Đặc điểm thạch học các đá carbonat và khoáng sản liên quan khu vực phục hoà, tỉnh cao bằng

Tuy nhiên các đặc điểm chủ yếu như diện phân bố, môi trường thành tạo, sinh địa tầng, thành phần thạch học, khoáng sản liên quan vẫn chưa được nghiên cứu một cách chi tiết và có hệ thống

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

HOÀNG BÁ QUYẾT

ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC CÁC ĐÁ CARBONAT VÀ KHOÁNG SẢN LIÊN QUAN KHU VỰC PHỤC HÒA,

TỈNH CAO BẰNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

HÀ NỘI – 2011

HOÀNG BÁ QUYẾT

ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC CÁC ĐÁ CARBONAT VÀ KHOÁNG SẢN LIÊN QUAN KHU VỰC PHỤC HÒA,

TỈNH CAO BẰNG

Chuyên ngành: Địa chất khoáng sản và thăm dò

Mã số: 60.44.59

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Lê Tiến Dũng

HÀ NỘI - 2011

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

ai công bố trong bất kỳ công trình nào

Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2011

Người viết

Hoàng Bá Quyết

MỤC LỤC

KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC CÁC ẢNH 4

DANH MỤC CÁC BẢNG 5

MỞ ĐẦU 6

Chương 1 10

TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 10

1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn khu vực nghiên cứu 10

1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất 12

Chương 2 18

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 Cơ sở lý luận 18

2.2 Các phương pháp nghiên cứu 30

Chương 3 34

KHÁI QUÁT VỀ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC PHỤC HÒA 34

3.1 Vị trí địa chất của khu vực nghiên cứu trên khu vực Đông Bắc Việt Nam 34

3.2 Địa tầng 34

3.3 Magma phun trào và xâm nhập 46

3.4 Cấu trúc và kiến tạo 50

Chương 4 59

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THẠCH HỌC CÁC TRẦM TÍCH CARBONAT MỨC TUỔI PALEOZOI KHU VỰC PHỤC HÒA 59

4.1 Vị trí các trầm tích carbonat trong bình đồ cấu trúc địa chất khu vực Phục Hòa 59

4.2 Đặc điểm địa chất thạch học các tầng trầm tích đá carbonat 60

4.3 Khái quát về lịch sử và bối cảnh thành tạo các trầm tích carbonat khu vực Phục Hoà và diện tích kế cận 93

Chương 5 97

TÀI NGUYÊN KHOÁNG SẢN LIÊN QUAN VỚI CÁC ĐÁ CARBONAT 97

5.1 Các lĩnh vực sử dụng đá carbonat và các các chỉ tiêu kỹ thuật 97

5.2 Các lĩnh vực sử dụng chủ yếu từ nguyên liệu đá carbonat calci khu vực Phục Hòa 99

5.3 Các biểu hiện karst và tiềm năng khai thác các hang động phục vụ thăm quan, du lịch 114

5.4 Hiện trạng khai thác và kiến nghi qui hoạch và khai thác sử dụng hợp lý

nguồn tài nguyên carbonat vùng Phục Hòa 115

KẾT LUẬN 116

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO 120

KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC ẢNH

1 Ảnh 3.1: Hoá thạch Cúc đá tuổi Devon sớm - giữa, hệ tầng Nà Quản ……… 38

2 Ảnh 3 2: Đá vôi hệ tầng Nà Quản phủ trên đá bazan hệ tầng Bằng Giang dọc 56

3 Ảnh 4.1 : Đá vôi vi hạt mịn màu đen, xám đen phân lớp từ 7 - 20cm ……… 61

4 Ảnh 4.2 : Hoá thạch Cúc đá Anetoceras sp indet hoặc Erbenocerar sp …… 61

5 Ảnh 4 3 : Quan hệ chuyển tiếp từ các lớp đá vôi sét màu đen xen các lớp ……… 75

6 Ảnh 4.4 : Đá vôi vi hạt đến hạt nhỏ chứa dolomit (L.5517/2), 40 x nicon (+) 77

7 Ảnh 4 5: Cấu tạo định hướng trong đá vôi vi hạt đến hạt nhỏ (L.9654)……… 78

8 Ảnh 4.6: Đá vôi phân dải màu xám trắng Tại điểm khảo sát L.9169……… 81

9 Ảnh 4.7 : Mạch calcit thứ sinh có song tinh đa hợp trong đá vôi vi hạt…… 83

10.Ảnh 4 8 : Cấu tạo đường khâu trong đá vôi vi hạt ( L.2961), 40 x nicon (+)… 84

11 Ảnh 4.9: Hóa thạch Huệ biển trong đá vôi màu xám sáng phân lớp dày ………… .90

12 Ảnh 5.1 : Đá vôi màu đen phân lớp dày 30 - 70cm xen các lớp mỏng silic …… 102

13 Ảnh 5.2 : Đá vôi màu đen đã được mài đánh bóng hệ tầng Nà Đắng ………… 104

14 Ảnh 5.3 : Đá vôi phân dải màu hồng đã được mài láng đánh bóng hệ tầng………106

15 Ảnh 5.4: Đá vôi phân dải màu trắng đã được đánh bóng hệ tầng Tốc Tát …… 109

16 Ảnh 5.5: Đá vôi màu xám ghi, xám trắng phân lớp dày – dạng khối ………… 112

17 Ảnh 5.6: Hang động karst Tại vết lộ L.9678, tại bản Nha xã Cô Ngân………… 115

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng 2.1 Phân loại đá vôi theo R.L Folk……… 23

2 Bảng 2.2 Đá vôi chuyển tiếp sét……… 24

3 Bảng 2.3 Đá vôi chuyển tiếp silit……… .24

4 Bảng 2.4 Đá vôi chuyển tiếp dolomit……… 25

5.Bảng 2.5 Đá vôi (dolomit) chuyển tiếp cát……… .25

6 Bảng 2.6 Đá vôi dùng trong các ngành công nghiệp ……… 30

7 Bảng 4.1 Thành phần hoá học đá vôi Devon khu vực Phục Hoà……….65

8 Bảng 4.2 Kết quả phân tích hàm lượng các nguyên tố hiếm trong ………… 70

9 Bảng 4.3 Tổng hợp đặc điểm của các địa tầng chứa carbonat ……… 94

10 Bảng 5.1.Thành phần hóa học của đá vôi trong thân khoáng số 1……… 111

11 Bảng 5.2 Thành phần hóa học của đá vôi trong thân khoáng số 2 ……… 112

12 Bảng 5.3 Thành phần hóa học của đá vôi sạch (đá vôi trắng)……… 114

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Khu vực Phục Hoà nằm ở phía Đông, Đông nam Thị xã Cao Bằng với diện tích khoảng 430km2

Khối cấu trúc Phục Hoà và khối cấu trúc Lộc Bình được phân chia trên BĐ ĐC nhóm tờ Lạng Sơn tỷ lệ 1: 50.000 Khối cấu trúc Phục Hoà được ngăn cách với khối cấu trúc Lộc Bình về phía đông bởi đứt gãy Quốc Khánh - Nà Nưa

Cấu trúc địa chất của khu vực Phục Hoà và các diện tích kế cận đã được quan tâm nghiên cứu qua nhiều giai đoạn với các bản đồ địa chất tỷ lệ 1:500.000, tỷ lệ 1:200.000 và 1:50.000 Các chuyên đề nghiên cứu chủ yếu tập trung vào quặng bau xit

Lịch sử phát triển của khối cấu trúc Phục Hoà chủ yếu trong giai đoạn Paleozoi, được mô tả bởi các phân vị địa chất tiêu biểu gồm hệ tầng Thần Sa, hệ tầng

Nà Ngần, hệ tầng Mia Lé, hệ tầng Nà Quản, hệ tầng Bản Cỏng, hệ tầng Nà Đắng, hệ tầng Bằng Ca, hệ tầng Tốc Tát, hệ tầng Lũng Nậm, và hệ tầng Bắc Sơn Các thành tạo xâm nhập phát triển hạn hẹp, gồm các khối gabro thuộc phức hệ Cao Bằng Các trầm tích carbonat đã được mô tả trong hệ tầng Nà Quản, Tốc Tát, Bắc Sơn

Tuy nhiên các đặc điểm chủ yếu như diện phân bố, môi trường thành tạo, sinh địa tầng, thành phần thạch học, khoáng sản liên quan vẫn chưa được nghiên cứu một cách chi tiết và có hệ thống

Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài: “Đặc điểm thạch học các đá carbonat và khoáng sản liên quan khu vực Phục Hòa, tỉnh Cao Bằng” đã được

học viên chọn làm đề tài luận văn thạc sỹ

Kết quả của luận văn sẽ làm sáng tỏ hơn về cấu trúc địa chất, đặc điểm thạch học các đá carbonat, đánh giá tiềm năng và dự báo tài nguyên các loại khoáng sản liên quan, nhằm đáp ứng các yêu cầu cấp thiết của công tác quy hoạch thăm dò và khai thác khoáng sản của tỉnh Cao Bằng

Các kết quả nghiên cứu của đề tài còn có ý nghĩa khoa học, góp phần phục vụ cho công tác đo vẽ lập bản đồ địa chất, sáng tỏ cấu trúc và lịch sử phát triển địa chất khu vực Cao Bằng và vùng Đông Bắc Việt Nam

2 Mục đích, nhiệm vụ của đề tài

2.1 Mục đích

Mục đích của luận văn là làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc địa chất, địa tầng, đặc điểm thạch học, đặc điểm thạch - địa hoá của các đá trầm tích carbonat mức tuổi Paleozoi khu vực Phục Hoà Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, luận giải và dự báo tiềm năng các khoáng sản liên quan với chúng, định hướng cho công tác tìm kiếm, thăm dò khoáng sản

2.2 Nhiệm vụ

Để đạt được mục đích nghiên cứu cần giải quyết các nhiệm vụ sau:

1- Thu thập, phân tích, xử lí tổng hợp các tài liệu địa chất đã có trong khu vực nghiên cứu

2- Nghiên cứu phân chia địa tầng, mô tả các đặc điểm địa chất, đặc điểm thạch học của các trầm tích carbonat calci mức tuổi Paleozoi

3- Đánh giá tiềm năng và dự báo tài nguyên các loại khoáng sản liên quan với các trầm tích carbonat, đề xuất các kiến nghị quy hoạch thăm dò, khai thác hợp

lý tài nguyên đá carbonat

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu là đặc điểm địa chất, thạch học của các thành tạo trầm tích carbonat tuổi Paleozoi và các khoáng sản liên quan với chúng

- Phạm vi nghiên cứu của luận văn là khu vực Phục Hoà trên diện tích 430km2 bao gồm các xã Mỹ Hưng, Tà Lùng, Đại Sơn, Hồng Đại, Cách Linh, Triệu Ẩu thuộc huyện Phục Hoà tỉnh Cao Bằng, và một số xã lân cận Thái Đức, Vĩnh Quí, Cô Ngân thuộc huyện Hạ Lang tỉnh Cao Bằng (phụ lục hình số 1.1)

4 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu chi tiết về đặc điểm phân bố, đặc điểm địa chất, đặc điểm thạch học các

đá carbonat; đánh giá tiềm năng và dự báo tài nguyên các loại khoáng sản liên quan

với trầm tích carbonat vùng Phục Hòa – Cao Bằng,

5 Các phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp được tiến hành gồm thu thập tài liệu, lộ trình khảo sát thực địa, thu thập và phân tích các loại mẫu và tổng hợp xử lý, luận giải số liệu từ các kết quả phân tích để xây dựng sơ đồ địa chất và sơ đồ thạch học cấu trúc, sơ đồ dự báo triển vọng khoáng sản, các biểu đồ phân loại đá carbonat

6 Những điểm mới của luận văn

1- Đã tách các trầm tích carbonat được các nhà địa chất trước đây xếp vào hệ tầng Nà Quản mức tuổi Devon trung - thượng thành các bộ phận của hệ tầng Bản Cỏng, Nà Đắng, Lũng Nậm mức tuổi Cacbon hạ

2- Đánh giá mức độ biến đổi và mức độ trưởng thành của các loại đá trầm tích carbonat trong vùng công tác

3- Bước đầu, làm sáng tỏ được mối quan hệ nguồn gốc và tài nguyên các loại khoáng sản liên quan với các thành tạo carbonat trong vùng nghiên cứu

7 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn

7.1 Ý nghĩa khoa học

Góp phần làm sáng tỏ về cấu trúc, đặc điểm địa chất, các thành phần thạch học, quy luật phân bố, môi trường thành tạo của các đá trầm tích lục nguyên carbonat

7.2 Giá trị thực tiễn

Góp phần làm sảng tỏ tiềm năng và đánh giá hiện trạng tài nguyên khoáng sản, định hướng cho công tác điều tra địa chất và đánh giá tài nguyên khoáng sản đá carbonat

8 Cơ sở tài liệu

Luận văn được hoàn thành trên cơ sở nguồn tài liệu thực tế được thu thập trong công tác đo vẽ bản đồ và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ: 1: 200.000; 1: 50.000; các báo cáo kết quả tìm kiếm sơ bộ 1: 25.000, chi tiết hóa tỷ lệ 1: 10.000, tìm kiếm - thăm dò khoáng sản khu vực Phục Hòa và Hạ Lang; các bài báo và các công trình khoa học đã được công bố

Tác giả đã được sử dụng các kết quả phân tích mẫu trong Báo cáo đo vẽ bản

đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Lạng Sơn tỷ lệ 1: 50.000 của Phạm Đình Trưởng, Đoàn địa chất 50ª, Liên đoàn bản đồ địa chất Miền Bắc năm 2009, trong đó, học viên là một trong các tác giả chính

Luận văn gồm phần mở đầu, 5 chương, và phần kết luận được trình bày trong

115 trang với 22 hình 12 bảng 17 ảnh

Luận văn này được hoàn thành tại Bộ môn Khoáng sản, Trường Đại học Mỏ

- Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Lê Tiến Dũng

Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả cũng đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn Khoáng sản, bộ môn Khoáng thạch, khoa Địa chất, phòng Đại học & Sau đại học trường Đại học Mỏ - Địa chất; lãnh đạo Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Bắc

Tác giả xin chân thành cảm ơn

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn khu vực nghiên cứu

Vị trí địa lý

Phạm vi nghiên cứu của luận văn là khu vực Phục Hoà trên diện tích 430km2 bao gồm các xã Mỹ Hưng, Tà Lùng, Đại Sơn, Hồng Đại, Cách Linh, Triệu Ẩu thuộc huyện Phục Hoà tỉnh Cao Bằng, và một số xã lân cận Thái Đức, Vĩnh Quí, Cô Ngân thuộc huyện Hạ Lang tỉnh Cao Bằng ( phụ lục hình 1.1)

Vùng nghiên cứu thuộc các tờ bản đồ địa hình tỷ lệ 1 : 50.000 hệ VN 2000 múi chiếu 60 gồm: F - 48 - 58 A + F - 48 - 58 C ( Bản Cách Linh + Bản Pò Tập), được giới hạn bởi tọa độ: 22o 20’ 03,1” - 22o 40’ 03,2” vĩ độ bắc; 106o29’54,5” -

106o44’54,5” kinh độ đông

Đặc điểm địa hình

Vùng nghiên cứu có địa hình phân cắt trung bình đến mạnh, độ cao thay đổi

200 - 1000m Theo độ cao có thể chia thành 2 mức ( phụ lục hình 1.2)

Địa hình có độ cao từ 500 - 1000m: chiếm khoảng 50 - 55% diện tích vùng

nghiên cứu, phân bố chủ yếu ở khu vực huyện Phục Hoà, và một phần diện tích thuộc huyện Hạ Lang Tham gia vào bậc địa hình này là các khối núi đá lục nguyên

- carbonat, carbonat Địa hình phân cắt, sườn thường có độ dốc từ 30 - 45o,đôi chổ

đá vôi tạo vách dốc 65-700 do mức độ phong hoá mạnh nên thường xảy ra sạt lở vào mùa mưa, không thuận lợi cho việc khảo sát địa chất

Địa hình có độ cao từ 200 - 500m: chiếm 35 - 40% diện tích vùng nghiên

cứu Phân bố chủ yếu ở khu vực thi trấn Tà Lùng, xã Cách Linh Đây chủ yếu là những núi đồi lục nguyên dạng bát úp sườn dốc trung bình rất thuận lợi cho quá trình phong hoá tạo nên các mỏ sét công nghiệp

Đặc điểm hệ thống sông suối

Trong vùng nghiên cứu mạng sông suối khá phát triển thuộc hệ thống sông Hai con sông lớn nhất trong vùng là Bắc Võng và Bằng Giang Các sông trong vùng có

lưu lượng thay đổi mạnh theo mùa, trên các dòng sông này nhiều nơi đang được nhân dân khai thác khoáng sản vật liệu xây dựng và vàng sa khoáng

Ngoài hai con sông lớn, vùng nghiên cứu còn có các con sông nhỏ và các mạng suối dạng cành cây, toả tia, các suối ngắn lưu lượng ít và thay đổi theo mùa Mức độ lộ

đá gốc tại các hệ thống sông suối khá tốt tương đối thuận lợi cho việc khảo sát địa chất

Đặc điểm khí hậu

Vùng nghiên cứu mang đặc điểm của miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm có hai mùa rõ rệt Mùa khô thường bắt đầu từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của gió mùa đông bắc, thời tiết khô hanh, tháng

10 đến tháng 12 rất ít mưa, tháng 1 đến tháng 4 thường có sương mù ở núi cao và mưa phùn nhiệt độ không khí thay đổi từ 10 - 28oc; vào các tháng 12, 1, 2 nhiệt độ

có những ngày hạ xuống 2o - 8oc đến 0oc Mùa khô thuận lợi cho công tác khảo sát thực địa song cũng rất khó khăn trong việc sinh hoạt vì thiếu nước Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, mùa này nhiệt độ không khí thay đổi từ 24 - 34oc hay

có mưa, độ ẩm không khí tăng cao (độ ẩm tương đối 80 - 85%), lượng mưa trung bình 140mm/năm Vào mùa mưa có năm trời mưa kéo dài 3 - 4 ngày làm nước các con sông dâng cao gây nên lụt lội

Đặc điểm giao thông

Vùng nghiên cứu có trục đường chính là quốc lộ số 4 từ Quảng Ninh đi Cao Bằng Ngoài ra diện tích nhóm tờ còn có những đoạn quốc lộ 1, quốc lộ 3 và các đường liên huyện, liên xã chạy qua, vùng cũng phát triển trên các đường nối liền các làng bản cũng như giao lưu với nước Cộng hoà Nhân dân Trung Hoa Giao thông trong vùng tương đối thuận tiện cho việc tổ chức khảo sát địa chất

Đặc điểm kinh tế nhân văn

Dân cư

Vùng nghiên cứu có nhiều dân tộc khác nhau sinh sống: Tày, Nùng, Kinh, Dao, Hoa, Cao Lan… Mật độ dân cư thưa và phân bố không đều Người Kinh, Tày, Hoa thường tập trung ở các thị xã, thi trấn và ở các làng bản lớn ven đường lộ và

dọc theo các thung lũng sông suối lớn sinh sống bằng nghề trồng lúa làm nương rẫy

và buôn bán, chăn nuôi Người Dao, Cao Lan chủ yếu sinh sống trên các triền núi cao sống bằng nghề phát nương làm rẫy, tự cung tự cấp sống theo kiểu du canh du

cư

Kinh tế

Vùng nghiên cứu thuộc địa phận tỉnh Cao Bằng, là vùng miền núi kinh tế phát triển chậm Những người sống ở thành phố, thị xã, thị trấn chủ yếu làm nghề buôn bán hoặc sản xuất công nghiệp nhỏ có điều kiện kinh tế tương đối khá Trên diện tích nhóm tờ mấy năm gần đây tại thị trấn Phục Hoà và một số thị trấn, thị tứ khác nền kinh tế đang phát triển tốt: các nhà máy, xí nghiệp, công xưởng được thành lập mở rộng và sửa sang đặc biệt khu tái định cư cửa khẩu Tà Lùng đã xây dựng được các khu kinh tế thương mại để giao lưu đối tác với Trung Quốc Tuy nhiên ở những vùng sâu vùng xa đời sống của đại bộ phận nhân dân vẫn dựa vào sản xuất nông nghiệp, phát rẫy làm nương thu nhập thấp lại phụ thuộc nhiều vào thời tiết nên cuộc sống nghèo đói khó khăn

Văn hoá, chính trị

Được sự quan tâm của Đảng, Nhà nước và chính quyền địa phương, đời sống văn hoá của nhân dân ngày được nâng cao: các xã đều đã có trường tiểu học, trường trung học cơ sở; các huyện, thị xã, thành phố đều có trường phổ thông trung học; thị

xã Cao Bằng có trường Trung cấp y tế, trường Cao đẳng Sư phạm… các xã đều đã

có các trạm xá, huyện, tỉnh có các bệnh viện đa khoa phục vụ nhu cầu khám chữa bệnh cho nhân dân Thời gian gần đây vùng kinh tế mới Tà Lùng đang phát triển tốt nền văn hoá du lịch thương mại

1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất

Lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực Phục Hòa được gắn liền trong đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Lạng Sơn tỷ lệ 1: 50.000 Về địa chất khu vực gắn liền với lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực Đông Bắc Bộ và được bắt đầu từ cuối thế kỷ XIX Trong đó, nhiều công trình nghiên cứu để lại

những tài liệu địa chất có giá trị và quý báu (phụ lục hình.1.3) Theo thời gian có thể chia lịch sử nghiên cứu địa chất của vùng thành hai giai đoạn chính:

1.2.1 Giai đoạn trước năm 1954

Giai đoạn này diện tích khu vực nghiên cứu được đề cập trong các công trình của các nhà địa chất Pháp: Mollard L và Man Suy H., 1905, 1907: bản đồ địa chất tờ Cao Bằng - Hạ Lang tỷ lệ 1: 200.000; Bourret R., 1922: bản đồ địa chất Đông Bắc

Bộ, tỷ lệ 1: 300.000 và bản đồ địa chất tờ Cao Bằng - Hạ Lang, tỷ lệ 1: 1.000.000; Patte E., 1972: bản đồ địa chất Đông Bắc Bộ, tỷ lệ 1: 500.000; Jacob Ch., 1931: bản đồ địa chất tờ Cao Bằng, tỷ lệ 1: 500.000

Đáng chú ý hơn cả là một số công trình của Fromaget J nghiên về địa tầng, cổ sinh, magma - phun trào, cấu trúc - kiến tạo vùng Đông Bắc Bắc Bộ; đặc biệt là BĐĐC Đông Dương, tỷ lệ 1: 2.000.000 (1937) và tái bản năm 1954 Nhìn chung, những tài liệu của một số nhà địa chất Pháp chủ yếu mang tính khu vực, song có ý nghĩa tham khảo nhất định trong công tác điều tra cơ bản địa chất về đo vẽ bản đồ ở tỷ lệ nhỏ và trung bình trên lãnh thổ Việt Nam

1.2.2 Giai đoạn từ năm 1954 đến nay

Hoà bình lập lại, đất nước chuyển sang giai đoạn mới: xây dựng xã hội chủ nghĩa ở miền Bắc, đấu tranh giải phóng miền Nam thống nhất Tổ quốc Công tác điều tra cơ bản về địa chất khoáng sản được đầu tư nghiên cứu hệ thống Giai đoạn này có những dạng nghiên cứu, điều tra cơ bản sau:

1.2.2.1 Đo vẽ bản đồ ở tỷ lệ nhỏ 1:1.000.000 và 1:500.000

Trong thời gian đầu là các công trình như BĐĐC miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1: 500.000 (Adelung A.G., 1956), BĐĐC tờ Cao Bằng, tỷ lệ 1:100.000 (Gazenko X.D 1961), BĐĐC miền Bắc Việt Nam, tỷ lệ 1: 500.000.(Kitovani S.K.,1962), bản

đồ trọng sa - bùn đáy miền Bắc Việt Nam, tỷ lệ 1: 500.000 (Kabakov D.N.,1962)

Các công trình trên được thành lập chủ yếu là tổng hợp, chỉnh lý các bản đồ của các nhà địa chất Pháp trước đây, kết hợp khảo sát bổ sung theo mục tiêu nhiệm

vụ nghiên cứu Do tài liệu không đầy đủ, nên các công trình này còn nhiều thiếu sót,

Đáng chú ý là công trình BĐĐC miền Bắc Việt Nam, tỷ lệ 1:500.000 (Dovjicov A.E và nnk.,1965) Bản đồ ra đời là một thành tựu to lớn trong công tác nghiên cứu điều tra địa chất ở Việt Nam của các nhà địa chất Liên Xô (cũ)

Về địa tầng: kế thừa có chọn lọc những kết quả nghiên cứu trước kết hợp

những tài liệu thu thập được trong đo vẽ, Dovjicov A.E và nnk đã phân chia địa tầng trong diện tích vùng nghiên cứu làm 13 phân vị có mức tuổi từ Devon đến Carbon, trong đó có các phân vị D1-D2ebs (điệp Bồng Sơn); D2e, D2e-gv, D3frbc

(tầng Bản Cỏng) Nhìn chung sự phân chia bước đầu đã có cơ sở về thạch địa tầng

và hoá thạch

Về magma: chỉ khoanh định được một số thể gabro diabas không rõ tuổi

Về kiến tạo, khu vực công tác và diện tích kế cận được mô tả trong 3 đới

tướng cấu trúc: đới Hạ Lang, đới Sông Hiến và đới An Châu Đứt gẫy sâu Cao bằng

- Tiên Yên đóng vai trò phân chia các đới cấu trúc

1.2.2.2 Đo vẽ bản đồ tỷ lệ trung bình 1: 200.000

Khu vực công tác và diện tích kế cận thuộc nhóm tờ Chinh Si - Long Tân (Phạm

Đình Long và nnk.,1974) và Lạng Sơn (Đoàn Kỳ Thuỵ và nnk.,1976)

Các công trình đo vẽ 1:200.000 đã bổ sung thêm những tài liệu nghiên cứu chi tiết

về địa tầng, magma, cấu trúc - kiến tạo

Về địa tầng: trên cơ sở phát hiện nhiều nhóm hóa thạch đặc trưng đã xác

nhận sự có mặt của các trầm tích Cambri thượng (điệp Bồng Sơn, Phạm Đình Long, 1974; điệp Thần Sa, Đoàn Kỳ Thuỵ, 1976); các thành tạo Devon được phân chia khá chi tiết bao gồm các điệp: Nà Ngần (D1nn), Mia Lé (D1-D2ml), Nà Quản (D2e-

gvnq), Bằng Ca (D2gvbc), Tốc Tát (D3tt); các thành tạo Carbon - Permi được các

tác giả xác nhận trầm tích liên tục từ Carbon hạ đến Permi hạ và phần đáy trầm tích Permi thượng (P2) chứa bauxit; khối lượng và tuổi của điệp Sông Hiến đã được thay đổi

Nét nổi bật nhất về địa tầng là các tác giả BĐĐC, tỷ lệ 1: 200.000 đã phát hiện được nhiều điểm hoá thạch đặc trưng cho các mức tầng nghiên cứu thạch địa tầng cho phân vị đầy đủ hơn

Tuy nhiên do tỷ lệ nghiên cứu, nên các tác giả trên cũng không tránh khỏi những thiếu sót như ranh giới giữa các phân vị địa tầng thiếu chính xác, thiếu các số liệu phân tính định lượng

Về magma: đã khoanh định mô tả được một số daik mạch bazơ chưa rõ tuổi

Về kiến tạo: vùng nghiên cứu thuộc từng phần của đới cấu trúc Hạ Lang

tương tự như Dovjicov A.E (1965) và tiến hành mô tả một số đứt gãy, uốn nếp nhưng chỉ mang tính chất khái lược

Về khoáng sản: đã phát hiện và đăng ký 12 điểm mỏ khoáng sàng, biểu hiện

khoáng sản, biểu hiện khoáng hoá của các loại hình khoáng sản bauxit, đá vôi xi măng

Các tờ BĐĐC tỷ lệ 1: 200.000 thuộc khu vực Đông Bắc đã được hiệu đính 2 lần Lần thứ nhất vào năm 1984 và lần thứ 2 vào năm 1993 Nhìn chung, công tác hiệu đính ít có thay đổi về ranh giới địa chất, tuy nhiên cũng có một số phân vị được phân chia chi tiết hơn trên cơ sở những kết quả đo vẽ tỷ lệ 1: 50.000 mới cập nhật, một số phân vị mới được thể hiện như hệ tầng Lân Pảng (T2lp),

Đồng thời trong khu vực nghiên cứu, còn có các công trình nghiên cứu tổng hợp, chuyên đề, bài báo đăng trên các tạp chí của các tác giả, liên quan ít nhiều tới nhóm tờ:

- Về đo vẽ bản đồ địa chất: Bản đồ địa chất Việt Nam (phần miền Bắc), tỷ lệ 1:1.000.000 (Trần Văn Trị và nnk, 1977), Bản đồ địa chất Việt Nam, tỷ lệ 1: 500.000 (Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao và nnk,1988),

- Về bản đồ khoáng sản: Bản đồ khoáng sản Việt Nam, tỷ lệ 1: 500.000 (Lê Văn Trảo và nnk, 1982), Bản đồ sinh khoáng Việt Nam, tỷ lệ 1: 1.000.000 (Nguyễn Nghiêm Minh, Vũ Ngọc Hải, 1990)

- Các công trình đề tài khoa học nghiên cứu về địa tầng, magma: Hoàn thiện thang địa tầng Việt Nam (Tống Duy Thanh, Đặng Vũ Khúc và nnk,1995); Nghiên cứu cổ sinh, địa tầng và tướng đá cổ địa lý các thành tạo trầm tích D3-C1 Bắc Việt Nam (Phạm Kim Ngân.2001); Trầm tích luận và tướng đá cổ địa lý các thành tạo trầm tích màu đỏ tuổi Jura - Creta và khoáng sản liên quan ở miền Bắc Việt Nam

(Nguyễn Xuân Khiển và nnk, 2004); Địa tầng các trầm tích Phanerozoi ở Đông Bắc

Bộ (Đặng Trần Huyên và nnk 2007); Các thành tạo mafic, siêu mafic Permi - Trias miền Bắc Việt Nam (Poliakov G.V., Nguyễn Trọng Yêm và nnk,1996)); Hoạt động magma nội mảng lãnh thổ Việt Nam và khoáng sản liên quan (Trần Trọng Hoà và nnk, 2005),

1.2.2.3 Đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1: 50.000 vùng phụ cận

Vùng phụ cận khu vực nghiên cứu đã cơ bản đo vẽ tỷ lệ 1:50 000, gồm 3 nhóm tờ : Văn Mịch - Thất Khê (Dương Quốc Lập và nnk.,1991, Cao Bằng - Đông Khê (Nguyễn Thế Cương và nnk.,2001) và Trùng Khánh (Nguyễn Công Thuận và nnk., 2005) (hình 1.3)

Đây là những công trình đã có nhiều phát hiện mới về địa chất, xác lập và nghiên cứu khá chi tiết một phân vị địa chất và có cơ sở xác lập phân vị mới, hệ tầng Bằng Giang (Nguyễn Thế Cương, 2000), hệ tầng Nà Đắng và hệ tầng Bản Cỏng (Nguyễn Công Thuận, 2005)… Kết quả đo vẽ 1: 50.000 các nhóm tờ phụ cận còn phát hiện mới và thu thập bổ sung nhiều di tích hoá đá; đồng thời đã tiến hành nghiên cứu phân chia khá chi tiết các phân vị địa chất theo thạch địa tầng và thành phần vật chất

Về khoáng sản: đã phát hiện được nhiều loại hình khoáng sản khác nhau; đáng chú ý là: khoáng sản vàng ở vùng Nà Pái, Văn Mịch liên quan với các thành tạo phun trào hệ tầng Khôn Làng…(nhóm tờ Bình Gia, nhóm tờ Văn Mịch - Thất Khê); phát hiện quặng barit công nghiệp ở Pò Tấu, Cốc Cáng, Kim Loan (nhóm tờ Trùng Khánh), và nhiều loại hình khoáng sản vật liệu xây dựng khác

1.2.2.4 Đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn 1: 10.000

Năm 1970 Nguyễn Trọng Kim đã tiến hành tìm kiếm mỏ khoáng bauxit vùng Quảng Hòa nay thuộc các huyện Quảng Uyên và Phục Hòa tỉnh Cao Bằng Kết quả

đã khoanh định được diện tích quặng bauxit lăn trên bề mặt của các thung lũng karst

và tính được tài nguyên dự báo

Kết quả chính đã đạt được và những tồn tại

- Hầu hết các công trình nghiên cứu vào các giai đoạn đều đạt được những

thành công nhất định Việc phân chia các phân vị địa tầng đều được các nhà địa chất phân chia có cơ sở về quan hệ địa chất, thành phần thạch học, hóa thạch chỉ đạo Các công trình nghiên cứu chuyên đề đã góp phần làm sáng tỏ hơn về quan niệm của một số tác giả

- Việc phân chia các trầm tích Devon khu vực Phục Hòa, nhóm tờ Chinh Si –

Long Tân được tác giả Phạm Đình Long chủ yếu xếp vào D1-2 bậc Emsi- Eifel Trong quá trình đo vẽ lập bản đồ địa chất nhóm tờ Lạng Sơn mà học viên được tực tiếp tham gia thu thập tài liệu, xử lý và vẽ bản đồ cho thấy về mặt trật tự địa tầng, thành phần thạch học, tập hợp hóa thạch các trầm tích Devon này chúng có mặt liên tục từ bậc Emsi – Famen Việc chứng minh sự liên tục sẽ được làm rõ hơn trong luận văn của học viên

- Về khoáng sản liên quan đá vôi đen dùng để ốp lát, đá vôi phân dải màu

hồng, vân đỏ dùng để ốp lát, đá vôi làm phụ gia xi măng và sử dụng trong các nghành công nghiệp khác cũng là đối tượng cần làm rõ trong luận văn

Chương 2

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở lý luận

2.1.1 Thành phần khoáng vật của đá trầm tích carbonat

Có thể chia khoáng vật của đá trầm tích carbonat thành 2 nhóm lớn: nhóm hòa tan trong HCl và nhóm không tan Nhóm hòa tan là chủ yếu, thường chiếm 75%, có khi xấp xỉ 100%, còn thành phần không tan chỉ là vết, (phân loại đá carbonat theo L.B.Rukhin, 1953)

2.1.1.1 Nhóm khoáng vật hòa tan (khoáng vật carbonat: bao gồm chủ yếu

là cancit, dolomit và một số biến thể của CaCO3

- Cancit (CaCO3) là khoáng vật chủ yếu tạo nên đá vôi Trong các đá

trầm tích carbonat, calcit gặp ở nhiều dạng khác nhau như calcit vụn, vật chất tạo nên vỏ sinh vật hoặc là sản phẩm của quá tình hóa học và sinh hóa calcit

có kiến trúc vi hạt , trứng cá, tái kết tinh, phát triển thành khe nứt hay lấp đầy khe nứt tạo thành mạch calcit tái kết tinh

- Dolomit (CaMg(CO3)2 có thể thành tạo ở các thời kỳ khác nhau và ta

có dolomit trầm tích, dolomit thành đá và dolomit hậu sinh.J.Petijơn căn cứ vào đặc điểm này của khoáng vật dolomit để tiến hành phân loại đá dolomit Dolomit trầm tích thường có kích thước nhỏ(<0.01mm), còn hai loại sau có kích thước tương đối lớn hơn và có thể thành tạo những hình thoi đẹp

- Aragonit (CaCO 3 ) kết tinh trong hệ trực thoi, thường gặp tinh thể hình kim

Rất khó phân biệt aragonite và canxit Aragonit là khoáng vật rất kém bền vững, dễ dàng chuyển thành canxit Trong các đá trầm tích cacbonat rất ít khi gặp aragonite, nhất là các đá trầm tích cacbonat từ Mezozoi về trước

2.1.1.2 Nhóm khoáng vật không tan (khoáng vật phi carbonat)

a Khoáng vật vụn (lục nguyên): thường gặp nhất là vụn thạch anh, , fenspat, mảnh đá silicit, đôi khi cả mảnh chalcedon nữa Khoáng vật vụn chỉ có mặt trong đá

vôi, trong đolomit hầu như không còn vì theo lý thuyết phân dị của L.V Putxtô- valôp thì đến khi tạo thành đolomit đã kết thúc quá trình phân dị cơ học

b Khoáng vật tự sinh: Gồm nhiều loại như sét, gauconit, thạch anh, chalcedon, fenspat, các khoáng vật chứa sắt,v.v Ngoài ra còn phân bố khá nhiều các kết hạch silit, kết hạch siđerit và thành phần hữu cơ phân tán

Khoáng vật sét tương đối phong phú, thường là các loại kaolinit, hiđromica

(đôi khi có cả nhóm monmorilonit)

Thạch anh, chalcedon: thạch anh tự sinh phổ biến hơn chalcedon.Việc xác

định thạch anh tự sinh phần lớn theo đặc tính hình dạng góc cạnh của hạt, còn thạch anh vụn hạt thường tròn hơn: mặt khác thạch anh tự sinh cũng có quan hệ chặt với chalcedon

Thạch cao và anhiđrit: thạch cao thường là khoáng vật hậu sinh, xuất hiện

trong đá vôi, đolomit hoạc cả macnơ nữa Còn anhiđrit chỉ có mặt trong dolomit, hầu như không có mặt trong đá vôi

Pirit: khá phổ biến trong đá vôi và cả trong dolomit nữa Pirit thường thành

tinh thể màu vàng kim đặc trưng, có kích thước một vài milimet, đôi khi tới centimet Số lượng pirit cũng thay đổi, có thể từ vài ba tinh thể cho tới vài chục tinh thể trên 1 dm2 Khi gặp pirit người ta thường chú ý tới trình độ phong hoá, kích thước, số lượng trên một đơn vị diện tích và sự thay đổi những tính chất đó theo các phương

Siđerit: trong đá cabonat thường ở dạng kết hạch, kích thước các kết hạch

thay đổi, ít khi gặp loại có đường kích cỡ dm mà chỉ một vài cm là lớn, và ít gặp Siđêrit dễ bị biến đổi thành hidroxit sắt, tạo nên dạng vẩy mỏng phân bố ở mặt lớp

Fotfat canxi – colofan: thường ở dạng thay thế các hoá đá Trong các đá

cacbonat giàu thành phần không tan còn có thể có một số khoáng vật nặng như sfen, apatit, tuamalin, Các đá cacbont, đặc biệt là dolomit thành tạo trong các hồ nước mặn, thường có mặt các khoáng vật haloit

Vật liệu hữu cơ: trong các đá cacbonat, đặc biệt là đá vôi màu đen, thường

chứa một lượng đáng kể cacbon hữu cơ và bitum phân tán Việc xác định những

loại trên thường dùng phương pháp xác định cacbon hữu cơ và chiết bitum bằng clorofoc

a Trùng lỗ (Foraminifera): là loại đơn bào, tạo đá vôi, là loại sinh vật có tính thế giới, sống ở biển với độ sâu khác nhau từ vài chục m tới hàng ngàn met

b Trùng tia (Radiolaria): là loại động vật đơn bào nhưng là loại sinh vật tạo

đá silixit Dưới kính hiển vi, trong lát cắt ngang hình tròn cấu tạo mạng lưới Trùng tia phát triển từ Cambri đến nay, là loại sinh vật biển chủ yếu ở biển sâu, một vài loại biển nông hoặc sống trôi nổi

c Hải miên (bọt biển) (Spongia) có 2 loại:

- Hải miên tạo đá silixit, là loại động vật biển bám đáy ở độ sâu từ vài trăm tới hàng ngàn mét

- Hải miên tạo đá vôi thường phát triển ở những vùng biển nông, ấm

d San hô (Coralla): gồm hai phụ lớp Zoantharia và Tabulata Là loại sinh vật biển bám đáy, tạo đá vôi San hô sống ở độ sâu khác nhau Loại quần thể thường phát triển ở các vùng biển nông ấm, loại cá thể thường ở sâu Đá vôi ám tiêu san hô thường phát triển ở các vùng biển nhiệt đới, á nhiệt đới, ở độ sâu 50 ¸ 100m, độ muối bình thường

e Huệ biển (Crinoidae): là loại động vật biển, tạo đá vôi Hoạt động thường phát triển ở các vùng có độ sâu từ vài trăm đến ngàn mét

g Động vật dạng rêu (Bryozoa): là loại động vật biển bám đáy, đôi khi cũng tạo nên ám tiêu - Bryozoa, là động vật tạo đá vôi, đôi khi cũng gặp di tích trong dolomit

h Tay cuộn (Brachyopoda): là sinh vật tạo đá vôi Tay cuộn thường phát triển ở các vùng biển nông với độ sâu 200-300m

i Chân rìu (Pelecypoda) là loại sinh vật tạo đá vôi, có loại sống ở nước ngọt,

có loại sống ở nước mặt ở độ sâu từ vài chục tới hàng trăm met

k Chân bụng (Gastropoda): là loại sinh vật tạo đá vôi, có thể sống ở nước ngọt, cũng có loại sống ở biển thường là ở các vùng biển nông

l Chân đầu (Cephalopoda): là loại sinh vật tạo đá vôi, thường gặp loại Ammonites, Nautilus, Belemnites Chúng thường sống ở các vùng biển nông độ sâu

từ 100 đến 400m

2.1.2 Thành phần hóa học của đá trầm tích carbonat

Thành phần hoá học của các đá cacbonat thay đổi với từng loại đá Đá vôi chứa 85% CaCO3, ngược lại, đolomit chứa trên 17.5% MgO Đá vôi chứa 1-2% MgO gọi là đá vôi manhê Hàm lượng MgO trong đá vôi không cao, trừ trường hợp

đá vôi chuyển thành đolomit Lượng SiO2 có thể tới 5-6% do sự có mặt của thạch anh vụn và chalcedon thứ sinh Sự có mặt của Al2O3 cùng với SiO2 biểu hiện thành phần sét trong đá (và cũng tượng trưng cho fenspat, tuy không phải là điều quan trọng) Thành phần kiềm và nước trong trường hợp này cũng phong phú hơn.Trong truờng hợp cá biệt, đá vôi giầu P2O5,Fe2O3,S,…

2.1.3 Kiến trúc, cấu tạo

Kiến trúc: vi hạt, hạt nhỏ - thô, hóa hạt, tái kết tinh, sinh vật, tàn tích sinh

vật, thay thế, dạng dăm, dạng cuội, dạng cát, …

Cấu tạo: khối, đường khâu (stiloit), nón chồng nón, phân lớp ngang, vò

nhàu, kết vỏ, kết hạch, tuyến nhũ, trứng cá, hạt đậu, dạng vết,

Màu sắc của đá có thể là xám trắng, phớt hồng, nâu, đen, vàng phụ thuộc vào

đặc tính của các khoáng vật hỗn hợp Độ cứng và độ hổng của đá cũng bị biến đổi

Tỷ trọng 1 ¸ 2.6 Độ hổng 1% ¸ 50% (đá phấn), vết vỡ của đá phụ thuộc vào độ hạt,

có thể là nhẵn, vỏ sò (loại vi hạt) đến bậc thang, dạng cát

2.1.4 Phân loại đá vôi

a Phân loại đá vôi theo nguồn gốc của F.J Pettijohn

- Đá vôi biến đổi

b Phân loại đá vôi theo nguồn gốc của L.V Khvorova

Chia thành ba loại:

- Đá vôi sinh vật;

- Đá vôi hóa học;

- Đá vôi vụn

c Phân loại đá vôi theo kiến trúc

Có nhiều phương án khác nhau song phổ biến nhất là phân loại của R.L Folk Phân loại này phản ánh được điều kiện thuỷ động của môi trường trầm tích R.L Folk cho rằng phần lớn đá vôi được thành tạo tha sinh (klastogen) Trong thành phần của đá vôi, R.L Folk phân biệt các hợp phần: Lục nguyên (T-terraneous), tha sinh (A-allochemical) và tự sinh (O-orthochemical)

- Hợp phần tha sinh (allochemical) là các tập hợp cacbonat được thành tạo

do các quá trình hóa học hoặc sinh hóa nhưng luôn chịu sự vận chuyển Ý nghĩa tạo

đá chủ yếu thuộc về 4 loại thành phần sau:

- Các intraclast (mảnh vụn trong tầng) - I, là các mảnh vụn được thành tạo

khi phá huỷ trầm tích cacbonat mới được thành tạo hoặc các trầm tích cacbonat đã cứng chức ở vùng bên cạnh Hình dạng và độ tròn không xác định

- Oolit (trứng cá) – O

- Các mảnh xương (hoặc di tích hóa đá) biolit – B

- Pelet (cục) - P, bao gồm các hạt tròn cấu tạo từ calcit vi kết tinh với kích thước 0,03 - 0,15mm Theo R.L Folk, pelet là các cục phân của động vật biển; pelet khác với intraclast ở chỗ không có kiến trúc bên trong, độ chọn lọc và kích thước nhỏ

Hợp phần tự sinh (orthochemical) gồm có:

- Calcit vi tinh (micrite), có kích thước hạt 0,001 - 0,004mm

- Calcit kết tinh (sparite), có kích thước hạt lớn hơn 0,004mm

Hợp phần tha sinh điển hình cho môi trường nước xáo động mạnh; micrite là bùn được lắng đọng hóa học hoặc sinh hóa từ nước biển; với hoạt động của môi trường yếu; sparite là sản phẩm lắng đọng tương đối nhanh, môi trường yên tĩnh, lấp đầy vào khoảng trống của các hợp phần tha sinh và đóng vai trò như ximăng của các đá vụn thông thường Tổ hợp của 2 hợp phần này được 11 loại đá vôi thuộc 4 nhóm (bảng 2.1)

Bảng 2.1 Phân loại đá vôi theo R.L Folk

Nhóm 1 Xi măng calcit

kết tinh (S)

2 Nền calcit vi tinh (M) 3 Đá vôi hóa học

4 Đá vôi sinh hóa (B)

Đá vôi kết tinh (dismcrite- DM)

Folk gọi là biolithite Ngoài ra, Folk còn tách một loại đá vôi khác là đá vôi bị biến đổi mạnh mẽ do quá trình dolomit hóa

d Phân loại theo thành phần khoáng vật và thành phần không tan [ 25]

Trên cơ sở tài liệu phân tích hoá học đá cacbonat thì tiến hành phân loại theo kiểu phân loại này Từ những số liệu phân tích ra hàm lượng canxit, đolomit hoặc tính tỉ số CaO: MgO và thành phần không tan Các loại đá gồm: 1 Đá sét; 2 Đá sét chứa vôi và đolomit: 3 Macnơ - sét; 4 Mancơ – sét chứa đolomit; 5 Macnơ – sét – đolomit – vôi; 6 Macnơ – sét chứa đolomit: 7.; Macnơ; 8 Mancnơ chứa đolomit; 9 Macnơ – đolomit chứa vôi; 10 Mancnơ – đolomit; 11 Đá vôi chứa sét; 12 Đá vôi chứa sét – đolomit; 13 Đá vôi chứa đolomit – sét; 14 Đá vôi; 15 Đá vôi chứa đolomit; 16 Đá vôi – đolomit; 17 Đolomit chứa vôi - sét; 18 Đolomit chứa vôi;

21 Đolomit – vôi; 22 Đolomit

Bảng 2.2 Đá vôi chuyển tiếp sét

Bảng 2.4 Đá vôi chuyển tiếp dolomit

2.1.1.5 Môi trường, tướng đá, cổ địa lý

a Định nghĩa tướng đá: Thuật ngữ “Tướng “ (Facies) lần đầu tiên đã được NSteno (Đan mạch ) đưa vào trong văn liệu địa chất năm 1669 Hai thế kỷ sau, nhà bác học Thuỵ Sĩ Gresli A (1840) đã dùng khái niệm tướng với nhận thưc giản đơn

“Tướng trầm tích là các trầm tích cùng một tuổi nhưng thành tạo ở những nơi khác nhau trên vỏ Trái đất.’’

b Phân loại tướng: Dựa vào điều kiện địa lý tự nhiên, ta có thể chia làm 3 nhóm tướng :

cacbonat có tuổi từ Devon sớm-Pecmi Theo các tài liệu địa chất khu vực, đây là các thành tạo địa chất đặc trưng cho môi trường biển Đá vôi tướng biển có các đặc điểm sau đây:

+ Phân bố trên diện tích rộng lớn, bề dày lớn và ổn định Sự biến đổi tướng theo thời gian và không gian không lớn

+ Điều kiện hoá lý của nước biển khác xa với lục địa Nhiệt độ nước biển thường thấp hơn nước lục địa (dao động -1.8 đến 28 độ C) Phần sâu của đại dương nhiệt độ không quá 2- 3 độ C Do hiện tượng chênh lệch nhiệt độ sinh ra các dòng đối lưu và dòng biển, sự phân bố của sinh vật thay đổi San hô ưa vùng biển ấm, khí hậu nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới Trái lại tảo silic (diatomea) ưa vùng khí hậu lạnh Đối với trầm tích hoá học, calcit là thành phần dễ kết tủa ở vùng khí hậu ấm áp

+ Áp suất trong biển chênh lệch khá lớn Trên mặt biển, áp suất P=1atm; ở

độ sâu 10km, áp suất P =1000 atm

+ Độ muối nước biển cao, trung bình 3,5 phần nghìn ít thay đổi theo độ sâu

và bề rộng Độ muối ảnh hưởng tới sự phân bố của giới sinh vật và thành phần các loại trầm tích

+ Độ Eh: khi chiều sâu tăng lên, hàm lượng O2 giảm, môi trương chuyển dần

từ oxy hoá sang khử Vùng biển hở, nước lưu động mạnh tầng trên (Eh = 0.4mV ), tầng dưới (Eh = 0.1mV) Eh không thay đổi mấy Vùng biển kín trên mặt oxy hoá tầng đáy là khử Eh khống chế việc sinh thành trầm tích hoá học

+ Độ PH: đối với những biển mở, độ áit tăng dần theo chiều sâu Tầng trên

Hoạt động núi lửa trong biển ảnh hưởng đến quá trình thành tạo trầm tích Nước biển lợ, kiềm hoá do sự làm giàu oxyt silic từ vật liệu núi lửa và silic do núi lửa phun lên

+ Giữa địa hình đáy biển và độ sâu nước biển có quan hệ chặt chẽ với nhau Klenova (1948) chia đại dương hiện đại thành bốn đơn vị: thềm lục địa, sườn lục địa, đáy đại dương và hố sâu đại dương V.H.Venhofen, Rukhin và Nalipkin chia ra các đơn vị tướng: ven biển, biển nông, biển sâu và biển thẳm

+ Phân chia các tướng trầm tích carbonat trong môi trường biển:

Theo Knenova, danh sách các tướng biển theo độ sâu như sau: tướng ven biển, thềm lục địa ( < 200m); tướng sườn lục địa (200 - 2450m ); tướng đáy đại dương (2450 – 5750m ) và tướng hố sâu đại dương ( >5750m )

Theo Venhofen, Rukhin và Nalipkin danh sách tướng biển gồm: Tướng ven biển thuộc đới thuỷ triều lên xuống; tướng biển nông < 200m; tướng biển sâu 200 - 2000m; tướng biển thẳm >2000m (6000 – 9000m )

Có thể nhận thấy tính tương đồng của hai bảng phân chia tướng đá vôi biển như sau: Tướng biển nông tương ứng với thềm lục địa; tướng biển sâu tương ứng với sườn lục địa; tướng biển thẳm tương ứng với đáy đại dương

2.1.1.6 Các giai đoạn trưởng thành của đá carbonat calci

a Giai đoạn tác dụng thành đá (diagenes)

Là tác dụng làm biến đổi vật liệu trầm tích thành đá trầm tích Đó là quá trình làm biến đổi một hệ thống phức tạp nhiều thành phần (hợp phần) và không cân bằng thành một hệ thống cân bằng trong điều kiện nhiệt động mới

Tác dụng làm biến đổi trong giai đoạn thành đá chủ yếu là tác dụng hóa học, sinh hóa, một phần là tác dụng vật lý Tác dụng thành đá xảy ra từ khi vật liệu bị phủ đến chiều sâu chôn vùi hàng trăm mét

b Giai đoạn hậu sinh (katagenes)

Giai đoạn hậu sinh là giai đoạn làm biến đổi đá trầm tích xảy ra sau giai đoạn thành đá dưới tác dụng của các quá trình hóa lý, cơ lý, chấm dứt hoạt động của vi sinh vật Vì vậy có thể coi ranh giới giữa giai đoạn thành đá và hậu sinh là mặt giới

hạn hoạt động của vi sinh vật

Tác dụng biến đổi trong giai đoạn hậu sinh chủ yếu là tác dụng nén ép, thành tạo những khoáng vật mới thích ứng với môi trường mới do mất nước, trao đổi thay thế, phân bố lại thành phần vật chất ở trong đá, ngoài ra còn có tái kết tinh Kiến trúc, cấu tạo của đá ít nhiều bị biến đổi nhưng nói chung vẫn còn giữ lại những nét điển hình ban đầu của đá trầm tích

c Giai đoạn tác dụng biến sinh (metagenes)

Giai đoạn biến sinh là giai đoạn đá bị biến đổi mạnh mẽ thành phần khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo và có nhiều dấu hiệu của đá biến chất dưới tác dụng của nhiệt

độ và áp suất tăng cao

Giai đoạn biến sinh xảy ra tiếp nối giai đoạn hậu sinh nếu các lớp đá tiếp tục

bị nhấn chìm xuống sâu, thường gặp trong các bồn trũng phát triển ở những khu vực

có chế độ kiến tạo hoạt động mạnh

2.1.1.6 Các lĩnh vực sử dụng đá carbonat và các các chỉ tiêu kỹ thuật

Đá vôi nói riêng và các đá carbonat calci nói chung được sử dụng rộng rãi dùng trong các ngành công nghiệp và kinh tế Tuy nhiên, mỗi lĩnh vực sử dung khác nhau, các yêu cầu chất lượng của đá rất khác nhau Dưới đây, xem xét một số lĩnh vực sử dụng rộng rãi nhất của đá vôi

a Đá vôi dùng trong công nghiệp sản xuất xi măng Trong công nghệ sản xuất xi măng, đá vôi chiếm tới 80% khối lượng đầu vào Yêu cầu chất lượng đá vôi chủ yếu căn cứ vào thành phần hoá học Theo TCVN, đá vôi làm xi măng, hàm lượng Cao ≥ 48%, hàm lượng MgO ≤ 2,50%, hàm lượng SO3 ≤ 1% [ 26]

b Sản xuất vôi xây dựng Đá vôi sử dụng làm vật liệu xây dựng rất rộng rãi

Tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá chất lượng đá vôi để sản xuất vật liệu xây dựng

là các chỉ tiêu cơ lý, độ bền và khả năng hoà tan của đá vôi trong môi trường a xit

c Đá vôi sử dụng để trang trí ốp lát gồm các yêu cầu sau [27]:

- Tính nguyên khối của đá dùng làm vật liệu ốp lát một trong những chỉ tiêu bắt buộc nhằm xem xét khả năng cho được những khối đá có kích thước cho trước

Độ nguyên khối của đá và độ thu hồi sản phẩm phụ thuộc vào thớ nứt của hệ tầng

đá và cách thức khai thác

- Sức tô điểm (vân và màu đá): được xác định theo những phiến đá màu có kích thước 20cm x 20cm, 25cm x 40cm trong xưởng gia công mẫu

- Thể trọng là một chỉ tiêu quan trọng định ra trọng lượng cấu kiện xây dựng,

và từ đó thiết kế sức tải hợp lý Qua thể trọng còn có thể xác định sức chịu đánh bóng của đá ốp lát

- Ngoài ra còn các chỉ tiêu: độ ẩm khô gió, ẩm bão hòa, khối lượng riêng, khối lượng thể tích khô gió, cường độ kháng nén khô gió, cường độ kháng nén bão hòa, cường độ kháng kéo khô gió, cường độ kháng kéo bão hòa, cường độ kháng uốn, hệ số kiến cố, hệ số biến mềm, góc ma sát trong, lực dính kết, hệ số chống va đập, cường độ phóng xạ …

Theo qui định đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra tài nguyên khoáng sản

tỷ lệ 1;50.000 của Bộ Tài nguyên và Môi trường [26 ] yêu cầu hàm lượng các khoáng vật sulphur ≤ 1%, độ nguyên khối ≥ 1m3

d Đá vôi dùng làm nguyên liệu sản xuất xi măng polan nguyên liệu này là đá vôi, đá vôi sét, đá sét cùng bã thải của các ngành sản xuất khác Với hàm lượng CaCO3 trên 78 – 80%, đá vôi sét được xem là có chất lượng cao

e Đá vôi dùng trong các ngành công nghiệp

Đá vôi sử dụng trong các ngành luyện kim, luyện nhôm, sản xuất bột carbonat calci, sản xuất đất đèn (xem bảng 2.6)

f Đá vôi đối với nghành xây dựng [ 32]

- Đá hộc dùng để xây móng nhà, xây dốc chân tường, bó quanh tòa nhà, xây kè đá, làm bê tông… Theo qui định đá hộc phải có một cạnh dài 100-450mm, độ hút nước không quá 10%, giới hạn bền nén không dưới 100 kg/cm2, hệ số mềm ra < 0,7, thể trọng 1,8T/m3

- Đá vôi dùng để xây tường nhà yêu cầu giới hạn bền nén từ 400-500 kg/cm2, độ hút nước không quá 30%, hệ số mềm ra khi no nước nhỏ hơn 0,6, kích thước dài 390 – 490mm, rộng 190 – 240mm, cao 188 – 288mm, chịu đóng đinh và giữ chặt đinh, chịu khoan ren để bắt bu lông và vít

- Đá vôi dùng để lát vỉa hè yêu cầu các phiến phải đạt từ 40x40cm đến 80x80cm, dày 4-5cm đến 12-15cm, giới hạn bền nén 424-1702kg/cm2 khi khô,

và 256-1438 kg/cm2 khi no nước, hệ số mài mòn 1,3-1,75g/cm2, độ hút nước không quá 5%, thể trọng 2,44-2,52 T/m3

- Dăm đá vôi dùng làm chất độn cho bê tông và rải nhựa đường được phân biệt ra các cỡ hạt: 3-10mm; 10-20mm, 20-40mm, 40-70mm Dăm đá vôi dùng rải đường sắt và đường bộ được phân biệt ra các cỡ hạt : 5 - 25mm, chứa không quá 15% mảnh dẹt, lượng sét bụi từ 1-2%, không lẫn tạp chất

Theo qui định đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra tài nguyên khoáng sản

tỷ lệ 1;50.000 của Bộ Tài nguyên và Môi trường [26 ] yêu cầu cường độ kháng nén ≥ 200kg/cm2, hàm lượng sulphur ≤ 2%

Ngoài các lĩnh vực trên ra bột đá vôi còn được dùng làm chất liệu ốp lát, trát vữa, làm chất độn bê tông nhựa, dùng để bón cho đất bị nhiễm axit

Bảng 2.6 Đá vôi dùng trong các ngành công nghiệp [26 ] Các oxyt (%)

Lĩnh vực sử dụng CaO MgO SiO2 SO3 Pb Al2O3+Fe2O3Luyện kim đen ≥ 49 ≤ 10 ≤ 3 ≤0,35 ≤ 0,1 ≤ 3 Luyện nhôm ≥ 50 ≤ 5 ≤ 2 ≤0,35 ≤ 0,1 ≤ 1

Sản xuất đất đèn ≥ 53 ≤ 1 ≤ 1,5 ≤ 0,1 ≤ 1

Đường ăn ≥ 53 ≤ 1 ≤ 1 ≤ 0,2 ≤ 0,1 ≤1 Công nghiệp giấy ≥ 52 ≤ 1 ≤ 2 ≤ 0,2 ≤ 0,1 ≤1

2.2 Các phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện được mục tiêu đề ra của luận văn, tác giả đã áp dụng hệ thống các phương pháp nghiên cứu sau đây

2.2.1 Nhóm các phương pháp nghiên cứu địa chất và phân chia địa tầng

Bao gồm công tác thu thập các tài liệu lưu trữ địa chất, các tài liệu và các công trình khoa học có liên quan đến đối tượng nghiên cứu; khảo sát thực địa; thu thập và phân tích các loại mẫu

Tổ chức công tác khảo sát thực địa Tác giả đã tiến hành khảo sát các mặt cắt địa chất tiêu biểu cho các thể đá carbonat, lập các mặt cắt chuẩn, áp dụng phương pháp phân chia đối sánh địa tầng Trong quá trình thu thập tài liệu thực địa, quan tâm đến các vấn đề chủ yếu sau đây:

Đặc điểm phân bố, đặc điểm thạch học, dạng nằm của các đá và quan hệ giữa chúng, phân chia chi tiết các tập, các hệ lớp của các đá có thành phần thạch học khác nhau, quan hệ chuyển tiếp liên tục giữa các tập, các hệ lớp nhất là các lớp đá

có chứa hóa thạch lớn và vi cổ sinh làm cơ sở phân chia địa tầng một cách chính xác, xác định các cấu tạo địa chất tại thực địa như uốn nếp, đứt gãy, và các đặc điểm biến dạng khác, từ đó giải đoán cấu trúc tại thực địa, mô tả chi tiết vào nhật ký, chụp ảnh, vẽ hình minh họa

Để phân chia chi tiết địa tầng các đá carbonat, tác giả đã sử dụng phương pháp và các tài liệu cổ sinh và vi cổ sinh Các mẫu vi cổ sinh được gia công dưới dạng các lát mỏng thạch học, phân tích xác định các dy tích vi cổ sinh dưới kính hiển vi phân cực Các tài liệu vi cổ sinh là cơ sở luận giải môi trường thành tạo các

đá cacbonat

Phương pháp phân tích mẫu Conodonta Mẫu được ngâm trong a xit HCl trong một thời gian nhất định, các thành phần giàu cacbonat bị rửa lũa hết chỉ còn lại các khung xương của hóa thạch (phương pháp này chủ yếu áp dụng cho các mẫu

đá có thành phần giàu silic) Mục đích nhằm xác định tên giống loài, tuổi hóa thạch

Từ đó làm cơ sở luận giải môi trường thành tạo các đá cacbonat

2.2.2 Nhóm các phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất

2.2.2.1.Phương pháp gia công và phân tích mẫu lát mỏng, mài láng

Mẫu lát mỏng được phân tích dưới kính hiển vi phân cực nhằm xác định tên

đá, thành phần khoáng vật, đặc điểm cấu tạo của đá và các yếu tố vi cấu tạo liên quan đến các pha biến dạng, sau đó kết hợp đối sánh với tài liệu thực tế và các phân

tích luận giải khác nhằm xác định trình tự thành tạo, quy luật biến dạng của các yếu

tố địa chất Mẫu mài láng được phân tích bằng mắt thường hoặc bằng kính núp để xác định về đặc điểm cấu trúc kiến tạo và mức độ biến đổi của đá

2.2.2.2.Phương pháp phân tích mẫu hóa học

Xác định thành phần vật chất của các đá cacbonat được xem xét trên cơ sở hàm lượng các nguyên tố chính và nguyên tố vết, xây dựng các biểu đồ để biểu diễn chúng Việc phân tích được thực hiện bằng hai phương pháp:

2.2.2.3.Phương pháp phân tích các nguyên tố vết

Phương pháp ICP-MS để xác định các nguyên tố vết có hàm lượng thấp, cho kết quả

có độ chính xác cao Các nguyên tố vết được phân tích và sử dụng cho luận văn gồm:

Cr, Ni, Rb, Sr, Zr, Nb, Cs, Ba, Hf, Ta, Pb, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy,

Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Th, U

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu đánh giá các tính chất vật lý, công nghệ

2.2.3.1.Phương pháp nghiên cứu tính chất cơ lý

Tuỳ lĩnh vực sử dụng mà xác định các thông số khác nhau: thể trọng, tỷ trọng, độ xốp, độ hút nước, giới hạn bền nén, bền kéo, hệ số mài mòn va đập, hoá mềm…

2.2.3.2.Nghiên cứu tính chất vật lý

Chủ yếu lấy các loại mẫu kỹ thuật trong nghiên cứu mẫu làm đá ốp lát, trong

đó xác định: năng xuất phản quang (độ bóng), màu sắc, vân hoa

Để đáp ứng yêu cầu phân tích, kích thước mẫu thường là 25 x 25 x 25 cm hoặc 20 x

20 x 20 cm

2.2.3.4.Phương pháp nghiên cứu công nghệ

Để xác định khả năng thu hồi, công nghệ khai thác thường phải xác định độ nguyên khối Ngoài việc đo các hệ thống khe nứt để tính toán độ nguyên khối, trong thăm dò khai thác khoáng sản vật liệu xây dựng, đặc biệt là đá ốp lát cần phải lấy các mẫu nguyên khối Thể tích khối lấy mẫu có thể từ 50 – 100m3 Ngoài ra còn phải lấy mẫu xác định hệ số thu hồi khi gia công

2.2.4 Xử lý số liệu địa chất và các kết quả phân tích

Tổng hợp các số liệu từ khảo sát thực địa, các ảnh chụp, hình vẽ, các kết quả phân tích mẫu, các tài liệu tham khảo thu thập được, các phần mềm ứng dụng để giải quyết các mục tiêu, nhiệm vụ đặt ra của luận văn Cụ thể là:

- Phân loại đá: Sử dụng kết quả phân tích lát mỏng kết hợp với kết quả phân tích hoá học để biểu diễn trên các biểu đồ phân loại và gọi tên đá một cách chính xác nhất

- Thành lập các loại bản đồ, sơ đồ, biểu đồ, các mặt cắt địa chất từ kết quả nghiên cứu thực địa và kết quả phân tích mẫu nhằm biểu diễn chi tiết các thành tạo địa chất, các yếu tố đứt gãy, các nếp uốn và các đặc điểm biến dạng khác cũng như khoanh định chính xác lại các ranh giới địa chất và xác định rõ mối quan hệ giữa chúng để bổ sung cho những luận giải về nguồn gốc thành tạo một cách thuyết phục

sử dụng để xây dựng các biểu đồ để phân loại và gọi tên đá và tướng đá, các loại đá vôi từ đó suy luận môi trường thành tạo của chúng

Chương 3 KHÁI QUÁT VỀ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC PHỤC HÒA 3.1 Vị trí địa chất của khu vực nghiên cứu trên khu vực Đông Bắc Việt Nam

Khu vực Phục Hoà nằm ở phía Đông, Đông nam Thị xã Cao Bằng với diện tích khoảng 430km2 Trên các bản đồ Bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam, tỷ lệ 1: 500.000 (Dovjikov A.E, 1965), bản đồ địa chất tờ Chinh Si - Long Tân tỷ lệ 1: 200.000 (Phạm Đình Long 1974), khu vực nghiên cứu thuộc đới cấu trúc Hạ Lang Trên tờ BĐ ĐC nhóm tờ Lạng Sơn tỷ lệ 1: 50.000, khu vực nghiên cứu thuộc được nghiên cứu chi tiết và mô tả trong khối cấu trúc Phục Hòa

Khối cấu trúc Phục Hoà được ngăn cách với khối cấu trúc Lộc Bình về phía đông bởi đứt gãy nghịch Quốc Khánh - Nà Nưa

Tham gia vào cấu trúc địa chất khu vực Phục Hòa chủ yếu gồm các đá trầm tích

có tuổi từ Cambri muộn đến Đệ tứ được xếp và liên hệ với các đơn vị địa tầng: Hệ tầng Thần Sa (e3ts), Nà Ngần (D1nn), hệ tầng Mia Lé (D1ml), Nà Quản (D1-2nq), Bản

Cỏng (D2bcg), Nà Đắng (D2-3nđ), Bằng Ca (D3bc), Tốc Tát (D3tt), Lũng Lậm (C1ln),

Bắc Sơn (C-Pbs), trầm tích Plestocen muộn, Holocen sớm-giữa (aQ21-2) và các trầm tích Đệ tứ không phân chia (dpQ, apQ) Các đá xâm nhập và phun trào có khối lượng không lớn (xem phụ lục hình 3.1)

Hệ tầng Thần Sa lộ ở vùng Cách Linh, Cô Ngân, Đức Long thuộc khu vực Phục Hoà, tổng diện lộ 41 km2 Trên bình đồ, các diện lộ của hệ tầng Thần Sa có diện tích nhỏ, đóng vai trò là nhân nếp lồi và bị các hệ thống đứt gãy làm biến dạng, xoá nhoà cấu trúc nguyên thuỷ Tổng hợp kết quả nghiên cứu các mặt cắt hệ tầng gồm 2 tập:

Tập 1 (e3ts1): cát kết hạt nhỏ - vừa, chứa nhiều vảy mica, phân lớp 25 - 40cm, xen đá phiến sét sericit chlorit, đá phiến sericit chlorit Dày > 450m

Tập 2 (e3ts2): đá phiến sericit chlorit, màu xám, đá phiến sét sericit màu xanh đen, sét bột kết màu xám vàng, cát bột kết, cát kết ít khoáng, xen ít lớp mỏng hoặc thấu kính đá vôi vi hạt - hạt nhỏ Dày 130 - 210m

Quan hệ địa tầng và tuổi

Trong khu vực nghiên cứu chưa quan sát được quan hệ dưới; quan hệ trên được phủ không chỉnh hợp bởi các trầm tích vụn thô cát kết hạt thô màu tím gụ chứa các ổ cát xốp rỗng hệ tầng Nà Ngần (D1nn) Tuổi của hệ tầng trên cơ sở phát hiện được các hoá thạch Bọ ba thuỳ định tuổi Cambri muộn của Phạm Đình Long, 1974 [9 ] và Nguyễn Công Thuận, 2005 [14 ]

Thành phần thạch học của hệ tầng chủ yếu gồm: cát kết hạt nhỏ chứa mica, sét bột kết màu tím gụ chứa các ổ cát xốp rỗng xen cát kết hạt thô chứa vảy mica, sét kết, bột kết màu tím gụ, nâu đỏ, đá phiến sét sericit chlorit, cát bột kết, đá phiến silic Trên bản đồ, chúng được phân chia thành 2 hệ lớp:

+ Hệ lớp 1: Cát kết hạt nhỏ, cát bột kết màu tím màu tím gụ Dày 100m

+ Hệ lớp 2: Sét bột kết màu tím gụ, chứa các ổ cát xốp rỗng, phân lớp từ

5 -20cm, xen lớp cát kết hạt thô chứa vẩy mi ca Dày 90m, phía trên chuyển

tiếp lên đá phiến sét chứa phong phú hoá thạch Tay cuộn Euryspirifer-

tonkinensis thuộc hệ tầng Mia Lé Dày 130 -300m

Quan hệ địa tầng và tuổi

Hệ tầng phủ không chỉnh hợp trên hệ tầng Thần Sa và chuyển tiếp lên hệ tầng Mia Lé Hệ tầng có tuổi Devon sớm trên cơ sở đối sánh thạch học, đặc điểm phân bố với nhóm tờ Trùng Khánh, nơi có mặt cắt chuẩn Tại vùng này, Phạm Đình Long và nnk, 1974 [ 7] đã tìm được hoá thạch Tay cuộn trong đá phiến sét màu tím gụ:

Hysterolites sp., Hysterolites wangi tương ứng tuổi Lochkov, Devon sớm

Hệ tầng Mia Lé (D 1 ml)

Hệ tầng Mia Lé do Dương Xuân Hảo, 1973 [4] xác lập trên cơ sở "Seri Mia Lé" của Depra J., 1915 theo mặt cắt chuẩn Lũng Cú - Mia Lé thuộc huyện Đồng Văn tỉnh Hà Giang Trong vùng nghiên cứu, khối lượng của hệ tầng Mia Lé đã được xếp vào bậc Eifel: Dovjicov và nnk, 1965 [33], Trần Văn Trị và nnk, 1977 [18 ], Phạm Đình Long, 1974 [9 ]; điệp Lược Khiêu: Tống Duy Thanh, 2000 và hệ tầng Mia Lé: Tống Duy Thanh, Ph Janvier, 1987, Tống Duy Thanh và nnk, 1995 [20 ]

Hệ tầng Mia Lé lộ ở vùng Là Sầu, Nà Pài, Nà Lạnh, Luộc Quân, Mỹ Hưng, Thụy Hùng, Bản Rạc Các đá của hệ tầng tạo thành dải bao quanh hệ tầng Nà Ngần, tổng diện lộ 23km2

Hệ tầng đặc trưng bởi các đá trầm tích lục nguyên hạt mịn: đá phiến sét, đá phiến sét sericit, sét bột kết, bột kết, xen it cát kết hạt nhỏ, cát bột kết, thấu kính đá vôi, đá vôi sét, phân lớp mỏng đến trung bình Các đá của hệ tầng có màu xám xanh, xám lục phong hoá màu xám vàng nhạt chứa phong phú hoá thạch Tay cuộn Bề dày

230 - 320m

Quan hệ địa tầng và tuổi

Hệ tầng được chuyển tiếp liên tục từ hệ tầng Nà Ngần, và phía trên chuyển tiếp lên hệ tầng Nà Quản Các đá của hệ tầng chứa phong phú hoá thạch Tay cuộn: