệt dịch là chalcophil và là nguyên tố không tương thích Vì vậy từ nguồn magma, các nguyên tố đi vào các đá rất ít, chủ yếu tập trung trong dung dịch tàn dư sau magma, từ đó hình thành mạch nhiệt dịch Sự lắng đọng khoáng vật quặng chỉ là khâu cuối cùng trong chuỗi các quá trình, trong đó các kim loại bay hơi, lắng đọng, hòa tan, vận chuyển và tái lắng đọng Trong pha khí nhiệt độ cao, kim loại có thể ở dạng halogenur, đặc biệt là clorur

Sau cùng, không loại trừ một nguồn cung cấp số lượng không nhỏ của kim loại cho quá trình tạo khoáng nhiệt dịch là các kim loại từ đá vây quanh bị lôi kéo vào do sự đồng hóa magma ban đầu và do tác động tương hỗ nước - đá trên đường dung dịch nhiệt dịch di chuyển

Nước là hợp phần chủ đạo của dung dịch tạo quặng nhiệt dịch Có thể có nhiều nguồn cung cấp nước, trong đó chủ yếu là nước từ dung thể magma; có thể là nước khí tượng, thậm chí nước nguồn gốc biển chuyển thành nước ngầm, khi xuống sâu bị nung nóng và trở thành nhiệt dịch; cũng có thể từ các đá trầm tích và các đá khác được giải phóng ra trong quá trình biến chất

1.3.5 DẠNG TỒN TẠI VÀ DI CHUYỂN CỦA KIM LOẠI TRONG DUNG DỊCH NHIỆT DỊCH

Các kim loại như Pb, Cu, Zn, Sn, Mo, Hg, Fe,… là thành phần chủ yếu của các khoáng vật quặng nhưng các sulphur của chúng có độ hòa tan vô cùng nhỏ và lượng kim loại bị hòa tan không đủ để tạo nên một mỏ khoáng trong suốt thời gian địa chất Nói cách khác, để có được một lượng kim loại đủ để tạo nên mỏ khoáng đòi hỏi phải có lượng dung môi là nước vận chuyển nó vô cùng lớn mà không một nguồn nước nào, kể cả từ nước magma đáp ứng được Các kim loại có thể tồn tại trong dung dịch dưới dạng các phức ion, phức phân tử Mỗi kim loại tồn tại dưới dạng phức ion, phức phân tử nào là quan trọng nhất phụ thuộc vào đặc điểm của kim loại đó, thành phần của dung dịch, nhiệt độ và áp suất của môi trường

Các hợp phần tạo phức với kim loại trong trong dung dịch nhiệt dịch gồm có:

F-, Cl-, Br-, I-, OH-; HF-, SnS2-, S2O32-, HSO4-,SO42-, HCO3-, CO32-, NH3-, CN-; AsS6, Sb3S63-, Fe22-; HPO42-, PO43-; CH3COO-, CH2C2O42- Thiols, porphyrins

3-Hợp chất clorur vận chuyển nhiều kim loại khác nhau 3-Hợp chất As vận chuyển As và Au

Tầm quan trọng của các phức hợp kim loại di chuyển trong dung dịch nhiệt dịch có thể đánh giá theo mức độ khó hoặc dễ đối với việc cho hoặc tiếp nhận electron Các ion kim loại khó tiếp nhận electron chủ yếu là các ion có hóa trị cao hoặc bán kính nhỏ thường tạo hợp chất phức bền với các anion khó cho electron 1.3.6 ĐI U KIỆN HÓA LÝ THÀNH TẠO MỎ KHOÁNG NHIỆT DỊCH

Các MK nhiệt dịch có đặc điểm hình thái, thành phần khoáng vật và nguyên

tố rất khác nhau, chứng tỏ chúng được thành tạo trong những điều kiện hóa lý khác nhau; trong đó, nhiệt độ và áp suất là 2 yếu tố vô cùng quan trọng đối với sự tạo khoáng Các phương pháp xác định nhiệt độ và áp suất gồm: phương pháp bao thể, theo độ bền vững của khoáng vật và tỷ số phân bố các nguyên tố phụ, theo tỷ lệ đồng

vị giữa các khoáng vật, theo THCSKV, v.v…

1 Nhiệt độ thành tạo

Quặng hóa nhiệt dịch có thể bắt đầu từ khoảng 6000C, rồi giảm dần cho đến 50÷250C nhưng phong phú nhất xảy ra trong khoảng 400÷1000C Phương pháp

nghiên cứu bao thể khí lỏng cùng với kết quả nghiên cứu của các phương pháp khác

về phân tích đồng vị, về tiêu hình khoáng vật và tổng hợp các khoáng vật nhiệt dịch trong phòng thí nghiệm, cho thấy sự tách ra của khoáng vật khỏi dung dịch nhiệt dịch xảy ra không phải ở một nhiệt độ mà ở một khoảng nhiệt độ xác định Nhiệt độ thành tạo của một MK được xác lập bởi khoảng nhiệt độ của giai đoạn tạo khoáng chính tạo nên khối thể khoáng vật chính của MK

2 Áp suất thành tạo

Trong chừng mực nhất định, áp suất tương ứng với độ sâu thành tạo MK Trên cơ sở xây dựng lại các cột địa tầng của đá vây quanh, ngoại suy gradien địa nhiệt và xác định nhiệt độ đồng hóa bao thể khí - lỏng cũng xác định được khoảng độ sâu thành tạo của MK

Các kết quả nghiên cứu về áp suất thành tạo cho thấy quặng nhiệt dịch có thể xảy ra ở khoảng độ sâu rất khác nhau, từ gần mặt đất cho đến độ sâu 15 km và áp suất thành tạo có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn áp suất thủy tĩnh Cùng với nhiệt độ, áp suất thành tạo (độ sâu thành tạo) sẽ quyết định đặc điểm quặng nhiệt dịch (thành phần khoáng vật, kiến trúc quặng, cấu tạo quặng, )

Độ nông sâu thành tạo có ảnh hưởng đáng kể đến đặc điểm quặng nhiệt dịch

3 Độ pH và chế độ lưu huỳnh và oxy

Do sự phong phú các anion mạnh, nhất là F, Cl nên dung dịch nhiệt dịch ban đầu mang tính acid, có độ pH thấp THKV Sn – W lắng đọng trong điều kiện này Trong quá trình di chuyển lên trên, dung dịch nhiệt dịch dần dần bị trung hòa bởi tác động của đá vây quanh Từ dung dịch trung tính với nhiệt độ thích hợp sẽ lắng đọng các khoáng vật của Cu, Pb, Zn,… để tạo thành các MK nhiệt dịch điển hình Trong khi đó, sulphur của Hg, As, Sb lại lắng đọng từ dung dịch kiềm với sự có mặt của

Na2S3 Có thể khẳng định, độ pH của dung dịch nhiệt dịch đã thay đổi trong quá trình tạo khoáng, nhưng dung dịch ban đầu có thể là acid mạnh hay kiềm mạnh vẫn còn là vấn đề chưa xác định chính xác Tuy nhiên, qua nghiên cứu và thực nghiệm, ngày nay người ta cho rằng độ pH của dung dịch nhiệt dịch cơ bản là trung tính với mức dao động không quá 2 đơn vị (pH = 7 ± 1đến 2) Sự thay đổi độ pH của dung dịch nhiệt dịch không chỉ làm thay đổi các THKV tạo khoáng, mà còn thay đổi thành

phần khoáng vật mạch: SiO2 thay thế CaCO3, FeCO3, BaSO4, v.v,… và góp phần gây biến đổi trong các đá vây quanh thân quặng

Quan hệ phản ứng giữa các ion kim loại và lưu huỳnh, oxy hoạt động hóa học

có ý nghĩa đặc biệt đối với quá trình tạo khoáng nhiệt dịch Theo A Petectin (1953), trong quá trình phát triển quặng nhiệt dịch, nồng độ các ion hoạt tính hóa học của lưu huỳnh tăng lên dần dần; những hợp chất chứa ít lưu huỳnh đặc trưng cho giai đoạn nhiệt độ cao ban đầu, sau đó sẽ được thay thế bởi các hợp chất chứa nhiều lưu huỳnh Tuy nhiên, ở giai đoạn nhiệt độ thấp kết thúc hoạt động nhiệt dịch, thế hóa của lưu huỳnh trong dung dịch giảm sút và do vậy lượng sulphur được thành tạo sẽ thu hẹp

Nếu như sự thay đổi chế độ lưu huỳnh trong quá trình tạo khoáng nhiệt dịch diễn ra theo thời gian thì chế độ oxy lại thay đổi theo không gian: nồng độ (hay áp suất riêng phần) của oxy tăng theo chiều từ dưới lên trên theo đường di chuyển của dung dịch nhiệt dịch Nồng độ oxy tăng sẽ gây oxy hóa ion S2 thành [SO4]2- Kết quả

là ở phần trên thuận lợi cho việc lắng đọng các khoáng vật sulphat, ví dụ barit (BaSO4) chỉ đặc trưng cho phần đỉnh các thân quặng nhiệt dịch Mặc khác, gần phần trên của MK có sự chuyển từ sulphur sang oxyt và các oxyt sẽ chuyển từ mức độ oxy hóa thấp sang oxy hóa cao, tạo nên những hợp chất hóa trị ngày càng cao

Sự thay đổi chế độ lưu huỳnh, oxy và hành vi địa hóa của các nguyên tố kim loại sẽ quyết định sự lắng đọng hoặc hòa tan các hợp chất của chúng Nguyên tố Cu

và Zn chỉ có thể tạo thành MK trong điều kiện các ion lưu huỳnh có hàm lượng cao Khi có tác dụng của oxy, sẽ xuất hiện hợp chất sulphat đồng và kẽm, nhưng không

có khả năng tạo MK vì chúng dễ hòa tan, bị dung dịch mang đi

Fe và Sn trong điều kiện tự nhiên, có khả năng cho cả hợp chất lưu huỳnh lẫn hợp chất oxy Trong trường hợp nồng độ oxy thấp và bão hòa sulphur hydro (H2S) chúng sẽ lắng đọng chủ yếu dưới dạng sulphur và ngược lại Những kim loại như U,

W không có khả năng tạo sulphur trong điều kiện tự nhiên thì trong môi trường khử mạnh, bão hòa H2S sẽ được di chuyển cùng với dung dịch nhiệt dịch cho đến khi nào đạt được đủ nồng độ oxy để lắng đọng dưới dạng hợp chất oxy Một số kim loại như

Au, Ag, Bi di chuyển trong dung dịch dưới dạng ion, trong điều kiện khử sẽ tách ra dưới dạng các nguyên tố tự sinh ứng với thế oxy hóa khử cao của chúng

Các kim loại khác nhau có ái lực khác nhau đối với lưu huỳnh và oxy cho nên trong việc xác lập tiến trình tạo khoáng nhiệt dịch cần phải biết được trường bền vững của các sulphur và oxyt của kim loại Các trường bền vững này được đặc trưng bởi khoảng áp suất riêng phần của oxy và lưu huỳnh trong dung dịch nhiệt dịch, nhiệt độ và áp suất môi trường Trong quá trình tạo quặng nhiệt dịch thường xảy ra

sự thay thế các cation có ái lực yếu bởi các cation có ái lực mạnh hơn

Theo A Maracusev và N Besmen, loạt các kim loại theo ái lực giảm dần với oxy ở T0 = 3000C là Be2, Mg2, Li2, Al3, Nb2, Mn2, Cr3, Zn2, W4, Fe3, Fe2, Co2, Ni2,

Sb3, Pb2, Cu1, Hg2, Pt2, Ag2, Au2; loạt ái lực giảm dần với lưu huỳnh (cùng ở T =

3000C) là Zn2, Mo4, Sn2, Fe2, Cu1, Ni2, Co2, Fe3, Sb3, Hg2

1.3.7 TÍNH PHÂN ĐỚI CỦA MỎ KHOÁNG NHIỆT DỊCH

1 Tính phân đới địa hóa

Trình tự tách rời và lắng đọng các nguyên tố của mạch nhiệt dịch do Fersman đưa ra chỉ cho thấy xu thế thường gặp của quá trình, không phải là quy luật cứng nhắc mà thay đổi đối với từng trường hợp cụ thể Tuy nhiên, trình tự đó phản ánh khá rõ nét tính phân đới địa hóa của các thân quặng nhiệt dịch theo chiều đứng, hay chính xác hơn là theo chiều phát triển của thân quặng từ dưới sâu lên phía trên Tính phân đới này cũng thể hiện rất rõ trong vành phân tán nguyên sinh của các nguyên tố xung quanh một thân quặng nhiệt dịch và đó là dấu hiệu quan trọng để tìm kiếm và đánh giá tiềm năng khoáng sản Tính phân đới địa hóa nói trên dễ dàng xác định theo

tỉ số hàm lượng các cặp nguyên tố, hoặc theo tích tỉ số hàm lượng của nhiều nguyên

tố hoặc theo phổ phân bố các nguyên tố quặng và trên cơ sở đó có thể chia ra các đới tương ứng: đới trên quặng, đới quặng và đới dưới quặng

2 Tính phân đới thân quặng, mỏ khoáng

Theo D.V Rundkvich và I.А Nhezenski (1975) [73], trong điều kiện hóa lý

và địa chất bình ổn, mỗi kiểu quặng nhiệt dịch cụ thể liên quan đến một hoạt động magma nhất định (chủ yếu là xâm nhập granitoid) tiến triển từ trong ra ngoài theo chiều ngang lẫn chiều đứng so với khối xâm nhập liên quan nguồn gốc sẽ phân thành

7 đới quặng nhất định theo điều kiện nhiệt độ giảm dần và thay đổi theo không gian

và thời gian Theo phân đới này, bắt đầu là đới I – đới không quặng – nằm trong khối

granitoid sinh quặng; sau đó, tương ứng mỗi đới được đặc trưng bởi một kiểu quặng nhất định có tính chất phân đới tương tự theo W.H Emmons theo chiều xa dần khối xâm nhập cụ thể có tính chuyên khoáng sinh khoáng nhất định

W.H Emmons (1924) đưa ra lý thuyết, dung dịch nhiệt dịch bão hòa ở mức

độ cao các chất khoáng, trên đường di chuyển theo hướng xa dần khối magma sinh ra dung dịch nhiệt dịch chứa quặng và khi nhiệt độ giảm dần các khoáng chất lắng đọng lần lượt theo thứ tự ngược với độ hòa tan của chúng Kết quả là các khoáng vật thành tạo ở nhiệt độ cao sẽ phân bố gần nguồn còn những khoáng vật thành tạo ở nhiệt độ thấp hơn sẽ phân bố ở những đới nằm xa dần nguồn magma Ông cũng cho rằng quy luật này còn thể hiện theo chiều thẳng đứng ngay trong phạm vi một thân quặng, nghĩa là từ đới sâu đến đới nông thành phần khoáng vật được phân bố theo chiều giảm dần nhiệt độ thành tạo Trên cơ sở 2 định đề này, W.H Emmons xây dựng hệ thống các mạch quặng liên quan với các khối xâm nhập lớn gồm 16 đới phân bố liên tục từ nguồn magma lên đến mặt đất và theo chiều xa dần khối magma đó: 1) mạch thạch anh không quặng; 2) thiếc; 3) wolfram; 4) bismut và molybden; 5) arsen; 6) vàng; 7) đồng (mạch chancopyrit), urani, niken, coban; 8) đồng (mạch tetrahedrit và enargit); 9) kẽm (một phần là chì, đồng); 10) chì (có chứa kẽm, đồng, bạc); 11) bạc; 12) không quặng; 13) vàng và bạc (telurua);14) antimon; 15) thủy ngân; 16) mạch không quặng có chalcedon, thạch anh, barit, fluorit,…

Tính phân đới nguyên sinh của một vùng quặng, một MK hay của một thân quặng được quyết định bởi sự thay đổi có quy luật về thành phần khoáng vật, thành phần hóa học trong phạm vi các diện tích chứa quặng đó

Theo sự phân đới này, sẽ đánh giá quặng hóa xuất lộ trên mặt hiện nay thuộc

vị trí nào (dưới, giữa hay trên) của đới dưới quặng, đới giữa quặng và đới trên quặng Ứng với kiểu quặng của một MK hay BHKS (tương ứng kiểu mỏ / kiểu khoáng) cụ thể đang nghiên cứu đang xuất lộ trên mặt và kết hợp với các yếu tố khác, gồm các nhân tố khống chế quặng, các dấu hiệu tìm kiếm,… để đánh giá độ sâu sâu bóc mòn của một vùng quặng, một mỏ khoáng hay của một thân quặng

1.4 PHÂN OẠI V QUẶNG VÀNG

1.4.1 KHÁI QUÁT V CÁC PHÂN LOẠI QUẶNG VÀNG

Trong điều tra, tìm kiếm - thăm dò cũng như trong nghiên cứu sinh khoáng, việc phân chia và hệ thống các mỏ khoáng là quan trọng Đến nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam có nhiều cách phân chia và hệ thống phân loại khoáng sản nói chung

và vàng nói riêng Khái niệm, nguyên tắc phân loại và tiêu chuẩn xác định (như: kiểu, phụ kiểu, địa hóa, khoáng vật, địa chất,…) về thành hệ quặng hay kiểu mỏ vẫn chưa thống nhất không chỉ giữa các nhà nghiên cứu địa chất trên thế giới mà cả ở Việt Nam Một cách tổng quát, quặng vàng nội sinh gồm 2 loại hình chính:

- Quặng v ng thực thụ: Vàng là sản phẩm sử dụng duy nhất của quặng hoặc

là sản phẩm chính đi kèm một số kim loại khác trong quặng Đáng lưu ý là trong vàng thường xuất hiện bạc (Ag) với tỷ lệ khác nhau

- Quặng v ng cộng sinh: Một số đá và quặng chứa vàng, trong đó vàng là sản

phẩm phụ có ý nghĩa đi cùng các nguyên tố kim loại chính khác trong quặng

Hiện nay, người ta còn chia ra các kiểu mỏ phức hợp như: Cu-Mo-Au, Sb-Au, Pb-Zn-Au, …; trong đó, vàng có giá trị không kém khoáng sản cộng sinh khác

Đối với quặng vàng thực thụ, một hoặc vài trong số các yếu tố như hoàn cảnh kiến tạo, cấu trúc địa chất, độ sâu thành tạo, magma sinh quặng, bản chất đá chứa quặng, THCSKV, địa hóa, nhiệt độ thành tạo, lượng sulphur trong quặng, tỷ lệ Au:Ag trong quặng,… là cơ sở chính để phân loại các kiểu quặng vàng

Một số phân loại phổ biến cho loại hình quặng vàng thực thụ: theo nguồn gốc, theo thành hệ quặng, theo kiểu mỏ và theo kiểu công nghiệp

1.4.2 SƠ LƯ C V PHÂN LOẠI QUẶNG VÀNG TRÊN TH GIỚI

1 Phân loại theo nguồn gốc

Các mỏ được sinh thành trong những điều kiện địa chất rất khác nhau Khi các

mỏ được sắp xếp thành những nhóm mỏ khác nhau theo nguồn gốc được gọi là phân loại theo nguồn gốc Phân loại này cũng theo những quan hệ khác nhau

a Theo quan hệ giữa kho ng sản với đ vây quanh (L De Launay, 1913)

- Các bao thể trong đá magma có thành phần khác nhau

- Những mỏ phân tụ (mỏ Reseland), mỏ phân dị hình thành ngay trong đá (mỏ

Wanerley) và mỏ tiếp xúc (mỏ Banat)

- Những thấm nhập khuếch tán từ dưới sâu có liên quan đến hoạt động biến

chất granit hóa (mỏ Guyan, mỏ Homestake)

- Những mạch mỏng (mỏ Kolar, mỏ Bendigo – Ballarat)

- Những mạch lớn và mạng mạch của các dãy núi Đệ Tam: ở Peru, Mehico

- Những mỏ nằm kẹp trong đá vôi (mỏ Black Hill)

- Cuội kết chứa vàng

b Theo chiều sâu và nhiệt độ th nh tạo (W.H Emmons, 1937; E Raguin, 1961)

- Mỏ nhiệt dịch nhiệt độ cao (mỏ Porcupin – Homestake)

- Mỏ nhiệt dịch nhiệt độ vừa (mỏ Mother Lode)

- Mỏ nhiệt dịch nhiệt độ thấp (mỏ Cripple Creek, mỏ Monte Apuseni)

- Cuội kết chứa sa khoáng vàng (mỏ Le Rand)

W.H Emmons còn phân biệt các MK phân tụ, các MK liên quan tới pegmatit

và các MK trao đổi biến chất nhiệt

c Theo bản chất đất đ vây quanh

P Routhier (1963) chia 5 nhóm lớn, mỗi nhóm lại chia thành phân nhóm:

- Mỏ nằm kẹp trong đá trầm tích và không thấy quan hệ với đá xâm nhập

- Mỏ liên quan với xâm nhập granit và có thể nằm trong thể xâm nhập hoặc

bên rìa thể xâm nhập sâu

- Mỏ trong đá mafic hoặc siêu mafic thường có nguồn gốc núi lửa

- Mỏ liên quan chủ yếu với phun trào núi lửa vôi - kiềm, sau hoạt động tạo núi

của các dãy núi Đệ tam

- Mỏ trong đá biến chất không có quan hệ rõ ràng với các thể xâm nhập

R W Boyle (1979) phân chia ra các nhóm có vàng như sau:

- Các mỏ vàng liên quan đến skarn

- Mạch dạng gân lá, dạng bướu mạch, dạng mạch, dạng ống khoáng hóa và

các thể silic hóa không đều có Au-Ag hoặc Ag-Au, ở trong các đứt gãy, các đới cà

nát, các đới dăm kết, chủ yếu là trong vùng đá núi lửa vây quanh

- Mạch dạng gân lá, mạch, đới nén bẹt và cấu trúc yên ngựa trong các đứt gãy, đới cà nát, nếp lồi trong đá trầm tích; các thân quặng thay thế trong các tầng cá biệt

- Các mỏ vàng có khoáng hóa xâm tán hoặc dạng bướu mạch trong đá magma xâm nhập, đá núi lửa hoặc trong đá trầm tích

- Các mỏ vàng trong cuội kết thạch anh bị biến chất và quarzit

- Các mỏ vàng sa khoáng eluvi và aluvi

d Theo nguồn gốc mỏ

Ivensen và Levin (1971): Trình bày đầu tiên về nhóm nguồn gốc mỏ gồm:

magma, skarn, biến chất trao đổi kiềm, greisen, nhiệt dịch (gồm 2 kiểu: xâm nhập và núi lửa), trầm tích – hóa học, trầm tích - biến chất và biến chất sinh

A.A Sidorov (1979): Phân chia các nhóm THQ vàng nhiệt dịch theo magma

liên quan nguồn gốc núi lửa, xâm nhập, núi lửa - xâm nhập theo các yếu tố khác nhau như bối cảnh kiến tạo, tổ hợp khoáng vật,…

J.J Bache (1980) [3]: Phân loại các mỏ vàng căn cứ chủ yếu vào nguồn gốc

phát sinh có xét đ n các điều kiện về: cấu trúc địa chất, bản chất đá vâ quanh và tổ hợp khoáng vật Ông chia mỏ thành 3 nhóm chính: trầm tích - núi lửa trước hoạt

động tạo núi, thể xâm nhập - núi lửa sau hoạt động tạo núi và trầm tích vụn

Trong các nhóm chính, J.J Bache chia thành các phụ nhóm

Hai nhóm đầu được phân biệt các loại hình chủ yếu bằng các hằng số hóa - khoáng vật học: lượng sulphur kết hợp, tỷ lệ Au/Ag, kết hợp các hằng số đó với điều kiện của đá vây quanh, tuổi và bối cảnh kiến tạo cụ thể Hai nhóm khác nhau:

+ Nhóm trầm tích - núi ửa ngầm dưới mặt biển, tham số chủ yếu là nhiệt

độ Sự biến động của nhiệt độ dung dịch thủy nhiệt gặp nước biển tạo khoáng sản

+ Nhóm xâm nhập - núi ửa “trong òng đất”, tham số chủ yếu là áp suất

Sự biến động của áp suất tạo khoáng sản là hiện tượng nổ làm cho dung dịch giảm áp suất, gây ra hiện tượng sôi và tạo ra chuyển động từ dưới lên trên mà không bị nguội

đi một cách đột ngột do độ dẫn nhiệt kém của đá,…

Nhóm thứ ba ứng với các mỏ trầm tích vụn: sa khoáng cổ hoặc hiện đại (aluvi), tàn tích (eluvi) và sườn tích (deluvi)

Về sinh khoáng định lượng, trữ lượng vàng trên thế giới được thống kê: mỏ trầm tích vụn 67,50%; mỏ trầm tích-núi lửa 19,5%, mỏ xâm nhập-núi lửa 13%

Shilo (1985): Theo sự khác biệt trong quá trình tập trung vàng, các mỏ vàng

được sắp xếp thành 4 nhóm nguồn gốc dựa trên cơ sở thành phần khoáng vật mạch chính: biến chất sinh, xâm nhập, núi lửa và xâm nhập-núi lửa Các mỏ thuộc kiểu mỏ vàng-thạch anh rơi vào hầu hết mỗi nhóm nguồn gốc; ngoại trừ duy nhất nhóm nguồn gốc xâm nhập; trong đó, các kiểu mỏ: vàng-penlandit-pyrotin và vàng-penlandit-chalcopyrit được phân biệt Trong số các mỏ nguồn gốc xâm nhập - núi lửa, kiểu vàng-antimon, vàng-bismut và vàng-telur được xác lập; vàng-sulphur (vàng-chì-kẽm, vàng-đồng, vàng-arsen,…) cũng thuộc nhóm này

e Theo độ sâu thành tạo đ magma v điều kiện cư trú c c thân quặng

Đối với MK vàng nội sinh, các nhà địa chất phương Tây và Liên Xô đã phân chia các MK vàng liên quan magma sinh thành 3 nhóm có tính đến độ sâu thành tạo của đá magma và điều kiện cư trú các thân quặng:

- MK sâu liên quan với đá magma kết tinh hoàn toàn;

- MK sâu vừa liên quan với xâm nhập dạng porphyr;

- MK nông liên quan với đá phun trào

Nhìn chung, vàng thành tạo tập trung trong các MK có nguồn gốc khác nhau: nội sinh, ngoại sinh – phong hóa và trầm tích cũng như biến chất

f Theo từng th nh tạo địa chất có tuổi khác nhau

Theo E.I Flatov và E.P Sirai (1988), trong lịch sử Trái đất, đã xác lập đuợc

sự thay đổi của vàng và bạc Vàng và bạc tổ hợp với các sản phẩm của magma bazantoid; trong đó, Au và Ag thường không tổ hợp chặt chẽ với nhau trong Tiền Cambri, trong Fanerozoi, Au và Ag có mối liên quan chặt chẽ hơn Các MK vàng tuổi trẻ liên quan với magma acid nhiều hơn Vai trò của các MK gần mặt đất tăng dần, trong đó Au-Ag phun trào chỉ xuất hiện vào cuối Paleozoi - Mesozoi

g Theo bối cảnh kiến tạo đới hút chìm

Theo A.H.G Mitchell và M.S Garson (1981) [62], trong các bối cảnh kiến tạo chính theo học thuyết kiến tạo mảng gồm: điểm nóng, rift nội lục – aulacogen, rìa lục địa thụ động, đại dương, đới hút chìm, đới va chạm mảng, đứt gãy biến dạng

Trong đó, đới hút chìm là bối cảnh kiến tạo phổ biến và phong phú các kiểu mỏ vàng nhiệt dịch dạng mạch có tuổi chủ yếu Mezozoi muộn - Kainozoi (Bảng 1.7)

Bảng 1.7 Các kiểu mỏ vàng liên quan bối cảnh kiến tạo đới hút chìm

(Theo A.H.G Mitchell và M.S Garson (1981) [62])

Cung ngoài (outer arcs)

Tầng flysch Nhiệt dịch nông liên

quan với nước tàn dư

Vàng - thạch anh dạng mạch Đài Loan (Pliocen)

Cung magma (magmatic arcs)

Tonalit “kiểu I”

Shoshonit ?

Nhiệt dịch liên quan nước khí quyển - magma

Cu-Au porphyr Cu-Mo porphyr

Au porphyr

Phillippin (Đệ tứ), Andes, Tây USA (Mz-

Đệ tứ) Vundu, Fiji (Kz1) Andesit kiểu lấp

đầy họng núi lửa Nhiệt dịch liên quan nước khí quyển

Au (sulphur và telur)

Viti Levu, Fiji (Pliocen) Mạch thạch anh

Nhiệt dịch liên quan nước khí quyển và tàn

dư

Vàng - thạch anh dạng mạch Các (Pleistocen) đảo Solomon

Hố cung ngoài (outer arcs trough)

Trầm tích sông

(Fluvial)

Trầm tích Vàng sa khoáng Tây Trough, Miến Điện; Great

Valley, California (Đệ tứ)

Đai magma sau cung và đai đứt gãy nghịch chờm sau cung

Đai đứt gãy nghịch chờm sau cung (back arc thrust belt)

Porphyr thạch anh Nhiệt dịch liên quan

Bồn nền căng giãn sau cung (back-arc extensional cratonic basins)

Biển rìa đại dương

lửa) Nhiệt dịch liên quan nước khí quyển

Mo porphyr (Cu porphyr) có Au

Tây Corllier, Bắc Mỹ

Bồn rìa nền nén ép sau cung

Porphyr thạch anh Nhiệt dịch liên quan

Theo Franco Pirajno (1992) [64], trong các bối cảnh kiến tạo chính: căng giãn, nén ép, đứt gãy biến dạng, khoáng hóa vàng nhiệt dịch cũng có ý nghĩa nhất trong bối cảnh kiến tạo nén ép Trong bối cảnh kiến tạo này, khoáng hóa vàng nhiệt dịch cũng chiếm ưu thế hơn cả trong bối cảnh cung magma so với các bối cảnh khác:

+ Cung magma (magmatic arc):

- Kiểu Cu-Au, Cu-Mo porphyr; ống nổ dăm kết chứa Cu

- Mỏ skarn chủ yếu W-Sn-Cu-Zn-Pb

- Các mỏ mạch nước nóng và nhiệt nông trong núi lửa với Au-Ag-Hg-Sb-W-S

- Các mỏ mạch Au-Ag, Cu-Au-Ag nhiệt nông (epithermal)

- Các mỏ Au-As-Sb-Hg trong đá carbonat

- Porphyr Sn-W (ví dụ đai thiếc Bolivia)

+ Các trầm tích à các tấm bồi k t (accretionary prism sediments):

- Hoạt động magma acid trước cung nằm giữa cung magma và rãnh nước sâu: mạch và skarn chứa Cu-Sn-W-Sb-U (ví dụ ở Nam Alaska, Sumatra, Nhật ?)

- Các mỏ Au và Ag dạng mạch nhiệt dịch sâu vừa

+ Các bối cảnh rift iên quan cung:

- Mo-Cu-W-Sn porphyr kiểu Climax

- Sulphur, Cu-Pb-Zn-Au-Ag dạng khối kiểu Kuroko

- Các mỏ nhiệt nông và suối nước nóng liên quan miệng núi lửa với As-Ba hoặc Au-Te (ví dụ mỏ Emperor ở Fifi, Nhật)

Au-Ag-Hg-+ Các bối cảnh iên quan cung tuổi Arkei:

- Các mỏ Au và sulphur đa kim (kim loại cơ bản) kiểu Algoma

- Quặng hóa Au cộng sinh với xâm nhập porphyr kiềm (ví dụ phức hệ McIntyre-Hollinger ở Canada)

2 Phân loại theo thành hệ quặng

Theo thành hệ quặng, trên thế giới có nhiều phân loại khác nhau chủ yếu dựa vào tiêu chuẩn phân loại theo thành phần vật chất và điều kiện thành tạo quặng

Thành hệ quặng có 2 kiểu phân loại chính: kiểu địa hóa và kiểu THKV chính

a Phân loại theo kiểu địa hóa của v ng

Việc phân chia này đặc biệt phức tạp và có nhiều cách phân chia khác nhau Các MK vàng nhiệt dịch thường được thành tạo trong quá trình tạo khoáng đa giai đoạn, kèm theo các biến đổi nhiệt dịch chồng gối N.V Petrovskaia (1973) đã phân chia các THQ vàng nhiệt dịch theo kiểu địa hóa như sau:

+ Các thành hệ quặng vàng gần mặt đất thường xuất hiện trong các giai đoạn

hoạt hóa của nền trong các trũng, võng liên quan các đai núi lửa và hoạt động phun

trào trên mặt Quặng vàng thuộc oại nghèo sulphur, gồm các kiểu địa hóa: vàng thực

thụ, vàng - đồng (vàng - đồng - kẽm), vàng - chì - kẽm, vàng – bismut, vàng – arsen, vàng - bạc, vàng - bạc - arsen – antimon, vàng – telur và vàng - selen Các mỏ vàng

này thường xuất hiện chủ u vào Mesozoi và Kainozoi

+ Các thành hệ quặng vàng đới sâu vừa xuất hiện trong các đới, miền uốn

nếp cố kết và biến dạng khối tảng, các dike xâm nhập nhỏ Quặng vàng thuộc loại

sulphur vừa có tỷ lệ giữa vàng/sulphur là 1/10÷1/50, gồm các kiểu địa hóa: vàng - sắt

(pyrit), vàng – arsen, vàng - đa kim và vàng - bismut Các mỏ vàng này thường sinh

thành chủ u vào Pa eozoi (Hecxini), Mesozoi (Kimmeri) và Kainozoi (Anpi)

+ Các thành hệ quặng vàng đới sâu thường liên quan với các khối granit

lớn đồng tạo núi Quặng vàng thuộc loại ít sulphur, gồm các kiểu địa hóa: vàng - sắt (pyrit) và vàng - arsen Các mỏ vàng này thường xuất hiện phong phú vào Tiền

Cambri, ti p theo à Pa eozoi và giảm dần vào Mesozoi

Theo N.V Petrovxkaia, quặng hóa vàng thường được hình thành trong nhiều GĐTK: giai đoạn sớm - thường nghèo vàng, giai đoạn giữa - giàu vàng, các giai đoạn muộn - ít có ý nghĩa tích tụ Bà cũng cho rằng, ý đồ phân chia các MK vàng theo nhiệt độ ít có giá trị thực tiễn vì các GĐTK tạo vàng sản phẩm thường nằm trong giới hạn 250÷1500C Bà phân biệt 4 thành hệ quặng vàng-thạch anh theo hàm lượng sulphur: rất thấp (<0,5%), thấp (0,5÷5%), trung bình (10÷20%), giàu (50÷70%

và lớn hơn) Từng GĐTK có THCSKV đặc trưng: sớm là pyrit-arsenopyrit, muộn là pyrit-galena-sphalerit-chalcopyrit và vài mỏ là sulphur-muối sulfo Quặng hóa vàng lắng đọng cùng các THCSKV này

Trong nhiều trường hợp, nhiều nhà nghiên cứu xem các kiểu địa hóa và khoáng vật của MK vàng như là kiểu, phụ kiểu thành hệ quặng vàng