BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
Báo cáo
"Các loại hình khoáng sản và các phương pháp tìm
kiếm và chuẩn đoán khoáng sản thiếc"
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
Phần 1: TỔNG QUAN VỀ KHOÁNG SẢN THIẾC
Chương I: Khái quát về lịch sử tìm kiếm – khai thác thiếc
I.1. Khái quát về lịch sử tìm kiếm – khai thác thiếc trên thế giới ................................6
I.2. Khái quát về lịch sử tìm kiếm – khai thác thiếc ở Việt Nam ..................................6
Chương II: Tổng quan về thiếc
II.1. Tính chất ............................................................................................................8
II.2. Đặc điểm khoáng vật .........................................................................................8
II.3. Đặc điểm địa hóa ............................................................................................ 12
II.4. Kinh tế nguyên liệu khoáng .............................................................................13
II.5. Công dụng ......................................................................................................13
Phần 2: NGUỒN GỐC, ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ CÁC LOẠI HÌNH
KHOÁNG SẢN THIẾC
Chương III. Các kiểu nguồn gốc và kiểu mỏ công nghiệp của khoáng sản thiếc
III.1. Đặc điểm địa chất các mỏ thiếc .....................................................................16
III.2. Các kiểu mỏ khoáng. Liên hệ trên thế giới .....................................................17
III.3. Các kiểu công nghiệp. Liên hệ trên thế giới ...................................................28
III.4. Các kiểu mỏ khoáng và kiểu công nghiệp ở Việt Nam ....................................29
Phần III: CÁC TIỀN ĐỀ, DẤU HIỆU TÌM KIẾM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
TÌM KIẾM THIẾC
Chương IV: Các tiền đề tìm kiếm
IV.1. Tiền đề magma ............................................................................................... 38
IV.2. Tiền đề cấu trúc – kiến tạo .............................................................................40
IV.3. Tiền đề nguồn biến chất – nhiệt dịch .............................................................. 41
IV.4. Tiền đề địa mạo ............................................................................................. 42
Chương V. Các dấu hiệu tìm kiếm
V.1. Vết lộ thân quặng ............................................................................................ 44
V.2. Các vành phân tán tản lăng và trọng sa ..........................................................44
V.3. Các vành phân tán thạch địa hóa (nguyên sinh và thứ sinh) ............................ 45
V.4. Các dấu hiệu địa vật lý ....................................................................................46
V.5. Các đới biến đổi nhiệt dịch ..............................................................................47
Chương VI: Các phương pháp tìm kiếm
VI.1. Phương pháp đo vẽ địa chất ...........................................................................48
VI.2. Phương pháp tảng lăn ....................................................................................49
VI.3. Phương pháp ảnh viễn thám ..........................................................................51
VI.4. Phương pháp địa hóa .....................................................................................51
VI.5. Phương pháp trọng sa ....................................................................................53
VI.6. Phương pháp khoan và khai đào ....................................................................55
Phần IV: ĐẶC ĐIỂM KHOÁNG SẢN THIẾC VÙNG ĐÔNG NÚI KHOR – LÂM
ĐỒNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÌM KIẾM
Chương VII. Mở đầu
Chương VIII. Khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên – Kinh tế – Nhân văn
VIII.1. Vị trí địa lý ..................................................................................................58
VIII.2. Địa hình ......................................................................................................58
VIII.3. Sông suối .....................................................................................................58
VIII.4. Giao thông ..................................................................................................58
VIII.5. Dân cư, kinh tế ............................................................................................ 59
Chương IX. KẾT QUẢ CÔNG TÁC ĐIỀU TRA CHI TIẾT
IX.1. Đặc điểm địa chất khu vực .............................................................................60
IX.1.1. Địa tầng ...........................................................................................60
IX.2.2. Magma xâm nhập .............................................................................71
IX.1.3. Kiến tạo ............................................................................................ 77
IX.2. Đặc điểm khoáng sản thiếc ............................................................................77
IX.2.1. Tiểu khu Cap Hirt ............................................................................77
IX.2.2. Tiểu khu Núi Khor ............................................................................83
IX.2.3. Nguồn gốc và sự phân bố quặng hóa ................................................94
Chương X. Các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm
X.1. Các tiền đề tìm kiếm ........................................................................................99
X.1.1. Tiền đề magma ..................................................................................99
X.1.2. Tiền đề cấu trúc .................................................................................99
X.2. Các dấu hiệu tìm kiếm .................................................................................. 100
X.2.1. Vết lộ thân quặng ........................................................................... 100
X.2.2. Đới đá biến đổi ............................................................................... 100
X.2.3. Dị thường địa vật lý ........................................................................ 100
X.2.4. Dị thường địa hóa .......................................................................... 101
X.2.5. Dị thường trọng sa ......................................................................... 103
Chương XI. Các phương pháp tìm kiếm và khối lượng thực hiện
NHẬN XÉT
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LỜI MỞ ĐẦU
PHẦN 1
TỔNG QUAN VỀ KHOÁNG SẢN THIẾC
CHƯƠNG I
KHÁI QUÁT VỀ LỊCH SỬ TÌM KIẾM – KHAI THÁC THIẾC
I.1. Khái quát về lịch sử tìm kiếm – khai thác thiếc trên thế giới
Thiếc là một trong những kim loại đầu tiên mà loài người đã phát hiện được. Việc sử
dụng nó làm hợp kim với đồng đã trải qua một thời kì lâu dài và quan trọng trong thời đại đồ
đồng. Đồng đen cổ nhất đã được tìm thấy ở Ơfrat (Messopotania) vào 3500 – 3200 năm
trước Công Nguyên. Vào khoảng 1800 – 1500 năm trước Công Nguyên, ở Trung Quốc đã sử
dụng rộng rãi đồng đen. Ngày xưa, ở Anh (mỏ Coocmuon), nam Trung Quốc, Bolivin, Liên
Xô đã khai thác thiếc với quy mô lớn.
Năm 1940, thế giới khai thác được 240.000 tấn (trừ Liên Xô). Năm 1957, thế giới sản
xuất được 200.000 tấn (không kể Liên Xô và Trung Quốc). Liên Xô đã phát hiện được nhiều
vùng quặng thiếc rất lớn (Zabaical, tiểu Khingan, Xkhote – Albitin và đặc biệt là trên lãnh
thổ rộng lớn miền đông bắc).
I.2. Khái quát về lịch sử tìm kiếm – khai thác thiếc ở Việt Nam
Ở Việt Nam quặng thiếc có ở 3 khu vực chính Cao Bằng, Sơn Dương và Quỳ Hợp.
Theo kết quả tiềm kiếm – thăm dò trong thời gian qua đã xác định tài nguyên thiếc 80 nghìn
tấn, trữ lượng công nghiệp 50 nghìn tấn, trong đó trữ lượng ở các vùng quặng như sau:
Tĩnh Túc (Cao Bằng): 15 nghìn tấn thiếc
Sơn Dương (Tuyên Quang): 11 nghìn tấn thiếc
Quỳ Hợp (Nghệ An): 23 nghìn tấn thiếc
Tổng TN – TL thiếc Việt Nam được thể hiện ở bảng.
Năm
1850
1913 1937 1941 1945 1950 1955 1960 1966 1971 1981 1991 1995
Sản lượng
84
127
196
244,5 87
164
170
137
166
185
243
197
250
tính quặng
Bảng I.1. Sản lượng khai thác thiếc qua các thời kỳ như sau (nghìn tấn SnO2)
Từ 1910 đến 1914 thực dân Pháp đã khai thác ở Pia Oac đươc 32.473 tấn Sn kèm
theo 137 kg Au. Từ năm 1950 đến năm 1956 khai thác thủ công được 440 tấn SnO2; 1957 –
1980 sản lượng khai thác ở vùng Pia Oac đạt 9.901 tấn SnO2 với hàm lượng trung bình 1305
g/m3. Ở Tam Đảo đạt 3.500 tấn SnO2 với hàm lượng 1348 g/m3. Trước năm 1988, sản lượng
hàng năm chỉ đạt 600 tấn, năm cao nhất 1000 tấn. Ở Sơn Dương khai thác từ 1965 đến 1984 được 4 nghìn tấn, trung bình 210 tấn/năm. Hàm lượng thiếc trung bình 2400 g/m3. Ở Quỳ
Hợp khai thác từ 1961 với qui mô nhỏ.
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ THIẾC
II.1. Tính chất
Thiếc là kim loại mềm, có màu trắng bạc, dễ dát thành lát mỏng 0,005mm. Sn được
ưa chuộng trong kỹ thuật và đời sống do Sn có sức chống ăn mòn cao, muối Sn không độc,
Sn dễ nấu chảy và có thể luyện thành hợp kim cao cấp.
II.2. Đặc điểm khoáng vật
Thiếc tồn tại trong khoáng vật thuộc các nhóm oXt, sulfostanat, surful, silicat, borat
và niobat. Khoáng vật quan trọng nhất của thiếc là cassiterit (SnO2) chứa 69-78 % Sn,
stannin (Cu2FeSnS4) chứa 19-24 % Sn, tilit (PbSnS2) chứa 30,4 % Sn, cylinđrit
(Pb3Sn4Sb2S14) chứa khoảng 25,12 % Sn, franckeit (Pb3Sn4Sb2S14) chứa từ 9,5 - 17,1 % Sn.
Tuy nhiên, chỉ có cassiterit và stannin là tạo thành tụ khoáng. Cassiterit là khoáng vật bền
vững trong điều kiện phong hóa, do vậy có thể tạo nên những mỏ sa khoáng lớn, ngược lại
stannin rất dễ bị phá hủy, cho nên chỉ tồn tại trong quặng gốc.
Cassiterit (SnO2) với thành phần: Sn = 78,62%; O = 21,38%; tỷ trọng 6,8 – 7,1; độ
cứng 6 – 7 . Trong thực tế luôn có Fe, Mn, Ư, Ta, Nb, In, Ge, Be, Zr, SiO2 đôi khi có cả V,
Ni, Sb, Se… Tinh thể có dạng lăng trụ thường hình kim đôi khi có dạng tháp đôi. Các mặt
lăng trụ thường vết thẳng đứng, còn các mặt của hình tháp lại có vết khía song song với các
cạnh của chúng. Rất hay gặp các song tinh cassiterit. Ngoài dạng kết tinh, còn có dạng khác
của cassiterit, đó là dạng thiếc thớ gỗ. Thiếc thớ gỗ thường có dạng nhũ hình quả lê, hình
giọt nước với cấu tạo tỏa tia đồng tâm do các gel SnO2 đông kết.
Stannin (Cu2FeSnS4) với thành phần lý thuyết: Cu = 29,6%, Fe = 13%, Sn = 27,6%,
S = 29,8%; tỷ trọng 4,3 – 5,2; độ cứng 3 – 4. Hàm lượng thiếc thực tế biến động từ 24,08 –
29,08%; thường có Zn (đến 8,71%), Cd (đến 0,83%), Bi (đến 0,2%), Sb (0,2%), đôi khi có
Pb và Ag. Stannin thường rất ít gặp so với cassiterit; nó thường chỉ có mặt trong các thành
tạo quặng thiếc thuộc thành hệ cassiterit – surful. Ngoài ra, người ta còn tìm thấy gần 40
khoáng vật khác nhau có chứa thiếc, tuy nhiên các khoáng vật này ít phổ biến, và nếu có thì
cũng không đủ hàm lượng để khai thác công nghiệp. Hàm lượng thiếc tùy thuộc vào thành
phần hóa học của khoáng vật.
Hình II.1. Tinh thể cassiterit
Hình II.2. Tinh thể stannin
BảngII.1. Bảng thống kê các khoáng vật chứa thiếc
Hàm lượng thiếc Tên khoáng vật Công thức khoáng vật Tỷ trọng Độ cứng (%)
Cassiterite 6.4 – 7.1 6 – 7 78.77 SnO2
Oulankaite 10.27 3.5 – 4 8.94 (Pd,Pt)5(Cu,Fe)4SnTe2S2
Canfieldite 6.28 2.5 10.11 Ag8SnS6
Kuramite 4.56 5 27.13 Cu3SnS4
Ferrokesterite 4 27.46 Cu2(Fe,Zn)SnS4
Stannite 4.3 – 4.5 3.5 – 4 27.61 Cu2FeSnS4
Kesterite 4.54 – 4.59 4.5 32.65 Cu2(Zn,Fe)SnS4
4 4.776 24.40 Cernyite Cu2CdSnS4
4 5.45 20.66 Velikite Cu2HgSnS4
4 4.77 22.89 Hocassiteritrtite Ag2FeSnS4
4 4.822 22.48 Pirtquitasite Ag2ZnSnS4
4 2.8 Sakuraiite (Cu,Zn,Fe,In,Sn)4S4
25.00 Petrukite 4.61 4.5 (Cu,Fe,Zn)2(Sn,In)S4
4 41.83 Rhodostannite Cu2FeSn3S8
4 4.94 40.28 Toyohaite Ag2FeSn3S8
4 4.29 18.29 Stannoidite Cu8Fe3Sn2S12
2Sn3S16
4 20.52 Volfsonite Cu10Cu2+Fe2+Fe3+
Chatkalbitite 5 4.5 25.50 Cu6FeSn2S8
Mawsonite 4.66 3.5 – 4 13.67 Cu6Fe2SnS8
4.47 4 13.93 Hemuscovitsite Cu6SnMoS8
Kiddcreekite 4 12.62 Cu6SnWS8
Vinciennite 4.29 4.5 7.47 Cu10Fe4Sn(As,Sb)S16
Nekrasovite 4.62 4.5 – 5 10.39 Cu26V2(Sn,As,Sb)6S32
Colusite 4.2 3 – 4 4.26 Cu12V(As,Sb,Sn,Ge)3S16
Stibiocolusite 4 – 4.5 2.20 Cu13V(Sb,As,Sn)3S16
2 5.197 Herzenbergite SnS 78.73
3 6.91 Stistaite SnSb 49.37
4 4.86 Mohite 34.71 Cu2SnS3
Tealbitlite 6.4 1.5 – 2 30.44 PbSnS2
Surfulredaite 5.54 – 5.88 2.5 – 3 30.41 PbSnS3
Potosiite 6.2 2.5 10.65 Pb6Sn2FeSb2S14
Levyclaudite 2.5 – 3 19.97 Pb8Sn7Cu3(Bi,Sb)3S28
Franckeite 5.5 – 5.9 2.5 13.68 (Pb,Sn)6FeSn2Sb2S14
Cylindrite 5.4 – 5.42 2.5 25.74 Pb3Sn4FeSb2S14
Yuanjiangite AuSn 11.7 – 11.9 3.5 – 4 37.60
Ottemannite 4.835 2 71.17 Sn2S3
Berndtite 4.5 1 – 2 64.92 SnS2
Vurroite 1.24 Pb21SnAs11Bi11S50Cl8Se
II.3. Đặc điểm địa hóa
Thiếc có tên Latinh là stannum, ký hiệu Sn, là nguyên tố hóa học nhóm IV trong hệ
thống tuần hoàn Mendeleev.
Thiếc kim loại có màu trắng bạc, kết tinh ở dạng tứ diện. Khối lượng nguyên tử
118,69. Trọng lượng riêng 7,3g/cm³. Nhiệt độ chảy 231,9ºC. Nhiệt độ sôi 2270ºC. Thiếc
thuộc kim loại khan hiếm.
Thiếc có hai dạng thụ hình là αSn và βSn. Ở nhiệt độ thường, thiếc tồn tại ở dạng βSn,
đó là một loại thiếc trắng mà mọi người đều biết. Ở nhiệt dộ dưới +13,2 ºC, αSn bền hơn, là
một loại bột dạng tinh thể rất mịn có màu xám. Thiếc trắng (βSn) biến thành thiếc xám (αSn)
xảy ra rất nhanh ở nhiệt độ -33 ºC. Quá trình biến hóa đó mang một cái tên hình tượng là
“bệnh dịch hạch thiếc”.
Sn có trị số Clack 2,5.10-4%. Sn có 10 đồng vị với mức độ phổ biến %: Sn112 - 0,96%; Sn114 - 0,66%; Sn115 - 0,35%; Sn116 - 14,3%; Sn117 - 7,61%; Sn118 - 24,04; Sn119 - 8,58%; Sn120 - 32,85%; Sn122 - 4,72%; Sn124 - 5,94%.
Thiếc có tính bền hóa học cao, trong đá magma aXt cao hơn đá mafic. Ở nhiệt độ
dưới 100 ºC thiếc không bị oxy hóa, ở bề mặt bị phủ một lớp mỏng SnO2. Thiếc đẩy hydro
rất chậm từ dung dịch pha loãng H2SO4 và HCl, tan nhanh trong H2SO4 nóng đậm đặc và
kiềm đậm đặc, tan trong HNO3 ngay cả trong dung dịch nóng và nguội. Trong các hợp chất, thiếc có hóa trị Sn4+ và Sn2+. Trong điều kiện nội sinh, thiếc di chuyển được nhờ có F và B
liên quan với hoạt động magma aXt.
Thiếc là nguyên tố linh động, dễ di chuyển vì bản chất hai mặt, vừa là ion dương
trong muối đơn và phức, vừa là ion âm trong stanat và sulfostanat, nên dung dịch chứa thiếc
có thể di chuyển đi xa lên phần trên của vỏ Trái đất. Có lẽ vì thế mà khoáng hoá thiếc liên
quan với magma aXt có thể đi lên phần cao nhất của vỏ Trái đất, tồn tại trong vỏ sial, hoặc
đến phần nóc của thể magma liên quan với chúng. Ở dưới sâu bên dưới vỏ sial, các đá
magma nghèo hoặc không có thiếc (Sn – deficient magma).
Thiếc là nguyên tố lưỡng tính, vừa có tính ưa đá vừa có tính ưa đồng. Kích thước bán kính ion Sn4+ (0,074m) gần với kích thước bán kính ion Nb5+, Ta5+, và Ti4+ nên thường tạo
thành những hỗn hợp đồng hình trong các titanat và tatalo – niobat cũng như dưới dạng hỗn
hợp đồng hình của thiếc trong quặng xám (đến 1,5%).
Tính ưa đá của thiếc thể hiện ở sự thường xuyên có mặt trong các khoáng vật tạo đá
như biotit, muscovit, felspat, sphen, hiếm hơn còn gặp trong amphibol, pyroxen, granat.
Trong môi trường aXt tính ưa đồng thể hiện ở sự tham gia của Sn4+ trong các phức
anion thành tạo stanat và sulfostanat. Ngoài ra thiếc còn có mặt trong các hợp phần của bor
(gunsit, nordensendin…) và các khoáng vật skarn khác.
II.4. Kinh tế nguyên liệu khoáng
Các mỏ rất lớn có trữ lượng >100 ngàn tấn, lớn 25 - 100 ngàn tấn, trung bình 5 - 25
ngàn tấn, nhỏ <5 ngàn tấn. Quặng Sn giàu có ở các mỏ nguyên sinh chứa >1% Sn, trung bình
1 - 0,4%, nghèo 0,1- 0,04%. Các mỏ sa khoáng được khai thác khi hàm lượng Sn 100 - 200g/m3. Trữ lượng Sn cơ sở của thế giới: 10 triệu tấn. Sản lượng khai thác năm 1993: 175
ngàn tấn. Giá thành: 4.900USD/tấn.
Nước sản xuất chủ yếu (%): Trung Quốc (24), Brazin (10), IndoneXa (14,3), Bolivia
(8,6), Thái Lan (8), Malaysia (8).
II.5. Công dụng
Từ năm 1820 do biết được cách chế tạo sắt tây nên Sn đã trở thành một trong những
nguyên liệu quan trọng bậc nhất. Khoảng 40% tổng lượng thiếc dung vào mục đích này.
Hợp kim batit (Sn-Pb-Sb) dùng để đúc ổ trục máy móc, Sn là kim loại không thể thiếu
được của nhiều ngành kỹ thuật hiện đại. Muối Sn dùng để chế màu, chất men, làm kính,
clorua Sn dùng trong ngành sơn và công nghiệp thủy tinh, surfua Sn dùng trong ngành đúc,
sắt tây dùng làm đồ hộp. Sn dùng trong công nghiệp quốc phòng, là kim loại chiến lược quan
trọng.
Thiếc dùng để sản xuất đồng thanh, hợp kim hàn và babit. Đối với lĩnh vực này yêu
cầu hơn 50% tổng lượng thiếc, trong đó một nửa hàng để sản xuất hợp kim hàn.
Một số lượng thiếc dùng ở dạng lá mỏng để bao gói. Gần đây người ta dùng thiếc trong hợp
kim với nhôm và titian dùng trong kỹ thuật du hành vũ trụ.
Hình II.3. Biểu đồ tiêu thụ thiếc trên thế giới năm 2006 (nguồn www.itri-innovation.com)
Hình III.4a. Hợp kim thiếc
Hình III.4b. Sắt tây
Hình III.4c. Kính nổi
Hình II.4. Một số ứng dụng của thiếc
PHẦN 2
NGUỒN GỐC, ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ
CÁC LOẠI HÌNH KHOÁNG SẢN THIẾC
CHƯƠNG III
CÁC KIỂU NGUỒN GỐC VÀ KIỂU MỎ CÔNG NGHIỆP CỦA
KHOÁNG SẢN THIẾC
III.1. Đặc điểm địa chất các mỏ thiếc
Khoáng sàng thiếc phát triển ở vùng uốn nếp địa vồng, các địa khối trung tâm và cả
trong các đới hoạt hóa của khiên và của nền. Những công trình nghiên cứu cho rằng vị trí các
đai khoáng hóa thiếc trùng với các nơi dát mỏng của vỏ Trái Đất với bề dày các trầm tích
lớn, nghĩa là phân bố ở những nơi hoạt động mạnh của vỏ Trái Đất, gồm:
- Đới thành tạo võng lâu dài và được lấp đầy bởi các đá phiến – cát kết
- Những đai uốn nếp quanh các địa khối trung tâm (vi lục địa)
- Những nơi nứt tách sâu và những nơi giao nhau của các đứt gãy phá hủy sâu trên
miền nền mà nơi đó xuất hiện các thành tạo xâm nhập.
Các thể granit chứa thiếc và những vùng mỏ quặng thiếc được khống chế bởi các yếu
tố kiến trúc như sau:
- Vùng bản lề của các cấu trúc nếp uốn vồng và những nơi uốn cong của cấu trúc nếp
uốn bị chia cắt nhiều đứt gãy phá hủy có tuổi khác nhau
- Đứt gãy sâu, đặc biệt nơi giao nhau giữa chúng và nếp uốn.
Đôi khi trong những vùng rộng lớn quặng hóa thiếc phân bố ở ven rìa các thể xâm
nhập, và phổ biến là ở vòm các khối xâm nhập. Ngoài ra thành phần thạch học của các đá
vây quanh cũng đóng vai trò quan trọng – nghĩa là quặng hóa (thể quặng) phân bố ở các tầng
trầm tích xen kẽ của đá cát kết và phiến, tại những nơi với các lớp đá dòn, dễ vỡ như cát kết,
quartzit, plagiogneiss amphibol.
Về mặt phân bố, mỏ thạch anh – cassiterit được thành tạo theo hai nhóm chính:
- Trên các thân xâm nhập, phân bố trong các tầng đá phiến – cát kết vây quanh
- Trong các thể xâm nhập granitoit (nơi phần lồi, phần nhô) với khoảng cách quặng
hóa từ 1,5 – 2km
Phụ thuộc vào hình dạng các thể xâm nhập, sự có mặt các đứt gãy phá hủy trước
quặng mà các thể mạch quặng có thể có nhiều dạng khác nhau: hình vòng, kéo dài hoặc là
mạng mạch quặng phức tạp. Các yếu tố kiến tạo địa phương khống chế sự phân bố
quặng hóa:
- Quặng hóa dạng mạng mạch:
Tại những nơi tiếp giáp của các đứt gãy có nhiều phương khác nhau
Tại ven rìa các khối xâm nhập nơi mà phổ biến nhiều khe nứt được thành tạo
trong các quá trình kết tinh
Trong các vùng họng núi lửa
- Các thân quặng trong các khe nứt vỡ vụn
- Các thân quặng trong các hệ thống khe nứt liên hợp và các nứt tách
Tuy nhiên các cấu trúc thuận lợi hơn có giá trị công nghiệp là kiểu quặng hóa mạng
mạch và một phần liên quan với các thành tạo núi lửa. Các mỏ phân bố trong các thành tạo
núi lửa đặc trưng là thường có kích thước lớn và lịch sử phát triển phức tạp, bắt đầu từ lúc
xâm nhập các đai mạch có nhiều tuổi, thành phần khoáng vật các mạch (từ giai đoạn nhiệt độ
cao đến nhiệt độ thấp) rất khác nhau và cuối cùng là các dịch chuyển kiến tạo sau quặng.
III.2. Các kiểu mỏ khoáng. Liên hệ trên thế giới
III.2.1. Mỏ pegmatit
Thiếc gặp trong các kiểu khác nhau của pegmatit, nhưng chỉ có loại natri liti thì hàm
lượng cassiterit cao và có giá trị công nghiệp. Đối với pegmatit chứa thiếc, thường greizen
hóa và albit hóa. Quá trình đó cũng thường xảy ra ở đới nội, ngoại tiếp xúc của các khối
granit chứa thiếc và có khi xa ranh giới tiếp xúc đến 1 – 2 km hoặc hơn.
Nhiều nhà nghiên cứu phân ra thành 2 loại là:
- Pegmatit thạch anh - microlin
- Thạch anh – microlin – spodumen pegmatit chứa thiếc
Phổ biến nhất là pegmatit thạch anh – microlin và chúng bị albit hóa, muscovit hóa
mạnh mẽ. Thành phần khoáng vật là albit và các khoáng vật khác đi kèm có các loại
photphat, tourmalin crom và columbit phát triển nhiều trong mạch. Các thành tạo có greizen
cùng với cassiterit có dạng ổ, thấu kính và các thể méo mó khác ở ven rìa. Đôi khi còn gặp
surful cùng với thạch anh được thành tạo ở giai đoạn sớm. Các khoáng vật thành tạo ở giai
đoạn sau (chồng gối) của pegmatit thạch anh – microlin – spodumen làm cho spodumen bị
biến đổi thành tạo tập hợp albit – mica. Các thể pegmatit chứa thiếc có dạng tấm ổ, thấu kính
và hiếm hơn là dạng ống.
Cassiterit đặc trưng cho thành hệ pegmatit có dạng tinh thể tháp đôi 4 phương rất
ngắn (K = 1), tỷ trọng 6,83, màu đen nâu, nâu đen, đa sắc mạnh, chứa nhiều Ta, Nb (khoảng
0,5 – 1%).
Kiểu mỏ pegmatit có quy mô nhỏ, hàm lượng Sn trong quặng nghèo dưới 0,1% nên
không có ý nghĩa công nghiệp
Liên hệ trên thế giới
Kiểu này gặp ở Liên Xô (Trung Á), Ruanda, Zair, Brazin.
Pegmatit chứa thiếc ở Trung Á phân bố thành dãy kéo dài dọc theo đường phân thủy
của dãy núi, trong các đá phiến tuổi Paleozoi trung và các thể xâm nhập granit. Mỏ phân bố
bên trong các thể granit cũng như ở đới cạnh tiếp xúc. Theo Beus A.A (1948) thì pegmatit
chứa thiếc của vùng phát triển cấu tạo đới thuộc giai đoạn kết tinh ban đầu, và cả thành tạo
đới thuộc giai đoạn thay thế. Đối với pegmatit kết tinh ban đầu chia thành 6 đới: 1/ granit
pegmatoit; 2/ dạng aplit; 3/ đới vân chữ (chữ cổ); 4/ đới thạch anh – felspat hạt trung và lớn;
5/ đới felspat dạng khối và 6/ đới thạch anh dạng khối và thạch anh – spodumen. Các đới đó
phân bố định hướng theo độ dày từ ven rìa tới trung tâm của mạch pegmatit và theo cả chiều
thẳng đứng.
Các đới do thay thế như sau: muscovit, albit, lepidomelan và greizen. Đới muscovit
với thành phần khoáng vật là fosfat mangan và sắt, muscovit và thạch anh; đới albit gồm có
albit, tourmalin, fosfat mangan và sắt. Trong đới lepidolit có albit, lepidolit và thạch anh. Đới
g gồm có muscovit, thạch anh, albit và cassiterit. Ngoài ra còn có columbit (Fe, Mn) (Nb,
Ta)2O6. Hàm lượng thiếc trong pegmatit thay đổi từ 0,1 – 0,2%. Theo Strelkin M.F thì
pegmatit albit chứa thiếc có hai loại: 1/ Klevelandit (albit dạng tấm) – spodumen; 2/ greizen
cassiterit phân bố cộng sinh chặt chẽ với albit và mica greizen.
Ở Châu Phi phổ biến rộng rãi pegmatit liên quan với các thành tạo granit tiền Cambri
và Paleozoi hạ. Tại đó chúng tập trung trong 5 giải cấu trúc. Granit chứa thiếc có tuổi
Paleozoi hạ (800 – 1015 triệu năm) và đi cùng với chúng (về thời gian và không gian) là
pegmatit chứa thiếc thuộc phạm vị giải trung Châu Phi kéo dài đến 1100 km. Ở đây phổ
biến nhiều loại pegmatit mà thành tạo của chúng phụ thuộc vào chế độ kiến tạo cũng như
nhiệt độ kết tinh của dung thể magma. Pegmatit chứa thiếc thường phân bố ở phần ven rìa
của khối granit chứa thiếc và đới ngoại tiếp xúc. Khoáng hóa công nghiệp chủ yếu ở đới
ngoại tiếp xúc, trong đó có mỏ Manono – Kitotolo khá điển hình ở tỉnh Saba, Zair. Ở mỏ này
phát hiện hai thân pegmatit, mỗi thân kéo dài khoảng 5 km với bề rộng 400 m. Pegmatit cấu
tạo đới, theo đó từ ven rìa vào trung tâm gồm các đới sau: 1/ thạch anh với muscovit (hoặc
không có), 2/ a – aplit; 3/ natri – liti. Các khoáng vật quặng trong pegmatit có cassiterit và
tourmalin, rutil, torolit (SnTa2O7), leningit (acsenit của Fe, Co, Ni-Fe[As2], arsenopyrit, pyrit
và ilmenit. Đá vây quanh (rìa) của các thân pegmatit là phiến mica. Cassiterit phân bố không
đồng đều trong đá pegmatit, nhưng thường tập trung ở đới thạch anh – muscovit, thành tạo
những tinh thể lưỡng tháp màu nâu sẫm. Khai thác kèm theo cassiterit là columbit – tantanit. Hiện nay khai thác quặng gốc còn tươi lấy khoảng 2 kg cassiterit trong khoảng 1m3 pegmatit.
Tuy mỏ cassiterit pegmatit không có ý nghĩa lớn trong công nghiệp nói chung, nhưng
từ đấy cung cấp cassiterit trong sa khoáng, và khai thác cùng với quặng thiếc còn có Ta, Li
và đôi khi cả Be nữa.
III.2.2. Mỏ Skarn
Kiểu mỏ này đặc trưng bởi sự thành tạo cassiterit trong đới skarn rất giàu magnetit và
surful. Thể quặng dạng lớp có thế nằm dốc hoặc thoải tại nơi tiếp xúc của granitoit với đá
vôi, hoặc dạng ống nơi giao nhau của các đứt gãy, liền kề nhau hoặc nơi uốn võng hoặc dạng
lớp. Thiếc chủ yếu phân bố trong skarn dưới dạng cassiterit và đi kèm mật thiết với các
khoáng vật magnetit và các khoáng surful khác, trong đó phổ biến là arsenopyrit, pyrotin …
Các nhà nghiên cứu phân chia skarn cassiterit thành hai kiểu khoáng sàng magnetit và
surful. Kiểu đầu trong thành phần của quặng rất giàu magnetit, kiểu này thường gặp nhưng ý
nghĩa công nghiệp lại hạn chế, không lớn. Sự thành tạo khoáng vật của kiểu mỏ này thường
có nhiều giai đoạn, trong đó magnetit thành tạo muộn hơn các khoáng vật skarn nhưng đôi
nơi vẫn thấy có sự xen kẽ giữa magnetit và granat, như vậy có lẽ chúng thành tạo đồng thời
với các khoáng vật alumosilicat. Cassiterit là những hạt rất nhỏ và về cơ bản kết tinh muộn
cùng các surful sắt, kẽm và các kim loại khác. Tuy nhiên trong một vài mỏ thấy có sự
chuyển tiếp từ kiểu cassiterit – magnetit sang kiểu cassiterit – surful. Trong kiểu mỏ skarn –
cassiterit giàu surful thì thường phổ biến các dạng borat, trong đó có danburit (CaB2Si2O8),
datolit {CaB(SiO4)(OH)}… hoặc ở một vài mỏ lại có stanoborat. Cassiterit thường đi cùng
