Nghiên cứu xác lập hệ thống thăm dò quặng đồng khu vực an lương, yên bái

Bảng 1.1 trong quặng đồng khu vực An Lương 24 Bảng 1.2 Bảng thứ tự sinh thành các khoáng vật trong quặng đồng Bảng 3.1 Phân nhóm các mỏ đồng theo trữ lượng 54 Bảng 3.2 Tổng hợp các thô

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS Nguyễn Phương

TS Khương Thế Hùng

Hà Nội - 2012

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

Hà nội, ngày tháng 10 năm 2012

Tác giả luận văn

TRẦN VĂN CƯỜNG

MỤC LỤC

Bìa lót trong

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các bảng biểu

Danh mục các bản vẽ

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 5

1.1 Khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế nhân – văn và lịch sử nghiên cứu địa chất 5

1.2 Đặc điểm địa chất 12

1.3 Đặc điểm quặng hóa đồng khu vực nghiên cứu 16

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Cơ sở lý luận 29

2.2 Phân loại các kiểu mỏ công nghiệp của đồng trên thế giới và Việt Nam 33

2.3 Phương pháp nghiên cứu 48

CHƯƠNG 3: PHÂN CHIA NHÓM MỎ VÀ XÁC LẬP MẠNG LƯỚI THĂM DÒ QUẶNG ĐỒNG KHU VỰC AN LƯƠNG 51

3.1 Phân chia nhóm mỏ thăm dò quặng đồng khu vực An Lương 51

3.2 Xác lập hệ thống thăm dò quặng đồng khu vực An Lương 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

Bảng 1.1

trong quặng đồng khu vực An Lương 24

Bảng 1.2 Bảng thứ tự sinh thành các khoáng vật trong quặng đồng

Bảng 3.1 Phân nhóm các mỏ đồng theo trữ lượng 54

Bảng 3.2 Tổng hợp các thông số đặc trưng thống kê địa chất thân

Bảng 3.3 Bảng thống kê đặc điểm các thân quặng chính khu vực

Bảng 3.6 Mức độ phức tạp của chu tuyến và chỉ tiêu hình dạng thân

Hình số 1.1 Bản đồ địa chất khu vực An Lương – Văn Chấn –

Hình số 1.2 Bản đồ địa chất khu vực Khe Cam, xã An Lương

– Văn Chấn – Yên Bái 1/2.000

Hình số 1.3 Mặt cắt địa chất theo tuyến II khu vực Khe Cam,

xã An Lương – Văn Chấn – Yên Bái 1/1.000

Hình số 1.4 Mặt cắt địa chất theo tuyến III khu vực Khe Cam,

xã An Lương – Văn Chấn – Yên Bái 1/1.000

Hình số 1.5 Mặt cắt địa chất theo tuyến IV khu vực Khe Cam,

xã An Lương – Văn Chấn – Yên Bái 1/1.000

Hình số 1.6 Mặt cắt địa chất theo tuyếnV khu vực Khe Cam,

xã An Lương – Văn Chấn – Yên Bái 1/1.000

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí phân bố các điểm quặng đồng trên

Hình 3.1 Biểu đồ tần suất xuất hiện hàm lượng Cu theo

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết

Cùng với sự phát triển của cả nước, kinh tế tỉnh Yên Bái trong những năm gần đây đang trên đà phát triển, Công nghiệp có những bước phát triển vững chắc, hạ tầng cơ sở được đầu tư tạo cơ sở cho sự phát triển và hình thành các khu công nghiệp Yên Bái nổi bật là một tỉnh có nguồn tài nguyên, khoáng sản phong phú và đa dạng, đặc biệt là đá quý, vật liệu xây dựng, đá vôi làm ốp lát, các khoáng sản kim loại như: sắt, đồng, chì - kẽm,… có quy mô từ nhỏ đến lớn, với sự phân bố tập trung của một số khoáng sản tạo thành những vùng mỏ có ý nghĩa công nghiệp Trong đó phải kể đến khoáng sản đồng được đánh giá rất có triển vọng và phân bố tập trung chủ yếu ở khu vực An Lương

Vùng An Lương, tỉnh Yên Bái là khu vực đã được nhiều đoàn địa chất nghiên cứu Tuy nhiên, công tác tìm kiếm, thăm dò đánh giá trữ lượng các mỏ quặng đồng khu vực này chưa phản ánh đầy đủ về chất lượng cũng như tiềm năng khoáng sản đồng trong vùng Một trong những nguyên nhân đó là việc phân chia nhóm mỏ và xác lập mạng lưới công trình thăm dò chưa thật hợp lý cho quặng đồng khu vực Vì vậy, việc nghiên cứu đánh giá toàn diện về đặc điểm phân bố, chất lượng và tiềm năng tài nguyên trữ lượng đồng khu vực nghiên cứu làm cơ sở xác lập hệ thống thăm dò quặng đồng là hết sức cần thiết Đề tài: “Nghiên cứu xác lập hệ thống thăm dò quặng đồng khu vực

An Lương, Yên Bái” được học viên lựa chọn nhằm góp phần đáp ứng yêu

cầu do thực tế đòi hỏi

2 Mục đích của luận văn

Nghiên cứu xác lập nhóm mỏ và hệ thống thăm dò hợp lý, góp phần nâng cao hiệu quả công tác thăm dò quặng đồng khu vực nghiên cứu

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm địa chất mỏ và đặc điểm quặng hóa đồng khu vực An Lương

- Xác lập các yếu tố có ảnh hưởng đến việc phân chia nhóm mỏ thăm

dò và xác lập nhóm mỏ thăm dò cho kiểu quặng đồng An Lương

- Đánh giá độ tin cậy của hệ thống thăm dò đã tiến hành

- Nghiên cứu xác lập mạng lưới thăm dò và lựa chọn phương tiện kỹ thuật thăm dò phù hợp với nhóm mỏ thăm dò đã xác lập

- Đề xuất định hướng các yêu cầu đối với giai đoạn thăm dò, góp phần nâng cao hiệu quả công tác thăm dò phục vụ khai thác, chế biến và sử dụng quặng đồng trong khu vực

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu là quặng đồng phân bố ở khu vực An Lương

- Phạm vi nghiên cứu là các diện tích phân bố các thành tạo địa chất liên quan đến khoáng sản đồng trong khu vực An Lương

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp tiếp cận hệ thống, kết hợp với phương pháp tổng hợp và sử

lý tài liệu địa chất, khoáng sản nhằm nhận thức về đặc điểm địa chất khoáng sản

và đặc điểm quặng hoá đồng trong khu vực nghiên cứu

- Sử dụng phương pháp toán địa chất để xác lập cơ sở phân chia nhóm mỏ

và mạng lưới bố trí các công trình thăm dò

- Phương pháp đối sánh kết hợp phương pháp chuyên gia để đề xuất nhỏm

mỏ và hệ thống thăm dò quặng đồng kiểu An Lương

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Cung cấp cho thực tế sản xuất hệ phương pháp phân chia nhóm mỏ và xác lập mạng lưới thăm dò kiểu quặng đồng An Lương

- Kết quả nghiên cứu là nguồn tài liệu tham khảo có giá trị và có khả năng

sử dụng cho các khu vực có đặc điểm địa chất khoáng sản tương tự

7 Cơ sở tài liệu

- Báo cáo kết quả tìm kiếm đồng vàng tỷ lệ 1/25.000 vùng Ngòi Hút – An Lương, tỉnh Yên Bái Trương Văn Hồng và nnk (1975)

- Bản đồ địa chất tờ Yên Bái (F-48-XXI).Nguyễn Vĩnh (chủ biên) và nnk (1978)

- Báo cáo kết quả đánh giá quặng đồng vàng Làng Phát – An Lương, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái của Liên đoàn Địa chất Tây bắc năm 1999 do Trương Văn Hồng (chủ biên) và nnk (1999)

- Đề án thăm dò quặng đồng khu vực khe Cam, Xã An Lương, Huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái Phạm Quốc Duy và nnk (2009)

- Báo cáo thăm dò quặng đồng khu vực Khe Cam, An Lương, Yên Bái năm

2012 của Công ty CP khoáng sản Thiên Bảo do PGS.TS Nguyễn Phương chủ biên, học viên đã trực tiếp tham gia thi công thực địa và lập báo cáo tổng kết

- Các tài liệu khác liên quan đến công tác nghiên cứu quặng đồng khu vực

An Lương, tỉnh Yên Bái do học viên thu thập, tổng hợp trong quá trình công tác

và làm luận văn

- Các tài liệu mang tính quy phạm như Quyết định, Thông tư quy định về công tác thăm dò, phân cấp trữ lượng tài nguyên các mỏ khoáng sản rắn và các khoáng sản riêng biệt đã ban hành; Tài liệu nước ngoài có liên quan đến thăm

dò, phân cấp trữ lượng và tài nguyên các mỏ khoáng sản rắn

8 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm 1 bản lời với 84 trang đánh máy vi tính khổ A4, các bản

vẽ, biểu bảng và phụ lục kèm theo Luận văn được trình bày 3 chương, không

kể mở đầu, kết luận và kiến nghị

Luận văn được hoàn thành tại Bộ môn Tìm kiếm – Thăm dò, Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ Địa Chất dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS TS Nguyễn Phương và TS Khương Thế Hùng

Trong quá trình hoàn thành luận văn, học viên luôn nhận được sự giúp đỡ và góp ý của các thầy cô giáo Bộ môn Tìm kiếm – Thăm dò, Khoa Địa chất, Phòng sau Đại học Trường Đại học Mỏ Địa Chất, lãnh đạo Công

ty CP Tư vấn Xây dựng Công nghiệp và Hoạt động Khoáng sản, Công ty

CP tư vấn khảo sát thiết kế và xây dựng Mỏ Địa chất, Công ty CP Khoáng sản Thiên Bảo và các đồng nghiệp

Học viên cảm ơn các nhà khoa học, các nhà Địa chất và đồng nghiệp

đã tạo điều kiện và cho phép tham khảo, sử dụng tài liệu để hoàn thành luận văn

Xin chân thành cảm ơn!

Chương 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế nhân – văn và lịch sử nghiên cứu địa chất

1.1.1 Khái quát đặc điểm địa lý, kinh tế nhân văn

a Vị trí địa lý

Khu vực nghiên cứu thuộc huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái nằm trong

tờ bản đồ địa hình Nghĩa Lộ F-48-54-C (5952III) hệ toạ độ VN2000

b Đặc điểm địa hình, mạng lưới sông suối

- Đặc điểm địa hình: Khu vực nghiên cứu thuộc địa hình vùng núi cao phức tạp gồm các núi bị phân cắt thành từng mảng riêng biệt với độ cao thay đổi

từ 100m (thấp nhất) đến 800m (cao nhất), chênh cao 700m Độ cao từ 100 – 250m chiếm 50% diện tích vùng nghiên cứu chủ yếu là đồi thấp, thảm thực vật thưa thớt và thay thế vào đó chủ yếu là những nương ngô, sắn, đồi chè của nhân dân địa phương

Diện tích còn lại cao trên 250m, tại đây thảm thực vật khá phong phú và rậm rạp, không còn rừng nguyên sinh, chủ yếu là rừng tái sinh

- Đặc điểm sông, suối: Trên diện tích vùng nghiên cứu đáng chú ý là

suối Ngoài Thia chảy qua có chiều dài khoảng 2km, suối thường có lũ lớn vào mùa mưa, gây khó khăn cho việc đi lại của nhân dân địa phương Lưu lượng biến động rõ nét trong năm: Mùa mưa chuyển tải lượng nước tới 70 - 80% toàn năm, hay gây lũ lụt, đặc biệt đột xuất có lũ quét, lũ ống huỷ hoại mùa màng, tài sản và cả sinh mạng con người Trong khi đó mùa khô sông, suối rất

ít nước, vào lúc hạn hán nước gần như cạn kiệt, lòng suối thu nhỏ

c Đặc điểm khí hậu

Khí hậu khu vực nghiên cứu có đặc điểm khí hậu nhiệt đới, với 2 mùa rõ rệt:

- Mùa mưa kéo dài từ tháng 6 đến tháng 10, thời tiết nóng, nhiệt độ không khí trung bình tới 300, lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 51mm, độ ẩm trung bình khoảng 90%

- Mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau, thời tiết khô hanh và lạnh Nhiệt độ trung bình khoảng 150, lương mưa đạt từ 2mm đến 3mm, độ ẩm trung bình khoảng 70%

- Khu vực nghiên cứu có điều kiện giao thông khó khăn, hệ thống giao thông chính trong vùng là các đường giao thông liên xã, liên huyện

- Hà Nội đi Yên Bái bằng tàu hoả, sau đó đi ôtô đến bản Hẻo (Văn Chấn),

từ bản Hẻo đi bộ theo đường cấp phối mới làm lại dọc suối Ngòi Thia khoảng 20km vào xã An Lương

- Hà Nội đi Yên Bái bằng ôtô đến bản Hẻo (Văn Chấn), từ bản Hẻo đi

bộ theo đường cấp phối mới làm lại dọc theo suối Ngòi Thia khoảng 20km vào xã An Lương

Từ trung tâm xã An Lương vào khu vực nghiên cứu đường đi còn khó khăn

e Đặc điểm kinh tế- nhân văn

Khu vực nghiên cứu dân cư tương đối thưa thớt, dân cư trong trong khu vực chủ yếu là người Tày, một số ít người Dao Đời sống nhân dân trong vùng còn nhiều khó khăn, chủ yếu là tự cung, tự cấp, họ sống chủ yếu bằng nghề nông

và khai thác lâm sản Đời sống văn hóa, kinh tế nhìn chung còn kém phát triển, trình độ dân trí còn thấp, tuy nhiên trật tự an ninh xã hội tương đối ổn định

1.1.2 Sơ lược lịch sử nghiên cứu địa chất

a Thời kỳ trước năm 1954

Trước năm 1954, vùng nghiên cứu nói riêng, khu vực Tây Bắc nói chung đã có một số công trình nghiên cứu của các nhà địa chất Pháp Song, mức

độ nghiên cứu còn nhiều hạn chế, các tài liệu để lại chỉ có ý nghĩa lịch sử

b Giai đoạn sau năm 1954

Sau năm 1954, vùng nghiên cứu đã được các nhà địa chất Việt Nam và Liên Xô (cũ) quan tâm nghiên cứu, trong đó đáng chú ý là các công trình sau:

- Công trình đo vẽ bản đồ địa chất Miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1:500.000 của A.E.Dovjicov và nnk (1965)

- Năm 1972, Nguyễn Vĩnh và nnk tiến hành công trình đo vẽ bản đồ địa chất 1: 200.000 tờ Yên Bái Phan Cự Tiến, Nguyễn Vĩnh và nnk (1978) tiến hành chỉnh lý bản đồ địa chất 1: 200.000 loạt tờ Tây Bắc; trong đó có vùng nghiên cứu

- Năm 1973, 1977 và 1992, Trần Văn Trị và các cộng sự đã tiến hành công tác thành lập bản đồ địa chất Việt Nam, phần miền Bắc tỷ lệ 1: 1.000.000, trong đó có khu vực An Lương

- Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao và nnk, thành lập bản đồ địa chất Việt Nam tỷ lệ 1: 500.000, hoàn thành năm 1982, xuất bản 1988 và các tập thuyết minh kèm theo, xuất bản trong các năm 1982, 1995 Trong công trình này đã tổng hợp tương đối đầy đủ các kết quả nghiên cứu và đo

vẽ địa chất trước đó Những nét cơ bản về cấu trúc địa chất, các phân vị địa tầng, các phức hệ đá xâm nhập trên lãnh thổ nước ta không khác nhiều so với bản đồ địa chất 1: 500.000 (1965) và các bản đồ địa chất 1: 200.000 loạt tờ Tây Bắc (1978)

- Nguyễn Nghiêm Minh, Vũ Ngọc Hải và nnk (1991), trong công trình

"Bản đồ sinh khoáng Việt Nam tỷ lệ 1:1.000.000" đã phân chia các miền, đới sinh khoáng trên lãnh thổ Việt Nam Trong đó ghi nhận sự có mặt của các khoáng sản Cu ở khu vực An Lương – Làng Phát

c Hiện trạng công tác điều tra thăm dò quặng đồng khu vực An Lương

- Giai đoạn trước năm 1967 ít có tài liệu nói về quặng đồng khu An Lương

- Giai đoạn năm 1967, Đoàn 20G phổ tra sơ lược đồng khu vực An Lương

- Giai đoạn năm 1987, Nghiêm Thái Thịnh, (Liên đoàn Địa chất III) đã khảo sát và phát hiện một số điểm lộ quặng đồng trong đá hoa bị dolomit hóa dọc theo suối Ngòi Thia

- Năm 1995, Trương Văn Hồng cùng tập thể Liên đoàn Địa chất III (nay là Liên đoàn Tây Bắc) Tiến hành thi công đề án “Đánh giá đồng - vàng Làng Phát - An Lương, Yên Bái” tỷ lệ 1/25.000 trên diện tích 600km2

Kết quả tìm kiếm tỷ lệ 1/25.000 đã xác định khu An Lương là một trong 9 diện tích có triển vọng được chi tiết hoá tỷ lệ 1/10.000 Khối lượng đã tiến hành gồm:

+ Kiểm tra chi tiết hoá tỷ lệ 1/10.000 trên diện tích 30km2

+ Lấy mẫu trọng sa và mẫu bùn đáy 250 mẫu

+ Lấy mẫu địa hoá lớp phủ trên mặt 2900 mẫu theo mạng lưới (300x25m)

+ Đo địa vật lý bằng phương pháp mặt cắt điện trở 1200 điểm

+ Đo phổ 3 nguyên tố và đo từ 9000 điểm

+ Đào hào 2000m3

- Năm 1996 – 1999, Liên đoàn Địa chất Tây Bắc do Trương Văn Hồng làm chủ biên đã tiến hành thi công đề án đánh giá đồng vàng Làng Phát An Lương, Yên Bái Trong công trình này đã tiến hành các công tác sau:

+ Đo vẽ địa chất tỷ lệ 1: 5.000 và 1: 2.000 bằng các lộ trình địa chất theo tuyến kiểm tra dị thường địa hóa, địa vật lý 90km, lộ trình theo khe cạn 82 km

Lộ trình theo dõi đường phương các đới khoáng hóa và đới biến đổi 10 km Sau khi có kết quả đo vẽ 1: 5.000, kết quả địa chất vật lý, kết quả địa hóa, xác định diện tích cần thiết đo vẽ bản đồ địa chất thân quặng tỷ lệ 1:

2000 bằng các lộ trình địa chất đan dày ở diện tích có triển vọng

Khối lượng lộ trình đã thực hiện 75,27 km/3km2

+ Phương pháp địa hóa thứ sinh: tuyến lấy mẫu địa hóa ở khu An Lương theo mạng lưới 150m x 10m Số lượng mẫu đã lấy 2.144 mẫu

+ Phương pháp địa vật lý: Khu An Lương với diện tích thiết kế là 6km2bao gồm Khe Cam và bản Mảm Các phương pháp được tiến hành ở đây là đo mặt cắt BП suy giảm, đo sâu lưỡng cực trục biến đổi đều Các tuyến đo được

bố trí với mạng lưới là 150m, khoảng cách giữa các điểm là 10m Các điểm

đo sâu được bố trí khảo sát là 20m/1 điểm

+ Công trình hào: Đã thi công hào tuyến và hào đơn

Hào tuyến để khống chế bề dày các đới khoáng hóa Hào đơn 10m/hào) để kiểm tra dị thường địa hóa, địa vật lý, hoặc các điểm lộ quặng Tuyến thi công hào với khoảng cách 150m, độ sâu trung bình gặp

Lỗ khoan số 21 – T.13 độ sâu 112m, nghiêng 850 Độ nghiêng cuối cùng của lỗ khoan 840 độ sâu khoáng hóa và quặng từ 5 đến 37m và 82 đến 100,6m Tỷ lệ mẫu hóa lỗ khoan 93%, tỷ lệ mẫu quặng là 93%

Lỗ khoan số 18 - T.8, sâu 96m nghiêng 800 Độ nghiêng cuối cùng của

lỗ khoan là 77030’

Độ sâu gặp khoáng hóa và quặng 16m đến 76m Tỷ lệ mẫu toàn bộ lỗ khoan 97%, tỷ lệ mẫu trong khoáng hóa và quặng đạt 99%

+ Công tác trắc địa: Đo đạc bổ sung, chỉnh lý nền địa hình tỷ lệ 1: 5.000 được phóng từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 50.000, khu An Lương là 6km2, bản đồ tỷ lệ 1: 2000 diện tích 1,3km2

+ Phương pháp lấy mẫu, gia công, phân tích các loại mẫu: Tổng số mẫu

đã lấy 625 mẫu; trong đó mẫu lát mỏng 400 mẫu, mẫu khoáng tướng 249 mẫu, mẫu thể trọng và độ ẩm 20 mẫu Đối với mẫu hóa đồng đã lấy 201 mẫu, trong đó khu Khe Cam lấy 119 mẫu, hàm lượng đồng phân tích dao động từ 0,05 – 15,58%, phổ biến 0,3 - 0,6%

Mẫu nung luyện đối với nung luyện vàng bạc đã lấy 20 mẫu

+ Công tác ĐCTV – ĐCCT

Khối lượng công tác điều tra ĐCTV – ĐCCT tiến hành tại khu An Lương gồm: lộ trình đo vẽ ĐCTV-ĐCCT tỷ lệ 1: 5000 trên diện tích 6km2, quan trắc ĐCTV – ĐCCT LK, múc nước thí nghiệm 2LK

- Mẫu nước phân tích hóa : 22 mẫu, mẫu phân tích vi trùng 4 mẫu, mẫu

cơ lý đất 10 mẫu, mẫu cơ lý đá 20 mẫu

Công tác tìm kiếm chi tiết hóa đã đưa ra một số kết quả:

- Khu An Lương là một nếp lõm có hướng trục TBĐN, bị phức tạp hóa bởi các nếp uốn thứ cấp Phần nhân của nếp lõm là đá dolomit, xen các thấu kính đá phiến thạch anh biotit, phiến thạch anh - sericit - chlorit Cánh nếp lõm là các tập đá phiến thạch anh – sericit

- Các đá magma thuộc phức hệ Bản Ngậm lộ ra một vài khối ở phía nam nằm ngoài khu vực thăm dò, gồm các thấu kính có kích thước khác nhau Mối quan hệ của chúng với quặng nội sinh chưa được làm sáng tỏ

- Kết quả thi công đề án đánh giá quặng đồng khu An Lương đã khoanh nối được 9 thân quặng đồng 11/1, 11/2, 12/1, 12/2, 13/1,13/1A, 13/2, 13/3 và

13/4 Các thân quặng có hàm lượng đồng thay đổi từ 0,5% đến 2% (phổ biến 0,5% đến 0,8%) Bề dày thay đổi từ 2 đến 28m chiều dài từ 400 đến 1.000m, được khống chế theo đường phương bằng các tuyến hào, tuyến đo địa vật lý, địa hóa và các điểm lộ khoáng Theo hướng cắm khống chế bằng 2 lỗ khoan sâu 96m và 112m Theo đường phương các thân quặng uốn lượn phức tạp, theo hướng cắm ổn định hơn nhưng thường phân nhánh

Tài nguyên dự báo các thân quặng thân quặng Đồng khu An Lương: Cấp C2 là 88.483,2 tấn Cu;

TNDB cấp P1 là 192.177,1 tấn Cu

- Giai đoạn 2011 – 2012, Công ty CPKS Thiên Bảo đã phối hợp với Công ty CP Tư vấn thiết kế Mỏ - Địa chất tiến hành thi công Đề án thăm dò quặng Cu khu Khe Cam Khối lượng công tác thăm dò đã tiến hành:

+ Đo vẽ bản đồ địa chất mỏ tỷ lệ 1:2.000

+ Thi công công hào khối lượng 3.258m3

+ Dọn vết lộ khối lượng: 137m3

+ Thi công khoan khối lượng: 5.058m3

+ Đo sâu phân cực kích thích khối lượng: 220 điểm

+ Đo mặt cắt phân cực kích thích khối lượng: 570 điểm

+ Đo karota độ lệch lỗ khoan khối lượng: 5000m

+ Đo vẽ bản đồ ĐCTV-ĐCCT tỷ lệ: 1:5000

+ Lấy mẫu nước: 10 mẫu

+ Lấy mẫu rãnh: 232 mẫu

+ Lấy mẫu lõi khoan: 839 mẫu

+ Lấy mẫu cơ lý: 78 mẫu

+ Lấy mẫu khoáng tướng: 25 mẫu

+ Lấy mẫu lát mỏng: 23 mẫu

+ Lấy mẫu thể trọng: 15 mẫu

+ Lấy mẫu giã đãi:

+ Lấy mẫu công nghệ (3 tấn/1 mẫu): 1 mẫu

Kết quả thăm dò đã khoanh nối được 11 thân quặng công nghiệp, ngoài

ra còn một số thân, mạch quặng nhỏ không tham gia tính trữ lượng Các thân quặng chính có ký hiệu TQ2-2, TQ2-3, TQ2-4, TQ3-1A, TQ3-1, TQ3-2, TQ3-3, TQ3-4, TQ4-1, TQ4-2 và TQ5 Các thân quặng là tập hợp mạch, vi mạch thạch anh chứa khoáng hóa hoặc đới đá dolonit bị thạch anh hóa rất rắn chắc, đá vôi dolomit hóa, cạnh mạch thường có biểu hiện thạch anh hóa (đá hoa đolomit) và sericit hóa, chlorit hóa, muscovit hóa (trong đá phiến thạch anh - sericit) Bề dày trung bình thân quặng thay đổi từ 2,76m (TQ2-3) đến 18,57m (TQ3-2) Thân quặng thường phình thóp theo cả đường phương và hướng dốc Theo đường phương các thân quặng ổn định hơn theo hướng dốc Đường lộ thân quặng thường uốn lượn do sự phân cắt của địa hình Chiều dài các thân quặng thay đổi từ 150m (TQ2-2) đến 530m (TQ 2-3)

+ Tổng trữ lượng quặng ở cấp 122 là 18.916 tấn Cu

+ Tài nguyên quặng cấp 333 là 19.758 tấn Cu

Đây là nguồn tài liệu chính để giải quyết mục tiêu của luận văn

1.2 Đặc điểm địa chất

1.2.1 Đặc điểm địa chất vùng

Đặc điểm địa chất vùng được mô tả chủ yếu dựa theo tài liệu địa chất vùng Ngòi Hút - An Lương, Yên Bái tỷ lệ 1: 50.000 do Trương Văn Hồng (Liên đoàn địa chất Tây Bắc) thành lập năm 1999, kết hợp tài liệu địa chất thu nhận được từ các công trình điều tra, thăm dò tiến hành từ năm 1996 đến nay

a Địa tầng

Tham gia vào cấu trúc địa chất vùng có mặt các phân vị địa tầng sau:

Hệ tầng Sin Quyền, phân hệ tầng trên phân bố ở phía tây và nam khu vực thăm dò, kéo dài theo phương tây bắc - đông nam với diện lộ khoảng 3km2 Thành phần thạch học chủ yếu là đá phiến thạch anh mica, đá phiến 2 mica có granat, xen kẹp các thấu kính amphibolit, quan sát bằng mắt thường

đá có màu xám bạc, phớt nâu, lục sẫm Cấu tạo phiến hoặc dải mờ Thành phần khoáng vật bao gồm thạch anh chiếm 50%, biotit chiếm 15%, muscovit 15%, granat 10-15% Các thành tạo của hệ tầng Sin Quyền có quan hệ kiến tạo với hệ tầng Sa Pa

Bề dày khoảng 700- 800m

Hệ tầng Sa Pa lộ ra trong diện tích khu An Lương khá lớn Dựa vào đặc điểm thạch học quan hệ trên dưới có thể phân chia hệ tầng Sa Pa thành hai phân tầng: Phân hệ tầng dưới (PR3sp1) và phân hệ tầng trên (PR3sp2)

* Phân hệ tầng dưới (PR 3 sp 1 )

Phân bố ở trung tâm vùng nghiên cứu với diện lộ khoảng 9km2 Thành phần thạch học chủ yếu là đá phiến muscovit, đá phiến thạch anh sericit, đá phiến sericit - clorit, đá phiến thạch anh mica có granat hạt nhỏ, xen kẹp các thấu kính quarzit Phụ hệ tầng Sa Pa dưới có quan hệ kiến tạo với hệ tầng Sin Quyền và chuyển tiếp lên phân hệ tầng Sa Pa trên

Bề dày khoảng 400-500m

* Phân hệ tầng trên (PR 3 sp 2 )

Phân bố phần trung tâm khu vực nghiên cứu và một phần kéo dài về phía đông nam và đông bắc khu thăm dò với diện lộ chiếm khoảng 5km2 Thành phần chủ yếu là đá hoa calcit, đá hoa đolomit bị thạch anh hóa màu xám trắng, trắng dạng đường xen kẹp lớp, tập đá phiến thạch anh sericit Dựa vào đặc điểm thạch học và đặc điểm phân bố của chúng, phân hệ tầng trên được chia thành 5 lớp theo thứ tự từ dưới lên là lớp 1, trên cùng là lớp 5 Đặc điểm chi tiết của từng lớp được mô tả ở phần địa chất mỏ

Bề dày phân hệ tầng trên khoảng 500m

Hệ carbon thống dưới – thống giữa

Các thành tạo hệ carbon phân bố thành những khối nhỏ ở phía nam vùng nghiên cứu Thành phần gồm đá vôi, đá sét màu xám, xám xanh thành phần khoáng vật chủ yếu là calcit

Hệ Đệ tứ (Q)

Hệ Đệ tứ phân bố dọc theo suối Ngòi Thia và dọc theo một số suối lớn trong vùng Phạm vi phân bố hẹp, chiều dày thường mỏng Thành phần gồm cát, cuội, sỏi, đá tảng nguồn gốc aluvi, proluvi, deluvi Do diện phân bố hẹp, nên trên bản đồ địa chất vùng tỷ lệ 1: 25.000 không thể hiện được

Chiều dày thay đổi từ 0,5 m đến 6 m

b Magma

Trong vùng nghiên cứu chỉ có mặt các đá của phức hệ Bảo Hà (νPR2bh) và các đai mạch không rõ tuổi

dò Thành phần của phức hệ gồm đá amfibolit, gabroamfibolit khá đa dạng với kiến trúc hạt tấm biến tinh, đôi khi có kiến trúc gabro biến dư hoặc kiến trúc thay thế khi đá bị ảnh hưởng biến chất trao đổi mạnh Đá có cấu tạo định hướng là chủ yếu, cấu tạo khối ít gặp hơn, màu lục, hạt nhỏ đến vừa, rắn chắc Thành phần khoáng vật gồm có hocblend 50-65%, plagiocla 15- 30%, epidot 10%, thạch anh 2%, sphen 2% Ngoài ra, còn có biotit, ortit, ilmenit, apatit, sericit, chlorit, carbonat và ít khoáng vật quặng

Nhìn chung, phức hệ Bảo Hà đặc trưng cho một phức hệ mafic bị biến chất từ yếu đến mạnh, các thành tạo của nó có mật độ phân bố cao nhất ở Làng Nhón, Làng Phát, đặc biệt là khu An Lương

- Các đai mạch không rõ tuổi

Trong diện tích nghiên cứu khá phổ biến các đai mạch gabrodiaba, chúng thường tạo thành các mạch dày 10 - 20m nằm giả định chỉnh hợp theo mặt phân phiến của đá hoặc xuyên lên theo các đứt gãy Thành phần khoáng vật chủ yếu của các đai mạch này gồm plagiocla 40%, horblen 43%, chlorit 5%, epidot 10% và các khoáng vật quặng 2%

gabro-Các đai mạch granit aplit cũng phân bố rất phổ biến trong vùng nghiên cứu, chúng thường tạo thành những mạch nhỏ ở dạng giả phân lớp hoặc xuyên lên theo các đứt gãy Thành phần khoáng vật bao gồm felspat (plagiocla+felspat kali) 74-78%, thạch anh 20%, tuamalin, zircon, khoáng vật quặng 2-5%

c Kiến tạo

- Đặc điểm uốn nếp: Khu vực An Lương có cấu trúc dạng một nếp

lõm, phương trục kéo dài đông bắc – tây nam, bị chia cắt khá mạnh bởi hai hệ thống đứt gãy có phương á kinh tuyến và phương á vĩ tuyến Ngoài ra, trong khu vực còn có mặt một số nếp uốn nhỏ thứ cấp, có trục trùng với phương đứt gãy Trong số các nếp lõm nêu trên, đáng chú ý là nếp lõm Ngòi Thia, nếp lõm này được cấu thành bởi các đá của hệ tầng Sa Pa (PR3sp), trục kéo dài

phương tây bắc - đông nam, với chiều dài >3km Nếp lõm Ngòi Thia bị chia cắt khá mạnh bởi hai hệ thống đứt gãy có phương á kinh tuyến và á vĩ tuyến Chính các đứt gãy này đã phân chia nếp lõm thành các khối lớn, nhỏ khác nhau và có biên độ dịch chuyển ngang, đứng cũng rất khác nhau

Theo tài liệu đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 25.000 và công tác tìm kiếm chi tiết hóa 1: 10.000 (Trương Văn Hồng và nnk, 1999), các thân quặng đồng

chủ yếu tập trung ở nhân và hai cánh của nếp lõm Ngòi Thia

- Đứt gãy: Phân tích các tài liệu địa chất ở khu vực An Lương cho thấy

hoạt động kiến tạo trong vùng rất mạnh mẽ Các đứt gãy chưa được xác định

cụ thể, các tính chất của đứt gãy chủ yếu là giả định hoặc dự đoán theo sự phân bố của các thành tạo địa chất 2 bên cánh của chúng Nhìn chung, các đứt gãy trong vùng thường được dự đoán dựa vào sự thay đổi đột ngột thế nằm của đá hoặc quan hệ địa tầng Trên bình đồ cấu trúc vùng, các đứt gãy phát triển chủ yếu theo 3 hệ thống chính gãy sau đây:

- Hệ thống đứt gãy phương á vĩ tuyến thường là các đứt gãy thuận

- Hệ thống đứt gãy phương á kinh tuyến thường là các đứt gãy nghịch

- Hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam chủ yếu là các đứt gãy trượt bằng

Nhìn chung các biểu hiện đứt gãy chỉ xác định qua thế nằm đảo hoặc các biểu hiện dập vỡ mạnh của đá để dự đoán hướng phát triển

Các đá ở cánh phía nam của đứt gãy là đá phiến thạch anh mica thuộc phần dưới của phân hệ tầng trên hệ tầng Sin Quyền Các đá cánh phía bắc, đông bắc là đá phiến thạch anh 2 mica - granat thuộc phần trên của phân hệ tầng trên hệ tầng Sin Quyền Với đặc điểm phân bố các đá nêu trên có thể thấy đứt gãy có độ dịch chuyển đứng khá lớn

d Khoáng sản

Theo tài liệu hiện có khu vực nghiên cứu ngoài quặng đồng, vàng, khu

An Lương còn có đá vôi, đá hoa dolomit có thể làm vật liệu xây dựng hoặc sử dụng cho một số lĩnh vực khác, song mức độ nghiên cứu rất hạn chế Hiện chưa đủ cơ sở đánh giá về triển vọng của các loại khoáng sản không kim loại trong khu vực

1.3 Đặc điểm quặng hóa đồng khu vực nghiên cứu

1.3.1 Đặc điểm quặng hóa đồng khu An Lương

Theo báo cáo kết quả đánh giá quặng đồng khu An Lương của Liên đoàn địa chất Tây Bắc (1999), khu vực An Lương đã khoanh nối được 9 thân

quặng đồng và ký hiệu là 11/1; 11/2; 12/1; 12/2; 13/1; 13/1A; 13/2; 13/3 và 13/4 Các thân quặng có hàm lượng thay đổi từ 0,2% đến 8,67% (R-1641), phổ biến từ 0,2% đến 1,1% Bề dày thân quặng thay đổi từ 2,07m đến 43,71m Chiều dài từ 80m đến 750m, được khống chế theo đường phương bằng các tuyến hào, tuyến đo địa vật lý và các điểm lộ quặng gốc Theo hướng cắm, một số thân quặng được khống chế bằng các lỗ khoan sâu 25m đến 190m

Thân quặng dạng mạch, mạch thấu kính, theo đường phương các thân quặng uốn lượn phức tạp do sự phân cắt của địa hình, theo hướng cắm ổn định hơn và thường phân nhánh

Quặng đồng chủ yếu nằm trong đá hoa dolomit bị thạch anh hóa rất rắn chắc, một số vị trí bắt gặp quặng đồng phân bố trong đá phiến thạch anh bị biến đổi Quặng phân bố trên diện tích khá rộng, dạng mạch mỏng, mạng mạch xâm nhiễm hoặc xâm tán thưa trong đá Vì vậy, các thân quặng ở đây

có hàm lượng đồng thường thấp, biến đổi từ 0,2% đến 8,67% (R-1641) Cu, phổ biến từ 0,2% đến 1,1%

Khoáng vật quặng chủ yếu và phổ biến là calcopyrit, bornit, pyrit, khoáng vật phi quặng chủ yếu dolomit, thạch anh

Đá chứa quặng và đá vây quanh chủ yếu là đá hoa calcit, đá hoa dolomit, hoặc đá thạch anh sericit, đá phiến thạch anh – sericit – chlorit

Hiện tượng thạch anh hóa trong đá khá phổ biến quanh các thân quặng, thạch anh là những hạt, đám phân tán trên nền calcit, dolomit hoặc quặng đồng đi cùng dạng mạch thạch anh nhiệt dịch Các mạch thạch anh nhiệt dịch dạng lấp đầy khe nứt, chiều dày mạch 1-2mm đến 5-10cm hoặc hơn, chiều dài 1-2m đến hàng chục mét, thường tập trung thành đới mạch dày 1-2m đến 3 - 4m hoặc hơn

Trong đá phiến cũng gặp hiện tượng thạch anh hóa khá phổ biến, thường tạo thành đám hạt cứng chắc, đôi khi tạo thành gân mạch dọc theo mặt lớp hoặc mặt phân phiến của đá

Hiện tượng chlorit hóa, sericit hóa khá phổ biến trong các đá phiến thạch anh sericit, thạch anh - sericit - chlorit

1.3.2 Đặc điểm quặng hóa đồng khu vực Khe Cam

Kết quả thăm dò (2012)[8] khu vực khe Cam đã khoanh nối được 11 thân quặng công nghiệp thuộc 3 chùm thân quặng là chùm thân quặng 2, chùm thân quặng 3, chùm thân quặng 4 và thân quặng 5 Các thân quặng cắm đơn nghiêng về đông bắc với góc dốc 45 – 600, thuộc loại thân quặng cắm dốc đến dốc đứng Dưới đây là đặc điểm các chùm thân quặng chính:

- Chùm thân quặng 2: Phân bố trong đá hoa dolomit và đá vôi tái kết

tinh, đá dolomit bị thạch anh hóa, thuộc phần thấp nhất của phân hệ tầng Sa

Pa trên Dựa vào thế nằm và kết quả lấy mẫu hóa, đã khoanh nối được 4 thân

quặng công nghiệp, ký hiệu TQ2- 1, TQ2- 2, TQ2- 3, TQ2- 4 và một số thấu kính nhỏ Các thân quặng dạng mạch, thấu kính, kéo dài từ 150 đến 530m, chiều dày các thân quặng trung bình biến đổi từ 8,02m đến 9,83m Hàm lượng

Cu trung bình trong các thân quặng biến đổi từ 0,754% đến 0,880%

- Chùm thân quặng 3: Phân bố trong đá vôi vi hạt tái kết tinh hạt nhỏ,

bị thạch anh hóa nhẹ, xen kẹp các lớp dolomit và thuộc phần thấp của lớp 3, phân hệ tầng Sa Pa trên Dựa vào điều kiện thế nằm, quan hệ của quặng với

đá vây quanh và kết quả phân tích mẫu hóa đã khoanh nối được 6 thân quặng,

ký hiệu TQ3-1, TQ3-1A, TQ3- 2, TQ3-3, TQ3-2A TQ3-4 và một số thấu kính nhỏ Các thân quặng có dạng mạch, thấu kính, kéo dài từ 85 đến 370m, chiều dày trung bình các thân quặng biến đổi từ 7,48m đến 18,51m Hàm lượng Cu trung bình trong các thân quặng biến đổi từ 0,655% đến 1,090%

- Chùm thân quặng 4: Chùm thân quặng 4 phân bố trong đá dolomit

nghèo vôi, đá vôi vi hạt bị dolomit hóa và thạch anh hóa nhẹ thuộc phần trên của lớp 3 phân hệ tầng dưới của hệ tầng Sa Pa Dựa vào điều kiện thế nằm, kết quả phân tích mẫu hóa và quan hệ của quặng với đá vây quanh đã khoanh nối được 3 thân quặng ký hiệu TQ4- 1, TQ4- 1a, TQ4- 2 Trong đó có thân quặng TQ4- 1 và TQ4 -2 là có giá trị công nghiệp Các thân quặng có dạng mạch, thấu kính, kéo dài từ 153 đến 305m, chiều dày trung bình các thân quặng biến đổi từ 10,29m đến 11,08m Hàm lượng Cu trung bình trong các thân quặng biến đổi từ 0,740% đến 0,868%

- Thân quặng 5: Phân bố trong đá hoa dolomit bị thạch anh hóa thuộc

phần thấp của tập 3 Thân quặng kéo dài khoảng 280m theo phương tây bắc – đông nam, theo hướng cắm kéo dài từ 27 đến 55m Thân quặng nằm dưới lớp phủ dày 1,5m đến 4,5m Thân quặng cắm về đông bắc với góc dốc thay đổi từ

45 – 550 Chiều dày thân quặng thay đổi từ 2,3m đến 20,35m, trung bình 9,22m, biến đổi thuộc loại không ổn định (V= 78,2%) Hàm lượng quặng đồng

trong thân quặng dao động từ 0,268% đến 1,482%, trung bình 0,850%; biến đổi thuộc loại đồng đều (V= 39,12%)

Trên cơ sở tổng hợp kết quả nghiên cứu từ các phương pháp khác nhau như khoáng tướng, lát mỏng, giã đãi …, kết hợp với kết quả trong báo cáo đánh giá quặng đồng, vàng khu Làng Phát – An Lương của Liên đoàn Địa chất Tây Bắc (năm 1999) cho thấy quặng đồng khu An Lương có các khoáng vật quặng và phi quặng sau đây:

+ Nhóm khoáng vật tạo quặng:

Khoáng vật chứa đồng chính là chalcopyrit, bornit, chalcozin và một lượng nhỏ là khoáng vật covelin và malachit, limonit

+ Nhóm khoáng vật phi quặng:

Phổ biến có dolomit, thạch anh, calcit và ít khoáng vật phụ zircon, leucoxen, sericit, chlorit …

Ảnh 1.1 Li - limonit, Chl – chalcopyrite (ảnh của Viện Khoa học vật liệu – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2012 – Kết quả phân tích mẫu công nghệ)

Ảnh 1.2 Ml- Malachit (ảnh của Viện Khoa học vật liệu – Viện Khoa học và

Công nghệ Việt Nam 2012– Kết quả phân tích mẫu công nghệ)

Ảnh 1.3 Chl - chalcopyrit, Bo –bornit , Co –covellin (ảnh của Viện Khoa học vật liệu – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2012– Kết quả phân tích mẫu công nghệ)

Ảnh 1.4 Chl – chalcopyrit (ảnh của Viện Khoa học vật liệu – Viện Khoa học

và Công nghệ Việt Nam 2012– Kết quả phân tích mẫu công nghệ)

d Đặc điểm thành phần hóa học

* Đặc điểm phân bố, dạng tồn tại một số nguyên tố chính trong quặng:

Kết quả phân tích hóa toàn diện, giã đãi cho thấy ngoài đồng, trong quặng còn có một số các nguyên tố kèm như Fe, Pb, Zn, Au, Ag…Trong đó, nguyên tố Fe tồn tại chủ yếu ở dạng khoáng vật pyrit, ilmelit, gơtit xâm tán, hàm lượng Fe dao động từ 0,36 đến 0,68%, trung bình 0,51%, phân bố thuộc loại đồng đều Nguyên tố Pb, Zn tồn tại chủ yếu ở dạng khoáng vật như sphalerit, galenit, hàm lượng Pb dao động từ 0,001% đến 0,068 %, trung bình 0,016 %, phân bố thuộc loại không đồng đều Hàm lượng Zn dao động từ 0,005% đến 0,122%, trung bình 0,046%, phân bố thuộc loại không đồng đều

Au tồn tại ở dạng tự sinh, hàm lượng Au từ <0,1 đến 0,4 g/T, trung bình

0,19g/T Hàm lượng Ag từ <1 đến 3,4 g/T, trung bình 1,4g/T

Để đánh giá đặc điểm phân bố thống kê và mối quan hệ tương quan giữa các nguyên tố trong quặng, tác giả sử dụng phương pháp toán thống kê

Nội dung các bước tiên hành như sau:

+ Xác định các thông số thống kê theo các công thức sau:

- Giá trị trung bình (C):

n

C C

x C

V c =σ (1.3)

Trong các công thức 1.1, 1.2, 1.3:

+ Ci: hàm lượng mẫu thứ i

+ n: số lượng mẫu nghiên cứu + σ : quân phương sai (σ = σ2 ) +Xác định hệ số tương quan cặp giữa các nguyên tố áp dụng công thức sau:

n 1 i

2 i

2 i

n 1 i

i i

xy

) y (y ) x (x

) y )(y x (x

R (1.4)

Trong đó: + xi, yi: hàm lượng mẫu thứ i;

+ x, y: hàm lượng trung bình;

+n: số lượng mẫu nghiên cứu

Kết quả tính thống kê (công thức 1.1, 1.2, 1.3) cho thấy hàm lượng đồng khu vực An Lương biến đổi từ <0,003% đến 8,67%, trung bình 0,605%, thuộc loại trung bình nghèo, hàm lượng đồng biến thiên thuộc loại không đồng đều (V> 90%) Kết quả nghiên cứu mối tương quan giữa các nguyên tố theo kết quả phân tích mẫu hóa đơn tổng hợp ở bảng 1.1

Bảng 1.1 Kết quả nghiên cứu mối tương quan giữa các nguyên tố

trong quặng đồng khu vực An Lương

Tổ hợp Pb - Zn có mối quan hệ nghịch với các nguyên tố Cu, Fe

Kết quả phân tích mối quan hệ tương quan thống kê nêu trên tương đối phù hợp với kết quả phân tích mẫu khoáng tướng

e Đặc điểm cấu tạo và kiến trúc quặng

Kết quả phân tích mẫu khoáng tướng lấy trong khu An Lương cho thấy quặng cấu tạo xâm tán, vi mạch, mạch lấp đầy, ổ hoặc dạng vết bám theo mặt khe nứt của đá vôi tái kết tinh xen dolomit, đá hoa dolomit bị thạch anh hóa hoặc dạng mạch, ổ đi cùng mạch thạch anh nhiệt dịch lấp đầy khe nứt trong

đá hoa dolomit và đá vôi dolomit bị thạch anh hóa, hoặc trong đá phiến thạch anh - sericit, phiến thạch anh - sericit - chlorit

Đặc trưng cho cấu tạo dạng dải là các khoáng vật chalcopyrit, pyrit, các khoáng vật covelin, bornit, chalcopyrit tạo thành dạng ổ nhỏ phân bố rải rác trong nền đá vôi tái kết tinh, đá hoa dolomit bị thạch anh hóa

Quặng đồng khu vực An Lương chủ yếu có kiến trúc dạng hạt tha hình méo mó, nửa tự hình, hạt nhỏ, ít phổ biến hơn là kiến trúc gặm mòn thay thế hoặc lấp dầy các khe nứt và kiến trúc dạng vành riềm

Đặc trưng cho kiến trúc hạt tha hình là các khoáng vật chalcopyrit, covelin, bornit, …, kiến trúc hạt nửa tự hình chủ yếu là pyrit, chalcopyrit Kiến trúc gặm mòn thay thế chủ yếu gặp ở các mẫu có chalcopyrit và bornit gặm mòn thay thế lẫn nhau

Kiến trúc dạng vành riềm gặp chủ yếu ở các mẫu có covelin thứ sinh bị biến đổi từ chalcopyrit, chúng thường tạo thành vành riềm bao quanh các

khoáng vật chalcopyrit

f Thứ tự sinh thành và tổ hợp cộng sinh khoáng vật

Kết quả phân tích khoáng tướng cho phép xác định các tổ hợp cộng sinh khoáng vật Chúng được xác định chủ yếu dựa vào điều kiện địa chất, hình thái quan hệ biểu hiện của các khoáng vật trong quặng và đặc điểm hình thái, nguồn gốc và mối quan hệ của chúng

Trên cơ sở nghiên cứu thành phần khoáng vật, các đặc điểm hình thái, kích thước, mối quan hệ của chúng trong thân quặng cũng như cấu tạo, kiến trúc quặng có thể chia quá trình tạo quặng thành các thời kỳ và giai đoạn tạo quặng như sau:

+Thời kỳ nhiệt dịch:

- Giai đoạn I:

Tổ hợp cộng sinh: thạch anh – pyrit (I) – chalcopyrit (I)- bornit – pyrotin

Các khoáng vật đi cùng: sfalerit, sericit, chlorit, calcit, ilmelit, rutin

Đá chứa quặng: đá vôi dolomit, đá hoa dolomit, đá vôi tái kết tinh Hiện tượng biến đổi: thạch anh hóa, sericit hóa, chlorit hóa

Quặng xâm tán, ổ, mạch

Kiến trúc tha hình, nửa tự hình, gặm mòn

Quặng giai đoạn này có ý nghĩa công nghiệp chính là đồng, tạo ra kiểu quặng chalcopyrit- bornit

- Giai đoạn II:

Tổ hợp cộng sinh khoáng vật pyrit (II)- chalcopyrit (II) - calcit

Các khoáng vật đi cùng có sericit, chlorit, ngoài ra còn có thạch anh, bornit

Đá chứa quặng là đá vôi dolomit, đá hoa dolomit, đá vôi tái kết tinh, đá phiến Hiện tượng biến đổi: calcit hóa, thạch anh hóa, sericit hóa và chlorit hóa Quặng xâm tán, ổ mạch nhỏ Kiến trúc tha hình, nửa tự hình

Theo kết quả phân tích mẫu bao thể (1999) [1], nhiệt độ thành tạo tương ứng 165 ÷ 2250C, nhiệt độ thành tạo thuộc loại trung bình thấp

+ Thời kỳ ngoại sinh (phong hóa) - Giai đoạn III:

Tổ hợp cộng sinh khoáng vật: oxit và hydroxit

Các khoáng vật chủ yếu: limonit, ngoài ra trong đới oxit hóa còn gặp các khoáng vật: gơtit, hydrohematit, chalcozin, covelin, malachit…

Quặng tập hợp ổ, túi, kiến trúc keo

Quặng oxit hóa ít có triển vọng vì bề dày đới oxy hóa mỏng

Thứ tự sinh thành các khoáng vật tổng hợp ở bảng 1.2

Bảng 1.2 Bảng thứ tự sinh thành các khoáng vật trong quặng đồng khu

vực An Lương (theo Nguyễn Phương và nnk, 2012)

Tổ hợp CSKV

Khoáng vật

Thạch anh – pyrit - Chalcopyrit-bornit- pyrotin

Calcit - pyrit – chalcopyrit

đá vây quanh

thạch anh hóa, Sericit hóa, chlorit hóa

Calcit hóa, thạch anh hóa, chlorit hóa, sericit hóa

Oxit hóa, hydroxit hóa

g Các quá trình biến đổi nhiệt dịch

Các đá chứa quặng và đá vây quanh quặng ở khu An Lương chủ yếu là các hiện tượng biến đổi thạch anh hóa trong đá vôi tái kết tinh, đá dolomit hoặc đá hoa dolomit khá phổ biến quanh các thân quặng và hiện tượng chlorit hóa, sericit hóa, thạch anh hóa phổ biến trong các đá phiến thạch anh - sericit, thạch anh - sericit - chlorit

Từ kết quả nghiên cứu trình bày trên, cho phép nhận định về nguồn gốc quặng đồng khu vực An Lương như sau:

- Quặng có tổ hợp cộng sinh khoáng vật thạch anh - pyrit - chalcopyrit - bornit - pyrotin (I) và calcit - pyrit - chalcopyrit (II) Quặng dạng mạch, vi mạch đi với thạch anh; dạng ổ, dạng giả phiến thay thế trong đá (dạng xâm tán) Hiện tượng biến đổi nhiệt dịch kèm theo thạch anh hóa, chlorit hóa, sericit, dolomit hóa, calcit hóa

- Căn cứ vào kết quả phân tích mẫu bao thể cho thấy nhiệt độ thành tạo từ

165 – 2250C ứng với kiểu nhiệt độ trung bình thấp

Với các dẫn luận trên, học viên đồng ý với các ý kiến của các nhà nghiên cứu: quặng đồng khu vực An Lương có nguồn gốc nhiệt dịch nhiệt độ trung

bình thấp

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở lý luận

2.1.1 Khái quát về đồng

Đồng là kim loại mềm dẻo, màu đỏ-vàng, vết vỡ màu phớt hồng Khi

bị oxy hóa đồng có màu nâu đỏ Đồng có tỷ trọng 8,89, nhiệt độ nóng chảy

1083oC, nhiệt độ sôi 2360oC, dẫn nhiệt, dẫn điện tốt Đồng có đặc tính chống gỉ nhưng bị axit và xút ăn mòn Đồng có khả năng dát mỏng, đúc kéo sợi, dễ tạo hợp kim với nhiều kim loại như đồng đen (Cu+Sn+Pb+Al+Si, Be); đồng thau (Cu+Zn); đồng thanh (Cu+Sn)

Đồng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như kỹ thuật điện (thiết bị vô tuyến điện, điện thoại, điện báo, đường dây tải điện và đèn điện, máy móc và linh kiện điện tử, ) chiếm khoảng 50% sản lượng đồng trên toàn thế giới; 25% dùng trong ngành chế tạo máy và quốc phòng (máy phát điện, ô tô, máy bay, xe tăng, tên lửa, ) và 25% còn lại được dùng trong các ngành xây dựng, công nghiệp thực phẩm, hóa chất y học, đúc tiền, sản xuất dụng cụ gia đình, đồ trang sức, mỹ nghệ

2.1.2 Đặc điểm địa hóa, khoáng vật của đồng

2.1.2.1 Đặc điểm địa hóa

Đồng có số thứ tự 29 trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev, trọng lượng nguyên tử 63,54 Đồng có hai đồng vị là 63Cu và 65Cu

Trị số Clack của đồng trong vỏ trái đất tương đối cao và đạt 4,7 x 10-3% Hàm lượng đồng trong đá mafic đạt 1%, trong đá trung tính đạt 0,35%; trong đá axit đạt 0,2% và trong thực vật lên đến 0,65% Ngoài ra, trong máu của động vật cũng chứa một lượng đồng nhất định Hệ số tập trung của đồng đạt tới 200 lần và là nguyên tố ưa lưu huỳnh

Trong điều kiện nội sinh đồng có hóa trị 1 và 2 liên quan chặt với các

đá xâm nhập và phun trào mafic, trung tính và axit Tuy trị số Clack của

đồng là 4,7x10-3% nhưng nó có khả năng tập trung lớn nên có thể tạo thành những mỏ với qui mô cực lớn

Ở điều kiện ngoại sinh, đồng tồn tại dưới dạng dung dịch keo, dung dịch thật và hợp chất phức Đồng có độ hòa tan cao và hoạt tính mạnh, song nó cũng bền vững khi tồn tại ở dạng Cu+2 trong dung dịch quá bão hòa SO4-2 và Cl- của các sunfua, cacbonat, photphat, vanadat, asenat,

hydroxyt và ôxit chứa đồng

2.1.2.2 Đặc điểm khoáng vật học

Hiện nay đã biết đến trên 170 khoáng vật có chứa đồng nhưng chỉ có gần 20 khoáng vật có giá trị công nghiệp: Đồng tự sinh chứa 92% Cu; Chancopyrit (CuFeS2) chứa 34,6% Cu; Bocnit (Cu5FeS4) chứa 63,3% Cu; Cubanit (CuFe2S3) chứa 22 – 24% Cu; Chancozin (Cu2S) chứa 79,9% Cu; Covelin (CuS) chứa 66,5% Cu; Tenantit (3Cu2S.As2S3) chứa 57,5% Cu; Tetraedrit (3Cu2Sb2S3) chứa 52,3% Cu; Enacgit (Cu3AsS4) chứa 48,4% Cu; Cuprit (Cu2O) chứa 88,8% Cu; Tenorit (CuO) chứa 79,9% Cu; Malachit (Cu2CO3(OH)2) chứa 57,4% Cu; Ajurit (Cu3(CO3)2(OH)2) chứa 55,3% Cu; Chancantit (CuSO4.5H2O) chứa 31,8% Cu; Brosantit (CuSO4.3Cu(OH)2) chứa 56,2% Cu; Crizocon (CuSiO3.2H2O) chứa 36% Cu

Các khoáng vật chủ yếu của đồng là chancopyrit, chancozin, bocnit, thứ yếu là quặng đồng xám và sunfuasenat (enacgit), sau cùng là ôxit, cacbonat và silicat đồng

2.1.3 Một số thuật ngữ sử dụng trong luận văn

Một trong các nhiệm vụ trong nghiên cứu về quặng hoá là nghiên cứu

về thành phần vật chất quặng, trong đó cần phân ra các thời kỳ tạo khoáng, giai đoạn tạo khoáng, xác định các tổ hợp cộng sinh khoáng vật đặc trưng.v.v vì vậy trong luận văn này cần nhắc lại một số các khái niệm trên

* Tổ hợp cộng sinh khoáng vật:

Tổ hợp cộng sinh khoáng vật là một tập hợp các khoáng vật đi cùng nhau và gặp cùng một chỗ, được tạo thành trong cùng điều kiện hóa lý nhất định, đặc trưng cho một giai đoạn tạo khoáng (Theo Goldschimdt, A.G Betetchtin, D.I Korjinski…)

Các dấu hiệu và chỉ tiêu dùng để phân tích tổ hợp cộng sinh khoáng vật là:

- Tồn tại các mối quan hệ xuyên cắt nhau

- Có sự thay đổi có quy luật của thành phần khoáng vật

- Có sự tách biệt rõ ràng về mặt không gian của các tập hợp khoáng vật liên quan với sự phân bố của chúng ở các khe nứt kiến tạo khác nhau hay các phần khác nhau của các thân quặng

- Các hiện tượng thay thế gặm mòn, dăm hóa

- Các dấu hiệu biến dạng, dập vỡ, tái gắn kết

- Các dấu hiệu tái kết tinh, tái lắng đọng, tái kết hợp

* Thời kỳ tạo khoáng:

Thời kỳ tạo khoáng dùng để chỉ khoảng thời gian khá dài ứng với những điều kiện địa chất nhất định và hình thành nên một kiểu nguồn gốc quặng hóa nhất định

* Giai đoạn tạo khoáng:

Giai đoạn tạo khoáng là một phần của thời kỳ tạo khoáng được đặc trưng bởi điều kiện hoá lý nhất định và ứng với mỗi giai đoạn tạo khoáng có thể hình thành nên một vài tổ hợp cộng sinh khoáng vật

Giai đoạn tạo khoáng được phân tích dựa trên các dấu hiệu và chỉ tiêu sau :

- Các biến dạng kiến tạo trong quặng

- Sự xuyên cắt nhau của các tổ hợp khoáng vật cộng sinh

- Sự khác nhau của các kiểu biến đổi nhiệt dịch

- Sự khác nhau và thay đổi có quy luật của các tổ hợp khoáng vật

- Tổ hợp đặc trưng của các nguyên tố chính, các nguyên tố hóa học phân tán đi kèm

* Kiểu quặng:

Một kiểu mỏ có thể có một hoặc nhiều giai đoạn tạo khoáng ứng với các tổ hợp cộng sinh khoáng vật khác nhau, chúng tạo nên các kiểu quặng đặc trưng cho từng giai đoạn

* Kiểu khoáng hóa: hiểu như là một thể địa chất với các yếu tố chỉ thị:

+ Có thành phần vật chất được đặc trưng bởi tổ hợp cộng sinh khoáng vật hay tổ hợp khoáng vật phản ánh sự phát triển của chúng theo không gian và thời gian

+ Được hình thành trong bối cảnh địa chất cụ thể phản ánh sự khác biệt với các thành tạo địa chất khác vây quanh

+ Phân bố trong cấu trúc địa chất rõ rệt

Về hình thái phụ thuộc vào cấu trúc địa chất khống chế khoáng hóa, có thể dạng tuyến, hay dạng đẳng thước Quy mô biểu hiện của trường quặng là nơi có tập trung khoáng sản với diện tích vài km2 hay vài chục km2

Trường quặng là một phần của dải quặng

* Điểm quặng: là nơi tập trung khoáng sản có quy mô không lớn, song

phản ánh được những đặc điểm căn bản về kiểu khoáng hóa Điểm quặng có diện tích phát triển không lớn song do mức độ điều tra chưa chi tiết như

trường quặng, trong những phạm vi yêu cầu nhất định cho phép điều tra tiếp theo nhằm làm rõ quy mô, triển vọng về khoáng sản trong nó

* Biểu hiện quặng: Là một diện tích có quặng hóa song mức độ biểu

hiện còn ít, và mức độ nghiên cứu còn chưa chi tiết Trong một chừng mực nhất định biểu hiện quặng có thể được điều tra đánh giá tiếp theo để làm rõ các đặc điểm khoáng hóa và quy mô Thường diện tích của các biểu hiện quặng không rộng

* Thân quặng: Là nơi tập trung các hợp phần có ích, vỉa quặng hay

thân quặng là một phần trong các trường quặng, điểm quặng hay biểu hiện quặng nơi tập trung Thân khoáng có hình dạng phức tạp được xác lập là thân quặng, còn trong trường hợp thân khoáng có hình dạng ổn định duy trì theo đường phương và hướng dốc có dạng vỉa hay thấu kính mà chiều dài lớn hơn

chiều rộng nhiều lần được gọi là vỉa quặng

2.2 Phân loại các kiểu mỏ công nghiệp của đồng trên thế giới và Việt Nam

2.2.1 Phân loại trên thế giới

Những biểu hiện của đồng phân bố rộng rãi ở giữa đá magma cũng như

ở đá trầm tích và đá biến chất Song những mỏ công nghiệp của kim loại này

ít gặp và chúng được xếp vào một trong những kiểu (nhóm) sau đây:

Các mỏ cát kết chứa đồng phát triển trong các trầm tích tuổi Proterozoi, Paleozoi, Mezozoi và Kainozoi

Trong các thành tạo tuổi Ackei đã gặp những mỏ đồng cát kết bị biến chất Những hệ tầng chứa quặng nhiều khi có cấu tạo nhiều bậc và gồm một

số tầng mang đồng

2 Đồng porphia

Những mỏ đồng thuộc loại này là một trong những nguồn khai thác đồng quan trọng nhất Về mặt địa chất, mỏ xuất hiện ở gần hoặc bên trong đá xâm nhập granit có kiến trúc porphia Thường gồm nhiều giai đoạn của hoạt động xâm nhập, như tổ hợp mong đợi của những đai xâm nhập và dăm kết Đá vây quanh có thể là loại đá bất kỳ và thường là những đới rộng của đá bị biến đổi

và dập vỡ nằm gần với khối xâm nhập Như được mô tả sau đây, biến đổi đá vây quanh này là đặc biệt và thay đổi khi đến gần khoáng hóa Nơi xuất hiện khoáng hóa sunfua, phần gần mặt đất bị phong hóa thường cung cấp đới tẩy màu có màu gỉ sắt từ các kim loại từng được giải phóng; nếu các điều kiện trên là đúng, đây có thể là sự tái trầm tích gần bề mặt nước để hình thành một đới giàu khoáng hóa thứ sinh

Tỉnh đồng porphia dường như trùng với các đai tạo núi trên phạm vi toàn cầu Tổ hợp đáng chú ý này rõ ràng nhất ở các mỏ Trung sinh cung Thái Bình Dương đến Tân sinh nhưng cũng xuất hiện ở Bắc Mỹ, Úc và các mỏ Cổ sinh của Liên Xô nằm bên trong các đai tạo núi Các mỏ porphia xuất hiện trong hai vị trí chính bên trong đai tạo núi, ở cung đảo và ở rìa lục địa Mỏ Tân sinh

và loại ít hơn - mỏ Trung sinh là chiếm ưu thế Mỏ tuổi Cổ sinh không phổ biến và chỉ có một vài mỏ tiền Cambri với các đặc điểm tương tự mỏ đồng đã từng được mô tả (Kirkham, 1972; Gaal and Isohanni, 1979) Biến dạng và biến chất của những mỏ tuổi cổ thường bị che khuất bởi các đặc trưng chính,

do đó chúng rất khó để nhận ra (Griffis, 1979)