Vì vậy, vấn đề nghiên cứu có tính thời sự, cấp thiết và có ý nghĩa khoa học, thực tiễn cao góp phần hoàn thiện cơ sở lý thuyết, phương pháp nghiên cứu trầm tích Đệ tứ gắn với định hướng
Trang 1QUẢN LÝ, SỬ DỤNG
Ngành: Địa chất học
Mã ngành: 9440201
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ ĐỊA CHẤT HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
1 GS.TSKH Nguyễn Thanh
2 PGS.TS Đỗ Quang Thiên
HUẾ, NĂM 2021
Trang 2Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Khoa học -Đại học Huế
Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Nguyễn Thanh
PGS.TS Đỗ Quang Thiên
Phản biện 1: ………
……….………
Phản biện 2: ……… …………
……… ………
Phản biện 3: ………
………
Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án cấp Đại học Huế họp tại:
Vào lúc :……….giờ ngày……….tháng …….năm 2021 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:……….………
……….………
Trang 3
MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài luận án
Vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế đã được đo vẽ bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1:200.000 - 1:50.000, trong đó các thành tạo Đệ tứ
đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu Tuy nhiên, ít quan tâm đúng mức tới nguồn vật liệu xây dựng bở rời Đệ tứ trong khi nhu cầu nguồn vật liệu xây dựng ngày càng tăng cao, khối lượng vật liệu khai thác không đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng Từ đó dẫn đến thiếu cơ sở khoa học cho công tác quy hoạch tìm kiếm, thăm dò vật liệu xây dựng bở rời cũng như sử dụng lãng phí nguồn tài nguyên khoáng sản
Đệ tứ trong khu vực Bản chất và quá trình hình thành vật liệu xây dựng tự nhiên trong trầm tích Đệ tứ gắn liền với đặc điểm và quá trình hình thành và lịch sử phát triển các thành tạo trầm tích Đệ tứ
Vì vậy, vấn đề nghiên cứu có tính thời sự, cấp thiết và có ý nghĩa khoa học, thực tiễn cao góp phần hoàn thiện cơ sở lý thuyết, phương pháp nghiên cứu trầm tích Đệ tứ gắn với định hướng điều tra, tìm kiếm thăm dò vật liệu khoáng xây dựng; Cung cấp cơ sở khoa học tin cậy cho nhằm định hướng công tác tìm kiếm, thăm dò, khai thác cũng như quản lý, sử dụng hợp lý vật liệu xây tự nhiên Đệ tứ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế
2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài luận án
- Làm sáng tỏ các loại vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên có trong các thành tạo Đệ Tứ thuộc vùng ven biển Quảng Trị - Thừa Thiên Huế, khả năng khai thác sử dụng chúng trong xây dựng;
- Đề xuất giải pháp quản lý, sử dụng hợp lý nguồn vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên, phục vụ phát triển bền vững kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài luận án
- Đối tượng nghiên cứu: nguồn vật liệu khoáng xây dựng tự
Trang 4nhiên (cát, sỏi xây dựng, sét gạch ngói) liên quan trầm tích Đệ Tứ thuộc đồng bằng ven biển vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế
- Phạm vi nghiên cứu: vùng đồng bằng ven biển và gò đồi kế
cận (đến độ cao+50m) thuộc các tỉnh Quảng Trị và Thừa Thiên Huế
4 Phương pháp luận nghiên cứu đề tài luận án
- Tổng hợp và phân tích tài liệu
- Phân tích hệ thống
- Tương tự địa chất
- Toán xác suất - thống kê, công nghệ thông tin và GIS
- Lộ trình địa chất truyền thống: nghiên cứu sinh đã tổ chức 4
đợt khảo sát thực địa vùng nghiên cứu; đã gửi phân tích 31 mẫu trầm tích trên mặt và 10 mẫu trong lỗ khoan
- Thực nghiệm: các đơn vị phân tích mẫu như sau: thành phần
hóa học cơ bản, bào tử phấn hoa tại Viện Địa chất - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; mẫu khoáng vật phân tích tại Trung tâm Phân tích thí nghiệm địa chất và mẫu cơ lý tại Công ty TNHH Tư vấn khảo sát xây dựng Quang Đạt
5 Luận điểm bảo vệcủa đề tài luận án
- Luận điểm 1: các thành tạo Đệ Tứvùng nghiên cứu có phạm
vi phân bố rộng, chủ yếu là các thành tạo trầm tích dưới nước Mặt cắt trầm tích Đệ Tứ đa nhịp, trong từng nhịp được cấu tạo bởi trầm tích hạt thô bên dưới, hạt mịn bên trên với chiều dày các thành tạo không giống nhau, cùng với đó là sự phân bố đan xen trầm tích hạt thô với hạt mịn theo hướng từ Tây sang Đông Đây là hậu quả tương tác của quá trình biển thoái và biển tiến luân phiên đến môi trường địa chất, có liên quan với chu kỳ băng hà, gian băng hà, kể cả sự chi phối vận động tân kiến tạo kèm theo phun trào bazan, là cơ sở khoa học và tiền đề cho công tác tìm kiếm - thăm dò vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên vùng nghiên cứu
Trang 5- Luận điểm 2: vùng nghiên cứu có nguồn vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên phong phú, có chất lượng đạt yêu cầu để sử dụng làm vật liệu xây dựng bao gồm cát cuội sỏi sử dụng cho bê tông và vữa tô trát, sét sản xuất gạch ngói nung, chúng thường phân bố đan xen ở các thành tạo Trong điều kiện hiện tại có thể khai thác vật liệu sét ở trầm tíchamQ13(2), amQ2, edQ; cát sỏi xây dựng ở trầm tíchmQ13(2), mQ2, a,apQ2, mvQ2 Đây là những thành tạo có vật liệu khoángđạt chất lượng và chiều sâuphân bốthuận lợi cho khai thác, sử dụng
6 Những điểm mới của đề tài luận án
1 Làm rõ đặc điểm nguồn gốc của một số thành tạo trầm tích
Đệ Tứ, mối quan hệ giữa chúng, đã xác định được tài nguyên dự báo của một số loại vật liệu xây dựng tự nhiên và đề xuất giải pháp quản
lý, sử dụng
2 Đánh giá được chất lượng các vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên có trong vùng nghiên cứu dựa vào các tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam, định hướng cho công tác nghiên cứu, tìm kiếm, thăm dò nguồn vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên phục vụ các lĩnh vực xây dựng khác nhau
7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Góp phần hoàn thiện phương pháp nghiên cứu trầm tích Đệ
Tứ gắn với định hướng điều tra, tìm kiếm thăm dò vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên;
- Kết quả nghiên cứu là nguồn tài liệu dùng tham khảo, sử dụng trong công tác tìm kiếm, thăm dò, khai thác vật liệu xây dựng
tự nhiên trong các thành tạo Đệ Tứ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU, TÌM KIẾM, THĂM DÒ,KHAI THÁC VẬT LIỆU KHOÁNG XÂY DỰNG TỰ NHIÊN
Trang 61.1 Vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên
Vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên là những loại vật liệu tồn tại trong tự nhiên có nguồn gốc địa chất và được xem như một loại tài nguyên khoáng sản phi kim loại, được sử dụng làm vật liệu trong xây dựng Đất dính (đất sét, á sét): á sét được sử dụng làm vật liệu sản xuất gạch ngói, ngoài ra, có thể dùng san lấp, đất đắp bao Đất sét (mỏ đất sét) có thể dùng làm phụ gia trong sản xuất xi măng Cát xây dựng tự nhiên ngoài việc dùng sản xuất các cấu kiện bê tông còn
sử dụng làm vữa xây, vữa tô trát
1.2 Tình hình nghiên cứu, tìm kiếm, thăm dò, khai thác và sử dụng vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên
Phần này trình bày tình hình nghiên cứu trên thế giới, Việt Nam và các quy chuẩn, tiêu chuẩn sử dụng
Đối với vật liệu sét: NCS sử dụng TCVN 4353:1986 đất sét để sản xuất gạch ngói nung - Yêu cầu kỹ thuật để đánh giá chất lượng sét Đối với vật liệu rời (cát xây dựng), sử dụng TCVN 10796:2015
về cát mịn cho bê tông và vữa xây dựng; QCVN 16:2019/BXD quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về sản phẩm, hàng hóa vật liệu xây dựng; TCVN 7572:2006 TCVN 7570:2006 - Cốt liệu cho bê tông và vữa
CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG ĐỆ TỨ VÙNG NGHIÊN CỨU 2.1 Vị trí địa lý vùng nghiên cứu trầm tích Đệ Tứ
Lãnh thổ vùng nghiên cứu có diện tích khoảng 9.000 km2, phía Nam giáp thành phố Đà Nẵng, phía Tây giáp biên giới Việt Nam - Lào, phía Đông giáp biển và phía Bắc giáp tỉnh Quảng Bình
Trang 7Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu Ảnh viễn thám vùng nghiên cứu
2.2 Đặc điểm địa tầng Đệ Tứ vùng nghiên cứu
2.2.1 Lịch sử nghiên cứu: Trình bày trước năm 1975 và từ
và gian băng kèm biển tiến Flanđrian (cuối Q13(2) - đầu Q2)
Ở vùngnghiên cứu cho thấy, ứng với pha băng hà kèm theo biển thoái trong cột địa tầng lắng đọng trầm tích hạt thô nguồn gốc lục địa (sông, sông - lũ), đồng thời xảy ra quá trình xâm thực, bóc mòn, phong hóa laterit các thành tạo địa chất hình thành trước đó Ngược lại, vào các ian băng cùng với biển tiến gặp trầm tích hạt mịn tướng biển, vũng vịnh, châu thổ trong mặt cắt địa chất
Trang 8Quan hệ các chu kỳ băng hà, gian băng với quá trình hình hành, biến
đổi trầm tích Đệ Tứ vùng nghiên cứu
thống
Ký hiệu
Niên đại tuyệt đối (năm)
Thang địa tầng Đệ Tứ vùng nghiên cứu
- Thang địa tầng: luận án sử dụng thang địa tầng Đệ Tứ được Ngô Quang Toàn và nnk (2000) sử dụng trong thuyết minh "Vỏ
Trang 9phong hoá và trầm tích Đệ Tứ Việt Nam"
Sơ đồ khái quát địa chất Đệ Tứ vùng nghiên cứu, tỉ lệ 1/200.000
Trang 10Mặt cắt địa chất Đệ Tứ tuyến I-I’
Mặt cắt địa chất Đệ Tứ tuyến II-II’
Mặt cắt địa chất Đệ Tứ tuyến III-III’
- Trầm tích sông - biển có yếu tố đầm lầy (amQ1): phân bố từ
độ sâu 81,5m (LK424) tới độ sâu 106,1m (LK3QT) gồm sét pha, cát pha, ít hơn có sét, than bùn Bề dày 4-49m
Trang 11Mặt cắt địa chất Đệ Tứ tuyến IV-IV’
Mặt cắt địa chất Đệ Tứ tuyến V-V’
Mặt cắt địa chất Đệ Tứ tuyến VI-VI’
Trang 12Cột địa tầng tổng hợp N-Q đồng bằng ven biểnvùng nghiên cứu
c)Trầm tích Pleistocen thượng, phần dưới (Q 1 3(1) ):
- Trầm tích sông, sông lũ (a, apQ13(1)): tham gia cấu tạo thành tạo này, ngoài cát, bụi sét, còn có cuội tảng
- Trầm tích sông - biển - đầm lầy (ambQ13(1)):gồm sét, sét pha xám tro, xám xanh chứa hữu cơ, thường có bề dày tương đối lớn đến 5-10m
Trang 13- Trầm tích sông biển (amQ13(1)): thành phần hạt qua phân tích của trên 200 mẫu cho thấy trầm tích loại sét bao gồm: Sỏi = 2%, cát = 50%, bụi (bột) = 25%, sét = 23% Bề dày thành tạo trầm tích 4-42m
d)Trầm tích Pleistocen thượng, phần trên (Q 1 3(2) )
- Trầm tích sông, sông lũ (a, apQ13(2)): kết quả phân tích hơn
150 mẫu thành phần hạt cho thấy: cuội tảng = 17%, sỏi = 20%, cát = 60%, bụi - sét = 3%
- Trầm tích sông - biển - đầm lầy (ambQ13(2)): gồm: sét, sét pha xám xanh xám tro chứa tàn tích thực vật, có thành phần như sau: thành phần hạt: sỏi <1%, cát = 43%, bụi (bột) = 30%, sét = 26%
- Trầm tích sông biển (amQ13(2)): gồm sét pha, sét, cát pha loang
lổ, có nơi bị laterit hóa
- Trầm tích biển mQ13(2): kết quả phân tích hạt 180 mẫu cát vàng nghệ hàm lượng các cỡ hạt của cát như sau: sỏi = 2%, cát = 76%, bụi (bột) = 19%, sét = 3%
2.2.3.3 Địa tầng Holocen (Q2)
a)Địa tầng Holocen hạ (Q 2 ):
- Phun trào bazan (βQ2 ):
- Trầm tích sông, sông lũ (a, apQ2): hàm lượng các nhóm cỡ hạt như sau: cuội, tảng = 10%, sỏi = 19%, cát = 67%, bụi (bột) = 3%, sét = 1%
- Trầm tích sông - đầm lầy - biển (abmQ2 ): gồm bùn sét pha, bùn sét, bùn cát pha xám đen chứa hữu cơ
b)Trầm tích Holocen trung (Q 2 )
- Trầm tích sông - đầm lầy - biển (ambQ2 ):gồm bùn sét pha, bùn sét, ít hơn có bùn cát pha xám đen chứa hữu cơ.Kết quả phân tích trên 400 mẫu cho thấy hàm lượng các cỡ hạt cấu tạo bùn như sau: sỏi = 1%, cát = 45%, bụi (bột) = 28%, sét = 26%
- Trầm tích biển (mQ2 ): gồm cát thô (ít gặp) đến cát bụi màu trắng xám Từ kết quả phân tích hạt hơn 600 mẫu đã xác định hàm
Trang 14lượng các cỡ hạt: sỏi ~ 2%, cát = 87%, bụi (bột) = 9%, sét = 2%
- Trầm tích hỗn hợp sông - biển (amQ2 ): gồm: sét, sét pha, cát pha xám vàng, xám tro Theo số liệu phân tích trên 350 mẫu, đất loại sét này có hàm lượng các cỡ hạt sau đây: sỏi = 1%, cát = 48%, bụi (bột) = 24%, sét = 27% Bề dày trầm tích Holocen trung: 5 - 30m
c) Trầm tích Holocen thượng (Q 2 )
- Trầm tích sông, sông lũ (a,apQ2 ): phân bố chủ yếu ở lòng sông, suối và các sông lớn: Sa Lung, Bến Hải, Hiếu, Thạch Hãn, Nhùng, Ô Lâu Đó là cuội, tảng, cát, ít hơn có bụi, sét cấu tạo bãi bồi ven lòng, bãi ngầm, bãi nổi Số liệu phân tích thành phần hạt gần 30 mẫu trầm tích hạt thô này cho thấy hàm lượng các cỡ hạt: cuội, tảng = 9%, sỏi = 22%, cát = 62%, bụi (bột) = 5%, sét = 2%
- Trầm tích sông- biển - đầm lầy (ambQ2): gồm bùn sét pha, bùn cát pha, đôi nơi gặp bùn sét xám đen chứa hữu cơ, sò hến và cát bụi Kết quả phân tích hạt trên 20 mẫu bùn các loại như sau: sỏi = 2%, cát 49%, bụi (bột) = 29%, sét = 20%
- Trầm tích biển - đầm lầy (mbQ2 ) và sông - đầm lầy (abQ2) + Trầm tích sông đầm lầy là vết tích của lòng sông cổ gặp rải rác ở Hải Lăng, Gio Linh cũng như ở Phong Ðiền, Hương Trà, Hương Thủy Phần lớn trầm tích sông đầm lầy không hoặc chứa ít than bùn
+ Trầm tích biển đầm lầy mbQ2: gồm lớp than bùn màu đen, sau đó là lớp cát lẫn than bùn, tàn tích thực vật màu xám đen
- Trầm tích biển gió (mvQ2 ): gồm cát hạt vừa, cát hạt nhỏ màu xám vàng, vàng nhạt
- Trầm tích biển hiện đại (mQ2 ): gồm cát vàng nhạt, xám vàng chứa ít sỏi sạn, vỏ sò hến, thường tạo bãi biển khá bằng phẳng với bề ngang từ 10-30m đến 100-120m Đây là thành tạo trầm tích phân bố dọc bờ biển chứa sa khoáng ilmenit, zircon, monazit như đã trình bày ở trầm tích biển gió.Bề dày trầm tích khoảng 3-35m
Trang 152.2.3.4 Các thành tạo địa chất Đệ Tứ không phân chia (Q)
Các thành tạo địa chất Đệ Tứ không phân chia gồm các thể địa chất có nguồn gốc khác nhau, hỗn hợp phức tạptàn tích (eQ), tàn - sườn tích (edQ), tàn - sườn - sông - lũ tích (edapQ), tàn - sườn - lũ tích (edpQ) và tàn -sườn - biển tích (edmQ)
CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA NGUỒN VẬT LIỆU KHOÁNG XÂY DỰNG TỰ NHIÊN VÙNG NGHIÊN CỨU 3.1 Đặc điểm phân bố vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên
3.2 Đánh giá tài nguyên dự báo
3.3 Kết quả nghiên cứu chất lượng vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên
Nhóm đất hạt mịn (đất loại sét)
a) Sét nguyên liệu sản xuất gạch ngói
- Sét sản suất gạch ngói nguồn gốc edQ: sét thường chứa dăm
sạn có hàm lượng nhóm hạt >2mm chiếm 3,27-22,61%, trong đó hàm lượng nhóm hạt >10mm chiếm 2,54-14,06% Thành phần hóa học: SiO2 = 45,03-82,75%; Al2O3 = 3,5-20,73%; Fe2O3 = 3,68-11,66% và MgCO3+CaCO3 = 3,9%
Đối chiếu TCVN 4353:1986: hàm lượng nhóm hạt >10mm vượt chuẩn 12% chiếm đến 75% số mẫu, oxit SiO2 nằm trong giới hạn chuẩn (58-72%) chỉ khoảng 70%, oxit Al2O3 - 75%, oxit Fe2O3 - 80% nằm trong giới hạn chuẩn tương ứng
Như vậy, chất lượng đất không đáp ứng được yêu cầu làm nguyên liệu sản xuất ngói, đáp ứng yêu cầu sản xuất gạch
- Sét sản xuất gạch ngói nguồn gốc trầm tích dưới nước Đệ Tứ
Nghiên cứu sinh đã lấy và gửi phân tích bổ sung 09 mẫu sét trầm tích dưới nước để phân tích các thành phần hạt, khoáng vật, hạt
và cho kết quả: hầu hết các mẫu có chỉ tiêu SiO2 đạt yêu cầu sản xuất gạch ngói (riêng mẫu ĐC8 cao hơn), các chỉ tiêu khác còn lại đáp
Trang 16ứng yêu cầu sản xuất gạch ngói
Sét làm nguyên liệu sản xuất gạch ngói có thể khai thác từ các trầm tích amQ2 và amQ13(2) Sét thuộc 2 đơn vị địa tầng nói trên có hàm lượng nhóm hạt > 2-10mm nằm dưới chuẩn 12%; thành phần hóa học: SiO2=60,34-71,60%, Al2O2=14,55-26,08%, Fe2O3=3,22-7,15%, MgCO3+CaCO3=4,97%
Theo TCVN4353:1986: sét đáp ứng chất lượng nguyên liệu sản xuất gạch, đồng thời có thể sử dụng như là nguyên liệu phụ gia trộn với sét phong hóa tàn - sườn tích nhằm cải thiện chất lượng gạch nung từ sét phong hóa
Để sản xuất ngói đảm bảo chất lượng, cần chọn 20% đất sét trầm tích có hàm lượng nhóm hạt >2-10mm dưới 2% và hàm lượng hạt <0,005mm (hạt sét) >32% làm nguyên liệu ngói nung
Ngoài ra, theo kết quả phân tích thành phần hóa học tại bảng 3.6 cho thấy Na2O+K2O nằm trong khoảng từ 2-3% (một số mẫu như ĐC9, ĐC10, ĐC20 gần đạt 3%) nên không sử dụng để làm nguyên liệu xi măng hoặc gạch ceramit
b) Đất sét nguyên liệu sản xuất clinke xi măng pooclăng
Tương tự sét sản xuất gạch ngói, sét nguyên liệu phụ gia xi măng cũng bao gồm sét nguồn gốc phong hóa và nguồn gốc trầm tích dưới nước thuộc các thành tạo Đệ Tứ xuất lộ trên mặt đất
- Sét nguyên liệu sản xuất clinker xi măng nguồn gốc edQ Sét nguyên liệu sản xuất clinke xi măng nguồn gốc edQ được Ngô Quang Toàn và nnk đề cập có liên quan với trầm tích D1tl, D2-3cb ở Long Thọ, tỉnh Thừa Thiên Huế
Đất sét phong hóa từ đá bazan βN2-Q1 và βQ1 (Puzolan)
Mỏ puzolan phát triển trong vỏ phong hóa bazan βN2-Q1 và βQ1 ở Gio Linh (Dốc Miếu) được Ngô Quang Toàn và đồng nghiệp phát hiện đầu tiên Mặt cắt vỏ phong hóa chứa sét puzolan bao gồm các đới từ trên xuống dưới như sau:
Trang 17- Đới thổ nhưỡng: sét màu nâu đỏ, dày 0,3-1m
- Đới sét - puzolan nâu vàng, đỏ vàng, dày 10-25m
- Đới Saprolit của đá bazan
Thành phần hóa học trung bình của sét puzolan phát triển trên
đá bazan không khác nhau đáng kể và bao gồm các 44%, Al2O2=16,35-20,4%, Fe2O3=9,8-14% Độ hút vôi nguyên khai
oxitSiO2=39-= 40-78 mgCaO/1 gram phụ gia puzolan
Sét puzolan Dốc Miếu là nguyên liệu khoáng có tiềm năng và
có thể khai thác cung cấp cho nhà máy xi măng ở khu vực
Đất sét edQ trên vùng nghiên cứu phát triển trên 2 hệ tầng Long Đại và Tân Lâm, khi nghiên cứu chỉ có khoảng 60-70% số mẫu thí nghiệm có thể xếp vào đất sét sản xuất clinker xi măng pooclăng, còn 30-40% số mẫu còn lại không đạt chất lượng nguyên liệu này vì hàm lượng oxit các kim loại kiềm cao hơn 4%; SiO2, Al2O3 nằm ngoài tiêu chuẩn quy định (TCVN 6971:2013)
- Sét dùng sản xuất clinker xi măng nguồn gốc trầm tích dưới nước Đệ Tứ: đã được Ngô Quang Toàn, Vũ Quang Lân phát hiện từ trầm tích sông - biển - đầm lầy (ambQ22-3) ở đồng bằng ven biển Thừa Thiên Huế Qua tìm hiểu, sét xi măng nguồn gốc trầm tích không liên quan với trầm tích sông - biển - đầm lầy Holocen trung - thượng mà là thành tạo trầm tích sông biển Pleistocen thượng (amQ13(2)) và Holocen trung (amQ2 ) Thành phần hóa học của sét thuộc loại thành tạo trầm tích trên như sau: SiO2=60,34-71,60%, Al2O2=14,55-26,08%, Na2O+0,658K2O=2,91% (<4)
Đối chiếu TCVN 6071:2013, đất sét nguồn gốc trầm tích hỗn hợp sông biển Pleistocen thượng và Holocen trung, về cơ bản, đáp ứng chất lượng đất sản xuất clinker xi măng cả về hàm lượng SiO2, Al2O2 lẫn oxit các kim loại kiềm
Nhóm vật liệu khoáng xây dựng hạt thô
Trang 18Phụ nhóm cát, cuội, sỏi xây dựng
a) Trầm tích biển Pleistocen thượng phần trên (mQ 1 3(2) )
Qua kết quả nghiên cứu, phân tích mẫu cho thấy chất lượng cát của lớp cát hạt mịn màu vàng nghệ, vàng nâu đạt các tiêu chuẫn kỹ thuật quy định tại TCVN 7570:2006 và TCVN 7572:2006 đối với loại cát hạt mịn được sử dụng trong xây dựng để chế tạo bê tông cấp thấp từ B15 - B25 và để chế tạo vữa mác nhỏ hơn hoặc bằng M5
b) Trầm tích biển Holocen trung (mQ 2 ): vùng nghiên cứu có
3 khu vực tập trung cát (mQ 2 ) được quy hoạch để thăm dò, khai thác
gồm Gio Linh, Hải Lăng và Phong Điền Phần diện tích còn lại với diện phân bố khá lớn có màu trắng xám hạt mịn, các nghiên cứu trước đây cho thấy không đáp ứng tiêu chuẩn để làm thủy tinh cao cấp hay những loại sản phẩm khác có giá trị tương tự Kết quả nghiên cứu 08 mẫu cho thấy:
+ Hàm lượng bùn bụi sét: kết quả phân tích thành phần bùn bụi sét 08 mẫu cát cho hàm lượng thấp nhất 1,25%, cao nhất 1,5% So sánh với yêu cầu kỹ thuật (≤ 3,0%) cho thấy tất cả các mẫu đều đạt yêu cầu + Lượng sét cục: kết quả phân tích lượng sét cục 08 mẫu cát cho hàm lượng sét cục thấp nhất 0,02%, cao nhất 0,05% So sánh với yêu cầu kỹ thuật (≤ 0,25%) thì tất cả các mẫu đều đạt yêu cầu + Tạp chất hữu cơ: theo kết quả phân tích 08 mẫu cát thì tất cả các mẫu đều không thấp hơn màu chuẫn, đều đạt yêu cầu kỹ thuật + Hàm lượng Cl-: kết quả phân tích 08 mẫu cát cho hàm lượng Cl- thấp nhất 0,002%, cao nhất 0,003% So với yêu cầu kỹ thuật (< 0,01 - 0,05%) thì tất cả các mẫu đều đạt yêu cầu
Như vậy,cơ bản đạt yêu cầu kỹ thuật theo Tiêu chuẩn TCVN 7570:2006, đáp ứng yêu cầu đối với cát hạt mịn dùng để chế tạo vữa
xi măng Tuy nhiên, hàm lượng hạt trên sàng 0,315mm và 0,14mm tương đối nhiều, môđun độ lớn cát thay đổi từ 1,65 đến 1,72 là đáp
Trang 19ứng yêu cầu làm vữa tô trát nhưng chưa đạtyêu cầu đối với cốt liệu nhỏ để chế tạo bê tông nên cần nghiên cứu phối trộn với cát sông hoặc
đá mi, cát nghiền để cải thiện tính chất, thành phần hạt và môđun độ lớn để phù hợp yêu cầu của tiêu chuẩn về cốt liệu nhỏ cho bê tông
c) Trầm tích biển, biển gió Holocen thượng: trầm tích này
phân bố dọc bờ biển vùng nghiên cứu, hình thành các dải, cồn đụn cát ven bờ Cát có màu vàng nhạt, xám vàng và thường chứa sa khoáng Kết quả nghiên cứu 05 mẫu cho thấy:
+ Hàm lượng bùn bụi sét: hàm lượng bùn bụi sét thấp nhất 0,76%, cao nhất 1,02% Với yêu cầu kỹ thuật ≤ 3,0% thì tất cả 5 mẫu đều đạt yêu cầu
+ Lượng sét cục: kết quả phân tích 06 mẫu cát cho hàm lượng sét cục thấp nhất 0,07%, cao nhất 0,12% So với yêu cầu kỹ thuật ≤ 0,25% là đạt yêu cầu
+ Tạp chất hữu cơ: kết quả phân tích 05 mẫu cho thấy, tất cả các mẫu đều không thấp hơn màu chuẩn, đều đạt yêu cầu kỹ thuật Như vậy,cát ở thành tạo này cơ bản đạt yêu cầu làm vữa tô trát nhưng có lẫn nhiều sa khoáng và tạp chất Do đó, trong quá trình khai thác, cần tuyển lọc thu hồi sa khoáng và loại bỏ tạp chất thì sử dụng được trong xây dựng để chế tạo bê tông cấp độ bền thấp từ B15
- B25 (Mác từ 200-250) và vữa mác nhỏ hơn hoặc bằng M5 Trước mắt, có thể sử dụng phần cát thải sau khai thác titan để sử dụng như cát biển Holocen trung
Loại vật liệu khoáng
xây dựng
Thông số tính toán
Tài nguyên
dự báo có thể khai thác (triệu khối)
Chiều dày (m)
Diện tích phân bố (km2) Vật liệu khoáng xây dựng mQ13(2) 5 92.95 9.570,56
Trang 20Vật liệu khoáng xây dựng amQ13(2) 3 46.47 4.853,06 Vật liệu khoáng phi xây dựng hoặc
vật liệu khoáng xây dựng mQ2 5 294.51 14.513,01 Vật liệu khoáng xây dựng amQ2 3 808.07 3.927,88 Vật liệu khoáng xây dựng a,apQ2 3 204.77 6,724 Vật liệu khoáng phi xây dựng và
Vật liệu khoáng phi xây dựng và
d) Trầm tích sông lũ Holocen thượng (apQ 2 )
Đây là các loại vật liệu xây dựng phổ biến ở cả nước và vùng nghiên cứu Chúng phân bố ở lòng sông suối, nhất là hạ lưu các sông lớn như Bến Hải, Hiếu, Thạch Hãn, Nhung, Ô Lâu, Bồ và Hương
và đã được thăm dò, khai thác để sử dụng cho các công trình xây dựng Tham khảo các tài liệu cho thấy: càng về phía thượng nguồn thì hạt càng thô Cát ở vùng thượng lưu sau khi sàng lọc loại bỏ sỏi sạn có thể đáp ứng để làm bê tông Ở trung lưu và hạ lưu: sau khi loại bỏ tạo chất có thể đáp ứng để làm bê tông và vữa ở mác cao
Dự báo vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên có thể khai thác
Kết quả xác định tài nguyên dự báo của các thành tạo vật liệu khoáng xây dựng vùng nghiên cứu có thể khai thác được trong điều kiện hiện tại được thể hiện trên bảng trên
CHƯƠNG 4 MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, SỬ DỤNG NGUỒN VẬT LIỆU KHOÁNG XÂY DỰNG TỰ NHIÊN TRONG TRẦM
TÍCH ĐỆ TỨ VÙNG NGHIÊN CỨU
4.1 Phương pháp tiếp cận trong điều tra cơ bản, tìm kiếm, thăm
dò khoáng sản
Trang 21Điều tra cơ bản, tìm kiếm thăm dò địa chất về tài nguyên khoáng sản là hoạt động nhằm đánh giá tổng quan tiềm năng tài nguyên khoáng sản hoặc đánh giá tiềm năng khoáng sản theo loại hoặc theo nhóm khoáng sản
Thực trạng về nhu cầu vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên nói chung, vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên trong trầm tích Đệ Tứ nói riêng ở vùng nghiên cứu cho thấy cần phải thay đổi phương pháp tiếp cận, đổi mới phương pháp điều tra cơ bản, tìm kiếm thăm dò cũng như lập các bản đồ địa chất khoáng sản ở các tỷ lệ khác nhau, phù hợp từng giai đoạn cụ thể
4.2 Hiện trạng quy hoạch nguồn vật liệu khoáng xây dựng 4.3 Một số giải pháp quản lý, sử dụng VLKXD tự nhiên
Nhóm các giải pháp về cơ chế, chính sách
Xây dựng, ban hành Tiêu chuẩn về vật liệu xây dựng tự nhiên phù hợp với thực tiễn hiện nay và phù hợp với từng tỉnh, từng khu vực với đặc thù nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên khác nhau
Nghiên cứn ban hành quy định về công tác quản lý, lưu trữ, sử dụng thống nhất dữ liệu tài liệu khảo sát địa chất công trình
Đổi mới công tác lập quy hoạch thăm dò, khai thác, sử dụng vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên
Áp dụng hiến chương tài nguyên thiên nhiên và sáng kiến minh bạch trong công nghiệp khai khoáng để quản lý khoáng sản
Nhóm các giải pháp về kỹ thuật
Đổi mới công tác điều tra cơ bản địa chất, tìm kiếm thăm dò vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên trong trầm tích Đệ Tứ
Đổi mới công tác quy hoạch về phát triển vật liệu xây dựng
Tăng cường công tác nghiên cứu, tìm kiếm và quy hoạch, cấp phép khai thác vật liệu xây dựng thay thế
Đổi mới công tác cấp phép thăm dò, khai thác, sử dụng vật liệu xây
Trang 22dựng tự nhiên
Nhóm các giải pháp về khai thác, sử dụng hợp lý và bảo vệ môi trường, phát triển bền vững
Quản lý gắn với phát triển bền vững
Quản lý gắn với bảo vệ di sản địa chất
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN:
1 Quá trình hình thành, biến đổi thành phần vật chất cũng như đặc điểm phân bố không gian các loại vật liệu khoáng xây dựng, vật liệu khoáng phi xây dựng và vật liệu khoáng vô dụng của vùng nghiên cứu bị tác động bởi các yếu tố tự nhiên, trong đó, dao động mực nước đại dương thế giới ứng với các chu kỳ biển tiến và biển thoái xen kẽ nhau có ảnh hưởng quyết định đến sự hình thành và biến đổi thành phần vật chất, cấu trúc mặt cắt trầm tích Đệ Tứ vùng nghiên cứu
2.Vùng nghiên cứu phân bố phổ biến rộng rãi các thành tạo Đệ
Tứ, gồm chủ yếu sau:
- Các trầm tích dưới nướcnhư: mQ13(2), amQ13(2), mQ2, a,apQ2, amQ2 phân bố rộng khắp vùng nghiên cứu Do điều kiện hình thành mà các thành tạo dưới nước có bề dày lớn, trầm tích có tính phân nhịp và phân bố có tính quy luật:
Từ tây sang đông: chiều dày các thành tạo thay đổi theo hướng tăng dần, do đó vật liệu khoáng xây dựng cũng tăng lên về mặt trữ lượng nhưng thành phần hạt mịn dần.Từ dưới lên: trầm tích phân bố theo quy luật với mỗi chu kỳ biển tiến, biển thoái, đây là nguồn vật liệu xây dựng quan trọng, tuy nhiên do phân bố quá sâu nên việc khai thác không thể thực hiện được
- Các thành tạo edQ: phân bố chủ yếu ở phía tây vùng nghiên cứu,
là sản phẩm phong hóa từ đá gốc với chiều dày tương đối đồng nhất Những đặc điểm nổi bật trên là tiền đề quan trọng định hướng
Trang 23cho công tác tìm kiếm thăm dò vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên vùng nghiên cứu
3 Trong phạm vi nghiên cứu phổ biến các nhóm vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên: cát xây dựng và sét gạch ngói Phổ biến trong các thành tạo: cát xây dựng (mQ13(2), mQ2 ,m-mvQ2 ) và sét gạch ngói (amQ13(2),amQ2 , Q) Tài nguyên dự báo đối với cát xây dựng: trầm tích mQ13(2) khoảng 9.570,56 triệu khối; trầm tích mQ22 khoảng 14.513,01 triệu khối; trầm tích m,mvQ2 khoảng 546,34 triệu khối; trầm tích a,apQ2 khoảng 6,724 triệu khối và đối với sét gạch ngói: trầm tích amQ13(2) khoảng 4.853,06 triệu m3; trầm tích amQ22 khoảng 3.927,88 triệu khối và trầm tích Đệ Tứ không phân chia khoảng 10.962,15 triệu m3
4 Chất lượng các loại vật liệu khoáng xây dựng đáp ứng tiêu chuẩn Việt Nam về xây dựng, trong đó, cát xây dựng thành tạo môi trường khác nhau có chất lượng khác nhau khi sử dụng làm vật liệu cho vữa tô trát và làm nền công trình giao thông Đối với cát sử dụng cho bê tông thì đáp ứng bê tông chất lượng thấp (riêng cát xây dựng trong trầm tích sông, sông lũ Holocen thượng đạt chất lượng bê tông mác trung bình đến cao) Vật liệu sét đáp ứng cho sản xuất gạch, sét trầm tích mQ22 đáp ứng tiêu chuẩn sản xuất gạch và ngói
KIẾN NGHỊ
1 Các giải pháp quản lý, sử dụng vật liệu xây dựng tự nhiên ở vùng nghiên cứu gồm: giải pháp về cơ chế, chính sách; Giải pháp kỹ thuật và Các giải pháp về khai thác, sử dụng hợp lý gắn với công tác bảo vệ môi trường và phát triển bền vững Trong đó, công tác quản
lý gắn liền với bảo vệ di sản địa chất cũng có ý nghĩa quan trọng, nổi bật nhất là giá trị địa mạo - cảnh quan, khoa học và thẩm mỹ của các thành tạo cát biển (mQ1 , mQ2, m-mvQ2 ) ở vùng nghiên cứu Do
đó, cần tiếp tục nghiên cứu các chính sách, giải pháp sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên khoáng sản vật liệu xây dựng trong khu vực
Trang 24theo hướng đảm bảo mối quan hệ phát triển bền vững giữa bảo tồn các giá trị di sản thiên nhiên và phát triển kinh tế - xã hội
2 Vùng nghiên cứu có 2 giá trị tài nguyên: tài nguyên du lịch (giá trị địa mạo - cảnh quan, khoa hoc, thẩm mỹ) và tài nguyên vật liệu khoáng xây dựng có trữ lượng lớn, do vậy, khi khai thác có thể xảy ra xung đột về lợi ích Do đó, cần nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn, giải quyết bài toán chi phí lợi ích trên cơ sở khai thác hợp
lý và bảo vệ môi trường địa chất, đảm bảo phát triển bền vững
3 Tiềm năng về vật liệu xây dựng tự nhiên vùng nghiên cứu phong phú, có chất lượng đáp ứng làm vật liệu xây dựng thông thường Tuy nhiên, do phạm vi nghiên cứu rộng, tài liệu, thời gian và điều kiện nghiên cứu còn hạn chế nên chưa phân rõ được cụ thể việc phân bố cũng như khả năng khai thác trong từng giai đoạn đối với từng loại vật liệu xây dựng cụ thể Do đó, kiến nghị đầu tư kinh phí để thực hiện dự
án nhằm có số liệu chắc chắn phục vụ quy hoạch, thăm dò, khai thác nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên ở khu vực nghiên cứu
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌCCỦA TÁC GIẢ LIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1 Đặng Quốc Tiến, Nguyễn Thanh, Đỗ Quang Thiên (2018), Công tác nghiên cứu trầm tích Đệ Tứ, tìm kiếm - thăm dò và quản lý, sử dụng vật liệu xây dựng mềm rời vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế, Tạp chí Tài nguyên và Môi trường số 4(282)/2-2018 Hà Nội, tr19-21
2 Đặng Quốc Tiến, Nguyễn Thanh (2018), Tính chất xây dựng của trầm tích Đệ Tứ đồng bằng ven biển Quảng Trị - Thừa Thiên Huế, Tạp chí Khoa học Đại học Huế, tập 127, số 4A, 2018, tr5-19
3 Đặng Quốc Tiến, Đỗ Quang Thiên, Nguyễn Thanh (2019), Đặc điểm trầm tích Đệ Tứ vùng đồng bằng ven biển Quảng Trị - Thừa Thiên Huế, Kỷ yếu HMKH Địa lý toàn quốc lần thứ XI, tr235-249
4 Đặng Quốc Tiến, Nguyễn Thanh (2018), Đề xuất phương pháp
Trang 25tiếp cận mới trong xác định mô đun độ lớn của đất rời làm vật liệu xây dựng tự nhiên (áp dụng cho đất rời vùng đồng bằng ven biển Quảng Trị - Thừa Thiên Huế), Tạp chí Khoa học và công nghệ, Trường Đại học khoa học Huế, Tập 12, số 2, 8/2018, tr171-184
5 Đặng Quốc Tiến, Đỗ Quang Thiên, Vũ Quang Lân (2020), Các thành tạo cát biển trong trầm tích Đệ tứ ở Thừa Thiên Huế và di sản địa chất liên quan, Tạp chí Địa chất, Loạt A, số 371-372/2020, tr248-260
6 Đặng Quốc Tiến, Đỗ Quang Thiên, Nguyễn Quang Tuấn và nnk (2020), Đánh giá mức độ nhạy cảm nền công trình bằng phương pháp viễn thám và GIS phục vụ quy hoạch xây dựng tỉnh Thừa Thiên Huế, HNKH ứng dụng GIS toàn quốc, TP Hồ Chính minh, tr557-570