0 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT KHÚC VĂN SỸ KHÚC VĂN SỸ ðẶC ðIỂM QUẶNG HÓA VÀ TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN QUẶNG SẮT KHU VỰC HÒA AN, CAO BẰNG” Chuyên ngành: ðịa chất Khống sản Thăm dị Mã số: 60.44.59 ðẶC ðIỂM QUẶNG HÓA VÀ TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN QUẶNG SẮT KHU VỰC LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC HÒA AN, CAO BẰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS LƯƠNG QUANG KHANG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO NỘI - NĂM TRƯỜNGHÀ ðẠI HỌC MỎ 2013 ðỊA CHẤT BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT KHÚC VĂN SỸ ðẶC ðIỂM QUẶNG HÓA VÀ TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN QUẶNG SẮT KHU VỰC HÒA AN, CAO BẰNG Chun ngành: ðịa chất Khống sản Thăm dị Mã số: 60.44.59 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS LƯƠNG QUANG KHANG HÀ NỘI - NĂM 2013 LỜI CAM ðOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình Tác giả luận văn Khúc Văn Sỹ MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam ñoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Danh mục ảnh minh họa MỞ ðẦU Chương ðặc ñiểm ñịa chất khu vực Hòa An 12 1.1 ðặc ñiểm ñịa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn lịch sử nghiên cứu ñịa chất khu vực 1.2 ðặc ñiểm ñịa chất khu vực Hòa An 12 19 Chương Tổng quan quặng sắt phương pháp nghiên cứu 41 2.1 Tổng quan quặng sắt 41 2.2 Các phương pháp nghiên cứu 55 Chương ðặc ñiểm quặng hóa sắt khu vực Hịa An, Cao Bằng 58 3.1 ðặc ñiểm phân bố thân quặng sắt khu vực nghiên cứu 58 3.2 ðặc điểm quặng hóa sắt khu vực nghiên cứu 78 3.3 Các yếu tố ñịa chất liên quan khống chế quặng hóa Chương ðánh giá tiềm tài nguyên quặng sắt khu vực Hòa An 91 – Cao Bằng 93 4.1 Phân vùng triển vọng khoáng sản 93 4.2 ðánh giá tiềm tài nguyên quặng sắt khu vực Hòa An 98 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 112 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 DANH MỤC CÁC BẢNG TT Nội dung Trang Bảng 1.1 Thành phần ngun tố (%) đá magma phức hệ Cao Bằng 29 Bảng 2.1 Tính chất vật lý kim loại sắt 41 Bảng 2.2 Các khống vật cơng nghiệp sắt 44 Bảng 2.3 Trữ lượng quặng sắt số nước từ năm 2007-2011 48 Bảng 2.4 Tình hình quặng sắt khai thác giới năm 2010 49 Bảng 2.5 Dự báo quan hệ cung cầu quặng sắt giới ñến năm 2010 50 Bảng 2.6 Danh mục dự án ñầu tư phát triển ngành thép 54 10 11 12 13 14 Bảng 2.7 Dự báo nhu cầu quặng sắt Việt Nam giai ñoạn 2000 2010 Bảng 2.8 Yêu cầu chất lượng quặng sắt số công nghệ luyện kim phi cốc Bảng 3.1 Thống kê ñặc ñiểm thân quặng sắt khu vực Hòa An Bảng 3.2 Kết phân tích hóa quặng thân quặng sắt khu vực Hịa An Bảng 4.1 Tổng hợp trữ lượng, tài nguyên quặng sắt xác định khu vực Hịa An Bảng 4.2 Tổng hợp trữ lượng, tài nguyên quặng sắt chưa xác ñịnh khu vực Hịa An Bảng 4.3 Mạng lưới định hướng bố trí cơng trình thăm dị quặng sắt khu vực Hòa An, Cao Bằng 55 55 75 86 101 104 107 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Nội dung Trang Hình 1.1 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu 14 Hình 1.2 Bản đồ địa chất khống sản khu vực Hịa An – Cao Bằng 40 Hình 2.1 Tình hình biến động giá quặng sắt năm qua 50 Hình 3.1 Sơ đồ ñịa chất - khoáng sản mỏ sắt Bản Chang 59 Hình 3.2 Sơ đồ địa chất - khống sản mỏ sắt Bó Nình 61 Hình 3.3 Sơ đồ ñịa chất - khoáng sản mỏ sắt Ngườm Cháng 62 Hình 3.4 Sơ đồ địa chất – khống sản biểu khoáng sản sắt magnetit Nà Mè – Hào Lịch (Hồng Việt) 66 Hình 3.5 Bản đồ địa chất mỏ sắt Bó Lếch 68 Hình 3.6 Bản ñồ ñịa chất khoáng sản vùng mỏ sắt Nà Rụa 70 10 Hình 3.7 Bản đồ địa chất mỏ sắt Nà Lũng 74 11 Hình 4.1 Bản đồ phân vùng triển vọng quặng sắt khu vực Hòa An - Cao Bằng 97 DANH MỤC CÁC ẢNH MINH HỌA TT Nội dung Trang 22 Ảnh 1.1 ðá vôi sét màu xám ñen phân lớp dày 10-30 cm xen ñá phiên sét bột kết hệ tầng Mia Lé Ảnh 1.2 Quan hệ phủ khơng chỉnh hợp đá phiến sét vôi, bột kết vôi hệ tầng ðồng ðăng (1) với ñá vôi màu xám trắng tập hệ tầng Bắc Sơn Ảnh 1.3.Sạn kết vôi, kiến trúc sạn xi măng lấp ñầy, cấu tạo khối Ảnh 1.4 Bazan porphyry, kiến trúc porphyry, gian phiến, cấu tạo khối, ñịnh hướng Ảnh 15 Bazan hạnh nhân, kiến trúc porphyr gian phiến, gian phiến tàn dư, cấu tạo khối Ảnh 1.6 Cát sạn kết tuf Ảnh 1.7 Cát bột kết bị ép 23 Ảnh 1.8 Ryodacit 24 Ảnh 1.9 Tuf ryolit bị ép 24 10 Ảnh 1.10 Felsit 24 11 Ảnh 1.11 Ryolit porphyr bị ép Ảnh 1.12 Quan hệ chuyển tiếp hệ tầng Nà Dương với hệ tầng Cao Bằng Ảnh 1.13 Các lớp bột kết, sét kết xen sét than hệ tầng Nà Dương 24 Ảnh 1.14 Thân quặng sắt skarn ñới nội tiếp xúc Ảnh 1.15 Quan hệ xuyên cắt, bắt tù gây biến đổi skarn hóa, hoa hóa đá xâm nhập phức hệ Cao Bằng với đá vơi hệ tầng Bắc Sơn Ảnh 21.Tinh thể khoáng vật quặng sắt 28 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Ảnh 2.2 Quang phổ vạch sắt Ảnh 3.1 Gơ tit lấp ñầy vào khe nứt, lỗ hổng hạt magnetit lớn ñặc xít Ảnh 3.2 Magnetit tập hợp ñặc xit ñược hematite thay tạo thành tập hợp hạt kéo dài Ảnh 3.3.Magnetit hạt nửa tự hình kích thước khơng xâm tán thành tập hợp đặc xít đá Ảnh 3.4 Magnetit tập hợp đặc xít bị nứt nẻ Ảnh 3.5 Tập hợp hạt magnetit nửa tự hình, tha hình kích thước khơng xâm tán đặc xít đá Ảnh 3.6 Tập hợp magnetit hạt lớn đặc xít bị nứt nẻ yếu Ảnh 3.7 Hematit thay giả hình, thay gặm mịn magnetit Mạch gơtit lấp đầy khe nứt 20 21 22 23 23 25 25 28 42 42 78 79 79 80 80 81 81 TT Nội dung Trang 25 Ảnh 3.8 Hematit giả hình, magnetit hạt nửa tự hình 82 26 Ảnh 3.9 Magnetit bị gơtit thay thế, gắn kết 82 27 Ảnh 3.10 Pyrit hạt tha hình cấu tạo mạch lấp đầy khe nứt 83 28 Ảnh 3.11 Pyrit biến tinh thay thể magnetit xuyên lấp theo khe nứt 83 29 Ảnh 3.12 Tập hợp vi hạt magnetit bị cà nát 84 30 Ảnh 3.13 Tập hợp hạt magnetit kiến trúc dạng porphyr Ảnh 3.14 Tập hợp magnetit kiến trúc hạt khơng xâm tán dày đá Ảnh 3.15 Magnetit hạt tha hình calcopyrit tha hình Ảnh 3.16 Magnetit hạt tha hình, nửa tự hình calcopyrit tha hình 84 31 32 33 85 85 86 MỞ ðẦU Tính cấp thiết đề tài Trong nghiệp phát triển chung ñất nước, với nghiệp cơng nghiệp hố đại hố đất nước, ngành cơng nghiệp khai khống đầu tư phát triển mạnh mẽ có đóng góp to lớn cho kinh tế quốc dân, sắt số khống sản kim loại khác doanh nghiệp có vốn đầu tư ngồi nước đặc biệt quan tâm Kết cơng tác điều tra địa chất tìm kiếm khống sản tỷ lệ 1:200.000, 1:50.000 1:25.000 khu vực Hòa An - Cao Bằng Liên đồn Bản đồ địa chất Miền Bắc phát nhiều điểm quặng sắt có giá trị Ngườm Cháng, Nà Rụa, Bó Lếch phân bố thành tạo ñịa chất khác hệ tầng Bắc Sơn; hệ tầng Sông Hiến Tuy nhiên, chưa có cơng trình nghiên cứu đề cập đầy đủ có hệ thống cấu trúc địa chất; đặc điểm quặng hóa sắt tiềm tài nguyên quặng sắt khu vực nghiên cứu Vì vậy, việc nghiên cứu làm sáng tỏ đặc ñiểm ñịa chất, ñặc ñiểm quặng hoá sắt, xác lập có luận khoa học yếu tố liên quan khống chế quặng hố làm sở để khoanh ñịnh diện tích triển vọng, dự báo tiềm định hướng cho cơng tác tìm kiếm, thăm dị quặng sắt vùng Hòa An, Cao Bằng nhiệm vụ cần thiết ðề tài: “ðặc điểm quặng hóa tiềm tài nguyên quặng sắt khu vực Hòa An, Cao Bằng” đặt giải nhằm góp phần đáp ứng u cầu Mục đích, nhiệm vụ 2.1 Mục đích: Nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm ñịa chất, yếu tố ñịa chất khống chế liên quan quặng hố đặc điểm quặng hố sắt khu vực Hịa An, Cao Bằng, đồng thời đánh giá tiềm tài nguyên chúng 2.2 Nhiệm vụ: ðể ñạt ñược mục ñích trên, luận văn tập trung giải nhiệm vụ sau: - Tổng hợp, hệ thống hố kết điều tra địa chất khống sản; tài liệu thăm dị, cơng trình nghiên cứu trước nhằm làm sáng tỏ đặc điểm ñịa chất khoáng sản khu vực nghiên cứu Xác lập yếu tố ñịa chất liên quan khống chế quặng hoá sắt vùng nghiên cứu - Tổng hợp tài liệu nghiên cứu thành phần vật chất tương ứng với kiểu quặng sắt có mặt vùng, làm sở ñánh giá chất lượng khoanh vùng triển vọng - Nghiên cứu làm sáng tỏ ñặc ñiểm phân bố, đặc điểm hình thái, cấu trúc thân quặng - Xác lập tiền đề dấu hiệu tìm kiếm làm sở để khoanh định diện tích có triển vọng đánh giá tiềm tài ngun quặng sắt vùng nghiên cứu - ðánh giá tài nguyên trữ lượng tương ứng với kiểu quặng sắt ñược xác lập vùng nghiên cứu ðối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 ðối tượng nghiên cứu: Quặng sắt khu vực Hòa An, Cao Bằng 3.2 Phạm vi nghiên cứu: Là thành tạo ñịa chất liên quan khống chế quặng sắt phân bố khu vực Hòa An, Cao Bằng Phương pháp nghiên cứu - Áp dụng phương pháp tiệm cận hệ thống kết hợp phương pháp ñịa chất truyền thống - Tổng hợp, phân tích xử lý tài liệu đo vẽ địa chất, điều tra thăm dị có - Thu thập, tổng hợp kết phân tích loại mẫu: thạch học, khoáng tướng, mẫu hoá … - Sử dụng phương pháp toán thống kê số phương pháp dự báo sinh khống định lượng làm sở khoanh vùng triển vọng dự báo tài nguyên trữ lượng quặng sắt vùng - Sử dụng phương pháp chuyên gia kết hợp phương pháp kinh nghiệm ñể ñịnh hướng cơng tác tìm kiếm, thăm dị phù hợp với đối tượng nghiên cứu 102 D.V.Runkivit M.A Tverenski (1984) Trong khn khổ luận văn, học viên đề cập số phương pháp có khả sử dụng để dự báo tài ngun khống sản sắt khu vực Hịa An b.1 Phương pháp tính thẳng theo thơng số quặng hóa * ðối với quặng sắt gốc: Tài nguyên dự báo cấp 334 xác định theo cơng thức: QTN = K.H.S.Kq.d (4.1) Trong đó: + QTN : Tài ngun quặng (tấn) + K: hệ số ñiều chỉnh mức ñộ phân cắt địa hình (chọn K = 0,7 - 0,8) + H: Chiều sâu suy đốn tồn quặng (m) (theo tài liệu ñịa vật lý lấy theo tài liệu mỏ thăm dị, khai thác có ñặc ñiểm ñịa chất khoáng sản tương tự) + S: Diện tích phân bố tập, lớp đá vơi, trầm tích lục nguyên chứa quặng sắt + d: Thể trọng trung bình quặng (T/m3) + Kq: Hệ số chứa quặng trung bình tính theo cơng thức: N ∑M Kq = qi i =1 Mc (4.2) Trong đó: Mqi: Chiều dày thân quặng thứ i Mc: Chiều dày lớp ñá chứa quặng xác ñịnh số mặt cắt chuẩn * ðối với quặng deuvi – eluvi: Tài nguyên dự báo cấp 334 xác định theo cơng thức sau: QTN = S.M.δ (tấn) (4.3) Trong đó: + S: Diện tích phân bố quặng deluvi – eluvi (m2) + M: Chiều dày tầng sản phẩm (m) + δ: Hàm suất (T/m3 kg/m3) b.2 Phương pháp tương tự ñịa chất Phương pháp ñược xây dựng sở ñánh giá mức ñộ tương tự ñặc 103 ñiểm ñịa chất – khoáng sản khu vực cần dự báo diện tích “ chuẩn” nghiên cứu chi tiết, tài liệu có đủ sở xác đinhk độ chứa quặng (qc) Tài nguyên dự báo cấp 334 khu vực nghiên cứu xác định theo cơng thức: Q = K.qc S (tấn) (4.4) Trong đó: - K: Hệ số tương tự diện tích cần đánh giá với diện tích chuẩn xác định theo cơng thức: n ∑a ip a jp p =1 Kp = n (4.5) ip ∑ a ∑ a ip p =1 Trong đó: + i, j: Là đối tượng so sánh + n: Số dấu hiệu nghiên cứu + aip, ajp: Giá trị dấu hiệu thứ p thuộc ñối tượng i j cần so sánh - qc : Tài ngun quặng đơn vị (diện tích, thể tích, chiều sâu) xác định diện tích “chuẩn”, xác định cơng thức sau: qc = Qc Sc (4.6) Trong đó: Qc: Tài ngun xác định diện tích chuẩn Sc: Diện tích phân bố quặng sắt diện tích chuẩn + S: Diện tích phân bố quặng sắt khu vực dự báo 4.2.3 Kết dự báo tài nguyên quặng sắt chưa xác ñịnh vùng nghiên cứu Như đề cập trên, áp dụng số phương pháp nêu ñể dự báo tài ngun khống sản sắt chưa xác định vùng nghiên cứu Tuy nhiên học viên áp dụng phương pháp tính thẳng theo thơng số quặng hóa để dự báo tài ngun chưa xác định có diện tích có triển vọng (B, C) khu vực Hịa An Kết 104 tổng hợp bảng 4.2 Bảng 4.2: Bảng tổng hợp kết dự báo tài nguyên chưa xác nhận khu vực Hòa An, Cao Bằng Loại quặng Gốc Quặng deluvi -Eluvi Khu vực dự báo Bản Chang Bó Nình Nà Mè -Hào Lịch Bó Lếch Nà Lũng Cộng quặng gốc Hào lịch - Hồng Việt Bó Lếch Nà Lũng Cộng quặng lăn Tổng cộng Diên tích phân bố quặng (m2) 31.500 49.500 11.563 14.700 11.916 57.990 37.875 104.666,67 Hàm lượng trung bình (%) 54,15 66,5 62,13 42,37 51,55 59,81 57,95 66,67 Tài nguyên quặng cấp 334 (tấn) 3.960.180,00 7.112.160,00 1.661.300,00 1.848.084,00 3.786.566,67 18.368.290,67 1.392.107,87 528.771,75 2.994.365,08 4.915.244,69 23.283.535,36 Từ bảng 4.2 cho thấy, tổng tài nguyên quặng sắt dự báo cấp 334a, 334b vùng nghiên cứu đạt 23.283.535 tấn, tập trung mỏ Bó Nình, Nà Lũng Quặng gốc đạt 18.368.290 tấn, chiếm 80%, quặng deluvi – eluvi ñạt 4.915.245 chiếm 20 % Tài nguyên dự báo bao gồm tài nguyên ñã xác nhận khu vực 4.3 ðịnh hướng công tác tìm kiếm thăm dị quặng sắt khu vực Hịa An 4.3.1 Hiện trạng cơng tác điều tra, thăm dị, khai thác quặng sắt khu vực Hòa An : Với chế sách u đãi thu hút đầu tư tỉnh Cao Bằng, số nhà ñầu tư ñã ñang ñầu tư vào lĩnh vực thăm dò, khai thác, chế biến khống sản, nói, ngành cơng nghiệp tỉnh Cao Bằng có ngành cơng nghiệp khai khống hình thành sở vật chất kỹ thuật quan trọng, bước ñầu xây dựng ñược sở phát triển khẳng ñịnh ñược tiềm lợi tỉnh, bước thể ñược tư tầm nhìn chiến lược ñầu tư phát triển, tạo tính đột phá sản xuất công nghiệp phù hợp với quy luật phát triển kinh tế thị trường, hồn thành đầu tư đưa vào hoạt động loạt cơng trình Tổng Cơng ty Khống sản Việt Nam khai thác bán giới mỏ Nà Lũng với công suất khoảng 150.000 tấn/năm dùng ñể xuất sang Trung Quốc luyện gang quy mô nhỏ Cao Bằng 105 Từ năm 1963 đến 2005, Bộ Cơng nghiệp Bộ Tài ngun Mơi trường cấp 18 giấy phép khai thác, giấy phép khai thác quặng sắt (mỏ Ngườm Cháng, Nà Lũng, Bó Lếch ); Trong khoảng từ năm 1997 ñến ñầu năm 2005, Bộ Tài ngun Mơi trường Cục ðịa chất Khống sản Việt Nam ñã 18 ñịnh bàn giao 52 khu vực ñể UBND tỉnh quản lý cấp giấy phép tận thu Trên sở UBND tỉnh ñã cấp 30 giấy phép khai thác tận thu (quặng sắt:12; Mn: 13; Au:3; Sn: 1; fluorit: 1) Từ số liệu trên, cho thấy hoạt ñộng khai thác khống sản Cao Bằng tương đối sơi động, hầu hết mỏ thăm dị tìm kiếm đưa vào khai thác cơng nghiệp tận thu ðối với quặng sắt có chất lượng cao nên hầu hết phần quặng lăn mặt ñã bị khai thác gần cạn kiệt Mặt khác, qua cơng trường khai thác quặng eluvi-deluvi phát thân quặng gốc cần tiếp tục tìm kiếm đánh giá thăm dị Các mỏ thiếc-wolfram sa khống có điều kiện thuận lợi khai thác gần hết (mỏ Tĩnh Túc) Tuy nhiên, số mỏ sa khống Nậm Kép, Ngun Bình cấu trúc mỏ điều kiện khai thác q phức tạp khó khăn (mỏ sa khống thiếc Nậm Kép, Ngun Bình tìm kiếm thăm dị chưa đưa vào khai thác) Riêng mangan có mỏ ñưa vào khai thác Quặng bauxit với tổng trữ lượng lớn thăm dị đến cấp B+C1 chưa đưa vào khai thác cịn thiếu cơng nghệ chế biến, điện trữ lượng Cơng nghệ khai thác chế biến thuộc loại trung bình thấp, thiết bị cơng nghệ nhìn chung già cỗi (ví dụ khai thác luyện thiếc) Quặng sắt magnetit chất lượng cao phần nhỏ ñược dùng luyện gang, ñổi lấy than cốc, phần lớn quặng ñã khai thác năm gần ñây ñã xuất sang Trung Quốc Hầu hết mỏ ñiểm quặng sắt ñang khai thác tận thu thiếu sở ñịa chất Tuy nhiên, giá trị sản xuất ngành cơng nghiệp khai khống nhìn chung phát triển chưa tương xứng với tiềm năng, bộc lộ số khó khăn cho q trình phát triển hội nhập: Quy mơ nhỏ, trình độ thiết bị cơng nghệ thấp , giá thành cao, chất lượng lao ñộng khơng cao, chưa có quy hoạch vùng ngun liệu cho 106 công nghiệp chế biến sâu, sở hạ tầng chưa phát triển ñã ñược quan tâm ñầu tư, chưa đồng 4.4.1 ðịnh hướng cơng tác tìm kiếm đánh giá quặng sắt khu vực Hịa An a Diện tích cần đầu tư cơng tác điều tra, đánh giá Trên diện tích khu vực Hịa An, Cao Bằng ñiểm quặng sắt số nhân dân ñịa phương phát ñược, số phát đo vẽ đồ địa chất – khống sản tỷ lệ 1:50.000, số ñiểm quặng ñang ñược khai thác chế biến với quy mô nhỏ ñã ñược ñánh giá bổ sung làm sở cho hoạt động khai thác, chế biến khống sản ðể ngành khai thác, chế biến quặng sắt ñịa tỉnh Cao Bằng ñược phát triển bền vững, cần thiết phải tiến hành tìm kiếm đánh giá diện tích phân vùng triển vọng cấp C (ñiểm quặng sắt Bản Chang, Bó Nình biểu khống sản sắt Nà Mè – Hào Lịch) Trong giai đoạn tìm kiếm cần áp dụng tổ hợp phương pháp lộ trình địa chất, phương pháp địa vật lý, kết hopwj thi cơng cơng trình khai đào (hào, giếng, dọn vết lộ) số cơng trình khoan để dự báo độ sâu tồn quặng gốc khu vực, lấy phân tích loại mẫu lát mỏng, khống tướng, hóa TFe, Mn, quang phổ plasma (ICP), mẫu nhóm, hóa tồn diện ðối với quặng eluvi – deluvi cần lấy mẫu hàm suất xác ñịnh ñộ thu hồi dây (1mm) xác ñịnh cấp ñộ hạt (>10mm, 5-10mm, 3-5mm, 1-3mm) b Diện tích đầu tư thăm dị phát triển mỏ Hầu hết điểm quặng sắt khu vực Hịa An, Cao Bằng có quy mơ khơng lớn, hàm lượng Fe đạt trung bình, Mn cao, phân bố khơng tập trung điểm vào hoạt ñộng khai thác, chế biến quặng ñược làm giàu cách nghiền tuyển ñiểm quặng với quy mơ nhỏ Việc thăm dị bổ sung nâng cấp trữ lượng điểm mỏ khai thác có triển vọng Bó Lếch, Nà Lũng cần thiết giai ñoạn tới ñể ổ ñịnh sản xuất lâu dài, có hiệu sử dụng tiết kiệm tài nguyện quặng sắt Trước mắt cần đầu tư thăm dị diện tích triển vọng cấp B, mỏ sắt Bó Lếch Nà Lũng 107 Với yếu tố ñịa chất liên quan ñến thân quặng vùng ñịa tầng, tất các thân quặng sắt ñều liên quan đến đá trầm tích lục ngun hệ tầng Sơng Hiến, đá vơi hệ tầng Bắc Sơn Về kiến tạo thân quặng phân bố dọc theo ñới cà nát, dập vỡ, nằm chỉnh hợp với ñá vây quanh hình thái thân quặng có nhiều loại khác dạng thấu kính, ổ thấu kính, kết hợp với tổ hợp cộng sinh khoáng vật quặng, quan hệ với ñá vây quanh Tác giả cho xếp quặng sắt khu vực Hịa An, Cao Bằng vào nhóm mỏ II, III (mỏ có cấu trúc địa chất phức tạp, phức tạp) b.1 Sơ nhận định nhóm mỏ thăm dị định hướng mạng lưới thăm dị Trong khu vực nghiên cứu, cấu trức ñịa chất phức tạp, quặng hóa phân bố khơng liên tục, thân quặng dạng thấu kính, ổ thấu kính, chuỗi thấu kính (quặng gốc) dạng lớp phủ nằm trực tiếp ñá gốc (quặng deluvi - eluvi), chiều dày biến ñổi mạnh, hàm lượng phân bố khơng đều, quy mơ thân quặng chủ yếu thuộc nhóm thân quặng quy mơ nhỏ đến trung bình, thân quặng trung bình – lớn Vì vậy, cơng tác thăm dị phục vụ đầu tư xây dựng cơng trình khai thác mỏ chủ yếu trữ lượng cấp 122 ðối với thân quặng lớn thăm dị số khối ñạt trữ lượng cấp 121, mạng lưới định hướng bố trí cơng trình thăm dị thể bảng 4.3 Bảng 4.3 Bảng mạng lưới ñịnh hướng bố trí cơng trình thăm dị quặng sắt khu vực Hịa An, Cao Bằng Nhóm mỏ II III Thân quặng lớn, kéo dài Thân quặng trung bình nhỏ Loại cơng trình Khoảng cách cơng trình thăm dò (m) Cấp 121 Cấp 122 ðường Hướng ðường Hướng phương cắm phương cắm Khoan, khai ñào 100-200 50-100 200-400 100-200 Khoan, khai ñào 75-150 40-50 150-200 80-100 50-100 40-60 Khoan, khai ñào 108 Mạng lưới ñề xuất bảng 4.3 có tính chất định hướng, lập đề án thăm dị, cần phải phân tích cấu trúc địa chất, đặc điểm phân bố thành phần có ích, có hại quặng, mức ñộ biến ñổi chiều dày ñể áp dụng cho phù hợp b.2 Lựa chọn công trình thăm dị: * Dọn vết lộ Nhằm làm rõ ranh giới tập ñá chứa quặng sắt, làm rõ hình thái, nằm thân quặng, lấy loại mẫu nghiên cứu thành phần chất lượng quặng * Cơng trình hào Nhằm phát thân quặng lớp phủ, khống chế thân quặng ñể xác ñịnh chiều dày, hình thái, kích thước thân quặng theo phương phát triển chúng Xác ñịnh nằm mối quan hệ quặng với ñá vây quanh Lấy mẫu nghiên cứu thành phần chất lượng quặng Cơng trình hào ñược bố trí theo tuyến song song, gần song song khoảng cách tuyến hào 40-50m cho khối tính trữ luowngj cấp 122 80-100m cấp tài nguyên 333 Cần bố trí số hào tuyến khống chế hết đới khống hóa * Cơng trình giếng Các cơng trình thi cơng vùng có địa hình dốc khơng thể bố trí khoan, cơng trình giếng kết hợp sử dụng lấy mẫu công nghệ bố trí khối dự tính trữ lượng cấp 122 Giếng có kích thước (1,4x1,2)m, thi cơng độ sâu tối đa 20m * Khoan Cơng trình khoan sử dụng nhằm mục đích nghiên cứu quặng theo chiều sâu để xác ñịnh chiều dày thân quặng lấy mẫu nghiên cứu chất lượng quặng, nghiên cứu ðCTV - ðCCT phục vụ cơng tác đánh giá chất lượng, tính trữ lượng làm sở thiết kế khai thác mỏ sau Nếu thân quặng nằm dốc 450 áp dụng kỹ thuật khoan xiên, ñộ nghiêng so với phương thẳng ñứng 150 – 250 c Công tác ñịa vật lý * Mục đích 109 - Nhằm phát thân quặng sắt lớp ñất phủ sở ñặc ñiểm ñịa vật lý ñất ñá quặng - Xác ñịnh ranh giới thân quặng sắt vùng với ñá vây quanh - Xác ñịnh chiều dày, ñộ sâu phân bố thân quặng sắt * Lựa chọn phương pháp - Phương pháp từ mặt đất: nhằm xác định ranh giới thân quặng hố với ñá vây quanh, kết hợp với kết ñịa chất định tuyến để tiến hành cơng tác ño sâu ñược ño với mạng lưới tuyến 100m, bước ño d = 5-10m - Phương pháp ño sâu phân cực kích thích: nhằm mục tiêu theo dõi khả trì thân quặng theo chiều sâu, làm sở cho việc thiết kế lỗ khoan thăm dị, phương pháp đo tuyến có dự kiến khoan với khoảng cách điểm 20m Phương pháp đo sâu phân cực kích thích dùng với hệ thiết bị bốn cực ñối xứng ABmax=1000m Riêng tuyến ño số 18 khu Nam mỏ Nà Rụa điều kiện thực tế khơng thi cơng với thiết bị ño sâu phân cực ñối xứng, ñã tiến hành ño sâu phân cực phương pháp lưỡng cực trục liên tục ñều với thiết bị AB= MN= 20 mét, n= - Phương pháp ño ñịa vật lý lỗ khoan: nhằm xác hố cột địa tầng, xác ñịnh trạng thái lỗ khoan, dự ñoán tầng ñất ñá bị phá huỷ, tầng có khả chứa nước, xác ñịnh ñộ lệch lỗ khoan, xác ñịnh vỉa quặng sắt… ðo ñịa vật lý lỗ khoan tiến hành phương pháp: Phương pháp ñiện trở (R8, R16, R32, R64), phương pháp ñiện trở suất ñiểm (SPR), phương pháp ñiện trường thiên nhiên (SP), phương pháp đường kính lỗ khoan (Caliper), phương pháp ño nhiệt ñộ lỗ khoan (Temp), phương pháp ñiện trở suất dung dịch (Fres), phương pháp ñộ lệch lỗ khoan - Phương pháp ño mẫu tham số + Mục đích xác định điện trở thực hệ số phân cực quặng ñất ñá có vùng làm sở cho việc phân tích tài liệu, xác ñịnh dị thường quặng 110 + Các mẫu ñược lấy tuyến ño ñịa vật lý vết lộ quặng ñá ñại diện tuyến Mẫu lấy thực ñịa ñược bảo quản gửi phân tích với 02 tiêu ñiện trở suất ρk hệ số phân cực ηk d Lấy mẫu - Mẫu quan sát: ðược lấy ñể nghiên cứu xác ñịnh thành phần thạch học, cấu tạo, kiến trúc loại ñá mắt thường, mẫu ñược lấy với kích thước (3x6x9)cm ñược lấy ñiểm lộ ñá gốc, ñá biến ñổi quanh thân quặng, điểm khống hóa, cơng trình khai đào - Mẫu lát mỏng: ðược lấy để nghiên cứu thành phần khống vật, cấu tạo, kiến trúc ñá ñặc ñiểm biến đổi đá vây quanh thân quặng kính hiển vi Mẫu lấy đá cịn tươi với kích thước (2x3x4)cm - Mẫu rãnh: ðược lấy với mục đích để phân tích thành phần hóa học quặng Mẫu lấy cơng trình khai đào theo phương pháp mẫu rãnh với kích thước mẫu (0,1x0,05xl)m với l chiều dài rãnh mẫu phụ thuộc vào chiều dày thân quặng Rãnh đặt vng góc với vách trụ thân quặng Trong trường hợp vách cơng trình khơng thể rõ ranh giới thân quặng bố trí rãnh mẫu đáy cơng trình Chiều dài mẫu tối thiểu 0,3m, trường hợp thân quặng có chiều dày < 0,3m lấy mẫu dọc theo thân quặng Trọng lượng từ 10 - 16kg - Mẫu lõi khoan: Mục đích xác định hàm lượng quặng, chất lượng quặng biến ñổi thành phần có ích theo chiều sâu ðối với lỗ khoan sau khoan lấy mẫu cần mơ tả kỹ cột địa tầng Khi khoan qua quặng mẫu lõi khoan lấy cách chia đơi lấy nửa làm mẫu, nửa cịn lại để lưu Chiều dài mẫu lõi khoan không 0,5m - Mẫu hàm suất: Mẫu ñược lấy thân quặng sắt deluvi – eluvi, cơng trình hào, hố, vết lộ theo chiều thẳng đứng Trên sở mức độ phổ biến kích thức hạt quặng sắt từ 1,2-5-10mm, phổ biến 2-5mm, rãnh mẫu thiết kế theo kích thước (0,3x0,15xl)m, (l chiều dày tầng chứa quặng lấy tối ña 1,0m, tối 111 thiểu 0,5m), thay ñổi kích thước rãnh mẫu phù hợp với cỡ hạt lớn đảm bảo thẻ tích 0,125m3/1 mẫu - Mẫu khống tướng: ðược lấy cơng trình khai đào, vết lộ quặng ñại diện cho thân quặng gốc nhằm phân tích xác định thành phần, đặc điểm khống vật tạo quặng, tổ hợp cơng sinh khống vật, thứ tự sinh thành, cấu tạo kiến trúc quặng làm sở cho việc nhận ñịnh nguồn gốc tạo quặng Kích thước mẫu: (2x3x4)cm - Mẫu thể trọng: Mẫu ñược lấy thân quặng gốc ñể xác ñịnh thể trọng quặng, phục vụ cho công tác tính trữ lượng, mẫu lấy xong tráng paraphin cẩn thận gửi phân tích - Mẫu giã đãi: Lấy thân quặng nhằm phân tích tồn diện khống vật, mẫu giã đãi lấy theo phương pháp mẫu rãnh cơng trình khai đào - Mẫu tham số vật lý: Nhằm mục đích xác định tính chất vật lý ñá chứa quặng, ñá vây quanh ñá có mặt khu vực nghiên cứu - Mẫu lý đá: Mẫu lấy từ cơng trình khai ñào khoan, ñại diện cho loại ñá quặng có màu sắc khác diện tích thăm dị Tại cơng trình khai đào mẫu lấy với kích thước (20x20x20)cm Mẫu lõi khoan lấy với chiều dài 20cm Số lượng mẫu dự kiến 25 mẫu - Mẫu lý ñất: Mẫu ñược lấy lớp đất bở rời, tầng phong hóa triệt ñể nhằm nghiên cứu ñộ ổn ñịnh lớp ñất phủ - Mẫu công nghệ: Mẫu lấy dạng khối lấy toàn bề dày thân quặng Mẫu cơng nghệ lấy sau có kết phân tích bản, trọng lượng mẫu 100 nhằm nghiên cứu thành phần quặng, hợp chất có hại có lợi, độ thu hồi quặng, đặc tính công nghệ khả tuyển luyện chúng 112 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A Kết luận Từ kết tổng hợp, xử lý, phân tích tài liệu trình bày luận văn cho phép học viên rút số kết luận sau: Khu vực Hòa An, Cao Bằng có cấu trúc địa chất phức tạp, khu vực nghiên cứu ñã ghi nhận hệ uốn nếp khác nhau, khu vực phân bố quặng sắt ñược bảo tồn dạng phức nếp lõm, mặt trục thẳng ñứng ñảo Cấu tạo nên khu vực bao gồm ñá carbonat - hệ tầng Bắc Sơn; trầm tích lục ngun phun trào hệ tầng Sơng Hiến; đá xâm nhập có thành phần từ bazơ ñến axit - phức hệ Cao Bằng Tại nơi tiếp xúc ñá carbonat - hệ tầng Bắc Sơn với ñá magma thành phần từ siêu bazơ ñến axit Quặng sắt khu vực Hịa An có thành phần vật chất khơng phức tạp với khống vật chủ yếu là: magnetit bị martit hóa, hematit, limonit, gơtit, pyrit, calcopyrit Khoáng vật phi quặng calcit, epidot, pyroxen, granat Thành phần hóa học TB (%) TFe: 52,2 - 66,86; Mn: vết - 6,39; S: 0,014 - 2,02; P: vết - 0,1; Zn: 0,02 - 0,05; Pb: 0,032 - 0,068; As: 0,01 - 0,09 Thân quặng sắt dạng thấu kính, ổ thấu kính có nguồn gốc skarno Quặng sắt khu vực Hòa An phân bố ba hệ tầng là: hệ tầng Bắc Sơn CP1bs, hệ tầng Sông Hiến T2sh, phức hệ Cao Bằng Các loại ñá chứa quặng sắt chủ yếu đá vơi hạt nhỏ ñến lớn thuộc hệ tầng Bắc Sơn Các ñá phun trào ryolit porphyr, dacit ryolit porphyr trầm tích phun trào cát, sạn kết tuf, bột kết tuf, sét bột kết, cát bột kết dạng phân dải thấu kính đá vơi, loại đá thường có tính phân lớp mỏng tới mỏng có phân bố khơng gian tương đối ổn định diện tích lớn, đá tổ hợp thạch học thành tạo mơi trường trầm tích bình ổn, mực nước biển khơng thay đổi có tốc độ trầm tích chậm chạp, bối cảnh nguồn cung cấp vật liệu trầm tích vụn học nghèo nàn 113 Sử dụng phương pháp ñịa chất truyền thống, tổng hợp xử lý dạng tài liệu có cho phép dự báo khu vực nghiên cứu có tiềm tài nguyên quặng sắt lớn Tổng tài nguyên quặng sắt ñạt:23.283.535 quặng sắt, tài ngun quặng sắt gốc đạt: 18.368.291 tấn, quặng deluvi –eluvi ñạt: 4.915.245 Khu vực Hịa an có triển vọng quặng sắt, sở phân tích yếu tố địa chất liên quan khống chế quặng hố, tiền đề dấu hiệu tìm kiếm, đặc điểm phân bố điểm quặng, thân quặng sắt ñã phát ghi nhận khu vực Hòa An cho phép xác lập diện tích triển vọng quặng sắt Trong khu Nà Rụa – Nà Lũng ñược ñánh giá diện tích có triển vọng nhất, quy mơ lớn hàm lượng trung bình thân quặng cao B Kiến nghị: Trên sở kết nghiên cứu cho thấy quặng sắt khu vực Hịa An có triển vọng Vì vậy, cần đầu tư đánh giá cách tồn diện nhằm làm sáng tỏ đặc điểm tiềm quặng sắt cho toàn khu vực Trên sở lựa chọn diện tích có triển vọng để có kế hoạch đầu tư với mức độ nghiên cứu khác khu cho phù hợp Trước hết cần đầu tư thăm dị vào mỏ Nà Lũng, Bó Lếch, ðây mỏ nghiên cứu chi tiết, ñã xác ñịnh khoanh nối số thân quặng sắt có giá trị cơng nghiệp nhằm sớm đưa mỏ vào khai thác phát triển sở chế biến khống sản Ngồi quặng sắt gốc, khu vực nghiên cứu thân quặng eluvi – deluvi, thân quặng eluvi – deluvi thường nằm trùng với thân quặng sắt gốc, thân quặng sắt eluvi – deluvi thường có hàm lượng cao, hàm suất lớn, ñiều kiện khai thác thuận lợi Với tất lòng trân trọng, lần học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS Lương Quang Khang, thầy, cô giáo mơn Tìm kiếm - Thăm dị, khoa ðịa chất, Phịng ðào tạo Sau ñại học, Trường ðại học Mỏ - ðịa chất nhà khoa học Tổng cục ðịa chất Khống sản, Trung tâm Thơng tin Lưu trữ ñịa chất, chuyên gia bạn ñồng nghiệp ñã quan tâm giúp ñỡ tác giả hoàn thành luận văn 114 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Lương Sao, Khúc Văn Sỹ nnk (1995), Báo cáo tìm kiếm uran - chì - kẽm khống sản khác vùng Quản Bạ, Hà Giang, tỷ lệ 1:25.000 Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ ðịa chất Phạm Hữu Dương, Khúc Văn Sỹ nnk (1996), Báo cáo tìm kiếm ñánh giá ñá vôi, ñá sét xi măng Tây Chang, Na Hai (Bắc Lư) ðiện Biên, Lai Châu Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ ðịa chất Bùi Tất Hợp, Khúc Văn Sỹ nnk (2000), Báo cáo kết đánh giá khống sản vàng dải Thèn Sin-Phong Thổ-Lai Châu Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ ðịa chất Bùi Tất Hợp, Khúc Văn Sỹ nnk (2004), Báo cáo nghiên cứu tiềm tantal-niobi số vùng có triển vọng: Pia Oăc, Phu Hoạt Bà Nà Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ ðịa chất Lưu Văn Dũng, Khúc Văn Sỹ nnk (2005), Báo cáo kết thăm dò mở rộng bổ sung đá vơi, sét laterit mỏ Tà Thiết, huyện Lộc Ninh, tỉnh Bình Phước Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ ðịa chất Bùi Tất Hợp, Khúc Văn Sỹ nnk (2007), Báo cáo thống kê kiểm kê tài nguyên khoáng sản rắn (trừ vật liệu xây dựng thơng thường); đánh giá trạng khai thác, sử dụng ñề xuất biện pháp quản lý Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ ðịa chất Khúc Văn Sỹ nnk (2012), Báo cáo thành lập ñồ mức ñộ ñiều tra ñánh giá địa chất, khống sản Lưu trữ Trung tâm Thơng tin Lưu trữ ðịa chất 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nơng Thanh Bích (1984), Tìm kiếm-thăm dị mỏ Sắt Bó Lếch, Cao Bằng, Lưu trữ Trung tâm Thơng tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội Nguyễn Hà Châu (1984), Tìm kiếm tỉ mỉ mỏ sắt Nà Rụa, Cao Bằng, Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội Nguyễn Thế Cương, (2000), Báo cáo kết ño vẽ ñồ ñịa chất tìm kiếm khống sản nhóm tờ Cao Bằng-ðơng Khê 1:50.000, Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội Bùi Huy Dung (1984), Công tác ðịa Vật lý từ vùng mỏ sắt Hoà An, Cao Bằng, Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội ðặng Thanh Giang (1961), Khảo sát ðịa chất vùng mỏ Sắt Bản Lũng, Hoà An, Cao Bằng, Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội Phạm Hòe (1976), ðặc điểm thạch học, khống vật sơ nguồn gốc mỏ Sắt Nà Rụa, Cao Lạng (Cao Bằng), Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội Nguyễn Việt Hùng (2008), Báo cáo thăm dò quặng sắt khu vực Nà Rụa thuộc phường Tân Giang, thị xã Cao Bằng, tỉnh Cao Bằng, Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội Vũ Quang Lân (2011), Báo cáo lập đồ địa chất điều tra khống sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Hà Quảng thuộc tỉnh Cao Bằng Bắc Kạn, Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội Vũ Văn Lĩnh (1984), Triển vọng quặng Sắt vùng Cao Bằng, Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội 10 Phan Văn San (2010), Báo cáo chuyển ñổi cấp trữ lượng cấp tài nguyên mỏ sắt Ngườm Cháng, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng, Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội 11 Trần Tất Thắng (2002), Tổng hợp tài nguyên quặng sắt Việt Nam, Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội 116 12 Nguyễn Cơng Thuận (2005), Báo cáo kết đo vẽ đồ địa chất tìm kiếm khống sản nhóm tờ Trùng Khánh – Hạ Lang tỷ lệ 1:50.000, Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội 13 Nguyễn Xuân Trường (2008), Báo cáo thăm dò bổ sung mỏ săt Ngườm Cháng- Hòa An- Cao bằng, Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội 14 (1965), Tổng kết công tác Thăm dị Tìm kiếm ðịa chất, ðịa Vật lý kim loại Sắt Cao Bằng, Lưu trữ Trung tâm Thông tin - Lưu trữ ðịa chất, Hà Nội 15 Dovjicov.A (1965), ðịa chất miền Bắc Việt Nam, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội ... ðặc điểm địa chất – khống sản khu vực Hòa An, Cao Bằng Chương 2: Tổng quan quặng sắt phương pháp nghiên cứu Chương 3: ðặc điểm quặng hố sắt khu vực Hịa An, Cao Bằng Chương 4: ðánh giá tiềm tài nguyên. .. quặng sắt 41 2.2 Các phương pháp nghiên cứu 55 Chương ðặc điểm quặng hóa sắt khu vực Hịa An, Cao Bằng 58 3.1 ðặc ñiểm phân bố thân quặng sắt khu vực nghiên cứu 58 3.2 ðặc ñiểm quặng hóa sắt khu. .. ngun quặng sắt xác định khu vực Hịa An Bảng 4.2 Tổng hợp trữ lượng, tài nguyên quặng sắt chưa xác định khu vực Hịa An Bảng 4.3 Mạng lưới định hướng bố trí cơng trình thăm dị quặng sắt khu vực