4.2. Các yếu tố khống chế quặng hóa
4.2.2. Yếu tố thạch học - địa tầng
Cùng với các yếu tố kiến tạo - cấu trúc và magma yếu tố thạch học - địa tầng đóng vai trò môi trường chứa quặng. Từ các nghiên cứu quặng hoá antimon Miền Bắc Việt Nam có thể thấy rằng: các thành hệ quặng được hình thành trong các môi trường chứa quặng khác nhau:
Các trầm tích lục nguyên, lục nguyên - carbonat, lục nguyên - carbonat xen ít phun trào axit (các hệ tầng Hà Giang ∈2hg, Pia Phương - D1pp, Đại Thị D1đt) là môi trường địa chất thuận lợi cho tích tụ quặng hoá antimon - vàng. Tất cả các mỏ và điểm quặng của thành hệ thạch anh - antimonit - vàng beresit đều phân bố trong các trầm tích này. Phần lớn quặng hoá antimon - vàng tập trung trong đá vôi bị dăm kết hoá, thạch anh hoá, calcit và đá vôi hoa hoá; với số lượng ít hơn quặng hoá antimon - vàng tập trung trong đá phiến serixit, đá phiến vôi, đá phiến thạch anh
hoặc nơi tiếp xúc giữa hai loại đá này (sự khác nhau về thành phần vật chất và tính chất cơ lý, đặc biệt giữa đá vôi và đá phiến tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tích tục quặng hoá ở ranh giới của hai loại đá kể trên). Trong cát kết, bột kết, sạn kết, cát kết dạng quaczit quặng antimon có phần nghèo hơn. Vai trò tương tự của trầm tích lục nguyên, lục nguyên - carbonat được ghi nhận ở các mỏ: Nậm Chảy, Thần Sa, Năng Khả, Lang Can, Phiêng Giao, Yên Cư (Bản Chằng, Khe Mong).
Môi trường chứa quặng của thành hệ thạch anh - antimonit argillizit (antimon thực thụ, mỏ Mậu Duệ) và các điểm quặng trong nút quặng Bình Gia - Thất Khê (Mỏ Sao, Vàng Pục…) là các trầm tích lục nguyên, lục nguyên xen ít phun trào axit. Thân quặng dạng thấu kính theo mặt lớp, ổ, mạch dài, dạng vỉa gần chỉnh hợp.
Chúng thường phân bố trong cát kết, ranh giới giữa cát kết, sét kết với đá phiến. Như vậy có thể thấy rằng các trầm tích lục nguyên, lục nguyên xen ít phun trào axit, lục nguyên - carbonat xen ít phun trào axit là môi trường tích tụ quặng hoá antimon nói chung. Đặc biệt là loại quặng hoá có nguồn gốc sâu được đưa lên và lắng đọng trong các loại trầm tích nói trên là loại đá có nhiều lỗ rỗng. Ở đây cần nhấn mạnh trong vai trò màn chắn của đá phiến, đá phiến sét tạo điều kiện cho việc thành tạo các thân quặng antimon trong các tập đá thuận lợi và nơi ranh giới của các loại đá khác nhau về thành phần vật chất và các tính chất cơ lý…
Một số mạch thạch anh - antimonit Mỏ Sao phân bố trong các đá phun trào axit (hệ tầng Sông Hiến).
Trầm tích lục nguyên là môi trường thuận lợi cho việc tích tụ quặng hóa antimon thực thụ kiểu Khe Chim, antimon - thủy ngân (kiểu Vàng Pục), quặng antimon: Nà Bạc, Khuổi Luông, Lục Ba, Cẩm Thủy - Bá Thước.
Quặng antimon các mỏ Năng Khả và Lũng Thầu, Tân Lâm, Bù Lọt, Tông Mừng, Yên Vệ chủ yếu phân bố trong đá vôi (đá vôi silic, đá vôi hoa hóa, đá vôi tái kết tinh).
Quặng antimon Phong An (đới cấu trúc Long Đại) phân bố trong đá cát kết dạng quarzit.
Quặng antimon - vàng Xuân Mai phân bố trong trầm tích lục nguyên xen phun trào thành phần basic.
4.2.3. Yếu tố magma
Vấn đề mối liên quan của quặng hóa nói chung và quặng hóa antimon nói riêng với các hoạt động magma là vấn đề lý thú cả về mặt lý thuyết và thực tiễn. Đã có rất nhiều công trình công bố về đề tài này. Mối liên quan nguồn gốc của các mỏ magma thực thụ, pegmatit, albitit, carbonatit, greizen, scarnơ đã được xác lập một cách chắc chắn. Mối liên quan của các mỏ nhiệt dịch với các phức hệ magma hay các khối magma cụ thể trong nhiều trường hợp còn rất nhiều tranh cãi (ngay cả khi mỏ đã khai thác hết tài nguyên).
Thành tạo quặng hóa và hoạt động magma là các quá trình liên quan mật thiết với nhau cả về thời gian và không gian (trong một hệ thống magma - quặng hóa). Trong đó, các quá trình hoạt động magma vừa đóng vai trò sinh quặng (nguồn cung cấp nguồn vật chất - năng lượng, fluit mang quặng từ lò magma trung gian) và tạo quặng (là tác nhân vận chuyển và động viên kim loại từ đá vây quanh...) vừa đóng vai trò phá hủy. Các tác giả ghi nhận các hình thức biểu hiện mối quan hệ giữa quặng hóa với hoạt động magma:
nguồn gốc (trực tiếp, huyết thống), cộng sinh (gián tiếp, anh em, tác động cơ học: tách mở các khe nứt, cung cấp nguồn nhiệt), tình cờ (phi nguồn gốc, cùng tồn tại trong một đới cấu trúc mà không có quan hệ nguồn gốc gì) và không có mối quan hệ rõ ràng. Vấn đề mối liên quan của quặng hoá nhiệt dịch với các khối magma xâm nhập (hoạt động magma) là một vấn đề lý thú và được nhiều nhà nghiên cứu đề cập đến từ rất lâu: K. Emmons (1924), S.S. Smirnov (1937), V.A. Obruchev, A.G. Betekhtin, Yu.A. Bilibin [148], Kh.M.
Abdullaev (1950, 1954) [124], E.E. Zakharov (1953), D.I.
Gorzhevsky (1965) [195], A.I. Tugarinov (1973) [366], G.D.
Aphanasiev (1975) [128], E.P. Izokh [211], A.I. Ginzburg (1975) [233], N.S. Koptev - Dvornikov [233], I.Kh. Khamrabaev [217], I.N. Govorov, M.A. Favorskaia [173, 176] Vũ Ngọc Hải (1979) [119], V.I. Smirnov (1982) [345, 347], G.B. Naumov (1988), V.I.
Kovalenko (1993) [237, 238], L.V. Tauson [354], M.G. Rub, I.A.
Ryabchikov, R.N. Sobolev, M. Stempros, Sullivan … Đặc biệt, mối liên quan của quặng hóa antimon với magma granit còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết một cách thấu đáo, tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã ghi nhận mối liên quan nhất định của quặng hoá antimon với các khối xâm nhập granit và mối quan hệ nhân quả của chúng với cấu trúc địa chất và lịch sử phát triển địa chất của vùng.
Các nhà nghiên cứu đã đề xuất các tiêu chí đánh giá mối liên quan nguồn gốc của quặng hóa nhiệt dịch với hoạt động magma (có thể áp dụng tốt trong nghiên cứu quặng hóa antimon):
1. Mối liên quan trong thời gian (cùng thành tạo trong một khoảng thời gian nhất định hoặc các mỏ nhiệt dịch và các khối magma cùng bị xuyên cắt bởi các thành tạo muộn hơn).
2. Mối liên quan trong không gian: các mỏ của một kiểu thành hệ quặng, một kiểu mỏ và phức hệ magma liên quan cùng tồn tại trong một cấu trúc xác định (cùng trong cấu trúc nếp lồi...).
3. Sự phân bố có quy luật (tính phân đới ngang) của các mỏ nhiệt dịch bao quanh một khối xâm nhập. Tính phân đới này (một trong các quy luật quan trọng) chính là hình thái thể hiện sự tồn tại mối liên quan nguồn gốc của quặng hóa với xâm nhập magma.
4. Sự tương đồng của độ sâu thành tạo (tướng) của quặng hóa và độ sâu của các thể magma. Nhiều tác giả nhấn mạnh vai trò quyết định của tướng xâm nhập và các pha xâm nhập quyết định điều kiện hình thành các mỏ nhiệt dịch.
5. Mối liên quan sinh khoáng (thạch hóa - sinh khoáng) có quy luật của mỏ nhiệt dịch với các đá khác nhau theo thành phần (kiểu tỉnh thạch học xác định bộ mặt sinh khoáng của vùng).
6. Các mỏ nhiệt dịch có các nguyên tố đánh dấu và nguyên tố vết đặc trưng cho đá xâm nhập (các tiêu chí thạch - địa hóa: các dấu hiệu thạch học và các đặc điểm địa hóa - khoáng vật).
7. Mối liên quan mật thiết của quặng hóa trong không gian và thời gian với các thành tạo mạch (đaicơ).
8. Sự tương tự của vùng quặng nghiên cứu với vùng quặng đã xác định có mối liên quan nguồn gốc của quặng hóa nhiệt dịch với các phức hệ magma cụ thể.
Riêng về tính phân đới ngang (tiêu chí 3) đã có rất nhiều công trình đề cập đến. V.I. Smirnov (1939, 1957, 1982) đã mô tả tính phân đới của quặng hóa nội sinh quanh khối magma Kumyshtag (Thiên Sơn):
mạch pegmatit → scarnơ granat - vezuvian W - Mo (As, Bi) → mạch pyrotin, chalcopyrit → mạch đa kim → mạch thạch anh - carbonat. E.A. Radkevich (1959) mô tả tại mỏ San Antonio
(Mêhico): granit → scarnơ Cu – Zn → mach Pb - Ag → mạch Sb.
Năm 1982, V.I. Sminov đã mô tả tính phân đới của quặng hoá antimon trong mối liên quan với các khối magma cụ thể ở Đông Sibiri (mỏ Đeputat), Tây Serbi, Ramberg, Kornuoll (Anh) [345].
Năm 1993, E.A. Korago ghi nhận biểu hiện quặng hoá antimon - vàng trong đới tiếp xúc ngoài của khối granit nhỏ (đảo Đất Mới) [234]. Biểu hiện của quặng hoá antimon trong đới ngoại tiếp xúc với các khối magma tương tự đã phát hiện ở Hồ Nam (Trung Quốc, C. Park 1966). Đ.V. Runđkvist và V.I. Berger (1986) nhấn mạnh mối liên quan của thành hệ thạch anh - antimonit - vàng với các khối granit nhỏ, đặc biệt với các vòm granito - gneis (vòm biến chất đồng tâm là các khối granit và các đới biến chất - vùng Verkhoian - Kolưma) [303]. Năm 1979, Vũ Ngọc Hải mô tả đặc điểm phân đới quặng hoá liên quan với khối granit Tam Tao, trong đó các mỏ antimon vùng Chiêm Hoá thuộc về đới IV rất xa khối xâm nhập.
Năm 1988, Lilia Chođynieck và Đồ Hải Dũng xem các mỏ antimon vùng Chiêm hoá có mối liên quan với khối granit Phia Bioc [26].
Theo các tác giả này granit có tiềm năng sinh vàng thường có tính trội về thành phần natri so với kali cũng như có mức độ tăng cao maghie so với kali. Nguyễn Xuân Dương (1974) [78], Thái Quý Lâm (1990) [97], Vũ Xuân Độ (1994) [123] đều coi các mỏ antimon Chiêm Hoá có mối liên quan với các khối granit trong vùng (phức hệ Loa Sơn - Nghiêm Sơn). Theo Nguyễn Văn Đễ (1977) các mỏ Pắc Lạng, Làng Vài thuộc thành hệ vàng - thạch anh - sulfur được thành tạo có liên quan nguồn gốc với granit phức hệ Pia - Oắc (K2 - P) [72]. Như vậy, các mỏ antimon - vàng Làng Vài được các tác giả xem như có mối liên quan nguồn gốc với các phức hệ: Loa Sơn, Phia Bioc và Pia - Oắc. Chúng tôi cho rằng các tài liệu hiện có chưa đủ để khẳng định một cách chắc chắn mối liên quan nguồn gốc của quặng hoá antimon - vàng với một khối magma granit hoặc một phức hệ magma cụ thể nào (vì thiếu các bằng chứng cụ thể: các số liệu về nguyên tố vết, tuổi tuyệt đối, các nghiên cứu chuyên sâu về mối liên quan địa hoá của đá xâm nhập và quặng hoá, các nghiên cứu về đồng vị, các nghiên cứu về khoáng vật phụ …).
Với mức độ tài liệu hiện nay có thể thấy rằng quặng hoá antimon - vàng vùng Chiêm Hóa có mối liên quan cộng sinh anh em với các khối xâm nhập magma granit nhỏ trong vùng. Nhận định này dựa trên các căn cứ sau:
Quặng hoá antimon - vàng và các khối granit nhỏ cùng phân bố trong một cấu trúc nâng dạng vòm (cấu trúc nếp lồi dạng vòm) với các đới biến chất đồng tâm. Các mỏ và điểm quặng của thành hệ thường phân bố gần các khối xâm nhập nhỏ vùng Chiêm Hoá trong các đới biến chất biotit và chlorit - sericit (hình 3.2). Tại đới tiếp xúc ngoài phía bắc khối Loa Sơn, Kochetkov (1993) [223] ghi nhận biểu hiện của mạch thạch anh chứa hàm lượng cao của: As - 1000 g/t, Sb - 2400 g/t, Ag - 17 g/t. Tài liệu tìm kiếm đông bắc khối Loa Sơn cũng phát hiện antimonit xâm tán trên nền mạch thạch anh phương 50 - 600 (đi kèm với antimonit có pyrit, arsenopyrit, chalcopyrit), trong đó Sb 0,01 - 0,10%, As 0,03 - 10%, Ag 0,01 - 03%, Cu 0,01 - 0,3%, Bi 0,003 - 0,01%. Mặt khác các tài liệu địa vật lý cho phép giả định có ở dưới sâu một thể batolit ẩn kéo dài theo phương BĐB - NTN. Các khối nhỏ granitoiđ nhỏ trong vùng Chiêm Hoá được xem là các pha muộn của các hoạt động magma liên quan với thể batolit ẩn này (hình 4.1). Những bằng chứng này, cho thấy mối liên quan về mặt không gian của các thể xâm nhập granitoiđ nhỏ với quặng hoá antimon - vàng trong vùng.
Các đặc điểm chính của granit vùng Chiêm Hoá. Đá xâm nhập vùng Chiêm Hoá đặc trưng bởi các đá plagiogranit, granit hai mica bị ép, granit muscovit bị cà ép, granit biotit sẫm màu, granit biotit dạng porphyr. Ngoài ra còn có các thể xâm nhập nhỏ của gabro - điorit, gabrođiabas và các đá mạch điabas, metađiabas, pegmatit.
Các khối xâm nhập này xuyên cắt các trầm tích lục nguyên - carbonat Paleozoi tạo nên các vành biến chất trao đổi: muscovit hoá, greizen hoá, beresit hoá, turmalin hoá. Quan hệ của các thể xâm nhập này với cấu trúc vây quanh đều ở dạng xuyên cắt gần chỉnh hợp theo mặt phân lớp của cấu trúc. Thành phần khoáng vật tạo đá trong granit: thạch anh - 25 - 35%, felspat kali (loại microlin - pertit) - 20 - 30%, plagioclas (loại albit - oligoclas N0 8 - 13) - 20 - 40%, biotit - 1 - 10,9%, muscovit - 1 - 5%. Các khoáng vật phụ:
zircon, apatit, granat, sfen, corđierit, turmalin, rutin, ilmenit, pyrit, monazit, corindon, magnetit, anataz. Các đặc điểm thạch hoá: độ axit cao, rất giàu nhôm, nghèo canxi, có tổng kiềm - 4 - 8%. Các nguyên tố hoá học đặc trưng: Be, Ba, Cu, Y, Yb, Zn, Nb, Sn, W.
Trên các biểu đồ tương quan khối lượng nguyên tử Mg - Na, Mg - K, K - Na cho thấy các đá granitoiđ vùng Chiêm Hoá nghiêng về khả năng sinh vàng hơn là thiếc.
Hình 4.1: Sơ đồ lineament và dị thường địa vật lý vùng Chiêm Hóa
Ranh giíi khèi macma granit giả định theo tài liệu địa vật lý
Đứt gãy sâu theo tài liệu địa vật lý Các lineament, đứt gãy
0 6 12km
đại thị
chiêm hóa
Bảng 4.2: Kết quả phân tích thành phần hóa học đá magma vùng Chiêm Hóa Oxyt
Số
TT Tên đá
SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2
O K2O
MKN Số mẫ
u
Σ, %
1 Granit biotit 72,70 0,53 12,30 1,61 3,17 0,10 1,54 0,68 0,69 3,50 3,10 5 99,92 2 Granit có granat 73,20 0,27 14,31 0,32 2,41 0,09 0,71 1,12 2,25 4,65 0,50 3 99,83 3 Plagiogranit 69,10 0,40 16,70 1,05 2,01 0,03 1,20 3,75 3,54 1,20 0,68 4 99,66 4 Granit muscovit 73,10 0,09 15,08 0,91 0,80 0,02 0,48 0,60 3,25 5,01 0,51 2 99,85 5 Điabas 46,30 1,20 13,80 4,28 9,50 0,15 8,22 8,80 2,05 2,30 2,62 3 99,22 6 Metađiabas 44,60 0,20 14,15 8,60 7,50 0,14 9,55 11,76 1,72 0,25 1,12 4 99,59 7 Gabro-điabas 50,60 1,30 14,20 9,28 9,30 - 3,50 7,06 2,86 0,74 1,10 6 99,94 8 Gabro-điorit 55,28 0,85 16,80 3,01 6,65 0,15 2,35 6,02 2,84 2,13 2,95 5 99,03 9 Granit biotit 75,5 0,01 11,7 1,25 0,7 0,01 1,41 1,54 3,0 3,6 0,67 1 99,39 10 Granit (Loa Sơn) 74,36 0,21 13,85 1,09 0,76 0,04 0,47 1,20 2,94 4,58 - 5 99,50 11 Granit (Loa Sơn) 72,90 0,11 14,35 0,37 1,49 - 0,52 1,51 2,76 4,58 0,55 3 99,13 12 Granit
(Nghiêm Sơn)
73,85 0,33 14,68 0,20 1,72 0,06 0,45 1,56 1,54 5,19 0,90 100,48
13 Granit (Chiêm Hoá)
75,21 0,25 13,04 1,59 0,49 0,03 0,62 0,25 3,96 4,13 0,85 2 100,42
.
ương IV. Phân vùng sinh khoáng và dự/b triển vọng quặng antimon Miền Bắc VN 173
Chú thích: 1-8 Tài liệu của Vũ Minh Quân, Nguyễn Văn Bình; 9 - Trần Văn Trị - 1977 (khối Nghiêm Sơn); 10- Lê Đình Hữu - 1989; 11, 12 - Đào Mạnh Tiến; 13 - Nguyễn Kinh Quốc - 1994
Các nghiên cứu của Vũ Minh Quân theo phương pháp của Tomas Jachovski và xử lý nhận dạng các xeri magma cũng cho thấy phần lớn các đá granitoiđ vùng Chiêm Hoá có nhiều khả năng sinh vàng hơn là sinh thiếc.
Những bằng chứng về mối liên quan không gian giữa quặng hoá antimon - vàng vùng Chiêm Hoá và các khối granitoiđ nhỏ trong cùng một cấu trúc địa chất cũng như các đặc điểm thạch hoá cho phép giả định mối liên quan cộng sinh anh em giữa quặng hoá antimon - vàng và các khối granit nhỏ trong vùng.
Các đá magma xâm nhập vùng Chiêm Hoá chúng đều là sản phẩm phân dị của cùng một lò magma ở sâu. Độ sâu và thời gian tách ra của dung dịch magma và dung dịch nhiệt dịch chứa quặng hoá có lẽ khác nhau. (Các khối magma granitoiđ vùng Chiêm Hoá được các nhà nghiên cứu xếp vào các phức hệ magma có các mức tuổi khác nhau: Loa Sơn - D3 - C1, Điện Biên - Ngân Sơn - P2 - T1, Phia Bioc - T3).
Ở Miền Bắc Việt Nam mối liên quan của quặng hóa antimon với các thành tạo địa chất thể hiện khá rõ ràng. Vấn đề này được xem xét trên góc độ: mối liên quan của quặng hóa antimon với các phức hệ magma granit (vai trò sinh quặng) và với các thành tạo địa chất (yếu tố thạch học) chứa chúng. Với các tài liệu gián tiếp có thể thấy mối liên quan nguồn gốc của quặng hóa antimon với một phức hệ magma granit xác định trong các cấu trúc nhất định. Nhận định này dựa trên tính phân đới có quy luật của quặng hóa trong các đới cấu trúc. Ngoài vùng quặng Chiêm hóa (cấu trúc vòm granito – gneis vòm biến chất đồng tâm có nhân là các khối granit) vừa được trình bày, một số ví dụ đáng chú ý sau:
# Cấu trúc Pia Oắc (vùng quặng Pia Oắc). Đây là một cấu trúc nếp lồi dạng vòm nằm ở rìa tiếp giáp giữa hai đới cấu trúc Sông Hiến và Bắc Sơn (Cốc Xô). Cấu trúc này có nhân là granit 2 mica sáng màu (phức hệ Pia Oắc). Từ trong ra ngoài ta có thể thấy tính phân đới của quặng hóa nội sinh: Sn, Sn - W, fluorit → Fe → Pb - Zn (Au, Ag) → Sb.
# Cấu trúc Ngân Sơn - Na Rì (vùng quặng Ngân Sơn - Na Rì).
Đây là một cấu trúc nếp lồi dạng vòm nằm ở rìa tiếp giáp giữa hai đới cấu trúc Sông Hiến và Bắc Sơn (Cốc Xô). Cấu trúc này có nhân là granit 2 mica (phức hệ Ngân Sơn). Từ trong ra ngoài
ta có thể thấy tính phân đới của quặng hóa nội sinh: Sn - đa kim
→ Fe → Pb - Zn → Au → Sb.
Các cấu trúc nếp lồi (vòm nâng) có nhân là các thể granit đáng chú ý khác: Kim Bôi - Lạc Sơn, Tam Đảo, Tấn Mài, Hòa Phú - Thái Hòa, Quỳ Châu - Tà Sỏi (ở các cấu trúc này mối liên quan giữa quá trình thành tạo quặng hóa với hoạt động magma và tiến trình phát triển địa chất của cấu trúc chưa được làm sáng tỏ rõ ràng).