Đặc điểm chất lượng và định hướng thăm dò, khai thác sử dụng đá vôi và đá sét làm nguyên liệu xi măng pooc lăng vùng quỳnh lưu nghệ an

Khái quát về ựặc ựiểm ựịa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn và lịch sử nghiên cứu ựịa chất vùng 11 Chương 2: đặc ựiểm phân bố và chất lượng ựá vôi, ựá sét làm nguyên liệu xi măng pooc lăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS - TS Nguyễn Phương

HÀ NỘI - 2011

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa ñược công bố ở bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày 30 tháng 8 năm 2011

Tác giả luận văn

Trần Minh ðức

1.1 Khái quát về ựặc ựiểm ựịa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn và lịch

sử nghiên cứu ựịa chất vùng

11

Chương 2: đặc ựiểm phân bố và chất lượng ựá vôi, ựá sét làm

nguyên liệu xi măng pooc lăng vùng Quỳnh Lưu - Nghệ An

Chương 3: đánh giá tài nguyên và ựịnh hướng thăm dò, khai

thác và sử dụng ựá vôi, ựá sét xi măng vùng Quỳnh Lưu, Nghệ

3.3 Kết quả ựánh giá trữ lượng, tài nguyên ựá vôi, ựá sét làm

nguyên liệu xi măng vùng Quỳnh Lưu - Nghệ An

66

3.4 Kết quả dự báo tài nguyên ựá vôi, ựá sét làm nguyên liệu xi 68

măng vùng Quỳnh Lưu - Nghệ An

3.5 Phân vùng quy hoạch thăm dò khai thác ñá vôi, ñá sét làm

nguyên liệu xi măng vùng Quỳnh Lưu - tỉnh Nghệ An

3.6 ðịnh hướng công tác thăm dò ñá vôi và ñá sét xi măng vùng

Quỳnh Lưu Nghệ An

3.7 Vấn ñề bảo vệ tài nguyên môi trường trong thăm dò và khai

thác ñá vôi, ñá sét làm nguyên liệu xi măng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 2.1 Các chỉ tiêu chất lượng xi măng poorlăng 33 Bảng 2.2 Bảng 2.2: Thành phần hoá học của ñá vôi xi măng vùng

Bảng 3.1 Tổng hợp trữ lượng, tài nguyên ñá vôi làm nguyên liệu xi

măng xác ñịnh ở vùng Quỳnh Lưu - tỉnh Nghệ An

66

Bảng 3.2 Tổng hợp trữ lượng, tài nguyên ñá sét làm nguyên liệu xi

măng xác ñịnh ở vùng Quỳnh Lưu - tỉnh Nghệ An

67

Bảng 3.3 Tổng hợp tài nguyên ñá vôi, ñá sét làm nguyên liệu xi

măng ở vùng Quỳnh Lưu - tỉnh Nghệ An

68

Bảng 3 4 Nhu cầu nguyên liệu ñá vôi cho các nhà máy xi măng

vùng Quỳnh Lưu Nghệ An ñến năm 2015 và tính ñến năm 2030

73

Bảng 3.5 Nhu cầu nguyên liệu ñá sét cho các nhà máy xi măng

vùng Quỳnh Lưu Nghệ An ñến năm 2015 và tính ñến năm 2030

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ẢNH Trang

Hình 2.1: Sơ ñồ quy trình sản xuất xi măng pooc lăng 29 Hình 2.2 Sơ ñồ khối dây chuyền sản xuất xi măng 30 Hình 2.3 Sơ ñồ ñịa chất vùng Quỳnh Lưu, Nghệ An 34 Hình 2.4 Bình ñồ phân khối trữ lượng mỏ ñá vôi Hoàng Mai B 35 Hình 2.5 Bình ñồ phân khối trữ lượng phía bắc mỏ ñá vôi Hoàng

Mai

35

Hình 2.6 Bình ñồ phân khối tính trữ lượng mỏ ñá vôi tại khu vực

Thanh Kỳ, Như Thanh

38

Hình 2.7 Bình ñồ phân khối tính trữ lượng mỏ ñá sét làm nguyên

liệu xi măng tại khu vực Tân Trường

Ảnh 2-1: Máy nghiền ñứng và ñồng nhất nguyên liệu 27

Ảnh 2-3: Khu khai thác ñá vôi xi măng Hoàng Mai A 37 Ảnh 2-4: Khu khai thác ñá vôi xi măng Hoàng Mai B 37

Ảnh 2-7: Khu khai thác sét xi măng Quỳnh Vinh 43 Hình 3.1 : Sơ ñồ tính trữ lượng bằng phương pháp mặt cắt song

Hình 3.3: Bản ñồ phân vùng quy hoạch thăm dò khai thác ñá vôi,

ñá sét làm nguyên liệu sản xuât xi măng vùng Quỳnh Lưu, Nghệ

An

75

MỞ đẦU

1 Tắnh cấp thiết của ựề tài

Từ lâu, vùng Quỳnh Lưu - Nghệ An ựã ựược các nhà ựịa chất trong và ngoài nước nghiên cứu Theo các tài liệu ựể lại, khu vực nghiên cứu ựã ựăng

ký ựược nhiều mỏ, ựiểm quặng, trong ựó một số mỏ ựược thăm dò ựánh giá chất lượng và tắnh trữ lượng, còn lại hầu hết ở mức ựộ phát hiện, khảo sát sơ bộ; trong ựó ựáng kể phải kể ựến ựá vôi và ựá sét làm nguyên liệu sản xuất xi măng pooc lăng

Trên cơ sở kết quả ựo vẽ bản ựồ ựịa chất tỷ lệ 1: 200.000, kết quả ựánh giá tài nguyên khoáng sản trong nhiều năm qua ựã phát hiện và khoanh ựịnh diện tắch phân bố các thành tạo ựá vôi, ựá sét có chất lượng ựạt yêu cầu sản xuất xi măng pooc lăng trên vùng Quỳnh Lưu - Nghệ An Kết quả nghiên cứu của các nhà ựịa chất ựều ựánh giá ựây là vùng có triển vọng lớn về ựá vôi, ựá sét làm nguyên liệu sản xuất xi măng Tuy nhiên, cho ựến nay chưa có công trình nào ựề cập ựầy ựủ, toàn diện và có hệ thống

về ựặc ựiểm phân bố chất lượng và trữ lượng, tài nguyên ựá vôi, ựá sét làm

cơ sở ựịnh hướng công tác thăm dò, khai thác sử dụng cho lĩnh vực sản xuất xi măng pooc lăng ở vùng Quỳnh Lưu - Nghệ An

Vì vậy, việc nghiên cứu làm sáng tỏ ựặc ựiểm phân bố, chất lượng và ựánh giá tài nguyên trữ lượng ựá vôi, ựá sét nguyên liệu xi măng làm cơ sở ựịnh hướng cho công tác thăm dò, khai thác sử dụng hợp lý chúng trong phát triển ngành công nghiệp xi măng là cần thiết đề tài:" đặc ựiểm chất lượng và ựịnh hướng thăm dò, khai thác sử dụng ựá vôi và ựá sét nguyên

liệu xi măng pooc lăng vùng Quỳnh Lưu - Nghệ An" ựược học viên lựa chọn là nhằm ựáp ứng nhu cầu do thực tiễn ựòi hỏi

2.Mục ựắch và nhiệm vụ của luận văn

Nghiên cứu làm sáng tỏ ựặc ựiểm chất lượng, ựặc ựiểm phân bố và tiềm năng tài nguyên ựá vôi, ựá sét xi măng vùng Quỳnh Lưu - Nghệ An làm cơ sở ựịnh hướng công tác thăm dò, khai thác và sử dụng hợp lý, kinh tế kết hợp với bảo vệ môi trường bền vững

3 đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- đối tượng nghiên cứu: đá vôi, ựá sét làm nguyên liệu sản xuất xi măng pooc lăng

- Phạm vi nghiên cứu: Các thành tạo ựịa chất chứa ựá vôi, ựá sét làm nguyên liệu sản xuất xi măng pooc lăng trên ựịa bàn huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An

4 Nội dung nghiên cứu của luận văn

- Tổng hợp, phân tắch và khái quát hoá các kết quả ựo vẽ bản ựồ ựịa chất khu vực, tìm kiếm, thăm dò nhằm làm sáng tỏ ựặc ựiểm phân bố trong không gian và thời gian các thành tạo ựịa chất chứa ựá vôi, ựá sét xi măng khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu làm sáng tỏ ựặc ựiểm phân bố thành phần và chất lượng

ựá vôi, ựá sét xi măng ở khu vực nghiên cứu

- đánh giá trữ lượng, tài nguyên ựá vôi, ựá sét xi măng trên cơ sở sủ dụng tổng hợp các kết quả ựo vẽ ựịa chất, kết quả tìm kiếm, thăm dò khai thác

ựã tiến hành trên vùng Quỳnh Lưu Nghệ An

- Phân vùng nguyên liệu làm cơ sở khoa học cho việc ựề xuất các nhiệm vụ thăm dò, khai thác và sử dụng hợp lý ựá vôi, ựá sét trong quy hoạch phát triển ngành công nghiệp xi măng Việt Nam nói chung, vùng Quỳnh Lưu

- Nghệ An nói riêng

- Xác lập nhóm mỏ thăm dò và phương pháp thăm dò, phương pháp ựánh giá trữ lượng, tài nguyên và ựưa ra các yêu cầu ựối với thăm dò ựá vôi,

ựá sét nguyên liệu xi măng khu vực nghiên cứu

5 Phương pháp nghiên cứu

- Áp dụng phương pháp tiếp cận có hệ thống, kết hợp phương pháp nghiên cứu ựịa chất truyền thống ựể nhận thức bản chất ựịa chất của các thành tạo chứa ựá vôi, ựá sét nguyên liệu xi măng vùng Quỳnh Lưu - Nghệ An

- Áp dụng phương pháp dự báo ựịnh lượng ựể dự báo tài nguyên ựá vôi, ựá sét khu vực nghiên cứu

- Sử dụng phương pháp tổng hợp, ựối sánh và chuyên gia, kết hợp kinh nghiệm thực tế phân vùng nguyên liệu, ựịnh hướng công tác thăm dò phù hợp với ựối tượng nghiên cứu

6 Những ựiểm mới của luận văn

Kết quả nghiên cứu cho phép rút ra một số ựiểm mới sau:

6.1 Góp phần sáng tỏ ựặc ựiểm phân bố ựá vôi, ựá sét xi măng ở vùng Quỳnh Lưu trên cơ sở phân tắch tổng hợp tài liệu ựịa chất - khoáng sản

6.2 đánh giá ựầy ựủ và toàn diện về chất lượng và tiềm năng tài nguyên ựá vôi, ựá sét làm cơ sở phân vùng nguyên liệu và ựề xuất phương pháp thăm dò phù hợp với ựối tượng ựá vôi, ựá sét xi măng có mặt trong khu vực nghiên cứu

7 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tế

6.1 Ý nghĩa khoa học:

- Góp phần làm sáng tỏ ñặc ñiểm phân bố trong không gian và theo thời gian của các thành tạo ñịa chất chứa ñá vôi, ñá sét xi măng trong khu vực nghiên cứu

- Kết quả nghiên cứu cho phép ñánh giá vùng Quỳnh Lưu - Nghệ An có tiềm năng lớn về ñá vôi, ñá sét làm nguyên sản xuất xi măng pooc lăng chất lượng cao Cấn ñược quy hoạch thăm dò, khai thác và sử dụng hợp lý

7.2 Ý nghĩa thực tế:

- Cung cấp cho các nhà quản lý và doanh nghiệp về tài nguyên, trữ lượng ñá vôi và ñá sét nguyên liệu xi măng làm cơ sở quy hoạch thăm dò, khai thác và sử dụng hợp lý chúng trong phát triển kinh tế xã hội vùng Quỳnh Lưu, Nghệ An

- Cung cấp hệ phương pháp ñánh giá chất lượng, dự báo tài nguyên, tính trữ lượng và ñặc biệt phân chia nhóm mỏ thăm dò ñối với các mỏ ñá vôi,

ñá sét nguyên liệu xi măng nhằm nâng cao hiệu quả công tác thăm dò, khai thác phát triển mỏ và có khả năng sử dụng ở các vùng có ñiều kiện tương tự

8 Cơ sở tài liệu tham khảo

Luận văn ñược hoàn thành trên cơ sở nguồn tài liệu thực tế thập trong công tác ño vẽ bản ñồ ñịa chất và khoáng sản khu vực tỷ lệ 1:200.000; các báo cáo kết quả tìm kiếm, thăm dò và khai thác ñá vôi, ñá sét xi măng trong khu vực từ trước tới nay Các tài liệu tham khảo chính ñể học viên hoàn thành luận văn gồm:

- Bản ñồ ñịa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:200000 tờ Thanh Hóa (E - 48 - IV) của Lê Duy Bách và ðặng Trần Quân, năm 1995

- Bản ñồ ñịa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:200000 tờ Vinh (E - 48 - X) của Lê Duy Bách, Nguyễn Văn Hoành và ðặng Trần Quân, năm 1995

- Báo cáo tài nguyên khoáng sản tỉnh Nghệ An của Cục ðịa chất và Khoáng sản Việt Nam, năm 2005

- Quyết ñịnh của Thủ tướng Chính phủ số 108/2005/Qð - TTg về việc quy hoạch phát triển công nghiệp xi măng Việt Nam ñến năm 2010 và ñịnh hướng ñến năm 2020

- Quy hoạch thăm dò, khai thác và sử dụng khoáng sản làm xi măng ở Việt Nam ñến năm 2020 ñược Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại quyết ñịnh

số 105/2008/Qð - TTg ngày 28/7/2008

- Báo cáo kết quả thăm dò ñá vôi Hoàng Mai làm nguyên liệu xi măng huyện Quỳnh Lưu tỉnh Nghệ An do Nguyễn Văn Thiết Liên ðoàn ñịa chất Intergeo chủ biên, Năm 1992

- Báo cáo kết quả thăm dò ñá vôi Hoàng Mai B và mỏ ñá sét Quỳnh Vinh làm nguyên liệu sản xuất xi măng tại huyện Quỳnh Lưu, Nghệ An do Phạm Hữu Truyền, Phạm Xuân Mao Liên hiệp các xi nghiệp khảo sát và ño ñạc chủ biên; Năm 1994

- Báo cáo thăm dò ñá vôi làm nguyên liệu xi măng tại khu vực xã Thanh kỳ huyện Như Thanh, tỉnh Thanh Hóa do Phạm Hữu Truyền Công ty TNHH Nhà Nước một thành viên Khảo sát và Xây dựng chủ biên; năm 2009

- Báo cáo thăm dò ñá sét làm nguyên liệu xi măng tại khu vực xã Thanh Kỳ huyện Như Thanh tỉnh Thanh Hóa do Phạm Hữu Truyền Công ty TNHH Nhà Nước một thành viên Khảo sát và Xây dựng chủ biên; năm 2009

9 Cấu trúc của luận văn

Nội dung của luận văn ñược trình bày thành 3 chương, không kể mở ñầu, kết luận và kiến nghị gồm 81 trang ñánh máy

Luận văn ñược hoàn thành tại Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Phương Trong quá trình hoàn thành luận văn, học viên luôn nhận ñược sự góp ý, giúp ñỡ của các thầy, cô giáo trong Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, khoa ðịa chất, khoa Môi trường, trường ðại học Mỏ - ðịa chất, Công ty TNHH Nhà Nước một thành viên Khảo sát và Xây dựng, Sở tài nguyên và Môi trường tỉnh Nghệ An, Công ty

cổ phần Xi măng Hoàng Mai, Công ty cổ phần xi măng Công Thanh

Nhân dịp này, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến thầy hướng dẫn PGS TS Nguyễn Phương, các thầy cô giáo Bộ môn TK - TD, các tập thể, cá nhân và các bạn ñồng nghiệp ñã quan tâm, giúp ñỡ tạo ñiều kiện cho học viên hoàn thành luận văn Học viên xin cảm ơn các tác giả nghiên cứu trước ñã cho phép sử dụng và kế thừa kết quả nghiên cứu ñể học viên hoàn thành luận văn này

Chương 1 đẶC đIỂM đỊA CHẤT - KHOÁNG SẢN VÙNG QUỲNH LƯU - NGHỆ AN 1.1 Khái quát về ựặc ựiểm ựịa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn và lịch sử nghiên cứu ựịa chất vùng

1.1.1 Khái quát ựặc ựiểm ựịa lý tự nhiên

- Vị trắ ựịa lý khu vực nghiên cứu thuộc huyện Quỳnh Lưu, nằm ở phắa bắc của tỉnh Nghệ An, có toạ ựộ ựịa lý:

18o48Ỗ00Ỗ - 19o26Ỗ vĩ ựộ bắc,

105o25Ỗ - 105o50Ỗ kinh ựộ ựông;

Với diện tắch khoảng 607,1 km2, phắa bắc giáp huyện Tĩnh Gia, huyện Như Thanh (tỉnh Thanh Hoá), phắa tây - tây bắc giáp huyện Nghĩa đàn, phắa nam - tây nam giáp huyện Diễn Châu, huyện Yên Thành, phắa ựông giáp biển (với khoảng 44km ựường bờ biển), cách thành phố Vinh khoảng 70km về phắa nam

- địa hình ựa dạng và phong phú, có núi cao - trung bình - thấp, ựồi và ựồng bằng, với ựặc ựiểm chung là ựịa hình thấp dần từ tây, tây nam ựến ựông, ựông nam, ựược chia thành 3vùng:

+ Vùng núi cao - trung bình: phân bố dọc ựịa giới phắa Tây của huyện

từ huyện Như Thanh Thanh Hoá ựến hết huyện Nghĩa đàn Nghệ An, vùng núi cao có ựộ cao trung bình giao ựộng từ 500 - 1000m, ựỉnh cao nhất trên 1500m, vùng núi trung bình chiều cao từ 300 - 500m sườn dốc 30 - 500 Một

số vùng núi cao vẫn bảo tồn ựược rừng tự nhiên, thảm thực vật phát triển tốt, nhiều cây to, rậm rạp

+ Vùng ựồi núi thấp: là vùng chuyển tiếp giữa vùng núi cao - trung bình với vùng ựồng bằng, tạo thành dải có phương ựông bắc - tây nam, có ựộ cao trung bình 100 - 150m, sườn dốc thoải Chủ yếu phát triển thảm thực vật thứ sinh

+ Vùng ựồng bằng và dải ven biển vùng ựồng bằng phân bố chủ yếu ở phắa ựông của huyện thuộc các xã Quỳnh Tân, Quỳnh Lập, Quỳnh Bang, Quỳnh HưngẦcó ựộ cao trung bình <10m, thường có xen ựồi thấp hoặc núi

ựá sót Phát triển cây lương thực chủ yếu là lúa nước, cây hoa mầu

Dải ven biển hẹp chạy dọc các xã từ Quỳnh Lập ựến Quỳnh Bang Dải ven biển có ựộ cao giao ựộng phụ thuộc vào mức nước thuỷ triều lên xuống,

có bờ biển dài, với nhiều bãi cát phẳng, sạch, ựẹpẦthuận lợi cho việc nuôi

trồng, ñánh bắt thuỷ hải sản, khu du lịch sinh thái, khu nghỉ mát và phát triển các khu công nghiệp, cảng biển…

- Về khí hậu: khu vực mang khí hậu nhiệt ñới miền Trung, chịu ảnh hưởng của gió Lào Mưa bão thường xảy ra từ tháng 7 ñến tháng 11 trong năm Lượng mưa trung bình hàng năm 1.200mm ñến 1.600mm Tần suất lũ quét 0,6% ñến 2,6%, 100 năm xảy từ 1 ñến 3 lần Các hiện tượng gió lốc, mưa

ñá thường xảy ra từ tháng 4 ñến tháng 9 trong năm Nhiệt ñộ trung bình hàng năm từ 230C ñến 240C, nhiệt ñộ cao nhất 42,70C xảy ra năm 1996, tháng lạnh nhất là tháng 2 ñến tháng 4 hàng năm Sương muối thường xảy ra vào mùa ñông từ tháng 12 ñến tháng 3 năm sau

- Về thuỷ văn:

Sông và suối trong vùng không nhiều và lưu lượng nước chứa trong chúng không ñáng kể Hàng năm các con suối chỉ có nước trong mùa mưa Ở phía bắc có kênh Nhà Lê chạy dọc theo thung lũng Hoàng Mai Về phía nam

ñổ vào sông Hoàng Mai ở ñoạn giáp biển Do bị ngăn lấp nhiều ñoạn nên nước trong kênh Nhà Lê không thể hiện rõ dòng chảy, nhiều ñoạn, ñóng vai trò hồ chứa nước, chỉ có mưa lũ lớn dòng chảy mới xuất hiện Hệ thống suối rất ít, chỉ có nước vào mùa mưa và có hướng chảy về kênh Nhà Lê

1.1.2 ðặc ñiểm kinh tế nhân văn

Huyện Quỳnh Lưu hiện có 21 xã và 1 thị trấn, thị trấn Cầu Giát là trung tâm chính trị, kinh tế, xã hội của huyện

- Tổng dân số toàn huyện khoảng 341,6 nghìn người bao gồm các dân tộc Kinh, Thái… trong ñó dân tộc Kinh chiếm chủ yếu (khoảng 99%), mật ñộ dân số trung bình 563 người/ km2 Nhân dân sống trong vùng chủ yếu làm nghề nông, trồng lúa và hoa màu, một số ít sống bằng nghề buôn bán nhỏ, nghề phụ như tiểu thủ công nghiệp, buôn bán thô sơ Trong vùng ñã có ñiện cao thế và Xí nghiệp khai thác ñá của Tổng cục ðường sắt với sản lượng 50 -

100 nghìn m3/năm Nhìn chung ñời sống của nhân dân trong vùng trong những năm gần ñây tương ñối ñầy ñủ, mạng lưới thương nghiệp kinh doanh nơi ñây khá phát triển

Mạng lưới y tế trong vùng khá phát triển, ngoài các trạm y tế của xã còn có phòng khám ña khoa thuộc bệnh viện huyện Quỳnh Lưu

- Giao thông: Nghệ An nói chung, Quỳnh Lưu nói riêng có hệ thống giao thông phát triển chạy suốt từ bắc xuống nam qua Vinh có quốc lộ 1 và ñường sắt Thống Nhất Ngoài ra còn có các ñường liên huyện, liên xã, nói

chung ựường bộ, ựường sắt, ựường thuỷ (sông, biển) rất thuận lợi cho việc giao lưu trong nước và quốc tế

+ đường bộ: có các quốc lộ 1 và tỉnh lộ 48 nối tiếp từ trung tâm huyện

ựi các huyện vùng cao như Nghĩa đàn, Quế Phong ngoài ra còn có các tuyến giao thông liên huyện, liên xã, liên bản cũng rất phát triển tạo ựiều kiện thuận lợi cho việc ựi lại, giao lưu hàng hoá giữa các vùng, miền trong tỉnh

+ đường thuỷ: với hệ thống sông, lạch tương ựối phát triển, với dải bờ biển dài tạo nên hệ thống ựường thuỷ phát triển, trong ựó hệ thống ựường thuỷ biển với các cảng biển có vai trò quan trọng trong việc trao ựổi hàng hoá trong nước và quốc tế

+ đường sắt: so với ựường thuỷ thì giao thông ựường sắt lại phát triển hơn có trục tuyến ựường sắt Thống Nhất ựi qua, ựây là tuyến ựường sắt lớn nhất Việt Nam và tuyến ựường sắt vận chuyển quặng trong các mỏ, ựiểm ựầu

là từ trung tâm thị trấn Cầu Giát nối liền với trung tâm thị xã Thái Hoà, huyện Nghĩa đàn, tuyến ựường sắt này chủ yếu ựược dùng trong các mỏ ựể vận chuyển quặng (Hình 1.1 Sơ ựồ vị trắ giao thông)

1.1.3 Khái quát lịch sử nghiên cứu ựịa chất và thăm dò khoáng sản

Khu vực nghiên cứu từ trước ựến nay ựã rất nhiều công trình ựiều tra

cơ bản và nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực nguyên vật liệu xây dựng

- Vùng Quỳnh Lưu ựã ựược tiến hành nghiên cứu có tắnh chất khái quát trong quá trình thành lập bản ựồ ựịa chất tỉ lệ 1:500.000 miền Bắc Việt Nam do A.E Dovjicov chủ biên năm 1965 và bản ựồ địa chất 1/200.000 tờ Bắc Vinh do đặng Trần Quân chủ biên năm 1978, hiệu ựắnh năm 1984 Kết quả ựo vẽ bản ựồ các tỉ lệ trên ựã xác ựịnh ựược một số mỏ trong ựó có mỏ

ựá vôi Hoàng Mai và mỏ ựá sét Trà Bồng

- Năm 1977, ựoàn địa chất 405 tiến hành thăm dò tỉ mỉ ựá vôi Hoàng Mai và ựá sét Trà Bồng ựể phục vụ yêu cầu cần lập Dự án xây dựng nhà máy

xi măng do Rumani viện trợ Kết quả ựá ựánh giá ựược 205.447 nghìn tấn ựá vôi ở cấp B +C1 + C2 và 61.790 nghìn tấn ựá sét ở cấp B +C1 + C2 Cùng năm này, Liên hiệp các Xắ nghiệp khảo sát xây dựng ựã tiến hành tìm kiếm nước trên diện tắch khoảng 3km2 trong phạm vi khu mỏ ựể phục vụ cho nhà máy xi măng ựịnh xây dựng và ựoàn 2F tiền hành tìm kiếm nước dưới ựất phục vụ cho công nghiệp và dân dụng ở khu vực Hoàng Mai

- Năm 1992, Liên đoàn ựịa chất Intergeo do Nguyễn Văn Thiết chủ biên tiến hành, thăm dò mỏ ựá vôi Hoàng Mai A làm nguyên liệu sản xuất xi măng tại huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An

- Năm 1993, theo yêu cầu của tỉnh Nghệ An, Liên hiệp các Xí nghiệp khảo sát Xây dựng - thuộc Bộ Xây dựng ñã thăm dò tỉ mỉ mỏ ñá vôi Hoàng Mai và mỏ sét Quỳnh Vinh ñể làm nguyên liệu cho dự án xây dựng nhà máy

xi măng Nghệ An Kết quả ñã tính ñược trên 100 triệu tấn ñá vôi cấp B +C1

+ C2 và 19 triệu tấn ñá sét cấp B +C1 + C2 ðồng thời Liên hiệp các Xí nghiệp khảo sát xây dựng cũng tiến hành thăm dò nước trong phạm vi này ñể phục vụ cho Nhà máy xi măng Nghệ An

- Năm 1994, Liên hiệp các xi nghiệp khảo sát và ño ñạc - Bộ xây dựng

do tập thể tác giả Phạm Hữu Truyền, Phạm Xuân Mao chủ biên báo, tiến hành thăm dò ñá vôi Hoàng Mai B và mỏ ñá sét Quỳnh Vinh làm nguyên liệu sản xuất xi măng tại huyện Quỳnh Lưu, Nghệ An

- Năm 1995, Công ty phát triển khoáng sản 6 do Ngô ðắc ðảo chủ biên, tiến hành ñiều tra ñịa chất mỏ chì - kẽm Lòng Thuyền, Hoàng Mai, Nghệ An

- Năm 1996, Quân khu 4 - Bộ Quốc Phòng do Phạm Xuân Uy chủ biên, tiến hành thăm dò mỏ ñá bazan Quỳnh Thắng, Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An

- Năm 1996, Liên hiệp công nghệ tài nguyên khoáng do Lê Giang chủ biên, tiến hành thăm dò nâng cấp trữ lượng phần phía Bắc mỏ ñá vôi Hoàng Mai - Nghệ An

- Năm 1997, Trường ðại học mỏ ñịa chất do Nguyễn Phương chủ biên, tiến hành thăm dò mỏ sét Trường Lâm làm nguyên liệu sản xuất xi măng huyện tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hoá

- Năm 2000, Công ty Khảo sát và Xây dựng do Phạm Xuân Mao chủ biên, tiến hành thăm dò mỏ cát silic Quỳnh Lộc,Quỳnh Lưu, Nghệ An và Trường Lâm, Tĩnh Gia, Thanh Hóa

- Năm 2009, Công ty TNHH Nhà nước một thành viên Khảo sát và Xây dựng do Phạm Hữu Truyền chủ biên, tiến hành thăm dò ñá vôi làm nguyên liệu xi măng tại khu vực xã Thanh kỳ huyện Như Thanh, tỉnh Thanh Hóa và Báo cáo thăm dò ñá sét làm nguyên liệu xi măng tại khu vực xã Thanh

kỳ huyện Như Thanh tỉnh Thanh Hóa

- Năm 2009 Công ty TNHH Nhà nước một thành viên Khảo sát và Xây dựng tiến hành khảo sát nguồn nguyên liệu ñá vôi Răng Cưa, ñá vôi Kim Giao, ñá vôi Núi Lem và ñá sét ñá Bạc làm nguyên liệu xi măng tại khu vực huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An phục vụ lập dự án ñầu tư xây dựng nhà máy

xi măng Tân Thắng huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An

Kết quả cho thấy trong khu vực ựá vôi làm nguyên liệu sản xuất xi măng chủ yếu là các thành tạo trầm tắch cacbonat với thành phần chủ yếu là

ựá vôi màu xám xanh, xám sáng Nằm xen với ựá vôi có gặp một số thấu kắnh, lớp mỏng ựá vôi dolomit hóa thuộc Hệ tầng Hoàng Mai, tuổi Triat thống trung, bậc anizi (T2a hm)

đá sét làm nguyên liệu sản xuất xi măng chủ yếu là các thành tạo trầm tắch lục nguyên với thành phần chủ yếu là ựá phiến sét mầu xám lục, xám vàng xen bột kết mầu vàng, tắm gụ Phần dưới gồm bột kết màu tắm gụ, xanh lục, tắm nhạt, ựá phiến sét, cát bột kết thuộc Hệ tầng đồng Trầu, tuổi Triat thống trung, bậc anizi, phân tầng trên (T2a ựt)

1.2 đặc ựiểm cấu trúc ựịa chất

1.2.1 đỊA TẦNG

Theo tờ bản ựồ ựịa chất 1: 500.000 Miền Bắc Việt Nam (1965) và bản

ựồ ựịa chất tỷ lệ 1: 200.000 (1984), vùng gồm các ựá hệ tầng đồng đỏ, Quy Lăng, đồng Trầu, Hoàng Mai và hệ tầng Sông Cả, các trầm tắch lục nguyên mầu ựỏ thuộc hệ Kreta và các ựất ựá thuộc hệ đệ tứ Dưới ựây mô tả các thành tạo ựịa chất có mặt trong vùng theo thứ tự từ cổ ựến trẻ như sau:

Thành phần thạch học chủ yếu của hệ tầng là các trầm tắch lục nguyên

có xen ắt lớp mỏng phun trào axit Dựa vào thành phần thạch học có thể chia thành ba phân hệ tầng: phân hệ tầng dưới, phân hệ tầng giữa và phân hệ tầng trên, khu vực nghiên cứu chỉ xuất hiện phân hệ tầng trên (O3 - S1 sc3 )

tây huyện Quỳnh Lưu thành phần bao gồm ựá phiến sét sericit xen cát kết phân lớp trung bình ựến dày đá có màu xám tro, xám xanh phớt lục Các ựá trên xen kẽ nhịp nhàng tạo nên cấu tạo dạng sọc dải Phân hệ tầng này chuyển tiếp lên hệ tầng Huổi Nhị Chiều dày 600 - 800m

Tại vùng nghiên cứu, trong các thành tạo của hệ tầng không tìm ñược hoá thạch Trong các trầm tích có ñặc ñiểm thạch học tương tự ở tờ Mường

Xén ñã gặp hoá thạch Graptolit tuổi Orñovic muộn - Silur sớm

Phần chân mặt cắt của phân hệ tầng có thể quan sát ñược ở Quỳnh Lưu, gồm:

+ Tập 1 - cát kết, bột kết phong hoá màu loang lỗ, ñá phiến sét màu

xám nâu, chứa hoá thạch: Balatonites cf Lemoinei, Ceratites sp., Danubites

sp Dày 250 - 260m

+ Tập 2 - cuội kết tuf màu xám, nâu ñỏ Dày 80m

Các tập tiếp theo quan sát ñược ở Nguyệt Bổng, Lèn Sỏi như sau:

+ Tập 3 - bột kết phân dải thanh, màu xám tro, xen bột kết màu vàng

nhạt Dày 100m

+ Tập 4 - bột kết phân lớp vừa, cát bột kết, ñá phiến sét màu ñen Dày

200m

+ Tập 5 - ñá phiến sét màu ñen, phân lớp mỏng, xen bột kết màu xám,

ñá phiến silic màu ñen Dày 100m

+ Tập 6 - cát kết màu lục xen cát kết xám trắng Dày 200m

Các ñá phun trào axit phân bố ở nhiều mức trong phân hệ tầng dưới Chúng có dạng thấu kính hoặc xen lớp mỏng

Hệ tầng ðồng Trầu, bắt ñầu bằng cuội kết cơ sở không chỉnh hợp lên

hệ tầng Sông Cả, chuyển dần lên cát kết, bột kết màu nâu gụ và ñá phiến sét

Tại Rú Tù Và, núi ðộng Cao và chợ Gay còn tìm ñược các hoá thạch

Costatoria aff Goldfussi, Costatoria proharpa, Acrochordiceras sp., Neoschizodus cf Ovatus tuổi Anisi

Chiều dày chung của phân hệ tầng là 900 - 1000m

Hệ tầng Hoàng Mai (T 2a hm)

Theo sách tra cứu các phân vị ựịa chất Việt Nam năm 2000, nhóm tác giả Vũ Khúc chủ biên, đào đình Thục, Lê Duy Bách Tống Duy Thanh, Trần Tất Thắng, Trần văn Trị, Trịnh Dánh tổng hợp biên soạn cho rằng ựá vôi Trias: jacob 1921 (không hợp thức) hệ tầng đồng Trầu phần trên: Trần đức Lương, Nguyên Xuân bao et al 1988 ựồng nghĩa

Hệ tầng bao gồm các trầm tắch lục nguyên carbonat, phân bố trên những diện tắch rộng lớn thành dải hẹp kéo dài 5 - 10km kéo từ bắc sông

Hoàng Mai xuống các vùng Anh Sơn, đô Lương

Mặt cắt Hoàng Mai có thể chia thành 4 tập:

+ Tập 1: ựá vôi màu xám sẫm phân lớp mỏng 5 - 30cm, xen với cát kết,

bột kết màu xám sẫm, các lớp mỏng sét vôi Dày 40m

+ Tập 2: ựá vôi màu xám sáng, phân lớp dày, tái kết tinh yếu Dày

Chiều dày toàn bộ mặt cắt ựạt tới 550 - 600m

HỆ TRIAS THỐNG TRUNG, BẬC LAđIN

Tại mặt cắt Quy Lăng quan sát ựược hai tập

+ Tập 1: cát kết hạt mịn, bột kết xen ựá vôi màu xám tro chứa hoá thạch: Costatoria ngenensis, Cercomya magma, Langsonella elongata,

Neoschizodus sp., Dày 140m

+ Tập 2: bột kết, sét kết màu xám nâu, nâu ựỏ phân lớp vừa, có

Costatoria goldfussi Dày 170m

Hệ tầng nằm chỉnh hợp trên hệ tầng đồng Trầu tuổi Anisi Tập hợp hoá thạch thu thập ựược ựặc trưng cho bậc Laựin, do ựó hệ tầng Quy Lăng ựược ựịnh tuổi là Laựin

Chiều dày chung của hệ tầng ñạt trên 300m

HỆ TRIAS THỐNG THƯỢNG, BẬC NORI – BẬC RET

- Phân hệ tầng dưới (T 3 n - r ññ 1 ) lộ tốt ở vùng núi Xước Tại ñây quan

sát ñược 23 nhịp trầm tích, mỗi nhịp thường bắt ñầu bằng cuội kết, sạn kết thạch anh, chuyển lên cát kết Ngoài ra còn dạng phân nhịp không hoàn chỉnh Mặt cắt gồm 5 tập

+ Tập 1: bao gồm từ nhịp 1 ñến nhịp 8, thành phần chủ yếu là cát kết

xen kẽ bột kết, sạn kết, cuội kết màu xám trắng Dày 200 - 560m

+ Tập 2: từ nhịp 9 ñến nhịp 12, gồm cát kết, cuội, sạn kết thạch anh

màu trắng Dày 100 - 240m

+ Tập 3: là nhịp 13, hầu như chỉ có cát kết màu xám tro, xám trắng xen

vài lớp cuội kết, sạn kết Dày 145m

+ Tập 4: từ nhịp 14 ñến nhịp 20, gồm cuội kết thạch anh xen kẽ nhịp

nhàng với cát kết màu xám trắng Dày 210 - 350

+ Tập 5: từ nhịp 21 ñến nhịp 23, chủ yếu là cát kết xen bột kết màu

xám và vài lớp cuội kết màu trắng Dày 120 - 405m

Cát kết và sạn kết thường có phân lớp xiên Ở gần Hải Lễ và Ngọc ðường, trong mặt cắt gặp ít lớp sét than, thấu kính than antracit mỏng Trong

sét than và ñá phiến sét có hoá thạch thực vật Dictyophyllum sp Và bột kết ở Lèn Chùa có Neoschizodus sp., Myalinẳ) sp

Chiều dày chung của phân hệ tầng dưới khoảng 775 - 1450m

Rú Trăm Các trầm tích ở ñây có màu ñỏ, cấu tạo phân lớp xiên thô, dạng phân nhịp không hoàn chỉnh Mặt cắt núi Xước gồm 13 nhịp ñược hợp nhất thành 2 tập

+ Tập 1: từ nhịp 1 ñến nhịp 4, mỗi nhịp bắt ñầu bằng cuội kết, chuyển

lên sạn kết thạch anh - silic, cát kết thạch anh màu nâu ñỏ Dày 360 - 960

hoá thạch Neoschizodus sp., Myalyna sp., Cycadites saladini Những hoá

thạch này cũng thường gặp trong trầm tắch chứa than Trias thượng ở nhiều nơi khác nước ta Vì thế, hệ tầng đồng đỏ ựược xếp vào Nori - Ret (Trias thượng)

Tổng chiều dày phân hệ tầng là 570 - 1680m

GIỚI KAINOZOI

HỆ đỆ TỨ (Q) Lớp phủ bazan Pleistocen trung - thượng (Q II - III )

Thành tạo bazan phân bố quanh thị trấn Nghĩa đàn và một phần nhỏ tiếp giáp giữa huyện Quỳnh Lưu và huyện Nghĩa đàn Bazan tồn tại dưới dạng các ựồi thoải Phần dưới là bazan ựặc sắt, rắn chắc, phần trên là bazan dạng bọt Bazan có kiến trúc ựolerit, ựược gọi chung là bazan olivin Lớp phong hóa là sét màu ựỏ nâu Dày 30 - 40m

bố ở các ựộ sâu khác nhau như: LK7 từ 20,5 - 37,5m, LK8 từ 0 - 38,5m, LK9

từ 9,5 - 38m, LK25 từ 13,5 - 21,2m, LK32 từ 0 - 18m

Hệ tầng Vĩnh Phúc có thể chia làm hai tập như sau:

- Tập dưới là sét, bột, cát, cuội hạt nhỏ Có di tắch bào tử phấn thuộc

kiểu nguồn gốc sông - biển hỗn hợp

- Tập trên là trầm tắch nguồn gốc aluvi với thành phần cát, sét

Chiều dày từ 7,0 ựến 50,0m

Halocen trung

Phân bố rộng rãi và hầu như chiếm chủ yếu diện tích ñồng bằng Nguồn gốc thành tạo khá ña dạng, gồm có biển, sông - biển, ñầm lầy - biển và ñược gọi chung là “Tầng Thiệu Hoá” (ðặng Trần Quân và nnk, 1980)

Quỳnh Lưu, phân bố trên ñộ cao tuyệt ñối 4 - 5m Thành phần gồm cát,

sét, - Trầm tích sông - biển (amQIV2) chiếm diện tích chủ yếu của ñồng bằng bột màu xám vàng; sét chiếm khối lượng chủ yếu Có nhiều di tích vi cổ sinh

và bào tử phấn hoa

Chiều dày từ 2 ñến 15,5m

- Trầm tích ñầm lầy - biển (bmQIV2) phát triển hạn chế ở vùng ven biển, không lộ trên mặt, bao gồm sét, bột, cát có thực vật phân huỷ thành than bùn không thành lớp rõ rệt Có vi sinh cổ sinh và tảo nước mặn - lợ ñặc trưng cho vùng ven biển Dày 6,0 - 20,0m

- Trầm tích biển (mQIV2) phát triển lẫn lộn với bậc thềm sông - biển (am), có ñộ cao tuyệt ñối 4 - 5m, thành phần chủ yếu là cát, sét, bột,…Dày 2 - 30m

Halocen thượng

Phân bố không rộng rãi, thường thu hẹp dọc theo hai bờ của sông suối

và cửa sông ñổ ra biển Có nhiều nguồn gốc thành tạo khác nhau: sông, sông - biển, gió - biển

- Trầm tích nguồn gốc sông (aQIV3) bao gồm các trầm tích hiện ñại phân bố dọc thêo sông, suối, thường là các bãi bồi ven bờ hoặc bãi bồi giữa lòng Thành phần là cuội, sỏi, cát, ít bột sét Chiều dày thay ñổi từ 1,5 ñến 7,5m

- Trầm tích sông - biển (amQIV3) bao gồm các trầm tích ở cửa sông ñổ

ra biển Hiện nay hình thành những bãi bồi có cát, sét dạng ñầm lầy với những

di tích thực vật nước lợ và mặn Dày 5 - 10m

- Trầm tích gió - biển (vmQIV3) là trầm tích phổ biến nhất ở ven bờ biển, hai nguồn gốc gió và biển có tính ñan xen nhau tạo nên những ñụn cát kéo dài gần song song với ñường bờ hiện nay Các ñụn cát tiến dần vào ñất liền, có ñụn cát cao tới 7 - 8m Có các vỏ ñộng vật thuộc ñới biển nông hoặc

ven bờ: Balanus sp., Anadara, Granozaline…

Chiều dày 1 - 5m

Trong phạm vi khu vực nghiên cứu, không thấy các biểu hiện của hoạt ñộng magma

1.2.2 KIẾN TẠO

a đặc ựiểm cấu trúc kiến tạo

Theo Dovjicov A.E và nnk (1965) vùng nghiên cứu nói riêng, tỉnh Nghệ An nói chung nằm trong miền uốn nếp Việt - Lào bao gồm ựới Sông Cả

và ựới Sầm Nưa tham gia vào cấu trúc ựịa chất vùng Quỳnh Lưu gồm các phức hệ trầm tắch sau:

- Phức hệ trầm tắch lục nguyên xen phun trào tuổi Ocdovic muộn Ờ

Silua sớm Bao gồm các trầm tắch thuộc hệ tầng Sông cả Thành phần gồm:

Các trầm tắch này bị ựứt gãy phương phân cắt, ựá có thế nằm cằm về hướng ựông nam góc dốc 45o dọc theo ựứt gãy góc dốc, mặt lớp tăng lên ựáng

- Phức hệ gồm thành tạo lục nguyên hệ tầng đồng đỏ tuổi nori-reti

Các ựá của thành tạo lục nguyên chứa than lấp ựầy trũng Tĩnh Gia Chúng hầu như không bị biến chất Các thành tạo lục nguyên chứa than Trias thượng và lục nguyên màu ựỏ Creta, phản ánh chúng ựược hình thành trong bối cảnh các bồn lục ựịa sau rift nội lực

- Phức hệ Kainozoi tân tiến tạo phân bố dọc bờ biển, dọc sông Lam,

sông Hiếu, sông Con Tham gia vào phức hệ có các trầm tắch bở rời tuổi đệ tứ

và thành tạo bazan olivin tuổi Pleistocen giữa Ờ Halocen và các trầm tắch thuộc Holocwn trung Ờ thượng

b Các hệ thống ựứt gãy chắnh

- Hệ thống ựứt gãy phương ựông bắc - tây nam gồm: các ựứt gãy đô

Lương - Hoàng Mai, Khe Dọc - Khe Loa Chúng ựều có mặt trượt dốc hoặc thẳng ựứng, chủ yếu phân bố ở phần yên ngựa của phức hệ nếp lõm Sông Cả

- Hệ thống ựứt gãy phương tây bắc - ựông nam gồm: các ựứt gãy

Hoàng Mai - Nghĩa đàn và những ựứt gãy nhỏ hơn ở vùng sông Giăng (Thanh Chương) Các ựứt gãy Hoàng Mai - Ngĩa đàn chỉ thể hiện sự hoạt

ựộng vào Mesozoi muộn - Kainozoi Dọc theo ựứt gãy phát triển nhiều trũng hẹp kiểu ựịa hào, lấp ựầy bởi các thành hệ lục nguyên chứa than hoặc có tuổi Nori - Ret (Trias muộn) hoặc Neogen

1.3 KHOÁNG SẢN

Trên diện tắch tờ bản ựồ ựã ựăng ký ựược 12 mỏ và ựiểm quặng của 25 loại khoáng sản Nhóm kim loại gồm có: Vàng, chì - kẽm Nhóm không kim loại có barit, phosphorit, kaolin, thạch anh tinh thể Nhóm vật liệu xây dựng gồm có: ựá vôi, sét và sét kết, cát cuội sỏi, cát xây dựng, laterit

1.3.1 Khoáng sản kim loại

a Chì - kẽm

Gồm hai ựiểm quặng chì - kẽm: phân bố tại xã Quỳnh Trang Quặng tồn tại dạng mạch có dạng mạch nhỏ, ổ, thấu kắnh, hàm lượng quặng nghèo Các mạch thạch anh chứa khoáng hoá chì nằm kẹp trong 1 lớp cát sạn kết màu trắng ựục dày 4 - 8m, kéo dài khoảng 400 - 500m Khoáng vật quặng chủ yếu

là galena Hàm lượng chì 1,47% ựược coi là hàm lượng biên trên nóc lò cũ mà Pháp ựã khai thác tại xã Quỳnh Trang mỏ chì xóm Chiền Do ựược thành tạo trong ựiều kiện ựịa chất thuận lợi nên có hi vọng phát hiện ựược các ựiểm quặng chì - kẽm mới có giá trị Ngoài ra chì - kẽm còn có mặt trong các ựiểm thiếc gốc

b, Vàng

điểm vàng gốc đá Bạc tại khu vực xã Quỳnh Thắng thuộc huyện Quỳnh Lưu mới ựược khảo sát sơ bộ Kết quả cho thấy đới mạch thạch anh chứa vàng xuyên trong trầm tắch phun trào hệ tầng đồng Trầu, ựới có chiều dài 350m,rộng 5-33m, hàm lượng trung bình 1,2g/tấn

1.3.3 Khoáng sản phi kim loại

- Phosphorit: phân bố trong các hang ựộng ựá vôi, thành tạo do quá

trình phong hóa thấm ựọng Các thân quặng nhỏ, phụ thuộc vào kắch thước các hang ựộng, có bề dày 0,2 - 1m Quặng thường là dăm kết, cục, ựất với hàm lượng P2O5 dao ựộng từ 5 ựến 26,75% Tổng trữ lượng tài nguyên dự báo

là 30 000 tấn, trong ựó các năm qua ựã khai thác khoảng 10 000 tấn Tuy nhiên tại khu vực huyện Quỳnh Lưu ựã phát hiện 03 ựiểm quặng tại các xã Quỳnh Thiện mỏ photphorit Hoàng Mai ựược phân bố trong các hang ựá vôi ở

Dị Lâm, Hoàng Mai, Hang Chùa, Chọc Vọc Quặng có dạng xi măng trong dăm, cuội kết vôi Hàm lượng P2O5 thay ựổi từ 3% ựến 36%, xã Quỳnh Văn

mỏ Trù Hải phân bố trong các hang ựá vôi Quặng có dạng mạch, thấu kắnh lấp ựầy các khe nứt Gồm 2 thân quặng Thân quặng phắa nam dài 15 - 17m,

rộng TB 1,8m, dày 2,5m Hàm lượng P2O5 trung bình 25,66% và xã Quỳnh Lâm mỏ Lèn Bấc ở dạng lấp ựầy các khe nứt trong các hang ựá vôi Gồm 4 thân quặng ở 4 hang Chiều dài mỗi thân 15 - 50m, rộng trung bình 2,2 - 20m, dày 0,8 - 2,5m Hàm lượng P2O5 12,68 - 17,7%

1.3.4 đá xây dựng

Trên diện tắch tờ bản ựồ, vật liệu xây dựng khá phong phú về chủng loại và trữ lượng

a đá vôi nguyên liệu xi măng

Phân bố khá rộng rãi trong vùng, trong ựá carbonat tuổi Trias giữa (hệ tầng Hoàng Mai và ắt hơn trong hệ tầng Sông Cả Nhiều lớp ựá vôi ựã ựược tìm kiếm ựánh giá và ựang khai thác với mục ựắch khác nhau: nguyên liệu sản xuất xi măng như Nhà máy xi măng Hoàng Mai, nhà máy xi măng Nghi Sơn, nhà máy xi măng Công Thanh khu Hoàng Mai A, Hoàng Mai B và khu vực

mỏ Thanh Kỳ nguyên liệu trợ dung cho luyện kim như Lèn Voi, Lèn Hai Vai; nguyên liệu sản xuất vôi như Quỳnh Xuân, Bài Sơn, Thạch Cầu Có giá trị nhất là dải ựá vôi Hoàng Mai, kéo dài từ nam Thanh Hóa ựến bắc Nghệ

An, với khối lượng rất lớn, một phần của dải ựá vôi ựã ựược thăm dò, xác ựịnh trữ lượng cho sản xuất xi măng

đá vôi trong vùng thường có hàm lượng MgO, SiO2, Fe2O3 thấp Tổng trữ lượng ựịa chất có tới hàng tỷ tấn đá vôi có tuổi Trias giữa thuộc hệ tầng Hoàng Mai có chất lượng ựảm bảo cho nguyên liệu xi măng

b, Sét nguyên liệu xi măng

Sét kết ựể sản xuất xi măng cũng phát triển rộng rãi trong vùng đó là sản phẩm phong hoá các ựá sét kết, bột kết, ựá phiến sét của hệ tầng đồng Trầu, gồm các mỏ Quỳnh Vinh, Thanh Trường, Thanh Kỳ, Tân Thắng Các

mỏ này ựã ựược tìm kiếm, ựánh giá chất lượng và trữ lượng ựáp ứng yêu cầu sản xuất xi măng

c Cát, cuội, sỏi

Cát, cuội, sỏi cho xây dựng có trữ lượng dồi dào, phân bố chủ yếu ở các thung lũng ở vùng ựịa hình chuyển tiếp từ miền núi xuống ựồng bằng ven biển đó là các trầm tắch aluvi, deluvi - proluvi dọc các thung lũng suối như ở Quỳnh Lộc Mỏ cát silic Quỳnh Lộc (Quỳnh Lưu) có nguồn gốc sông - biển

Mỏ ựã ựược thăm dò năm 2000 Thành phần gồm cát hạt mịn - trung và cát pha sét Chiều dày khai thác trung bình 5m Thành phần hoá(%): SiO2 91,68-94,19; Al2O3: 2,79-3,96; Fe2O3: 1,1-1,93; TiO2: 0,07-0,16; MKN:0,99-1,34

độ hoạt tắnh: SiO2 (TB): 0,013; Al2O3:0.206; góc ma sát:27o; lực kết

dắnh:0,18kg/cm2; hệ số nở: 1,17 Các chỉ tiêu phân tắch khác ựạt yêu cầu phụ gia silic cho sản xuất xi măng Trữ lượng cấp B+C1+C2 là 26,3 triệu tấn Mỏ ựang ựược khai thác cung cấp cho nhà máy xi măng Nghi Sơn

Bazan olivin Quỳnh Thắng có màu xám ựen, ựặc sắt, ắt nứt nẻ, không chứa sulfur, ựộ nguyên khối tốt Xung quanh các miệng núi lửa phân bố khối lượng lớn bazan bọt, bazan có tuổi Pleistocen giữa - muộn Chiều rộng 120 - 300m, dài 400m, dày 35 - 40m Gồm 2 loại: ba zan ựặc xắt (95%) và ba zan xốp (5%) đặc tắnh cơ lý: tỷ trọng: 2,72g/cm3; dung trọng: 2,67g/cm3; ựộ cứng: 5,83; ựộ ép tự nhiên: 304,5 daN/cm2; ựộ hút vôi: 55 - 70mg CaO/g phụ gia.có thể sử dụng như phụ gia cho xi măng

Cuội kết vôi Tân An thuộc tập ựá vôi của hệ tầng đông Trầu Màu và hình thức của chúng ựẹp Tài nguyên dự báo khoảng 2,5 triệu tấn điều kiện giao thông thuân lợi, nhưng mức ựộ nghiên cứu còn thấp

f Laterit

Như một vật liệu xây dựng không nung, với trữ lượng khá lớn laterit có

ở Chợ Mới, Làng Trù và ắt hơn ở vùng Nam Thanh Tại Chợ Mới, Làng Trù, laterit thành tạo do phong hóa các ựá lục nguyên hệ tầng đồng Trầu, thành lớp dày 2 - 2,5m

Chương 2 ðẶC ðIỂM PHÂN BỐ VÀ CHẤT LƯỢNG ðÁ VÔI, ðÁ SÉT LÀM

NGUYÊN LIỆU XI MĂNG POOC LĂNG KHU VỰC

QUỲNH LƯU - NGHỆ AN 2.1 Khái quát về ñá vôi, ñá sét làm nguyên liệu sản xuất xi măng pooc lăng

2 1.1 Khái niệm về xi măng pooc lăng và phân loại

a Khái niệm

Xi măng pooc lăng là loại chất kết dính bền nước, chúng có khả năng ñóng rắn và bền vững không chỉ trong môi trường không khí, mà cả trong môi trường nước Thành phần chủ yếu của xi măng pooc lăng gồm các hợp chất chủ yếu chứa CaO liên kết với các oxit: SiO2, Al2O3 và Fe2O3

Người ta sản xuất xi măng pooc lăng bằng cách nung ñến kết khối hỗn hợp phối liệu ñã ñược nghiền mịn chủ yếu là ñá vôi, ñá sét và một số phụ gia ñiều chỉnh khác tạo thành clinker Sau ñó ñược nghiền mịn clinker với thạch cao theo tỷ lệ nhất ñịnh ñể tạo thành xi măng pooc lăng

b Phân loại xi măng pooc lăng

Tuỳ vào tính chất và lĩnh vực sủ dụng người ta chia xi măng pooc lăng ñược chia thành xi măng thông thường và xi măng lăng ñặc biệt

- Xi măng pooc lăng thông thường gồm: xi măng pooc lăng (PC) và xi măng pooc lăng hỗn hợp (PCB)

- Xi măng pooc lăng là chất kết dính thuỷ lực ñược chế tạo bằng cách nghiền mịn clinker với thạch cao theo tỷ lệ nhất ñịnh Khi nghiền có thể pha thêm một số lượng nhất ñịnh các chất phụ gia ñể cải thiện tính chất của xi măng, tăng năng suất của máy nghiền hoặc tăng sản lượng xi măng Trong sản xuất người ta chia xi măng pooc lăng thành 3 mác ký hiệu PC - 30, PC –

40 và PC - 50 và phải thoả mãn các chỉ tiêu chất lượng SO3 ≤ 3,5%, MgO ≤ 5%, MKN ≤ 5%, CKT ≤ 1,5% Xi măng PC ñược sử dụng chủ yếu trong xây dựng các công trình không có yêu cầu ñặc biệt Xi măng pooc lăng hỗn hợp (PCB) cũng ñược chế tạo từ clinker xi măng pooc lăng và thạch cao, nhưng khác xi măng pooc lăng ở tỷ lệ phụ gia pha vào khi nghiền xi măng ñược phép chứa tới 40% Xi măng pooc lăng hỗn hợp ñược sử dụng chủ yếu trong các công trình xây dựng thông thường và ñược chia thành 2 mác PCB - 30, PCB - 40

- Xi măng pooc lăng ñặc biệt gồm các loại sau:

+ Xi măng pooc lăng trắng (PCW) có hàm lượng MgO ≤ 5%, thạch cao ≤80%, SO3 ≤3,5%, CKT ≤ 1,5%, MKN ≤ 9% chúng ñược chia thành 3 mác PCW - 25, PCW - 30, PCW - 40 Xi măng pooc lăng trắng ñược dùng ñể hoàn thiện và trang trí các công trình hoặc sản xuất gạch lát nền

+ Xi măng pooc lăng ít toả nhiệt (PCLH) có hàm lượng khoáng C3S ≤ 35%, C2S ≥ 40% và C3A ≤ 7% Xi măng pooc lăng ít toả nhiệt dùng ñể thi công các công trình thuỷ ñiện, thuỷ lợi, giao thông hoặc các công trình bê tông khối lớn

+ Xi măng giếng khoan là loại xi măng ñặc biệt dùng ñể bơm trám các giếng khoan khai thác dầu và khí

+ Xi măng bền sunphát (PCS, PCHS) là loại xi măng ñặc biệt ñược sử dụng các công trình chịu sự ăn mòn của các ion sunphát như các công trình có tiếp xúc với nước biển, nước mặn, nước lợ và nước chua phèn Tuỳ theo khả năng chống lại sự ăn mòn của sunphat người ta chia thành xi măng bền sunphat thường và xi măng bền sun phát cao (PCS, PCHS) Xi măng bền sunphat thường phải có hàm lượng khoáng C3A ≤ 8%, (C3S + C3A) ≤ 58% Còn xi măng bền sun phat cao thì phải có hàm lượng C3A ≤ 5%, (C4AF + 2C3A)

≤ 25%

Ngoài các loại xi măng trên còn có các loại xi măng chuyên dụng ñược gọi tên theo chức năng của chúng như xi măng ñóng rắn nhanh cường ñộ ban ñầu cao, xi măng mác cao, xi măng dãn nở, xi măng làm ñường giao thông và sân bay, xi măng chịu nhiệt, xi măng chống phóng xạ, xi măng chịu axit

c Công nghệ sản xuất xi măng pooc lăng

Trên thực tế và sử dụng chất lượng xi măng phụ thuộc vào chất lượng của clinker Hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam có 2 công nghệ chính sản xuất clinker Tuỳ theo công nghệ sản xuất xi măng pooc lăng theo ñó có tên gọi nhà máy ñược lấy theo tên công nghệ là xi măng lò ñứng và xi măng lò quay

- Công nghệ xi măng lò quay: hiện tại nguyên liệu sử dụng vào sản xuất xi măng ở dạng ẩm ướt hoặc dạng khô Sản phẩm clinker tại công nghệ

lò quay ít tốn nhiên liệu hơn công nghệ lò ñứng, và lượng dư thừa CaO ñạt < 1% ít gây ô nhiễm môi trường

- Công nghệ xi măng lò ñứng: ñây là công nghệ cũ, lạc hậu, hiện nay ở nước ta ñang ñược hạn chế dần và tiến tới ñóng cửa trong thời gian tới Nguyên liệu ñầu vào cho sản xuất xi măng ở dạng ướt (ñộ ẩm khoảng 20%) Công nghệ sản xuất lò ñứng có nhược ñiểm là sản phẩm clinker có ñộ ñồng

nhất không cao, lượng vôi dư (tự do) cao (0,20 - 0,30%), tiêu tốn năng lượng lớn và gây ô nhiễm môi trường

Quá trình sản xuất xi măng ñược bắt ñầu từ công ñoạn khai thác, vận tải, ñập nhỏ và ñồng nhất sơ bộ các nguyên liệu thô cho ñến khi nghiền và sản xuất sản phẩm cuối cùng là xi măng pooc lăng cung cấp cho khách hàng (xem hình 2-1)

- Công ñoạn khai thác, vận tải ñập nhỏ và ñồng nhất sơ bộ các nguyên liệu: Yêu cầu kỹ thuật chủ yếu của giai ñoạn này là làm thế nào ñể ñá vôi, ñá sét, chất phụ gia có ñộ chênh lệch về thành phần hoá là ít nhất

- Công ñoạn nghiền và ñồng nhất bột sống: Yêu cầu của giai ñoạn này

là ñảm bảo thành phần hoá và ổn ñịnh ñộ mịn của bột sống phối liệu cấp cho

lò nung clinker ðảm bảo thành phần hoá của bột sống là ñảm bảo hàm lượng thành phần khoáng hoá của clinker ñã ñược thiết kế ðảm bảo ñộ mịn của liệu sống là giữ vững ñiều kiện phản ứng thành tạo các khoáng của clinker xảy ra ñược thuận lợi và dễ dàng.(xem ảnh 2-1)

Ảnh 2.1: Máy nghiền ñứng và ñồng nhất nguyên liệu (Trần Minh ðức, 2011)

- Công ñoạn nung luyện clinker: Công ñoạn này là công ñoạn lớn nhất

và chủ yếu nhất của mọi nhà máy xi măng Công ñoạn này ñược bao gồm các công ñoạn, cấp liệu cho lò nung, nghiền cấp than mịn dầu nặng cho lò nung

ñể giữ vững chất lượng và khối lượng than mịn hoặc dầu hoặc cấp dầu cho cả

lò nung (xem hình 2.2)

- Công ñoạn làm nguội clinker: Mục tiêu của công ñoạn này là làm tăng hoạt tính của các khoáng clinker, thu hồi nhiệt thải.(xem ảnh 2-2)

Ảnh 2.2: Clinker sau khi nung (Trần Minh ðức, 2011)

- Công ñoạn nghiền, ñồng nhất và ñóng bao xuất xi măng ðây là công ñoạn cuối cùng của quá trình sản xuất xi măng Yêu cầu của công ñoạn này là lựa chọn tỷ lệ các cớ hạt một cách hợp lý nhất của xi măng bột nhằm ñạt ñược cường ñộ cao nhất trên cơ sở chất lượng clinker ñã có với thành phần khoáng và các chỉ tiêu chế tạo ñã ñược thực hiện ở công ñoạn trước

Sơ ñồ công nghệ sản xuất xi măng pooc lăng ñược tám tắt và thể hiện trên hình 2.1

Hình 2-1: Sơ ựồ quy trình sản xuất xi măng pooc lăng

đá vôi Than ựá + đất sét Thạch cao+Phụ gia

Nghiền xi măng Cân ựịnh lượng

2.1.2 Yêu cầu chung về chất lượng của ựá vôi cho sản xuất xi măng pooc lăng

Chất lượng của xi măng pooc lăng phụ thuộc vào thành phần khoáng vật và các chỉ tiêu kỹ thuật chế tạo clinker như hệ số bão hoà vôi (LFS), trị số moựun silicat (Ms) và trị số moựun alumin (Ma)

Hệ số bảo hoà xác ựịnh theo công thức sau:

Kbh = CaO - (1,65 Al2O3 + 0,35 Fe2O3 + 0,7 SO3)/2,8SiO2 = 0,88 ọ 0,93 Hoặc tắnh theo tiêu chuẩn của Anh:

Kbh = %CaOx100/(2,8SiO2 + 1,18Al2O3 + 0,65Fe2O3) = 92 ọ 98;

lệ thạch cao trong xi măng phụ thuộc vào tổng hàm lượng của C3S và C3A Chất lượng của xi măng còn phụ thuộc vào mức ựộ hoạt tắnh của các khoáng hoá, thành phần cỡ hạt và các tạp khoáng của clinker mà chủ yếu là MgO, TiO2, R2O, cặn không tan và lượng mất khi nung của xi măng cũng làm ảnh hưởng ựến cường ựộ của xi măng Vì sự có mặt của chúng làm hạ thấp hàm lượng các khoáng của clinker

để sản xuất xi măng pooc lăng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6072-1996 nguyên liệu ựể sản xuất xi măng pooc lăng - ựá vôi - yêu cầu kỹ thuật thì ựá carbonat có hàm lượng CaO không nhỏ hơn 48%, hàm lượng MgO nhỏ hơn 2,5% Tuy nhiên trên thực tế các nhà máy ựang sản xuât xi măng pooc lăng ở Việt Nam dùng ựá carbonat có hàm lượng CaO từ 48% trở lên, MgO không quá 3%, R2O không quá 1%, cặn không tan không quá 6%,

SO3 không quá 1,8% Các hàm lượng SiO2, Al2O3 và Fe2O3 phải ựảm bảo trị

số cần thiết của hệ số bão hoà moựun silicat và moựun alumin Khi các trị số moựun vượt ra ngoài giới hạn nêu trên phải xét ựến khả năng ựiều chỉnh bằng cách trộn thêm vào các phối liệu các chất phụ gia (quặng pyrit ựã thiêu, cát thạch anh ) đá vôi ựể sản xuất xi măng pooc lăng có thể chứa các hợp chất

có hại (MgO, R2O3, SO3) vượt ngoài giới hạn nêu trên tuỳ thuộc vào hàm lượng các thành phần này có trong ựá sét phối liệu khi ựó hàm lượng kiềm trong clinker không ựược vượt quá 1,3%; P2O5 < 1,3%; SO3 < 3%

đá vôi dùng ựể sản xuất xi măng trắng phải chứa các chất gây màu ắt nhất Fe2O3 ≤ 0,2%, Cr2O3 ≤ 0,002%, Mn2O3 ≤ 0,002%, ựộ trắng tự nhiên thường

≥ 70%

Trong sản xuất xi măng, ngoài thành phần hoá học còn phải xét ựến tắnh chất cơ lý của ựá vôi, ựá sét và ựá silic làm phụ gia ựể ựánh giá mức ựộ nghiền khó dễ trong khi nghiền chúng

2.1.3 Các ựặc tắnh kỹ thuật của xi măng pooc lăng

Các ựặc tắnh của xi măng pooc lăng ựược xác ựịnh bằng thành phần khoáng, thành phần vật chất, ựộ mịn, ựộ dẻo tiêu chuẩn, thời gian ựông kết, mác theo cường ựộ và tắnh chất kỹ thuật

- Thành phần khoáng biểu thị hàm lượng (% khối lượng) của các khoáng chắnh trong clinker ựược xác ựịnh bằng phương pháp tắnh toán và phương pháp thắ nghiệm trực tiếp

- Thành phần chất của xi măng biểu thị hàm lượng (% theo khối lượng) của các cấu tử chắnh trong xi măng: clinker, thạch cao, phụ gia khoáng, phụ gia dẻo hoá, phụ gia kị nước

- độ mịn xi măng có ựộ mịn (ựộ nhỏ) cao sẽ tác dụng với nước rắn chắc nhanh độ mịn có thể ựược xác ựịnh bằng cách sàng trên sàng N0008 (4900 lỗ/cm2) và ựo bề mặt riêng của xi măng (cm2/g) đối với loại xi măng bình thường yêu cầu chất lượng trên sàng không quá 15% (có nghĩa là hơn 85% hạt có kắch thước nhỏ hơn 80ộm) tương ựương với bề mặt riêng là 2500

- 3000 cm2/g

- Khối lượng riêng của xi măng pooc lăng không có phụ gia khoáng là 3,05 - 3,15g/cm3 Khối lượng của thể tắch còn tuỳ theo ựộ lèn chặt: ựối với xi măng xốp là 1100 Kg/m3, ựối với xi măng lèn chặt mạnh - 1600 Kg/m3, còn ựối xi măng lèn chặt trung bình Ờ 1300 Kg/m3

- độ dẻo tiêu chuẩn của xi măng là lượng nước (% so với khối lượng

xi măng), ựảm bảo chế tạo hồ xi măng ựạt ựộ dẻo tiêu chuẩn Lượng nước tiêu chuẩn của xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng vật và ựộ mịn của nó và dao ựộng trong khoảng 22 - 28% Nếu xi măng có phụ gia vô cơ hoạt tắnh thì lượng nước tiêu chuẩn có thể lên tới 32 - 37%

- Thời gian ñông kết của xi măng ñược xác ñịnh từ hồ dẻo tiêu chuẩn Thời gian ñông kết là khoảng thời gian từ khi bắt ñầu nhào trộn với nước Khi

xi măng bắt ñầu ñông kết, mất tính dẻo, do ñó khoảng thời gian này phải ñủ

ñể thi công Yêu cầu thời gian này không quá 45 phút Còn thời gian ñông kết xong là lúc xi măng ñã ñạt ñược cường ñộ nhất ñịnh

ðể tạo ra thời gian ñông kết bình thường khi nghiền clinker người ta thường cho thêm 3 - 5% thạch cao hai nước

- Tính ổn ñịnh thể tích Khi xi măng rắn chắc thể tích của nó thường thay ñổi chủ yếu là do sự trao ñổi nước giữa hồ xi măng và môi trường Thông thường nếu rắn chắc trong không khí thì xi măng bị co, còn trong môi trường nước thì có thể không co hoặc nở chút ít

- Cường ñộ và mác của xi măng Theo tiêu chuẩn 4032: 1995 mác của

xi măng ñược xác ñịnh dựa theo cường ñộ chịu uốn của 3 mẫu và theo cường

ñộ chịu nén của 6 nửa mẫu vữa xi măng kích thước 4x4x16cm chế tạo từ hỗn hợp xi măng - cát bằng 1:3 và lượng nước yêu cầu, dưỡng hộ 28 ngày trong ñiều kiện tiêu chuẩn (1 ngày trong khuôn ở ngoài không khí ẩm, 27 ngày sau trong nước có nhiệt ñộ thường) Xi măng pooc lăng có các mác sau: PC30, PC40, PC50

Bảng 2.1 Các chỉ tiêu chất lượng xi măng pooc lăng

(Theo TCVN 2682-1992)

Mức Chỉ tiêu

- Bắt ựầu, không sớm hơn

- Kết thúc không chậm hơn

45

375 3.độ nghiền mịn, xác ựịnh theo

7 Hàm lượng mất khi nung (MKN), %,

2.2 đặc ựiểm phân bố ựá vôi và ựá sét vùng Quỳnh Lưu

Theo kết quả ựiều tra nghiên cứu ựịa chất cho thấy ựá vôi, ựá sét ở vùng Quỳnh Lưu - Nghệ An ựược thành tạo trong Trias giữa (hệ tầng Hoàng Mai ựối với ựá vôi và hệ tầng đồng Trầu với ựá sét) đá sét xi măng là sản phẩm phong hoá từ cát bột kết, phiến sét Các thành tạo chứa ựá vôi, ựá sét xi măng

có diện phân bố khá lớn, nhưng chỉ có một số khu vực ựược phép khai thác làm nguyên liệu xi măng và ựá xây dựng, do nhiều khu vực ựá vôi, ựá sét nằm gần các khu vực dân sinh, các công trình xây dựng Hiện tại, một số mỏ ựá vôi, ựá sét ựã và ựang ựược thăm dò làm nguyên liệu cho sản xuất máy xi măng như Hoàng Mai, xi măng Nghi Sơn, xi măng Công Thanh (hình 2.3)

2.2.1 đặc ựiểm phân bố của thành tạo ựịa chất chứa ựá vôi và ựá sét xi măng vùng Quỳnh Lưu

Khu vực nghiên cứu hệ tầng đồng Trầu nằm thành dải kéo dài theo hướng Tây Bắc - đông Nam Chúng ựược phân bố chủ yếu diện tắch vùng Quỳnh Lưu Là ựịa tầng phân bố ựá sét nguyên liệu sản xuất xi măng theo kết quả các tài liệu ựã ựược nghiên cứu cho thấy hệ tầng này bao gồm: 6 tập

+ Tập 1 - cát kết, bột kết phong hoá màu loang lỗ, ựá phiến sét màu

xám nâu

+ Tập 2 - cuội kết tuf màu xám, nâu ựỏ

+ Tập 3 - bột kết phân dải thanh, màu xám tro, xen bột kết màu vàng

Hệ tầng bao gồm các trầm tắch lục nguyên ựá carbonat, phân bố trên những diện tắch rộng lớn thành dải hẹp kéo dài 5 - 10km kéo từ bắc sông Hoàng Mai xuống các vùng đô Lương theo phương tây bắc Ờ ựông nam đá

vôi của hệ tàng này ựược lộ ngay ra trên mặt

+ Tập 1: ựá vôi màu xám sẫm phân lớp mỏng 5 - 30cm, xen với cát kết,

bột kết màu xám sẫm, các lớp mỏng sét vôi Dày 40m

+ Tập 2: ựá vôi màu xám sáng, phân lớp dày, tái kết tinh yếu Dày

50m

+ Tập 3: ựá vôi màu xám sáng, xám tro, phân lớp dày hoặc dạng khối

2.2.2 đặc ựiểm ựá vôi xi măng của một số khu vực ựã ựiều tra ựánh giá, thăm dò

2.2.2.1, Khu vực Hoàng Mai (Mỏ ựá vôi Hoàng Mai A và mỏ ựá vôi Hoàng Mai B)

Mỏ ựá vôi Hoàng Mai nằm về phắa ựông bắc ga Hoàng Mai, cách ga 3km Nằm về phắa bên trái ựường quốc lộ 1A Hà Nội - Vinh Bao gồm một hệ thống núi ựá vôi nằm kề nhau kéo dài theo phương bắc nam Chiều dài khu

mỏ 3,2km, rộng trung bình 0,5km độ cao các ựỉnh núi ựá vôi thường từ 60 - 100m.(hình 2.4, hình 2.5)

Trên bề mặt ựịa hình do phong hoá và bào mòn qua nhiều năm ựã ựể lại các chỏm nhọn và ựá tai mèo ựại hình phân cắt mạnh cấu trúc ựịa chất tương ựối phức tạp đá có màu xám sáng, hạt nhỏ ựến mịn, cấu tạo phân lớp dày 2 - 3m, cắm ựơn nghiêng về phắa ựông bắc với góc dốc 25 - 400 Trong ựá vôi màu xám sáng, xám ựen có xen các dải mỏng ựá vôi bị ựôlomit hóa màu xám nâu, nâu gạch hạt thô dòn (ảnh 2-3, ảnh 2-4)

- Trong khu mỏ ựá vôi thường có dạng nguyên khối ắt bị nứt nẻ và ắt bị lấp ựầy bởi các ựất ựá sét hang ựộng kasrt phát triển trong khu mỏ Toàn bộ khu mỏ ựá vôi tạo thành một cách ựơn nghiêng cắm về phắa ựông bắc với

hướng cắm chung 30 Ờ 40o Mỏ ựược xếp vào nhóm mỏ II, mạng lưới thăm dò

ựủ cơ sở ựánh giá trữ lượng ở các cấp trữ lượng cấp B, C1, C2 Núi có nhiều vách dốc ựứng theo tài liệu thăm dò năm 1994 Dựa trên cơ sở ựặc ựiểm về thành phần thạch học và tắnh chất cơ lý của ựá, trong diện tắch khu vực thăm

dò có thể chia ra các lớp ựá vôi và ựá vôi ựolomit

- đá vôi làm nguyên liệu sản xuất xi măng chủ yếu là ựá vôi mầu xám

sáng và một it ựá vôi mầu xám ựen đá ắt nứt nẻ, cứng dòn Tỷ trọng 2,75, dung trọng 2,81 g/cm3, ựộ ẩm tự nhiên 0,24% Thành phần khoáng vật của ựá chủ yếu là calcit, ựôlomit rất ắt Kết quả phân tắch thành phần hoá cho thấy: +Hàm lượng CaO: 52,55 Ờ 54,35%, trung bình 53,47%

+ Hàm lượng MgO: 1,06 Ờ 2,08%, trung bình 1,51%

+Hàm lượng CKT: 0,28 Ờ 1,13%, trung bình 0,61%

Các thành phần hoá học phụ không có lợi cho sản xuất xi măng như:

K2O, Na2O, SiO2 ; P2O5 và SO3, Cl- có hàm lượng nhỏ, không ựáng kể và nằm trong khoảng cho phép

đá vôi trong khu vực thăm dò thuộc loại ựá vôi chất lượng tốt, ựạt tiêu chuẩn làm nguyên liệu sản xuất xi măng chất lượng cao

- đá vôi ựôlomắt hoá tồn tại dưới dạng lớp kẹp hoặc thấu kắnh có chiều

dày của các lớp kẹp thường từ 3 - 10m và chủ yếu tập trung ở ựầu phắa bắc khu mỏ Kết quả phân tắch thành phần hoá học trung bình như sau, hàm lượng CaO trung bình 45,61%, hàm lượng MgO trung bình 8,11% Các hàm lượng thành phần háo học phụ khác trung bình là: hàm lượng SiO2: 0,58% K2O: 0,24%, Na2O: 0,09%, P2O5: 0%, MKN: 42,98, SO3: 0%, Cl-: 0,002%

Theo chỉ tiêu thành phần hoá thì các lớp kẹp hoặc thấu kắnh ựá vôi ựolomit hoá không ựạt tiêu chuẩn làm nguyên liệu sản xuất xi măng

- điều kiện khai thác mỏ: khu vực thăm dò nằm trên ựịa hình núi cao, lộ

ra ngay trên mặt, ựá nứt nẻ ắt, karst phát triển ắt, ựá cứng trắc, cường ựộ lớn trung bình 1019 Kg/cm2, ắt khả năng gây trượt lở moong, nước mặt hầu như không tồn tại về mùa khô, mừa mưa thoát nước rế ràng bằng phương pháp tự chảy

Từ những ựặc ựiểm về thành phần thạch học, thành phần hoá học và tắnh chất cơ lý, ựiều kiện khai thác của mỏ ựá vôi Hoàng Mai nêu trên cho thấy ựá vôi có chất lượng khá tốt ựáp ứng yêu cầu sản xuất xi măng poorlăng mác cao Hiện nay mỏ ựá vôi ựược cung cấp nguyên liệu cho nhà máy xi măng Nghi Sơn công xuất 3,6 triệu tấn/năm (Mỏ ựá vôi Hoàng Mai A) và nhà máy

xi măng Hoàng Mai công xuất 1,4 triệu tấn/năm (Mỏ ựá vôi Hoàng Mai B) của tỉnh Nghệ An

Ảnh 2.3: Khu khai thác ñá vôi xi măng Hoàng Mai A(Trần Minh ðức, 2011)

Ảnh 2.4: Khu khai thác ñá vôi xi măng Hoàng Mai B (Trần Minh ðức, 2011)

2.2.2.2, Khu vực Kim Giao

a, Mỏ ñá vôi Thanh Kỳ

Khu vực thăm dò ñá vôi Thanh Kỳ thuộc xã Thanh Kỳ nằm trên cùng dải

ñá vôi Kim Giao chạy dọc theo hướng tây bắc - ñông nam, phía tây nam là ranh giới giữa hai hai tỉnh Nghệ An và tỉnh Thanh Hoá Các núi có ñịa hình phân cắt khá mạnh mẽ, sườn núi nhiều nơi dốc ñứng, ñỉnh núi nhọn Hang hốc karst phát triển mạnh mẽ ña số phát triển theo hướng song song với

ựường phương các lớp ựá, thường gặp các hang ở cốt cao < 100m đa phần các hang ựều chứa nước, mực nước ựo ựược tại các hang ở cốt cao 85-90m

Mỏ ựá vôi Thanh Kỳ có diện tắch khoảng 122,25 ha, phần lớn diện tắch khu ựã ựược thăm dò là 1 phần của dải ựá vôi thuộc Hệ tầng Hoàng Mai tuổi Triat thống trung, bậc anizi (T2a hm) Dải ựá vôi kéo dài theo phương tây bắc Ờ

- đá vôi có màu xám sáng, xám xanh, kết quả thăm dò cho thấy ựá vôi

có kiến trúc vi hạt ựến hạt nhỏ cấu tạo khối ựến ựịnh hướng yếu thành phần khoáng vật chủ yếu là calcite chiếm khoảng từ 90% ựến 100%, sét chiếm khoảng 2% ựolomit chiếm từ rất ắt ựến 5 % đá vôi có thế nằm ựơn nghiêng, cắm về phắa tây nam phương vị hướng dốc 220 ựến 250ồ, góc dốc từ 55 ựến 75ồ Thành phần hoá học cơ bản và hóa toàn diện của ựá vôi như sau:

+ Hàm lượng CaO thay ựổi từ 34,98 ựến 55,01 %, trung bình 51,09 % + Hàm lượng MgO thay ựổi từ 0,00 ựến 15.52 %, trung bình 2,68 % + Hàm lượng CKT thay ựổi từ 0,06 ựến 6,92 %, trung bình 1,40 %

+ Hàm lượng MKN: Từ 40,89 % ựến 44,88 % trung bình là 43,30 % Các thành phần hóa học phụ: K2O: 0,06 %, Na2O: 0,03 %, SO3: 0,06 %,

P2O5: 0,01 % và Cl-: 0,006 % ựều có hàm lượng nhỏ và nằm trong giới hạn cho phép

Với thành phần thạch học, thành phần hoá học của thân ựá vôi ựối chiếu theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6072-1996: ỘNguyên liệu ựể sản xuất xi măng pooclăng - ựá vôi - Yêu cầu kỹ thuậtỢ, ựá vôi trong khu vực thăm dò có hàm lượng MgO hơi cao, tuy nhiên có biện pháp bóc tách và phối trộn hợp lý,

kết hợp với dây truyền sản xuất công nghệ hiện ựại, hoàn toàn có thể sử dụng làm ựá vôi nguyên liệu xi măng

- đá vôi ựôlomit hoá: nằm xen kẹp trong ựá vôi là các thấu kắnh ựá vôi

ựôlomit có chiều dày biểu kiến từ 5 ựến 50 m và phân bố không ựều ở trên mặt cũng như dưới sâu chiếm tỷ lệ khoảng 8,54% Thành phần hoá học cơ bản của ựá vôi ựolomit như sau:

+ Hàm lượng CaO thay ựổi từ 37,20 ựến 48,99 %, trung bình 46,28 % + Hàm lượng MgO thay ựổi từ 5,00 ựến 14,04 %, trung bình 6,43 % + Hàm lượng CKT thay ựổi từ 0,12 ựến 5,45 %, trung bình 2,06 %

+ Hàm lượng MKN: Từ 42,16 % ựến 45,67 % trung bình là 43,72 % Theo chỉ tiêu thành phần hoá thì các lớp kẹp hoặc thấu kắnh ựá vôi ựolomit hoá không ựạt tiêu chuẩn làm nguyên liệu sản xuất xi măng

- điều kiện khai thác khu vực thăm dò có thân ựá vôi lộ trên mặt phân

bố trên toàn bộ diện tắch thăm dò phương pháp lộ thiên cắt tầng với cao ựộ khai thác + 90m cao hơn mực xâm thực ựịa phương nên ựiều kiện ựịa chất thuỷ văn không ảnh hưởng ựến quá trình khai thác nước có thể tự chảy thoát

dễ dàng ra xung quanh đá cứng chắc tương ựối ựồng nhất thuận lợi và mang hiệu suất cao khi nổ mìn khai thác, ựặc tắnh cơ lý của ựá như sau:

+ độ ẩm từ 0,16 % ựến 0,28%, trung bình 0,21%

+ Dung trọng từ 2,62 g/cm3 ựến 2,70 g/cm3, trung bình 2,67 g/cm3 + Tỷ trọng từ 2,70 g/cm3 ựến 2,73 g/cm3, trung bình 2,71 g/cm3

+ Cường ựộ kháng nén tự nhiên thay ựổi từ 407,64 kg/cm3 ựến 795,00 kg/ cm3, trung bình 619,96 kg/ cm3

+ Cường ựộ kháng nén bão hoà từ 365,61 kg/cm3 ựến 765,00 kg/ cm3, trung bình 582,71 kg/cm3

Từ những ựặc ựiểm về thành phần thạch học, thành phần hoá học và tắnh chất cơ lý, ựiều kiện khai thác của mỏ ựá vôi Thanh Kỳ nêu trên cho thấy ựá vôi có chất lượng khá tốt ựáp ứng yêu cầu sản xuất xi măng poorlăng mác cao Hiện nay mỏ ựá vôi ựược cung cấp nguyên liệu cho nhà máy xi măng Công Thanh 1 và Công Thanh 2 tổng công xuất 4,5 triệu tấn/năm

Ảnh 2.5: Khu khai thác ựá vôi Thanh Kỳ (Trần Minh đức, 2011)

b, đá vôi Kim Giao, Răng cưa

Khu vực ựá vôi thuộc xã Tân Thắng, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An giao thông có các ựường liên thôn, liên xã Khu vực ựá vôi phân bố thành dải kéo dài theo hướng tây bắc - ựông nam có tổng chiều dài khoảng 3,5 km (ảnh 2-6)

Khu vực ựá vôi Kim Giao, Răng Cưa có cấu tạo ựịa chất tương ựối ựơn giản, ựá thường có thế nằm ựơn nghiêng, phương vị hướng dốc từ 45o - 50o, góc dốc từ 45 - 65o ựá vôi phân lớp dày, màu xám xanh, xám sáng Các trầm tắch hệ tầng Hoàng Mai ựược phân bố trên toàn bộ khu vực và lộ ra ngay trên mặt, từ chân núi ựến ựỉnh núi Trên cơ sở nghiên cứu sơ bộ cho thấy kết quả thành phần hoá cơ bản như sau:

+ Hàm lượng CaO: 48,58 - 54,32 %, trung bình 53,1 %

+ hàm lượng MgO: 0,6 - 3,5 %, trung bình 1,34 %

+ Hàm lượng MKN: 42,76 - 43,55 %, trung bình 43,22 %

+ Hàm lượng CKT: 0,12 - 1,89 %, trung bình 0,47 %

Các kết quả trung bình phân tắch thành phần hoá học phụ không có ắch cho nguyên liệu sản xuất xi măng như sau: K2O: 0,04 %, Na2O: 0,013 %,