Luận văn thạc sĩ về khoáng vật học mỏ thiếc Suối Bắc tại Đại học Quốc gia Hà Nội

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đặc điểm khoáng vật học nguồn gốc và điều kiện thành tạo mỏ thiếc suối bắc khu vực quỳ hợp, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải

• Tác giả: Trần Thị Mận
• Người hướng dẫn: TS. Phan Lưu Anh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoáng vật học
• Đề tài: Đặc điểm khoáng vật học mỏ thiếc Suối Bắc
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Vị trí khu vực nghiên cứu
• 1.2. Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Khái quát về thiếc
• 2.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu
• 2.2.1. Các nghiên cứu trên thế giới
• 2.2.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam
• 2.2.3. Tình hình nghiên cứu mỏ thiếc gốc suối Bắc
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Nghiên cứu thực địa
• 2.3.2. Phương pháp phân tích mẫu trọng sa
• 2.3.3. Phương pháp khoáng tướng
• 2.3.4. Phương pháp phân tích EPMA
• 3. CHƯƠNG III: ĐẶC ĐIỂM KHOÁNG VẬT QUẶNG TRONG MỎ THIẾC SUỐI BẮC KHU VỰC QUỲ HỢP
• 3.1. Thành phần và đặc điểm khoáng vật
• 3.2. Cấu tạo và kiến trúc quặng
• 3.2.1. Kiến trúc quặng
• 4. CHƯƠNG IV: NGUỒN GỐC, ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO CỦA MỎ THIẾC SUỐI BẮC KHU VỰC QUỲ HỢP
• 4.1. Xác định điều kiện thành tạo mỏ thiếc Suối Bắc, khu vực Quỳ Hợp
• 4.1.1. Cơ sở lý thuyết đa nhiệt kế arsenopyrit
• 4.1.2. Xác định nhiệt độ thành tạo mỏ thiếc Suối Bắc khu vực Quỳ Hợp
• 4.2. Luận giải nguồn gốc mỏ thiếc Suối Bắc
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về đặc điểm khoáng vật học mỏ thiếc Suối Bắc

Mỏ thiếc Suối Bắc nằm trong huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An, là một trong những mỏ thiếc gốc có giá trị kinh tế cao. Đặc điểm khoáng vật học của mỏ này rất đa dạng, bao gồm nhiều loại khoáng vật khác nhau, trong đó nổi bật nhất là cassiterit. Nghiên cứu về mỏ thiếc Suối Bắc không chỉ giúp hiểu rõ hơn về thành phần khoáng vật mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho công tác thăm dò và khai thác khoáng sản.

1.1. Vị trí và địa chất khu vực mỏ thiếc Suối Bắc

Mỏ thiếc Suối Bắc nằm trong hệ tầng Sông Cả, với các thành tạo địa chất đa dạng. Khu vực này có cấu trúc địa chất phức tạp, bao gồm các loại đá phiến thạch anh và biotit. Đặc điểm địa chất này tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành và phát triển của các khoáng vật quặng.

1.2. Thành phần khoáng vật trong mỏ thiếc Suối Bắc

Thành phần khoáng vật trong mỏ thiếc Suối Bắc chủ yếu bao gồm cassiterit, stannit, và một số khoáng vật khác như arsenopyrit và pyrit. Mỗi loại khoáng vật đều có những đặc điểm riêng biệt, ảnh hưởng đến quá trình khai thác và chế biến.

II. Thách thức trong nghiên cứu khoáng vật học mỏ thiếc Suối Bắc

Mặc dù mỏ thiếc Suối Bắc có nhiều tiềm năng, nhưng việc nghiên cứu và khai thác vẫn gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như điều kiện địa chất phức tạp, sự biến đổi của khoáng vật theo thời gian, và sự cạnh tranh trong ngành khai thác khoáng sản là những yếu tố cần được xem xét.

2.1. Các vấn đề về điều kiện địa chất

Điều kiện địa chất tại mỏ thiếc Suối Bắc rất phức tạp, với nhiều loại đá khác nhau. Sự biến đổi của các loại đá này có thể ảnh hưởng đến sự phân bố và hàm lượng của các khoáng vật quặng, gây khó khăn trong việc xác định trữ lượng.

2.2. Sự biến đổi của khoáng vật theo thời gian

Khoáng vật trong mỏ thiếc Suối Bắc có thể bị biến đổi do các yếu tố môi trường như nhiệt độ và áp suất. Việc theo dõi và nghiên cứu sự biến đổi này là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả trong khai thác.

III. Phương pháp nghiên cứu khoáng vật học mỏ thiếc Suối Bắc

Để nghiên cứu đặc điểm khoáng vật học của mỏ thiếc Suối Bắc, nhiều phương pháp đã được áp dụng. Các phương pháp này không chỉ giúp xác định thành phần khoáng vật mà còn cung cấp thông tin về điều kiện hình thành của mỏ.

3.1. Phương pháp phân tích mẫu trọng sa

Phân tích mẫu trọng sa là một trong những phương pháp quan trọng trong nghiên cứu khoáng vật. Phương pháp này giúp xác định hàm lượng và thành phần của các khoáng vật trong quặng, từ đó đưa ra những đánh giá chính xác về trữ lượng.

3.2. Phương pháp khoáng tướng

Phương pháp khoáng tướng giúp xác định cấu trúc và hình thái của các khoáng vật trong mỏ. Thông qua việc phân tích hình thái, có thể hiểu rõ hơn về quá trình hình thành và phát triển của các khoáng vật quặng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu khoáng vật học mỏ thiếc Suối Bắc

Nghiên cứu khoáng vật học tại mỏ thiếc Suối Bắc không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp khai thác. Thông tin từ nghiên cứu có thể giúp tối ưu hóa quy trình khai thác và chế biến khoáng sản.

4.1. Tối ưu hóa quy trình khai thác

Việc hiểu rõ về thành phần và đặc điểm của các khoáng vật quặng giúp tối ưu hóa quy trình khai thác. Điều này không chỉ tăng hiệu quả kinh tế mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường.

4.2. Ứng dụng trong công nghệ chế biến khoáng sản

Thông tin từ nghiên cứu khoáng vật học có thể được áp dụng trong công nghệ chế biến khoáng sản, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu khoáng vật học mỏ thiếc Suối Bắc

Nghiên cứu khoáng vật học tại mỏ thiếc Suối Bắc đã cung cấp nhiều thông tin quý giá về đặc điểm và điều kiện hình thành của mỏ. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho ngành công nghiệp khai thác khoáng sản.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu khoáng vật

Nghiên cứu khoáng vật không chỉ giúp hiểu rõ hơn về mỏ thiếc Suối Bắc mà còn có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển bền vững ngành khai thác khoáng sản.

5.2. Hướng đi tương lai cho nghiên cứu

Tương lai của nghiên cứu khoáng vật học tại mỏ thiếc Suối Bắc cần được tiếp tục mở rộng, với sự kết hợp giữa các phương pháp hiện đại và truyền thống để đạt được kết quả tốt nhất.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Mỏ thiếc gốc Suối Bắc, nằm tại huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An, là một trong những nguồn tài nguyên thiếc quan trọng của Việt Nam. Theo báo cáo của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam năm 2016, tài nguyên thiếc sa khoáng đã cạn kiệt, trong khi tài nguyên thiếc gốc vẫn còn nhiều triển vọng nhưng chưa được thăm dò đầy đủ. Mỏ Suối Bắc thuộc hệ tầng Sông Cả có tuổi Ordovic muộn - Silur sớm, với trữ lượng thiếc ước tính khoảng 15.890 tấn Sn, trong đó thân quặng chính chiếm hơn 90% trữ lượng. Nghiên cứu tập trung vào đặc điểm khoáng vật quặng, thành phần hóa học, cấu tạo - kiến trúc quặng, điều kiện thành tạo và nguồn gốc mỏ thiếc nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho công tác thăm dò, khai thác và chế biến khoáng sản.

Mục tiêu nghiên cứu gồm: xác định đặc điểm các khoáng vật quặng chủ yếu như cassiterit, pyrit, arsenopyrit; xác định nhiệt độ thành tạo mỏ thiếc Suối Bắc; luận giải nguồn gốc mỏ thiếc. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào khu vực mỏ Suối Bắc, huyện Quỳ Hợp, với dữ liệu thu thập từ các mẫu quặng gốc và moong khai thác của Công ty KLM Nghệ Tĩnh. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao hiểu biết về đặc điểm khoáng vật và điều kiện thành tạo, góp phần định hướng thăm dò và khai thác hiệu quả, đồng thời hỗ trợ phát triển công nghiệp chế biến thiếc phục vụ nền kinh tế quốc gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về khoáng vật học và địa chất mỏ thiếc, trong đó:

• Lý thuyết khoáng vật học thiếc: Cassiterit (SnO₂) là khoáng vật chính chứa thiếc với hàm lượng Sn từ 69-78%, bền vững trong điều kiện phong hóa; pyrit và arsenopyrit là các khoáng vật sulfua phổ biến liên quan đến quặng thiếc.
• Mô hình điều kiện thành tạo mỏ thiếc: Nhiệt độ và áp suất thành tạo được xác định qua địa nhiệt kế arsenopyrit dựa trên mối quan hệ pha trong hệ Fe-As-S, theo nghiên cứu của Kretschmar và Scott (1976).
• Khái niệm chính:
  • Cấu tạo - kiến trúc quặng: Các kiểu cấu tạo như xâm tán, ổ, dăm, hang hốc; kiến trúc nửa tự hình, tha hình, cà nát, keo.
  • Tổ hợp khoáng vật cộng sinh: Sự liên kết giữa cassiterit, pyrit, arsenopyrit, chalcopyrit và các khoáng vật thứ sinh.
  • Nhiệt độ thành tạo: Khoảng 430°C được xác định cho mỏ Suối Bắc qua địa nhiệt kế arsenopyrit.
  • Nguồn gốc mỏ thiếc: Liên quan đến hoạt động kiến tạo và quá trình nhiệt dịch trong hệ tầng Sông Cả.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính gồm các mẫu quặng gốc và moong khai thác tại mỏ Suối Bắc, được thu thập trực tiếp tại hiện trường. Tổng số mẫu phân tích chi tiết khoảng 50 mẫu, lấy theo phương pháp chọn mẫu có tính đại diện cao tại các vị trí khai thác và điểm khoáng hóa tiêu biểu.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Phân tích trọng sa nhân tạo: Xác định thành phần khoáng vật quặng, tính chất hình thái và vật lý như màu sắc, hình thái tinh thể, độ mài tròn.
• Phân tích khoáng tướng bằng kính hiển vi phản quang: Xác định cấu tạo, kiến trúc quặng và tổ hợp khoáng vật cộng sinh.
• Phân tích thành phần hóa học bằng EPMA (Electron Probe Micro-Analyzer): Đo hàm lượng các nguyên tố chính và tạp chất trong các khoáng vật chủ yếu như cassiterit, pyrit, arsenopyrit, chalcopyrit.
• Xác định nhiệt độ thành tạo bằng địa nhiệt kế arsenopyrit: Dựa trên mối quan hệ pha Fe-As-S theo mô hình Kretschmar và Scott (1976), sử dụng thành phần nguyên tử As trong arsenopyrit để ước tính nhiệt độ hình thành quặng.

Quá trình nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ năm 2015 đến 2016, tại Viện Địa chất - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Phân viện Siberia, Viện Hàn Lâm Khoa học LB Nga.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thành phần khoáng vật quặng: Mỏ thiếc Suối Bắc chủ yếu chứa cassiterit (chiếm khoảng 34% trọng lượng khoáng vật quặng), pyrit (đến 7%), arsenopyrit (khoảng 5%), cùng với chalcopyrit và các khoáng vật thứ sinh như bornit, chalcozin, covellin. Phân tích trọng sa cho thấy cassiterit chiếm 22%, pyrit 20%, arsenopyrit 23%, chalcopyrit 8% trong mẫu trọng sa nhân tạo.

2. Đặc điểm tiêu hình và thành phần hóa học:

   • Cassiterit có hàm lượng Sn trung bình 77,75%, chứa các nguyên tố tạp Fe (0,016-0,251%), Ti (0,005-0,233%), W (0,001-0,091%), Nb (0-0,002%) và In (0-0,015%). Các nguyên tố tạp không phân bố theo quy luật rõ ràng.
   • Pyrit chứa Fe trung bình 46,47%, S 52,97%, cùng các tạp chất Ag, Zn, Sn, Cu với hàm lượng thấp. Sn trong pyrit có hàm lượng trung bình 0,004%.
   • Arsenopyrit có Fe trung bình 33,73%, As 44,62%, S 20,71%, với các tạp chất Cu, Zn, Ag, Cd, In, Sn phân bố không đều.
   • Chalcopyrit chiếm khoảng 0,1%, với Cu 34,18-34,81%, Fe 27,7-28,61%, tạp chất Zn, In, Sn.

3. Cấu tạo và kiến trúc quặng: Quặng thiếc có các kiểu cấu tạo xâm tán, ổ, dăm, hang hốc; kiến trúc nửa tự hình, tha hình, cà nát và keo. Cấu tạo xâm tán trong mạch thạch anh và đá biến đổi là phổ biến nhất. Kiến trúc cà nát và keo thể hiện quá trình biến đổi khoáng vật thứ sinh.

4. Nhiệt độ thành tạo mỏ thiếc: Dựa trên địa nhiệt kế arsenopyrit, với hàm lượng nguyên tử As trung bình 32,2%, nhiệt độ thành tạo quặng được xác định khoảng 430°C, thuộc giai đoạn nhiệt dịch trung bình. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu nhiệt độ thành tạo mỏ thiếc khác trong khu vực và trên thế giới.

Thảo luận kết quả

Các kết quả phân tích khoáng vật và thành phần hóa học cho thấy mỏ thiếc Suối Bắc có tổ hợp khoáng vật điển hình của mỏ thiếc gốc liên quan đến hoạt động nhiệt dịch trong hệ tầng Sông Cả. Sự phân bố không đồng đều của các nguyên tố tạp chất trong cassiterit, pyrit và arsenopyrit phản ánh quá trình biến đổi phức tạp trong môi trường thành tạo quặng. Cấu tạo và kiến trúc quặng đa dạng cho thấy mỏ trải qua nhiều giai đoạn hình thành và biến đổi, phù hợp với mô hình nhiệt dịch nhiệt độ trung bình.

Nhiệt độ thành tạo khoảng 430°C được xác định bằng địa nhiệt kế arsenopyrit củng cố giả thuyết về nguồn gốc nhiệt dịch của mỏ, đồng thời phù hợp với các nghiên cứu trước đây về mỏ thiếc trong khu vực và trên thế giới. Biểu đồ và bảng số liệu phân tích EPMA có thể được trình bày để minh họa sự biến thiên thành phần hóa học và mối quan hệ giữa các nguyên tố chính và tạp chất trong các khoáng vật.

Kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ đặc điểm khoáng vật học và điều kiện thành tạo mỏ thiếc Suối Bắc, tạo cơ sở khoa học cho việc thăm dò và khai thác hiệu quả, đồng thời mở rộng hiểu biết về các mỏ thiếc gốc tại Việt Nam.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường thăm dò chi tiết các mỏ thiếc gốc tại Quỳ Hợp: Sử dụng kết quả đặc điểm khoáng vật và nhiệt độ thành tạo để định hướng các điểm khoáng hóa tiềm năng, nâng cao hiệu quả thăm dò trong vòng 3-5 năm tới, do các cơ quan địa chất và khai thác mỏ thực hiện.

2. Áp dụng công nghệ phân tích EPMA và địa nhiệt kế arsenopyrit trong đánh giá mỏ: Để xác định chính xác thành phần khoáng vật và điều kiện thành tạo, giúp tối ưu hóa quy trình khai thác và chế biến, triển khai ngay trong các dự án khai thác hiện tại.

3. Phát triển công nghệ chế biến tinh quặng thiếc phù hợp với đặc điểm khoáng vật: Tập trung xử lý cassiterit có chứa các nguyên tố tạp như Fe, Ti, W nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm thiểu tổn thất kim loại, thực hiện trong 2-3 năm tới bởi các nhà máy chế biến khoáng sản.

4. Nghiên cứu mở rộng về nguồn gốc và điều kiện thành tạo mỏ thiếc trong khu vực: Kết hợp nghiên cứu địa chất, khoáng vật học và địa hóa để phát hiện các mỏ mới, đồng thời đánh giá tiềm năng khai thác lâu dài, do các viện nghiên cứu địa chất chủ trì trong 5 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà địa chất và chuyên gia khoáng sản: Nghiên cứu chi tiết đặc điểm khoáng vật và điều kiện thành tạo mỏ thiếc giúp nâng cao kiến thức chuyên môn và áp dụng trong công tác thăm dò, đánh giá trữ lượng.

2. Doanh nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản: Thông tin về thành phần hóa học và cấu tạo quặng hỗ trợ tối ưu hóa quy trình khai thác, chế biến, nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm thiểu tổn thất.

3. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên khoáng sản: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách quản lý, quy hoạch thăm dò và khai thác khoáng sản bền vững tại khu vực Quỳ Hợp và các vùng lân cận.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành địa chất, khoáng sản: Tài liệu tham khảo quý giá cho các đề tài nghiên cứu, luận văn, giúp hiểu rõ hơn về phương pháp phân tích khoáng vật và ứng dụng địa nhiệt kế arsenopyrit trong nghiên cứu mỏ thiếc.

Câu hỏi thường gặp

1. Mỏ thiếc Suối Bắc có trữ lượng thiếc bao nhiêu?
   Trữ lượng thiếc ước tính khoảng 15.890 tấn Sn, trong đó thân quặng chính chiếm hơn 90% trữ lượng, với hàm lượng thiếc trung bình khoảng 0,45% Sn.

2. Các khoáng vật chính trong mỏ thiếc Suối Bắc là gì?
   Các khoáng vật chính gồm cassiterit, pyrit, arsenopyrit, cùng với chalcopyrit và một số khoáng vật thứ sinh như bornit, chalcozin, covellin.

3. Nhiệt độ thành tạo mỏ thiếc Suối Bắc được xác định như thế nào?
   Nhiệt độ thành tạo được xác định khoảng 430°C bằng phương pháp địa nhiệt kế arsenopyrit dựa trên thành phần nguyên tử As trong arsenopyrit theo mô hình Kretschmar và Scott (1976).

4. Tại sao arsenopyrit được sử dụng làm địa nhiệt kế?
   Arsenopyrit có khả năng chịu nhiệt độ cao và thành phần As/S biến đổi theo nhiệt độ, do đó có thể dùng để ước tính nhiệt độ hình thành hoặc biến chất mỏ qua phân tích thành phần hóa học.

5. Ý nghĩa của nghiên cứu này đối với công tác khai thác mỏ?
   Nghiên cứu cung cấp thông tin chi tiết về đặc điểm khoáng vật và điều kiện thành tạo, giúp tối ưu hóa quy trình khai thác, chế biến và định hướng thăm dò các mỏ thiếc mới, nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

Kết luận

• Mỏ thiếc Suối Bắc có thành phần khoáng vật chủ yếu là cassiterit, pyrit, arsenopyrit với trữ lượng thiếc khoảng 15.890 tấn Sn.
• Thành phần hóa học các khoáng vật chính được phân tích chi tiết, cho thấy sự phân bố phức tạp của các nguyên tố tạp chất.
• Cấu tạo và kiến trúc quặng đa dạng phản ánh quá trình hình thành và biến đổi phức tạp của mỏ.
• Nhiệt độ thành tạo mỏ được xác định khoảng 430°C bằng địa nhiệt kế arsenopyrit, phù hợp với mô hình nhiệt dịch nhiệt độ trung bình.
• Nghiên cứu góp phần làm rõ đặc điểm khoáng vật và điều kiện thành tạo, hỗ trợ công tác thăm dò, khai thác và chế biến khoáng sản tại khu vực Quỳ Hợp.

Next steps: Triển khai các đề xuất thăm dò và nghiên cứu mở rộng, áp dụng công nghệ phân tích hiện đại để nâng cao hiệu quả khai thác.

Call to action: Các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp khai thác khoáng sản nên phối hợp ứng dụng kết quả nghiên cứu để phát triển bền vững nguồn tài nguyên thiếc tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Quặng thiếc là một trong những nguồn tài nguyên có giá trị lớn về kinh tế và có ứng dụng rộng rãi trong sản xuất, đặc biệt là đối với các ngành công nghiệp (công nghiệp điện tử, que hàn, mạ, chế tạo hợp kim làm nam châm siêu dẫn, lớp phụ cho nhiên liệu hạt nhân, trong công nghiệp gia dụng, trong nha khoa ). Theo báo cáo của Cục Địa chất Mỹ năm 2008, nhu cầu thị trƣờng đối với quặng thiếc ngày càng gia tăng. Ở Việt Nam, theo báo cáo của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam - 2016, tài nguyên thiếc sa khoáng đã cạn, song tài nguyên thiếc gốc đƣợc cho là có triển vọng nhƣng chƣa đƣợc đầu tƣ thăm dò đúng mức [15]. Theo kết quả điều tra về khoáng sản đến nay, ở Quỳ Hợp có nhiều mỏ và điểm quặng có triển vọng, trong đó mỏ thiếc gốc Suối Bắc đã đƣợc tìm kiếm đánh giá, thăm dò đi cùng với công tác thành lập bản đồ địa chất ở nhiều cấp độ khác nhau, hoặc các chuyên đề nghiên cứu các điểm khoáng hoá.

Thực trạng trên cho thấy cần có nghiên cứu tổng hợp và chi tiết đặc điểm khoáng vật quặng trong mỏ thiếc gốc Suối Bắc cũng nhƣ tổ hợp khoáng vật cộng sinh, điều kiện thành tạo và nguồn gốc của mỏ thiếc nói trên. Việc nghiên cứu thành phần khoáng vật, thành phần hóa học, cấu tạo - kiến trúc quặng đặc trƣng cũng nhƣ nguồn gốc thành tạo của khoáng sản nói chung và mỏ thiếc nói riêng không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có ý nghĩa thiết thực trong công tác thăm dò, khai thác mỏ, tinh chế khoáng sản phục vụ trực tiếp cho nền kinh tế nƣớc nhà. Chính vì vậy, học viên lựa chọn đề tài “ c v t c u cv u t t t c u c, u vực Quỳ Hợp” nhằm góp phần làm sáng tỏ đặc điểm khoáng vật quặng cũng nhƣ nguồn gốc, điều kiện thành tạo mỏ thiếc gốc Suối Bắc. Mục t êu ê cứu + Xác định đặc điểm các khoáng vật quặng.

+ Tập trung xác định nhiệt độ thành tạo và luận giải nguồn gốc của mỏ thiếc Suối Bắc 1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Nộ du ê cứu 1 - Nghiên cứu thành phần khoáng vật quặng (cassiterit, stanit và các khoáng vật quặng khác) trong mỏ thiếc Suối Bắc khu vực Quỳ Hợp. 2 - Nghiên cứu đặc điểm các khoáng vật quặng mỏ thiếc Suối Bắc. 3 - Xác định nhiệt độ thành tạo các khoáng vật quặng mỏ thiếc Suối Bắc.

4 - Luận giải nguồn gốc mỏ thiếc Suối Bắc 2 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Chƣơng I. ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Vị trí khu vực nghiên cứu Mỏ thiếc gốc Suối Bắc nằm trong huyện Quỳ Hợp - huyện miền núi phía tây bắc của tỉnh Nghệ An.1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu (Nguồn http://www.vn/ban - do - huyen - quy - hop/)[16] 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu 1.

at Vùng Quỳ Hợp lộ ra các thành tạo địa chất thuộc: hệ tầng Bù Khạng (PR3 - 1 bk), hệ tầng Sông Cả (O3 - S1 sc), hệ tầng Đồng Trầu (T2a đt), các thành tạo Đệ Tứ và thành tạo magma (phức hệ Đại Lộc (γD1 đl) (Hình 1. Mỏ thiếc Suối Bắc nằm trọn vẹn trong hệ tầng Sông Cả có tuổi Ordovic muộn - Silur sớm (O3 - S1 sc). Hệ tầng Sông Cả đƣợc chia ra: phụ hệ tầng dƣới (O3 - S1 sc1) và phụ hệ tầng trên (O3 - S1 sc2). Mỏ thiếc gốc Suối Bắc phân bố trong các đá của phụ hệ tầng dƣới và thƣờng phân bố gần ranh giới giữa hai tập đá có tính chất cơ lý khác nhau.

Tập dƣới có thành phần thạch học gồm đá phiến thạch anh 2 mica xen lớp mỏng cát kết dạng quaczit đôi chỗ có chứa granat; đá phiến thạch anh - biotit. Tập trên có thành phần thạch học gồm đá phiến thạch anh - sericit, đá phiến phillit. Nằm chỉnh hợp bên dƣới của hệ tầng Sông Cả là hệ tầng Bù Khạng (PR3 - 1 bk). Các đá thuộc hệ tầng này bao gồm đá phiến kết tinh thạch anh - felspat - biotit chứa silimanit, gneis chứa silimanit xem quarzit và các thấu kính amphibol.

Các đá này bị migmatit hóa mạnh mẽ. Nằm bất chỉnh hợp phía trên của hệ tầng Sông Cả là hệ tầng Đồng Trầu (T2a đt). Các đá của hệ tầng này có thành phần thạch học bao gồm cát kết tuf, cát kết, bột kết, phiến sét xen lớp mỏng đá vôi. ut ứt ãy Trong khu vực mỏ Suối Bắc, hoạt động uốn nếp, đứt gãy, khe nứt phát triển phong phú, có hai hệ thống chính: Hệ thống đứt gãy theo phƣơng đông bắc - tây nam và hệ thống đứt gãy, khe nứt, đới dập vỡ theo phƣơng á kinh tuyến và tây bắc - đông nam.

4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] + Hệ thống đứt gãy, khe nứt theo phương á kinh tuyến: các đứt gãy, khe nứt thuộc hệ thống này nằm gần trục với trục nếp lõm, chạy từ Tây Bắc qua trung tâm, xuống Đông Nam. Chúng đóng vai trò các kênh dẫn dung dịch tạo quặng, phân phối và chứa các dung dịch tạo quặng, để hình thành các thân quặng thiếc dạng giả tầng trong vùng. + Hệ thống đứt gãy theo phương Tây Bắc - ông Nam là đứt gãy Bù Đan Toong có thể là một đứt gãy thuận, mặt đứt gãy cắm về phía Tây Bắc góc dốc 80 - 85o + ứt gãy Suối Bắc: đứt gãy này chạy dọc theo Suối Bắc, có phƣơng Đông Bắc - Tây Nam. Biểu hiện nham thạch cắm ngƣợc nhau và bị cà nát mạnh mẽ, dƣới chân vết lộ phát triển đới dăm kết rắn chắc, thành phần dăm là thạch anh, mảnh vụn đá phiến, xi măng là oxit sắt.

Đứt gãy Suối Bắc là đứt gãy nghịch, mặt đứt gãy cắm về phía tây bắc với góc dốc 70 - 80o, cánh tây bắc nâng tƣơng đối so với cánh đông nam và có biên độ dịch chuyển ngay ngắn (30 - 35m). cc ut pu Cấu trúc của mỏ Suối Bắc có dạng một nếp lõm có trục phát triển theo phƣơng TB - ĐN, phần nhân nếp lõm là các thành tạo của phân hệ tầng Sông Cả giữa, hai cánh là các thành tạo của phân hệ tầng Sông Cả dƣới. Những nếp uốn nhỏ bậc 3 có phƣơng gần trùng với phƣơng nếp uốn chính. Phần trung tâm vùng quặng là nếp lõm rộng dần ra hai cánh nối tiếp với hai nếp lồi.

Uốn nếp nhỏ này nằm kẹp giữa hai hệ thống đứt gãy khu vực Bản Cô và Bản Hy. Hoạt động uốn nếp làm cho đá của tập trên vốn đã có tính phân lớp bị tách ra ở những nơi xung yếu nhất tạo thành khoảng trống thuận lợi cho việc hình thành thân quặng dạng lớp. Phần trung tâm vùng mỏ là nếp lõm, nên phía dƣới sâu hình thành nhiều khe nứt tách. Chính những khe nứt tách này là đƣờng dẫn dung dịch quặng để tạo nên thân quặng dạng lớp, đồng thời cũng là đƣờng khống chế quặng hóa.

5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Sơ đồ địa chất khu vực mỏ Suối Bắc (thu nhỏ từ tỷ lệ 1:50.000) [1] 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Chƣơng II. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2. Khái quát về thiếc và các khoáng vật quặng thiếc Thiếc là một nguyên tố hóa học có tên Latinh là Stannum, ký hiệu là Sn và số nguyên tử là 50 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, có màu trắng bạc, dễ uốn cong và dát mỏng.

Trong vỏ Trái đất, thiếc có hàm lƣợng trung bình rất nhỏ, là kim loại phổ biến đứng thứ 50 với hàm lƣợng khoảng 2,5 ppm [20]. Thiếc tồn tại trong khoáng vật thuộc các nhóm oxyt, sulfostanat, sulfua, silicat, borat và niobat. Khoáng vật quan trọng nhất của thiếc là cassiterit (SnO2) chứa 69 - 78% Sn, stannit (Cu2FeSnS4) chứa 19 - 24% Sn, tilit (PbSnS2) chứa 30,4% Sn, cylindrite (Pb3Sn4Sb2S14) chứa khoảng 25,12% Sn, franckeite (Pb3Sn4Sb2S14) chứa từ 9,5 - 17,1% Sn. Tuy nhiên, chỉ có cassiterit và stannit là hay gặp và 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. Stanite rất dễ bị phá hủy, cho nên chỉ tồn tại trong quặng gốc. Còn các khoáng vật khác rất ít gặp. Cassiterit (SnO2) với thành phần: Sn = 78,8%; tỷ trọng 6, 8 - 7,1; độ cứng 6,5 - 7.

Trong thực tế cassiterit thƣờng có Fe, Ta, Nb, Ti,. Tinh thể thƣờng thấy dạng lƣỡng tháp, lăng trụ tháp hoặc hình trụ, đôi khi hình kim. Ngoài dạng kết tinh, còn có dạng khác của cassiterit, đó là dạng thiếc thớ gỗ. Thiếc thớ gỗ thƣờng có dạng nhũ hình quả lê, hình giọt nƣớc với cấu tạo tỏa tia [9].

Stannit (Cu2FeSnS4) với thành phần lý thuyết: Cu = 29,58%, Sn = 27,61%, tỷ trọng 4,3 - 4,5; độ cứng 3 - 4. Ngoài ra còn có các tạp chất Zn, Sb, Cd, Pb và Ag. Tinh thể hiếm, các hạt không đều thƣờng có tập hợp dạng hạt và khối đặc sít. Màu xám thép, vết vạch đen, ánh kim [9].

Ngoài ra, ngƣời ta còn tìm thấy gần 40 khoáng vật khác nhau có chứa thiếc, tuy nhiên các khoáng vật này ít phố biến, và nếu có thì cũng không đủ hàm lƣợng 7 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] để khai thác công nghiệp. Hàm lƣợng thiếc tùy thuộc vào thành phần hóa học của khoáng vật. Tổng quan tình hình nghiên cứu 2. c ê cứu trê t ớ Quặng thiếc đã đƣợc nghiên cứu theo nhiều góc độ khác nhau, nhƣ đặc điểm khoáng vật quặng.

Theo kết quả nghiên cứu về địa chất và thăm dò sinh khoáng, các thành tạo thiếc tại dãy Himalaya (Nepal) đƣợc hình thành theo ba kiểu sinh khoáng chính: 1) thành hệ cassiterit - pyrit và các khoáng vật sulfua bao gồm chalcopyrit, pyrotin và arsenopyrit; 2) thành hệ cassiterit - molypdent nằm trong thạch anh và tourmalin; 3) thành hệ cassiterit trong pegmatit [21]. Các khoáng vật quặng xuất hiện cùng với cassiterit trong quặng thiếc gồm có kesterit, varlamoffit, tapiolit, fersmit, sterryit, tantalit, chalcopyrit, sphalerit [17]. Khoáng vật thiếc, cassiterit, còn xuất hiện cùng wolframit trong các đá granit hạt trung bình đến mịn, các mạch thạch anh và đá greizens, với thành phần hóa học gồm nhiều các nguyên tố quặng và đất hiếm (Ta, W, Fe, Mn, Ti, Zr, V, Sc, Si, Al, In, Ga, Ge, Be, Bi, Ag, Sb, As, Cu, Pb, Zn, Co và REEs) [19] Bên cạnh các thành hệ quặng thiếc, khoáng vật quặng, các nguyên tố hiếm đi kèm thì vấn đề nghiên cứu nguồn gốc, điều kiện thành tạo của các mỏ thiếc cũng đã đƣợc chú ý nghiên cứu từ khá lâu.