Luận án Tiến sĩ Địa chất học: Nghiên cứu đặc điểm cơ bản nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên trong trầm tích Đệ Tứ vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế và giải pháp quản lý, sử dụng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:162

Thêm vào BST

Báo xấu

59
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của Luận án nhằm làm sáng tỏ các loại vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên có trong các thành tạo Đệ Tứ thuộc vùng ven biển Quảng Trị - Thừa Thiên Huế, khả năng khai thác sử dụng chúng trong xây dựng. Đề xuất giải pháp quản lý, sử dụng hợp lý nguồn vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên, phục vụ phát triển bền vững kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Địa chất học: Nghiên cứu đặc điểm cơ bản nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên trong trầm tích Đệ Tứ vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế và giải pháp quản lý, sử dụng

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC ĐẶNG QUỐC TIẾN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN NGUỒN VẬT LIỆU XÂY DỰNG TỰ NHIÊN TRONG TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VÙNG QUẢNG TRỊ - THỪA THIÊN HUẾ VÀ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, SỬ DỤNG LUẬN ÁN TIẾN SỸ ĐỊA CHẤT HỌC HUẾ, NĂM 2021
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC ĐẶNG QUỐC TIẾN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN NGUỒN VẬT LIỆU XÂY DỰNG TỰ NHIÊN TRONG TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VÙNG QUẢNG TRỊ - THỪA THIÊN HUẾ VÀ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, SỬ DỤNG Ngành đào tạo: Địa chất học Mã số: 9440201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS. TSKH NGUYỄN THANH 2. PGS.TS ĐỖ QUANG THIÊN HUẾ, NĂM 2021
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án với đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cơ bản nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên trong trầm tích Đệ Tứ vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế và giải pháp quản lý, sử dụng” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Huế, ngày 16 tháng 6 năm 2021 Tác giả Đặng Quốc Tiến i
LỜI CẢM ƠN Luận án được hoàn thành tại Khoa Địa lý - Địa chất, Trường Đại học khoa học, Đại học Huế với sự hướng dẫn khoa học của NGND.GS.TSKH Nguyễn Thanh và PGS.TS Đỗ Quang Thiên. Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy giáo hướng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất để nghiên cứu sinh hoàn thành luận án của mình. Trong quá trình thực hiện luận án, nghiên cứu sinh nhận được sự quan tâm, giúp đỡ, góp ý có hiệu quả của các thầy, cô giáo Khoa Địa lý - Địa chất, Phòng Đào tạo Sau đại học - Trường Đại học Khoa học Huế; Trường Đại học Mỏ - Địa chất; Cục Kiểm soát hoạt động khoáng sản miền Trung - Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam; Đoàn Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên nước 708; Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh Thừa Thiên Huế và Quảng Trị; Công ty cổ phần Tư vấn thiết kế giao thông Thừa Thiên Huế; Công ty cổ phần Đầu tư xây dựng SDC; một số công ty về thăm dò, khai thác khoáng sản, tư vấn về công trình giao thông, dân dụng; các bạn đồng nghiệp; Tạp chí Địa chất; Viện Địa chất - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Trung tâm phân tích thí nghiệm địa chất… Nhân dịp này nghiên cứu sinh xin chân thành cám ơn sự quan tâm, giúp đỡ quý báu đó. ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................. vi DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... viii DANH MỤC HÌNH ẢNH ......................................................................................... xi MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án ....................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu đề tài luận án................................................................... 3 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài luận án ............................................. 3 4. Nhiệm vụ của đề tài luận án .............................................................................. 3 5. Phương pháp luận nghiên cứu đề tài luận án ................................................... 4 6. Luận điểm bảo vệ của đề tài luận án ................................................................ 6 7. Những điểm mới của đề tài luận án .................................................................. 7 8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .......................................................................... 7 9. Cấu trúc đề tài luận án ....................................................................................... 7 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU, TÌM KIẾM, THĂM DÒ, KHAI THÁC VẬT LIỆU KHOÁNG XÂY DỰNG TỰ NHIÊN .......................................... 8 1.1. Vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên ............................................................... 8 1.2. Tình hình nghiên cứu, tìm kiếm, thăm dò, khai thác và sử dụng vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên ở trên thế giới và Việt Nam ............................................. 10 1.2.1. Trên thế giới .......................................................................................10 1.2.2. Ở Việt Nam ........................................................................................15 1.3. Tình hình cấp phép khai thác vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên vùng nghiên cứu ..................................................................................................................... 27 CHƯƠNG 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG ĐỆ TỨ VÙNG NGHIÊN CỨU ................. 32 2.1. Vị trí địa lý vùng nghiên cứu trầm tích Đệ Tứ ........................................... 32 iii
2.2. Đặc điểm địa tầng Đệ Tứ vùng nghiên cứu ................................................ 33 2.2.1. Lịch sử nghiên cứu .............................................................................33 2.2.2. Thang địa tầng Đệ Tứ vùng nghiên cứu ............................................35 2.2.3. Đặc điểm địa tầng Đệ Tứ ...................................................................42 CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA NGUỒN VẬT LIỆU KHOÁNG XÂY DỰNG TỰ NHIÊN VÙNG NGHIÊN CỨU ............................................................ 70 3.1. Đặc điểm phân bố vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên ............................... 71 3.1.1. Theo chiều sâu phân bố......................................................................72 3.1.2. Theo diện tích phân bố .......................................................................72 3.2. Đánh giá tài nguyên dự báo và khả năng khai thác, sử dụng..................... 79 3.2.1. Tài nguyên dự báo của các thành tạo vật liệu xây dựng vùng nghiên cứu .............................................................................................................................79 3.2.2. Khả năng khai thác, sử dụng vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên ......81 3.3. Kết quả nghiên cứu chất lượng các vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên ... 82 3.3.1. Nhóm đất hạt mịn (đất loại sét)..........................................................82 3.3.2. Nhóm vật liệu khoáng xây dựng hạt thô ............................................89 3.3.3. Phân bố vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên và tài nguyên xuất lộ có thể khai thác được ...................................................................................................109 CHƯƠNG 4. MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, SỬ DỤNG NGUỒN VẬT LIỆU KHOÁNG XÂY DỰNG TỰ NHIÊN TRONG TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VÙNG NGHIÊN CỨU ........................................................................................................ 116 4.1. Phương pháp tiếp cận trong điều tra cơ bản, tìm kiếm - thăm dò và những tồn tại trong hoạt động khoáng sản ............................................................................ 116 4.1.1. Phương pháp tiếp cận trong điều tra cơ bản, tìm kiếm, thăm dò khoáng sản ...............................................................................................................116 4.1.2. Một số tồn tại trong việc tiếp cận điều tra và quản lý khoáng sản...117 4.2. Hiện trạng quy hoạch nguồn vật liệu khoáng xây dựng vùng nghiên cứu118 4.3. Một số giải pháp quản lý, sử dụng vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên .. 126 4.3.1. Nhóm các giải pháp về cơ chế, chính sách ......................................126 iv
4.3.2. Nhóm các giải pháp về kỹ thuật .......................................................130 4.3.3. Nhóm các giải pháp về khai thác, sử dụng hợp lý và bảo vệ môi trường, phát triển bền vững .....................................................................................134 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 136 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ............................................................................................................... 139 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 140 v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Chú thích ASTM Tiêu chuẩn Mỹ BS Tiêu chuẩn Anh BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường BXD Bộ Xây dựng ĐCCT Địa chất công trình ĐCTV Địa chất thủy văn MTĐC Môi trường địa chất NĐ Nghị định JIS Tiêu chuẩn Nhật KT -XH Kinh tế - xã hội KTKS Khai thác khoáng sản QLNN Quản lý nhà nước TPVC Thành phần vật chất TPKV Thành phần khoáng vật TCCL Tính chất cơ lý TCXD Tiêu chuẩn xây dựng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UBND Ủy ban nhân dân Wtn Độ ẩm tự nhiên w Khối lượng thể tích tự nhiên C Khối lượng thể tích khô S Khối lượng riêng e0 Hệ số rỗng  Góc ma sát trong C Lực dính kết vi
a1-2 Hệ số nén lún ở cấp ứng suất 1 - 2kG/cm2 E Mô đun tổng biến dạng Ms Mô đun độ lớn Md Giá trị trung bình đường kính hạt So Hệ số chọn lọc của trầm tích cơ học Sk Hệ số đối xứng của đường cong phân bố thành phần hạt Kc Hệ số nén chặt tự nhiên Rtc Sức chịu tải tiêu chuẩn vii
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Phân cấp trữ lượng, tài nguyên khoáng sản của Liên hợp quốc. ..............15 Bảng 1.2. Nguyên liệu khoáng mềm rời tự nhiên làm vật liệu xây dựng ở nước ta .18 Bảng 1.3. Phân cấp tài nguyên, trữ lượng khoáng sản rắn năm 1979. ......................18 Bảng 1.4. Phân cấp trữ lượng và tài nguyên khoáng sản rắn ....................................20 Bảng 1.5. Quy định thành phần hóa học đất loại sét sản xuất gạch ..........................22 Bảng 1.6. Quy định về kích cỡ hạt đất loại sét sản xuất gạch ...................................22 Bảng 1.7. Quy định các chỉ tiêu cơ lý đất loại sét sản xuất gạch ..............................22 Bảng 1.8. Quy định thành phần hóa học đất loại sét sản xuất ngói ..........................22 Bảng 1.9. Quy định chỉ tiêu cỡ hạt đất loại sét sản xuất ngói ...................................23 Bảng 1.10. Quy định tính chất cơ lý đất loại sét sản xuất ngói .................................23 Bảng 1.11. Quy đinh thành phần hạt của cát tự nhiên sử dụng cho sản xuất bê tông ...................................................................................................................................25 Bảng 1.12. Hàm lượng các tạp chất trong cát ...........................................................26 Bảng 1.13. Hàm lượng ion Cl- trong cát mịn ............................................................26 Bảng 1.14. Tiêu chuẩn cát xây tô ..............................................................................27 Bảng 1.15. Bảng thống kê các mỏ vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế .................................................................................................28 Bảng 1.16. Bảng thống kê các mỏ vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên trên địa bàn tỉnh Quảng Trị ...........................................................................................................29 Bảng 2.1. Thực trạng nghiên cứu, phân chia địa tầng Đệ Tứ đồng bằng ven biển vùng nghiên cứu ........................................................................................................37 Bảng 2.2. Thang địa tầng Đệ Tứ ...............................................................................41 Bảng 3.1. Tiềm năng, khả năng khai thác vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên trong trầm tích Đệ Tứ vùng nghiên cứu .............................................................................70 Bảng 3.2. Độ sâu mái, bề dày các thành tạo vật liệu khoáng xây dựng Đệ Tứ vùng nghiên cứu .................................................................................................................73 Bảng 3.3. Kết quả đánh giá tài nguyên dự báo các loại vật liệu khoáng xây dựng vùng nghiên cứu ........................................................................................................80 viii
Bảng 3.4. Thành phần khoáng vật vật liệu khoáng hạt mịn Đệ Tứ vùng nghiên cứu ...................................................................................................................................84 Bảng 3.5. Thành phần hóa học các thành tạo vật liệu khoáng hạt mịn Đệ Tứ vùng nghiên cứu .................................................................................................................84 Bảng 3.6. Thành phần hóa học của sét gạch ngói vùng nghiên cứu .........................86 Bảng 3.7. Thành phần độ hạt của vật liệu sét gạch ngói vùng nghiên cứu ...............87 Bảng 3.8. Thành phần hạt, hệ số độ hạt thành tạo vật liệu khoáng trầm tích Đệ Tứ 89 Bảng 3.9. Thành phần khoáng vật vật liệu khoáng hạt thô Đệ Tứ vùng nghiên cứu 90 Bảng 3.10. Thành phần hóa học các thành tạo vật liệu khoáng hạt thô Đệ Tứ vùng nghiên cứu .................................................................................................................90 Bảng 3.11. Kết quả thăm dò cát cuội sỏi xây dựng vùng nghiên cứu .......................91 Bảng 3.12. Thành phần hạt các mẫu cát trầm tích biển Pleistocen thượng phần trên ...................................................................................................................................92 Bảng 3.13. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật các mẫu trầm tích biển Pleistocen thượng phần trên ......................................................................................93 Bảng 3.14. Thành phần hóa học các mẫu trầm tích biển Pleistocen thượng phần trên ...................................................................................................................................94 Bảng 3.15. Kết quả phân tích cơ lý các mẫu cát biển Pleistocen thượng phần trên .94 Bảng 3.16. Tổng hợp giá trị tính chất công nghệ mẫu cát biển Pleistocen thượng phần trên ....................................................................................................................95 Bảng 3.17. Thành phần hạt các mẫu cát trầm tích biển Holocen trung ....................98 Bảng 3.18. Kết quả phân tích khoáng vật các mẫu cát trầm tích biển Holocen trung ...................................................................................................................................99 Bảng 3.19. Thành phần hóa học các mẫu cát trầm tích biển Holocen trung .............99 Bảng 3.20. Tính chất cơ lý các mẫu cát cát trầm tích biển Holocen trung .............100 Bảng 3.21. Tổng hợp giá trị tính chất công nghệ các mẫu cát biển Holocen trung 101 Bảng 3.22. Thành phần hạt cát nguồn gốc hỗn hợp biển, biển gió Holocen thượng .................................................................................................................................102 Bảng 3.23. Kết quả phân tích trọng sa 5 mẫu cát biển, biển gió Holocen thượng ..102 Bảng 3.24. Thành phần hóa học các mẫu cát biển, biển gió Holocen thượng ........103 ix
Bảng 3.25. Tính chất cơ lý các mẫu cát biển, biển gió Holocen thượng ................103 Bảng 3.26. Tổng hợp tính chất công nghệ cát biển, biển gió Holocen thượng .......104 Bảng 3.27. Thành phần hạt (%) cát xám trắng trầm tích biển Holocen trung ở một số mỏ vùng nghiên cứu ................................................................................................105 Bảng 3.28. Thành phần hóa học và trữ lượng cát thủy tinh các mỏ ........................106 Bảng 3.29. Giá trị tổng hợp một số đặc trưng về tính chất xây dựng của đất rời vùng nghiên cứu ...............................................................................................................107 Bảng 3.30. Giá trị tổng hợp một số đặc trưng về tính chất xây dựng của đất dính và đất đặc biệt vùng nghiên cứu ..................................................................................108 Bảng 3.31. Kết quả tính toán tài nguyên dự báo các loại vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên xuất lộ trên mặt vùng nghiên cứu ..................................................................114 Bảng 4.1. Các mỏ cát sỏi lòng sông quy hoạch khai thác, sử dụng đến năm 2020 ở tỉnh Quảng Trị .........................................................................................................119 Bảng 4.2. Các mỏ cát sỏi lòng sông quy hoạch thăm dò, khai thác, sử dụng đến năm 2020 ở tỉnh Quảng Trị .............................................................................................120 Bảng 4.3. Quy hoạch thăm dò, khai thác, sử dụng cát sỏi trên địa bàn tỉnh Quảng Trị giai đoạn 2021 - 2030 ..............................................................................................120 Bảng 4.4. Quy hoạch thăm dò, khai thác cát xây dựng tự nhiên ở Thừa Thiên Huế .................................................................................................................................121 Bảng 4.5. Tài nguyên cát xây dựng nội đồng ở tỉnh Thừa Thiên Huế (2008) ........122 Bảng 4.6. Các mỏ sét gạch ngói quy hoạch khai thác, sử dụng đến năm 2020 ở tỉnh Quảng Trị ................................................................................................................123 Bảng 4.7. Các mỏ sét gạch ngói quy hoạch thăm dò khai thác, sử dụngđến năm 2020 ở tỉnh Quảng Trị ......................................................................................................124 Bảng 4.8. Quy hoạch thăm dò, khai thác, sử dụng sét gạch ngói trên địa bàn tỉnh Quảng Trị giai đoạn 2021 - 2030 ............................................................................125 Bảng 4.9. Quy hoạch thăm dò, khai thác và sử dụng tài nguyên sét gạch ngói tỉnh Thừa Thiên Huế đến năm 2020 định hướng đến năm 2030 ...................................125 x
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1. Sơ đồ vị trí vùng Quảng Trị -Thừa Thiên Huế (Cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam) ..................................................................................................................32 Ảnh 2.1. Ảnh viễn thám thể hiện địa hình bề mặt nghiên cứu (theo ảnh Landsat-8, năm 2015) ..................................................................................................................33 Hình 2.2. Quan hệ các chu kỳ băng hà, gian băng với quá trình hình thành, biến đổi trầm tích Đệ Tứ vùng nghiên cứu .............................................................................36 Hình 2.3. Cột địa tầng tổng hợp N-Q đồng bằng ven biểnvùng nghiên cứu.............42 Hình 2.4. Sơ đồ khái quát địa chất Đệ Tứ vùng nghiên cứu, tỉ lệ 1/200.000 thu nhỏ ...................................................................................................................................44 Hình 2.5. Mặt cắt địa chất Đệ Tứ tuyến I-I’ ..............................................................45 Hình 2.6. Mặt cắt địa chất Đệ Tứ tuyến II-II’ ...........................................................46 Hình 2.7. Mặt cắt địa chất Đệ Tứ tuyến III-III’ ........................................................47 Hình 2.8. Mặt cắt địa chất Đệ Tứ tuyến IV-IV’ ........................................................48 Hình 2.9. Mặt cắt địa chất Đệ Tứ tuyến V-V’ ...........................................................49 Hình 2.10. Mặt cắt địa chất Đệ Tứ tuyến VI-VI’ ......................................................50 Hình 2.11a. Đối sánh địa tầng Đệ Tứ dải ven biển vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế (mảnh 1).............................................................................................................51 Hình 2.11b. Đối sánh địa tầng Đệ Tứ dải ven biển vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế (mảnh 2).............................................................................................................52 Hình 2.11c. Chú dẫn mặt cắt địa chất Đệ Tứ vùng nghiên cứu ................................53 Ảnh 2.2. Lỗ khoan LKPVHue, xã Vinh Mỹ, huyện Phú Vang, Thừa Thiên Huế ....56 Hình 2.12. Biểu đồ phân tích khoáng vật mẫu LK1-HLQT độ sâu 40m ..................58 Hình 2.13. Biểu đồ phân tích khoáng vật mẫu LK2-TPQT độ sâu 33m ...................59 Hình 3.1. Sơ đồ các đường bờ biển cổ kỷ Đệ Tứ vùng nghiên cứu (tỉ lệ 1/200.000 thu nhỏ) .....................................................................................................................78 Ảnh 3.1. Cát trắng hạt mịn (cát nội đồng) tại Gio Linh, Quảng Trị .........................81 Ảnh 3.2. Nhà máy tuyển cát thải từ khai thác titan tại Vĩnh Linh, Quảng Trị ..........81 xi
Hình 3.2. Sơ đồ vị trí khảo sát, lấy mẫu phân tích chất lượng vật liệu khoáng xây dựng ...........................................................................................................................83 Ảnh 3.3. Điểm khảo sát và lấy mẫu sét trầm tích (ĐC2) tại Quảng Trị ....................85 Ảnh 3.4. Điểm khảo sát và lấy mẫu sét trầm tích (ĐC5) tại Quảng Trị ....................85 Ảnh 3.5. Lấy mẫu cát vàng (ĐC1) tháng 4/2017 tại Quảng Trị................................96 Ảnh 3.6. Lấy mẫu cát vàng (ĐC1) tháng 4/2017 tại Quảng Trị................................96 Ảnh 3.7. Điểm khảo sát và lấy mẫu cát vàng tháng 5/2017 tại Thừa Thiên Huế .....96 Ảnh 3.8. Điểm khảo sát và lấy mẫu cát vàng tháng 5/2017 tại Thừa Thiên Huế .....96 Ảnh 3.9. Điểm khảo sát và lấy mẫu cát trắng xám tại Phú Lộc ................................97 Ảnh 3.10. Điểm khảo sát và lấy mẫu cát trắng xám tại Phú Lộc ..............................97 Ảnh 3.11. Điểm khảo sát và lấy mẫu cát trắng xám tại Lăng Cô..............................97 Ảnh 3.12. Điểm khảo sát và lấy mẫu cát trắng xám tại Phú Bài ...............................97 Ảnh 3.13. Điểm khảo sát và lấy mẫu cát trắng xám tại Phú Xuân............................98 Ảnh 3.14. Điểm khảo sát và lấy mẫu cát trắng xám tại Phú Xuân............................98 Hình 3.3. Sơ đồ phân bố vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên vùng nghiên cứu ......110 Hình 3.4. Mô hình DEM vùng nghiên cứu..............................................................111 Hình 3.5. Sơ đồ phân vùng các vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên phổ biên xuất lộ trên mặt vùng nghiên cứu ........................................................................................112 Hình 3.6. Mô hình số 3D vùng nghiên cứu .............................................................112 Hình 3.7. Giao diện khoanh định các vùng đa giác để đánh giá trữ lượng thông qua công cụ Areal Interpolation Layer to Polygon ........................................................113 Hình 3.8. Khống chế điểm độ cao trung bình các đa giác khối VLKXDTT ..........113 Hình 3.9. Xuất kết quả tính toán trữ lượng dự báo vật liệu khoáng xâu dựng tự nhiên từ các đa giác khối ...................................................................................................114 Ảnh 4.1. Điểm khai thác cát sỏi trên sông Thạch Hãn, xã Hải Lệ, thị xã Quảng Trị .................................................................................................................................119 Ảnh 4.2. Điểm khai thác cát sông Mỹ Chánh, xã Hải Hòa, huyện Hải Lăng, Quảng Trị ............................................................................................................................119 Ảnh 4.3. Khu vực khai thác cát xám trắng - vàng hạt trung tại xã Lộc Tiến, huyện Phú Lộc, Thừa Thiên Huế .......................................................................................121 xii
Ảnh 4.4. Khu vực khai thác sông tại thôn Hạ, xã Thủy Bằng, Hương Thủy, Thừa Thiên Huế ................................................................................................................121 Ảnh 4.5. Khu vực cát trắng hạt mịn (cát nội đồng) tại xã Phú Đa, huyện Phú Vang, Thừa Thiên Huế ......................................................................................................122 Ảnh 4.6. Dây chuyền sản xuất cát nhân tạo từ đá granit mỏ Khe Đáy, thị xã Hương Trà, Thừa Thiên Huế ...............................................................................................122 Ảnh 4.7. Khai thác đất gò đồi sản xuất gạch tại Hải Lăng, Quảng Trị ...................124 Ảnh 4.8. Khảo sát hố khoan sâu tại huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế ........132 xiii
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế thuộc các tỉnh duyên hải miền Trung, nằm trong vùng Bắc Trung Bộ và hành lang kinh tế Đông - Tây. Đây là địa bàn chịu sự tàn phá nặng nề của cuộc chiến tranh xâm lược khốc liệt, đời sống nhân dân còn nhiều khó khăn. Nơi đây lại là địa bàn đặc biệt quan trọng với nhiều lợi thế trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội và đảm bảo an ninh quốc phòng đối với khu vực và cả nước. Vì vậy, sau khi thống nhất đất nước, Đảng và Nhà nước đã có nhiều chính sách định hướng phát triển kinh tế - xã hội ở vùng Bắc Trung Bộ này. Ngay từ ngày 13 tháng 9 năm 1997, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 761/TTg phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội vùng Bắc Trung Bộ thời kỳ 1996-2010. Ngày 09 tháng 7 năm 2013, Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội vùng Bắc Trung Bộ và duyên hải miền Trung đến năm 2020 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 1114/QĐ-TTg. Theo đó, vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung là địa bàn chiến lược đặc biệt quan trọng về chính trị, kinh tế, xã hội, quốc phòng, an ninh; có ý nghĩa chiến lược và lợi thế quan trọng trong việc mở rộng giao lưu kinh tế, đồng thời là điểm trung chuyển hàng hóa với các tỉnh Tây Nguyên, Lào, Campuchia, Đông Bắc Thái Lan, Myanmar và cửa ra của tuyến hành lang kinh tế Đông - Tây nối đường hàng hải quốc tế và giao lưu hàng hóa với các quốc gia trên thế giới. Cùng với các lĩnh vực khác như xây dựng các đô thị, các tuyến đường giao thông, các công trình thủy lợi.. rất phát triển. Trước tình hình đó, vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên là nhu cầu rất cần thiết. Để có nguồn vật liệu này, trong thời gian qua, công tác tìm kiếm, thăm dò, khai thác, sử dụng vật liệu xây dựng tự nhiên, kể cả vật liệu xây dựng liên quan với trầm tích Đệ Tứ vùng nghiên cứu đã được tiến hành và góp phần đáng kể trong việc cung cấp các chủng loại vật liệu khác nhau cho ngành xây dựng (cát cuội sỏi, đất sét gạch ngói, đất san nền...). Tuy nhiên, vẫn còn một số vấn đề tồn tại: mang 1
tính nhỏ lẻ, thiếu hệ thống, chưa quan tâm đến khâu quy hoạch, hạn chế trong khâu quản lý cấp phép khai thác, sử dụng vật liệu, nhất là vật liệu xây dựng liên quan đến các thành tạo Đệ Tứ vùng đồng bằng ven biển các tỉnh Quảng Trị, Thừa Thiên Huế. Thời gian qua, công tác lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000, 1:50.000 cũng như một số đề tài nghiên cứu trầm tích Đệ Tứ đã được triển khai ở vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế. Nhưng chưa thành lập được bản đồ địa chất Đệ Tứ chi tiết như là cơ sở khoa học cho quy hoạch tìm kiếm, thăm dò vật liệu xây dựng mềm rời Đệ Tứ vùng nghiên cứu. Mặt khác, do công tác tìm kiếm, thăm dò vật liệu thường nhỏ lẻ, thiếu quy hoạch, khối lượng và loại hình thí nghiệm thành phần vật chất, tính chất vật liệu còn ít... nên chưa làm sáng tỏ được đặc điểm phân bố, chưa khoanh định được các loại hình vật liệu cũng như đánh giá chất lượng, tài nguyên dự báo vật liệu xây dựng trầm tích Đệ Tứ có độ tin cậy cần thiết. Do vậy, khối lượng, chủng loại vật liệu xây dựng thăm dò đưa vào khai thác hàng năm thường quá thấp, không đảm bảo nhu cầu sử dụng (tỉnh Thừa Thiên Huế lượng cát sông khai thác được vào năm 2016 là 97.000m3 so với nhu cầu sử dụng là 1.455.000m3; năm 2017 là 114.337m3 so với nhu cầu sử dụng là 1.511.000m3, năm 2018 là 63.529m3 so với nhu cầu là 1.635.000m3, năm 2019 và năm 2020 không khai thác trong khi đó nhu cầu mỗi năm là 1.635.000m3; ở tỉnh Quảng Trị lượng cát khai thác năm 2016 là 58.510m3, năm 2017 là 63.529m3, năm 2018 là 77.052m3, năm 2019 là 109.207m3, năm 2020 là 80.000m3 so với nhu cầu sử dụng hàng năm là 420.000m3; đất sét năm 2016 là 46.018m3...). Không ít mỏ vật liệu thăm dò xong nhưng do chất lượng không đảm bảo nên không khai thác, sử dụng được. Tình trạng thiếu hụt nguồn cung cấp vật liệu xây dựng hàng năm nói trên cũng là nguyên nhân gia tăng hoạt động khai thác cát sỏi trái phép ở nhiều địa phương khác nhau. Công tác quản lý, vấn đề quy hoạch khai thác, sử dụng vật liệu cũng còn hạn chế, lãng phí tài nguyên khoáng sản. Nhiều vùng quy hoạch cát trắng thủy tinh (nguyên liệu sản xuất thủy tinh chất lượng cao) vùng cát nội đồng ở Thừa Thiên Huế... được sử dụng làm nền cho khu công nghiệp, quy hoạch khu mồ mả... Việc khai thác đất sét gạch ngói với khối lượng lớn dưới dạng chủ trương “cải tạo đồng ruộng” ở những vùng đất trũng thấp làm giảm diện tích trồng lúa cũng là 2
vấn đề cần tính toán, thay đổi. Quy hoạch thăm dò, khai thác, sử dụng vật liệu xây dựng thông thường được phê duyệt trong khi quy hoạch về phát triển vật liệu xây dựng của tỉnh chưa thực hiện xong; quy hoạch khoáng sản làm vật liệu xây dựng thông thường thường do Sở Xây dựng lập trong khi cơ quan tham mưu cấp phép thăm dò, khai thác là Sở Tài nguyên và Môi trường dẫn đến chồng chéo về thực hiện, khâu quy hoạch thiếu tài liệu, việc khảo sát, thi công công trình khoan để đánh giá chiều dày ít được thực hiện, thí nghiệm đánh giá chất lượng chưa đầy đủ còn khá phổ biến... Việc nghiên cứu tổng thể về trầm tích Đệ Tứ chưa được triển khai đầy đủ mà chủ yếu căn cứ vào tài liệu địa chất tỷ lệ 1:200.000 và 1:50.000 nên phần nào ảnh hưởng đến chất lượng các quy hoạch. Từ những luận giải và minh chứng về thực trạng bất cập trong nghiên cứu vật liệu khoáng xây dựng trong trầm tích Đệ Tứ vùng đồng bằng ven biển hai tỉnh Quảng tri - Thừa Thiên Huế nên nghiên cứu sinh chọn đề tài "Nghiên cứu đặc điểm cơ bản nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên trong trầm tích Đệ Tứ vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế và giải pháp quản lý, sử dụng” là cần thiết và có tính cấp thiết. 2. Mục tiêu nghiên cứu đề tài luận án - Làm sáng tỏ các loại vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên có trong các thành tạo Đệ Tứ thuộc vùng ven biển Quảng Trị - Thừa Thiên Huế, khả năng khai thác sử dụng chúng trong xây dựng; - Đề xuất giải pháp quản lý, sử dụng hợp lý nguồn vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên, phục vụ phát triển bền vững kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài luận án - Đối tượng nghiên cứu: nguồn vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên (cát, sỏi xây dựng, sét gạch ngói) liên quan trầm tích Đệ Tứ thuộc đồng bằng ven biển vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế. - Phạm vi nghiên cứu: vùng đồng bằng ven biển và gò đồi kế cận (đến độ cao +50m) thuộc các tỉnh Quảng Trị và Thừa Thiên Huế. 4. Nhiệm vụ của đề tài luận án Để hoàn thành mục tiêu đề tài luận án, các nhiệm vụ nghiên cứu bao gồm: 1) Tìm hiểu trên thế giới và ở Việt Nam về tình hình nghiên cứu, tìm kiếm - 3
thăm dò, khai thác và sử dụng các vật liệu khoáng tự nhiên cho xây dựng; 2) Nghiên cứu tiềm năng về nguồn vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên vùng ven biển Quảng Trị - Thừa Thiên Huế (các loại vật liệu; vị trí không gian phân bố, khả năng khai thác chúng; chất lượng các loại vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên); 3) Đề xuất đổi mới giải pháp quản lý, công tác xây dựng, triển khai quy hoạch tìm kiếm, thăm dò; đánh giá chất lượng, tài nguyên dự báo và đề ra giải pháp sử dụng hợp lý nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên cho phát triển kinh tế - xã hội vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế. 5. Phương pháp luận nghiên cứu đề tài luận án 5.1. Phương pháp luận tiếp cận Để thực hiện đề tài luận án, nghiên cứu sinh sử dụng phương pháp luận với hai quan điểm nghiên cứu sau đây: - Quan điểm nghiên cứu tổng hợp: vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên trầm tích Đệ Tứ có nguồn gốc, thời gian thành tạo, thành phần vật chất, tính năng xây dựng, đặc điểm phân bố... biến động phức tạp theo không gian cũng như theo thời gian. Do đó, để đánh giá, dự báo có độ chính xác cao chất lượng, trữ lượng các thành tạo này cần triển khai quan điểm nghiên cứu tổng hợp bằng vận dụng nhiều phương pháp nghiên cứu khác nhau. - Quan điểm tiếp thu, kế thừa có chọn lọc tài liệu, số liệu điều tra nghiên cứu hiện có. Vật liệu khoáng xây dựng trầm tích Đệ Tứ cấu tạo phần trên cùng vỏ Trái đất. Đây cũng là đối tượng mà các nhà khoa học, kinh tế thuộc nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhau điều tra, nghiên cứu, khai thác, sử dụng từ lâu. Đồng thời, những người đi trước đó cũng để lại một khối lượng tài liệu, số liệu đa dạng cho các thế hệ nghiên cứu về sau thừa kế, sử dụng có chọn lọc cho phù hợp với mục tiêu, nội dung nghiên cứu của mình. 5.2. Các phương pháp nghiên cứu Để thực hiện mục tiêu và nhiệm vụ của luận án, nghiên cứu sinh sử dụng các phương pháp nghiên cứu: - Tổng hợp và phân tích tài liệu Nghiên cứu sinh đã tham khảo, thu thập và tổng hợp các tài liệu có liên quan 4
đến nội dung nghiên cứu của luận án bao gồm: + Các công trình đo vẽ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:200.000; tỷ lệ 1:50.000 trong vùng nghiên cứu [17, 20, 36, 60, 71…]; + Các đề án, đề tài và báo cáo chuyên đề về trầm tích, địa tầng, địa tầng phân tập, sa khoáng, vật liệu xây dựng... [28, 43, 53, 65…]; + Công trình, bài báo chuyên sâu công bố trên các tạp chí [1, 9, 33, 69, 73...]. + Thu thập, kế thừa có chọn lọc tài liệu, số liệu hiện có ở trong và ngoài nước có liên quan đề tài nghiên cứu và vùng nghiên cứu. + Phân tích ảnh viễn thám: sử dụng ảnh vệ tinh để xác định diện phân bố trên mặt các đối tượng địa chất, các lòng sông cổ, các doi đê cát ven bờ… trong đó có thể nhìn khá rõ diện phân bố của chúng, từ đó định hướng cho công tác nghiên cứu. Nghiên cứu sinh đã thu thập ảnh viễn thám ở vùng nghiên cứu để sử dụng cho nghiên cứu. - Phân tích hệ thống: đây là phương pháp sử dụng có hiệu quả khi nghiên cứu các đối tượng mà sự hình thành và biến đổi của nó bị chi phối hay tác động tương hỗ của nhiều quá trình, tác động khác nhau. Vật liệu xây dựng trầm tích Đệ Tứ là đối tượng nghiên cứu có sử dụng phương pháp phân tích hệ thống. - Tương tự địa chất: một yếu tố địa chất nào đó có thể đánh giá, dự báo khi nhà nghiên cứu có trong tay số liệu điều tra, quan trắc yếu tố địa chất đó ở khu vực khác có cùng điều kiện địa chất, địa hình địa mạo như khu vực nhà nghiên cứu cần đánh giá yếu tố địa chất nào đó nói trên. - Chuyên gia: thực tế nghiên cứu cho thấy không ít đối tượng nghiên cứu, nhất là các tai biến địa chất thường chịu tác động của nhiều nguyên nhân, yếu tố ảnh hưởng rất khác nhau mà nghiên cứu sinh không thể am tường hết nên cần có ý kiến tham vấn chuyên gia thuộc nhiều chuyên môn khác nhau. - Lộ trình địa chất truyền thống: để thực hiện việc nghiên cứu phục vụ các mục tiêu, nhiệm vụ đề tài luận án đặt ra, nghiên cứu sinh đã tổ chức 4 đợt khảo sát thực địa, nghiên cứu thực tế, trong đó có nghiên cứu các mỏ đang khai thác vật liệu xây dựng tự nhiên, các vùng phân bố vật liệu xây dựng cũng như lựa chọn vị trí để lấy mẫu phân tích. Các điểm khảo sát đã phân bố rộng khắp vùng nghiên cứu, các 5