ĐỀ CƯƠNG địa CHẤT các mỏ KHOÁNG

ĐỀ CƯƠNG ĐỊA CHẤT CÁC MỎ KHOÁNGCâu 1: Hãy trình bày khái niệm cơ bản về khoáng sản; phân loại khoáng sản?* Khái niệm: Khoáng sản là khoáng vật, khoáng chất có ích được tích tụ tự nhiên ở

ĐỀ CƯƠNG ĐỊA CHẤT CÁC MỎ KHOÁNGCâu 1: Hãy trình bày khái niệm cơ bản về khoáng sản; phân loại khoáng sản?

* Khái niệm: Khoáng sản là khoáng vật, khoáng chất có ích được tích tụ tự nhiên ở thể rắn, thể lỏng, thể

khí tồn tại trong lòng đất, trên mặt đất, bao gồm cả khoáng vật, khoáng chất ở bãi thải của mỏ.

* Phân loại khoáng sản:

Các khoáng sản trong long đất được chia làm 4 loại:

• Khoáng sản kim loại: Từ đó lấy ra được các kim loại hay hợp kim của các kim loại bao gồm:

+ Nhóm kim loại đen: Fe, Ti, Cr, Mn

+ Nhóm kim loại nhẹ: Al, Li, Be, Mg + Nhóm kim loại màu: Cu, Pb, Zn, Sb, Ni + Nhóm kim loại ít và hiếm: W, Mo, Sn, Co, Hg, Bi, Zr, Cs, Nb, Ta

+ Nhóm kim loại quý: Au, Ag, Pt, Pd, Os, Ir

+ Nhóm kim loại phóng xạ: U,Th, Ra + Nhóm các nguyên tố phân tán: Sc, Ga,Ge, Rb, Cd, In, Hf, Re, Te, Po, Ac

+ Nhóm các nguyên tố đất hiếm: La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er,Yb,Lu,Tu.

• Khoáng sản phi kim loại: từ ks phi kim loại ngta có thể lấy ra các đơn chất, hợp chất, các khoáng vật(ngọc quý saphia, rubi) hoặc lấy nguyên vẹn không trải qua chế biến Căn cứ vào công dụng của chúng người ta chia ra:

- Khoáng sản phi kim loại là khoáng chất công nghiệp:

+ Trong luyện kim: sét chịu lửa, fluorin, quaczit…

+ Trong công nghiệp hóa chất phân bón: Pirit, apatit…

+ Trong sản xuất thủy tinh, đồ gốm: cát thạch anh, các loại cao lanh.

+ Trong ngành kĩ thuật đặc biệt như vật liệu cách nhiệt,cách điện,cách âm,vật liệu chịu axit…

- Khoáng sản phi kim loại phục vụ cho ngành xây dựng: đá vôi, các nguyên liệu chế tạo xi măng, cát sỏi…

• Khoáng sản nhiên liệu:

+ Khoáng sản nhiên liệu ở trạng thái rắn: than đá, đá dầu, sáp đất.

+ Khoáng sản nhiên liệu ở trạng thái lỏng: dầu mỏ + Khoáng sản nhiên liệu ở trạng thái khí: hơi đốt thiên nhiên.

• Các loại ngọc quý làm đồ trang sức: kim cương, rubi, saphia.

Câu 2: Hãy nêu khái niệm về cấu tạo và kiến trúc quặng? Phân loại cấu tạo và kiến trúc quặng theo nguồn gốc sinh thành?

a) Khái niệm cấu tạo và kiến trúc quặng

- Cấu tạo quặng là những đặc điểm về hình thái, kích thước và tính chất sắp xếp của cácnhóm (tập hợp) khoáng vật Nhóm khoáng vật ở đây được coi là các khoáng vật cùng loại, trongcùng một tổ hợp cộng sinh

- Kiến trúc quặng là những đặc điểm về hình thái, kích thước và tính chất sắp xếp của cáchạt khoáng vật Đơn vị nghiên cứu kiến trúc chính là hạt khoáng vật: hình thái, kích thước, cấutrúc bên trong, sự phân bố của chúng trong không gian … là những dấu hiệu để ta xác định kiểukiến trúc của chúng

b) Phân loại theo nguồn gốc sinh thành: Theo nguồn gốc cấu tạo và kiến tức quặng được

chia thành 2 nhóm: nguyên sinh và thứ sinh:

- Cấu tạo kiến trúc nguyên sinh: Là những cấu tạo và kiến trúc ban đầu, được hình thànhtrong quá trình tạo quặng ở điều kiện nội sinh cũng như ngoại sinh và chúng chủ yếu được hìnhthành trong những quá trình sau:

+ Cấu tạo và kiến trúc quặng hình thành trong quá trình phân dị magma: đặc trưng cho mỏmagma

+ Cấu tạo và kiến trúc quặng trong quá trình gắn kết và tạo đá, đặc trưng cho mỏ trầm tích.+ Cấu tạo và kiến trúc quặng hình thành trong quá trình lấp đầy các khe nứt, lổ hổng của đá

và quặng, đặc trưng cho mỏ nhiệt dịch, phong hóa, thấm đọng,…

+ Cấu tạo và kiến trúc quặng hình thành trong quá trình trao đổi thay thế đá và quặng, đặctrưng cho mỏ pegmatit, scanơ, nhiệt dịch,phong hóa, biến chất…

- Cấu tạo kiến trúc thứ sinh: Là những cấu tạo kiến trúc mới, chúng được hình thành do sựbiến dạng của các cấu tạo và kiến trúc nguyên sinh sau khi tạo quặng trong quá trình cà nát, vònhàu, tái kết tinh,… và chúng được hình thành theo phương thức sau:

+ Cấu tạo và kiến trúc quặng được hình thành trong quá tình tái tạo quặng, đặc trưng cho mỏphong hóa, trầm tích, ít hơn đối với mỏ nhiệt dịch

+ Cấu tạo và kiến trúc quặng được hình thành trong quá trình động lực biến chất quặng , đặctrưng cho mỏ có nguồn gốc biến chất

+ Cấu tạo và kiến trúc quặng được hình thành trong quá tình phong hóa: đặc trưng cho mỏphong hóa tàn dư

Câu 3: Hãy trình bày đại cương mỏ magma thực sự, phân loại mỏ magma thực sự? Khái niệm: Các mỏ magma thực sự là các mỏ được thành tạo trong quá trình phân

dị và kết tinh của magma ở nhiệt độ cao từ 1500 – 800oC và áp suất lớn tới hàng trăm atm

và ở độ sâu từ 3-5 km

-Tính chất đặc trưng: Liên quan mật thiết với các đá xâm nhập đặc biệt là các đá

siêu bazic, bazic và kiềm trong mỏ magma , các khoáng vật tạo quặng và đá đều có thểgặp ở ngay trong chính thân quặng cũng như trong đá vây quanh

-Là nguồn cung cấp một số KL và PK quý như: bạch kim, crom, sắt, titan, đồng,niken, apatit, grafit, kim cương,…

- Điều kiện hóa lí, nhiệt độ, độ sâu thành tạo và đá liên quan đến mỏ:

Các mỏ magma về cơ bản được thành tạo ở độ sâu từ 3-5km, cá biệt có thê cách mặtđất gần 1 km như mỏ đồng niken ở Siberi.Hoặc lại được thành tạo ở độ sâu tới 150kmnhư các ống kimbeclit với những khoáng vật rất bền vững như pyrotin, kim cương Vìvây, điều kiện áp lực rất cao, hầu hết bị khống chế bởi các đứt gãy sâu

Nhiệt độ thành tạo các mỏ này người ta cho rằng từ 1500 – 700 oC trong phòng thínghiệm đã chế được kim cương ở 1500oC và tuy vậy cũng có những loại sulfur như đồng– niken được thành tạo ở 300oC Titano – manhetit có kiến trúc phân hủy dung dịch cứngcủa ilmenit và manhetit, Rando cho rằng chúng được thành tạo ở 700oC

Trong các mỏ magma thực sự ta thấy nhiều mỏ quan trọng như titano – manhetit,apatit manhetit, đồng niken, cromit, họ bạch kim, kim cương, đất hiếm, apatit…

Phân loại mỏ magma thực sự:Theo điều kiện thành tạo người ta chia ra:

Mỏ magma dung ly: Dung thể magma có 2 thành phần sulfua - silicat, khi nguộichúng tách riêng thành 2 dung thể và hầu như không có sự pha trộn(sulfua và silicat) Khinhiệt độ tiếp tục giảm dung thể silicat kết tinh trước dung thể sulfua, sự kết tinh riêng nàyđưa đến kết quả là các mỏ dung ly

Mỏ magma sớm: Được thành tạo liên quan với quá trình kết tinh sớm củamagma xâm nhập có thành phần siêu bazic, ít liên quan với bazic

Mỏ magma muộn: Được thành tạo trong quá trình kết tinh gần kết thúc củamagma xâm nhập siêu bazic, bazic và kiềm có thể có sự tham gia của chất bốc và khoánghóa

Câu 4: Hãy trình bày đại cương mỏ nhiệt dịch, nguồn gốc dung dịch nhiệt dịch? Khái niệm: mỏ nhiệt dịch là mỏ được hình thành do sự tập trung lắng đọng của các

khoáng vật quặng từ dung dịch khí lỏng dưới mặt đất

Đặc điểm: các mỏ nhiệt dịch thuộc nhóm mỏ rất có giá trị trong thực tế, nó gồm những

mỏ kim loại màu (Cu, Pb,Zn,Ni,Co), kim loại hiếm (Sn, W, Mo, Hg, As, Sb), kim loạiquý hiếm (Au, Ag), kim loại đen (Fe, Mn) và một số khoáng sản phi kim loại như asbet,tan, manhezit…

Các mỏ nhiệt dịch phát triển nhiều ở các đới uốn nếp, cón ở cá miền nền thì gặp ít hơn rấtnhiều Tất cả những mỏ này đều đk thành tạo từ những dung dịch khoáng hóa nóng lẫnkhí có liên quan với các magma theo chu kì hoạt động của chúng

Nhiệt độ, độ sâu thành tạo:

Nhiệt độ thành tạo của các mỏ nhiệt dịch xảy ra tỏng khoảng từ 400 – 50 oC Độ sâuthành tạo của các mỏ nhiệt dịch rất khác nhau, có thể ở dưới sâu 3-5 km, ở độ sâu trungbình từ 1-3km và ở nông 1km hoặc gần mặt đất hơn

Điều kiện hóa - lí thành tạo mỏ:

Nguồn gốc dung dịch nhiệt dịch:dung dịch nhiệt dịch là dung dịch khí–lỏng nóng, trong

đó nước là môi trường hòa tan, còn chất hòa tan là các muối khoáng và các chất khí.-Nguồn nước của dung dịch nhiệt dịch: nước trong dung dịch nhiệt dịch có thể có cácnguồn gốc: magma, biến chất, khí quyển và nước biển

+ nước có nguồn gốc magma: được hình thành tỏng wuas trình dung nham magma nguộidần khi thành tạo các đá xâm nhập

+ nước có nguồn gốc từ quá trình biến chất: trong quá trình biến chất do khoáng vật bị táikết tinh thoát nước, sự phân hủy OH trong các hydrosilicatH2O

+ nước có nguồn gốc từ khí quyển: do nước mưa, tuyết tan…di chuyển ngấm theo cáckhe nứt xuống những đới dưới sâu của vỏ Trái Đất được nung nóng và khi đó cũng cónhững tính chất của dd nhiêt dịch

+ nước chôn vùi: là nước lỗ hổng trong các trầm tích cổ bị vùi sâu.

+ nước biển: nước biển cũng có thể bị lôi cuons vào quá tình nhiệt dịch trong trường hợp

ở phần sát đáy biển và đại dương xuát hiện khối dung thể magma xâm nhập đi lên tạonên những lò nung nóng cục bộ

có thể thoát ra và gia nhập thành phần của dung dịch nhiệt dịch

+ Giả thuyết phân tiết bên

+ sự tái lắng đọng thành phần các đá vây quanh:dung dịch nhiệt dịch đi qua các đá vâyquanh sẽ thu hút một số nguyên tố trên đường đi, tạo nên sự lắng đọng thành phần các đávây quanh

+ sự đồng hóa của magma với các đá vây quanh: một số chất có sẵn ở đá vây quanh khimagma xuyên lên đồng hóa các đá thu hút luôn những vật chất này do đó có thể hàmlượng một số kim loại trong magma được tăng lên, sau những kim loại này tham gia vàocác dung dịch nhiệt dịch

Câu 5: Hãy trình bày các tác nhân phong hóa? Phân loại mỏ phong hóa dựa vào điều kiện thành tạo và vị trí phân bố?

Các tác nhân phong hóa:

1. Nước

Là tác nhân quan trọng nhất trong quá trình hình thành vỏ phong hóa

Nước có tác dụng hòa tan, di chuyển và làm lắng đọng các hợp chất hóa học trong vỏ tráiđất.Nước hòa tan cả Oxy, CO2, axit và các hợp chất có tác dụng phân hủy đất đá

Trong quá trình Hydrat hóa và phân hủy nước phân giải các khoáng vật tạo đá trong đágốc Ngoài ra, nước có vai trò là môi trường hóa lý (pH,EH) trong quá trình tái tạo đất đá của

6. Nhiệt độ

Sự thay đổi nhiệt độ trong ngày làm phá hủy các khoáng vật, các đá Ngoài ra nhiệt độ cònđẩy nhanh các phản ứng hóa học

7 Hoạt động con người

Hoạt động của con người (sản xuất nông nghiệp, khai thác khoáng sản…) làm thay đổi môitrường tự nhiên tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phong hóa

Phân loại mỏ phong hóa:

Dựa vào điều kiện thành tạo và vị trí phân bố người ta phân chia các mỏ phong hóathành 3 nhóm: Mỏ vụn, mỏ tàn dư và mỏ thấm đọng

1 Mỏ phong hóa vụn (eluvi, deluvi):

Chủ yếu do phong hóa cơ học tạo thành Kết quả ta được các mỏ vụn nếu như thànhphần có ích tăng nhiều Loại nặng, khó hòa tan ở lại cho ta loại mỏ này

Khoáng sản liên quan có cát xây dựng hình thành do phong hóa granitoit, cát thủytinh hình thành dom phong hóa cát kết thạch anh, quaczit, các sa khoáng tàn tích, sườntích của Sn, Cr, ilmenit…

2 Mỏ phong hóa tàn dư:

Mỏ phong hóa tàn dư sinh thành và phân bố trên các đá bị phong hóa hóa học Đóchính là vật liệu tàn dư của quá trình phong hóa chứa các tổ phần có ích

Các mỏ tàn dư có giá trị là: mỏ quặng silicat niken, quặng sắt nâu, manhezit, talc,bauxit, mangan, sét, apatit, một số kim loại quý và hiếm

- Nước rửa lũa vật chất khoáng và chuyển chúng vào dung dich

- Di chuyển các vật chất khoáng trong dung dịch ra khỏi phạm vi khu vực rửa lũa

- Lắng đọng vật chất khoáng trong điều kiện hóa lý mới

Câu 6: Hãy trình bày đại cương về mỏ skarn? Phân loại skarn theo thành phần?

Đại cương về mỏ skarn

1.Định nghĩa.

Mỏ skarn còn gọi là mỏ biến chất nhiệt tiếp xúc trao đổi, chúng thường được thành tạo ởnhững đới tiếp xúc giữa các khối xâm nhập với các loại đá trầm tích ( chủ yếu là đácacbornat) và một số đá alumosilicat khác

Khi dung nham khối xâm nhập xuyên lên có nhiệt độ rất cao làm cho các đá có trước tiếpxúc với nó bị biến đổi,Sự biến đổi này có thể xảy ra theo 2 phương thức là biến chất tiếpxúc nhiệt và biến chất tiếp xúc trao đổi thay thế

Biến chất tiếp xúc nhiệt Biến chất tiếp xúc trao đổi thay thế

-Dưới tác dụng chủ yếu của nhiệt độ cao,

không mang thêm vào thành phần hóa học

mới

-Biến chất tiếp xúc nhiệt hình thành vào thời

gian sớm (thời kỳ ban đầu)

-Vành biến chất tiếp xúc nhiệt là một vành

liên tục bao quanh toàn bộ khối xâm nhập

-Đá biến chất nhiệt có thể hình thành ở bất

kỳ độ sâu nào ( ở rất sâu thì làm tái nóng

chảy, nóng hơn thì làm tái kết tính )

-Sản phẩm biến chất tiếp xúc nhiệt thường

là sản phẩm tái kết tinh Thành phần khoáng

vật có 2 trường hợp:

*Thành phần không thay đổi ( đá vôi hạt

mịn ẩn tinh -> đá hoa hạt trung bình hoặc

lớn )

*Sau tái kết tinh sinh thành khoáng vật mới:

tạo thành đá sừng ( đá phiến sét sau khi bị

- Vừa dưới tác dụng của nhiệt độ cao vừa cómang thêm vào những thành phần hóa họcmới

- Trao đổi thay thế nói chung muộn hơn mộtchút vì có sự tham gia của dung dịch

- Sản phẩm skarn thường phân bố khôngliên tục, có tính chất cục bộ

- Đá skarn nói chung được thành tạo ở độsâu không lớn lắm, để áp lực bên trong cónhững chất bốc thoát từ magma có thể thắngđược áp lực bên ngoài do đất đá vây quanhgây ra

- Sinh thành các loại đá skarn, thành phầnkhoáng vật khác nhau Cấu tạo kiến trúc của

đá hoàn toàn thay đổi

sừng hóa sinh các khoáng vật: anđaluzit,

disten, cocđierit; Đá vôi bị sừng hóa -> đá

hoa chứa volastonit )

2.Điều kiện hóa lý,độ sâu thành tạo mỏ skarn:

-Các mỏ skarn được thành tạo do kết quả tác dụng tổng hợp của nhiệt xâm nhập và cácdung dịch khoáng hóa lẫn khí

-Nhiệt độ ban đầu thành tạo skarn 12000C , sau biến chuyển xuống 2500C và có thể giảmxuống 100,500C

-Độ sâu thành tạo của skarn có thể tới 1200-1500m

3.Các khoáng sản liên quan với skarn

Mỏ skarn cung cấp cho ta một số khoáng sản kim loại và phi kim loại như Zn,các khoáng vật chứ B,F v.v

Các thành hệ quặng chính của mỏ skarn:

-Thành hệ quặng sắt: quan trọng nhất là Manhetit

-Thành hệ Sắt-coban:

+Skarn có pirit chứa coban

+Skarn có cobantin

-Thành hệ Đồng : Khoáng vật chủ yếu gồm chancopirit,pirit,pirotin,sphalerit…

-Thành hệ bạch kim:Gặp nhiều ở Nam phi

-Thành hệ quặng Volfram:Khoáng vật chủ yếu là seelit ( CaWO4)

-Thành hệ quặng Molipden: khoáng vật chủ yếu MoS2

-Thành hệ quặng đa kim: Khoáng vật chủ yếu ZnS,PbS

-Thành hệ Uran: KHoáng vật chủ yếu : Uranium,Octit

-Thành hệ Berin và Niobi

-Thành hê Canxiterit: khoáng vật chủ yếu SnO2

-Thành hệ vàng: Khoáng vật chủ yếu gồ vàng tự sinh và sulfur

-Thành hệ chứa Bo,Asbet…

Phân loại skarn theo thành phần

Dựa vào thành phần khoáng vật, cơ chế thành tạo và quá trình thành tạo skarn Zaricovchia ra:

•Skarn Magie: được thành tạo do quá trình thay thế đá đôlômit và đá vôi đôlômit hóa.Trong thành phần bao gồm những khoáng vật chứa Mg ở nhiệt đô cao Những khoáng vậtđặc trưng là fosterit, điopxit, spinel, flogopit, đolomit, canxit, enstatit

•Skarn vôi: được thành tạo do sự thay thế đá vôi(sét vôi, cát kết vôi) và bao gồm cáckhoáng vật chủ yếu sau: granat; các khoáng vật khác gồm có: vezuvian, volastonit,scapolite, amphibon, epidot, cacbonat, thạch anh

•Skarn silicat: được hình thành trong các đá có thành phần silicat Quá trình trao đổi thaythế các đá xâm nhập sâu: granođiorit, sienit…Thành phần khoáng vật chủ yếu có granat,pyroxene, amphibol, scapolit, volastonit

Câu 7: Hãy trình bày đại cương về mỏ sa khoáng? Phân loại mỏ sa khoáng?

Đại cương về mỏ sa khoáng

1.Khái niệm:

-Mỏ sa khoáng được thành tạo do kết quả tập trung các khoáng vật có giá trị trong các thành tạovụn rời phát sinh trong quá trình phá hủy và tái lắng đọng vật chất của các đá và các mỏ khoángsản gốc lộ ra trên bề mặt

2.Tính chất, phân loại sa khoáng, quy mô, nguồn cung cấp:

-Theo thời gian thành tạo các sa khoáng có thể phân ra: Sa khoáng trẻ (hiện đại )và sa khoáng cổ.-Theo điều kiện thế nằm:mỏ sa khoáng có thể nằm trên bề mặt hoặc bị vùi lấp dưới lớp phủ trầmtích

-Quy mô các mỏ sa khoáng rất khác nhau.Sa khoáng doi cát và lòng sông có chiều dài hàng chụcmét, đồng thời cũng gặp các sa khoáng aluvi duy trì 3-5 đến 15km.Sa khoáng ven biển có độ trảidài rất lớn, có thể tới 200-300m

-Trong các mỏ sa khoáng các khoáng vật có những tính chất sau:

+Có trọng lượng riêng tương đối lớn

+Có độ bền vững hóa học trong đới oxy hóa