MỤC LỤC: TrangMỞ ĐẦU…………………………………………………………….2NỘI DUNG:…………………………………………………………3Chương I. Vị trí địa lý, đặc điểm địa lý tự nhiên, đặc điểm địa chất khoáng sản vùng nghiên cứu…………………………….3Chương II. Các phương pháp tìm kiếm sử dụng trong tìm kiếm titan…...3Chương III. Xử lý tài liệu và kết quả xử lý tài liệu………………………41.Biểu đồ tần suất cường độ bức xạ gamma vùng Cồn Thái Ninh...42.Xác định giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của khu vựcchứa quặng và khu vực không chứa quặng………………………6a)Xác định đặc trưng trong cường độ bức xạ gamma của khu vực không chứa quặng……………………………………………..6b)Xác định giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của khu vực chứa quặng…………………………………………………….73.Xác định mối tương quan giữa cường độ bực xạ gamma với hàm lượng quặng ilmenit……………………………………………...94.Xác định trữ lượng quặng ilmenit vùng Côn Thái Ninh………..11Chương IV. Đánh giá môi trường vùng nghiên cứu…………………….12Chương V. Kết luận và kiến nghị……………………………………….13
Trang 1MỤC LỤC: Trang
MỞ ĐẦU……….2 NỘI DUNG:………3
Chương I Vị trí địa lý, đặc điểm địa lý tự nhiên, đặc điểm địa
chất khoáng sản vùng nghiên cứu……….3 Chương II Các phương pháp tìm kiếm sử dụng trong tìm kiếm titan… 3 Chương III Xử lý tài liệu và kết quả xử lý tài liệu………4
1. Biểu đồ tần suất cường độ bức xạ gamma vùng Cồn Thái Ninh 4
2. Xác định giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của khu vực chứa quặng và khu vực không chứa quặng………6
a) Xác định đặc trưng trong cường độ bức xạ gamma của khu vực không chứa quặng……… 6
b) Xác định giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của khu vực chứa quặng……….7
3. Xác định mối tương quan giữa cường độ bực xạ gamma với hàm lượng quặng ilmenit……… 9
4.Xác định trữ lượng quặng ilmenit vùng Côn Thái Ninh……… 11 Chương IV Đánh giá môi trường vùng nghiên cứu……….12 Chương V Kết luận và kiến nghị……….13
Trang 2MỞ ĐẦU
Thăm dò phóng xạ là phương pháp địa vật lý nghiên cứu trường phóng xạ tự nhiên của đất đá hoặc nghiên cứu quá trình tương tác giữa bức xạ phóng xạ nhân tạo với hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố tạo đá nhằm giải quyết các nhiệm vụ địa chất khác nhau
Trong đất đá có chứa các nguyên tố phóng xạ tự nhiên đó là các đồng vị trong dãy Urani, Thori và Kali (40K) Các loại đất, đá, quặng khác nhau chứa hàm lượng các nguyên tố phóng xạ khác nhau và các loại khoáng sản kim loại
có ích thường cộng sinh đồng hành với các nguyên tố phóng xạ Vì vậy phương pháp phóng xạ được áp dụng trong đo vẽ bản đồ địa chất, phân tầng đất đá, tìm liếm các mỏ phóng xạ, các mỏ kim loại cộng sinh phóng xạ và phục vụ trong nghiên cứu môi trường Trong đó thăm dò tìm kiếm khoáng sản cũng như đánh giá trữ lượng mỏ khoáng và một vấn đề hết sức quan trọng
Chính vì vậy, sau khi học xong phần lý thuyết về thăm dò phóng xạ trong tìm kiếm khoáng sản và bảo vệ môi trường, chúng em đã được trang bị nhiều kiến thức bổ ích về cơ sở lý thuyết của các phương pháp thăm dò phóng xạ Với mục đích tạo điều kiện cho sinh viên nắm chắc lý thuyết, rèn luyện thêm kỹ năng thực hành, nâng cao tay nghề, làm quen với công việc của một kỹ sư địa vật lý, dưới sự hướng dẫn của GS.NGND LÊ KHÁNH PHỒN em đã được làm quen
và thực hiện 1 đề tài thực tế: “ Khoanh vùng thân quặng, xác định trữ lượng
ilmenit và đánh giá môi trường khu vực Cồn Thái Ninh xã Đông Long huyện Tiền Hải tỉnh Thái Bình’’.
Chương I Vị trí địa lý, đặc điểm địa lý tự nhiên, đặc điểm địa chất khoáng sản vùng nghiên cứu
Chương II Các phương pháp tìm kiếm sử dụng trong tìm kiếm titan
Chương III Xử lý tài liệu và kết quả xử lý tài liệu
Chương IV Đánh giá môi trường vùng nghiên cứu
Chương V Kết luận và kiến nghị
Trang 3NỘI DUNG Chương I: Vị trí địa lý, đặc điểm địa lý tự nhiên, đặc điểm địa
chất khoáng sản vùng nghiên cứu
Tiền Hải là huyện ven biển, nằm ở phá Đông Nam tỉnh Thái Bình có tọa độ địa
lý từ đến độc vĩ Bắc, từ độ kinh Đông Phía Bắc tiếp giáp với huyện Thái Thụy, ranh giới là sông Trà Lý Phía nam giáp huyện Giao Thủy, ranh giới là Sông Hồng Phía Tây giáp huyện Kiến Xương Phía Đong giáp biển Đông với chiều dài bờ biền là 23km, từ cử Trà Lý đến cửa Ba Lạt Với diện tích tự nhiên Dân số 212.561 người phân lớn là người Kinh
Chương II Các phương pháp tìm kiếm sử dụng trong tìm kiếm
titan
Hàm lượng trung bình của Titan trong vỏ quả đất theo trọng lượng là 0.6% Các khoáng vật quen biết nhất của titan là rutin TiO2 và inmenit FeTiO3 Các khoáng sàng Titan có liên quan nguồn gốc với các phức hệ đá magma, biến chất và trầm tích Chúng có thể là các mỏ Titan riêng, có thể tổ hợp cùng với sắt và vanadi Các mỏ Titan sa khoáng, trong đó cùng với Titan còn gặp các kim loại nặng khác nữa
Các khoáng vật Titan chứa sắt là các khoáng vật từ tính Một loạt các khoagns vật khác của Titan có hàm lượng cao của các nguyên tố phóng xạ như Thoorrri
và Urani Chính vì thế để tìm kiếm các mỏ Titan ta dùng phương pháp phóng xạ
và từ Người ta dùng có hiệu quả phương pháp xạ từ hàng không, gamma mặt đát để tìm kiếm đánh giá sa khoáng inmenit ven biển nước ta
Trang 4Chương III: Xử Lý Tài liệu và Kết Quả Xử Lý
Các khảo sát địa chất trước đây đã từng dự báo trữ lượng sa khoáng ilmenit trên
cơ sở tài liệu phân tích mẫu và khảo sát địa chất trên thực địa.Tuy nhiên,các phương pháp này chưa có cơ sở vững chắc trong việc khoanh định vị trí quặng
sa khoáng phục vụ cho công tác dự báo trữ lượng imenit.Tài liệu này thực hiện việc xác định khu vực chứa quặng và dự báo trữ lượng quặng ilmenit trên cơ xở mối tương quan giữa cường độ bức xạ gamma và hàm lượng quặng
Để khoanh định các khu vực chứa quặng ,đầu tiên ta phải tiến hành xây dựng biểu đồ tần suất cường độ bức xạ gamma của toàn vùng nghiên cứu
Từ sơ đồ kết quả đo gamma đường bộ vùng Cồn Thái Ninh(xem trong phần phụ lục số 1),sinh viên đã tiến hành lập bảng tần suất cường độ bức xạ gamma cho vùng này(xem bảng 1).Dựa trên bảng tần suất,sinh vien đã xây dựng được biểu đồ tần suất cường độ bức xạ gamma vùng Cồn Thái
Ninh(hình 1).Biểu đồ tần suất trên hình 1 có dạng phân phối chuẩn.Các kết quả trong bảng 1 và hình 1 cho thấy giá trị đặc trưng cho cường độ bức xạ gamma của vùng này cỡ 15 và 75 Do số lượng giá trị cường độ bức xạ gamma trong khoảng từ 10 đến 20 là lớn hơn nhiều lần so với các khoảng giá trị còn lại nên ta không nhìn thấy rõ cực đại trong khoảng giá trị
70-80 Tuy nhiên trên bảng 1 ,ta vẫn nhận thấy được giá trị tần suất cường độ bức xạ gamma đạt cực đại ở trong khoảng 70-80
Dựa vào kết quả ở bảng 1 và hình 1,sinh viên tạm lấy giá trị cường độ bức xạ gamma là 65 để phân chia khu vực chứa quặng và không chứa quặng phục vụ cho việc lập biểu đồ tần suất cho từng khu vực này
Trang 5Bảng 1:Bảng tần suất cường độ bức xạ gamma khu vực Cồn Thái Ninh
chia ( μR/h)
Trung bình
Tần suất (ΔN)
(%)
Ʃ ΔN/N
Hình 1:Biểu đồ tần suất cường độ bức xạ gamma khu vực Cồn Thái Ninh
Trang 62 Xác định giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của khu vực chứa quặng và khu vực không chứa quặng.
a) Xác định đặc trưng trong cường độ bức xạ gamma của khu vực
không chứa quặng.
Khu vực không chứa quặng của vùng Cồn Thái Ninh có lớp phủ là các loại cát thông thường không có các nguyên tố phóng xạ.Để xác định được chính xác giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của khu vực này,sinh viên đã lập bảng tần suất và biểu đồ tần suất khu vực không chứa quặng (bảng 2,hình 2).Các khoảng chia cường độ bức xạ gamma trong bảng 2 dược lấy nhỏ hơn bằng một nửa so với các khoảng chia trong bảng 1,đồng thời sinh viên cũng lập thêm 2 khoảng chia phụ nhắm xác định chính xác hơn giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của vùng không chứa quặng Theo kết quả đạt được,biểu đồ trên hình 2 có dạng phân phối chuẩn và giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của khu vực không chứa qunagjw
là 13,75
Trang 7
Bảng 2: Bảng tần suất khu vực không chứa quặng vùng Cồn Thái Ninh.
( μR/h)
Trung bình
Tần suất (ΔN)
(%)
Ʃ ΔN/N (%)
Khoảng phụ
Hình 2: Biểu đồ tần suất khu vực không chứa quặng vùng Cồn Thái Ninh
b) Xác định giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của khu vực chứa quặng
Sa khoáng ilmenit có cộng sinh đồng hành với các nguyên tố phóng xạ do
đó khu vực chứa quặng có một giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma rieng,lớn hơn hẳn so với khu vực không chứa quặng của vùng này.Trên bảng 1 và hình 1,do số lượng các giá trị bức xạ gamma trong khu vực chứa quặng lớn hơn nhiều so với số lượng các giá trị bức xạ gamma trong khu vực chứa quặng nên ta khó nhận biết được chính xác giá trị đặc trưng cường
độ bức xạ gamma của khu vực không chứa quặng
Sinh viên đã tiến hành lập bảng tần suất và biểu đồ tần suất cường độ bức xạ gamma của khu vực chứa quặng (xem bảng 3 và hình 3).Như đã nói ở phần trên các giá trị cường độ bức xạ gamma của khu vực chứa quặng đều lớn hơn giá trị biên 65
Trang 8Biểu đồ tần suất (hình 3) của khu vực này cũng có dạng phân phối
chuẩn,tuy nhiên ở phần cuối ta thấy xuất hiện một cực đại ở khoảng 120-130Cực đại này có giá trị nhỏ và không khác biệt nhiều so với các khoảng lân cận.Điều này xảy ra là do ta không theo lưới ô vuông mà đo theo diện tích,vì vậy khi đưa bào tính tần suất khó cho ra được một kết quả hoàn toàn đúng luật phân phối chuẩn
Kết quả hình 3 cho ta thấy khoảng giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của khu vực này là 70-80.Sinh viên đã chia thêm 2 khoảng phụ để xác định chính xác hơn giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của khu vực này.Kết quả hình 3 cho tháy giá trị đặc trăng cường độ bức xạ gamma của khu vực chứa quạng là 72,5
Bảng 3: Bảng tần suất khu vực chứa quặng vùng Cồn Thái Ninh
( μR/h)
Trung bình
Tần suất (ΔN)
(%)
Ʃ ΔN/N (%)
Khoảng phụ
Hình 3: Biểu đồ tần suất khu vực chứa quặng vùng Cồn Thái Ninh
quặng ilmenit.
-Theo tài liệu địa chất và phân tích các mẫu sa khoáng người ta đã xác định được quặng ilmenit có hàm lượng từ 14,2 đến 51,34 kg/ ,hàm lượng trung bình là 20.5 kg/
Hinh 3.Biểu đồ tần suất giá trị cường dộ bức xạ gamma khu vực chứa quặng vùng Cồn Thái Ninh
Trang 9-Do cường độ bức xạ gamma có mối quan hệ tuyến tính với hàm lượng quặng ilmenit có liên quan đến các chất phóng xạ nên từ các kết quả xác định cường
độ bức xạ gamma ở các phần phía trên, học viên đã xây dựng mối tương quan giữa cường độ bức xạ gamma với hàm lượng quặng ilmenit như trên hình 4 Việc xác định này được thực hiện như sau:
- Theo kết quả ở phần trên, giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của vùng không chứa quặng là 13,75µR/h (bảng 2) Như vậy cường độ bức xạ gamma là 13,75 µR/h thì hàm lượng quặng bằng 0 (do không có quặng), với giá trị đặc trưng cường độ bức xạ gamma của khu vực chứa quặng là 72,5 µR/h thì hàm lượng quặng đạt giá trị trung bình bằng 20,5 kg/m3 Nhờ vào điều này, ta xác định được 2 vị trí tương quan như trên hình 4
- Vì cường độ bức xạ gamma quan hệ tuyến tính với hàm lượng quặng ilmenit nên từ hai điểm vừa xác định được, học viên đã lập một hàm bậc nhất biểu diễn đường thẳng đi qua hai điểm này (Hình 4)
- Hàm bậc nhất thu được trên hình 4 cho ta hàm biểu diễn mỗi quan hệ giữa cường độ bức xạ gamma với hàm lượng quặng như sau:
I2 ≤ 13,75 (µR/h) khi C – 0 (kg/m3)
I2 – 2,865C + 13,75 (µR/h ) khi C > 0 (kg/m3) (1)
Trong đó, C là hàm lượng quặng ilmenit (kg/m3)
I2 là cường độ bức xạ gamma (µR/h )
Hình 4: Đồ thị tương quan thể hiện mối liên hệ giữa cường độ bức xạ gamma
và hàm lượng quặng ilmenit
Trang 104 Xác định trữ lượng quặng ilmenit vùng Côn Thái Ninh.
Để xác định trữ lượng quặng ilmenit ta cần xác định các tham số về diện tích thân quặng, chiều dày trung bình của thân quặng và hàm lượng trung bình của thân quặng
Để vạch ra được các khu vực chứ quặng, học viên đã dựa vào công thức (1)
ở trên để xác định giá trị cường độ bức xạ gamma biên của khu vực chứ quặng theo hàm lượng biên đã được biết trước của tài liệu địa chất Với hàm lượng biên của quặng là 14,2 kg/m3 thì giá trị biên cường độ bức xạ gamma của vùng quặng là
Ibiên= 2,87×14,2 + 13,75 = 54,504 (µR/h )
Dựa vào kết quả này học viên đã xác định thân quặng trên sơ đồ kết quả đo gamma đường bộ (phụ lục 1) Thân quặng dài khoảng 2200m, rộng trung bình khoảng 46 m Tổng diện tích khu vực chưa quặng ilmenit của vùng là S=101200m2
Chiều dày thân quặng trung bình theo các tài liệu có trước được xác định là h=0,4m
Như vậy, thể tích quặng sa khoáng ilmenit của vùng là:
V=S×h=101200×0,4=40480m3
Theo tài liệu khảo sắt địa chất có trước, người ta xác định hàm lượng quặng ilmenit trung bình là 20,5 kg/m3 Do vậy, ta tính được trữ lượng quặng ilmenit cho vùng Côn Thái Ninh là:
R=V×C=40480×20,5=829,84 tấn
Như vậy, dựa trên việc kết hợp giữa tài liệu phân tích mẫu xác định hàm lượng của quặng và kết quả đo gamma đường bộ, ta có thể khoanh định được vị trí thân quặng ilmenit và dự báo trữ lượng quặng sa khoáng cho vùng nghiên cứu Kết quả dự báo tính ra trong tài liệu này là lớn hơn so với kết quả dự báo theo tài liệu địa chất có trước khoảng 830 tấn quặng
Trang 12CHƯƠNG IV: ĐÁNH GIÁ MÔI TRƯỜNG KHU VỰC ĐIỀU TRA.
Chúng ta đã biết, trường bức xạ tự nhiên phụ thuộc vào các điều kiện tự nhiên và địa chất khoáng sản mà có sự khác nhau giữa các vùng miền trong mỗi nước và có sự khác nhau giữa các quốc gia Mặc dù vậy, dựa vào phương pháp điều tra có hệ thống và phương pháp xử lý thống kê, người ta đã xác định được phông bức xạ tự nhiên của toàn cầu là 2,43mSv/năm (phông bức xạ tự nhiên của CHLB Nga là 2,3mSv/năm, của Ba Lan là 2,21mSv/năm)
Đối với công việc bức xạ, người ta cũng đã xác định giá trị giới hạn liều bằng một con số cụ thể đối với cán bộ công nhân nhóm A là 20mSv/năm, đối với dân thường nhóm C là 1mSv/năm (không kể phông bức xạ tự nhiên)
Khu vực xã Đông Long huyện Tiền Hải là khu vực có mật độ dân số cao, việc đánh giá ảnh hưởng của các chất phóng xạ đến môi trường xung quanh là vô cùng quan trọng và hết sức cần thiết
Khu vực nghiên cứ bao gồm 2 đối tượng đó chính là đất đá xung quanh có cường độ trung bình là 13,75 µR/h và khu vực có chứa quạng có cường độ bức
xạ gamma trung bình là 72.5 µR/h
Xét tại 2 khu vực có quặng và không có quặng, mức độ ảnh hưởng của các chất phóng xạ đến liều chiếu ngoài hàng năm là:
Vùng có quặng, ta có cường độ bức xạ đặc trưng tại khu vực này là
Iq=72.5µR/h Khi đó liều chiếu ngoài tại khu vực này là:
Hn(q) = 0.076*Iq=0.076*72.5=5.51 mSv/năm
Vùng không quặng, cường độ đặc trưng của khu vực này Ikq=13.75µR/h Khi đó liều chiếu ngoài tại khu vực này là: Hn(kq)=0.077*Ikq=0.076*13.75=1.045 mSv/năm
Diện tích của khu vực chiếm 0.079% của toàn bộ diện tích khu vực
Liều chiếu ngoài tính trên toàn bộ diện tích khu vực khảo sát là:
Hn=0.079*5.51+0.921*1.045=1.398 mSv/năm
Kết luận: Như vậy tại khu vực có quặng liều chiếu ngoài rất cao lên đến hơn 5.5 mSv/năm, còn đối với khu vực không quặng liều chiếu ngoài tương đối bình thường so với môi trường xung quanh Liều chiếu trung bình của toàn bộ khu vực là 1,553 mSv/năm < 10 mSv/năm- không thực sự cần thiết hải can thiệp
Trang 13Chất phóng xạ của mỏ quặng titan Cồn Thái Ninh – Tiền Hải- Thái BÌnh không gây ảnh hưởng tới môi trường sống xung quanh
Để chính xác hơn cần điều tra cả liều chiếu trong của khu vực
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Titan Cồn Thái Ninh Tiền Hải là mỏ có trữ lượng nhỏ 829.84 tấn quặng, hàm lượng quặng không cao nên là mỏ ít có triển vọng khai thác Việc điều tra khai thác chưa được tiến hành
Liều chiếu xạ trung bình tại khu vực khảo sát là 1.398mSv/năm, đây là mức cường độ phóng xạ không ảnh hưởng tới sức khỏe của con người Khu vực này
an toàn về môi trường phóng xạ