Luận án tiến sĩ Địa chất: Đặc điểm quặng hoá Li ở vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh

Chia sẻ: Trần Văn Gan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:149

Thêm vào BST

Báo xấu

47
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất, nguồn gốc và điều kiện thành tạo quặng Li trong vùng nghiên cứu, tạo cơ sở khoa học cho việc xác lập kiểu mỏ khoáng phục vụ cho công tác tìm kiếm-thăm dò.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Địa chất: Đặc điểm quặng hoá Li ở vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT DƯƠNG NGỌC TÌNH ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HOÁ LITI VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT DƯƠNG NGỌC TÌNH ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HOÁ LITI VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH Ngành: Kỹ thuật địa chất Mã số: 9520501 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1 PGS.TS Nguyễn Quang Luật 2 TS Đỗ Văn Nhuận Hà Nội - 2019
iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu trong luận án là trung thực và các kết quả trình bày trong luận án chưa được ai công bố trong công trình nào. Hà Nội, ngày 22 tháng 01 năm 2019 Tác giả Dương Ngọc Tình
iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT KH&CN Khoa học và công nghệ NCS Nghiên cứu sinh THKV Tổ hợp khoáng vật THCSKV Tổ hợp cộng sinh khoáng vật THTKT Tổ hợp thạch kiến tạo Tr.n Triệu năm LCT Liti cezi và tantan NYF Niobi cezi và fluor
v MỤC LỤC Trang - Trang phụ bìa - Lời cam đoan - Mục lục - Danh mục các bảng - Danh mục các hình ảnh, đồ thị MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG ĐỨC PHỔ - 6 SA HUỲNH 1.1. Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc khu vực 6 1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản Li 6 1.3. Cấu trúc địa chất vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh 10 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1. Đặc điểm địa hóa, khoáng vật học của liti (Li) 34 2.2. Công dụng của liti 38 2.3. Các kiểu mỏ liti 39 2.4. Các thuật ngữ được sử dụng 53 2.5. Các phương pháp nghiên cứu 57 CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT QUẶNG HÓA LITI VÙNG ĐỨC 60 PHỔ - SA HUỲNH 3.1. Đặc điểm phân bố các thân quặng 60 3.2. Đặc điểm địa chất, hình thái cấu trúc các thân quặng 64 3.3. Đặc điểm biến đổi đá vây quanh 72 CHƯƠNG 4. ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT QUẶNG HOÁ 77 LITI VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH 4.1. Đặc điểm thành phần khoáng vật 77 4.2. Đặc điểm thành phần hoá học 92 4.3. Điều kiện hóa-lý thành tạo quặng liti 96
vi 4.4. Quá trình tạo khoáng 98 4.5. Tuổi của khoáng hoá liti và granitoid phức hệ Sa Huỳnh 102 4.6. Xác lập kiểu mỏ và các kiểu quặng Li vùng Đức Phổ - 106 Sa Huỳnh 4.8. Dự báo triển vọng khoáng sản 108 CHƯƠNG 5. CÁC YẾU TỐ KHỐNG CHẾ QUẶNG VÀ TIỀN ĐỀ, DẤU 111 HIỆU TÌM KIẾM QUẶNG LI VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH 5.1. Các yếu tố khống chế quặng 111 5.2. Tiền đề, dấu hiệu tìm kiếm dự báo 122 KẾT LUẬN 126 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 PHỤ LỤC CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MÂUC 133
vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1. Các khoáng vật chứa liti 35 Bảng 2.2. Tổng hợp các thông tin về các mỏ liti trên thế giới 49 Bảng 2.3. Bảng phân loại pegmatit granit 55 Bảng 2.4. Bảng phân loại các kiểu pegmatit nguyên tố hiếm 55 Bảng 4.1: Thành phần cơ bản của các khoáng vật chính 85 Bảng 4.2: Kết quả phân tích SEM khoáng vật lepidolit mẫu H.286 86 Bảng 4.3: Kết quả phân tích SEM khoáng vật albit mẫu H.286 87 Bảng 4.4: Kết quả phân tích SEM khoáng vật casiterit mẫu H.325-2 88 Bảng 4.5: Kết quả phân tích SEM khoáng vật tantalit - columbit mẫu H.161 89 Bảng 4.6: Thống kê hàm lượng các nguyên tố trong thân quặng Li 92 Bảng 4.7: Hệ số tương quan các nguyên tố trong thân quặng Li 93 Bảng 4.8: Thống kê hàm lượng các nguyên tố trong thân quặng Li-Sn 94 Bảng 4.9: Hệ số tương quan cặp các nguyên tố trong thân quặng Li-Sn 94 Bảng 4.10: Thống kê hàm lượng các nguyên tố trong thân quặng Sn 95 Bảng 4.11: Hệ số tương quan giữa các nguyên tố trong thân quặng Sn 95 Bảng 4.12: Kết quả phân tích đồng vị bền δO18 & δD 96 Bảng 4.13: Thứ tự sinh thành và tổ hợp cộng sinh khoáng vật quặng liti và 101 thiếc vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh Bảng 4.14. Thành phần nguyên tố Rb và Sr và tỉ số đồng vị 87Rb/86Rb và 102 87 Sr/86Sr của bộ mẫu quặng liti. Bảng 4.15: Kết quả phân tích tuổi đồng vị U-Pb zircon bằng phương pháp 104 LA-ICP-MS mẫu SH.3 Bảng 4.16: Kết quả phân tích tuổi đồng vị U-Pb zircon bằng phương pháp 105 LA-ICP-MS mẫu SH.4 Bảng 5.1: Kết quả phân tích các nguyên tố đất hiếm trong quặng liti 116 và đá Granit phức hệ Sa Huỳnh
viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1: Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc khu vực 7 Hình 1.2: Điểm khảo sát BT.71. Đá granit phức hệ Sa Huỳnh 15 Hình 1.3: Mẫu lát mỏng BT.50. Granit hai mica phức hệ Sa Huỳnh 15 Hình 1.4: Biểu đồ phân chia thạch hóa các đá phức hệ Sa Huỳnh 18 Hình 1.5: Biểu đồ phân loại granit phức hệ Sa Huỳnh 18 Hình 1.6: Biểu đồ tương quan Q-Ab-Or 19 Hình 1.7: Biểu đồ tương quan Q-Ab-Or 19 Hình 1.8: Biểu đồ biến thiên các nguyên tố vết trong các đá phức hệ Sa 20 Huỳnh chuẩn với Chondrit Hình 1.9: Biểu đồ phân chia các đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh theo bối 20 cảnh kiến tạo Hình 1.10: Điểm khảo sát BT.69. Đá phiến kết tinh bị vò nhàu 25 Hình 1.11: Điểm khảo sát BT.43. Gneis biotit bị migmatit hoá 25 Hình 1.12: Mẫu lát mỏng BT.1727. Đá phiến thạch anh – felspat hai mica 26 Hình 1.13: Mẫu lát mỏng KN.3. Gneis biotit granat bị migmatit hoá 26 Hình 1.14: Bản đồ địa chất vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh 33 Hình 2.1: Một số khoáng vật của liti 37 Hình 2.2: Bản đồ vị trí các mỏ LCT pegmatit trên thế giới 43 Hình 3.1: Bản đồ địa chất khoáng sản khu vực La Vi 63 Hình 3.2: Thân quặng 1 gặp tại hào H.328 65 Hình 3.3: Thân quặng TQ.21a bắt gặp trong lỗ khoan LK.2 67 Hình 3.4: Thân quặng TQ.22 gặp trong lỗ khoan LK.3 67 Hình 3.5: Thân quặng 7 gặp tại hào H.104 68 Hình 3.6. Thân quặng TQ.10a gặp trong lỗ khoan LK.7 70 Hình 3.7. Mẫu Lm.1525. Đá bị biến đổi greisen hoá 70
ix Hình 3.8. Mẫu lát mỏng LV.104 70 Hình 3.9: Thân quặng 10a gặp tại hào H.107 71 Hình 3.10: Bản đồ trường quặng liti Đồng Răm 73 Hình 3.11: Mẫu quan sát các hiện tượng biến chất trao đổi 75 Hình 3.12: Các hiện tượng biến chất trao đổi trong mẫu lát mỏng 76 Hình 4.1: Các loại quặng liti, thiếc trong vùng nghiên cứu 78 Hình 4.2: Mẫu lát mỏng 294 82 Hình 4.3: Mẫu lát mỏng 352/2 82 Hình 4.4: Mẫu lát mỏng 192 83 Hình 4.5: Casiterit trong đá biến đổi greisen hóa 83 Hình 4.6: Vị trí các điểm bắn mẫu H.286 86 Hình 4.7: Giản đồ phân tích SEM khoáng vật lepidolit mẫu H.286 86 Hình 4.8: Giản đồ phân tích SEM khoáng vật albit mẫu H.286 87 Hình 4.9: Vị trí các điểm bắn khoáng vật casiterit mẫu H.325-2 87 Hình 4.10: Giản đồ phân tích SEM khoáng vật casiterit mẫu H.325-2 88 Hình 4.11: Vị trí các điểm bắn khoáng vật tantalit – columbit mẫu H.161 88 Hình 4.12: Giản đồ phân tích SEM khoáng vật tantalit – columbit mẫu H.161 89 Hình 4.13: Kiến trúc vi pegmatit trong mẫu LmLK-1 90 Hình 4.14: Kiến trúc vi pegmatit trong mẫu LmLK-9/2 90 Hình 4.15: Kiến trúc gặm mòn thay thế trong mẫu LmLK-9/2 91 Hình 4.16: Kiến trúc hạt vảy biến tinh gặp trong mẫu BTH187 91 Hình 4.17: Biểu đồ thực nghiệm xác định nguồn gốc nước trong dung dịch tạo 97 khoáng kim loại hiếm liti theo đồng vị 18O -  D vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh Hình 4.18. Sơ đồ tiến hóa độ axit và nhiệt độ của dung dịch hậu magma 98 Hình 4.19: Đường đẳng thời xác định tuổi tuyệt đối của bộ mẫu quặng liti 103 Hình 4.20: Hình ảnh cấu trúc bên trong của zircon mẫu SH3 và SH4. 103 Hình 4.21: Đường cong Concordia và biểu đồ tính giá trị tuổi trung bình 104
x mẫu SH3 Hình 4.22: Đường cong Concordia hình thành trong tương quan giữa 105 206 Pb/238U và 207Pb/235U mẫu SH4 Hình 4.23: Biểu đồ tính giá trị tuổi trung bình mẫu SH4 106 Hình 4.24: Mặt cắt mô phỏng sự phân đới trường pegmatit kim loại hiếm 109 bao quanh granit nguồn. Hình 5.1: Biểu đồ biến thiên các nguyên tố vết trong các quặng liti và đá 115 Granit phức hệ Sa Huỳnh chuẩn với Chondrit Hình 5.2: Biểu đồ tương quan K/Rb-SiO2 phản ánhh mức độ tiến hoá của 116 magma granit phức hệ Sa Huỳnh Hình 5.3: Các biểu đồ phân loại chuyên hoá sinh khoáng đá magma 117 granitoid phức hệ Sa Huỳnh Hình 5.4: Khe nứt phương đông bắc – tây nam cắt và làm dịch chuyển mạch 120 pegmatoid tại vị trí cạnh hào H.131 Hình 5.5: Hệ thống khe nứt phương đông bắc – tây nam cắt và làm dịch 120 chuyển hệ thống khe nứt phương tây bắc – đông nam tại điểm lộ BT.45
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Liti (Li) là một trong những kim loại chiến lược, có ứng dụng đặc biệt quan trọng trong các lính vực khoa học công nghệ, năng lượng và bảo vệ môi trường. Nhu cầu sử dụng Li cho các lĩnh vực ngày càng tăng cao, tr ong khi đó tài nguyên, trữ lượng Li trên thế giới không nhiều. Việc tìm kiếm, phát hiện và đánh giá các mỏ Li đặt ra ngày càng cấp thiết. Ở Việt Nam, trải qua nhiều năm nghiên cứu địa chất, điều tra khoáng sản nhưng chưa phát hiện được khoáng hoá Li có khả năng đạt giá trị công nghiệp. Quặng hoá Li trong vùng vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh được phát hiện năm 2002 trong quá trình lập bản đồ địa chất điều tra khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Ba Tơ và được đánh giá khoáng sản từ 2004-2009. Đây là kiểu khoáng hoá tương đồng với kiểu mỏ pegmatit granit Na -Li, là kiểu mỏ có giá trị công nghiệp, là nguồn cung cấp Li chủ yếu, cũng như các khoáng sản quý hiếm khác: Sn, Ta, Nb, Be, Rb. Có thể nói đây là mỏ Li đầu tiên ở Việt Nam đã được đánh giá khá chi tiết, là cơ sở cho việc thăm dò và khai thác khoáng sản Li trong thời gian tới. Tuy nhiên, còn nhiều vấn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu làm rõ, cụ thể là: làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất; xác định điều kiện địa chất tạo quặng, mối quan hệ với các thành tạo magma, biến chất, điều kiện hoá - lý thành tạo quặng; xác định các yếu tố khống chế quặng: magma, cấu trúc kiến tạo, thạch học - địa tầng, các hoạt động metasomatism; xác lập kiểu mỏ, phân chia các kiểu quặng. Đề tài Luận án “Đặc điểm quặng hoá Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh” được đặt ra có tính thời sự hoàn toàn xuất phát từ yêu cầu cấp thiết của khoa học và thực tiễn khách quan nêu trên. 2. Mục tiêu của đề tài Mục tiêu của đề tài là làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất, nguồn gốc và điều kiện thành tạo quặng Li trong vùng nghiên cứu, tạo cơ sở khoa học cho việc xác lập kiểu mỏ khoáng phục vụ cho công tác tìm kiếm-thăm dò.
2 3. Nhiệm vụ của đề tài - Nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất: thành phần khoáng vật, THCSKV, cấu tạo, kiến trúc quặng; thành phần hoá học quặng Li và tổ hợp thành phần có ích đi kèm. - Nghiên cứu điều kiện thành tạo: nghiên cứu điều kiện địa chất , điều kiện hóa-lý thành tạo quặng Li. - Nghiên cứu các yếu tố khống chế quặng hoá Li: nghiên cứu yếu tố magma khống chế quặng hóa Li; nghiên cứu yếu tố cấu trúc khống chế quặng hóa Li; nghiên cứu các đá biến chất vây quanh quặng Li; nghiên cứu vai trò của các hoạt động biến chất trao đổi trong tạo quặng Li. - Xác lập kiểu mỏ công nghiệp của quặng hóa Li, phân chia các kiểu quặng. - Xác lập các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm -dự báo. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là quặng Li và các đối tượng địa chất có liên quan trong vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh. 5. Ý nghĩa khoa h ọc và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: Việc xác lập kiểu mỏ quặng Li trong vùng nghiên cứu cũng như định hướng cho công tác tìm kiếm phát hiện và thăm dò quặng Li là cơ sở khoa học - thực tiễn góp phần bổ sung lý luận cho khoa học địa chất mỏ quặng, nâng cao năng suất nghiên cứu khoa học ở Việt Nam, tiệm cận gần hơn với các phương pháp nghiên cứu và công nghệ hiện đại trên thế giới. Ý nghĩa thực tiễn Trong đới Kom Tum nói riêng và Việt Nam nói chung có nhiều tiền đề, dấu hiệu và cấu trúc địa chất thuận lợi liên quan khoáng sản Li. Các kết quả nghiên cứu sẽ góp phần định hướng cho công tác tìm kiếm phát hiện các mỏ khoáng tương tự trong đới Kon Tum nói riêng và Việt Nam nói chung, phục vụ Quy hoạch điều tra cơ bản địa chất về tài nguyên khoáng sản.
3 6. Các luận điểm bảo vệ 1. Khoáng sản Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh thuộc kiểu mỏ Pegmatit granit Na-Li, phụ kiểu Pegmatit lepidolit, được thành tạo trong quá trình biến chất trao đổi các thân pegmatit, và bị biến chất trao đổi greisen hoá kèm theo khoáng hoá thiếc chồng lên. 2. Các yếu tố khống chế quặng bao gồm: yếu tố magma xâm nhập là các thành tạo granitoid phức hệ Sa Huỳnh (P3-T1 sh); yếu tố cấu trúc kiến tạo là hệ thống đứt gãy phương tây b ắc đông nam; yếu tố thạch học - địa tầng là đá phiến kết tinh thuộc phức hệ Kan Nack đóng vai trò vây quanh quặng. 7. Các điểm mới của đề tài 1. Từ các kết quả nghiên cứu của đề tài đã làm rõ điều kiện địa chất, điều kiện hóa - lý thành tạo, tuổi đồng vị của quặng Li và tuổi các thành tạo magma xâm nhập phức hệ Sa Huỳnh. Quặng Li trong vùng được thành tạo vào Permi muộn đến Trias sớm (264±3,6 triệu năm) tương đương tuổi đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh. 2. Kết quả nghiên cứu đồng vị bền (δO18 & δD), thạch học, khoáng tướng, bao thể đã xác định nguồn gốc dung dịch tạo quặng có nguồn gốc magma xâm nhập và các quá trình biến chất trao đổi liên quan quặng Li trong vùng. 3. Đã xác lập kiểu mỏ công nghiệp quặng Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh là pegmatit granit kiểu Na-Li, phụ kiểu Pegmatit lepidolit , được thành tạo trong quá trình biến chất trao đổi các thân pegmatit, và bị bi ến chất trao đổi greisen hoá kèm theo khoáng hoá thiếc chồng lên. 4. Đã xác lập các yếu tố khống chế quặng Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh, bao gồm: Yếu tố magma (granitoid phức hệ Sa Huỳnh); Yếu tố cấu trúc kiến tạo (hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam và cấu trúc sinh kèm); Yếu tố thạch học - địa tầng (tổ hợp đá phiến kết tinh phức hệ Kan Nack). 8. Cơ sở tài liệu Luận án được xây dựng trên cơ sở tài liệu của chính NCS tham gia trực tiếp vào các đề tài, đề án: Đề tài KHCN cấp bộ TNMT.03.52 “Nghiên cứu quy luật phân bố quặng hóa kim loại hiếm Liti trong đới Kon Tum, định hướng cho công tác điều
4 tra, phát hiện quặng kim loại hiếm” thực hiện năm 2014-2016 do chính NCS làm chủ nhiệm, các kết quả phân tích của NCS (phân tích tuổi quặng, tuổi đá magma) và tham khảo các công trình: Đánh giá tri ển vọng quặng thiếc và kim loại hiếm (Ta, Li, Be) vùng La Vi, tỉnh Quảng Ngãi (Phạm Văn Thông, 2009); Đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Ba Tơ, tỷ lệ 1:50.000 (Dương Văn Cầu, 2004); Nghiên cứu công nghệ tuyển và chế biến quặng Li vùng La Vi tỉnh Quảng Ngãi (Đào Duy Anh, 2015). Trong quá trình thực hiện luận án và tham gia các đề tài, đề án, NCS đã khảo sát thực địa, nghiên cứu một số mặt cắt chi tiết vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh. Phân tích 79 mẫu lát mỏng, 45 mẫu khoáng tướng tại phòng phân tích Bộ môn Khoáng sản, Khoa Khoa học và kỹ thuật Địa chất; 20 mẫu bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) tại Phòng thí nghiệm Công nghệ cao, Trường Đại học Mỏ - Địa chất; 20 mẫu hoá silicat, 11 mẫu ICP 36 nguyên tố, 5 mẫu rơnghen tại Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Địa chất; Phân tích 20 mẫu ICP-MS, 20 mẫu ICP 15 nguyên tố đất hiếm tại Phòng phân tích Xạ - Hiếm; 13 mẫu bao thể; 20 mẫu giã đãi ; Phân tích 5 mẫu xác định tuổi tuyệt đối quặng Li bằng phương pháp Rb/Sr tại Khoa Địa chất và Vật lý, Đại học Ryukyu, Okinawa, Nhật Bản; Phân tích 2 mẫu tuổi tuyệt đối đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh bằng phương pháp đồng vị U-Pb trong zircon và 6 mẫu đồng vị δO18 & δD trong thạch anh của pegmatit chứa lepidolit tại Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về Địa chất và các Quá trình tạo khoáng - Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc (Bắc Kinh). Ngoài ra NCS tham khảo các kết quả phân tích trong vùng nghiên cứu: 60 mẫu lát mỏng, 40 mẫu khoáng tướng, 10 mẫu microsond, 38 mẫu giã đãi, 19 5 mẫu ICP36 nguyên tố, 380 mẫu hấp thụ nguyên tử Li, 269 mẫu hoá Sn; 10 mẫu bao thể, 10 mẫu rơnghen của công trình Đánh giá triển vọng quặng thiếc và kim loại hiếm (Ta, Li, Be) vùng La Vi, tỉnh Quảng Ngãi (Phạm Văn Thông, 2009); 27 mẫu hoá silicat, 19 mẫu giã đãi, 10 m ẫu bao thể, 13 mẫu ICP-MS của công trình Đo v ẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Ba Tơ, tỷ lệ 1:50.000 (Dương Văn Cầu, 2004).
5 Ngoài ra luận án còn tham khảo các công trình nghiên cứu Li trong nước và trên thế giới (xem tài liệu tham khảo). 9. Cấu trúc của luận án Ngoài mở đầu và kết luận, luận án được cấu trúc thành các chương như sau: Chương 1. Đặc điểm cấu trúc địa chất vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh. Chương 2. Cơ sở lý luận và Phương pháp nghiên cứu Chương 3. Đặc điểm địa chất quặng hoá liti vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh. Chương 4. Đặc điểm thành phần vật chất quặng hoá liti vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh. Chương 5. Các yếu tố khống chế quặng và tiền đề, dấu hiệu tìm kiếm. 10. Nơi thực hiện đề tài luận án Luận án được thực hiện và hoàn thành tại Bộ môn Khoáng sản (nay là Bộ môn Tìm kiếm – Thăm dò), Khoa Khoa học và Kỹ thuật Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Lời cảm ơn Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án, NCS đã nhận được sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Quang Luật và TS. Đỗ Văn Nhuận, NCS xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới các thầy hướng dẫn. Đồng thời trong suốt quá trình thực hiện, NCS đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của Ban Giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất, các đơn vị Nhà trường: Bộ môn Khoáng sản, Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, Khoa Khoa học và kỹ thuật Địa chất, Phòng Đào tạo sau đại học; sự quan tâm, tạo điều kiện của Liên đoàn Địa chất Trung Trung Bộ, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Bộ Tài nguyên và Môi trường, NCS cũng đã nhận được sự góp ý của các thầy cô các nhà khoa học trong lĩnh v ực địa chất khoáng sản. NCS xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các cơ quan, các thầy cô, các nhà khoa học và các đồng nghiệp trong suốt quá trình thực hiện luận án này.
6 Chương 1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH 1.1. Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc khu vực Vùng nghiên cứu thuộc tờ bản đồ địa chất Đức Phổ - Sa Huỳnh tỷ lệ 1:50.000, có diện tích 590km2 giới hạn bởi các toạ độ địa lý: Kinh độ: 108º44’55” – 109º4’55”; Vĩ độ: 4º40’2,6”- 15º50’2,6”. Khu vực nghiên cứu chi tiết có diện tích 40km2. Trên bình đồ cấu trúc khu vực, vùng nghiên cứu nằm ở rìa Đông địa khối Kon Tum, khối cấu trúc móng cổ thuộc rìa Đông của Indosinia, chủ yếu trồi lộ móng uốn nếp kết tinh Tiền Cambri được nâng lên bóc mòn trong suốt Paleozoi sớm-giữa. Hoạt động magma kiến tạo trong vùng xảy ra mạnh mẽ trong Paleozoi muộn đến Mesozoi sớm-giữa. Trong Kainozoi, là các quá trình trượt bằng, căng giãn, nâng vòm do plum hoặc ép trồi kiến tạo kèm phun trào bazan. Cấu trúc sâu, bề mặt Moho có dạng nghiêng thoải, sâu dần về phía tây khoảng 30km. Móng kết tinh trồi lộ trên bề mặt. 1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản Li 1.2.1. Lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực Giai đoạn trước năm 1975: là giai đoạn nghiên cứu của các nhà địa chất Pháp như Hoffet J.H., Fromaget J., Saurin E., … các kết quả được tổng hợp, phản ảnh trên tờ bản đồ địa chất Đông Dương tỷ lệ 1:500.000 (Saurin E., 1962). Giai đoạn sau năm 1975 Việc nghiên cứu địa chất và khoáng sản trong vùng cũng như toàn mi ền Nam được tiến hành một cách có hệ thống. Đáng kể nhất là công trình đo vẽ bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:500.000 (Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao và nnk, 1984). Trong công trình này, các thành tạo biến chất trong vùng được xếp vào hệ tầng Kan Nack tuổi Arkeozoi. Công trình đo v ẽ 1:200.000 loạt tờ Thừa Thiên Huế - Quảng Ngãi (Nguyễn Văn Trang, 1986) [12] về địa tầng trước Kainozoi cơ bản vẫn giữ nguyên như trong
7 Hình 1.1: Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc khu vực (Cơ sở tài liệu Trần Văn Trị, Nguyển Xuân Bao thành lập năm 2008) [17]
8 bản đồ 1:500.000. Các thành tạo magma xâm nhập được mô tả trong các phức hệ Sông Ba, Hải Vân, Đèo Cả. Công trình Nghiên cứu lập bản đồ sinh khoáng và dự báo khoáng sản Địa khối Kon Tum tỷ lệ 1:200.000 và chi tiết hóa một số vùng có triển vọng (Nguyễn Tường Tri, 1995) [13] trong phạm vi nhóm tờ Ba Tơ được vạch ra các nút quặng Đức Phổ (Sn), Sa Huỳnh (Au, Sn, xạ hiếm, đất hiếm) và Ba Tơ (felspat, muscovit). Công trình đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Ba Tơ tỷ lệ 1:50.000 (Dương Văn Cầu, 2004) [3] đã phát hi ện đới khoáng hóa chứa thiếc, kim loại hiếm vùng La Vi và điều tra chi tiết hóa, dự báo triển vọng khoáng sản thiếc, kim loại hiếm. Về công tác địa vật lý, vùng nghiên cứu và lân cận đã được thành lập bản đồ trọng lực tỷ lệ 1:500.000, bay đo từ 1:200.000; bay đo từ-phổ gamma ở tỷ lệ 1:50.000 trong các báo cáo "Măng Xim - Quảng Ngãi" và "Đông Kon Tum"; đo vẽ trọng lực tỷ lệ 1:100.000-1:50.000. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu khoáng sản Li ở Việt Nam Trong quá trình điều tra quặng thiếc, wolfram vùng Pia Oắc, tỉnh Cao Bằng trong những năm 70 của thế kỷ trước các nhà địa chất Việt Nam đã ghi nhận sự tồn tại của lepidolit - khoáng vật chứa liti nhưng chưa phát hiện được các tích tụ khoáng vật có khả năng trở thành mỏ. Trong công trình “Tìm kiếm Uran và khoáng sản khác beryli, fluorit, liti khu Cao Sơn, Cao Lan, Cao Bằng (Nguyễn Đắc Đồng, 1990) đã xác định được các thâ n quặng liti, beryli nằm trong đới quặng chứa uran, fluorit liên quan đến khối magma phức hệ Pia Oắc. Liti tồn tại trong các khoáng vật lepidolit, nằm trong các mạch greisen và fluorit; có mối tương quan chặt chẽ với fluorit. Tại đây đã dự tính tài nguyên đạt 1.205 tấn Li2O; 935 tấn BeO. Trong công trình nghiên cứu Pegmatit và khoáng sản liên quan ở Lưu vực Sông Hồng (Hoàng Sao, 1995) đã ghi nhận loại pegmatit mica – kim loại hiếm phân bố trong trường pegmatit Dị Nậu và Thạch Khoán. Kim loại hiếm tồn tại tr ong khoáng vật mica màu phớt xanh, phớt hồng trong đó hàm lượng Be 0,2 -0,3%, Li
9 0,002-0,004%, Rb 0,03-0,04% (cá biệt tới 0,56%Rb). Đây là những dấu hiệu quan trọng có khả năng phát hiện những tích tụ kim loại hiếm cũng như liti có giá trị. Trong công bố gầ n đây trong công trình nghiên cứu pegmatit chứa đá quý tại Lục Yên (Nguyễn Thị Minh Thuyết, Nguỵ Tuyết Nhung, 2016) đã phát hiện một số thân chứa đá quý turmalin các màu, felspat màu lục, thạch anh ám khói và lepidolit màu tím. Dựa trên các kết quả phân tí ch các tác giả đã xếp pegmatit ở đây vào họ pegmatit LCT (LCT family – họ pegmatit giàu nguyên tố Li, Cs và Ta). Kim loại hiếm liti trong vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh lần đầu tiên được phát hiện trong quá trình đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Ba Tơ, tỷ lệ 1:50.000 (Dương Văn Cầu và nnk, 2004). Kế thừa các kết quả điều tra, lập bản đồ địa chất, khoáng sản tỉ lệ 1/50.000 vùng Ba Tơ, trong các năm 2004-2009 Liên đoàn Địa chất Trung Trung Bộ đã điều tra, phát hiện quặng liti ở khu vực trên địa bàn 2 xã Ba Khâm và xã Ba Trang, huyện Ba Tơ, tỉnh Quảng Ngãi và khẳng định vùng có khả năng trở thành mỏ khoáng sản Liti đầu tiên của Việt Nam . Đã nghiên cứu đặc điểm phân bố, hình thái cấu trúc, thành phần các thân quặng. Tính toán tài nguyên dự báo cho q uặng liti và quặng thiếc trong vùng. Đề tài KHCN cấp nhà nước mã số 09/HĐ - ĐT.09.12/ĐMCNKK Nghiên cứu công nghệ tuyển và chế biến quặng Li vùng La Vi tỉnh Quảng Ngãi do Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Luyện kim thực hiện từ 2012-2014 đã nghiên cứu cơ bản đặc điểm thành phần, dạng tồn tại và công nghệ tuyển quặng liti. Đề tài KHCN cấp Bộ mã số TNMT.03.52 “Nghiên cứu quy luật phân bố quặng hóa kim loại hiếm Liti trong đới Kon Tum, định hướng cho công tác điều tra, phát hiện quặng kim loại hiếm” do chính NCS làm chủ nhiệm thực hiện. Kết quả của đề tài đã nghiên cứu tổng quan về kim loại hiếm liti trên thế giới và Việt Nam, những đặc trưng cơ bản về mô hình nguồn gốc quặng pegmatit chứa liti kim loại hiếm; nghiên cứu thành phần vật chất, dự báo triển vọn g quặng kim loại hiếm liti và các kim loại hiếm đi kèm vùng La Vi; Đã xác lập các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm – dự báo quặng hóa liti, phân chia các diện tích theo mức độ triển vọng khác nhau và
10 định hướng công tác điều tra phát hiện quặng liti trong đới Kon Tum. Số liệu của đề tài là cơ sở khoa học tốt hỗ trợ NCS tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu hơn. 1.2.3. Đánh giá kết quả nghiên cứu trước đây trong vùng nghiên cứu Các nghiên cứu thời gian qua đã xác định được cơ bản đặc điểm thành phần vật chất quặng tron g đó đặc biệt có giá trị là Li, Sn đạt giá trị công nghiệp, đi kèm còn có các khoáng sản quý hiếm khác như Ta -Nb, Be, Rb,... còn rất sơ bộ. Đã phần nào làm rõ tiềm năng tài nguyên khoáng sản liti và thiếc trong vùng, nghiên cứu công nghệ tuyển chế biến quặng liti làm cơ sở cho việc thăm dò, khai thác và chế biến khoáng sản liti trong thời gian tới. Các kết quả điều tra cho thấy đặc điểm, cấu trúc các thân quặng rất phức tạp, đặc điểm quặng hoá, quy luật phân bố các thân quặng chưa được rõ ràng, mức độ điều tra còn ở mức thấp, cần phải tiếp tục nghiên cứu. Những vấn đề tồn tại cần được tiếp tục nghiên cứu a- Đặc điểm thành phần vật chất: thành phần khoáng vật các khoáng vật của liti chủ yếu trong vùng nghiên cứu là gì, THCSKV, cấu tạo, kiến trúc quặng; đặc điểm thành phần hoá học quặng liti và tổ hợp thành phần có ích đi kèm. b- Điều kiện địa chất tạo quặng, mối quan hệ với các thành tạo magma, biến chất, điều kiện hoá - lý thành tạo quặng. c- Các yếu tố khống chế quặng: magma, cấu trúc, biến chất, các hoạt độ ng biến chất trao đổi. d- Kiểu nguồn gốc quặng hoá, kiểu mỏ khoáng liti. 1.3. Cấu trúc địa chất vùng Đức Phổ-Sa Huỳnh 1.3.1. Đặc điểm địa tầng 1.3.1.1. Hệ tầng Đại Nga (N13đn) Trong diện tích nghiên cứu, các thành tạo phun trào bazan Miocen muộn hệ tầng Đại Nga lộ ra không liên tục phần trên cao bề mặt địa hình, diện tích phân bố khoảng 15km2. Thành phần thạch học chủ yếu là bazan olivin với kiến trúc porphyr. Thành phần khoáng vật: ban tinh là olivin từ 1-2% đến 10-12%, plagioclas từ 4-5% đến 10-15%, pyroxen xiên từ 3-4% đến 9-10%, pyroxen thoi ít đến 1-2%; nền gồm