Đánh giá tiền năng và định hướng quy hoạch thăm dò, khai thác đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố vinh, tỉnh nghệ an

Đặc điểm cấu trúc địa chất tỉnh Nghệ An 13 Chương 2: ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT, CHẤT LƯỢNG ĐÁ VẬT LIỆU XÂY DỰNG THÔNG THƯỜNG, CÁT, CUỘI, SỎI KHU VỰC PHỤ CẬN THÀNH PHỐ VINH, 2.1.. Đặc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

DƯƠNG BÁ HÙNG

§¸NH GI¸ TIÒM N¡NG Vµ §ÞNH H¦íNG QUY HO¹CH TH¡M Dß, KHAI TH¸C

§¸ VËT LIÖU X¢Y DùNG TH¤NG TH¦êNG, C¸T, CUéI, SáI KHU VùC

PHô CËN THµNH PHè VINH, TØNH NGHÖ AN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

DƯƠNG BÁ HÙNG

§¸NH GI¸ TIÒM N¡NG Vµ §ÞNH H¦íNG QUY HO¹CH TH¡M Dß, KHAI TH¸C

§¸ VËT LIÖU X¢Y DùNG TH¤NG TH¦êNG, C¸T, CUéI, SáI KHU VùC

PHô CËN THµNH PHè VINH, TØNH NGHÖ AN

Ngành : Kỹ thuật Địa chất

Mã số : 60520501

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học:

TS NGUYỄN TIẾN DŨNG

HÀ NỘI, 2015

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực

và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào

Tác giả luận văn

Dương Bá Hùng

MỞ ĐẦU 1 Chương 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC VÙNG PHỤ CẬN VINH 7

1.1 Khái quát về vị trí địa lý và lịch sử nghiên cứu địa chất vùng 7 1.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất tỉnh Nghệ An 13 Chương 2: ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT, CHẤT LƯỢNG

ĐÁ VẬT LIỆU XÂY DỰNG THÔNG THƯỜNG, CÁT, CUỘI, SỎI KHU VỰC PHỤ CẬN THÀNH PHỐ VINH,

2.1 Tổng quan về đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi 18 2.2 Đặc điểm phân bố và chất lượng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi vùng phụ cận thành phố Vinh 30 2.3 Đánh giá tài nguyên đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi vùng phụ cận thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An 51 Chương 3: ĐỊNH HƯỚNG QUY HOẠCH THĂM DÒ, KHAI THÁC

ĐÁ VẬT LIỆU XÂY DỰNG THÔNG THƯỜNG, CÁT, CUỘI, SỎI KHU VỰC PHỤ CẬN THÀNH PHỐ VINH 59 3.1 Hiện trạng thăm dò, khai thác, chế biến đá vật liệu xây dựng

3.2 Định hướng quy hoạch thăm dò, khai thác đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố

PHỤ LỤC

Hình 1.1 Vị trí vùng nghiên cứu 7

Bảng 2.1 Chỉ tiêu độ nén dập của đá dăm xây dựng 19

Bảng 2.2 Chỉ tiêu độ mài mòn trong tang quay của đá dăm xây dựng 20

Bảng 2.3 Chỉ tiêu về độ chống va đập của đá dăm xây dựng 20

Bảng 2.4 Tiêu chuẩn về kích thước các loại đá dăm 20

Bảng 2.5 Bảng phân loại cát theo kích thước 22

Bảng 2.6 Thành phần khoáng vật cát 23

Bảng 2.7 Thành phần hóa học 23

Bảng 2.8 Bảng phân loại cát 25

Bảng 2.9 Tiêu chuẩn cát sử dụng trong làm bê tông nặng (theo TCVN1770-75) 28

Bảng 2.10 Tiêu chuẩn cát dùng vữa xây (theo TCVN1770-75) 29

Bảng 2.11 Tiêu chuẩn cát trong công nghiệp thủy tinh (theo TCXD151-1986) 29

Bảng 2.12 Tổng hợp quy mô, đặc điểm các thân cát sỏi Dọc Sông Lam 40

Bảng 2.13 Tổng hợp kết quả đánh giá trữ lượng, tài nguyên đá vật liệu xây dựng thông thường xác định khu vực phụ cận thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An 55

Bảng 2.14 Tổng hợp kết quả đánh giá trữ lượng, tài nguyên cát, cuội sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An 55

Bảng 2.15 Bảng kết quả dự báo tài nguyên đá vật liệu xây dựng thông thường khu vực phụ cận thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An 56

Bảng 2.16 Kết quả dự báo tài nguyên cát, cuội sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An

Bảng 2.17 Bảng tổng hợp kết quả đánh giá tiềm năng tài nguyên đá vật liệu xây dựng thông thường xác định khu vực phụ cận thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An 57

Bảng 2.18 Bảng tổng hợp kết quả đánh giá tiềm năng tài nguyên cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An 57

thăm dũ đỏ VLXD thụng thường, cỏt, cuội, sỏi sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh từ năm 2003 đến nay (thỏng 4/2015)

Phụ lục 2: Danh mục cỏc Cụng ty được UBND tỉnh Nghệ An cấp giấy phộp khai thỏc đỏ VLXD thụng thường, cỏt, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh cũn hiệu lực đến thỏng 4/2015

Sơ đồ địa chất khoáng sản vùng phụ cận thành phố Vinh, Nghệ An

Bản đồ địa chất thực tế và khoáng sản đá ryolit xây dựng

Bản đồ địa chất thực tế và khoáng sản cát sỏi dọc sông cả

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Nghệ An là một trong những tỉnh có diện tích lớn, dân số đông; Tốc độ xây dựng kiến thiết cơ sở hạ tầng phát triển khá nhanh và mạnh; Nên nhu cầu

về vật liệu xây dựng (VLXD) đang ngày càng lớn

Theo quy hoạch phát triển vật liệu xây dựng tỉnh Nghệ An đến năm

2015 và định hướng đến năm 2020 do Viện khoa học Công nghệ vật liệu xây dựng - Bộ xây dựng và Sở xây dựng Nghệ An thành lập và đã được UBND tỉnh phê duyệt thì mục tiêu phát triển phấn đấu đến năm 2015 ngành sản xuất vật liệu xây dựng Nghệ An đạt tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm từ 30÷35% và đến năm 2020 giá trị sản xuất VLXD chiếm tỉ trọng 45% tổng giá trị sản xuất của ngành công nghiệp Để đạt được mục tiêu trên, ngành khai thác

và sản xuất đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi phải đạt công suất khoảng 4 triệu m3

/năm cho mỗi loại vào năm 2015 Dự báo đến năm 2020 mỗi loại sẽ đạt công suất khoảng 6 triệu m3

/năm Như vậy trữ lượng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi cần phải được chuẩn bị để đáp ứng cho nhu cầu khai thác từ nay đến năm 2020 vào khoảng 30 triệu m3

cho mỗi loại

Theo kết quả công tác đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ

lệ 1:200.000; 1:50.000 của Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam trong nhiều năm qua đã phát hiện và khoanh định được diện tích phân bố các thành tạo đá xây dựng, cát, cuội, sỏi trên địa bàn tỉnh Nghệ An Các kết quả đã nghiên cứu cho thấy khu vực phụ cận thành phố Vinh, đặc biệt là các huyện ở phía tây, tây bắc thành phố Vinh (Đô Lương, Hưng Nguyên, Nam Đàn, Thanh Chương) có tiềm năng khá lớn về đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi có thể cung cấp cho việc xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng của thành phố Vinh, các khu đô thị tập trung và các thị trấn huyện Tuy nhiên, cho đến nay chưa có một công trình nghiên cứu nào đề cập một cách đầy đủ và có

hệ thống về đặc điểm phân bố, chất lượng; Đặc biệt là việc nghiên cứu đánh

giá tiềm năng tài nguyên làm rõ triển vọng của các thành tạo đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội sỏi xây dựng khu vực phụ cận thành phố Vinh

Vì vậy, trong thời gian qua mặc dù công tác khai thác và chế biến đá xây dựng đã được các cấp, các ngành của tỉnh Nghệ An và thành phố Vinh rất quan tâm Song, các hoạt động khai thác và chế biến đá xây dựng, cát, cuội, sỏi nhìn chung chưa có những định hướng dựa trên một quy hoạch tổng thể nên dẫn đến việc đầu tư kém hiệu quả, tài nguyên chưa được sử dụng hợp lý, còn gây lãng phí và ô nhiễm môi trường

Việc nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, đặc điểm phân bố, chất lượng và đánh giá tiềm năng nhằm định hướng quy hoạch thăm dò, khai thác,

sử dụng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi trên địa bàn thành phố Vinh nói riêng và tỉnh Nghệ An nói chung là một nhiệm vụ được đặt ra hết sức cấp thiết

Vì vậy học viên lựa chọn đề tài: "Đánh giá tiềm năng và định hướng quy hoạch thăm dò, khai thác đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An” làm đề tài luận văn tốt nghiệp cao học với mong muốn được góp phần vào giải quyết những yêu cầu

mà thực tế sản xuất đòi hỏi

2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu là các thành tạo địa chất liên quan có chứa đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi trên địa bàn khu vực phụ cận thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An

- Phạm vi nghiên cứu bao gồm các huyện phụ cận thành phố Vinh: huyện Nghi Lộc, thành phố Vinh, huyện Hưng Nguyên và huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An

3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, quy mô phân bố, chất lượng

và đánh giá tiềm năng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi làm cơ

sở định hướng quy hoạch thăm dò, khai thác và sử dụng hợp lý chúng trong

xây dựng và phát triển kinh tế - xã hội của thành phố Vinh nói riêng và tỉnh Nghệ An nói chung

4 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

4.1 Tổng hợp, phân tích và khái quát hoá các kết quả đo vẽ bản đồ địa chất khu vực, kết quả tìm kiếm khoáng sản và các công trình nghiên cứu địa chất nhằm làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, vị trí địa tầng của các thành tạo đá xây dựng, cát cuội, sỏi khu vực nghiên cứu

4.2 Nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm phân bố, thành phần vật chất, chất lượng đá xây dựng, cát cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh

4.3 Nghiên cứu đánh giá chất lượng đá xây dựng theo lĩnh vực sử dụng trên cơ sở phân tích các đặc tính cơ lý - kỹ thuật và thành phần hoá học

4.4 Khoanh định và đánh giá tiềm năng đá xây dựng làm cơ sở khoa học cho việc định hướng quy hoạch thăm dò, khai thác và sử dụng hợp lý đá xây dựng, cát cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để thực hiện tốt các nhiệm vụ nêu trên, tác giả dự kiến sử dụng hệ phương pháp sau:

5.1 Áp dụng phương pháp tiệm cận có hệ thống kết hợp với phương pháp nghiên cứu địa chất truyền thống nhằm nhận thức bản chất địa chất của đối tượng nghiên cứu, đặc điểm, qui mô phân bố của các thành tạo đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi

5.2 Tổng hợp, hệ thống hóa, phân tích xử lý tài liệu đo vẽ địa chất, tìm kiếm, thăm dò, khai thác và chế biến đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An

5.3 Sử dụng các phương pháp đánh giá định lượng với sự trợ giúp của một số phần mềm máy tính để đánh giá tài nguyên đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực nghiên cứu

5.4 Sử dụng hệ phương pháp chuyên gia kết hợp phương pháp kinh nghiệm để định hướng công tác thăm dò, khai thác và sử dụng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh

5.5 Sử dụng phương pháp tổng hợp, đối sánh để đánh giá khả năng sử dụng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi trong phát triển kinh tế

- xã hội khu vực phụ cận thành phố Vinh trên cơ sở so sánh với các yêu cầu chỉ tiêu kỹ thuật của chúng

6 NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN VĂN

Kết quả nghiên cứu của luận văn cho phép rút ra được một số điểm mới như sau:

6.1 Kết quả nghiên cứu đã góp phần khẳng định về triển vọng tiềm năng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh Xác định, làm rõ được đặc điểm địa chất, đặc điểm phân bố các thành tạo đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi trên cơ sở phân tích, tổng hợp và sử lý các tài liệu địa chất - khoáng sản

6.2 Khoanh định các khu vực có tiềm năng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi Đồng thời đề xuất quy hoạch thăm dò, khai thác và sử dụng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh

7 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

7.1 Ý nghĩa khoa học

- Góp phần làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, quy mô phân bố và chất lượng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh

- Góp phần hoàn thiện hệ phương pháp dự báo, đánh giá tài nguyên, trữ lượng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh mà còn có thể áp dụng cho các vùng khác có đặc điểm địa chất tương tự

7.2 Giá trị thực tiễn

- Cung cấp cho các cơ quan quản lý và doanh nghiệp về tiềm năng tài nguyên và chất lượng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh làm cơ sở định hướng kế hoạch phát triển kinh tế

xã hội của vùng

- Đề xuất quy hoạch thăm dò, khai thác và khả năng sử dụng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng khoáng sản tại địa phương

8 CƠ SỞ TÀI LIỆU

Luận văn được hoàn thành trên cơ sở nguồn tài liệu thực tế đa dạng và phong phú thu thập trong công tác đo vẽ bản đồ địa chất khu vực tỷ lệ 1:200.000, 1:50.000, 1:25.000, 1:5.000, Các báo cáo kết quả tìm kiếm, thăm

dò, khai thác và chế biến đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi đã tiến hành từ trước tới nay ở khu vực nghiên cứu:

- Hoàng Ưu và nnk, 1983 Báo cáo đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản vùng Bắc Vinh tỉ lệ 1/50.000 Lưu trữ địa chất

- Phan Xuân Kế và nnk, 1982 Báo cáo tìm kiếm vật liệu xây dựng vùng Nghĩa Đàn tỉ lệ 1/25.000 Lưu trữ địa chất

- Quy hoạch phát triển vật liệu xây dựng tỉnh nghệ An đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020.(Viện khoa học công nghệ vật liệu xây dựng & Sở Xây dựng Nghệ An)

- Đề án ''Điều tra đánh giá trữ lượng, chất lượng và quy hoạch khai thác

đá ryolit xây dựng vùng phụ cận Vinh; cát sỏi xây dựng lòng sông vùng Đô Lương, Thanh Chương, Nam Đàn và Nghĩa Đàn giai đoạn 2005 đến 2015" Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Nghệ An

- Danh sách các khu vực cấm, tạm thời cấm hoạt động khoáng sản trên địa bàn tỉnh Nghệ An

- Danh sách các mỏ đang hoạt động trên địa bàn tỉnh Nghệ An

Ngoài ra, tác giả còn được tham khảo các tài liệu về kết quả tìm kiếm, thăm dò, khai thác đá xây dựng của các cơ sở sản xuất địa chất, khai thác mỏ thực hiện, và các tài liệu tìm kiếm khác có liên quan đến vùng nghiên cứu của nhiều tác giả địa chất khác nhau

9 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Luận văn hoàn thành gồm 1 bản lời có khối lượng 78 trang đánh máy vi tính, một số bản vẽ, biểu bảng và phụ lục kèm theo không kể mở đầu và kết luận Luận văn được bố cục làm 3 chương không kể phần mở đầu và kết luận

Chương 1: Đặc điểm địa chất khu vực phụ cận thành phố Vinh

Chương 2: Đặc điểm thành phần vật chất, chất lượng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi khu vực phụ cận thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An

Chương 3: Định hướng sử dụng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi vùng phụ cận thành phố Vinh

Quá trình viết Luận văn đã giúp học viên tổng hợp kiến thức về khoa học địa chất, cũng như vận dụng những kỹ thuật cơ bản từ lý thuyết ra thực tiễn Tuy nhiên, do kinh nghiệm thực tiễn chưa nhiều, kiến thức chuyên môn còn hạn chế, kính mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy giáo và các bạn đồng nghiệp để luËn v¨n được hoàn thiện hơn

Qua đây, học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành, lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Nguyễn Tiến Dũng cùng các thầy cô giáo trong Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, Khoa Địa chất, Trường ĐH Mỏ Địa Chất Hà Nội, sự quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện của Lãnh đạo Sở Công Thương, Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Xây Dựng và các cơ quan liên quan của tỉnh Nghệ

An trong quá trình viết Luận văn

Tác giả xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các nhà khoa học, các nhà địa chất đi trước đã tạo điều kiện thuận lợi cho phép học viên được tham khảo và

kế thừa các kết quả nghiên cứu để hoàn thành luận văn

Chương 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC VÙNG PHỤ CẬN VINH

1.1 KHÁI QUÁT VỀ VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT KHU VỰC

1.1.1 Vị trí địa lý

Vùng phụ cận thành phố Vinh nằm ở phía đông nam tỉnh Nghệ An (vị trí địa lý mang ý nghĩa trung tâm của tỉnh) Phía đông giáp biển Đông, phía đông bắc giáp thị xã Cửa Lò, phía tây huyện Đô Lương, phía tây bắc giáp huyện Yên Thành, phía nam giáp tỉnh Hà Tĩnh, phía tây nam giáp huyện Thanh Chương phía bắc giáp huyện Diễn Châu Địa giới hành chính tỉnh được giới hạn bới các toạ độ địa lý:

18o 35' ÷ 18o 50' kinh độ Đông 105o 25' ÷ 105o 45' vĩ độ Bắc

Hình 1.1 Vị trí vùng nghiên cứu

1.1.2 Đặc điểm địa hình

Vùng phụ cận thành phố Vinh mang sắc thái của cả hai vùng địa hình chính là trung du và đồng bằng ven sông nên địa hình bị chia cắt mạnh Đặc điểm chung nhất là dốc, cao độ địa hình thấp dần từ bắc xuống nam và từ tây sang đông Có thể chia thành kiểu địa hình chủ yếu: Địa hình đồi trung du với đặc trưng phân bố chủ yếu ở phía tây và phía nam của vùng nghiên cứu với đặc điểm là địa hình có độ cao của các đỉnh núi từ 100m đến 421m Sườn núi có độ dốc từ 15o

đến 25o

, cá biệt có nơi dốc 30÷40o

Địa hình đồng bằng ven sông phân

bố phân bố ở lòng sông hoặc dọc hai bên bờ thuộc địa hình dạng bãi bồi thấp hoặc bải bồi cao, bề mặt địa hình bằng phẳng Vào mùa khô, độ cao phân bố của cát sỏi so với mặt nước từ 0,0m đến 3,0m và thường bị ngập nước khi có mưa lũ

C; biên độ chênh lệch giữa ngày và đêm từ 5÷80

C; số giờ nắng trung bình năm 1.500 - 1.600 giờ

Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.000mm, lượng mưa năm lớn nhất là 3.520mm (năm 1989), lượng mưa ngày lớn nhất là 484mm (năm 1931), tháng mưa nhiều nhất trên 1.500mm (tháng 10 năm 1989) Chế độ mưa chia làm hai mùa rõ rệt:

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa tập trung chiếm khoảng 80÷85% lượng mưa cả năm, tháng có lượng mưa nhiều nhất tháng 8, 9 có lượng mưa trung bình 200÷500mm Mùa này thường đi cùng với mùa bão, áp thấp nhiệt đới nên dễ gây ra lụt, ảnh hưởng tới sản xuất và đời sống

Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mưa ít, lượng mưa chiếm khoảng 15÷20% lượng mưa cả năm, tháng khô hạn nhất là tháng 1,2, lượng mưa chỉ khoảng 20÷60mm

Độ ẩm không khí hằng năm ở vùng nghiên cứu khá cao, trung bình năm dao động từ 80÷90%, một số ngày có gió Tây Nam độ ẩm tương đối thấp Độ

ẩm không khí thấp nhất là 15%, độ ẩm không khí cao nhất là 100%

Lượng bốc hơi cả năm trung bình 928mm Tháng 7 là tháng có lượng bốc hơi cao nhất 183mm, tháng 2 có lượng bốc hơi nhỏ nhất 27mm

Chế độ gió (hướng gió thịnh hành) ảnh hưởng tới chế độ nhiệt và có sự phân bố rõ theo mùa Cụ thể:

+ Gió mùa Đông Bắc: Gió mùa Đông Bắc ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến Vinh từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau Gió mùa Đông Bắc làm giảm nhiệt độ đột ngột từ 5 - 100

C so với ngày thường gây tác động xấu đến sản xuất và đời sống

+ Gió Tây Nam khô nóng: là loại hình thời tiết đặc trưng của vùng Bắc Trung Bộ Bình quân số ngày có gió Tây Nam ở Vinh là 30 - 40 ngày/năm, thường bắt đầu từ tháng 5, kết thúc vào tháng 8, cao điểm là tháng 6, 7 Gió Tây Nam có tốc độ gió lớn (20 m/s), lại khô và nóng gây ảnh xấu đến sản xuất

và đời sống sinh hoạt của nhân dân trong thành phố

Vùng phụ cận thành phố Vinh là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão, hằng năm có một vài cơn bão đổ bộ vào với sức gió trung bình cấp 8 - 10 và có khi đến cấp 12 Bão thường xuyên xuất hiện từ tháng 7 đến tháng 11, gây nhiều hậu quả đến sản xuất và đời sống nhân dân trong vùng

1.1.4 Mạng sông, suối

Chế độ thuỷ văn của vùng chịu ảnh hưởng chính của sông Lam, sông Đào, sông Cấm đây là nguồn nước chính phục vụ cho sản xuất, sinh hoạt của

trong vùng Ngoài ra tại vùng phụ cận thành phố Vinh còn có trên 40 hồ đập chứa nước, với trữ lượng khoảng 10,5 triệu m3

có thể cung cấp nước tưới cho khoảng 71% diện tích đất canh tác

Sông Lam: Đoạn chảy qua Nam Đàn và Hưng Nguyên dài khoảng 29

km, chảy quanh co, uốn khúc dưới chân núi Thiên Nhẫn Mùa lũ nước sông dâng cao gây ngập lụt cho các xã vùng ngoài đê Mặt khác nước lũ cung cấp lượng lớn phù sa, góp phần làm sạch môi trường, cải tạo đất

Sông Đào: Chảy từ huyện Nam Đàn sang Hưng Nguyên với chiều dài khoảng 22 km Sông lấy nước từ sông Lam qua cống Nam Đàn, cung cấp nước tưới cho nông nghiệp, thoát lũ nội đồng vào mùa mưa Sông Đào đến thị trấn Hưng Nguyên thì chia thành 2 nhánh chính, một nhánh đổ vào sông Cửa Tiền tại xã Hưng Thái, nhánh còn lại chảy qua Hưng Thông, Hưng Thắng, Hưng Lợi và đổ vào sông Lam tại cống ba ra Bến Thủy

Sông Cửa Tiền (sông Vinh): Bắt nguồn từ vùng núi thấp thuộc địa bàn huyện Nghi Lộc, chảy qua thành phố Vinh với chiều dài 12 km

Sông chảy qua các phường, xã Nghi Kim, Đông Vĩnh, Hưng Chính, đến phường Cửa Nam nhận nước từ sông Đào chảy từ Hưng Nguyên sang, đến phường Hồng Sơn, Vinh Tân và đổ vào sông Lam tại phườngTrung Đô

Sông Rào Đông: Là con sông nhỏ, dài khoảng 11km, chảy từ địa bàn xã Hưng Lộc, Hưng Dũng qua Hưng Hòa và đổ vào sông Lam

Ngoài ra, vùng phụ cận thành phố Vinh còn có hệ thống ao, hồ tự nhiên và nhân tạo khá phong phú như hồ Cửa Nam, hồ Goong đóng vai trò rất tích cực trong việc điều hòa dòng chảy, giảm mức độ ngập lụt và cải tạo vi khí hậu

1.1.5 Lịch sử nghiên cứu địa chất vùng

Trên địa bàn tỉnh Nghệ An từ trước đến nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về địa chất và khoáng sản, bao gồm các công trình nghiên cứu

tổng hợp, các chuyên đề về địa chất, khoáng sản khu vực, các đề án điều tra đánh giá, tìm kiếm, thăm dò khoáng sản chi tiết trên những diện tích hoặc khu mỏ nhất định

Trước năm 1954 đã có một số công trình nghiên cứu địa chất mang tính khu vực của các nhà địa chất Pháp được công bố Đồng thời, một số vùng mỏ cũng được tìm kiếm đánh giá như mỏ than Khe Bố, mangan Núi Thành, sắt Vân Trình, antimon Tà Sỏi, vàng Yên Na, phosphorit nhằm phục vụ trực tiếp cho việc khai thác và sử dụng khoáng sản

Sau hòa bình lập lại (1954), công tác điều tra địa chất khoáng sản đã được tiến hành đồng bộ trên miền Bắc nước ta nói chung và tỉnh Nghệ An nói riêng Công tác khảo sát lập bản đồ địa chất ở các tỉ lệ khác nhau được thực hiện nhằm phát hiện tổng thể các loại khoáng sản trên diện tích và cung cấp tài liệu cho các ngành kinh tế, kỹ thuật Bản đồ địa chất tỉ lệ 1:50.000 miền Bắc Việt Nam được hoàn thành năm 1963 Tiếp sau đó, công tác khảo sát lập bản đồ địa chất khoáng sản tỉ lệ 1:200.000 được tiến hành Đến nay trên địa bàn tỉnh Nghệ An đã có các loại bản đồ địa chất 1:500.000 (1981), bản đồ khoáng sản tỉ lệ 1:500.000 (1982) và bản đồ địa chất tỉ lệ 1:200.000 (1996) được xuất bản Từ năm 1971, bản đồ địa chất tỉ lệ 1:50.000 cũng được thành lập Đến nay, hơn 1/2 diện tích của tỉnh đã được điều tra địa chất khoáng sản

ở tỉ lệ 1:50.000 thuộc các vùng và nhóm tờ: Bắc Quỳ Hợp (1971), Phu Loi (1974), Bản Chiềng (1975), Quỳ Hợp - Nghĩa Đàn (1983), Bắc Vinh (1983), Nam Vinh (1983), Bắc Nghĩa Đàn (1983), Tây Nam Thường Xuân (1984), nhóm tờ Tương Dương (1998), nhóm tờ Mường Xén (2004)

Kết hợp với công tác điều tra lập bản đồ địa chất khoáng sản ở các tỉ lệ, công tác địa vật lý cũng được tiến hành như đo xạ mặt đất, đo tham số vật lý các loại đá, địa vật lý ở các khu vực điều tra khoáng sản Khu vực đồng bằng ven biển đã được đo sâu điện, đo carota lỗ khoan xác định cấu trúc dưới sâu

Nghiên cứu địa nhiệt (1999) đã xác định 6 khu vực có triển vọng địa nhiệt gồm Kim Đa (Tương Dương), Bản Tạt, Bản Khạng (Quỳ Hợp), Nậm Giọn (Tân Kỳ), Giang Sơn (Đô Lương), Bản Bo (Nghĩa Đàn)

Kết quả điều tra địa chất đô thị được tiến hành ở khu vực thành phố Vinh (1997) đã thành lập các bản đồ địa chất - khoáng sản, địa mạo, tân kiến tạo, địa chất thủy văn, địa chất công trình và bản đồ sử dụng đất tỉ lệ 1:25.000 Đây là cơ sở quan trọng trong việc sử dụng hợp lý tài nguyên khoáng sản, đất đai, tài nguyên nước và định hướng quy hoạch thành phố và khu vực lân cận Song song với quá trình khảo sát lập bản đồ địa chất khu vực, công tác điều tra, tìm kiếm thăm dò khoáng sản cũng được tiến hành trên hầu hết các diện tích phát hiện các mỏ, điểm khoáng sản có giá trị trong địa bàn tỉnh nhằm xác định quy mô phân bố cũng như chất lượng, trữ lượng khoáng sản phục vụ cho việc khai thác khoáng sản và cung cấp các thông tin cần thiết cho các ngành kinh tế, kỹ thuật Các khoáng sản chính có giá trị trên địa bàn tỉnh

đã được tìm kiếm, thăm dò gồm thiếc, vàng, chì, kẽm, mangan, monazit, than,

đá quý, đá vôi (đá vôi trắng, đá vôi xi măng, đá vôi xây dựng), nguyên liệu xi măng (sét, cát silic, bazan, sắt phụ gia), phosphorit, barit, kaolin, sét gạch ngói Ngoài các kết quả điều tra của các Đoàn Địa chất, tỉnh Nghệ An đã thực hiện một số đề án điều tra địa chất và thăm dò khoáng sản nhằm định hướng cho công tác quy hoạch và quản lý, bao gồm:

- Đề án khảo sát đánh giá trữ lượng, chất lượng mỏ sét cao lanh tại xã Nghi Văn, huyện Nghi Lộc và xã Trù Sơn, huyện Đô Lương được UBND tỉnh phê duyệt tại Quyết định số 5013/QĐ-UBND.ĐC ngày 27/12/2006

- Đề án "Điều tra, đánh giá trữ lượng, chất lượng và quy hoạch đá ryolit xây dựng vùng phụ cận vinh; cát, sỏi lòng sông vùng Đô Lương, Thanh Chương, Nam Đàn và Nghĩa Đàn giai đoạn 2005÷2015" được UBND tỉnh phê duyệt tại Quyết định số 1840/QĐ-UBND.ĐT ngày 26/5/2006

- Đề án "Điều tra, đánh giá trữ lượng, chất lượng quặng sắt trên địa bàn tỉnh Nghệ An" được UBND tỉnh phê duyệt tại Quyết định số 3470/QĐ-UBND.ĐC ngày 22/9/2006

- Đề án "Điều tra, đánh giá trữ lượng, chất lượng và quy hoạch thăm dò khai thác đá vôi trắng vùng Quỳ Hợp, Quỳ Châu, Tân Kỳ và Con Cuông" được UBND tỉnh phê duyệt tại Quyết định số 3469/QĐ-UBND.ĐC ngày 22/9/2006

- Đề án quy hoạch phát triển ngành công nghiệp xi măng của tỉnh Nghệ

An đến năm 2010 và 2015 được UBND tỉnh phê duyệt tại Quyết định 3406/QĐ-UBND.CN ngày 31/8/2007

- Đề án khảo sát quy hoạch các loại phụ gia xi măng Đô Lương và phát triển công nghiệp xi măng Nghệ An được UBND tỉnh phê duyệt tại Quyết định số 1513/QĐ-UBND.CN ngày 08/4/2008

- Phần lớn diện tích điều tra đánh giá (khu vực phụ cận thành phố Vinh)

đã được đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 thuộc nhóm tờ Bắc Vinh Những công trình này được thực hiện trong những năm 1980-

1981, nên khoáng sản vật liệu xây dựng đặc biệt là đá xây dựng và cát sỏi xây dựng chưa được quan tâm đúng mức Đối với đá ryolit mới chỉ ra được vị trí địa tầng chứa đá ryolit, chưa khoanh định được vị trí của các thân ryolit đạt tiêu chuẩn đá vật liệu xây dựng thông thường, chưa đánh giá được tiềm năng, quy mô và chất lượng của chúng Đối với cát, cuội sỏi xây dựng: Các công trình này chỉ mới đề cập sơ bộ, chưa đi sâu nghiên cứu để đánh giá được tiềm năng, chất lượng và chưa khoanh định được những thân cát sỏi đạt quy mô khai thác công nghiệp Nhìn chung, các tài liệu điều tra nghiên cứu chỉ đáp ứng được yêu cầu sử dụng cho từng mỏ và trong nhưng giai đoạn nhất định

1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, KHOÁNG SẢN KHU VỰC PHỤ CẬN THÀNH PHỐ VINH

Khu vực phụ cận thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An được xác định theo quy hoạch phát triển vật liệu xây dựng tỉnh Nghệ An đến năm 2015 và định

hướng đến năm 2020 do Viện khoa học Công nghệ vật liệu xây dựng - Bộ xây dựng và Sở xây dựng Nghệ An thành lập đã được UBND tỉnh phê duyệt tại Quyết định số 1840/QĐ-UBND.ĐT ngày 26/5/2006 bao gồm một phần địa giới hành chính các huyện Nghi Lộc, thành phố Vinh, Hưng Nguyên và huyện Nam Đàn Theo kết quả đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản đã tiến hành cho thấy khu vực phụ cần thành phố Vinh có mặt khá đa dạng các thành tạo địa chất từ Paleozoi đến Kainozoi, trong đó các trầm tích Kainozoi chiếm khối lượng chủ yếu

1.2.1 Địa tầng

Giới Paleozoi

Hệ Ordovic, Thống trên - Hệ Silur, Thống dưới

Hệ tầng Sông Cả (O3-S1sc) Trầm tích hệ tầng Sông Cả phân bố với khối lượng không lớn, rải rác ở phía nam, tây nam, đông nam khu vực nghiên cứu Các đá có đặc trưng bằng tính phân nhịp và bị biến chất với mức độ khác nhau, trong khu vực nghiên cứu chỉ có mặt các đá trầm tích được xếp vào hệ tầng Sông Cả, phân hệ tầng dưới

Phân hệ tầng Sông Cả dưới (O3-S1sc2): Thành phần chủ yếu gồm: Đá phiến thạch anh sericit, đá phiến thạch anh mica hạt nhỏ, xen kẽ lớp mỏng quarzit

Chiều dày của hệ tầng Sông Cả dưới khoảng 1800m

Hệ Triat, Thống giữa, Bậc Anizi

Hệ tầng Đồng trầu (T2ađt)

Các thành tạo hệ tầng Đồng Trầu phân bố tập trung chủ yếu ở phía tây bắc, tây nam khu vực nghiên cứu tại thành các dải núi có quy mô khá lớn Dựa vào đặc điểm thành phần thạch học, các đá của hệ tầng Đồng Trầu được chia thành hai tập: Tập 1 (T2ađt1) gồm 2 hệ lớp:

- Hệ lớp dưới phân bố thành 2 dải kéo dài liên tục dọc hai bên sườn của dải núi Đại Huệ, thành phần các đá chủ yếu là cuội kết, cát kết, bột kết màu

nâu xám, nâu tím xen các lớp đá phiến sét màu xám đen Các thành tạo thuộc

hệ lớp dưới, tập 1, hệ tầng Đồng Trầu ít có giá trị làm đá vật liệu xây dựng

Chiều dày của hệ lớp dưới từ 250÷ 300m

- Hệ lớp trên phân bố thành dải kéo dài liên tục dọc theo đường phân thuỷ của dải núi Đại Huệ Thành phần các đá chủ yếu là đá ryolit dạng forphyr, ryolit ẩn tinh bị ép dạng phân lớp và dạng khối, xen kẹp các lớp, thấu kính đá cát bột kết, sạn kết chứa tuf Đây là địa tầng chứa đá ryolit xây dựng cần tập trung điều tra đánh giá

Chiều dày hệ lớp 200 ÷ 300m

Tập 2 (T2ađt2): Các thành tạo thuộc tập 2, hệ tầng Đồng Trầu phân bố thành dải về phía bắc - đông bắc của khu vực nghiên cứu, thành phần đá chủ yếu là cát bột kết xen đá vôi phân lớp mỏng đến dày, phiến sét, sét vôi Các thành tạo thuộc tập 2 cũng Ít có giá trị làm đá vật liệu xây dựng Chiều dày tập 2 khoảng 400÷450m

Giới Kainozoi

Hệ Đệ Tứ (Q) Trầm tích Đệ Tứ phân bố thành từng dải khá rộng, tại những đoạn sông

bị uốn cong, dọc theo sông Cả, gồm các thành tạo sau:

- Trầm tích thềm bậc I (QII-II): Phân bố dọc theo hai bờ sông Cả Bề mặt thềm bậc I khá bằng phẳng, cao hơn mực nước sông từ 3÷5m Chiều dày trầm tích từ 6,0÷8m, gồm cuội lẫn sạn sỏi, cát hạt thô và các lớp mỏng sét, phía trên là sét pha cát màu xám nâu, nâu vàng

- Trầm tích bãi bồi (QIV): Phân bố thành các dải dọc theo hai bên bờ sông, chủ yếu ở các đoạn uốn khúc của dòng chảy hiện tại Các bãi bồi có chiều dài từ 500÷1000m, chiều rộng từ 50÷200m, cao hơn mực nước sông từ 0,5m đến 1,5m Thành phần trầm tích gồm sạn, cát hạt thô, hạt trung, hạt mịn, lẫn sét, bùn, màu xám nâu, xám vàng; chiều dày 3÷5m Đây là đối tượng chứa cát, sạn, cuội, sỏi trong khu vực nghiên cứu

- Trầm tích lòng sông (QIV): Phân bố dọc theo lòng sông, diện phân bố khá rộng từ 100m đến 150m, thành phần trầm tích gồm: cát, bột, sét lẫn mùn hữu cơ màu xám, chiều dày 1÷3m

ép định hướng Đá tạo thành các lớp hoặc thấu kính xen trong đá trầm tích lục nguyên thuộc hệ lớp trên, tập 1 của Hệ tầng Đồng Trầu

1.2.3 Đặc điểm kiến tạo

Nhìn tổng thể khu vực nghiên cứu có cấu tạo là một đơn nghiêng, các đá chủ yếu cắm về phía tây nam với gốc dốc khá lớn, dao động trong khoảng từ 50 đến 700

Do hoạt động của các hệ thống đứt gãy và hoạt động của magma phun trào xảy ra khá mạnh mẽ nên đã làm cho các đá bị uốn lượn phức tạp, tạo nên các nếp uốn cục bộ

Trong khu vực nghiên cứu tồn tại hai hệ thống đứt gãy chính: Hệ thống tây bắc - đông nam và hệ thống gần đông tây (á vĩ tuyến)

Hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam phát triển mạnh mẽ, hoạt động trong nhiều pha tạo thành đới phá hủy đứt gãy kéo theo cùng phương Hệ thống đứt gãy này đóng vai trò là đường dẫn và là yếu tố khống chế hoạt động phun trào khu vực phụ cận thành phố Vinh

Hệ thống đứt gãy phương gần đông - tây (phương á vĩ tuyến) phát triển muộn hơn các thành tạo phun trào Chúng chia cắt, làm dịch chuyển các đá phun trào và làm phức tạp hoá cấu trúc của vùng

a Đá vật liệu xây dựng thông thường

Kết quả khảo sát cho thấy đá làm vật liệu xây dựng thông thường chủ đạo ở khu vực phụ cận thành phố Vinh là các đá phun trào ryolit, hiện tại đã khoanh định được diện phân bố đá ryolit kéo dài liên tục theo hướng tây bắc - đông nam dọc theo dải núi Đại Huệ từ địa phận xã Nhân Sơn, huyện Đô Lương đến xã Hưng Tây, huyện Hưng Nguyên với chiều dài khoảng 28 km, lộ trên mặt nơi rộng nhất ở Nam Anh, Nam Xuân khoảng 1300m, nơi hẹp nhất ở Nam Hưng khoảng 150m; chiều rộng trung bình 800 ÷ 900m Ngoài ra, ở xã Hưng Tây, Hưng Yên còn có các thể đá ryolit phân bố độc lập Tổng diện tích phân

bố đá ryolit xác định được 31,6 km2

, trong đó một số nơi xen kẹp các thấu kính

đá lục nguyên cát, bột kết chứa tuf Tỷ lệ đá lục nguyên xen kẹp chiếm khoảng 10% trong diện tích phân bố đá ryolit Đá ryolit nằm chỉnh hợp hoặc xuyên cắt

đá vây quanh là trầm tích lục nguyên cát, bột kết

b Cát, cuội, sỏi làm vật liệu xây dựng

Kết quả điều tra tỷ lệ 1:25.000 cho thấy tiềm năng cát sỏi xây dựng trong khu vực nghiên cứu phân bố chủ yếu dọc theo các sông lớn, chúng phân

bố gần như liên tục, vào mùa khô mực nước thấp đa số các thân cát, sỏi đều được lộ trên mặt, chỉ một phần nhỏ bị ngập nước Kích thước, hình dáng của các thân cát, sỏi phụ thuộc vào địa hình mà nơi đó cát sỏi tích đọng, đa số đều

có dạng kéo dài dọc theo bờ sông Đối tượng địa chất chứa cát sỏi có ý nghĩa khai thác đa số là các bãi bồi thấp, chỉ một số ít thuộc bải bồi cao, phân bố dọc theo hai bên bờ sông

Chương 2 ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT, CHẤT LƯỢNG ĐÁ VẬT LIỆU XÂY DỰNG THÔNG THƯỜNG, CÁT, CUỘI, SỎI KHU VỰC

+ Đá hộc: Là loại đá cục có kích thước lớn (> 80mm) thường được dùng để làm đá xây lót, đá lát đường, đá xây tường, kè cầu cống

+ Đá dăm: Là tập hợp các cục đá có kích cỡ trong phạm vi từ 0÷80mm (theo tiêu chuẩn ISO hoặc AFNOR) Loại đá này có được nhờ nổ mìn khai thác mỏ đá sau đó được sử lý bằng các phương pháp cơ giới đập hoặc nghiền, dùng máy sàng phân chia theo kích cỡ

Đối với đá sử dụng làm vật liệu xây dựng thông thường thì tuỳ theo từng lĩnh vực sử dụng khác nhau mà yêu cầu về tiêu chuẩn và chất lượng cũng khác nhau Các loại đá có nguồn gốc trầm tích thường có cường độ kháng nén thấp, chỉ đáp ứng được các yêu cầu sử dụng dân dụng với chỉ tiêu

kỹ thuật và công nghệ bình thường Ngày nay, rất nhiều công trình đòi hỏi phải có vật liệu đảm bảo chất lượng cao trong xây dựng như: Nhà cao tầng, đường cao tốc , chất lượng kỹ thuật cũng đòi hỏi cao hơn Đá sử dụng làm vật liệu xây dựng có nguồn gốc magma có thể đáp ứng tốt các yêu cầu đó, chính vì vậy mà nhu cầu về các loại đá vật liệu xây dựng có nguồn gốc

magma sẽ ngày một tăng lên Khi xem xét đánh giá chất lượng của đá cần chú

ý đến các yêu cầu chính sau: Độ bền cơ học ở trạng thái khô, trạng thái bão hoà, độ mài mòn, độ dai, tỷ trọng, thể trọng, độ lỗ hổng, độ hút nước tự do

- Giới hạn kháng nén (cường độ kháng nén) là chỉ tiêu cơ bản quan trọng nhất của đá xây dựng Theo tiêu chuẩn Việt Nam, cường độ kháng nén phải bằng hoặc lớn hơn 800kG/cm2

Nhưng nếu để làm bê tông mác cao (300#÷400#) và cốt thép cường độ lớn (4200÷5000kG/cm2

) thì giới hạn kháng nén của đá phải đạt 800 ÷1300kG/cm2

Chỉ tiêu độ mài mòn trong tang quay của đá dăm xây dựng

Bảng 2.2

Mác đá dăm

Độ mài mòn trong tang quay (%)

Đá cacbonat Magma, biến chất và đá

Chỉ tiêu về độ chống va đập của đá dăm xây dựng

Bảng 2.3 Mác đá dăm chống va đập Vđ - 40 Vđ - 50 Vđ - 75

Số lượng hạt mềm yếu và phong hoá trong đá dăm không được lớn hơn 10% khối lượng đá Riêng đối với bê tông mác dưới 300# và đệm đường sắt

có thể đến 15%

- Độ sạch của đá: Cốt liệu bê tông phải sạch, không được lẫn bụi, bùn

và các chất hữu cơ khác, đặc biệt là không được để màng sét bọc xung quanh hòn đá Các qui định cụ thể như sau:

+ Hàm lượng sét, bùn, bụi trong đá dăm đối với bê tông mác dưới 300#: < 2%, đối với bê tông mác 300# và cao hơn: < 1%

+ Hàm lượng oxyt silic vô định hình trong đá dăm làm cốt liệu bê tông nặng thông thường không được quá 50 milimol/1000ml Na0H

+ Hàm lượng tạp chất sulfat, sulfit (tính theo hàm lượng S03) không vượt quá 1%

+ Tạp chất hữu cơ có trong dăm, sỏi làm bê tông khi thí nghiệm bằng phương pháp so màu không được đậm hơn màu chuẩn

Khu vực phụ cận thành phố Vinh đá vật liệu xây dựng chủ yếu là đá ryolit xây dựng phân bố ở các huyện Đô Lương, Hưng Nguyên, Nam Đàn và thành phố Vinh dùng để xây đập và rải đường

2.1.1.2 Khái niệm về cát và phân loại

Cát là sản phẩm phong hóa cơ học nguồn gốc tự nhiên bao gồm các hạt đá và khoáng vật nhỏ và mịn Kích thước các hạt cát theo đường kính trung bình nằm trong khoảng từ 0,0625 mm tới 2 mm (thang Wentworth sử dụng tại Hoa Kỳ) hay từ 0,05 mm tới 1 mm (thang Kachinski sử dụng tại Nga và Việt Nam hiện nay) Một hạt vật liệu tự nhiên nếu có kích thước nằm trong các khoảng này được gọi là hạt cát Lớp kích thước hạt nhỏ hơn kế tiếp trong địa chất học gọi là bột với các hạt có đường kính nhỏ hơn 0,0625 mm cho tới 0,004 mm hoặc bụi (Nga) với các hạt có đường kính nhỏ hơn 0,05 mm cho tới

0,001 mm Lớp kích thước hạt lớn hơn kế tiếp là sỏi với đường kính hạt nằm trong khoảng từ 2 mm tới 10 mm (Mỹ) hay từ 1 tới 3 mm (Nga)

* Phân loại cát:

1 Phân loại theo kích thước

Dựa trên kích thước hạt, cát được phân chia tiếp thành các loại sau

Bảng 2.5 Bảng phân loại cát theo kích thước

Kích thước (mm)

Thang đo

0,0625 ÷ 0,125

Cát rất thô

Kachinski

0,05 ≤ Cát mịn ≤ 0,25

sự phân chia các lớp phụ nằm tại các số nguyên

2 Phân loại cát theo thành phần

Dựa vào thành phần các nhà nghiên cứu phân cát ra thành các loại sau:

Ở Mỹ phổ biến cách phân loại của Petizon (1949) chia cát thành 5 nhóm: Quaczit, Quaczit – felspat, Acko, Á grauvac, Grauvac

Ở Liên Xô phổ biến cách phân loại của Svetxôp (1948) Chia trầm tích thành 3 nhóm: Cát đơn khoáng, cát ít khoáng, cát đa khoáng:

a Cát đơn khoáng

Phổ biến nhất trong các loại cát đơn khoáng là cát thạch anh, có thành phần thạch anh chiến trên 90% thành phần Ngoài ra, còn gặp các khoáng vật bền vững bền như: zircon, tuamalin, apatit, các mảnh đá silit, quaczit,

mutcovit, felspat Hạt vụn thường có độ chọn lọc cao, độ mài tròn tốt, kích thước tương đối đồng đều và thường là loại hạt vừa và hạt nhỏ

Cát kết thạch anh thường có màu trắng, xám, phớt hồng, phớt lục, phớt vàng… Tùy theo thành phần khoáng vật hỗn hợp phân tán (chi tiết thành phần khoáng vật, hóa học một số loại cát thể hiện trong bảng 2.6, 2.7)

Cát thạch anh đặc trưng cho trầm tích ven biển, ven hồ, tam giác châu

b Cát ít khoáng

Tùy theo thành phần và nguồn gốc có thể chia ra làm 2 loại:

Cát thạch anh – acko (có tác giả còn gọi là cát kết dạng Acko) Thành phần khoáng của hạt vụn chủ yếu là thạch anh (50÷90%), Felspat (10÷50%) phần lớn là các loại plagioclas axit và felspat kali (microlin, octoclas) Ngoài

ra còn gặp các khoáng vật phụ rutin, mica, tumalin, apatit, zircon, gloconit và các mảnh đá silit, quaczit, granitoit…

Cát thạch anh – grauvac: là một loại đá đa khoáng, thành phần hạt vụn ngoài ra thạch anh (50÷90%), rất giàu khoáng vật màu (pyroxen, amfibon, biotit) và các mảnh vụn các đá magma, biến chất, tuf, trầm tích

c Cát đa khoáng

Tùy theo thành phần và nguồn gốc có thể chia ra làm 2 loại:

Cát acko: thành phần khoáng vật của hạt vụn chủ yếu gồm: Thạch anh (<50%), felspat thường là feslpat kali và plagioclas axit (50÷90%) và một số lượng đáng kể các mảnh vụn đá silit, quaczit, granitoit, các khoáng vật phụ mica, tuamalin, zircon, apatit… cát thường có màu xám trắng phớt hồng Cát Grauvac: cát này là sản phẩm phá hủy của đá magma bazơ, thành phần hạt vụn gồm thạch anh (dưới 50%), flespat (plagioclas bazơ, trung tính) khoáng vật màu (biotit, pyroxen, amfibon…) các mảnh đá macma bazơ

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều nhà nghiên cứu phân loại cát theo tỷ lệ thành phần khác nhau Dưới đây một số các phân loại của một số nhà nghiên cứu:

II Dạng acko: thạch anh>70%, Felspat: 10-25%

III Acko: Thạch anh<70, Felspat>50

IV Dạng grauvac: thạch anh>70%, Felspat<10%

phẩm phá hủy của magma axit);

Grauvac (sản phẩm phá hủy của magma bazơ)

I Đơn khoáng: Thạch anh 90-100%

II Ít khoáng:

anh>50%;Felspat và các mảnh graniotit<50%

- Grauvac: Thạch anh >50;

Felspat và các khoáng vật màu <50

III Đa khoáng:

- Acko: Thành phần thạch anh 10-50%, Felspat và các mảnh granitoit 90-50%

- Grauvac: thành phần thạch anh 10-50%, Felspat

và các mảnh magma bazo khoáng vật màu 90-50%

- Acko –grauvac

- Grauvac - Acko

I Đơn khoáng: Thạc anh , felspat, vụn đá

II Ít khoáng: Thạch anh- felspat; felspat – thạch anh; thạch anh vụn đá

III Đa khoáng Acko Grauvac

Đá acko

* Các kiểu loại hình nguồn gốc cát:

Cát được hình thành trong điều kiện địa lý địa chất và môi trường khác nhau nên chúng có quy mô và chất lượng cũng khác nhau Theo các nhà địa chất, cát có các kiểu nguồn gốc sau:

1 Cát biển

Cát biển thường phân bố ở bãi biển, ven biển, diện tích phân bố rộng, chiều dày lớn và ổn định Đặc trưng của cát ở biển là có độ mài mòn tốt, thành phần đơn khoáng, kích thước hạt đồng đều, phân lớp phức tạp: xiên chéo sóng xiên… trên mặt có dấu viết gợn sóng Cát biển thường chứa nhiều

di tích sinh vật của biển

2 Cát sông

Cát sông thường nằm trong các trầm tích bãi bồi và phổ biến ở vùng hạ lưu Đặc trưng cát sông là có độ chọn lọc mà mài mòn kém, kích thước hạt không đồng đều, lẫn cả vật liệu bột, sét, sỏi độ chặt sít kém, phân lớp xiên chéo, sóng xiên đơn giản Thành phần cát sông đa khoáng, chứ nhiều di tích sinh vật nước ngọt, động vật trên cạn, tàn tích thực vật (thân, cành cây) hoa than

Trầm tích sông thường phân bố dải hẹp kéo dài, độ ổn định kém

3 Cát hồ

Cát hồ thường phân bố ở vùng ven hồ, diện tích hẹp, chiều dày nhỏ Thành phần của cát thường đơn khoáng, độ chọn lọc mài mòn tương đối tốt Cấu tạo cát ở hồ thường là phân lớp xiên chéo, sóng xiên, giống như ở biển nhưng chiều dày của mỗi lớp hoặc các lớp nhỏ hơn Di tích hữu cơ thường là sinh vật nước ngọt, thực vật bảo tồn tốt

4 Cát sa mạc

Cát sa mạc thành tạo do không khí có gió, nên đặc trưng của cát là có độ chọn lọc kém, thành phần đơn khoáng, trên bề mặt cát thường có vết khía mờ, phổ biến phân lớp sóng xiên kiểu do gió và hầu như không có di tích hữu cơ

5 Cát băng hà

Cát băng hà phân bố ở vùng núi cao hay vùng cực Đặc trưng của trầm tích cát do băng hà là đồ mài mòn chọn lọc kém, thường lẫn nhiều vật liệu sét, cuội sỏi, hầu như không chứ di tích hữu cơ Thành phần của cát do băng hà chủ yếu là kế thừa thành phần đá gốc bị bóc mòn

Cát được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như xây dựng, giao thông, sản xuất thuỷ tinh v.v Dưới đây là một số lĩnh vực sử dụng chính và yêu cầu chất lượng

- Cát được sử dụng trong xây dựng và làm đường giao thông như là vật liệu tạo nền móng và vật liệu xây dựng trong dạng vữa (cùng vôi tôi hay xi măng) Một vài loại cát (như cát vàng) là một trong các thành phần chủ yếu trong sản xuất bê tông Trong bảng 2.9, 2.10 dẫn ra tiêu chuẩn cát sử dụng trong làm bê tông nặng theo TCVN 1770-75 và tiêu chuẩn cát dùng vữa xây theo TCVN1770-

75

- Trong ngành công nghiệp sản xuất thuỷ tinh, cát là một trong các thành phần phối liệu chính Tiêu chuẩn cát sử dụng trong làm phối liệu sản xuất thuỷ tinh

- Cát tạo khuôn là cát được làm ẩm bằng nước hay dầu và sau đó tạo hình thành khuôn để đúc khuôn cát Loại cát này phải chịu được nhiệt độ và

áp suất cao, đủ xốp để thoát khí và có kích thước hạt nhỏ, mịn, đồng nhất, không phản ứng với kim loại nóng chảy

- Cát đã phân loại bằng sàng lọc cũng được dùng như là một vật liệu mài mòn trong đánh bóng bề mặt bằng phun cát áp lực cao hay trong các thiết

- Các loại đất cát thích hợp cho một số loại cây trồng như dưa hấu, đào, lạc cũng như là vật liệu được ưa thích trong việc tạo nền móng cho các trang trại chăn nuôi bò sữa vì khả năng thoát nước tốt của nó

- Cát được sử dụng trong việc tạo cảnh quan như tạo ra các ngọn đồi và núi nhỏ, chẳng hạn trong xây dựng các sân golf

- Cát được dùng để cải tạo các bãi tắm

Bảng 2.9 Tiêu chuẩn cát sử dụng trong làm bê tông nặng (theo TCVN1770-75)

1 Sét, á sét, các tạp chất khác ở dạng cục Không Không Không

2 Lượng hạt trên 5mm, tính bằng % khối

lượng cát không lớn hơn

3 Hàm lượng muối gốc Sunfat tính ra

SO3, tính bằng % khối lượng cát, không

lớn hơn

4 Hàm lượng Mica, tính bằng % khối

lượng cát, không lớn hơn

5 Hàm lượng bùn, bụi, sét, tính bằng %

khối lượng cát, không lớn hơn

Bảng 2.10 Tiêu chuẩn cát dùng vữa xây (theo TCVN1770-75)

4 Khối lượng thể tích xốp, tính bằng kg/m3, không

5 Hàm lượng muối gốc Sunfat tính ra SO3, tính

bằng % khối lượng cát, không lớn hơn 2 1

6 Hàm lượng bùn, bụi, sét, tính bằng % khối lượng

7 Lượng hạt nhỏ hơn 0,14 mm tính bằng % khối

Bảng 2.11 Tiêu chuẩn cát trong công nghiệp thủy tinh (theo TCXD151-1986)

Không quy định

Không quy định

Không quy định

Không quy định

Không quy định

2.2 ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ VÀ CHẤT LƯỢNG ĐÁ VẬT LIỆU XÂY DỰNG THÔNG THƯỜNG, CÁT, CUỘI, SỎI KHU VỰC PHỤ CẬN THÀNH PHỐ VINH

2.2.1 Vị trí địa tầng chứa đá vật liệu xây dựng thông thường cát, cuội

2.2.1.1 Đá vật liệu xây dựng thông thường

Kết quả đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1/500.000; 1/200.000; 1:50.000 và tìm kiếm, thăm dò các mỏ đá vật liệu xây dựng thông thường khu vực phụ cận thành phố Vinh, bao gồm các huyện Nghi Lộc, thành phố Vinh, huyện Hưng Nguyên, huyện Nam Đàn và một phần huyện Đô Lương đã xác định chỉ có các thành tạo phun trào xen lục nguyên thuộc hệ tầng Đồng Trầu, trong đó chủ yếu là các đá hệ lớp trên, tập 1 với thành phần gồm đá ryolit dạng porphyr, ryolit ẩn tinh bị ép dạng phân lớp và dạng khối là đạt yêu cầu làm đá vật liệu xây dựng thông thường Đặc điểm các đá thuộc hệ tầng Đồng Trầu như sau:

Kết quả khảo sát cho thấy các thành tạo hệ tầng Đồng Trầu trong phạm vi khu vực nghiên cứu, được các nhà Địa chất chia thành hai tập:

Tập 1 (T2ađt1) gồm 2 hệ lớp:

- Hệ lớp dưới phân bố thành 2 dải kéo dài liên tục dọc hai bên sườn của dải núi Đại Huệ, thành phần đất đá chủ yếu là cuội kết, cát kết, bột kết màu nâu xám, nâu tím xen các lớp đá phiến sét màu xám đen Chiều dày của hệ lớp dưới khoảng 250 ÷ 300m

- Hệ lớp trên phân bố thành dải kéo dài liên tục dọc theo đường phân thuỷ của dải núi Đại Huệ Thành phần đất đá chủ yếu là đá ryolit dạng porphyr, ryolit

ẩn tinh bị ép dạng phân lớp và dạng khối, xen kẹp các lớp, thấu kính đá cát bột kết, sạn kết chứa tuf Chiều dày hệ lớp trên khoảng 200 ÷ 300m

Tập 2 (T2ađt2): Phân bố thành dải về phía tây bắc, tây nam của khu vực nghiên cứu, thành phần chủ yếu là cát bột kết xen đá vôi phân lớp mỏng đến dày, phiến sét, sét vôi Chiều dày tập 2 khoảng 400 ÷ 450m

2.2.1.2 Cát, cuội, sỏi

Kết quả khảo sát địa chất tỷ lệ 1/25.000 cho thấy cát, cuội sỏi xây dựng phân bố chủ yếu dọc theo các sông rất lớn, trong đó đáng chú ý là sông Lam, Sông Giăng, đây là hai con sông chính có thể cung cấp nguồn cát, cuội, sỏi cho thành phố Vinh và một số khu vực phụ cận Các thành tạo cát, cuội, sỏi phân bố gần như liên tục dọc theo các con sông, vào mùa khô mực nước thấp

đa số các thân cát sỏi đều được lộ trên mặt, chỉ một phần nhỏ còn bị ngập nước Kích thước, hình dáng của các thân cát, cuội, sỏi phụ thuộc vào địa hình

mà nơi đó cát sỏi tích đọng, đa số đều có dạng kéo dài dọc theo bờ sông Đối tượng địa chất chứa cát sỏi có ý nghĩa khai thác đa số là các bãi bồi thấp, chỉ một số ít thuộc bải bồi cao, phân bố dọc theo hai bên bờ sông

2.2.2 Đặc điểm chất lượng đá vật liệu xây dựng thông thường, cát, cuội, sỏi

2.2.2.1 Chất lượng đá vật liệu xây dựng thông thường

Kết quả khảo sát, tìm kiếm đánh giá đá vật liệu xây dựng thông thường khu vực phụ cận thành phố Vinh tỷ lệ 1:25.000 đã khoanh định được diện phân bố đá ryolit kéo dài liên tục theo hướng tây bắc - đông nam dọc theo dải núi Đại Huệ từ địa phận xã Nhân Sơn huyện Đô Lương đến xã Hưng Tây huyện Hưng Nguyên với chiều dài khoảng 28km, lộ trên mặt nơi rộng nhất ở vùng Nam Anh, Nam Xuân khoảng 1300m, nơi hẹp nhất ở vùng Nam Hưng khoảng 150m; chiều rộng trung bình 800 ÷ 900m Ngoài ra, ở vùng Hưng Tây, Hưng Yên còn có các thể đá ryolit phân bố độc lập Tổng diện tích phân bố đá ryolit xác định được 31,6 km2

, trong đó đôi nơi xen kẹp các thấu kính đá lục nguyên cát bột kết chứa tuf Tỷ lệ đá lục nguyên xen kẹp chiếm khoảng 10% trong diện tích phân bố đá ryolit Đá ryolit nằm chỉnh hợp hoặc xuyên cắt đá vây quanh là trầm tích lục nguyên cát bột kết

Đá ryolit gồm 2 loại: ryolit kiến trúc porphyr với nền vi khảm, cấu tạo dạng khối và ryolit kiến trúc porphyr với nền vi felzit bị biến đổi, cấu tạo định

hướng, đá có dạng phân lớp Ở thực địa việc khoanh định ranh giới của 2 loại

đá gặp khó khăn vì vỏ phong hoá, đá gốc lộ không liên tục Mặt khác qua một

số vết lộ như VL 1024 ở khu vực Nhân Sơn, VL 4106, VL 4010 ở khu vực Hưng Yên cho thấy đá ryolit dạng khối phân bố dưới đá ryolit dạng lớp, ở những nơi địa hình bị bóc mòn mạnh đá ryolit dạng khối mới được xuất lộ Điều đó chứng tỏ ryolit dạng khối có thể thuộc pha phun trào sau

Trên diện tích phân bố đá ryolit, chiều dày vỏ phong hoá không đồng đều Phần lớn diện tích ở đỉnh đồi và sườn đồi bị phủ kín bởi thảm thực vật loại dây leo gai góc khó đi lại hoặc đã được trồng thông và cây nguyên liệu giấy làm hạn chế công tác đo vẽ địa chất Kết quả thi công hào và khoan cho thấy ở khu vực Mỹ Sơn -Nhân Sơn chiều dày phong hoá

từ 0,7m đến 1,85m, trung bình 1,45m, đá gốc lộ khá nhiều, còn ở khu vực Hưng Yên - Nghi Công chiều dày phong hoá rất phức tạp, thay đổi mạnh

từ 1,2m đến 9m, trung bình 5,9÷6,4m, cá biệt ở LK.1 chiều dày phong hoá

và bán phong hoá trên 35m, ở LK.3: 20m Ở những nơi đới dập vở cà nát cắt qua tạo điều kiện thuận lợi cho phong hoá sâu và biểu hiện trên mặt gặp nhiều tảng lăn đá ryolit dạng khối phân bố tập trung thì ở đó có chiều dày phong hoá lớn

Ở Khu vực Hưng Yên - Nghi Công đã khoanh định được 6 thân đá ryolit tảng lăn, các tảng đa số có kích thước 0,1÷1,0m3

, song cũng có những nơi có những tảng có kích thước đạt 5÷7m3

, cá biệt hàng chục m3

, đá rắn chắc, ít bị nứt nẻ có thể tận dụng để làm đá ốp lát

Về đá gốc, trên cơ sở kết quả khảo sát điều tra đã khoanh định tương đối chính xác diện phân bố đá ryolit Tổng diện tích phân bố đá ryolit đã xác định được là 31,6km2

, trong đó có khoảng 10% diện tích phân bố đá kẹp cát bột kết Trên cơ sở kết quả tìm kiếm đánh giá 2 khu: Hưng yên - Nghi Công Nam và khu Mỹ Sơn - Nhân Sơn cho thấy đặc điểm chất lượng của đá vật liệu xây dựng thông thường như sau:

1 Khu Hưng Yên - Nghi Công Nam

Khu Hưng Yên – Nghi Công Nam có diện tích khoảng 5km2

nằm giáp ranh giới giữa hai huyện Hưng Nguyên và Nghi Lộc Các đá phun trào ryolit thuộc tập dưới, hệ tầng Đồng Trầu (T1ađt1), gồm 2 hệ lớp:

- Hệ lớp dưới: Phân bố với diện tích nhỏ ở phía bắc và phía tây của khu Hưng Yên – Nam Nghi Công Thành phần chủ yếu là cuội-sạn kết màu xám, sét bột kết, cát kết màu tím gan gà, xám nâu Đá cắm về nam-tây nam với góc dốc 40÷50o

Đá bị biến đổi phiến hoá, bị phong hoá mềm bở với độ sâu lớn

- Hệ lớp trên: Phân bố rộng rãi, chiếm phần lớn diện tích Hưng Yên - Nghi Công Nam Thành phần chủ yếu là đá phun trào ryolit

Đá ryolit chiếm hầu hết diện tích đánh giá, gồm 2 loại: Đá ryolit porphyr dạng khối và đá ryolit bị ép nén dạng lớp, các mặt phân lớp đều cùng phương với đá trầm tích lục nguyên phân lớp vây quanh Cả 2 loại đá đều có chất lượng tương tự nhau và đều có giá trị làm đá xây dựng

Kết quả khảo sát cho thấy chiều sâu vỏ phong hoá khu Hưng Yên - Nghi Công Nam biến đổi phức tạp, kết quả thi công hào và khoan cho thấy chiều sâu phong hoá 1,5÷10,6m, cá biệt có nơi hơn 20m (LK.3 Nghi Công) hoặc 35m (LK.1 Hưng Yên) Chiều sâu phong hoá trung bình ở Hưng Yên là 6,45m, ở khu Nghi Công là 5,9m

Trong phạm vi diện tích Hưng Yên - Nghi Công Nam đã khoanh định được 2 thân khoáng đá ryolit:

a Đặc điểm thân khoáng 1

Thân khoáng 1 phân bố ở phía bắc diện tích nghiên cứu thuộc xã Nghi Công Nam (Nghi Lộc) có chiều dài 2.700m, chiều rộng 600÷700m, diện tích phân bố 2.047 ngàn m2

Trong đó phần phía bắc đá gốc tươi lộ nhiều hơn ở phần phía nam, nhất là ở 3 suối chính của vùng, đá gốc tươi có đoạn lộ gần như liên tục đây là cơ sở tốt nhất cho việc mở moong khai thác ban đầu

Trên diện tích phân bố thân khoáng đã thi công 4 lỗ khoan với chiều sâu từ 20÷35m với khối lượng 113,5m và thi công 7 hào với khối lượng 100,6m3

Kết quả cho thấy chiều sâu phong hoá diễn biến phức tạp từ 1,5 đến 10,6m, cá biệt đến >20m (LK.3) Chiều sâu phong hoá trung bình 5,9m

Tỷ lệ đá đạt yêu cầu xây dựng qua kết quả các lỗ khoan, như sau: LK.1: 87,6%, LK.4: 92,7%, LK.3: 100%, trung bình 93%

b Đặc điểm thân khoáng 2

Thân khoáng 2 phân bố ở phía nam khu vực nghiên cứu, thuộc địa phận xã Hưng Yên Thân khoáng có chiều dài 1900m, chiều rộng 200÷700m, diện tích phân bố 765 ngàn m2

, chiều dày lớp phủ khá lớn, trên mặt rất ít lộ đá gốc tươi Trên diện tích phân bố thân khoáng 2 đã thi công một LK sâu 35m và 13 hào với khối lượng 110m3

Kết quả cho thấy chiều sâu phong hoá diễn biến phức tạp, thay đổi từ 1,7m đến 9m, cá biệt đến >35m (LK.1) Chiều sâu phong hoá trung bình 6,45m

Đặc điểm chất lượng đá ryolit khu Hưng Yên - Nghi Công Nam như sau: