ĐẶC điểm địa lý tự NHIÊN, địa CHẤT KHOÁNG sản VÙNG nà TÒNG – tủa CHÙA – điện BI

Quặng chì kẽm vùng Nà Tòng – Tủa Chùa – Điện Biên nằm trongđới đá vôi biến đổi dolomit hóa, điện trở suất của quặng cao, hệ số phân cựclớn có sự khác biệt với đá xung quanh, đây là cơ sở

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN CỦA VÙNG NÀ TÒNG – TỦA CHÙA – ĐIỆN BIÊN 5

I.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ NHÂN VĂN 5

1.1.1.Vị trí địa lý 5

1.1.2 Điều kiện giao thông 6

1.1.3 Đặc điểm sông, suối 10

1.1.4 Đặc điểm khí hậu 11

1.1.5 Đặc điểm động thực vật 11

1.1.6 Đặc điểm kinh tế, nhân văn 12

I.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT 14

1.2.1 Giai đoạn trước năm 1954 15

1.2.2 Giai đoạn sau năm 1954 15

I.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, KHOÁNG SẢN 17

1.3.1 Địa tầng 17

1.3.2.Kiến tạo 22

1.3.3 Magma 24

I.3.4 Khoáng sản 25

1.3.5 Nhiệm vụ đặt ra đối với công tác địa vật lý 26

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN CỰC KÍCH THÍCH TÌM KIẾM QUẶNG CHÌ KẼM 28

II.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN CỰC KÍCH THÍCH 28

2.1 1 Hiện tượng phân cực kích thích 28

2.1.2 Bản chất phân cực kích thích của môi trường đất đá tự nhiên 29

2.1.3 Các quy luật cơ bản của thế phân cực kích thích 30

2.1.4 Phương pháp và kỹ thuật đo phân cực kích thích 32

II.3.KHẢ NĂNG ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN CỰC KÍCH TÌM KIẾM QUẶNG CHÌ KẼM ĐỐI VỚI VÙNG NÀ TÒNG - TỦA CHÙA – ĐIỆN BIÊN 34

2.3.1 Kết quả đo thí nghiệm và đo mẫu trên tuyến 34

2.3.2 Mặt cắt địa chất địa vật lý 37

2.3.3 Mô hình lý thuyết 38

2.3.4 Kết luận 41

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN CỰC KÍCH THÍCH TÌM KIẾM QUẶNG CHÌ KẼM VÙNG NÀ TÒNG – TỦA CHÙA – ĐIỆN BIÊN 42

III.1 NHIỆM VỤ 42

III.2 CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH 42

3.2.1 Thiết bị 42

3.2.2 Mạng lưới tuyến đo 45

3.2.3 Phương pháp, kỹ thuật đo 46

3.2.4 Phương pháp xử lý tài liệu 46

III.3 KẾT QUẢ CÔNG TÁC ĐỊA VẬT LÝ 48

3.3.1 Kết qủa đo mặt cắt phân cực 48

3.3.2 Kết quả đo sâu phân cực kích thích 53

3.3.3 Đánh giá hiệu qủa địa chất công tác địa vật lý 76

KẾT LUẬN 77

MỞ ĐẦU

Khoáng sản kim loại luôn là một trong những nguyên liệu thiết yếunhất của nghành công nghiệp Chính vì vậy việc tìm kiếm, khai thác chế biếnquặng kim loại là vô cùng cần thiết Trong các loại quặng kim loại chúng takhông thể bỏ qua quặng Chì-Kẽm

Sau khi học xong chương trình đại học ngành Địa vật lý em đã đượcTrường Đại học Mỏ - Địa chất phân công thực tập tốt nghiệp tại Liên đoànĐịa chất xạ hiếm Trong thời gian thực tập từ ngày 15 tháng 6 năm 2015 đếnngày 30 tháng 7 tháng 2015 em đã được đi thực địa tiến hành thi công một

số phương pháp địa vật lý điện Trong thời gian này em đã thu thập tài liệu

để viết đồ án với đề tài: Áp dụng phương pháp phân cực kích thích thăm dò

quặng chì kẽm Vùng Nà Tòng – Tủa Chùa – Điện Biên.

Quặng chì kẽm vùng Nà Tòng – Tủa Chùa – Điện Biên nằm trongđới đá vôi biến đổi dolomit hóa, điện trở suất của quặng cao, hệ số phân cựclớn có sự khác biệt với đá xung quanh, đây là cơ sở để áp dụng phương phápphân cực kích thích nhằm khoanh định vùng dị thường có khả năng chứaquặng, kết hợp kiểm tra bằng các công trình khoan, khai đào từ đó rút ra kếtluận về hiệu quả của phương pháp phân cực đối với loại hình khoáng sảnnày

Nội dung đồ án được chia thành 3 chương :

Chương 1 : Đặc điểm địa lý tự nhiên, địa chất, khoáng sản của vùng

Nà Tòng – Tủa Chùa – Điện Biên

Chương này trình bày khái quát về đặc điểm tự nhiên, địa chất, khoáng

sản, lịch sử nhiên cứu địa chất của vùng, những khó khăn và thuận lợi đối với

công tác thăm dò khai thác khoáng sản trong khu vực

Chương II: Nghiên cứu khả năng áp dụng phương pháp điện phân cực kích thích dòng một chiều tìm kiếm quặng chì kẽm.

Chương này trình bày cơ sở vật lý – địa chất của phương pháp điện

phân cực kích thích và khả năng áp dụng chúng để tìm kiếm khoáng sản chì, kẽm

Chương III: Kết quả áp dụng phương pháp điện phân cực kích thích

tìm kiếm quặng chì kẽm vùng Nà Tòng –Tủa Chùa – Điện Biên.

Nội dung của chương này nói về nhiệm vụ đặt ra các bước tiến hành và kết quả của công tác địa vật lý, đối chiếu với kết quả kiểm tra qua công tác khoan khai đào

Qua đây em xin bày tỏ lòng biết ơn đến PGS.Nguyễn Trọng Nga,K.sTrần Thiên Nhiên đã tần tình giúp đỡ trong suốt thời gian thực tập và quátrình hoàn thành đồ án, đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến Liên đoàn Địachất xạ hiếm đã tạo điều kiện cung cấp tài liệu để em hoàn thành đồ án này

Do thời gian và kiến thức bản thân có hạn nên đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót,em rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của các thầy cô cũng như các bạn đồng nghiệp

Hà nội, ngày 15 tháng 6 năm 2016

Sinh viên

Nghiêm Đình Quyết

CHƯƠNG I:

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN VÙNG

NÀ TÒNG – TỦA CHÙA – ĐIỆN BIÊN

I.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ NHÂN VĂN

1.1.1.Vị trí địa lý

Vùng nghiên cứu nằm trong địa phận xã Mường Báng huyện Tủa

Chùa, tỉnh Điện Biên (Hình 1-1), được thể hiện trên bản đồ địa hình tỷ lệ

1:50.000 hệ toạ độ VN.2000 tờ Tủa Chùa (ký hiệu F.48 51-B), diện tích khảosát được khoanh tại các điểm khống chế A, B, C, D có to ạ độ như sau: độ như sau: nh sau: ư sau:

Hình 1-1 Vị trí vùng nghiên cứu (tứ giác ABCD)

1.1.2 Điều kiện giao thông

Giao thông trong vùng có đường tỉnh lộ nối với quốc lộ số 6 (QL.6)chạy dọc suốt từ Nam lên Bắc diện tích điều tra Từ QL.6 có thể nối với cácđường khác để đến mọi miền trên đất nước như QL.279 Điện Biên Phủ - Lào

Cai, QL.32 Bình Lư- Hà Nội, QL.2 và QL.70 Lào Cai – Hà Nội (Hình 1-2)

Giao thông nội vùng từ QL.6 có đường đất đến các điểm quặng HánChờ, Nà Tòng Mùa khô xe ôtô con và xe tải nhẹ có thể đi lại được, tuy nhiên

đó chỉ là những con đường tạm, rất dốc, nhiều cua gấp, mặt đường hẹp vàxấu nếu có mưa nhỏ xe cũng không đi được Nối liền các bản là những conđường mòn quanh co và rất dốc, việc đi lại, vận chuyển trong vùng chỉ bằngphương tiện ngựa thồ hoặc người mang vác

Hình 1-2: Sơ đồ vị trí giao thông vùng nghiên cứu

1.1.3 Đặc điểm địa hình

Vùng điều tra đánh giá thuộc miền núi Tây Bắc Việt Nam Diện tích củavùng nằm trên dãy núi Pó Kiến có kéo dài theo phương Tây Bắc- Đông Nam.Địa hình của vùng rất hiểm trở vì được hình thành trên nền đá vôi.

Trong vùng đó địa hình thấp nhất là những dải thung lũng hẹp dọc nhưNậm Mu, Nậm Pay với độ cao từ 400- 500m Tại đây nhân dân đã khai phátạo nên những cánh đồng lúa nước như ở Nà Tòng, Rạng Đông

Tiếp theo phần địa hình cao hơn là sườn núi dốc từ 30 - 450, trên bề mặtsườn núi được phủ một lớp đất trồng dày 0,5 đến 5m, rải rác có những chỏm

đá vôi lộ nhô cao một vài mét

Phần núi cao trên 800m là sống núi, trong đó cao nhất là đỉnh Pú Bó1363m, địa hình ở đây mang những nét đặc trưng của địa hình karst.

Hình 1-3: Địa hình từ Nà Tòng đến Hán Chờ

1.1.4 Đặc điểm sông suối.

Diện tích vùng điều tra đánh giá khoáng sản thuộc lưu vực sông Đà,trong đó sông Nậm Mức là một nhánh của sông Đà chảy cách vùng khoảng6km về phía Tây, các suối trong vùng đều là chi lưu của sông Nậm Mức

Suối Nậm Mu là dòng suối lớn nhất và là miền thoát nước chính củavùng Suối có lòng rộng hàng chục mét, phía hạ nguồn nước khá sâu, trongmùa khô cũng đạt 1-2m, bè mảng nhỏ có thể hoạt động được Phía thượngnguồn, đoạn từ Rạng Đông trở lên, nước nông 0,2-0,5m

Suối Nậm Pay là một nhánh lớn của Nậm Mu, suối bắt nguồn từPhương Mun ở phía đông điểm quặng Hán Chờ, chảy theo hướng Nam - TâyNam qua Pá Tòng khoảng 2km thì nhập vào dòng Nậm Mu Suối khá dốc,nhiều thác cao, lòng rộng 5-10m, về mùa khô ít nước có thể lội qua, mùa mưathường có lũ lớn nước sâu và chảy xiết rất nguy hiểm khi vượt suối

Ngoài suối lớn nêu trên, trong vùng có rất nhiều khe, suối nhỏ bắtnguồn từ dãy núi Pó Kiến, các khe suối từ sườn phía Đông đổ vào Nậm Pay,

từ sườn phía tây đổ vào dòng Nậm Mu

Có thể đánh giá chung về mạng lưới khe suối trong vùng là kém pháttriển và là một vùng rất hiếm nước

1.1.5 Đặc điểm khí hậu

Khí hậu trong vùng mang những đặc điểm chung của miền núi TâyBắc Việt Nam là nhiệt đới - gió mùa Thời tiết chia thành hai mùa khô vàmưa có sự khác biệt rõ nét

Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau có đặc điểm chung là rất ítmưa, nhiệt độ trung bình không cao Trong mùa này, khoảng thời gian từtháng 10 đến tháng 1 thường có gió mùa đông bắc, nhiệt độ khá thấp thấp

10 – 20oC, có khi xuống 3 - 5oC độ ẩm không khí cao, thường xuyên cósương mù, đôi khi là mưa phùn Từ tháng 2 đến tháng 4 là mùa gió Lào, thờitiết khô, nóng, nhiệt độ ban ngày từ 25 -350C, cá biệt có ngày lên đến 39oC,ban đêm nhiệt độ xuống khoảng 20- 25oC

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa từ 1000 đến 2000mm,mưa nhiều nhất là vào khoảng tháng 7 với những đợt mưa kéo dài 5-7 ngày

liền Nhiệt độ trong mùa này giao động khá lớn từ 20o đến gần 40oC, thôngthường ban ngày khá nóng nhưng ban đêm mát dịu, nhiệt độ trung bình trongmùa là 250C.

Nhìn chung khí hậu trong vùng khá khắc nghiệt, ảnh hưởng không nhỏđến sản xuất và sức khoẻ của con người

1.1.6 Đặc điểm động thực vật

Phần lớn diện tích điều tra đánh giá là đất trống đồi núi trọc, toàn bộkhu Hán Chờ, Nà Tòng và 3/4 khu Xá Nhè là ruộng nương của đồng bào,trong đó tại các thung lũng ven suối là ruộng bậc thang trồng lúa nước Rừng

tự nhiên còn rất ít phân bố ở trên đỉnh núi cao ở khu Xá Nhè, do địa hìnhhiểm trở nên còn khá nhiều cây gỗ lớn và tương đối rậm rạp Ở khu Nà Tòng,

Pá Tòng nhân dân đã trồng rừng trên những dải đồi thấp, hiện nay một sốcánh rừng trồng bạch đàn, keo lai đã có thể thu hoạch, tương lai có thể đápứng nhu cầu gỗ chống cho sản xuất địa chất và khai thác hầm lò

Động vật rừng rất hiếm gặp, hầu như không còn thú lớn, thú dữ, hiệnnay nạn săn bắt động vật hoang dã đã giảm rất nhiều, đồng bào các dân tộctrong vùng đã biết phát triển chăn nuôi gia súc, gia cầm để làm thực phẩm vàbán ra thị trường

1.1.7 Đặc điểm kinh tế, nhân văn

Diện tích điều tra đánh giá nằm trong vùng kinh tế chưa phát triển,phân tán ở các gia đình, trình độ canh tác chưa cao Tại các huyện lỵ TuầnGiáo và Tủa Chùa có một số cơ sở cơ khí có thể sản xuất các công cụ sảnxuất thô sơ và sửa chữa nhỏ máy móc, phương tiện vận tải

Dân cư trong vùng chủ yếu là người H”Mông, người Thái, ít hơn làngười Kinh, người Khơ Mú

Người H”Mông sinh sống trên các triền núi cao ở Hán Chờ Họ tậptrung thành những cụm nhỏ khoảng vài chục nóc nhà quần tụ ở nơi gần

nguồn nước, mỗi bản có một vài cụm dân cư như vậy Nguồn sống chính củangười H”Mông là nông, lâm sản được sản xuất theo phương thức thủ công, tựtúc, tự cấp Cây lương thực chủ yếu là ngô và lúa được trồng trên nương rẫy,

có ít ruộng lúa nước dạng bậc thang nhưng chỉ cấy lúa một vụ do thiếu nước.Chăn nuôi theo kiểu nhỏ lẻ từng gia đình và vẫn theo tập tục cũ là thả rông,không có chuồng trại, vật nuôi chủ yếu là gà, lợn, dê, ít trâu bò để làm sứckéo Do trình độ canh tác lạc hậu, đất đai cằn cỗi và thiếu nước nghiêm trọngnên năng suất cây trồng, vật nuôi rất thấp, đời sống của đồng bào H”Mông rấtkhó khăn

Người Thái sống ở những dải đồi thấp, trong thung lũng, ven đườnggiao thông chính, tập trung đông nhất ở các bản Nà Tòng, Pá Tòng, HuổiLóng, nguồn sống chính từ sản xuất nông nghiệp Với trình độ canh tác tươngđối tiến bộ, người Thái trồng lúa nước hai vụ trên ruộng bậc thang, có hệthống mương máng tưới tiêu chủ động, năng xuất lúa khá cao Chăn nuôi vẫnnhỏ lẻ trong các gia đình, số lượng gia súc, gia cầm không nhiều, chưa đápứng được nhu cầu thực phẩm hàng ngày của mọi người

Người Khơ Mú với số dân không nhiều, sống cùng với người Thái vàngười Kinh ở Rạng Đông, nghề nghiệp và mức sống cũng tương tự ngườiThái

Người Kinh tập trung đông nhất tại Rạng Đông, ở đây chủ yếu là bàcon nông dân quê Thái Bình theo phong trào đi xây dựng quê hương mới, lênlập nghiệp từ những năm 60 của thế kỷ trước Tại đây bà con vẫn làm nông làchính, ngoài ra còn làm thêm các nghề phụ: mộc, chế biến thực phẩm, dịch

vụ sửa chữa xe máy nông cụ và buôn bán nhỏ Ngoài tụ điểm ở Rạng Đôngcòn một số gia đình ở rải rác ven các đường giao thông chính, sống bằngbuôn bán nhỏ hoặc làm dịch vụ Nhìn chung đời sống của đồng bào Kinh khá

ổn định

Đánh giá một cách tổng quát các điều kiện địa lý tự nhiên, kinh tế, xãhội trong vùng Nà Tòng, Hán Chờ không có gì cản trở lớn đối với các hoạtđộng địa chất và khoáng sản Khó khăn lớn nhất là thiếu nước phục vụ sảnxuất và sinh hoạt sau đó là địa hình hiểm trở đi lại khó khăn

I.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT

Diện tích điều tra, đánh giá nằm trong khối cấu trúc Nậm Cô - Tuần Giáo thuộc miền Tây Bắc Việt Nam, từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu địa chất và khoáng sản đã đề cập đến Lịch sử nghiên cứu địa chấtvùng được chia thành hai giai đoạn Giai đoạn trước năm 1945 do người Pháp thực hiện, và giai đoạn sau năm 1954 do các chuyên gia Liên Xô cũ, và các nhà địa chất Việt Nam thực hiện

1.2.1 Giai đoạn trước năm 1954

Các công trình nghiên cứu địa chất do người Pháp thực hiện phục vụcho việc tìm kiếm và khai thác khoáng sản Trong các tài liệu người Pháp đãcông bố đáng chú ý là các công trình nghiên cứu của Fromaget.J gồm bản đồđịa chất miền Tây Bắc Bộ và Thượng Lào tỷ lệ 1:500.000 (1937), và bản đồđịa chất Đông Dương tỷ lệ 1:2.000.000 (1952)

Nhìn chung các nghiên cứu địa chất và khoáng sản giai đoạn này đãkhái quát được những nét chính về cấu trúc và lịch sử phát triển địa chất củakhu vực

1.2.2 Giai đoạn sau năm 1954

Trong thời gian này nhiều công trình nghiên cứu địa chất đã hoànthành tiêu biểu là bản đồ địa chất Miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1:500.000 , tiếp

đó là loạt tờ bản đồ địa chất Tây Bắc Việt Nam tỷ lệ 1:200.000

Trong công trình BĐĐC miền Bắc tỷ lệ 1:500.000, các tác giả đã táchcác vật liệu Caledon (Fromaget 1937-1952) thành hệ tầng Chiêm Hoá Các

vật liệu “Huron” được xếp vào hệ tầng Bến Khế, hệ tầng Sinh Vinh, còn “đávôi địa di” được xếp vào Carbon sớm (C1).

Trong công tác tìm kiếm khoáng sản, đã có nhiều phát hiện mới hoặclàm rõ triển vọng của những biểu hiện quặng đã biết trước đây Đã phát hiện

và khoanh vẽ vành phân tán vàng sa khoáng bậc II ở thung lũng Rạng Đông.Các khu Hán Chờ, Nà Tòng được xếp vào biểu hiện khoáng hoá, và mới điềutra rất sơ lược (chỉ có 1- 2 công trình khống chế thân khoáng, một số côngtrình chưa khống chế hết chiều dày) Các thân quặng ở đây có hàm lượngPb+Zn thấp từ 2,7 đến 6,9%

I.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, KHOÁNG SẢN

hệ tầng

Tập 2 : (D1np 2) Thành phần gồm đá phiến thạch anh sericit – chloritxen đá phiến sét sericit – chlorit, cát kết thạch anh hạt nhỏ đến trung bình, bị

ép, phân lớp mỏng đến vừa

Tập 3: (D1np 3) Chuyển tiếp lên trên các lớp cát kết thạch anh của tập 2

là hệ lớp dưới gồm đá phiến thạch anh sericit – chlorit xen đá phiến sét sericit– chlorit màu xám, xám lục, đôi chỗ bị vò nhàu, cà nát

Hệ tầng được lập trên cơ sở điệp Bản Páp do Nguyễn Xuân Bao xáclập năm 1969.

Trong phạm vi vùmg điều tra đánh giá, trầm tích của hệ tầng phân bốtrên một dải rộng từ 1 – 4km kéo dài theo phương Tây Bắc – Đông Nam từphía bắc Hán Chờ, đến Xá Nhè

Thành phần của hệ tầng gồm chủ yếu là đá vôi xen vôi sét, sét vôi, đávôi bị hoa hoá, dolomit hoá và đá hoa, chiều dày khoảng 600m

Hệ tầng này quan hệ dưới khớp đều với đá của hệ tầng Nậm Pìa, phíatrên quan hệ kiến tạo với các hệ tầng Bắc Sơn, Cẩm Thuỷ

c Trầm tích hệ Đệ tứ không phân chia (Q)

Các trầm tích Đệ tứ không phân chia gồm các loại: lũ tích (pQ), sườn

lũ tích (dpQ) thường phân bố trong các thung lũng nhỏ, thung lũng hẹp dọctheo suối, khe như ở Nà Tòng, Nậm Mức

Thành phần trầm tích gồm: bột, sét, cát, sạn, mảnh vụn đá tảng lăn có

độ mài tròn kém

Thành phần thạch học phụ thuộc nguồn cung cấp vật liệu

Hiện chưa đủ cơ sở để định tuổi chính xác, vì vậy các tác giả xếp cáctrầm tích này vào hệ Đệ tứ không phân chia

Chiều dày trầm tích khoảng 0,5 – 3m

Tham gia vào Yếu tố cấu trúc Tuần Giáo là các đá lục nguyên của hệtầng Nậm Pìa, đá carbonat của hệ tầng Bản Páp và bazan của hệ tầng CẩmThuỷ Các đá bị uốn nếp đa pha và bị các đứt gẫy phương Tây Bắc-ĐôngNam Bản thân yếu tố cấu trúc này là một phức nếp lồi có phương Tây Bắc-Đông Nam (gần kinh tuyến).

b Đặc điểm các nếp uốn

Nhìn chung yếu tố cấu trúc Tuần Giáo là một phức nếp lồi qui môtương đối lớn, kéo dài phương Tây Bắc-Đông Nam (gần kinh tuyến) chiềurộng 7-10km, được hình thành chủ yếu từ nếp uốn cấp 1 bị đứt gãy sinh saucắt xén, làm biến dạng Điển hình là các nếp uốn:

c Các đứt gãy phá huỷ kiến tạo

* Hệ thống đứt gẫy phương Tây Bắc – Đông Nam

Đứt gãy từ phía bắc Ký Quĩ (ngoài vùng) đến Hán Chờ chạy theohướng đông nam qua bản Huổi Lóng về phía Tuần Giáo Tại khu Hán Chờgặp 7 điểm dăm kết ( HC.205, 206, 178, 150, 1507, 680, 1216), tại khu NàTòng gặp 3 điểm dăm kết (NT.512, 559, 781) Đứt gãy cắm về tây với gócdốc 400, biên độ dịch chuyển thẳng đứng 0,9km Trên ảnh vệ tinh, đứt gãynày được thể hiện bởi hàng loạt hố sụt Đệ tứ kéo dài theo phương đứt gẫy

(Hình 1-4)

Đứt gãy có phương song song với đứt gãy Ký Quĩ - Huổi Lóng, vớichiều dài lớn hơn 10km Đứt gẫy này khống chế rìa phía đông bắc đới quặngchì kẽm Nà Tòng – Xá Nhè Do vậy có thể đứt gẫy này cùng các đứt gẫyxương cá của nó có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành các thânquặng chì - kẽm trong vùng

Các thân quặng chì - kẽm ở Hán Chờ, Nà Tòng đều có phương kéo dàicùng phương với hệ thống đứt gẫy này.

1.3.3 Magma

Trong vùng Nà Tòng và phụ cận ( Phạm vi tờ Bản Mường) chưa thấy xuất hiện khối xâm nhập nào, chỉ có các thể xâm nhập nông dạng đai, mạch xuyên cắt các đá của hệ tầng Nậm Pìa, Bản Páp, việc sắp xếp và định tuổi củachúng hiện vẫn chưa đủ cơ sở Vì vậy xếp chung chúng là những đai mạch chưa rõ tuổi

Trong vùng Nà Tòng gặp các đá magma lộ ở một vài điểm , kích thướccác mạch thường dày 0,5 – 5m, kéo dài 5-15m theo phương á vĩ tuyến Thànhphần của mạch thường gặp là diabas, gabrodiabas có màu xám đen, xanhđen,hạt nhỏ, cấu tạo khối, kiến trúc diabas Thành phần khoáng vật gồm:Plagiocla,pyroxen, biotit ngoài ra còn có thạch anh

Qua nghiên cứu thành phần và đặc điểm thạch hoá, các tác giả bản đồđịa chất 1/50.000 cho rằng các đai mạch trong vùng thuộc nhóm gabro, loạtkiềm vôi

Khoáng sản liên quan chưa thấy có biểu hiện rõ ràng, nhưng các đaimạch này có thể là nguồn dẫn nhiệt cho quá trình thành tạo quặng chì kẽmtrong vùng

1.3.4 Khoáng sản

a Chì, kẽm

Đây là khoáng sản chính trong vùng nghiên cứu Kết quả của công táctìm kiếm phát hiện tỷ lệ 1:10.000 và đánh giá tỷ lệ 1:2.000 đã xác định được

9 thân quặng công nghiệp, 4 thân khoáng hoá nằm tập trung và phân bố trong

đá vôi dolomit hóa của Hệ tầng Bản Páp khu Hán Chờ Quặng chì, kẽm tồn

tại dưới dạng xâm tán, mạng mạch nhỏ đặc sít tập trung thành dạng mạch,ranh giới thân quặng không rõ ràng, quặng có nguồn gốc nhiệt dịch.

b Quarzit

Trong vùng đã phát hiện một tập quarzit sạch, độ chịu lửa cao(17200C) có thể sử dụng trong một số lĩnh vực công nghiệp và xây dựng Điểm quarzit thuộc bản Nà Tòng, Xã Mùn Chung huyện Tuần Giáo,tỉnh Điện Biên Có toạ độ địa lý trung tâm là: 21048’36” Vĩ độ Bắc

103024’10” Kinh độ ĐôngTập quarzit nằm ở phần trên của tập 2 hệ tầng Nậm Pìa, dưới nó là đáphiến sericit- chlorit, đá phiến thạch anh sericit chlorit và các thấu kính cuội

Quarzit lộ thành khối có độ cao 20-60m dày trung bình 120m, cắm vềđông dốc 15-200 Quarzit màu trắng, xám nhạt

Kết quả phân tích silicat (%): SiO2 94,94 – 97,34; Fe2O3: 0,16-0,56;

Al2O3: 0,41-1,68; CaO: 0,13-0,42; P2O5: 0,06-0,08

Kết quả phân tích cơ lý: Cường độ nén khô 1695kg/cm2, cường độkháng kéo 110kg/cm2, hệ số kiên cố 17, lực dính kết 225kg/cm2, góc ma sáttrong 39,80, độ chịu lửa 17200C

c Vật liệu xây dựng

Đá vôi làm vật liệu xây dựng là khoáng sản phổ biến, phong phú nhấttrong vùng

Đá vôi có mặt trong các hệ tầng Bản Páp (D1-2bp), chúng phân bố ở

nửa phía đông vùng Với điều kiện địa lý, giao thông ở đây rất thuận tiện choviệc khai thác và chế biến phục vụ nhu cầu xây dựng

Hình 1-4 Bản đồ địa chất khu vực nghiên cứu

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ÁP DỤNG

PHƯƠNG PHÁP PHÂN CỰC KÍCH THÍCH TÌM KIẾM QUẶNG CHÌ KẼM

II.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN CỰC KÍCH THÍCH

Phương pháp phân cực kích thích là phương pháp nghiên cứu trườngđiện thứ cấp do các quá trình lý hóa xảy ra trong đất đá và quặng sau khi códòng điện một chiều hoặc xoay chiều tần số thấp phóng qua nhằm phát hiệnđối tượng gây nên dị thường này

2.1.1 Hiện tượng phân cực kích thích

Giả sử có một thân quặng dẫn điện nằm trong lòng đất, khi phát dòng Iqua hai cực phát AB ta đo được hiệu điện thế U MN (Hình 2-1) Khi ngắt

dòng I, U MN không giảm về không ngay mà giảm dần theo qui luật gần vớihàm số mũ và tồn tại trong một vài giây đến vài phút Hiệu điện thế thứ cấp

ấy gọi là hiệu điện thế phân cực kích thích U pc Hiện tượng này được nhàĐịa vật lý người Pháp quan sát từ những năm 20 của thế kỷ XX và đượcnghiên cứu thành phương pháp phân cực kích thích và được áp dụng để tìmkiếm các loại khoáng sản có ích

Hình 2-1: Vật quặng phân cực kích thích trong trường điện

2.1.2 Bản chất phân cực kích thích của môi trường đất đá tự nhiên

Trong điều kiện tự nhiên, môi trường đất đá có thể tồn tại vật quặngdẫn điện điện tử hoặc đất đá có các loại dẫn điện ion , khi có dòng điện đi quachúng sẽ bị phân cực dưới dạng như sau:

a Sự phân cực kích thích của vật quặng dẫn điện điện tử nằm trong môi trường đất đá dẫn điện ion

Giả sử có vật quặng dẫn điện điện tử nằm trong môi trường đất đá dẫnđiện ion Khi phát dòng gây phân cực vào môi trường đất đá trên mặt vậtquặng xảy ra hiện tượng phân cực, lớp điện kép vốn có do quá trình phân cực

tự nhiên trên mặt vật quặng bị biến dạng, mặt khác bản thân vật quặng cũng

bị phân cực do quá trình điện phân hình thành các pin yếu tố với các điện cựckhí, đồng thời sản phẩm điện phân kết hợp với vật quặng, xảy ra phản ứngoxy hóa Các quá trình điện hóa trên làm cho hai phía của vật quặng có điệntích trái dấu, sinh ra trường phân cực Khi ngắt dòng các hiện tượng trên khôiphục lại trạng thái ban đầu, trường phân cực này giảm dần về không Hiệntượng trên chỉ xảy ra trên bề mặt vật quặng nên gọi là hiện tượng phân cựcmặt và được đặc trưng bởi hệ số phân cực mặt 

b Sự phân cực của đất đá dẫn điện ion

Đất đá dẫn điện ion gồm các khoáng vật rắn không dẫn điện và nướcdẫn điện ion chứa trong lỗ hổng của đất đá Do sự hấp thụ ở thành khoáng vậtcứng của đất đá trên ranh giới hai pha lỏng và rắn bao giờ cũng hình thànhlướp điện kép Khi thành lỗ hổng trong khoáng vật có sét, nó thường giữ ion

âm làm cho dung dịch dư thừa ion dương Khi phát dòng gây phân cực, hiệntượng phân cực do biến dạng của lớp điện kép và do phân cực nồng độ sẽ xảy

ra, nghĩa là lớp điện kép ở ranh giới môi trường 2 pha bị biến dạng, đồng thờicác ion trong dung dich chuyển động, ion âm linh động hơn sẽ nhanh chóngvượt qua các khe hẹp của lỗ hổng hình thành trong đất đá các miền có nồng

độ khác nhau tạo nên trường phân cực Khi ngắt dòng điện các hiện tượngtrên xảy ra ngược lại làm cho trường điện phân cực giảm dần về không.

Trường phân cực ở đây hình thành trong các miền nhỏ hẹp khắp mọi nơi củađất đá nên hiện tượng này mang tính phân cực khối và môi trường chứa nóđược đặc trưng bởi độ phân cực 

c Sự phân cực kích thích của khoáng vật quặng dẫn điện điện tử xâm tán

Khi có dòng gây phân cực chạy trong môi trường đất đá có quặng dẫnđiện điện tử xâm tán thì xảy ra cả 3 hiện tượng phân cực của khoáng vật dẫnđiện điện tử nằm trong môi trường dẫn điện ion Sự hình thành này xảy ra ởmọi nơi của đất đá nên xét về tổng thể trong không gian hiện tượng phân cựcnày cũng mang tính chất phân cực khối, và môi trường cũng được đặc trưngbởi độ phân cực 

2.1.3 Các quy luật cơ bản của thế phân cực kích thích

a Đặc trưng thời gian

Khi phát trường thế tăng rất nhanh sau đó chậm dần và đạt tới trạngthái bão hoà sau khoảng 2 đến 3 phút Khi ngắt dòng gây phân cực, thế phân

cực giảm dần theo hàm mũ (Hình 2-2) Quá trình suy giảm thế phân cực theo

thời gian sau khi ngắt dòng là một quá trình phức tạp

Hình 2-2 Quy luật giảm thế phân cực kích thích

Khi đưa dòng điện nạp qua đất, tất cả các đối tượng dẫn điện điện tử vàion nằm giữa hai cực phát đều bị kích thích và nảy sinh thế phân cực thứ cấp.Mỗi đối tượng có một thế phân cực kích thích thứ cấp riêng và tổng của chúngtạo ra hiệu thế phân cực mà ta đo được giữa hai điện cực thu Theo định nghĩa

hệ số PCKT là tỷ số hiệu thế PCKT đo được giữa hai cực thu ở thời điểm t nào

đó sau khi ngắt dòng phát và hiệu thế đo được giữa hai điện cực thu khi phátdòng qua đất Tại mỗi điểm đo PCKT quy luật suy giảm thế phân cực theo thờigian cũng chính là quy luật suy giảm hệ số phân cực kích thích

Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm quá trình suy giảm thế PCKT theothời gian đã coi gần đúng quá trình này suy giảm theo quy luật hàm mũ theobiểu thức:

i i p

e e

a t

i

t i

Trong đó: ai - Là biên độ của thành phần i

i - Là hằng số thời gian của thành phần i

N - Là số thành phần tham gia vào thế phân cực

tp- Là thời gian phát dòng qua đất

t - Là thời gian nghiên cứu quá trình suy giảm thế phân cực sau khi ngắt dòng phát

Đây là biểu thức xuất phát để ta xem xét các đặc trưng chính của quátrình suy giảm hệ số phân cực kích thích theo thời gian

b.Đặc trưng mật độ dòng

Dòng điện sinh ra trong quá trình phân cực có chiều ngược với chiềucủa dòng gây phân cực, thực nghiệm cho thấy đo thế phân cực phụ thuộc vàomật độ dòng gây phân cực, cho thấy khi mật độ dòng nhỏ j 0 , 4 A/cm3 thì:

E E j

Trong đó:   là hệ số phân cực mặt,  là hệ số thực nghiệm.

Chứng tỏ khi mật độ dòng nhỏ trường phân cực kích thích tỷ lệ thuậnvới trường gây phân cực

Khi j  0 , 5 A/cm3 thì thế phân cực đạt tới trạng thái bão hoà

2.1.4 Phương pháp đo phân cực kích thích

Các phương pháp đo phân cực kích thích:

- Phương pháp đo mặt cắt phân cực

Khi đối tượng tìm kiếm là các thân quặng dạng vỉa, cắm dốc đứng hoặcgần dốc đứng nằm dưới lớp phủ mỏng (khoảng 10m) ta có thể áp dụngphương pháp đo gradien trung gian Phương pháp này dùng thiết bị gradientrung gian, cực phát AB đóng thành điện cực chùm để đảm bảo tiếp điện tốt.Mạng lưới tuyến đo gồm tuyến trung tâm và các tuyến song song với nó vàcách nó không quá 1/4 AB Đây là phương pháp cho năng suất cao, có thểphát hiện các vỉa mỏng cắm dốc đứng nằm dưới lớp phủ không sâu, thườngđược áp dụng trong giai đoạn tìm kiếm ban đầu

-Phương pháp đo sâu phân cực lưỡng cực trục.

- Phương pháp đo sâu phân cực lưỡng cực trục: là phương pháp đo sâuPCKT bằng hệ thiết bị có MN = a, AM = NB = n.a, AB = (2n + 1).a Trênđoạn tuyến cần đo, tiến hành đo với thiết bị MN = a, AB = NB = a,bước dịch chuyển trên tuyến là a, sau đó tiến hành đo với hệ thiết bị MN = a,

AM = NB = 2a, 3a bước dịch chuyển hệ thiết bị trên tuyến vẫn là a

- Phương pháp đo sâu phân cực lưỡng cực trục (dipole - dipole): Là phươngpháp đo sâu dùng hệ lưỡng cực trục: AB=MN=a; OO’=(n+1)a Phương phápnày hiện được sử dụng hết sức phổ biến ở các nước phương Tây (Mỹ, Đức,Canađa, Úc ) vì nó có ưu điểm là có độ phân giải cao đối với các đối tượng quặng dạng mạch, thấu kính, ổ phát triển xuống sâu Phương phápnày có thể áp dụng trong điều kiện địa hình phức tạp nhược điểm của

phương pháp này là phải phát dòng lớn hơn so với đo sâu đa cực Wenner –Schlumberger Đối với vùng nhiên cứu, quặng chì kẽm tồn tai dạng xâm tán, mạng mạch nhỏ đặc sít, tập trung thành dạng mạch, đới với ranh giới thân quặng không rõ ràng nên chỉ có thể áp dụng phương pháp đo sâu phân cực lưỡng cực trục Đo sâu lưỡng cực được mô tả theo Hình 2-3

Trong đó hệ số thiết bị K được tính theo công thức: K= πan(n+1)(n+2)

C1

a a

2.2.1 Kết quả đo thí nghiệm và đo mẫu trên tuyến qua thân quặng.

a Kết quả đo thí nghiệm.

Để chọn chế độ dòng phát, thời gian phát dòng và thu thế phân cực, lựachọn hệ cực cho phương pháp đo mặt cắt phân cực, phản ảnh rõ nhất đốitượng nghiên cứu là các thân khoáng chì kẽm.

Mô hình được chọn là cọc 0 T.131 cắt qua hào 2, 3 và cọc -1 T.129

Hình 2-4: Kết quả đo mô hình mặt cắt phân cực kích thích T.131

+ Kết quả đo trên vết lộ chọn dòng phát trên tuyến 131 cho thấy với If

 110 mA và thời gian phát dòng xung đổi chiều Tp  16s là đảm bảo khônggây ra mất dị thường phân cực

+ Tại mô hình cọc 0 T.131(hào3); cọc -1 T.129 Kết qủa đặc trưngtrường địa vật lý là hệ số phân cực k đạt từ 3,3  4,5 %, giá trị k thay đổi

950  1600 m, hệ số suy giảm St biến đổi từ 380  460 ms phản ánh đớibiến đổi, đới dập vỡ kiến tạo chứa thân quặng chì kẽm Còn các đá vây quanh

và đá không chứa quặng đều có hệ số phân cực k  2 %, k nhỏ và hệ số St

suy giảm nhanh.

Hình 2-5: Kết quả đo mẫu tham số phân cực kích thích

Kết qủa đo tham số, đo thử nghiệm trên mô hình được thể hiện ở hình

2-4 Cơ sở để khoanh nối các dị thường địa vật lý được căn cứ vào kết qủa đo

tham số điện phân cực và đo thử nghiệm trên mô hình cắt qua các thân quặngchì kẽm Đặc trưng trường địa vật lý phản ánh đới đá biến đổi chứa thânquặng chì kẽm: Hệ số phân cực k cao, k cao và biến đổi, St cao, các thânquặng chì kẽm thường tập trung vào đỉnh dị thường phân cực, đầu lộ vỉa lộlệch về phía cực đại của hệ số suy giảm St

b Kết quả đo mẫu

Mẫu đá và quặng để đo tham số phân cực được lấy ở trong các côngtrình khai đào và vết lộ, trong diện tích nghiên cứu với kích thước 6 x 6 x 5

cm Kết quả đo được thể hiện chi tiết qua bảng kết quả đo mẫu tham số:

Hình 2-6:Mặt cắt địa chất địa vật lý khu Nà Tòng

Dựa vào đặc điểm địa chất và khoáng sản thì quặng chì kẽm chủ yếu nằmtrong đá vôi dolomit hóa Giữa đá vôi chứa quặng chì kẽm và đá vây quanh

có sự khác biệt về hệ số phân cực k khá rõ ràng, chính vì vậy chúng ta cóthể áp dụng tổ hợp phương pháp địa vật lý đo phân cực kích thích cho loạihình khoáng sản này Phương pháp phân cực kích thích cũng là một trongnhững phương pháp tham dò quặng chì kẽm hiệu quả nhất hiện nay

2.2.3 Mô hình lát cắt địa điện.

quặng tại khu vực khảo sát nhằm giúp ích cho việc nghiên cứu và phân tíchcác vùng dị thường địa vật lý Mô hình thân quặng chì kẽm khu vực Nà Tòng– Tủa Chùa – Điện Biên được dựng trên phần mềm giải thuận Res2dmod :

η2,ρ2

η1,ρ1

Hình 2-7 Mô hình địa chất được xây dựng trên phần mềm Res2dmod

Mô hình gồm 2 môi trường là : quặng chì kẽm với giá trị η1,ρ1 , và đất đáxung quanh với giá trị η2,ρ2 Để giúp cho việc nghiên cứu dị thường địa vật lýmột cách chi tiết ta chia mô hình làm 2 trường hợp :

1 Trường hợp 1: Thân quặng có giá trị phân cực và điện trở suất cao hơn

(Ωm, ηm) (Ωm, ηm) (a)

Từ 2 lắt cắt kết quả trên (Hình II-7)được giải ngược trên phần mềmRes2ddiv ta thấy rằng : vùng dị thường là vùng có giá trị phân cực ηk lớn( thể hiện từ màu xanh lá mạ cho đến mầu đỏ ) cho thấy sự khác biệt rõ ràng

so với đá xung quanh còn giá trị điện trở suất thì không có sự phân dị nhiều,khó phân biệt được với đá xung quanh.từ đó ta có thể khoanh vùng đượcvùng dị thường có khả năng chứa quặng

Việc dựng mô hình này sẽ giúp ta có thể giúp ta nghiên cứu dị thường địavật lý trên lý thuyết , từ đó đối chiếu với kết quả thực tế và giúp ta minh giảitài liệu thực tế

Vùng nhiên cứu, quặng chì kẽm tồn tai dạng xâm tán, mạng mạch nhỏđặc sít, tập trung thành dạng mạch, đới với ranh giới thân quặng không rõràng nên cúng ta cần áp dụng phương pháp đo sâu phân cực lưỡng cực trục(dipole - dipole) vì nó có ưu điểm là có độ phân giải cao đối với các đốitượng quặng dạng mạch, thấu kính, ổ phát triển xuống sâu

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN CỰC KÍCH THÍCH TÌM KIẾM QUẶNG CHÌ KẼM VÙNG NÀ TÒNG – TỦA

CHÙA – ĐIỆN BIÊN

III.1 NHIỆM VỤ

Từ đặc điểm lát cắt địa điện mỏ chì kẽm khu vực Nà Tòng – Tủa Chùa

- Điện Biên là vùng núi đá vôi nằm trong diện phân bố của hệ tầng Bản Páp(D1-2bp) Thành phần chính của hệ tầng gồm: đá vôi vi hạt đến hạt nhỏ, phânlớp không đều, chúng thường tạo thành những tập dày vài mét đến vài chụcmét

Các tập đá vôi thường bị biến đổi dolomit hoá, hoa hoá Trong đá vôidolomit hóa có chứa quặng chì - kẽm Quặng chì kẽm ở đây có nguồn gốcnhiệt dịch, tồn tại dạng xâm tán, mạng mạch nhỏ đặc sít tập trung thành dạngmạch, ranh giới thân quặng không rõ ràng Nhiệm vụ của công tác địa vậtvật lý là:

- Khoanh định các dị thường địa vật lý theo diện tích có liên quan với

sự tồn tại của các thân quặng, đới khoáng hoá trên diện tích khảo sát

- Theo dõi các thân quặng theo chiều sâu, xác định sự tồn tại củachúng, làm cơ sở cho việc thiết kế công trình khoan, khai đào

III.2 CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

3.2.1 Thiết bị

Phương pháp phân cực kích thích tiến hành khảo sát trong khu vực sử dụng hệ điện cực lưỡng cực trục đều

Bộ máy đo điện phân cực kích thích bao gồm máy phát DJF – 6 (Hình

III-1), bộ nguồn chỉnh lưu ổn áp WDZ – 6A (Hình III-2) và máy thu DWJ – 2

(Hình III-3)do nhà máy dụng cụ địa chất Bắc Kinh chế tạo Bộ máy này chophép đo tất cả các phương pháp thăm dò điện một chiều thông thường bao

gồm : Phương pháp trường điện thiên nhiên, phương pháp điện trở suất,phương pháp phân cực kích thích.

Máy thu DWJ – 2 (Hình III-3) là thiết bị đo lường được chương trình

hóa trên cơ sở microprocessor, các mạch xử lý tín hiệu analog dựa trên cơ sở

kỹ thuật mới đảm bảo thiết bị có độ nhạy cao, điện trở vào lớn, sai số đo đạcnhỏ và sử dụng thuận tiện

Hình 3-1: Hình chụp mặt máy phát DIF – 6

Hình 3-2: Hình mặt máy chỉnh lưu ổn áp WDZ 6A

Hình 3-3: Hình chụp mặt máy DWJ – 2

3.2.2 Mạng lưới tuyến đo

Công tác khảo sát địa vật lý điện được tiến hành ở khu vực Nà Tòng ở

tỷ lệ 1:2000

Đối tương khảo sát là các đới biến đổi, đới dập vỡ có chứa thân quặngchì kẽm Quặng chì, kẽm tồn tại dạng xâm tán, mạng mạch nhỏ đặc sít tậptrung thành dạng mạch, đới với ranh giới thân quặng không rõ ràng, chiều rộngthân quặng chỉ rông vài mét nên cần bố trí các tuyến đo cắt ngang qua thânquặng, khoảng cách các điểm đo cần đủ nhỏ để phát hiên được các thân quặng.Với yêu cầu trên, mạng lưới tuyến đo được bố trí như sau:

Mạng lưới tuyến đo gồm 1343 điểm đo, được bố trí trên 22 tuyến,trong đó có 20 tuyến chính được ký hiệu từ T.11 đến T.30 và 2 tuyến phụ có

ký hiệu T.21A va T.23A.Các tuyến đo được bố trí song song và cách đềunhau 100m, các điểm trên tuyến cách đều nhau 10m