Đánh giá tiềm năng tài nguyên và định hướng công tác tìm kiếm thăm dò quặng thiếc trên địa bàn huyện quỳ hợp, tỉnh nghệ an

Vì vậy, việc nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, các yếu tố khống chế quặng, khoanh vùng triển vọng và dự báo tiềm năng làm cơ sở định hướng cho công tác tìm kiếm, thăm dò khoáng s

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-

NGUYỄN HUY TUẤN

Đề tài: ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÔNG TÁC TÌM KIẾM THĂM DÒ QUẶNG THIẾC TRÊN ĐỊA BÀN

HUYỆN QUỲ HỢP, TỈNH NGHỆ AN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội - 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-

NGUYỄN HUY TUẤN

Đề tài: ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÔNG TÁC TÌM KIẾM THĂM DÒ QUẶNG THIẾC TRÊN ĐỊA BÀN

HUYỆN QUỲ HỢP, TỈNH NGHỆ AN

Chuyên ngành: Kỹ thuật địa chất

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS Trần Bỉnh Chư

Hà Nội - 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-

NGUYỄN HUY TUẤN

Đề tài: ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÔNG TÁC TÌM KIẾM THĂM DÒ QUẶNG THIẾC TRÊN ĐỊA BÀN

HUYỆN QUỲ HỢP, TỈNH NGHỆ AN

Chuyên ngành: Kỹ thuật địa chất

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS Trần Bỉnh Chư

Hà Nội - 2015

II

LỜI CAM ĐOAN

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 khác

Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2015

Tác giả luận văn

Nguyễn Huy Tuấn

3.3 Các yếu tố địa chất liên quan và khống chế quặng hóa 62 Chương 4 - ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN VÀ ĐỊNH HƯỚNG

CÔNG TÁC TÌM KIẾM, THĂM DÒ QUẶNG THIẾC KHU VỰC QUỲ

HỢP, NGHỆ AN

65

4.2 Đánh giá tiềm năng tài nguyên quặng thiếc khu vực nghiên cứu 67 4.3 Định hướng công tác tìm kiếm thăm dò quặng thiếc khu vực Quỳ

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

IV

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng III.1 Bảng III.1: Tọa độ mỏ thiếc Suối Bắc 37

2 Bảng III.2: Tọa độ điểm quẳng thiếc Suối Mai 45

3 Bảng III.3: Tọa độ khu thăm dò Thung Pu Bò 52

4 Bảng III.4: Thống kê kết quả phân tích mẫu hóa cơ bản 59

5 Bảng III.5: Thống kê kết quả phân tích mẫu hóa nhóm 59

6 Bảng III.6: Bảng tổng hợp kết quả phân tích hóa theo mẫu đơn 60

7 Bảng III.7: Tổng hợp kết quả phân tích hóa theo công trình 60

8 Bảng III.8: Tổng hợp hàm lượng trung bình theo khối trữ lượng 60

9 Bảng III.9: Tổng hợp kết quả xử lý thống kê hàm lượng thiếc theo

mẫu hóa cơ bản của đới quặng I và đới quặng II 61

10 Bảng III.10: Tổng hợp kết quả tính hàm lượng trung bình của Sn,

As, Bi, W của đới quặng I và đới quặng II 62

11 Bảng 4.1 Bảng tổng hợp trữ lượng và tài nguyên thiếc 1 số khu vực

12 Bảng 4.2 Đề xuất mạng lưới công trình thăm dò quặng thiếc khu

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

1 Hình 1.1 Sơ đồ vị trí giao thông vùng nghiên cứu 7

2 Hình 1.2 Bản đồ địa chất và khoáng sản khu vực Quỳ Hợp, Nghệ

VI

DANH MỤC CÁC ẢNH MINH HỌA

1 Ảnh III.1 Đá phiến thạch anh sericit -graphit có cấu tạo vi uốn nếp 46

2 Ảnh III.2 Đới mạch thạch anh sulfur chứa thiếc 51

3 Ảnh III.3 Đới mạch thạch anh sulfur chứa thiếc 51

4 Ảnh III.4: Đới mạng mạch thạch anh Sulfua chứa thiếc tại VL.253 52

5 Ảnh III.5 Quặng thiếc xâm tán trong đá phiến (đới quặng ĐQI) 56

6 Ảnh III.6 Quặng thiếc lấp đầy khe nứt trong đá hoa (đới quặng ĐQII) 57

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Thiếc là kim loại được loài người phát hiện, khai thác, sử dụng từ rất sớm và có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của loài người Thiếc có màu ánh bạc, nhiệt độ nóng chảy thấp (232°C), rất khó bị ôxy hóa, ở nhiệt độ môi trường thiếc chống được sự ăn mòn và người ta cũng tìm thấy chúng có mặt ở rất nhiều hợp kim Nhờ đặc tính chống ăn mòn, người ta cũng thường tráng hay mạ lên các kim loại dễ bị ôxy hoá nhằm bảo vệ chúng như một lớp sơn phủ bề mặt Theo kết quả đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tờ Vinh

tỷ lệ 1/200.000, hiệu đính năm 1994 do Lê Duy Bách, Nguyễn Văn Hoành, Đặng Trần Quân chủ biên đã phát hiện một số diện tích có triển vọng về quặng thiếc, trong đó đã khoanh định được một số dải khoáng hóa và thân quặng thiếc ở trong và rìa nếp lõm Phu Loi, bị khối granosyenit xuyên cắt Quặng thiếc có quan hệ về nguồn gốc với granosyenit phức hệ bản Chiềng Ngoài quặng gốc còn gặp casiterit sa khoáng Các sa khoáng thiếc Làng Đông, Khe Đổ, Làng Sông, Kẻ Tằng và Nậm Lành, đã được tìm kiếm ở các mức độ khác nhau

Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu cho thấy đây là vùng có triển vọng

về quặng thiếc Tuy nhiên các tài liệu nghiên cứu còn khá hạn chế, hiện tại chưa có một công trình nghiên cứu nào đề cập một cách đầy đủ và có hệ thống về đặc điểm quặng hóa thiếc; đặc biệt là việc nghiên cứu đánh giá tiềm năng tài nguyên làm rõ triển vọng của quặng thiếc vùng nghiên cứu

Vì vậy, việc nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, các yếu tố khống chế quặng, khoanh vùng triển vọng và dự báo tiềm năng làm cơ sở định hướng cho công tác tìm kiếm, thăm dò khoáng sản thiếc đang là một

nhiệm vụ được đặt ra hết sức cấp thiết Đề tài: "Đánh giá tiềm năng tài nguyên và định hướng công tác tìm kiếm thăm dò quặng thiếc trên địa bàn

huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An" được đặt ra và giải quyết nhằm đáp ứng được

yêu cầu trên

2.2 Nhiệm vụ

- 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, các yếu tố liên quan và khống chế quặng hóa thiếc khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm phân bố, thành phần vật chất quặng thiếc trên địa bàn huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An

- Nghiên cứu đánh giá tiềm năng quặng thiếc, phân tích thành phần khoáng vật, thành phần hoá học,

- Nghiên cứu đề xuất công tác tìm kiếm, thăm dò quặng thiếc hợp lý

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là quặng hóa thiếc trên địa bàn huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An

Phạm vi nghiên cứu trên địa bàn huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An

4 Các phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện tốt các nhiệm vụ đã nêu trên, tác giả sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

- Sử 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, quy mô phân bố các thành tạo khoáng sản thiếc

- Tổng hợp, hệ thống hóa, phân tích xử lý tài liệu đo vẽ địa chất, tìm kiếm - thăm dò đã tiến hành trên khu vực nghiên cứu

- Sử dụng các phương pháp đánh giá định lượng với sự trợ giúp của một số phần mềm máy tính để đánh giá tiềm năng tài nguyên khu vực nghiên cứu

- Sử dụng hệ phương pháp chuyên gia kết hợp phương pháp kinh nghiệm

để định hướng công tác tìm kiếm, thăm dò thiếc trên địa bàn huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An

5 Những điểm mới dự kiến của luận văn

- Làm sáng tỏ được đặc điểm địa chất, đặc điểm phân bố các thành tạo thiếc trên cơ sở phân tích, tổng hợp và sử lý các tài liệu địa chất - khoáng sản

- Định hướng công tác tìm kiếm, thăm dò để làm cơ sở phục vụ cho công tác quy hoạch khai thác và sử dụng hợp lý tài nguyên khoáng sản của tỉnh Nghệ

An

6 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của luận văn

6.1 Ý nghĩa khoa học

- Góp phần làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, quy mô phân bố, tiềm năng

tài nguyên khoáng sản thiếc khu vực huyện Quỳ Hợp

- Góp phần hoàn thiện hệ phương pháp dự báo, đánh giá tài nguyên thiếc không chỉ áp dụng cho khu vực nghiên cứu mà còn có thể áp dụng cho các vùng khác có đặc điểm địa chất tương tự

7 Cơ sở tài liệu của luận văn

Luận văn được hoàn thành trên cơ sở nguồn tài liệu thực tế thu thập trong công tác đo vẽ bản đồ địa chất khu vực 1:200.000, đo vẽ bản đồ và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 Các báo cáo kết quả tìm kiếm, thăm dò thiếc trong vùng;

- Báo cáo đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tờ Vinh tỷ lệ 1/200.000, hiệu đính năm 1994 do Lê Duy Bách, Nguyễn Văn Hoành, Đặng Trần Quân chủ biên

4

- Báo cáo đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản vùng bắc Vinh tỷ lệ 1/50.000, năm 1983 do Hoàng Văn Ưu chủ biên

- Báo cáo đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản vùng bắc Quỳ Hợp tỷ

lệ 1/50.000, năm 1971 do Đinh Minh Mộng chủ biên

- Các tài liệu khác liên quan đến công tác tìm kiếm, thăm dò, khai thác

và sử dụng khoáng sản thiếc do chính học viên thu thập được từ trước đến nay

8 Cấu trúc luận văn

Nội dung Luận văn đựơc trình bày trong 84 trang, 12 bảng và 2 bản vẽ

Bố cục gồm 4 chương không kể phần mở đầu và kết luận

Mở đầu

Chương 1 - Đặc điểm địa chất khu vực Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An

Chương 2 - Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 - Đặc điểm địa chất quặng thiếc khu vực Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An

Chương 4 - Đánh giá tiềm năng tài nguyên và định hướng công tác tìm kiếm, thăm dò thiếc khu vực khu vực Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An

Kết luận và kiến nghị

Luận văn được hoàn thành tại Bộ môn Khoáng sản, Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Bỉnh Chư Tác giả xin chân thành cảm ơn tới thầy giáo hướng dẫn, các thầy, cô giáo trong bộ môn Khoáng sản, bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, khoa Địa chất, phòng Đào tạo sau đại học, lãnh đạo trường Đại học Mỏ - Địa chất

đã quan tâm tạo điều kiện và giúp đỡ học viên hoàn thành luận văn này

CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC QUỲ HỢP, TỈNH NGHỆ AN

1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và lịch sử nghiên cứu địa chất

1.1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên

a Vị trí địa lý

Vùng nghiên cứu thuộc huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An, thuộc các tờ bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 50.000, hệ toạ độ VN 2000, tờ E-48-19-A, E-48-19-B, E-48-19-C, E-48-19-D

Quỳ Hợp là huyện miền núi phía tây bắc của tỉnh Nghệ An, phía bắc giáp huyện Quỳ Châu, phía nam giáp huyện Tân Kỳ và Anh Sơn, phía đông giáp huyện Nghĩa Đàn, phía tây giáp huyện Con Cuông và Quỳ Châu Với diện tích khoảng 140km2, Quỳ Hợp gồm 1 thị trấn (TT Quỳ Hợp) và 20 xã gồm: Minh Hợp, Châu Hồng, Châu Tiến, Yên Hợp, Châu Thành, Liên Hợp, Tam Hợp, Châu Cường, Châu Lộc, Châu Quang, Thọ Hợp, Nghĩa Xuân, Châu Thái, Châu Đình, Châu Lý, Văn Lợi, Nam Sơn, Bắc Sơn, Hạ Sơn, Đồng Hợp)

Trung tâm vùng cách thành phố Vinh khoảng 120km về phía tây bắc và cách thủ đô Hà Nội khoảng 340km về phía tây nam

+Núi trung bình: độ cao từ 500 – 1.500m, địa hình hiểm trở, độ dốc trên 300 Đất ở đây phần lớn do phong hóa từ đá vôi, phiến sét, đá biến chất

+ Địa hình đồi thấp: là các núi sót giữa thung lũng, đồng bằng, có độ cao <300m, nhưng độ dốc khá lớn, phổ biến từ 20 – 30%

- Địa hình đồng bằng: là địa hình tích tụ dọc theo sông Cả, Sông Dinh

và các thung lũng giữa núi, có dạng kéo dài theo dòng chảy của sông, bề ngang hẹp, hoặc dạng lòng chảo Phân bố chủ yếu ở phía Đông, Đông Nam của huyện

c Mạng sông suối

- Huyện Quỳ Hợp là địa bàn miền núi dốc, sông suối nhỏ, lòng sông, suối hẹp Có sông Hiếu (chi lưu của sông Cả), sông Dinh là 2 sông lớn chảy qua và là nguồn cấp nước cho huyện Phần sông Cả chảy qua huyện hiền hòa, lòng sông về mùa kiệt rộng 100 - 200m, về mùa lũ 150 - 280m Vào mùa kiệt lưu lượng của sông chỉ khoảng 6 - 7 m3/s

- Trong mùa mưa, mùa lũ, hiện tượng lũ quét đột ngột có thể diễn ra ở các khu vực núi cao, sườn dốc lớn phá hủy các cảnh quan nông nghiệp, cuốn trôi các công tình dân sinh gây thiệt hại lớn về người và của cho các xã vùng núi Vì vậy ở đây công tác phòng chống lũ rất cần được chú trọng Ngược lại, mùa cạn (tháng XI đến tháng IV) công tác thủy lợi cần phát triển mạnh nhằm đáp ứng khả năng tưới tiêu phục vụ sản xuất cây trồng vụ đông, vụ đông xuân

d Giao thông:

Trong khu vực nghiên cứu khá thuận lợi Đường nhựa từ Vinh đi trung tâm huyện Quỳ Hợp 125km Từ trung tâm huyện đến các mỏ là đường cấp phối,

đường đá do các mỏ mới làm hoặc đường dân sinh nói chung đi lại tương đối thuận lợi (hình 1.1.)

Hình 1.1 Sơ đồ vị trí giao thông

1.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

a Dân số:

Dân số huyện Quỳ Hợp năm 2014 là 116.976 người, trong đó dân số thành thị là 9.939 người (chiếm 8,49%), nông thôn là 107.037 người (chiếm 91,51%), với 3 dân tộc anh em Thái, Thổ, Kinh trong đó dân tộc Thái, Thổ chiếm 52% dân số cả huyện Mật độ dân số đạt 124 người/km2

8

trình chuyển tiếp Trong lĩnh vực tài nguyên môi trường, đã cấp được 4.441 giấy chứng nhận quyền sử dụng đất Tỷ lệ hộ nghèo chỉ còn 18,5%, giảm 3,05% so với 2013 Văn hoá – xã hội có nhiều chuyển biến tích cực, an sinh

xã hội được đảm bảo và trật tự an toàn xã hội được giữ vững

Lĩnh vực TN&MT, huyện tập trung chỉ đạo, điều hành và đạt được một số kết quả: hoàn thành xây dựng bảng giá đất năm 2014 và thống kê đất đai năm 2013; đang tập trung lập hồ sơ cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho 8 xã, đã lập xong bản đồ địa chính chính quy, tiến hành đo đạc lập bản

đồ địa chính cho 5 xã; tiến độ cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất được đẩy nhanh; kịp thời chỉ đạo giải quyết việc dân xâm canh đất của lâm trường tại xã Yên Hợp và Tam Hợp; hoàn thành rà soát 1.800 ha đất của lâm trường

để đề nghị UBND tỉnh thu hồi, giao cho dân sản xuất… Năm 2013, đã xử phạt vi phạm hành chính 43 trường hợp/26 đơn vị, với tổng số tiền là 518 triệu đồng; đề nghị và được UBND tỉnh thu hồi 9 giấy phép khai thác quặng thiếc, đề nghị cấp trên đưa 7 mỏ và 10 xưởng vào danh sách các cơ sở gây ô nhiễm môi trường để áp dụng các biện pháp mạnh về bảo vệ môi trường như ngừng cung cấp điện, đình chỉ sản xuất

Về lĩnh vực VH-XH, huyện được tỉnh công nhận đạt tiêu chuẩn phổ cập giáo dục mầm non cho trẻ 5 tuổi Chất lượng phổ cập giáo dục tiểu học đúng độ tuổi, phổ cập giáo dục trung học cơ sở được duy trì, củng cố vững chắc Việc tổ chức dạy học, đánh giá chất lượng giáo dục ngày càng nề nếp Chất lượng học sinh giỏi, kết quả thi tốt nghiệp THPT cao và ổn định Công tác xây dựng trường chuẩn quốc gia của các ngành học luôn được chăm lo UBND tỉnh đã công nhận thêm 3 trường đạt chuẩn, nâng số trường chuẩn lên

41 trường, đạt tỷ lệ 58,6% cao hơn so với mặt bằng chung của tỉnh Công tác khám chữa bệnh ở bệnh viện và các trạm y tế được cải thiện đáng kể Các chương trình mục tiêu quốc gia đạt khá so với kế hoạch Toàn huyện có 6/21

xã đạt chuẩn quốc gia về y tế theo tiêu chí mới và tiếp tục chỉ đạo 2 xã xây dựng chuẩn quốc gia về y tế trong năm tới

Tổ chức tốt các hoạt động về công tác DS - KHHGĐ, nhằm giảm tỷ lệ sinh, nâng cao chất lượng dân số Thiết chế VHTT -TT đạt chuẩn quốc gia cấp huyện tiếp tục được đầu tư xây dựng có hiệu quả Toàn huyện có 23.163

gia đỡnh văn húa, chiếm 82,1%; 215/287 làng, bản được cụng nhận danh hiệu văn húa, chiếm 74,9%; 31/48 cơ quan, đơn vị văn húa, chiếm 64,6%; 57/70 trường học văn húa, chiếm 81,4%; 11/21 trạm y tế văn húa, chiếm 52,4%; 6/21 xó đạt chuẩn văn húa, chiếm 28,6% Huyện thực hiện tốt cỏc chế độ, chớnh sỏch người cú cụng, chớnh sỏch an sinh xó hội và cụng tỏc xúa đúi, giảm nghốo Tổ chức chi trả đỳng quy định và kịp thời cỏc chế độ trợ cấp hàng thỏng và đột xuất cho đối tượng chớnh sỏch, đối tượng bảo trợ xó hội Cụng tỏc Quốc phũng - An ninh được giữ vững, bảo đảm ổn định chớnh trị, tạo nền tảng để phỏt triển kinh tế xó hội

Đường điện cao thế đó chạy qua hầu hết cỏc khu vực huyện lỵ và cỏc xớ nghiệp khai thỏc thiếc, đỏ hoa Tương lai khụng xa, Quỳ Hợp sẽ trở thành một huyện miền nỳi cú nền cụng nghiệp khai khoỏng phỏt triển

1.1.3 Lịch sử nghiờn cứu địa chất và khoỏng sản

Vùng Quỳ Hợp từ trước đến nay đã được nhiều nhà địa chất trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu, bởi lẽ đây là vùng có tiềm năng khá lớn về khoáng sản

Trước đây, các nhà địa chất Pháp đã nghiên cứu địa chất vùng Quỳ Hợp, song công tác nghiên cứu địa chất một cách toàn diện chỉ mới được thực hiện sau cách mạng tháng tám năm 1945 Trong đó đáng kể là các công trình nghiên cứu sau:

- Năm 1965, Dovjicov A.E và nnk đó tiến hành đo vẽ bản đồ địa chất

miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1: 500.000, các tác giả đã xếp vùng Quỳ hợp thuộc

đới Phu Hoạt Các thành tạo biến chất cao ở phía bắc của vùng được xếp vào tuổi Proterozoi, hệ tầng Na Hang Các thành tạo biến chất yếu hơn ở phía nam của vùng được xếp vào tuổi Paleozoi giữa không phân chia Các thành tạo lục nguyên carbonat và carbonat được xếp vào tuổi Carbon sớm thuộc hệ tầng La Khê và tuổi Carbon - Permi Các thành tạo trầm tích lục nguyên và phun trào xếp vào tuổi Mesozoi

- Các thành tạo magma xâm nhập trong vùng được Izok E.P, Lê Đình Hữu và các tác giả khác nghiên cứu khá chi tiết, granit biotit được xếp vào phức hệ Yeyensun tuổi Creta - Paleogen

10

Cho đến nay, với một khối lượng khá lớn tài liệu nghiên cứu bổ sung, nhưng cơ bản cấu trúc vùng Quỳ Hợp do Dovjicov A.E và các cộng sự của ông thành lập năm 1965 vẫn khá phù hợp

- Năm 1966 - 1968, Lê Duy Bách và nnk thành lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 200.000 tờ Thanh Hoá - Vinh Trong bản đồ này, ông đã xếp vùng nghiên cứu vào khối trung tâm Phu Hoạt Các thành tạo trầm tích biến chất được tách ra, một phần vẫn để tuổi Proterozoi và mang tên loạt Bù Khạng với hệ tầng Bản Khạng và hệ tầng

Đèo Sen, một phần được xếp vào Paleozoi dưới, hệ tầng Suối Mai Các thành tạo lục

nguyên biến chất tướng filit được xếp vào tầng Sông Cả (S - Dsc) trên cơ sở đối sánh

với mặt cắt Mường Xén Các thành tạo lục nguyên carbonat chứa than được xếp vào tầng Bản Nát (PZ1bn) Các trầm tích carbonat được xếp vào Paleozoi dưới, hệ tầng

Lèn Bục (PZ1lb) trên cơ sở quan sát quan hệ giữa đá phiến chứa than và đá vôi ở

vùng Bản Nát Tuổi của các thành tạo Mesozoi không thay đổi so với bản đồ địa chất tỷ lệ 1:500.000 Các thành tạo magma xâm nhập được nghiên cứu và xếp vào Paleozoi sớm

- Công tác đo vẽ lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 được tiến hành năm 1971

do Đinh Minh Mộng làm chủ biên Việc phân chia các phân vị địa tầng và magma hầu như lặp lại cách phân chia của bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 200.000, chỉ chi tiết hơn ở một số phân vị địa tầng

Ngoài công tác đo vẽ bản đồ địa chất khu vực, trong thời gian qua nhiều nhà địa chất của Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản đã tiến hành một số nghiên cứu chuyên đề trong vùng Quỳ Hợp (Lê Văn Thân, Dương Đức Kiêm, Đỗ Văn Phi ), các công trình đều ở dạng tỷ lệ nhỏ, mang tính khái quát

- Năm 1994, Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Bắc đã xuất bản bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 loạt tờ Bắc Trung Bộ Trên bản đồ này đã thay đổi lại cơ bản thang địa tầng khu vực Đây là cơ sở tài liệu chính, kết hợp tài liệu của Liên đoàn Địa chất Bắc Trung Bộ nghiên cứu trong thời gian qua

và tài liệu khảo sát thực địa để chúng tôi trình bày phần đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu và đặc điểm địa chất khu thăm dò trong báo cáo thăm dò này

- Công tác tìm kiếm thăm dò và lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1:10.000 do

đoàn Địa chất 403 (từ năm 1982 là Đoàn số 3 - Liên đoàn Thiếc) tiến hành từ năm 1980 - 1994 Trong thời gian này đã tìm kiếm và thăm dò được hàng

chục thung lũng chứa thiếc sa khoáng casiterit Đã tiến hành tìm kiếm thiếc gốc ở các vùng bản Hạt, bản Ngọc, Suối Mai, Panlom - Ca Đoi

- Từ năm 1991 đến năm 1994, Liờn đoàn Địa chất Bắc Trung Bộ đã tiến hành tỡm kiếm đỏnh giỏ quặng thiếc gốc khu Suối Bắc - Suối Mai Cụng tỏc đo

vẽ bản đồ địa chất và tỡm kiếm khoỏng sản đó sơ bộ xỏc định được cấu trỳc địa chất chung của khu nghiờn cứu Cỏc thành tạo địa tầng, magma, cỏc yếu tố kiến tạo chớnh đó được xỏc lập và được so sỏnh, liờn kết với cỏc khu vực xung quanh Cụng tỏc tỡm kiếm đã đỏnh giỏ được tổng trữ lượng và tài nguyên cấp

C2+P1 là 16.960,18 tấn thiếc, trong đó cấp C2 là 4.634,24 tấn thiếc

- Từ năm 2001 đến năm 2005, Công ty TNHH một thành viên kim loại màu Nghệ Tĩnh đã tiến hành thăm dò mỏ thiếc gốc Suối Bắc Công tác thăm

dò đã đánh giá được 1.200 tấn thiếc ở cấp trữ lượng C1 và 1.134 tấn thiếc ở cấp trữ lượng C2

- Trong thời gian từ năm 2006 đến năm 2008, nhân dân địa phương đã khai thác quặng thiếc gốc khu vực Thung Pu Bò Qua khảo sát, phổ tra của Công ty Cổ phần Đầu tư Xây dựng Trường Sơn cũng như các lộ trình khảo sát

địa chất của Liên đoàn Địa chất Bắc Trung Bộ cho thấy khu vực Thung Pu Bò

có triển vọng công nghiệp về quặng thiếc gốc và đã thành lập đề án thăm dò quặng thiếc gốc tại khu vực này

1.2 Đặc điểm địa chất khu vực Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An

Năm 1921 - 1930, Jacob.Ch đã xếp các trầm tích vùng Phu Hoạt - Bù Khạng vào Arkeiozoi

12

Dovjicov A.E và nnk (1965) khi lập bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỉ

lệ 1: 500.000 đã xếp các thành tạo này vào hệ tầng Na Hang tuổi Proterozoi

(PRnh)

Năm 1968, Lê Duy Bách và nnk khi thành lập bản đồ địa chất tỉ lệ 1: 200.000 đã xếp các thành tạo biến chất này vào hệ tầng Bản Khạng và hệ

tầng Đèo Sen tuổi Proterozoi

Năm 1971, Đinh Minh Mộng đã xếp các thành tạo này vào hệ tầng

Bù Khạng và khi hiệu đính bản đồ địa chất tỉ lệ 1: 200.000 các tác giả xác lập

hệ tầng Bù Khạng (MP-1bk) và được chia làm 2 phân hệ tầng:

- Phân hệ tầng dưới (MP-1bk 1): phân hệ tầng dưới phân bố ở phía đông

bắc vùng nghiên cứu Thành phần thạch học gồm đá phiến gneis biotit silimanit

xen đá phiến thạch anh felspat biotit giàu silimanit, phần trên có đá phiến thạch anh

felspat hai mica có silimanit, xen các lớp mỏng quarzit biotit

- Phân hệ tầng trên (MP-1bk 2): phân hệ tầng trên phân bố thành dải

kéo dài theo phương tây bắc - đông nam, thuộc cánh tây nam của khối nâng

Bù Khạng Thành phần thạch học gồm đá phiến thạch anh hai mica có disten-granat xen các lớp mỏng quarzit biotit, thấu kính mỏng amphibolit,

đá phiến thạch anh - biotit, đá phiến thạch anh - biotit - graphit, đá phiến

actinolit Phần trên xen các lớp đá vôi bị hoa hoá, đặc biệt phổ biến các thể

Năm 1968, Lê Duy Bách, Phan Trường Thị khi lập bản đồ địa chất tỷ

lệ 1:200.000 xác lập hệ tầng Suối Mai (-O1sm) Đinh Minh Mộng (1971),

khi thành lập bản đồ địa chất tỉ lệ 1: 50.000 xếp vào hệ tầng Sông Cả (O3

-S1sc) và được chia làm 3 phân hệ tầng:

- Phân hệ tầng dưới (O3-S1sc 1): phân hệ tầng dưới phân bố ở phía tây

bắc vùng nghiên cứu Thành phần thạch học gồm: đá phiến thạch anh sericit,

đá phiến thạch anh hai mica chứa granat, xen lớp dày quarzit có mica, cát kết dạng quarzit

- Phân hệ tầng giữa (O3-S1sc 2): phân hệ tầng giữa phân bố thành dải kéo dài theo phương tây bắc-đông nam ở phía tây vùng nghiên cứu Thành phần thạch học gồm: đá phiến thạch anh biotit, đá phiến chứa sericit xen lớp mỏng đá phiến sét than, cát kết, bột kết màu xám

- Phân hệ tầng trên (O3-S1sc 3): phân hệ tầng trên phân bố ở phía tây nam vùng nghiên cứu Thành phần thạch học gồm: đá phiến sét, sét bột kết, sạn kết

Chiều dày của hệ tầng khoảng 800 - 1000 m

Hệ Carbon - Hệ Permi

Hệ tầng Bắc Sơn (C-Pbs)

Hệ tầng Bắc Sơn phân bố trên diện tích khá lớn từ trung tâm về phía

đông vùng nghiên cứu Năm 1965, Dovjicov.A.E xếp vào điệp Lèn Bục (PR1lb)

Năm 1971, Đinh Minh Mộng khi lập bản đồ địa chất tỉ lệ 1: 50.000 đã xếp các trầm tích carbonat vào hệ tầng Lèn Bục (PZ1lb)

Năm 1994, khi hiệu đính loạt bản đồ Bắc Trung Bộ tỉ lệ 1:200.000, Nguyễn Văn Hoành, Lê Duy Bách đã xếp các trầm tích carbonat vào hệ tầng

Bắc Sơn (C-Pbs) Thành phần thạch học của hệ tầng gồm đá vôi màu xám

sáng, phân lớp dày đến dạng khối, đôi chỗ đá vôi bị hoa hoá thành đá hoa có màu trắng, xám trắng Thế nằm 210-235  25-35

Chiều dày của hệ tầng 600 - 1000 m

14

Giới Mesozoi

Hệ Trias, thống giữa, bậc Anisi

Hệ tầng Đồng Trầu (T2 ađt)

Hệ tầng Đồng Trầu do Dovjicov A.E xác lập năm 1965 khi đo vẽ bản

đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỉ lệ 1: 500.000 và được chia làm 2 phân hệ tầng nhưng trong diện tích vùng nghiên cứu chỉ lộ ra các đá thuộc phân hệ tầng trên

Phân hệ tầng trên (T2ađt 2) phân bố ở phía đông nam vùng nghiên cứu

Thành phần thạch học gồm: đá vôi hạt mịn, đá sét vôi màu xám đen xen bột kết màu tím nhạt Chiều dày của phân hệ tầng trên khoảng 600 - 700 m

Hệ Trias, thống giữa, bậc Lađini

Hệ tầng Quy Lăng (T2 lql)

Hệ tầng Quy Lăng do Dovjicov A.E xác lập năm 1965 khi đo vẽ bản

đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỉ lệ 1: 500.000

Các đá của hệ tầng Quy Lăng phân bố ở phía đông nam vùng nghiên cứu Thành phần thạch học gồm: cát kết, bột kết màu xám vàng, đá phiến sét màu tím nhạt Chiều dày chung của hệ tầng khoảng 400 m

Giới Kainozoi

Hệ Đệ tứ (Q) Các trầm tích hệ Đệ tứ phân bố dọc theo thung lũng sông Con và các suối lớn trong vùng nghiên cứu Thành phần thạch học bao gồm cuội, sỏi, sạn, cát, sét bở rời, màu xám, nâu vàng, nhiều nơi có chứa thiếc sa khoáng

Chiều dày từ 5 - 10 m, có khi đến 50 m dọc theo thung lũng sông Con

Khoáng vật phụ có ilmenit, sphen, turmalin, ziricon, hiếm hơn có epiđot, caciderit, arsenopyrit

+ Pha 2 (1D1đl 2): các mạch pegmatit, aplit phân bố ở phía đông bắc của vùng Thành phần khoáng vật chủ yếu là thạch anh, mica, felspat màu xám, trắng đục

1.2.3 Đặc điểm kiến tạo

a Đặc điểm cấu trúc

Vùng nghiên cứu nằm giữa 3 đới cấu tạo lớn, phía Bắc là phức nếp lồi dạng vòm Bù Khạng, phía đông, nam, tây - tây bắc là đới uốn nếp Paleozoi sông Cả, và các hố sụt kiểu địa hào Mesozoi phân bố ở phía đông nam

- Phức nếp lồi Bù Khạng kéo dài theo phương tây bắc - đông nam, phân

bố ở phía đông bắc vùng nghiên cứu, được cấu tạo bởi các đá siêu biến chất của hệ tầng Bù Khạng và thể batolit granit phức hệ Đại Lộc; các đá này bị phá hủy mạnh mẽ

- Đới uốn nếp Paleozoi Sông Cả, có dạng một phức nếp lõm được cấu tạo bởi các đá biến chất thuộc hệ tầng Sông Cả và các đá carbonat của hệ tầng

La Khê, hệ tầng Bắc Sơn; các đá này thường tạo nên các nếp uốn thoải có trục hướng tây bắc - đông nam với góc dốc các cánh 20  40o Cấu tạo này ngăn cách với phức nếp lồi dạng vòm Bù Khạng bởi hệ thống đứt gãy sâu Ngọc - Hạt - Lống - Quèn và bị phá hủy mạnh mẽ bởi các hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam và đông bắc - tây nam, chia cắt thành các khối với biên độ nâng hạ khác nhau Các đá hệ tầng Sông Cả chứa các mỏ thiếc gốc chủ yếu trong vùng Quỳ Hợp Chiếm diện tích chủ yếu trong vùng nghiên cứu Các thành tạo đá hoa hệ tầng Bắc Sơn phân bố tập trung trong phức nếp lõm này

16

- Các hố sụt kiểu địa hào được lấp đầy các trầm tích lục nguyên núi lửa tuổi Triat, phân bố ở rìa đông và tây bắc vùng nghiên cứu, ít có ý nghĩa tìm kiếm khoáng sản

b.Hoạt động đứt gãy

- Hệ thống đứt gãy lớn nhất vùng là hệ thống đứt gãy bản Đôm - Ngọc - Hạt -Lống - Quèn, kéo dài hơn 20 km theo phương tây bắc - đông nam, gồm nhiều đứt gãy hợp lại và có cấu tạo rất phức tạp Các đứt gãy của hệ thống này thường là ranh giới kiến tạo giữa hệ tầng Bù Khạng, hệ tầng Sông Cả, hệ tầng Bắc Sơn Một trong những đứt gãy của hệ thống này chạy qua phần phía bắc thung lũng bản Poòng Dọc các đứt gãy thấy các hiện tượng vò nhàu, cà nát, các lớp đá cắm dốc và hiện tượng khoáng hoá phong phú Hệ thống đứt gãy này có vai trò rất quan trọng trong việc tạo nên đới khoáng hoá thiếc - đa kim bắc Quỳ Hợp Các đứt gãy này cùng với hệ thống khe nứt cùng phương rất phát triển ở Pan Lom, Ca Đoi, suối Bắc, suối Mai,… là hệ thống đứt gãy

và khe nứt khống chế quặng hoá nội sinh trong vùng (dẫn và chứa quặng) Các điểm quặng thiếc gốc ở suối Bắc, suối Mai, Pan Lom - Ca Đoi, liên quan chặt chẽ với các hệ thống đứt gãy và khe nứt nêu trên

- Hệ thống đứt gãy đông bắc - tây nam là những đứt gãy trẻ làm phức tạp hoá bình đồ cấu trúc, cắt xén và dịch chuyển các cấu trúc chứa quặng

1.2.4 Đặc điểm địa mạo

Vùng nghiên cứu có cấu trúc địa chất phức tạp, cộng với yếu tố khí hậu

đã tạo nên bề mặt địa hình - địa mạo khá phức tạp Các yếu tố địa hình đặc trưng cho vùng nghiên cứu thể hiện khá rõ cả về hình thái và nguồn gốc thành tạo Trong vùng phát triển chủ yếu là kiểu địa hình karst Kiểu địa hình này phát triển trên các khối núi đá hoa, đá vôi, sườn dốc, dốc đứng, nhiều nơi tạo thành vách dựng đứng, phát triển nhiều hang hốc karst, đường đỉnh nhấp nhô dạng tai mèo hoặc răng cưa, đường phân thủy quanh co phức tạp do yếu tố karst và quá trình rửa lũa đã gây ra hiện tượng sụt lở cục bộ tạo thành các hang hốc, phễu karst kích thước khác nhau

Dạng địa hình tích tụ phân bố dọc các suối lớn, trong các thung lũng giữa núi

1.2.5 Khoáng sản

Trong vùng có mặt nhiều loại khoáng sản kim loại và phi kim loại như thiếc, sắt, chì, kẽm, pyrit, tuy nhiên chì, kẽm, pyrit là những điểm khoáng hoá nhỏ chỉ có ý nghĩa công nghiệp địa phương Khoáng sản nổi bật nhất của vùng Quỳ Hợp là thiếc, đá quý và đá hoa (đá hoa trắng) Dưới đây trình bày tóm tắt một số khoáng sản chính đã xác nhận trong phạm vi vùng nghiên cứu

a Khoáng sản kim loại

Trong vùng, khoáng sản kim loại phổ biến và có giá trị nhất là thiếc (gồm thiếc gốc và sa khoáng)

- Mỏ thiếc gốc Suối Bắc - Suối Mai: thuộc địa phận xã Châu Thành,

huyện Quỳ Hợp Thân quặng dạng vỉa, dạng mạch lấp đầy hệ thống khe nứt bong lớp trong các đá trầm tích hệ tầng Sông Cả Thân quặng ở Suối Mai dày

3 - 8 m, dài 2 - 3 km, hàm lượng thiếc thay đổi từ 0,01 - 11,5%, trung bình 0,53% Thành phần khoáng vật: casiterit, ít sulfur gồm arsenopyrit, pyrit, galenit, sphalerit, chalcopyrit…, phi quặng chủ yếu thạch anh (> 90%), ít sericit, biến đổi đá vây quanh chủ yếu là thạch anh hoá, sericit hoá Mỏ đã được Liên đoàn Địa chất Thiếc tìm kiếm - đánh giá năm 1944 Năm 1999, Tổng công ty khoáng sản Việt Nam tiến hành tìm kiếm đánh giá Năm 2006, Công ty Luyện kim màu Nghệ An đã tiến hành thăm dò ở khu vực Suối Bắc Kết quả thăm dò cho thấy mỏ có quy mô nhỏ, hàm lượng thiếc trung bình từ 0,3 - 0,5%, điều kiện khai thác khá thuận lợi Khu Suối Bắc hiện đã được Công ty Luyện kim màu Nghệ Tĩnh thăm dò và đưa vào khai thác từ nhiều năm qua

- Mỏ thiếc sa khoáng Châu Cường: phân bố ở xã Châu Cường, huyện

Quỳ Hợp Có 2 thân quặng, trong đó thân quặng I có diện tích 541.000 m2; dày 14,78 m, hàm lượng casiterit trung bình là 454g/m3 Mỏ đã được thăm dò, tổng trữ lượng tài nguyên nguyên cấp C1 + C2 (122 + 333) là 5 384 tấn casiterit

- Mỏ thiếc sa khoáng Bắc Na Ca: nằm ở xã Châu Cường, huyện Quỳ

Hợp Thung lũng Na Ca có 51 thân quặng, trong đó 3 thân quặng I, II, III chiếm 80% trữ lượng toàn mỏ

+ Thân quặng I có diện tích 7.547 m2, dày 6,52 m, hàm lượng 330g/m3

Tổng trữ lượng, tài nguyên là 12183 tấn casiterit

- Mỏ thiếc sa khoáng Bản Poòng: thung lũng chứa sa khoáng thiếc dài

1500 m, rộng 400 m, dày 16 m Thân quặng có hàm lượng trung bình 800g/m3

Tổng trữ lượng và tài nguyên đã xác định là 3.000 tấn casiterit

Ngoài ra trong vùng còn có mỏ sắt limonit Trại Bò tại Xã Yên Hợp Quặng sắt eluvi - deluvi phân bố trên nền đá phiến thạch anh hệ tầng sông Cả, dài 1100m, rộng 350m, dày 1,45m Hàm suất quặng: 586,5kg/m3 Thành phần khoáng vật: limonit, pyrit, pyrolusit, pxilomelan Thành phần hóa (%); TFe: 23,91 - 54,27; trung bình: 41,6; SiO2: 2,34 - 52,2; Al2O3: 1,91 - 10,36; Fe2O3: 56,3 - 71,1; P: 0,175 - 2,163 Qặng sắt ở đây có hàm lượng P cao, chỉ sử dụng làm phụ gia xi măng và chất độn công nghiệp

b Đá quý và bán quý

Đá quý và bán quý bao gồm rubi, saphir, spinel có mặt trong các đá trầm tích siêu biến chất cổ ở Bù Khạng và trong các sa khoáng thiếc ở Bản Hạt, Bản Poòng Tại huyện Quỳ Hợp có bốn điểm và biểu hiện khoáng sản được điều tra, tìm kiếm đánh giá là Khe Thơ, Bản Ngọc, Bản Chiềng và Chà Lim - Đồng Xường Tổng trữ lượng cấp 122 là 335kg, tài nguyên dự báo cấp 333 + 334a là 1.446 kg Nhìn chung, đá quý và bán quý ở các điểm này có chất lượng không tốt, hàm lượng thấp và qui mô nhỏ

c Phi kim loại

Trong phạm vi vùng nghiên cứu, đá hoa có tiềm năng lớn và giá trị, hiện đang được nhiều đơn vị đầu tư thăm dò và khai thác Đá hoa trắng hiện đang được khai thác ở Châu Cường, Châu Quang, Châu Hồng, Châu Tiến, Châu Lộc, Liên Hợp để sản xuất đá khối làm ốp lát và sản xuất bột nặng carbonat calci dùng trong nước và xuất khẩu, một khối lượng nhỏ làm đồ mỹ nghệ và vật liệu xây dựng thông thường

Các thân đá hoa phân bố trong các thành tạo carbonat tập 1, tập 2 hệ tầng Bắc Sơn, đá khá tinh thiết, có độ trắng tự nhiên khá cao, phân bố trên diện rộng Thân đá hoa dạng lớp, cấu tạo phân lớp dày hoặc dạng khối, kéo dài theo phương đông bắc - tây nam Tập hợp thân đá hoa lộ thành những khối núi cao kéo dài theo phương tây bắc - đông nam, chủ yếu là đá hoa màu trắng, xen kẹp lớp mỏng đá hoa màu trắng xám có sọc dải, hạt trung bình đến lớn Cấu tạo phân lớp dày đến khối Thế nằm: 240<25-300 Thành phần khoáng vật gồm calcit chiếm 99% đến gần 100% Thành phần hoá học (%):CaO từ 50,42% đến 55,69%, trung bình 54,71%; MgO từ 0,096% đến 1,08%, trung bình 0,34%; T.Fe từ 0,00% đến 0,07%, trung bình 0,009%; SiO2: từ 0,007% đến 1,97%, trung bình 0,68%; Al2O3 từ 0,003 - 0,03%, trung bình 0,008; độ trắng từ 87,30% đến 98,10%, trung bình 92,58% Độ nguyên khối thấp đến trung bình

Hình 1.2 Sơ đồ địa chất khu vực Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An

CHƯƠNG II

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Tổng quan về quặng thiếc

2.1.1 Những vấn đề chung về thiếc

Thiếc là kim loại được loài người phát hiện, khai thác, sử dụng từ rất sớm

và có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của loài người Thiếc có màu ánh bạc, nhiệt độ nóng chảy thấp (232°C), rất khó bị ôxy hóa, ở nhiệt độ môi trường thiếc chống được sự ăn mòn và người ta cũng tìm thấy chúng có mặt ở rất nhiều hợp kim Nhờ đặc tính chống ăn mòn, người ta cũng thường tráng hay mạ lên các kim loại dễ bị ôxy hoá nhằm bảo vệ chúng như một lớp sơn phủ bề mặt

a Tính chất

Trong bảng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học Mendeleev Đ.I, thiếc (ký hiệu là Sn nằm ở ô thứ 50, khối lượng nguyên tử 118,69, tỷ trọng 7,298; nhiệt độ nóng chảy 2320c Và nhiệt độ sôi là 2430c Thiếc là kim loại màu trắng bạc) dẻo, dễ uốn, dễ cán thành lá mỏng gọi là giấy thiếc

Kim loại thiếc dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, có độ bền vững cao về mặt hóa học Nó chỉ hòa tan chậm trong axit clohydric và axit sulfuric Các muối của thiếc không độc

b Công dụng

Với những đặc tính hóa lý trên thiếc được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp thực phẩm, chế tạo các que hàn, mạ các vật liệu bằng sắt, đồng nhằm chống rỉ Các oxyt của thiếc dùng để sản xuất men, các muối clorat

và clorua của thiếc dùng để chế màu Chúng được sử dụng làm chất cầm màu khi nhuộm vải bông và tơ lụa, làm cho đồ sứ và thuỷ tinh có màu đỏ, làm chất nhuộm màu vàng Các hợp chất hữu cơ của thiếc làm cho vải dễ ráo nước, ngăn chặn được sự mục nát của gỗ, tiêu diệt được một số loài sâu bọ Các hợp kim của thiếc như: Hợp kim Sn+Sb+Cu có tính chịu ma sát, dùng đề chế tạo ổ trục quay, ổ bi chống mòn; hợp kim Sn+Zn có tính dẻo và không bị oxy hóa dùng làm bao bì, đóng gói; hợp kim Sn+Zn sản xuất bình đựng u ran; hợp kim Sn+Ti dùng trong ngành chế tạo máy bay siêu âm và tàu vũ trụ; hợp kim Sn+Pb có

22

nhiệt độ nóng chảy thấp (1800C) dùng để chế tạo thiếc hàn chống ăn mòn, tạo vẻ đẹp không độc hại

2.1.2 Đặc điểm địa hóa, khoáng vật của thiếc

a Đặc điểm địa hóa

- Đặc điểm địa hóa: Thiếc có 10 đồng vị, trong đó 120Sn chiểm tỉ lệ lớn nhất (32,8%) Thiếc có hoá trị 2 và 4 Thiếc có liên quan mật thiết với các đá magma axit, axit vừa (granit, granodiorit, riolit porphyr) đặc biệt đá giàu chất bốc như flo (F) và bo (Bo) Trị số Clark trong vỏ Trái đất 2,5.10-4%, hàm lượng trung bình của thiếc trong đá axit là 3.10-4, trong đá mafic là 1,5.10-4, trong đá siêu mafic là 5.10-5 Hệ số tập trung của thiếc là 2000 (xem bảng dưới đây)

Trung tính Axit

Trầm tích

Nước biển

Hệ số tập trung 2,5.10-4 5.10-5 1,5.10-4 - 3.10-4 1.10-3 - 2000

Là một nguyên tố lưỡng tính, thiếc vừa ưa oxy vừa ưa lưu huỳnh Trong giai đoạn pegmatit, thiếc dễ tạo hỗn hợp đồng hình với Ti, Ta, Nb Trong giai đoạn nhiệt dịch, thiếc thường cộng sinh với Mo, W, Cu, Pb, Zn và kim loại kiềm

và kim loại quý Trong thời kỳ muộn của giai đoạn nhiệt dịch, do thiếu oxy nên thiếc kết hợp với lưu huỳnh để tạo nên các hợp chất Sulfua và Stanat

Trong tự nhiên, thiếc thường gặp hoá trị 4 và hoá trị 2 (Sn+4 và Sn+4) Thiếc oxyt là một chất lưỡng tính và phụ thuộc vào môi trường Trong môi trường axit, Sn+4 tồn tại trong thành phần của các phức ion stanat và suflo-stanat Các muối Sn+4 là các bazơ yếu, dễ dàng bị phá huỷ do tác dụng thuỷ ngân (ngay cả ở độ pH=2) rồi kết tủa Sn(OH)4 và cuối cùng sẽ tạo thành casiterit SnO2 Các hợp chất hydroxyt của thiếc dẽ hoà tan trong môi trường kiềm, tạo ra Stanat kiềm

Trong môi trường kiềm, hợp chất dạng Na2Sn(OH,F)6 bị thuỷ phân (tại

pH = 7-8), giải phóng HF, phân huỷ felspat tạo ra mica, clorit và thạch anh (hiện tượng greizen hoá)

b Đặc điểm khoáng vật học

- Đặc điểm khoáng vật: Hiện nay được biết có khoảng 20 khoáng vật chứa

thiếc, trong đó chỉ có một số ít phổ biến và có giá trị công nghiệp Trong số các khoáng vật chứa quan trọng nhất là casiterit SnO2

Theo lý thuyết, thành phần của thiếc 78, 62% và của Oxy 21,38%; tuy nhiên, trong tự nhiên luôn luôn có một số tạp tố đông hình như Fe, Mn, W, Ta,

Nb, In, Ge, Ga, Zr và đôi khi V, Ni, Sb, Se trong casiterit Kiểu nguồn gốc pegmatit, casiterit có màu đen hoặc nâu đen (lẫn tạp tố Ta, Nb), tinh thể ngắn, dạng chóp hay trụ ngắn Đối với kiểu mỏ nhiệt dịch, casiterit có màu nâu sáng, màu vàng mỡ gà (chứa W,Fe), tinh thể thường nhỏ, dạng kim và dạng trụ Các khoáng vật ít có giá trị hơn gồm có: Stanin (Cu2FeSnS4), frankeit

(Pb5Sn3Sb2Si4), tilit (SnS.PbS), xilindrit (Pb3Sn4Sb2S11) các khoáng vật

có giá trị công nghiệp quan trọng của thiếc

2.1.3 Các loại hình nguồn gốc quặng thiếc

a Phân loại quặng thiếc

Hàm lượng công nghiệp tối thiểu đối với quặng thiếc gốc thường 0,2%Sn, đối với sa khoáng vào khoảng 0,01-0,02%Sn tương đương 100-200g SnO2/m3 Theo hàm lượng Sn, người ta chia ba loại quặng thiếc Quặng thiếc giàu chứa 1% Sn, quặng thiếc trung bình chứa 0,4- l%Sn, và quặng thiếc nghèo với hàm lượng Sn < 0,4% Tinh quặng casiterit chứa trên 40% thiếc kim loại: Pb

0,1-< 0,5%, WO3<5% sẽ được đưa luyện trực tiếp Các loại quặng từ 1,0 - 40% Sn

sẽ phải làm giàu trước khi luyện

Theo yêu cầu kỹ thuật người ta chia kim loại thiếc ra làm 4 loại như sau: Loại -1 dùng để mạ sắt, đồ hộp, sản xuất chất hàn cao cấp (99,90%Sn) Loại 2

24

dùng chế tạo hợp kim cứng, chất hàn, chất mạ, sản xuất các ống và lá thiếc (99,56%Sn) Loại 3 dùng để sản xuất chất hàn và muối thiếc (98,35%Sn) Loại 4 dùng để sản xuất chất hàn cấp thấp và luyện các hợp kim nghèo (96,25%Sn) Tài nguyên thiếc thế giới năm 2004 như sau:

World Tin Resources/Tài nguyên thiếc thế giới

Country/ Các nước chủ yếu Reserve Base/ Trữ lượng cơ sở

(By Principal Countries) Tonnes of metal conten/ĐV : Ngàn tấn kim loại thiếc Australia/ Úc 300

Other countries/ Các nước khác 200

World total/ Toàn thế giới 11000

Source : Mineral Commodity Summaries, 2004/Nguồn :Tổng hợp nguyên liệu khoáng

b Các kiểu mỏ công nghiệp

Các kiều nguồn gốc mỏ của thiếc đa dạng, gồm có pegmatit, skarn, greizen, nhiệt dịch sâu, nhiệt dịch phun trào và sa khoáng Tuy nhiên, các kiểu

mỏ công nghiệp quan trọng nhất là sa khoáng và nhiệt dịch

* Mỏ sa khoáng

Nguồn cung cấp sa khoáng casiterit thường là pegmatit chứa thiếc, greizen chứa thiếc hoặc các mỏ thiếc gốc nhiệt dịch pluton và nhiệt dịch núi lửa Đây là kiểu mỏ có giá trị kinh tế quan trọng nhất cả về trữ lượng cũng như sản lượng khai thác quặng casiterit trên thế giới Từ sa khoáng casiterit, người ta còn thu hồi kèm theo W, Ta, Au Các mỏ sa khoáng casiterit trên thế giới phát triển

ở vùng Đông Nam Á (Malaixia, Indonezia, Thái Lan, Việt Nam), Trung Quốc, Phần Lan, Zair và Nigieria, VV Tùy theo vị trí và phương thức thành tạo, người

ta chia ra: Sa khoáng tàn tích, sa khoáng sườn tích, sa khoáng bồi tích và sa khoáng ven biển

50-Tổ hợp khoáng vật đi kèm casiterit có thạch anh, volframit, turmalin, pyrit, chalcopyrit, scheelit topaz, ziricon, maghetit Hàm lượng casiterit trung bình thường 0,5- l,5kg/m3 Vaatl liệu bở rời Đây cũng là nguồn cung cấp vật chất cho các loại sa khoáng khác

+ Mỏ sa khoáng sườn tích (deluvi)

Đây là loại tiếc theo của thành tạo tàn tích, với những vật liệu tròn cạnh hơn do vật chất được di chuyển theo sườn núi, đồi Loại hình này thường tạo thành những vỉa chiều dày, mỏng khác nhau, cấu trúc đơn giản Thành phần khoáng vật tương tự sa khoáng tàn tích và phụ thuộc vào nguồn cung cấp vật chất sa khoáng Casiterit phân bố không đều, phần thấp của mặt cắt thường có hàm lượng cao hơn phần trên

+ Mỏ sa khoáng bồi tích (aluvi)

Kiểu mỏ này thường phổ biến hơn cả và phân bố ở các vùng có khí hậu khác nhau Sa khoáng bồi tích thường nằm cách xa mỏ thiếc gốc, từ vài ba km đến 10 km (do dễ vỡ thành các mảnh vụn nhỏ để vận chuyển) Thành phần và cấu trúc của đá lót có ảnh hưởng tới sự phân bố và tích luỹ của sa khoáng Đá lót quặng là vùng phễu karst hoặc ở bồn trũng, những nơi uốn lượn của thung lũng thì casiterit dễ lắng đọng hơn Mỏ sa khoáng bồi tích của casiterit có quy mô lớn

về kích thước (chiều dài, chiều dày vỉa) cũng như tài nguyên trữ lượng quặng casiterit

Thành phần khoáng vật quặng đa dạng và tùy thuộc vào nguồn cung cấp Thông thường quặng sa khoáng gồm các khoáng vật nặng (khoáng vật trọng sa)

26

như casiterit, rutin, topaz, ilmelit, zincon, granat, vàng, volframit, VV Theo thời gian thành tạo, sa khoáng bồi tích có thể chia thành các sa khoáng cổ và sa khoáng hiện đại

Các mỏ thiếc sa khoáng ở Đông Nam á, đặc biệt ở Việt Nam là đối tượng khai thác công nghiệp trong nhiều thập kỷ qua Các mỏ thiếc sa khoáng ở Tĩnh Túc, Tam Đảo, Quỳ Hợp phần lớn đã và đang khai thác gần như sắp cạn kiệt (Tĩnh Túc) Tổng tài nguyên - trữ lượng 130000 tấn thiếc, với hàm lượng casiterit từ 400 đến 5000g/m3, trong đó khoảng 50000 tấn đã được thăm dò:

World Tin Pruduccers/Sản lượng khai thác thiếc thế giới

Country/ Một số nước chủ yếu 2001 2002 2003

(By Principal Countries) Tonnes of metal conten/ĐV : Ngàn tấn kim loại thiếc Australia/ Úc 9983 7078 3819

Other countries/ Các nước khác 6490 1831 2409

Source : World Mineral Production, 1999-2003/Nguồn :Sản lượng khai thác khoáng sản thế giới 1999-2003

Thống kê tổng sản lượng thiếc cho thấy: Malaisia đứng đầu thế giới (1970) và sản lượng thiếc thế giới như sau: 186.300 tấn (1991), 351.800 tấn (2005), 321.000 tấn (2006) Mấy năm gần đây, Trung Quốc là nhà sản xuất thiếc lớn nhất (chiếm 43% sản lượng thế giới), theo sau là Indonesia, và thứ ba là Peru theo báo cáo của USGS Năm (2007) Bản bên dưới thể hiện các quốc gia có sản lượng khai thác mỏ thiếc lớn nhất và sản lượng thiếc nung chảy lớn nhất

Sản lượng khai thác và nung chảy (tấn), 2006 Quốc gia Sản lượng khai thác mỏ Sản lượng thiếc kim loại

Sản lượng khai thác và nung chảy (tấn), 2006 Quốc gia Sản lượng khai thác mỏ Sản lượng thiếc kim loại

Nguồn: Theo báo cáo của Cục Khảo sát Địa chất MỸ/USGS, năm 2006 Internet

+ Sa khoáng ven biển

Sa khoáng ven biển được thành tạo do sự hạ thấp dần của lực địa và phân

bố từ 10- 15km cách bờ biển hiên tại Hiên nay loại hình này đang được khai thác ở một số nước Châu Á, Australia/Úc và một số nước Đông Nam Á Thuộc loại này là các sa khoáng cổ, hiện đại và các sa khoáng bị chôn vùi dưới đáy biển

* Mỏ nhiệt dịch sâu

Kiểu mỏ nhiệt dịch sâu liên quan với các đá xâm nhập granitoit Trong phạm vi khoáng hóa phát triển các đai cơ lamprophyr hoặc porphyrit thành phần diaba và thoát, quặng hoá phân bố trong đá xâm nhập, đôi khi là đá vây quanh có thành phần khác Thân quặng dạng mạch, đại mạch, có đôi khi dạng ống, kích thước kéo dài từ vài chục đến hàng trăm mét, dày từ 0,1 đến 3m

Khoáng vật chính của quặng là casiterit, pyrit, khoáng vật mạch là thạch anh, turmalin, clorit, khoáng vật phụ là arsenopyrit, galenit, sfalerit, stanin

Quặng hoá phát triển theo năm giai đoạn, thành tạo nên các tổ hợp: a) Thạch anh- turmalin hoặc thạch anh clorit, b) Thạch anh- casiterit, c) Sulfua kim loại (gọi tắt là tạo sulfua), d) Galenit- sfalerit- clorit, e) Thạch anh- carbonat- fluorit Các mỏ thuộc loại này bao gồm hai kiểu quặng chủ yếu là: casiterit- silicat- sulfua và casiterit- sulfua Trong sự thành tạo quặng, hiện tượng phân đổi theo chiều thẳng đứng và theo chiều ngang rõ rệt: từ xa vào gần khối xâm nhập

* Mỏ nhiệt dịch phun trào

Kiểu mỏ nhiệt dịch phun trào liên quan về nguồn gốc với đá hoạt giàu kim, hoặc andezit, phân bố trong các thành tạo phun trào đó Thân quặng dạng mạch phân nhánh, mạng mạch Thành phần khoáng vật rất phức tạp và bao gồm casiterit, stanin, bismutin, arenopyrit, pyrit, thạch anh, turmalin, sericit, ít hơn thì

có frankeit, volframit, chalcopyrit, galenit, sfalerit, reanga, auripigmen, jemsonit, bulanjerit, quặng đồng xám, các của bạc, alunit, dượt, opan, fluorit, bặm và chalcedon Quặng thiếc mỏ nhiệt dịch phun trào mang tính tống hợp: Sn-

Ag, Sn-pb-zn

Quặng hoá thành tạo ở độ sau từ luôm đến 600-700m bao gồm các giai đoạn: a) Thạch anh- turmalin- casiterit, b) Stanin- sulfua- galenit- bạc, c) Alunit- chalcedon Quặng hoá có hiện tượng phân đôi thẳng đứng thể hiện rõ ràng, từ trên mặt đất xuống sâu như sau: ở phần trên là stanin và các khoáng vật của bạc, barit; ở phần giữa casiterit chiếm ưu thế; dưới cùng là casiterit, bismutin, volframit Quặng hóa được chia thành ba kiểu quặng: kiểu casiterit- silicat - sulfua; kiểu sulfua - casiterit và kiểu thiếc thớ gỗ Các mỏ nhiệt dịch phun trào này phân bố ở vành đai Thái Bình Dương (Nga, Boliva, Nhật Bản, Mehico) và một ít ở vành đai Địa Trung Hải (Thổ Nhĩ Kỳ, Hy Lạp, Tây Ban Nha, vv)

* Mỏ greizen

Các mỏ thiếc kiểu greizen (hay chứa thiếc) có liên quan mật thiết với các

đá granit sáng màu loại aliaskit, thường nằm trong đá xâm nhập (phần vòm) hoặc đá mái Thân quặng có dạng mạch, mạng mạch, và dạng thui Khi thân quặng dạng mạch: là các mạch kéo dài, từ vài ba mét đến hàng chlrlc, Có khi hàng trăm mét Trong kiểu mỏ này, thiếc thường cộng sinh với volfram

TPKV khá phức tạp Quặng mang tính tổng hợp, bao gồm các nguyên tố như Sự, W, Ta, Nb, vv Các khoáng vật chính của quặng là casiterit, volframit, arsenopyrit, zinvandit, thạch anh, albit, ortocla, muscovit, fluorit, turmalin Các khoáng vật thứ yếu có pyrotin, bismut, magnetit, scheelit, chalcopyrit, galenit, hematit, sericit, calcit Thân quặng thường có tính phân đổi theo chiều thẳng đứng và theo chiều ngang, gần khối xâm nhập thì nhiều casiterit, xa khối xâm nhập là các sulfua kim loại chiếm ưu thế Trước đây, nhiều nhà nghiên cứu xếp chúng vào mỏ nhiệt dịch nhiệt độ cao (500- 3000C)

Biến đổi đá vây quanh thường là greizen hoá và albit hoá, khoáng hóa xảy

ra theo ba thời kỳ:

a- Thời kỳ trước tạo quặng: chủ yếu thành tạo microlin, albit

b- Thời kỳ tạo greizen: trước hết tạo greizen với ít thạch anh- casiterit, c- Thời kỳ tạo quặng chính: casiterit- volframit, sulfua- casiterit

d- Thời kỳ sau tạo quặng: là thạch anh- carbonat- fluorit

Trên thế giới loại hình mỏ greizen phân bố ở các nước: Anh (mỏ Cornuan), Đức, Mỹ, Trung Quốc, Mông Cổ, Myanma và Ở các vùng Iakuti, Zabaican, Viễn Đông (Liên bang Nga), Trung Á, vv Kiểu mỏ này là nguồn cung cấp vật chất để thành tạo các loại sa khoáng thiếc Ở Việt Nam, tại vùng Pia Oac (Cao Bằng), đã phát hiện được khoáng hóa thiếc kiểu greizen

30

* Pegmatit chứa thiếc

Loại này có quy mô nhỏ, hàm lượng thiếc trong quặng nghèo dưới 0,1% Thân quặng có dạng mạch, mạng mạch và dạng thấu kính TPKV chính của quặng có thạch anh, casitent, spodumen, microclin, albit, topaz; đôi khi có

32

tantalit-columbit và volframit, berin Quặng có cấu tạo xâm tán/xâm nhiễm, kiến trúc hạt, thường lớn, tinh thể dạng kéo dài, màu đen chứa Ta, Nb, Zn, Sẽ dưới dạng hỗn hợp đồng hình Kiếu mỏ này ít phổ biến, chỉ gặp ở Trung Á, Ruanda,

Mỹ, Canada, Zaia Chúng là nguồn cung cấp vật liệu để tạo mỏ sa khoáng

* Skarn chứa thiếc

Kiểu skarn chứa thiếc ít phổ biến; chúng liên quan với granitbiotit, granodiorit và granitoit (ở Trung Quốc và một số nước khác), với granosyenit (Tây Nghệ An) Thân quặng có dạng vỉa thay thế, mạch không đều và dạng ống Casiterit thường xâm tán trong đá skam, đi cùng với granat, diopsit, tremolit, clorit, epidot, đôi khi có cả volostonit, magnetit, scapolit, calcit; các sulfua kim loại: pyrit, pyrotin, chalcopynt, stanin, cubanit và bornit Kiều quặng đặc trưng cho skarn chứa thiếc là kiều sulfua-casiterit Nhìn chung, ít có giá trị công nghiệp và là nguồn cung cấp vật liệu để tạo mỏ thiếc sa khoáng

c Tài nguyên thiếc Việt Nam

Việt Nam đã được phát hiện ở ba vùng quặng thiếc chính: Tĩnh Túc (Cao Bằng), Tam Đảo - núi Pháo (Tuyên Quang - Thái Nguyên) và Quỳ Hợp - Quế Phong (Nghệ An) và rải rác Ở vùng Tây Nguyên Tổng tài nguyên - trữ lượng thiếc vào khoảng 500 ngàn tấn, trong đó trữ lượng sa khoáng gần 50 ngàn tấn, trữ lượng thiếc gốc gần 30 ngàn tấn (chủ yếu là tài nguyên); đã được thăm dò, đánh giá trữ lượng (cấp cũ) xấp xỉ 70 ngàn tấn; tuy nhiên đã khai thác hết khá nhiều

2.2 Các phương pháp nghiên cứu

Để giải quyết các nhiệm vụ nghiên cứu đặt ra, học viên đã sử dụng các phương pháp sau:

2.2.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp và xử lý tài liệu

Đã tiến hành thu thập các tài liệu về địa hình, địa mạo, địa chất, địa vật lý, tổng hợp các tài liệu địa chất - khoáng sản và các tài liệu khác có liên quan tới quặng thiếc ở Việt Nam nói chung, ở khu vực Quỳ Hợp – Nghệ An nói riêng,