Đặc điểm thành phần vật chất và các yếu tố khống chế quặng hoá chì kẽm vùng sỹ bình đèo giảng, bắc cạn

Trong khi đó vùng Sỹ Bình - Đèo Giàng thuộc khối Bắc Thái - Bắc Sơn có các tiền đề địa chất thuận lợi cho việc thành tạo các thân quặng chì - kẽm, có các dấu hiệu khoáng sản làm cơ sở dự

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

PHAN VĂN SAN

LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Quang Luật

HÀ NỘI – 2008

Lời cam đoan

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 khác

Tác giả luận văn

Phan Văn San

Chương 1- KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG SỸ BÌNH - ĐÈO

1.1 Vị trí địa chất vùng Sỹ Bình-Đèo Giàng trong bối cảnh cấu trúc- kiến tạo khu vực 12

1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất về địa chất và khoáng sản 17

1.3 Khái quát về địa tầng 19 1.4 Khái quát về hoạt động magma xâm nhập 23

1.5 Khái quát đặc điểm cấu trúc-kiến tạo 24

Chương 2 - CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 Đặc điểm địa hoá, khoáng vật học của chì và kẽm 26

2.2 Phân loại các kiểu mỏ địa chất công nghiệp của chì-kẽm trên thế giới và Việt Nam 27

2.3 Một số thuật ngữ sử dụng trong luận văn 31

2.4 Các phương pháp nghiên cứu 32

Chương 3 - ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT QUẶNG CHÌ-KẼM 46

3.1 Phân loại các kiểu thành hệ quặng chì-kẽm trong vùng Đông Bắc 46

3.2 Các loại hình quặng hoá chì – kẽm: 48

3.3 Đặc điểm thành phần khoáng vật, cấu tạo và kiến trúc quặng chì-kẽm vùng Sỹ

3.4 Đặc điểm thành phần hoá học quặng chì-kẽm 68

3.5 Thứ tự sinh thành và tổ hợp cộng sinh khoáng vật 76

Chương 4 - CÁC YẾU TỐ KHỐNG CHẾ QUẶNG HOÁ CHÌ-KẼM 81

4.1 Vị trí địa chất các thân quặng chì-kẽm 81

4.2 Các yếu tố địa chất khống chế tạo quặng 96

4.3 Một số ý kiến về nguồn gốc quặng chì-kẽm vùng Sỹ Bình - Đèo Giàng 99

4.4 Quy luật phân bố quặng chì-kẽm trong vùng nghiên cứu 100

Chương 5 - TIỀN ĐỀ, DẤU HIỆU TÌM KIẾM VÀ DỰ BÁO QUẶNG CHÌ-KẼM 104

5.1 Tiền đề tìm kiếm 104 5.2 Dấu hiệu tìm kiếm 106 5.3 Phân vùng dự báo khoáng sản chì-kẽm vùng Sỹ Bình-Đèo Giàng 107

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 112

TÀI LIỆU THAM KHẢO 113

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng kết quả phân tích thạch học 15 Bảng 1.2 Bảng kết quả phân tích hoá học 15 Bảng 2.1 Bảng tổng hợp các dị thường địa hoá thứ sinh nguyên tố Pb, Zn, Ag 35 Bảng 2.2 Bảng thống kê tham số vật lý 40 Bảng 2.3 Bảng thống kê các loại mẫu và địa chỉ cơ sở phân tích 44 Bảng 3.1 Thành phần khoáng vật trong quặng chì – kẽm đới sỹ bình – đèo giàng 52 Bảng 3.2 Bảng thống kê tần suất xuất hiện các khoáng vật chính trong quặng theo kết

Bảng 3.3 Tổng hợp, kết quả mẫu bao thể 62

Bảng 3.4 Kết quả phân tích hoá nhóm quặng chì-kẽm 69 Bảng 3.5 Kết quả mẫu địa hóa nguyên sinh 74 Bảng 3.6 Thứ tự sinh thành và thcskv trong quặng chì - kẽm 80 Bảng 4.1 Bảng mô tả các thân quặng chì – kẽm 94 Bảng 4.2 Đặc điểm phân bố quặng chì kẽm theo thành phần trầm tích 98 Bảng 4.3 Quy luận phân bố các thân quặng theo chiều thẳng đứng 101 Bảng 5.1 Bảng tính tài nguyên 108 Bảng 5.2 Bảng tính tài nguyên khoáng sản đi kèm 109 Bảng 5.3 Diện tích đề nghị chuyển sang thăm dò 109

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ẢNHHình 1.1 Bình đồ cấu trúc miền Đông Bắc 14 Hình 1.2 Biểu đồ phân loại đá magma phức hệ Phia Bioc theo A Streckeisen, 1976 16

Hình 1.3 Biểu đồ tương quan giữa Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) và Al2O3/(Na2O+K2O) 17

Hình 1.4 Biểu đồ tương quan giữa SiO2 và Al2O3 của granitoid phức hệ Phia Bioc 17

Hình 2.1 Sơ đồ dị thường địa hóa thư sinh nguyên tố chì-kẽm khu Lãng Ngâm 37

Hình 2.2 Sơ đồ dị thường địa hóa thư sinh nguyên tố chì-kẽm khu Sỹ Bình 38

Hình 2.3 Sơ đồ dị thường địa hóa thư sinh nguyên tố chì-kẽm khu Nguyên Phúc 39

Hình 3.1 Biểu đồ tần suất gặp khoáng vật chình trong quặng chì-kẽm 53

Hình 4.4 Mặt cắt tuyến 105b điểm quặng chì kẽm Sỹ Bình 89

Ảnh 1.1 L.4137 phóng đại 35X, đá vôi hạt mịn bị dolomit hóa mạnh 22

Ảnh 1.2 LLK.3/4 phóng đại 35X, đá vôi hạt mịn bị dolomit hóa mạnh 22

Ảnh 1.3 LLK.2/2 phóng đại 35X, đá vôi hạt mịn chứa sét bị dolomit hóa, thạch anh hóa nhẹ 23

Ảnh 2.1 Lộ trình truy đuổi quặng chì - kẽm theo đới dolomit hoá 34

Ảnh 2.2 Đo vẽ mặt cắt chi tiết thiết kế các lỗ khoan 34

Ảnh 2.3 Vết lộ 4 - thân quặng chì kẽm số 8 nằm chỉnh hợp với đá vây quanh 43

Ảnh 3.1 K.56/1 phóng đại 100X, gotit giả hình pyrit 54

Ảnh 3.2 KL.4 phóng đại 100X, calcopyrit-tetraedrit-galenit thay thế, gắn kết pyrit 55

Ảnh 3.3 K.9 phóng đại 100X, mạch calcit muộn cắt qua sphalerit 56

Ảnh 3.4 KL.4 tổ hợp cộng sinh galenit-chalcopyrit trong thạch anh Chalcopyrit bị

Ảnh 3.5 K.554 galenit cấu tạo mạch bị anglerit thay thế gặm mòn 57 Ảnh 3.6 K.92/2 galenit bị anglerit thay thế gặm mòn, pyrit bị gotit thay thế giả hình 58 Ảnh 3.7 K.9 phóng đại 100X, galenit hạt nhỏ cấu tạo mạch xâm tán 64 Ảnh 3.8 KL.2 phóng đại 100X, galenit hạt tha hình cấu tạo mạch xâm tán 64 Ảnh 3.9 K.133 phóng đại 100X, tổ hợp galenit – sphalerit xâm tán trong đá 65 Ảnh 3.10 K.133 phóng đại 100X, galenit thay thế pyrit 65

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nhu cầu sử dụng khoáng sản nói chung, quặng chì - kẽm nói riêng trong nước

và thế gới ngày càng lớn, chúng là động lực quan trọng cho sự phát triển kinh tế trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

Kết quả điều tra - thăm dò khoáng sản chì - kẽm thấy rằng quặng chì - kẽm tập trung chủ yếu ở các nút quặng Chợ Điền, Chợ Đồn, Tuyên Quang (đới Lô Gâm), Ngân Sơn, Lang Hích, Đồng Mỏ Lạng Sơn (khối Bắc Thái - Bắc Sơn), Bản Bó Cao Bằng, Na Sơn Hà Giang (đới Phú Ngữ -Tùng Bá) Các diện tích trên đã được tìm kiếm, đánh giá, thăm dò Một số mỏ đã và đang đưa vào khai thác phục vụ cho sự phát triển kinh tế quốc dân (xem hình vẽ số 1) Trong khi đó vùng Sỹ Bình - Đèo Giàng thuộc khối Bắc Thái - Bắc Sơn có các tiền đề địa chất thuận lợi cho việc thành tạo các thân quặng chì - kẽm, có các dấu hiệu khoáng sản làm cơ sở dự báo tiềm năng quặng chì - kẽm nhưng chưa được nghiên cứu đầy đủ Những kết quả đánh giá quặng chì-kẽm mới đây đã ghi nhận một số điểm khoáng hóa và điểm quặng chì kẽm, tuy nhiên mức độ nghiên cứu chưa đồng bộ chưa đủ cơ sở làm sáng tỏ thành phần vật chất quặng cũng như các yếu

tố khống chế quặng chì kẽm để dự báo các diện tích triển vọng làm cơ sở khoa học hoạch định công tác điều tra thăm dò tiếp theo

Xuất phát từ các điểm trên học viên chọn đề tài luận văn "Đặc điểm thành

phần vật chất và các yếu tố khống chế quặng chì - kẽm vùng Sỹ Bình - Đèo Giàng, Bắc Kạn" sẽ đáp ứng những yêu cầu và đòi hỏi cấp thiết của nghiên cứu và thực tế sản

xuất

2 Mục đích nghiên cứu

Mục tiêu của đề tài: là làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất, đặc điểm

phân bố của quặng chì- kẽm và các yếu tố khống chế quặng hoá chì-kẽm, từ đó sơ bộ xác định nguồn gốc sinh thành Đó là cơ sở khoa học cho việc dự báo, đánh giá triển

vọng và lựa chọn phương pháp thăm dò hợp lý quặng chì-kẽm trong vùng Sỹ Bình-Đèo Giàng

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Đặc điểm thành phần vật chất và các yếu tố khống chế quặng chì - kẽm vùng Sỹ Bình - Đèo Giàng, Bắc Kạn

Phạm vi nghiên cứu: là vùng Sỹ Bình - Đèo Giàng, tỉnh Bắc Kạn với diện tích

150km2 nằm ở phía nam nếp lồi Ngân Sơn

4 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu qui luật phân bố, đặc điểm hình thái các thân quặng chì- kẽm

Nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất, cấu tạo, kiến trúc quặng chì- kẽm Nghiên cứu các hiện tượng biến đổi cạnh mạch

Nghiên cứu các yếu tố khống chế quặng chì- kẽm

Xác định các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm quặng chì- kẽm

5 Phương pháp nghiên cứu

Thu thập phân tích tổng hợp các tài liệu cũ

Phương pháp nghiên cứu ngoài trời

Phương pháp nghiên cứu trong phòng

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

Ý nghĩa khoa học: lần đầu tiên các thành tạo quặng hóa chì-kẽm vùng Sỹ Bình - Đèo Giàng được nghiên cứu một cách đồng bộ và chi tiết về thành phần khoáng vật quặng, cấu tạo và kiến trúc quặng, cũng như các yếu tố khống chế quặng hóa cho phép khẳng định quặng chì kẽm trong khu vực nghiên cứu có nguồn gốc nhiệt dịch được khống chế bởi các yếu tố cấu trúc kiến tạo, thạch học địa tầng Quặng hóa chì- kẽm vùng Sỹ Bình - Đèo giàng gắn bó chặt chẽ với các thành tạo cacbonat - lục nguyên hệ tầng Ngân Sơn (D1-2ns) và được khống chế chặt chẽ bởi hệ thống đứt gãy phương á

kinh tuyến Đây là cơ sở khoa học quan trọng giúp cho việc định hướng dự báo các diện tích có triển vọng quặng chì- kẽm trong vùng

Giá trị thực tiễn: công tác nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất và các yếu

tố khống chế quặng chì - kẽm đã xác định được sự tồn tại một đới quặng chì - kẽm kéo dài 31 km từ Nà Phặc đến Nguyên Phúc (dọc cánh tây đứt gãy phân đới cấu tạo) giúp cho việc định hướng công tác điều tra, đánh giá, thăm dò có hiệu quả cao hơn

Kết cấu của luận văn

Chương 1-Khái quát đặc điểm cấu trúc địa chất vùng Sỹ Bình – Đèo Giàng Chương2- Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Chương 3- Đặc điểm thành phần vật chất quặng chì – kẽm

Chương 4- Các yếu tố khống chế quặng chì – kẽm

Chương 5- Tiền đề, giấu hiệu tìm kiếm và dự báo quặng chì – kẽm

Công tác nghiên cứu đặc điểm thành tạo quặng đã chỉ ra hiện tượng biến đổi dolomit hóa, thạch anh hóa, clorit hóa trong vùng hầu hết liên quan đến các thân quặng chì - kẽm Việc làm rõ thành phần vật chất quặng hóa chì- kẽm không chỉ giúp cho tổ chức công tác tìm kiếm và đánh giá chúng đạt hiệu quả cao hơn mà còn giúp các nhà tuyển khoáng tìm ra công nghệ hợp lý thu hồi các kim loại một cách hợp lý nhất

Sơ đồ phân bố quặng chì kẽm vùng Đông Bắc

Chương 1 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT

VÙNG SỸ BÌNH - ĐÈO GIÀNG 1.1 Vị trí địa chất vùng Sỹ Bình-Đèo Giàng trong bối cảnh cấu trúc- kiến tạo khu vực

Trên bản đồ cấu trúc khu vực vùng Đông Bắc có thể thấy vùng nghiên cứu là một diện tích nhỏ nằm giữa đới Lô Gâm và đới Sông Hiến, thuộc miền chuẩn uốn nếp Đông Bắc Việt Nam [15]

Theo quan điểm địa mảng thì mảng Đông Bắc Việt Nam gồm 4 đơn vị cấu trúc chính: craton Sông Lô, taphrogen Sông Hiến, địa hào An Châu - Hòn Gai và các bồn trũng kiểu địa hào Neogen - Đệ Tứ [6]

Diện tích vùng Sỹ Bình - Đèo Giàng là phần nhỏ bé phân bố ở phần gần giữa ranh giới craton Sông Lô và taphrogen Sông Hiến, do vậy cấu trúc địa chất cũng như lịch sử phát triển của vùng gắn với lịch sử phát triển của craton Sông Lô và taphrogen Sông Hiến với các pha kiến tạo chính sau:

-Các pha kiến tạo trước D1: Vùng Đông Bắc hình thành, phát triển các hệ thống đứt gãy khống chế hình dáng cấu trúc vùng như đứt gãy dạng vòng cung Phú Ngữ, đứt gãy Sông Đáy, các đứt gãy dạng dẻ quạt các phương đông bắc, đông tây, tây bắc các đứt gãy này qui tụ ở Bắc Quang (Tuyên Quang) Uốn nếp giai đoạn này hình thành do hoạt động caledoni, phân bố gần rìa lục địa, nơi có hoạt động nhấn chìm (rift đại dương) Các nếp nếp uốn gần song song với đứt gãy sâu khống chế cấu trúc vùng

- Các pha kiến tạo sau D1 có thể chia ra 2 giai đoạn:

* Từ D1 - P1 vùng Đông Bắc khá bình ổn về mặt kiến tạo chúng được thể hiện bởi các thành tạo carbonat biển nông (epicaledoni) được hình thành và trải rộng, đôi nơi có cấu trúc dạng vòm

* Từ P2 - N vùng Đông Bắc có chế độ hoạt động kiến tạo mới trên cơ sở vỏ lục địa đã cố kết (chế độ hoạt động kiến tạo khối tảng - magma và quặng hoá) Điểm đặc trưng là sự hoạt động lại của các đứt gãy đã có trước cụ thể đứt gãy dạng vòng

cung Phú Ngữ hoạt động tích cực vào ordovic, ở phía đông nam nó còn hoạt động đến triat làm ranh giới giữa đới Tùng Bá - Phú Ngữ đới Sông Hiến, đứt gãy Sông Đáy cũng tương tự đứt gãy dạng vòng cung Phú Ngữ làm ranh giới giữa đới Lô Gâm và trầm tích chứa than Thái Nguyên) và sự phát triển các đứt gãy phương ắ kinh tuyến, ắ vĩ tuyến phân cắt vùng thành những khối tảng Đây là các đứt gãy trẻ

và sâu đóng vai trò khống chế các khối xâm nhập "hoạt hoá sau nền" Các nếp uốn thời kỳ này là nếp uốn dạng vòm có trục trùng với trục magma " trục magma Tam Tao - Nghiêm Sơn" Theo các tài liệu thì thời kỳ hoạt kiến tạo mạnh mẽ nhất bắt đầu từ sát trước Nori toàn bộ vùng Đông Bắc có chế độ địa động nén ép tạo núi đồng thời cũng tạo ra các bồn trầm tích lục địa chứa than như ở Thái Nguyên Các hoạt động nén ép, va chạm tạo núi xảy ra mạnh mẽ làm xuất hiện một loạt các khối magma và và hình thành các thành hệ quặng nội sinh trong đó có các thành hệ quặng đa kim chì - kẽm

Hình 1.1 Bản đồ cấu trúc miền đông bắc Việt Nam

Tài liệu của Dương Đức Kiêm, Phan Văn Quýnh năm 2002

Trục magma Tam Tao - Nghiêm Sơn gồm các phức hệ:

Phức hệ Phia Bioc: các khối Phia Bioc, Tam Tao, Linh Đàm, Chợ Chu Phức hệ Ngân Sơn: khối Ngân Sơn, Loa Sơn, Nghiêm Sơn

Chúng phân bố dọc hai cánh đứt gãy sâu phân đới cấu tạo Thành phần loạt

đá này chủ yếu là granit biotit, granit hai mica; thành phần khoáng vật chủ yếu là Plagioclas, thạch anh, Felspat (xem bảng 1.1) Thành phần hóa học đá granit phức

hệ Phia Bioc thuộc loại giầu nhôm (12,8¸14,07%), tổng độ kiềm là 6,89% (xem bảng 1.2)

Bảng 1-1 Bảng kết quả phân tích thạch học đá granit phức hệ Phia Bióc

Thành phần khoáng vật Tên đá

Plagioclas Thạch anh Felspat Biotit Muscovit

Pha xâm nhập

Bảng 1.2 Bảng kết quả phân tích hoá học đá granit phức hệ Phia Bióc

Tên đá SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5Granit

* Theo kết quả phân tích của Phạm Đình Long năm 1968

Đặc điểm địa hoá: Kết quả phân tích quang phổ bán định lượng các mẫu đá granit thấy hàm lượng chì trong granit cao gấp 12 lần trị số Clack

Tuổi của phức hệ Phia Bióc (theo Izok 1965) vào khoảng giữa Carni và Nori hoặc sát trước Nori (theo Nguyễn Xuân Tùng, Trần văn Trị, 1977)

Theo quan điểm mới của kiến tạo mảng với cách phân chia dựa theo bối cảnh kiến tạo thì phức hệ Phia Bioc được Dương Đức Kiêm và các tác giả khác (2002) xếp vào nhóm IAG (cung đảo), CAG (lục địa) và CCG (va chạm lục địa) - (hình 1.4) Trên biểu đồ chỉ số Shand (hình 1.3), biểu đồ tam giác QAP (1.2), chúng đều rơi vào trường CCG nên chúng thuộc granitoid tạo núi, loại va chạm lục địa

Hình 1.2 Biểu đồ phân loại đá magma phức hệ Phia Bioc theo A Streckeisen, 1976

Hình 1.3 Biểu đồ tương quan

Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) và

Al2O3/(Na2O+K2O)

(chỉ số Shan của phức hệ Phia Bioc)

Hình 1.4 Biểu đồ tương quan SiO2

và Al2O3 của granitoid phức hệ Phia

1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất về địa chất và khoáng sản

Diện tích vùng nghiên cứu không lớn, chính vì vậy lịch sử nghiên cứu về địa chất như địa tầng, magma, cấu trúc kiến tạo cũng như khoáng sản không thể tách rời riêng biệt, mà luôn gắn liền nghiên cứu khu vực Lịch sử nghiên cứu địa chất khoáng sản vùng Đông Bắc nói chung, diện tích điều tra của đề án nói riêng được chia ra 2 giai đoạn sau:

1.2.1 Giai đoạn trước năm 1945

Sau hơn 50 năm nghiên cứu điều tra địa chất ở Đông Bắc Bắc Bộ các nhà địa chất Pháp đã để lại những tài liệu địa chất ban đầu quý giá, vẫn giữ được những giá trị tham khảo bổ ích cho đến ngày nay như: Bản đồ địa chất Bắc bộ tỷ lệ 1:50.000 của Lantenoi S năm1907, phân chia trầm tích Trias chứa hoá thạch ở Đông Bắc Bộ của Giraut J và

Mansuy H năm 1919, nghiên cứu về ryolit ở Đông Bắc bộ của Jacob và Borret R năm 1920, Bản đồ địa chất Đông Bắc Bắc Bộ tỷ lệ 1:200.000 của Ratte E

năm 1927, công trình tổng hợp "Đông Dương thuộc Pháp, cấu trúc địa chất các đá,

mỏ quặng và mối liên quan của chúng với kiến tạo" của Fromaget J năm 1941, Bản đồ địa chất Đông Dương tỷ lệ 1:200.000 của Fromaget J năm 1952 v.v

Về khoáng sản mặc dù không thấy các tài liệu do người Pháp và người Hoa công bố nhưng cho đến hiện nay tại thực địa vẫn giữ được nhiều dấu vết thăm dò và khai thác quặng chì-kẽm, vàng (lò, giếng, bãi thải ) ở Chợ Điền, Chợ đồn, Ngân Sơn, Phe Khao, Sỹ Bình, Nguyên Phúc v.v Đặc biệt ở Nà Cà dấu vết lò khai thác

cũ và bãi thải lớn đã chứng tỏ mức độ khai thác ngày xưa ở đây là khá lớn

1.2.1 Giai đoạn sau năm 1945

Sau khi giành được chính quyền, việc điều tra địa chất - khoáng sản đã được triển khai theo tuần tự từng bước với sự giúp đỡ của các chuyên gia Liên Xô (cũ) như điều tra địa chất khu vực, đánh giá, thăm dò khoáng sản

Điều tra địa chất khu vực

- Bản đồ địa chất miền bắc Việt Nam tỷ lệ 1/500 000 đã được hoàn thành năm

1965 do A E Đovjicov làm chủ biên Trong công trình này các nhà địa chất xếp diện tích đới quặng chì - kẽm Sỹ Bình - Đèo Giàng vào đới cấu tạo Sông Hiến

- Bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1/200 000 tờ Bắc Kạn (F48- XVI) do Nguyễn Kinh Quốc và các nhà địa chất đoàn 205 thành lập năm 1974, vùng điều tra được xếp vào hệ tầng Bắc Bun (D1bb), năm 2000 bản đồ địa chất này được chỉnh

biên lại và xếp các trầm tích lục nguyên - carbonat vùng nghiên cứu vào hệ tầng Nà Quản (D1-2nq) và hệ tầng Tam Hoa (D2- 3 th)

- Bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1/50 000 nhóm tờ Ngân Sơn - Phủ Thông

do B A Xolodovnhicop và các nhà địa chất đoàn 202 thành lập năm 1977, vùng nghiên cứu đã làm sáng tỏ các vẫn đề sau:

+ Về địa tầng: Các trầm tích lục nguyên - carbonat đới Sỹ Bình - Đèo Giàng được xếp vào hệ tầng Cốc Xô (D1cx) và hệ tầng Ngân Sơn (D1-2ns) còn các trầm

tích lục nguyên của hệ tầng Phú Ngữ (O-Spn) được các tác giả xếp vào hệ tầng Đèo

Giàng (D2-3đg)

+ Về khoáng sản: trên cơ sở các tiền đề địa chất, dấu hiệu khoáng sản các nhà địa chất đoàn 202 đã phát hiện được vành phân tán địa hóa thứ sinh của nguyên

tố chì, kẽm kéo dài khoảng 30 km từ nam thị trấn Nà Phặc đến Nguyên Phúc

Đánh giá, thăm dò khoáng sản

Vào những năm 1960 Đoàn 8 đã tiến hành thăm dò hàng loạt các mỏ quặng sắt như mỏ sắt Sỹ Bình, huyện Bạch Thông, mỏ sắt Lùm Lếch, Bản Phắng huyện Ngân Sơn nhằm chuẩn bị trữ lượng cho nhà máy Gang thép Thái Nguyên.Năm

1994 Liên đoàn Địa chất Đông Bắc tiến hành tìm kiếm đánh giá quặng chì - kẽm và các khoáng sản khác vùng Ngân Sơn (phía bắc diện tích điều tra)

Năm 1994 Liên đoàn Địa chất Đông Bắc tiến hành tìm kiếm vàng sa khoáng Lương Thượng và Tân An, huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn (diện tích phía đông vùng công tác)

1.3 Khái quát về địa tầng

Diện tích vùng điều tra có mặt các thành tạo từ hệ Ordovic đến hệ Devon,

gồm hệ tầng Phú Ngữ (O-S pn), hệ tầng Cốc Xô (D1 cx), hệ tầng Ngân Sơn (D1-2

ns)

Hệ tầng Phú Ngữ (O-S pn)

Đặc trưng của trầm tích hệ tầng Phú Ngữ là tập hợp các đá lục nguyên dạng flis gồm đá phiến sét, bột kết, cát kết Dựa vào thành phần trầm tích người ta chia hệ

tầng Phú Ngữ thành hai phân hệ tầng,trong diện tích vùng nghiên cứu chỉ có mặt

phân hệ tầng dưới (O-S pn1):

Phân hệ tầng dưới (O-S pn1)

Trong diện tích vùng nghiên cứu chỉ có mặt phân hệ tầng dưới (O-S pn1), chúng phân bố ở phía tây khu Sỹ Bình và tây bắc khu Nguyên Phúc, thuộc cánh phía tây đứt gãy nghịch dọc đường quốc lộ 3 Đường phương của đá kéo dài phương đông bắc - tây nam cắm về tây, tây bắc với góc dốc 10-35o Thành phần trầm tích gồm chủ yếu là đá phiến sét mầu xám, xám lục xen các lớp bột kết, cát kết hạt nhỏ Tỷ lệ bột kết và cát kết tăng từ dưới lên Riêng ở khu Sỹ Bình gặp các thấu kính đá vôi tái kết tinh mầu xám sáng tại điểm quan sát 729 (tuyến 135) và điểm quan sát 1100 (gần tuyến 131), đá vôi lộ ra ở phần thấp của hệ tầng Phú Ngữ

Bề dày của phân hệ tầng dưới: 1125m

10 -20o Thành phần thạch học chủ yếu là đá phiến sét - sericit xen bột kết, cát kết

và các thấu kính đá vôi bị hoa hóa

Bề dày 1270-1400m

Phân hệ tầng trên (D1 cx2): trầm tích phân hệ tầng trên nằm chuyền tiếp lên các đá phân hệ tầng dưới, có thành phần chủ yếu là đá vôi, đá vôi kết tinh không đồng đều, màu xám sẫm, xám sáng cấu tạo phần lớp dày có xen ít lớp mỏng đá phiến sét Thành phần khoáng vật gồm calcit 70 - 95%; thạch anh 1 - 3%; sericit 2 - 3%; vật chất than và bitum < 1%

Kết quả tìm kiếm khu Lãng Ngâm cho thấy khoáng hóa chì - kẽm phân bố trong trầm tích hệ tầng Cốc Xô là các mạch thạch anh chứa galenit Các mạch khoáng hóa vừa xuyên cắt, vừa xuyên theo mặt lớp đá vôi ở Phia Khao

Bề dày phân hệ tầng dưới: 1520-1620m

Hệ tầng Ngân Sơn (D1-2 ns)

Hệ tầng Ngân Sơn phân bố dạng một địa hào hẹp kéo dài phương bắc - nam

từ bắc Bản Két đến Nguyên Phúc và mở rộng về phía nam Chúng được khống chế bởi 2 đứt gãy song song phương bắc nam, đứt gãy phân đới cấu tạo (đứt gãy dọc quốc lộ 3) và đứt gãy Phia Khao - tây Nguyên Phúc Dựa vào đặc điểm trầm tích, thành phần có thể chia hệ tầng Ngân Sơn ra 3 phân hệ tầng:

Phân hệ tầng dưới (D1-2 ns1): nằm chuyển tiếp trên hệ tầng Cốc Xô ranh giới chuyển tiếp quan sát được tại điểm 708, 1178 (tây nam điểm quặng chì - kẽm

Sỹ Bình) Thành phần trầm tích gồm chủ yếu là đá phiến sét, cát bột kết xen các thấu kính lớp mỏng đá phiến vôi Dựa vào thành phần chia phân hệ tầng Ngân Sơn dưới ra 2 lớp:

- Lớp đá phiến sét - sericit, đá phiến thạch anh - sericit màu xám, xám nâu

- Lớp đá cát kết hạt nhỏ màu xám vàng có xen kẹp thấu kính nhỏ đá phiến vôi màu xám ghi Đá cát kết có thành phần chủ yếu là thạch anh 94%; sericit 4%; felspat 2% Đá cấu tạo phân lớp mỏng Đá phiến vôi có thành phần khoáng vật chủ yếu sericit 60%; calcit 37%; thạch anh 2%

Bề dày phân hệ tầng dưới thay đổi từ 120-510m

Phân hệ tầng giữa (D1-2 ns2): nằm chuyển tiếp trên trầm tích phân hệ tầng dưới, chúng phân bố thành dải kéo dài không liên tục theo phương bắc - nam, rộng

100 - 300m ở phần trung tâm điểm quặng chì - kẽm Bản Két và điểm quặng chi - kẽm Sỹ Bình và điểm khoáng hóa chì - kẽm Nguyên Phúc Thành phần trầm tích gồm đá vôi phân lớp trung bình, sét vôi bị dolomit hóa trung bình đến rất mạnh, xen

ít lớp mỏng đá phiến sét, bột kết mầu xám, xám hồng nhạt, xám tro Thành phần khoáng vật gồm dolomit 5 - 60%, calcit 37 - 90%, sericit 5 - 35%, thạch anh 1 - 15% (xem ảnh 1.1; 1.2; 1.3) Các thân quặng chì - kẽm đều phân bố trong lớp đá vôi dolomit này

Bề dày thay đổi 140-250m

Phân hệ tầng trên (D1-2 ns3) gồm chủ yếu là đá phiến sét - sericit, đá phiến thạch anh - sericit màu xám, xám vàng

Ảnh 1.3 LLK.2/2 phóng đại 35 lần chụp dưới 2 nicol vuông góc, đá vôi hạt mịn chứa sét bị dolomit hóa, thạch anh hóa nhẹ

1.4 Khái quát về hoạt động magma xâm nhập

Hoạt động magma phát triển khá mạnh mẽ trong vùng, chúng được thể hiện bởi hàng loạt các khối xâm nhập phân bố dọc hai cánh đứt gãy sâu phân đới cấu tạo như khối Phiabioc, Tam Tao, Ngân Sơn và các mạch gabro-diabas Trong đó vùng nghiên cứu chỉ có mặt khối granit phức hệ Ngân Sơn

Granit phức hệ Ngân Sơn

Đá granit phức hệ Ngân Sơn phân bố trung tâm nếp lồi Ngân Sơn nằm ở phía bắc vùng nghiên cứu của luận văn, gồm khối Ngân Sơn kích thước 15-20 km2

và các khối vệ tinh (nhỏ) ở phía đông Nà Phặc, Bản Phắng Đá granit khối Ngân Sơn thuộc loại sáng màu, cấu tạo phân dải Thành phần khoáng vật gồm oligoclas 35-50%, thạch anh 35-40% còn lại là felspat và muscovit Đá granit phức hệ Ngân Sơn xuyên lên gần như chỉnh hợp với đá vây quanh, bề mặt của khối khá thoải 5-

15o về các phía và gây biến chất đá vây quanh (tướng epidot-amphibolit), mà không gây sừng hóa Đồng thời hoạt động khí thành sau magma khá mãnh liệt gây ra

grêisen hóa grnitoit của phức hệ và đá vây quanh Tuy nhiên cũng phải lưu ý rằng vùng Ngân Sơn có một số thể granit muscovit nghi ngờ thuộc phức hệ Pia Oắc xuyên cắt nên không loại trừ hiện tượng grêisen hóa do phức hệ Pia Oắc chồng lên

Hầu như các khối granit phức hệ Ngân Sơn bị cà nát rất mạnh và có nhiều các mạch thạch anh chứa arsenopyrit, pyrit, galenit, sphalerit xuyên cắt Granit có hàm lượng Pb, Zn, Ba, Ag cao hơn trị số clark

Ở Ngân Sơn đã phát hiện một số mỏ chì kẽm và rất nhiều mạch thạch anh

có chứa vàng, bạc Tuy nhiên rất khó kết luận chì kẽm có liên quan đến phức hệ này hay không vì tại đó còn có hoạt động nhiệt dịch khí thành chồng lên

Gabro - diabas phức hệ Cao Bằng (Gb/ T1 cb)

Gabro-diabas có màu xám phớt lục, hạt nhỏ lộ ra tại điểm quan sát 159,

1229 khu Lãng Ngâm dạng đai mạch nhỏ dày 2-3m, xuyên lên chỉnh hợp với đá vây quanh Thành phần khoáng vật gồm artinolit, epidot, clorit, anbit, lelcocen và các khoáng vật quặng, đá cấu tạo khối

1.5 Khái quát đặc điểm cấu trúc-kiến tạo

Vùng Sỹ Bình - Đèo Giàng là một diện tích nhỏ trong vùng đông bắc là một địa hào, phân bố ở phía đông của đới cấu tạo Tòng Bá - Phú Ngữ Các đá trong vùng bị vò nhàu, phân cắt, dịch chuyển rất phức tạp

Uốn nếp

Vùng điều tra phát triển khá nhiều các vi uốn nếp, nếp oằn dọc hai cánh của đứt gãy sâu phân đới cấu tạo, tại điểm quan sát 1044, điểm quan sát 634 vách thân quặng 4

Đứt gãy: vùng điều tra gồm có 4 hệ thống đứt gãy sau

* Hệ thống đứt gãy khống chế cấu trúc vùng: gồm đứt gãy dạng cánh cung Phú Ngữ (đứt gãy dọc quốc lộ 3) hoạt động tích cực ở ordovic, nó tái hoạt động Triat và Juja Điều đó được thể hiên bởi sự hình thành hàng loạt các thể magma xâm nhập, các trầm tích chứa than (T) và trầm tích màu đỏ (J) Trong diện tích vùng nghiên cứu đứt gãy dạng cánh cung Phú Ngữ kéo dài từ ngã ba Phủ Thông đến Nguyên Phúc (đứt gãy dọc quốc lộ 3) Đây là đứt gãy nghịch cắm về phía tây góc

dốc 70-80o (theo tài liệu địa vật lý của tác giả Cao Đình Triều, Viện vật lý Địa cầu đăng trong tạp chí địa chất số 247 tháng 7-8 năm 1998) Kết quả lộ trình địa chất cho thấy dọc hai cánh đứt gãy phát triển nhiều các vi uốn nếp, các khe nứt, các mạch thạch anh

* Hệ thống đứt gãy phương á kinh tuyến: đứt gãy Phia Khao - tây Nguyên Phúc kéo dài theo phương bắc - nam, gần song song với đứt gãy cung Phú Ngữ), là đứt gãy tựa bậc II sinh kèm đứt gãy dạng cánh cung Phú Ngữ Đứt gãy Phia Khao - tây Nguyên Phúc cùng với đứt gãy cung Phú Ngữ tạo thành dạng một địa hào nhỏ chứa quặng chì - kẽm Đứt gãy Phia Khao - tây Nguyên Phúc còn đóng vai trò làm ranh giới kiến tạo giữa đá carbonat hệ tầng Cốc Xô và đá lục nguyên xen carbonat

hệ tầng Ngân Sơn

Biểu hiện của đứt gãy là vách địa hình cao và dốc, đá dọc đứt gãy bị cà nát mạnh, phát triển các mạch thạch anh

* Hệ thống đứt gãy phương đông bắc - tây nam:

Hệ thống đứt gãy phương đông bắc-tây nam phát triển mạnh mẽ trong diện tích điều tra như đứt gãy Khuổi Puốc, đứt gãy tây nam Bản Két (khu Lãng Ngâm), đứt gãy Nà Lẹng, đứt gãy nam đỉnh Nậm Lọn (khu Nguyên Phúc) Đây là hệ thống đứt gãy phát triển mạnh trong địa hào và thường được giới hạn bởi các đứt gãy phương kinh tuyến và gây dịch chuyển các tập đá và quặng

* Hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam: gồm đứt gãy đông thi trấn

Nà Phặc, đứt gãy dọc suối Nà Ca Đây là hệ thống đứt gãy đều bắt đầu từ đứt gãy phân đới cấu tạo phát triển về đông nam

Chương 2

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Quặng chì- kẽm đã được biết đến từ hàng ngàn năm trước dưới dạng hợp kim đồng- chì, ứng dụng của chì, kẽm ngoài việc tham gia vào các hợp kim khác nhau còn được sử dụng để sản xuất áp quy, dây cáp, in, trong kỹ thuật rentgen, trong công nghiệp xăng dầu và mạ các dụng cụ kim loại

Trong tự nhiên, chì- kẽm thường đi cùng nhau và cùng đi với các kim loại khác như đồng, bạc, cadimi tạo thành các mỏ đa kim chì- kẽm

1 Đặc điểm địa hoá

Theo bảng phân loại của Golsmit thì chì- kẽm được xếp vào nhóm p- và d- chalcofil+

Trong vỏ Trái đất giá trị clark của chì là 1,6.10-3%, trong đá magma tăng từ

đá siêu bazơ (1.10-5%) và đá bazơ (8.10-4%) đến đá acit (2.10-3%), giá trị clark của kẽm là 8,3.10-3%, trong đá magma cũng tăng từ đá siêu bazơ (3.10-5%) và đá bazơ (1,3.10-3%) và đạt giá trị chung ở đá trung tính là (7,2.10-3%), và đá acit (6.10-3%)

Chì - kẽm tập trung ở các phần tàn dư của các lò magma basalt và granit và được mang đi bởi dung dịch nhiệt dịch, khi đó chì- kẽm thường ở dạng hợp chất với clo, flo hoặc lưu huỳnh (các ion clorit, florit, sulfat chì- kẽm)

Trong điều kiện ngoại sinh chì- kẽm sau khi bị oxy hóa chuyển thành dạng sulfat Sulfat kẽm là loại dễ hòa tan trong nước và thẩm thấu, song kẽm có thể tái lắng đọng ở dạng cacbonat, silicat (smítsonit, calamin) Ngược lại sulfat chì khó hòa tan và thường không bị mang đi khỏi đới oxy hóa

2 Đặc điểm khoáng vật học của chì và kẽm

Hiên nay đã phát hiện được 144 khoáng vật chứa Pb, 58 khoáng vật chứa Zn trong đó chỉ có một số khoáng vật có giá trị công nghiệp Các khoáng vật chính của

Pb là: galenit (PbS), bulangerit (Pb3Sb14S11), burnonit (PbCuSbS3), djemsonite

(Pb-4FeSb6S14), serucit (PbCO3), anglesit (PbSO4), Mexicot (PbO), Piromocfit (Pb5(Po4)3Cl, Xuric (Pb3O4) Các khoáng vật chính của Zn là: sphalerit (ZnS), Zinxit

(ZnO2), smitsonit (ZnCO3), calamin (Zn4[Si2O7](OH)2.H2O) và thường có các khoáng vật đi kèm như Pyrit (FeS2), Arsenopyrit (FeAsS), calcopyrit (CuFeS2), Calcozin (Cu2S), Agentit (AgS2), Piracgirit (AgSbS3)

Trong thành phần quặng chì - kẽm ngoài 2 nguyên tố chính là Pb, Zn có giá trị công nghiệp còn có các nguyên tố đi kèm có ý nghĩa kinh tế như Ag, Cd, Au, Sb,

Cu, Se, Te, Sn

2.2 Phân loại các kiểu mỏ địa chất công nghiệp của chì-kẽm trên thế giới và Việt Nam

Để phân loai các kiểu mỏ địa chất công nghiệp hiện nay có 3 nguyên tắc chính là đặc điểm nguồn gốc thành tạo quặng hóa chì - kẽm; thành phần vật chất quặng (thành phần khoáng vật là chủ yếu) và đá vây quanh quặng

Từ các nguyên tắc trên có những cách phân loại các kiểu mỏ công nghiệp chì- kẽm khác nhau, một trong những cách phân loại đó là phân chia kiểu mỏ công nghiệp chì- kẽm theo quan điểm nguồn mỏ (G.F Iacovlev- 1986) Theo cách phân chia này thì có 6 kiểu mỏ công nghiệp chì- kẽm sau:

- Mỏ skarn: liên quan đến granitoid tướng sâu vừa (hypabyssal), nằm tại đới

tiếp xúc hoặc ngoại tiếp xúc giữa các thể xâm nhập (granodiroit- porphyr, granit- porphyr) với đá vây quanh gồm đá trầm tích và trầm tích núi lửa có chứa các tập đá vôi và được khống chế bởi các đứt gãy, các đới khe nứt hoặc các ranh giới gián đoạn địa tầng Các thân quặng skarn thường có dạng vỉa, thấu kính hoặc dạng mạch, kéo dài đến hàng trăm mét, với chiều dày hàng chục mét Các thân quặng sulfur chì- kẽm lắng đọng trong skarn vôi thành phần granat- pyroxen, có hình thái phức tạp hơn: dạng thấu kính, dạng cột và dạng ổ Kích thước của chúng có thể từ vài chục đến vài trăm mét theo đường phương và hướng cắm, chiều dày đạt 1 đến 10 mét hoặc lớn hơn Thành phần khoáng vật quặng của mỏ chì- kẽm skarn thường bao gồm các khoáng vật sulfur (galenit, sphalerit, pyrotin ) và các khoáng vật silicat tạo skarn Quá trình tạo khoáng thường diễn ra theo ba giai đoạn chính: 1, Giai đoạn trước quặng (skarn); 2, Giai đoạn tạo quặng (sulfur, galenit và sphalerit) và 3) Giai đoạn sau quặng (thạch anh-calcit)

Tiêu biểu cho nhóm mỏ này là các mỏ chì-kẽm Nikolaev (Primore -Nga); Kưzưl-Espe (Kazacxtan); Sa la, Ammaberg (Thuỵ Điển), Franklin-Femas, Loyrens (Mỹ); Els-potosi (Mexico); Agilar (Argentina); Kamiona (Nhật bản); Bản chiềng; Khe Tang (Nghệ An, Việt Nam)

- Mỏ nhiệt dịch pluton: liên quan đến granitoid hoặc các thể xâm nhập nhỏ

tướng sâu vừa cũng như các đai cơ diorit-porphyr và diabaz porphyr Các thân quặng có hình thái đa dạng: dạng vỉa, thấu kính, mạch, ống kéo dài từ vài chục đến hàng trăm mét theo đường phương và hướng cắm (hệ mạch có thể đến 1,5-2km) với chiều dày từ 0,5 đến 200m hoặc lớn hơn Khoáng vật quặng chính gồm pyrit, pyrotin, sphalerit, galenit arsenopyrit macazit, bulangerit, djcmssonit; khoáng vật mạch gồm thạch anh, calcit và dolomit Trong mỏ nhiệt dịch pluton được chia ra 2 thành hệ quặng:

+ Thành hệ: sphalerit-galenit-pyrit trao đối thay thế trong đá cacbonat Các

mỏ chì-kẽm điển hình trên thế giới thuộc thành hệ này gồm Blagodatskoe, Sadon (Nga) và Tinhtic (Mỹ)

+ Thành hệ mạch sphalerit-galenit trong granitoid và đá phiến Thuộc thành

hệ này có các mỏ chì-kẽm Zgid (Liên Xô cũ); Fraiberg (Đức); Chợ Điền; Chợ Đồn; Ngân Sơn (Việt Nam)

-Mỏ nhiệt dịch núi lửa: đá vây quanh là đá phun trào thuộc thành hệ

andesit-dacit và dacit-liparit có liên quan nguồn gốc với mỏ Quặng hóa thuộc về đá thuộc tướng họng, tướng phun nghẹn hoặc á nút lửa Mỏ thường phân bố trong cấu trúc núi lửa, đới dập vỡ và cấu trúc vòng đồng sinh với núi lửa, cấu tạo tỏa tia hoặc tuyến tính Thân quặng có dạng mạch, thấu kính, chúng kéo dài từ vài chục dến hàng trăm mét theo đường phương và hướng cắm, chiều dày thay đổi từ 0,1 đến 1 - 1,5m, có khi đạt 30mét

Các khoáng vật quặng chủ yếu: galenit, sphalerit, pyrit và đôi khi calcopyrit Khoáng vật mạch gồm thạch anh, calcit và cả barit; các khoáng thứ yếu: arsenopyrit, quặng đồng xám, bornit, pyrargyrit, vàng tự sinh, argentit và bulangerit, ngoài ra còn có siderit, ankerit, dolomit, adular, calxedon và kaolinit Biến đổi cạnh

mạch thường là thạch anh hoá, sericit hoá, carbonat hoá hiếm hơn là clorit hoá, ađular hoá và kaolinit hoá Quá trinh quặng hoá diễn ra theo các giai đoạn như sau:

Giai đoạn thạch anh-pyrit-calcopyrit

Giai đoạn thạch anh-hematit

Giai đoạn barit-fluorit-galenit-sphalerit

Giai đoạn thạch anh-carbonat sau quặng

Tính phân đới quặng hoá được biểu hiện ở sự thay đổi từ tổ hợp calcopyrit sang calcopyrit-galenit, sau đó là galenit-sphalerit tính từ dưới sâu lên bề mặt và từ tâm núi lửa đến phần rìa Thuộc nhóm mỏ này có thể kể đến các mỏ chì-kẽm Novo-sirokinskoc (Zabaikal-nga); Saymian, Mecmana, Giumuskhana (Kapcaz Liên Xô cũ)

pyrit Mỏ giả tầng: đặc trưng cho các mỏ kiểu này là chúng bị khống chế rõ rệt

bởi địa tầng thạch học cũng như sự thiếu vắng các phức hệ magma trong hoặc lân cận vùng mỏ Thân quặng thường có dạng vỉa nhiều lớp chỉnh hợp với đá vây quanh, rất hiếm khi gặp các thân quặng xuyên cắt dạng mạch hoặc dạng ống Các thân quặng thường có qui mô lớn kéo dài từ vài trăm mét đến hàng ngàn km theo đường phương, còn theo hướng cắm có thể đạt 800 - 1000mét; chiều dày dao động lớn, từ 0.5 đến 200m, trung bình 10-20m

Thành phần quặng tương đối đơn giản: chì-kẽm, chì hoặc kẽm với thành phần khoáng vật quặng gồm sphalerit, galenit, thỉnh thoảng có pyrit Thành phần khoáng vật tạo đá gồm: calcit, dolomit ít hơn là barit Các khoáng vật thứ yếu: marcazit, calcopyrit, borit thỉnh thoảng có thạch anh và fluorit Biến đổi cạnh mạch biểu hiện yếu gồm dolomit hoá và đôi khi thạch anh hoá, carbonat hoá

Nguồn gốc thành tạo của mỏ kiểu này còn là vấn đề tranh cãi và có nhiều quan điểm: nguồn gốc nhiệt dịch hậu sinh (F Volson, A Drujinin, E Zakharov), nguồn gốc trầm tích đồng sinh (V Domarev, M Konstatinov N Strakhov, G Gusic, G Sneiderkhen), thấm đọng biểu sinh: (V Lindgren, A Germanov, A Perelman)

Tiêu biểu cho nhóm mỏ này gồm các mỏ chì-kẽm Sardana (Iiacut -Nga); Mirgalimcai; Missisipi-misuri -Mỹ)

- Mỏ conchedan: chúng thuộc các cấu trúc vòm núi lửa, họng, dạng miệng

(calder) và trũng giữa các núi lửa, các đới đứt gãy và khe nứt dạng vòng hoặc tuyến tính đồng sinh với núi lửa Thân quặng thường dạng vỉa hoặc thấu kính chỉnh hợp với đá vây quanh, ở trụ vỉa thường có các mạch hoặc hệ mạch đôi khi rất phức tạp như thể nhánh (apophyr) dốc, quặng dạng vi mạch, xâm tán Vách vỉa chỉnh hợp rất

rõ ràng với đá, đôi khi trên nó có cả vụn quặng Kích thước (các vỉa quặng đạt hàng trăm mét đôi khi 1-2km) theo đường phương, 500-600m hoặc hơn theo hướng cắm với chiều dày từ vài mét đến l5-20m đôi khi đạt 50m

Thành phần quặng là đồng- chì- kẽm, chì- kẽm hiếm khi là chì Các khoáng vật quặng chủ yếu là pyrit, có lúc chiếm đến 80-90% số các khoáng vật quặng; Các khoáng vật quặng chính khác gồm sphalerit, galenit đôi khi có calcopyrit Trong các khoáng vật mạch đáng chú ý là thạch anh và barit Các khoáng vật thứ yếu gồm pyrotin, arsenopyrit, quặng đồng xám, burnorit, marcazit cũng như calcit, dolomit, clorit và sericit Các đá metasomatic cạnh mạch gồm các đá thạch anh-sericit-clorit, thạch anh-sericit, thạch anh- microclin, thạch anh-carbonat, berezit-listvenit và thạch anh Vành phân tán của đá biến đổi mang tính bất đối xứng một cách rõ nét,

nó chủ yếu phát triển trong cánh nằm của thân quặng

Quá trình tạo khoáng diễn ra trong khoảng thời gian dài và có vài thời kỳ: 1 )Thời kỳ núi lửa-trầm tích đồng sinh ; 2) Thời kỳ nhiệt dịch-trao đổi thay thế đồng sinh với vài giai đoạn: thạch anh-pyrit, sphalerit-galenit, barit-galenit, thạch anh-carbonat; 3) Thời kỳ nhiệt dịch-biến chất (thời kỳ tái sinh) trong đó diễn ra quá trình tái kết tinh và tái lắng đọng quặng dưới tác động của các quá trình nhiệt dịch, magma và biến chất Tính phân đới được thể hiện ở sự thay đổi từ quặng conchedan-lưu huỳnh sang conchedan-đồng, conchedan-đồng-chì-kẽm, conchedan

đa kim và conchedan-barit tính từ dưới sâu lên bề mặt và từ trung tâm thân quặng ra ngoài

Quặng được chia ra thành hai thành hệ sau:

1- Calcopyrit-galenit-sphalerit trong các phức hệ núi lửa Tiêu biểu cho thành

hệ này là các mỏ chì- kẽm Rider Socolskoe (Altai Nga); Sakanai (Nhật Bản); Tú Lệ;

Na Sơn (Việt Nam)

2- Galenit- sphalerit- pyrit trong các phức hệ núi lửa lục nguyên và núi lửa carbonat như mỏ conchedan chì- kẽm Jairem

- Mỏ biến chất: nằm trong đá phiến kết tinh buổi Proterozoi hoặc Paleozoi

sớm cũng như trong đá vôi hoa hoá tại các địa khiên hoặc các vùng uốn nếp cổ Thân quặng thường dạng vỉa hoặc giống dạng vỉa, kéo dài hàng trăm mét đến vài

km theo đường phương và hướng cắm với chiều dày từ 10 - 100m (các đá vây quanh thường bị tái kết tinh và biến chất đến tướng epidot- amfibolit, biotit-granat, granat-amfibolit và granulit Biến đổi cạnh mạch gồm turmalin hoá, dolomit hoá, thạch anh hoá, sericit hoá và albit hoá Quặng hoá diễn ra trong vài thời kỳ sau: 1) Thời kỳ nhiệt dịch trầm- tích và nhiệt dịch- trao đổi thay thế nguyên thuỷ; 2) Thời

kỳ biến chất; 3) thời kỳ tái sinh Tính phân đới theo chiều dày thân quặng tính từ cánh nằm đến cánh treo thể hiền ở sự thay đổi từ quặng pyrit-pyrotin đến pyrit-galenit-sphalerit và sau đó là quặng galenit- sphalerit giàu nhất Trong nhóm mỏ này được chia ra hai kiểu thành hệ quặng:

Thành hệ pyrotin-pyrit-sphalerit-galenit trong đá cacbonat bị biến chất Tiêu biểu là các mỏ chì-kẽm Gorevskoe (Nga); Balmat (Mỹ)

Thành hệ galenit-sphalerit-pyrotin-pyrit trong các đá trầm tích silicat bị biến chất mạnh Thuộc loại này có thể kể đến các mỏ chì-kẽm Rossokhinskoc (Enicei Nga)

Một trong những nhiệm vụ 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: là tập hợp các khoáng vật gặp cùng một chỗ, được tạo thành trong cùng điều kiện hóa lý nhất định, đặc trưng cho một giai đoạn tạo khoáng

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

Giai đoạn tạo khoáng: là một phần của thời kỳ tạo khoáng được đặc trưng bởi điều kiện hoá lý nhất định và tổ hợp cộng sinh khoáng vật nhất định

Thành hệ quặng: là tập hợp tự nhiên các mỏ khoáng (các điềm quặng, biểu hiện khoáng) giống nhau về thành phần khoáng vật (tổ hợp cộng sinh khoáng vật chủ yếu và điển hình) được thành tạo trong cùng một hoàn cảnh địa chất và có cùng một kiểu nguồn gốc sinh thành, không lệ thuộc vào thời gian thành tạo

2.4 Các phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu đặc điểm quặng hoá một diện tích hay một khu vực là nhiệm vụ

quan trọng của nhà địa chất mà kết quả giúp cho ta vạch định các phương pháp tìm

kiếm, thăm dò, khai thác mỏ một cách hợp lý và hữu hiệu Yêu cầu của công tác nghiên cứu là phải xác định đặc điểm phân bố, điều kiện thế nằm, hình thái, kích thước, đặc điểm về thành phần vậi chất, cấu tạo, kiến trúc cũng như tính chất công nghệ, khả năng làm giàu và độ thu hồi quặng Kết quả nghiên cứu quặng hóa là phải xác định các điều kiện địa chất cũng như điều kiện hoá, lý thành tạo chúng, qua đó rút ra các yếu tố khống chế quặng hoá và nêu ra được quy luật phân bố trong không gian của quặng để nâng cao hiệu quả cho công tác tìm kiếm

Xuất phát từ những yêu cầu trên, các phương pháp nghiên cứu đặc điểm quặng hoá chì-kẽm trong luận văn này được lựa chọn các phương pháp nghiên cứu như sau:

2.4.1 Thu thập, phân tích, tổng hợp các tài liệu cũ

Như chúng ta đã biết để thực hiện một đề tài, đề án điều tra đánh giá khoáng

sản việc thu thập, phân tích các tài liệu cũ đống vai trò rất quan trọng giúp cho các

nhà địa chất chọn các phương pháp kỹ thuật hợp lý trong công tác tìm kiếm khoáng sản Phương pháp nghiên cứu tài liệu cũ bao gồm:

- Thu thập các tài liệu nghiên cứu về địa tầng, kiến tạo, magma và khoáng sản của các báo cáo đã thực hiện trong vùng

- Phân tích các tài liệu cũ xác định đối tượng điều tra vùng Sỹ Bình - Đèo Giàng là quặng chì - kẽm

- Sơ bộ xác định qui luật phân bố khoáng sản (tổng quát bước đầu) trên cơ sở đặc điểm sinh khoáng của diện tích nghiên cứu

- Khảo sát kiểm tra kết quả nghiên cứu trước bằng 2 -3 lộ trình cắt vuông góc với cấu trúc chứa quặng chì kẽm đồng thời lấy một số mẫu địa hoá thứ sinh (mẫu địa hoá lấy theo đường sống núi có phương vuông góc hoặc gần vuông góc với cấu trúc địa chất)

- Đánh giá hiệu quả các phương pháp kỹ thuật đã tiến hành ở giai đoạn trước

cả về ưu điểm và những hạn chế của các phương pháp

Kết quả công tác nghiên cứu tài liệu cũ kết hợp kiểm tra kết quả tài liệu cũ là chọn được diện tích điều tra, các các phương pháp kỹ thuật hợp lý và kế hoạch thực hiện từng phương pháp với các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu ngoài trời

Là phương pháp không thể thiếu trong nghiên cứu quặng hóa, công tác thực địa có nhiệm vụ làm rõ cấu trúc địa chất, đánh giá qui mô chất lượng quặng chì kẽm trong vùng Lựa chọn các thân quặng, diện tích có triển vọng để thăm dò tiếp theo

Các phương pháp nghiên cứu thực địa gồm:

- Lộ trình khảo địa chất: lộ trình đo vẽ địa chất khoáng sản gồm các lộ trình theo hệ thống khe suối, đường mòn nơi có điều kiện quan sát tốt nhất địa chất và khoáng sản; lộ trình truy đuổi theo các dấu hiệu khoáng sản chì kẽm (các đới quặng lăn, đới biến đổi dolomit hóa; lộ trình địa chất thành lập các mặt cắt địa chất cắt qua đới quặng (xem ảnh 2.1, 2.2)

Kết quả công tác lộ trình địa chất kết hợp với các phương pháp kỹ thuật khác đã thành lập được bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1/10 000 với các nội dung:

+Xác định được thành phần thạch học các loại đá có mặt trong diện tích nghiên cứu, ranh giới địa tầng, ranh giới thạch học

+Phát hiện các điểm lộ quặng, các đới đá biến đổi, các đới cà nát, nứt nẻ Khoanh nối các thân quặng chì kẽm

+ Xác định cấu trúc địa chất chứa quặng vùng Sỹ Bình - Đèo Giàng với các yếu tố thạch học địa tầng, yếu tố kiến tạo (xem hình 4.1, 4.3, 4.7)

+ Đánh giá qui mô, chất lượng các thân quặng chì - kẽm vùng Sỹ Bình - Đèo Giàng

Ảnh 2.1 Lộ trình truy đuổi quặng chì - kẽm theo đới dolomit hoá

Ảnh 2.2 Đo vẽ mặt cắt chi tiết thiết kế các lỗ khoan

- Phương pháp địa hóa thứ sinh:

* Mục tiêu: xác định các diện tích có vành phân tán địa hoá các nguyên tố

có liên quan đến quặng chì - kẽm như Pb, Zn, Ag, As, Ba (nguyên tố chỉ thị) trong

lớp vỏ phong hoá làm cơ sở để phát hiện các thân quặng chì - kẽm còn ẩn bằng các

phương pháp khác (lộ trình địa chất, khai đào)

* Phương pháp: mẫu địa hoá thứ sinh (địa hoá đất) được lấy theo hệ thống

tuyến phương vuông góc với cấu trúc địa chất Mẫu được lấy theo mạng lưới

(200x10)m trong lớp vỏ phong hoá ở độ sâu ≥ 0,2m, trọng lượng mẫu 150-200g (sau khi nhặt bỏ các hạt sạn, rễ cây) đựng trong túi nilon có eteket Các mẫu được

phơi khô, nghiền đến cỡ hạt ≤ 0,074mm rồi phân tích bằng phương pháp quang phổ

định lượng gần đúng

* Kết quả đã thành lập được bản đồ địa hoá các nguyên tố (xem hình 2.1,

2.2, 2.3) với các dị thường địa hoá các nguyên tố Pb, Zn, Ag (xem bảng 2.1)

Bảng 2.1 Bảng tổng hợp các dị thường địa hoá thứ sinh nguyên tố Pb, Zn, Ag

Từ kết quả trên thấy rằng các vành dị thường địa hoá thứ sinh các nguyên tố

Pb, Zn, Ag, phân bố khá lớn và có mối tương quan chặt chẽ với cấu trúc chứa quặng

và phản ánh qui mô đới quặng chì kẽm khá lớn

+ Vành bậc I: các nguyên tố Pb, Zn, phân bố rộng 100-600m kéo dài theo

phương kinh tuyến hầu như hết chiều dài của bản đồ

+ Các vành bậc II, III của Pb, Zn và vành bậc I của Ag gần như trùng nhau

và bao quanh các thân quặng

+ Số lượng các điểm đặc cao rất lớn (điểm đặc cao nguyên tố Pb = 145; điểm đặc cao nguyên tố Zn = 57

+ Các dị thường có giá trị:

Khu Lãng Ngâm dị thường số 1, 2 liên quan đến đới khoáng hoá chì - kẽm Phia Khao, dị thường số 3, 4, 5 liên quan đến các thân quặng chì - kẽm Bản Két (xem hình 2.1)

Khu Sỹ Bình: dị thường số 8, 10, 12 liên quan đến các thân quặng chì - kẽm

Hình 2.1 Sơ đồ dị thường địa hoá thứ sinh nguyên tố chì-kẽm khu Lãng Ngâm, huyện Ngân Sơn, tỉnh Bắc Kạn

Hình 2.2 Sơ đồ dị thường địa hoá thứ sinh nguyên tố chì-kẽm khu Sỹ Bình, huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn

Hình 2.3 Sơ đồ dị thường địa hoá thứ sinh nguyên tố chì-kẽm khu Nguyên Phúc, huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn

Phương pháp địa vật lý với mục tiêu phát hiện thân quặng chì kẽm và xác

định sự tồn tại của thân quặng chì kẽm theo đường phương, hướng cắm và khả năng

duy trì thân quặng chì kẽm theo chiều sâu

+ Đặc điểm địa vật lý: Qua kết quả đo tham số vết lộ và tham số mẫu đo

trong phòng cho thấy tham số vật lý trong vùng có sự khác biệt rõ ràng giữa các

loại đá và quặng Tuy nhiên, khi phân tích tài liệu do đối tượng nằm trong môi

trường không đơn lẻ như khi đo trong vết lộ nên cần phải cân nhắc khi vạch dị

thường, tức là không nhất thiết phải áp dụng hoàn toàn theo tham số vết lộ mà phải

có sự kết hợp giữa tham số với môi trường xung quanh và kết hợp với tài liệu địa

chất, địa hoá Tham số vật lý trong vùng được thể hiện trong bảng 2.2

Bảng 2.2 Bảng thống kê tham số địa vật lý

Điện trở suất(Ωm) Độ phân cực%

Từ các tham số thu được cho thấy tham số độ phân cực của quặng sulfua

chì - kẽm là lớn nhất, sau đó là đá biến đổi, nứt nẻ gần quặng đến quặng oxít chì

kẽm, sau đó đến đá sét vôi, đá cát kết đá phiến sét Về điện trở suất thì ngược lại

Như vậy khi xem xét dị thường phải kết hợp cả hai tham số đồng thời thì mới loại

bỏ được yếu tố không quặng gây nên

+ Cơ sở phân tích tài liệu

Phương pháp điện trường thiên nhiên: lựa chọn đới trường điện thế âm

Phương pháp mặt cắt phân cực: độ phân cực cao đi kèm với biến đổi tăng

cao trên đường cong điện trở (ranh giới điện trở)