Đặc Điểm Cấu Trúc và Tạo Khoáng Uranium Tại Tây Bắc Bồn Trũng Nông Sơn, Quảng Nam

Chuyên khảo phân tích Đặc điểm cấu trúc kiến tạo phần tây bắc bồn trũng nông sơn quảng nam và sự tạo khoáng urani trong, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

• Tác giả: Nguyễn Trường Giang
• Người hướng dẫn: TS. Trần Thanh Hải
• Trường học: Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
• Chuyên ngành: Địa Chất Học
• Đề tài: Đặc Điểm Cấu Trúc và Tạo Khoáng Uranium Tại Tây Bắc Bồn Trũng Nông Sơn, Quảng Nam
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC TÂY BẮC BỒN TRŨNG NÔNG SƠN
• 1.1. Khái quát về vị trí và đặc điểm địa chất của vùng nghiên cứu
• 1.2. Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc kiến tạo khu vực
• 1.3. Khái quát đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu
• 1.4. Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản urani khu vực nghiên cứu
• 1.4.1. Giai đoạn trước năm 1975
• 1.4.2. Giai đoạn sau năm 1975
• 1.5. Một số tồn tại trong nghiên cứu trước đây
• 1.5.1. Về địa tầng
• 1.5.2. Về cấu trúc - kiến tạo
• 1.5.3. Về tạo khoáng urani trong cát kết
• 1.6. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.6.1. Cơ sở lý luận về khoáng hoá urani trong cát kết
• 1.6.2. Các kiểu mỏ urani trong cát kết
• 1.6.3. Các yếu tố khống chế sự tạo khoáng urani trong cát kết
• 1.6.4. Cách tiếp cận và các phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận án
• 1.7. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG HOÁ URANI KHU VỰC TÂY BẮC BỒN TRŨNG NÔNG SƠN
• 1.7.1. Đặc điểm địa chất
• 1.7.2. Các thành tạo magma xâm nhập
• 1.7.3. Đặc điểm khoáng hóa urani khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn
• 1.7.3.1. Khái quát đặc điểm phân bố khoáng hóa urani
• 1.7.3.2. Đặc điểm thành phần thạch học đá chứa khoáng hóa urani
• 1.7.3.3. Đặc điểm thành phần khoáng vật urani
• 1.7.3.4. Thành phần hoá học của quặng urani
• 1.7.4. Tuổi của các thành tạo địa chất và quặng urani khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn
• 1.7.4.1. Tuổi các thành tạo magma xâm nhập
• 1.7.4.2. Tuổi và nguồn vật liệu các đá trầm tích chứa quặng urani
• 1.7.4.3. Tuổi của quặng urani
• 1.8. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC - KIẾN TẠO VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG TẠO KHOÁNG URANI KHU VỰC TÂY BẮC BỒN TRŨNG NÔNG SƠN
• 1.8.1. Khái quát chung
• 1.8.2. Các tổ hợp thạch - kiến tạo
• 1.8.3. Đặc điểm biến dạng
• 1.8.4. Đặc điểm biến chất đi cùng biến dạng
• 1.8.5. Lịch sử tiến hóa kiến tạo khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn
• 1.8.6. Vai trò của cấu trúc - kiến tạo với quá trình tạo khoáng urani trong cát kết khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn
• 1.8.6.1. Khái quát quá trình tạo khoáng urani trong cát kết ở khu vực nghiên cứu
• 1.8.6.2. Vai trò của cấu trúc - kiến tạo với tạo khoáng urani trong cát kết
• 1.9. Xác lập cơ sở khoa học định hướng công tác điều tra, đánh giá thăm dò urani trong cát kết khu vực nghiên cứu
• 1.9.1. Các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm urani quan trọng trong vùng nghiên cứu
• 1.9.2. Phân vùng triển vọng urani khu vực nghiên cứu
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
• DANH MỤC CÁC ẢNH

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Uranium Quảng Nam Vị Trí Địa Chất

Nghiên cứu về uranium Quảng Nam tập trung vào Bồn trũng Nông Sơn, một khu vực có tiềm năng lớn về khoáng sản uranium. Bồn trũng này được xem là nguồn cung cấp nguyên liệu quan trọng cho phát triển năng lượng hạt nhân của Việt Nam. Khu vực Tây Bắc của bồn trũng, nơi tập trung nghiên cứu, đã được khảo sát và lập bản đồ địa chất khoáng sản ở các tỷ lệ khác nhau. Các công trình nghiên cứu trước đây đã giải quyết nhiều vấn đề về địa chất, bối cảnh tạo khoáng và tiềm năng tài nguyên, tạo cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo. Tuy nhiên, vẫn còn tồn tại những hạn chế, đặc biệt là về nghiên cứu cấu trúc kiến tạo và vai trò của chúng trong quá trình tạo khoáng uranium.

1.1. Vị Trí Địa Lý và Cấu Trúc Kiến Tạo Khu Vực Nghiên Cứu

Vùng nghiên cứu nằm trong Bồn trũng Nông Sơn, một cấu trúc địa chất quan trọng ở Quảng Nam. Vị trí này có ý nghĩa trong việc xác định các yếu tố kiểm soát sự hình thành và phân bố của khoáng sản uranium. Nghiên cứu tập trung vào phần Tây Bắc của bồn trũng, nơi có các dấu hiệu tiềm năng về uranium Tây Bắc Quảng Nam.

1.2. Khái Quát Đặc Điểm Địa Chất Bồn Trũng Nông Sơn

Bồn trũng Nông Sơn có lịch sử địa chất phức tạp, bao gồm nhiều giai đoạn trầm tích, biến dạng và hoạt động magma. Các thành tạo địa chất đa dạng, từ đá magma xâm nhập đến các lớp trầm tích chứa khoáng sản uranium. Đặc điểm địa chất này ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tạo khoáng uranium và sự phân bố của các thân quặng.

II. Thách Thức Nghiên Cứu Tạo Khoáng Uranium Trong Cát Kết

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về địa chất uranium Việt Nam, vẫn còn tồn tại những thách thức trong việc hiểu rõ quá trình tạo khoáng uranium trong cát kết tại Bồn trũng Nông Sơn. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào đặc điểm phân bố chung của quặng hóa, thành phần thạch học và khoáng vật. Chưa có công trình nào đi sâu vào nghiên cứu cấu trúc kiến tạo và vai trò của chúng trong việc kiểm soát sự hình thành và phân bố của mỏ uranium. Việc luận giải các yếu tố cấu trúc kiến tạo và xác lập các pha biến dạng là rất quan trọng để xác định vị trí phân bố quặng hóa và hình thái thân quặng.

2.1. Tồn Tại Trong Nghiên Cứu Địa Tầng và Cấu Trúc Kiến Tạo

Các nghiên cứu trước đây còn hạn chế trong việc xác định chính xác tuổi và nguồn gốc của các thành tạo địa chất, đặc biệt là các đá trầm tích chứa khoáng sản uranium. Việc phân tích cấu trúc kiến tạo cũng chưa được thực hiện một cách chi tiết, dẫn đến khó khăn trong việc đánh giá vai trò của các yếu tố cấu trúc trong quá trình tạo khoáng uranium.

2.2. Hạn Chế Về Nghiên Cứu Tạo Khoáng Uranium Trong Cát Kết

Các công trình nghiên cứu trước đây chưa làm rõ cơ chế và điều kiện hình thành khoáng sản uranium trong cát kết tại Bồn trũng Nông Sơn. Việc xác định các yếu tố kiểm soát sự tập trung và phân bố của uranium, như các đới oxy hóa khử và các cấu trúc dẫn khoáng, còn nhiều hạn chế.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Đặc Điểm Cấu Trúc Địa Chất Uranium

Nghiên cứu này sử dụng cách tiếp cận đa ngành, kết hợp các phương pháp địa chất, địa hóa, và địa vật lý để làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc và quá trình tạo khoáng uranium tại Bồn trũng Nông Sơn. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm khảo sát thực địa chi tiết, phân tích mẫu thạch học và khoáng vật, định tuổi đồng vị phóng xạ, và mô hình hóa cấu trúc 3D. Mục tiêu là xác định các pha biến dạng, lập lại lịch sử tiến hóa của bồn trũng, và đánh giá vai trò của các yếu tố cấu trúc trong việc kiểm soát sự hình thành và phân bố của khoáng sản uranium.

3.1. Tiếp Cận Nghiên Cứu Đa Ngành Về Địa Chất Khoáng Sản

Nghiên cứu kết hợp các phương pháp địa chất truyền thống với các kỹ thuật phân tích hiện đại để có cái nhìn toàn diện về quá trình tạo khoáng uranium. Việc sử dụng các phương pháp địa hóa và địa vật lý giúp xác định các yếu tố kiểm soát sự tập trung và phân bố của uranium trong môi trường trầm tích.

3.2. Các Phương Pháp Nghiên Cứu Cấu Trúc Địa Chất Uranium

Các phương pháp nghiên cứu bao gồm khảo sát thực địa chi tiết để thu thập dữ liệu về cấu trúc địa chất, phân tích mẫu thạch học và khoáng vật để xác định thành phần và nguồn gốc của các đá và khoáng vật, định tuổi đồng vị phóng xạ để xác định tuổi của các thành tạo địa chất và khoáng hóa, và mô hình hóa cấu trúc 3D để tái tạo lại lịch sử tiến hóa của bồn trũng.

IV. Đặc Điểm Địa Chất và Khoáng Hóa Uranium Tây Bắc Nông Sơn

Khu vực Tây Bắc Bồn trũng Nông Sơn có đặc điểm địa chất phức tạp, với sự hiện diện của nhiều thành tạo magma xâm nhập và các lớp trầm tích chứa khoáng sản uranium. Các thành tạo magma xâm nhập có vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn uranium cho quá trình tạo khoáng. Các lớp trầm tích, đặc biệt là hệ tầng An Điềm, là nơi tập trung chính của khoáng sản uranium. Nghiên cứu tập trung vào đặc điểm phân bố, thành phần thạch học và khoáng vật của các đá chứa khoáng hóa uranium.

4.1. Các Thành Tạo Magma Xâm Nhập và Vai Trò Cung Cấp Uranium

Các thành tạo magma xâm nhập, như granitoid, có chứa hàm lượng uranium cao và có thể là nguồn cung cấp uranium cho quá trình tạo khoáng trong các lớp trầm tích. Nghiên cứu tập trung vào việc xác định tuổi và thành phần của các đá magma xâm nhập để đánh giá vai trò của chúng trong quá trình tạo khoáng uranium.

4.2. Đặc Điểm Phân Bố Khoáng Hóa Uranium Khu Vực Nghiên Cứu

Khoáng hóa uranium tập trung chủ yếu trong các lớp trầm tích vụn thô của hệ tầng An Điềm. Sự phân bố của khoáng sản uranium bị kiểm soát bởi các yếu tố như độ thấm của đá, sự hiện diện của các chất khử, và các cấu trúc dẫn khoáng. Nghiên cứu tập trung vào việc xác định các yếu tố này để dự báo tiềm năng uranium của khu vực.

V. Cấu Trúc Kiến Tạo và Vai Trò Trong Tạo Khoáng Uranium

Cấu trúc kiến tạo đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo khoáng uranium tại Bồn trũng Nông Sơn. Các pha biến dạng đã tạo ra các đứt gãy, khe nứt, và các cấu trúc khác, tạo điều kiện cho sự di chuyển của dung dịch chứa uranium và sự tập trung của khoáng sản uranium. Nghiên cứu tập trung vào việc xác định các pha biến dạng, lập lại lịch sử tiến hóa của bồn trũng, và đánh giá vai trò của các yếu tố cấu trúc trong việc kiểm soát sự hình thành và phân bố của mỏ uranium.

5.1. Các Tổ Hợp Thạch Kiến Tạo và Đặc Điểm Biến Dạng

Nghiên cứu xác định các tổ hợp thạch - kiến tạo đặc trưng cho khu vực, bao gồm các đá trầm tích bị biến dạng mạnh mẽ dưới tác động của nhiều pha biến dạng. Các đặc điểm biến dạng, như nếp uốn, đứt gãy, và khe nứt, có vai trò quan trọng trong việc tạo ra các đường dẫn cho dung dịch chứa uranium.

5.2. Vai Trò Của Cấu Trúc Kiến Tạo Với Tạo Khoáng Uranium

Các cấu trúc kiến tạo, như đứt gãy và khe nứt, tạo ra các đường dẫn cho dung dịch chứa uranium di chuyển từ nguồn cung cấp đến nơi lắng đọng. Các cấu trúc này cũng có thể tạo ra các bẫy địa chất, nơi uranium có thể tập trung và tạo thành các thân quặng.

VI. Định Hướng Điều Tra Đánh Giá Tiềm Năng Uranium Trong Cát Kết

Dựa trên kết quả nghiên cứu, luận án đề xuất các định hướng cho công tác điều tra, đánh giá và thăm dò uranium trong cát kết tại Bồn trũng Nông Sơn. Các định hướng này bao gồm việc tập trung vào các khu vực có cấu trúc kiến tạo phức tạp, các lớp trầm tích có độ thấm cao, và các đới oxy hóa khử. Việc áp dụng các phương pháp địa vật lý và địa hóa hiện đại cũng được khuyến nghị để tăng hiệu quả của công tác tìm kiếm mỏ uranium.

6.1. Các Tiền Đề và Dấu Hiệu Tìm Kiếm Uranium Quan Trọng

Nghiên cứu xác định các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm uranium quan trọng, bao gồm sự hiện diện của các đá magma xâm nhập giàu uranium, các lớp trầm tích vụn thô có độ thấm cao, các đới oxy hóa khử, và các cấu trúc dẫn khoáng. Các dấu hiệu này có thể được sử dụng để khoanh định các khu vực có tiềm năng uranium cao.

6.2. Phân Vùng Triển Vọng Uranium Khu Vực Nghiên Cứu

Dựa trên các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm uranium, nghiên cứu phân vùng triển vọng uranium khu vực nghiên cứu thành các cấp khác nhau, từ triển vọng cao đến triển vọng thấp. Việc phân vùng này giúp tập trung nguồn lực vào các khu vực có tiềm năng uranium cao nhất, tăng hiệu quả của công tác điều tra và thăm dò.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ địa chất của tác giả Nguyễn Trường Giang, thực hiện tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Trần Thanh Hải và TS. Nguyễn Phương, có tiêu đề "Đặc điểm cấu trúc - kiến tạo phần Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn, Quảng Nam và sự tạo khoáng urani trong cát kết", thuộc ngành Địa chất học, mã số 9440201.

Tính cấp thiết của luận án bắt nguồn từ yêu cầu làm rõ tiềm năng tài nguyên urani của Việt Nam, trong đó loại hình quặng urani trong cát kết tại Bồn trũng Nông Sơn được xác định có tiềm năng lớn và điều kiện khai thác thuận lợi, đóng vai trò làm nguồn nguyên liệu cho sự phát triển của năng lượng nguyên tử. Mặc dù khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn đã được đo vẽ lập bản đồ địa chất khoáng sản ở các tỷ lệ 1:200.000, 1:50.000 và một số diện tích triển vọng được đánh giá ở tỷ lệ 1:10.000, các công trình trước đây chủ yếu dừng lại ở mức độ mô tả chung về sự phân bố quặng, đặc điểm thạch học, khoáng vật và địa hóa quặng. Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là việc thiếu vắng các công trình nghiên cứu sâu về cấu trúc - kiến tạo, chưa phân chia chi tiết các pha biến dạng, chưa khôi phục lịch sử tiến hóa kiến tạo bồn trũng theo quan điểm kiến tạo mảng và chưa làm rõ vai trò khống chế của các yếu tố cấu trúc - biến dạng đối với sự tập trung, hình thái thân quặng và quá trình tạo khoáng urani.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định là: Làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc - kiến tạo khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn và vai trò của chúng với quá trình tạo khoáng urani trong cát kết, làm cơ sở đề xuất định hướng công tác điều tra, đánh giá, thăm dò.

Để đạt được mục tiêu nêu trên, luận án giải quyết 3 nhiệm vụ cụ thể được đánh số như sau:

1. Làm sáng tỏ thành phần vật chất, dạng tồn tại và tuổi các thành tạo địa chất, khoáng hoá urani ở khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn.
2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc - kiến tạo khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn và phân tích vai trò của cấu trúc - kiến tạo với quá trình tạo khoáng urani trong cát kết trong khu vực nghiên cứu.
3. Xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn để đề xuất định hướng công tác điều tra, đánh giá, thăm dò quặng urani ở khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn.

Đối tượng nghiên cứu của công trình bao gồm các thành tạo, cấu tạo địa chất và quặng hóa urani trong cát kết. Phạm vi nghiên cứu về không gian tập trung tại khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn thuộc địa phận huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam với diện tích khoảng 1000 km² (cách thành phố Đà Nẵng khoảng 100 km về phía tây nam theo Quốc lộ 14B) cùng các vùng lân cận. Về phạm vi thời gian địa chất, nghiên cứu bao quát các đơn vị thạch địa tầng từ móng kết tinh Tiền Cambri, các trầm tích Paleozoi sớm, các tập trầm tích lục nguyên Mesozoi chứa quặng (từ Trias giữa đến Jura) cho đến các biến dạng kiến tạo và các giai đoạn khoáng hóa urani kéo dài từ 144 triệu năm đến 14 triệu năm trước.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản urani tại khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn được tác giả phân chia thành hai thời kỳ chính:

Thời kỳ trước năm 1975 gắn liền với các khảo sát ban đầu của các nhà địa chất người Pháp và Việt Nam:

• Fuchs và Saladin (1882) tiến hành khảo sát các mặt cắt chứa than đầu tiên.
• Counillon (1889 - 1908), Bourret (1903 - 1905), Saurin (1941 - 1956), Fromaget (1927 - 1944), Hoffet (1933) thực hiện nghiên cứu địa tầng và cổ sinh. Trong đó, Bourret chia trầm tích Nông Sơn thành hai phân vị: Phức hệ Nông Sơn (chứa than, đặc trưng bởi thực vật hệ tầng Hòn Gai) và Phức hệ Thọ Lâm (sét vôi, cát vôi chứa hóa thạch chân đầu biển).
• Fontaine (1961 - 1966), Nguyễn Văn Vinh (1963 - 1967), Nguyễn Văn Thông và Hoàng Đình Khảm (1974) tiếp tục bổ sung các lát cắt địa tầng.
• Về địa vật lý, Hải quân Mỹ thành lập bản đồ từ hàng không tỷ lệ 1:25.000.

Thời kỳ sau năm 1975 ghi nhận các bước chuyển sang công tác điều tra quy mô lớn và nghiên cứu chuyên sâu về urani:

• Công tác đo vẽ bản đồ địa chất khu vực: Bản đồ địa chất Việt Nam tỷ lệ 1:500.000 do Trần Đức Lương và Nguyễn Xuân Bao chủ biên (1975 - 1983); Bản đồ địa chất nhóm tờ Huế - Quảng Ngãi tỷ lệ 1:200.000 do Nguyễn Văn Trang chủ biên (1986, hiệu đính 1996); Báo cáo đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản nhóm tờ Hội An - Đà Nẵng tỷ lệ 1:50.000 của Cát Nguyên Hùng và cộng sự (1996).
• Công tác điều tra, thăm dò urani của Liên đoàn Địa chất 10 (nay là Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm) được triển khai qua các đề án: mỏ than Nông Sơn (1984 - 1989), vùng Ngọc Kinh - Cà Liêng - Sườn Giữa (1986 - 1991), Tà B'Hing (1993 - 1999), An Điềm (1995 - 2000), Đông Nam Bến Giằng (1999 - 2003) và đề án thăm dò khu Pà Lừa - Pà Rồng (từ năm 2010).
• Các công trình chuyên đề về khoáng hóa urani: Luận án tiến sĩ của Trịnh Xuân Bền (1995) về đặc điểm địa hóa - khoáng vật quặng phóng xạ khu vực Khe Hoa - Khe Cao; Luận án tiến sĩ của Nguyễn Quang Hưng (2002) phân chia các tầng cát kết chứa quặng Trias muộn vùng Nông Sơn; Báo cáo tiềm năng urani ở khối nhô Kon Tum và Tú Lệ của Nguyễn Văn Hoài và cộng sự (2002); Đề tài nghiên cứu tổng quan tài nguyên urani Việt Nam của Nguyễn Đắc Đồng, Nguyễn Quang Hưng, Nguyễn Trường Giang và cộng sự (2005).
• Các nghiên cứu kiến tạo khu vực: Phan Văn Quýnh và cộng sự (1992) đề xuất mô hình địa hào chồng chéo; Trần Văn Trị và Vũ Khúc (2009) xếp vùng nghiên cứu vào hệ rift nội lục sau va chạm Mesozoi Sông Bung - An Khê; Tran và cộng sự (2014) xác lập bối cảnh căng giãn hậu va chạm giữa các mảng Đông Dương và Sibumasu; Nguyễn Trường Giang và Trần Thanh Hải (2016) nghiên cứu magma xâm nhập Bến Giằng.

Khoảng trống nghiên cứu mà luận án lựa chọn giải quyết bao gồm:

• Ranh giới địa tầng giữa các phân vị chưa thống nhất (đặc biệt là giữa hệ tầng Sông Bung và An Điềm) cùng sự thiếu hụt các số liệu định lượng về tuổi tuyệt đối của đá trầm tích và nguồn vật liệu lắng đọng.
• Ranh giới và tuổi thành tạo của các phức hệ magma xâm nhập quanh rìa bồn trũng chưa được xác định bằng phương pháp đồng vị chính xác cao; tiềm năng cung cấp urani từ các thể grafit tại đới tiếp xúc giữa xâm nhập phức hệ Đại Lộc và hệ tầng A Vương chưa được kiểm chứng.
• Đặc điểm biến dạng kiến tạo đa pha và lịch sử tiến hóa bồn trũng chưa được làm rõ trong mối liên hệ động học với quá trình tích tụ quặng urani trong cát kết.
• Tuổi tuyệt đối của quặng urani chưa được xác định, dẫn đến sự thiếu hụt bằng chứng về các chu kỳ tạo khoáng và tái tích tụ quặng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở lý luận của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), cùng các công trình của Dahlkamp (1994, 2009), Cuney và Kyser (2009). Mỏ urani trong cát kết được định nghĩa là sự tích tụ hình thành chủ yếu do quá trình oxy hóa - khử diễn ra trong tầng đá cát kết thuộc thành hệ molas tướng sông - hồ, tuổi địa chất phổ biến dưới 400 triệu năm (từ Carbon đến hiện tại), phân bố chủ yếu ở đới khí hậu nhiệt đới ẩm. Dựa trên hình thái và cấu trúc khống chế, loại hình này được phân chia thành 4 phụ kiểu:

1. Phụ kiểu mỏ dạng mặt cuốn (Roll-front deposits): Thân quặng dạng mặt cuốn hoặc hình lưỡi cắt qua lớp cát kết, hình thành tại ranh giới hòa trộn giữa dòng dung dịch oxy hóa mang urani ($U^{6+}$) và dòng khử ($U^{4+}$).
2. Phụ kiểu mỏ dạng vỉa (Tabular deposits): Thân quặng dạng tấm, dạng thấu kính nằm chỉnh hợp với đá vây quanh trong đới khử của tầng trầm tích.
3. Phụ kiểu mỏ đáy lòng sông cổ (Basal channel deposits): Thân quặng tập trung trong các kênh dẫn aluvi đáy lòng sông cổ có tính thấm cao, giàu vật chất hữu cơ thực vật.
4. Phụ kiểu mỏ cấu trúc/thạch học (Tectonic/lithologic deposits): Thân quặng khống chế dọc theo các đứt gãy thấm nước và xâm nhập sang hai bên cánh ở các tập đá có đặc tính thạch học thuận lợi.

Tiêu chuẩn	Các dấu hiệu đặc trưng
Mỏ điển hình	Jackpile-Paguate, hồ Ambrosia (Mỹ); Dizon (Pháp); Mynkuduk (Kazakhstan).
Quy mô và hàm lượng	Quy mô từ nhỏ đến 50.000 tấn $U_3O_8$. Hàm lượng trung bình dao động từ 0,05% đến 0,4% $U_3O_8$. Quặng chủ yếu là đơn khoáng urani.
Môi trường đá chứa quặng	Cát kết nguồn gốc sông, suối, ven hồ; cấp hạt từ trung bình đến thô; cấu tạo phân lớp xiên chéo hoặc phân lớp thấu kính; hệ số thấm nước 75 - 250 l/m²/ngày; chứa vật liệu tuf núi lửa.
Điều kiện lắng đọng	Bồn trũng nửa hở dạng thung lũng giữa núi; thế nằm lớp đá chứa quặng thoải (dưới 15°); tác nhân khử gồm vật chất hữu cơ, hydrocarbon, sulfur ($H_2S$, $FeS_2$).
Đặc điểm khoáng hóa	Dạng vỉa, mặt cuốn, kênh dẫn đáy, kiến tạo/thạch học; khoáng vật quặng chính gồm coffinit, pitchblende (nasturan); nguyên tố đi cùng: V, Mo, Se, Cu.
Tuổi thành tạo	Từ Paleozoi đến hiện tại (sau khi xuất hiện thảm thực vật trên cạn), chia làm 3 giai đoạn chính: 0 - 70 tr. năm; 70 - 225 tr. năm; 225 - 600 tr. năm.
Cơ chế nguồn gốc	Ngoại sinh thấm đọng; dung dịch oxy hóa vận chuyển urani và kết tủa tại barie khử; nguồn cung cấp urani do rửa lũa từ đá cát kết, tuf núi lửa hoặc đá granit vây quanh.

Các yếu tố khống chế tạo khoáng được luận án phân tích gồm:

• Yếu tố cấu trúc - kiến tạo: Tạo bồn trũng tích tụ molas vụn thô; các pha biến dạng làm nghiêng lớp từ 15° đến 20° tạo gradient thủy lực cho dòng dung dịch oxy hóa dịch chuyển; các nếp uốn và đứt gãy sau trầm tích đóng vai trò dẫn dòng hoặc phá hủy, tái phân bố quặng.
• Yếu tố thạch học - tướng đá: Sự xen kẹp giữa các tập cát kết arko, grauvac thấm nước tốt với các tập bột sét kết chắn nước; sự hiện diện của tàn tích thực vật và pyrit.
• Yếu tố địa hóa: Sự hình thành đới oxy hóa vỉa với thế oxy hóa - khử (Eh) biến đổi từ giá trị dương ở đới oxy hóa sang giá trị âm tại barie khử; các kiểu môi trường địa hóa gồm kiểu pyrit, kiểu chlorit - siderit và kiểu ilmenit - chlorit.
• Yếu tố cổ địa chất thủy văn và cổ khí hậu: Nguồn cấp nước ngầm từ các khối núi cao; dòng thấm đi xuống kết hợp dòng actez đi lên dọc theo đứt gãy móng; khí hậu nhiệt đới ẩm thúc đẩy phong hóa hóa học giải phóng ion urani tự do.

Luận án vận dụng ba cách tiếp cận: tiếp cận hệ thống, tiếp cận truyền thống kết hợp hiện đại và tiếp cận tổng hợp. Các phương pháp nghiên cứu thực địa và thí nghiệm bao gồm:

• Nhóm phương pháp địa chất cấu trúc: Đo đạc thế nằm, phân tích cơ chế biến dạng (dẻo, giòn - dẻo, giòn), phân tích quan hệ xuyên cắt và chồng lấn giữa các thế hệ cấu tạo.
• Phương pháp phân tích hình thái và động học đứt gãy: Xác định mặt trượt, vết xước, gờ trượt, khe nứt Anderson - Riedel để khôi phục trường ứng suất.
• Phương pháp phân tích bất chỉnh hợp và gián đoạn trầm tích.
• Phương pháp viễn thám: Phân tích ảnh Landsat và SPOT (năm 2013) nhằm phát hiện các đới dập vỡ kiến tạo quy mô khu vực.
• Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm: Phân tích mẫu thạch học lát mỏng vi cấu tạo; phân tích ICP-MS xác định 36 nguyên tố; phương pháp vi dò điện tử tán xạ bước sóng (WDS) trên kính hiển vi điện tử tại Đại học AGH (Ba Lan); phương pháp định tuổi U-Pb hạt zircon bằng thiết bị SHRIMP tại Viện KIGAM (Hàn Quốc) và thiết bị LA-ICP-MS tại Đại học Okayama (Nhật Bản); phương pháp định tuổi đồng vị U-Pb zircon đá magma tại Viện Địa chất - Địa vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn

Chương 1 hệ thống hóa các đặc trưng địa lý, địa hình và bình đồ kiến tạo khu vực nghiên cứu thuộc huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam:

• Địa hình thuộc dạng núi cao trung bình (độ cao từ 250 m đến 1034 m), các dải núi phát triển kéo dài theo phương tây bắc - đông nam, sườn dốc từ 20° đến 35°, mạng lưới sông suối gồm Sông Cái, Sông Vu Gia, Sông Côn, Sông Bung và Sông A Vương.
• Bình đồ kiến tạo phản ánh sự phân bố của bồn trũng Nông Sơn chồng gối lên đới khâu Tam Kỳ - Phước Sơn và rìa bắc Địa khối Kon Tum, là kết quả của quá trình căng giãn sau va chạm giữa mảng Đông Dương và mảng Sibumasu trong Mesozoi.
• Các đơn vị thạch địa tầng gồm: phức hệ biến chất móng Tiền Cambri Khâm Đức - Núi Vú ($NP_3 - \epsilon_1 kd-nv$); trầm tích lục nguyên - phun trào Paleozoi sớm hệ tầng A Vương ($\epsilon_2 - O_1 av$); các thành tạo phủ lấp đầy bồn trũng Mesozoi gồm hệ tầng Sông Bung ($T_2 sb$), An Điềm ($T_3 n-c ad$), Sườn Giữa ($T_3 n-c sg$), Bàn Cờ ($J_1 bc$), Khe Rèn ($J_{1-2} kr$), Hữu Chánh ($J_2 hc$); trầm tích lục địa Kainozoi và bazan Neogen - Đệ Tứ ($N_2 - Q_1$).
• Các phức hệ magma xâm nhập gồm: Phức hệ Đại Lộc ($\gamma a D_1 dl$, 430 - 400 tr. năm), Bến Giằng - Quế Sơn ($\gamma\delta P_{2-3} bg$, đặc biệt là pha xâm nhập Bến Giằng tuổi khoảng 290 tr. năm), Chaval ($\nu a T_3 cv$), Hải Vân ($\gamma a T_3 hv$), Bà Nà ($\gamma K-E bn$) và Măng Xim ($\gamma\xi E mx$).
• Đánh giá tồn tại về sự thiếu hụt số liệu định lượng, sự không đồng nhất trong xác định ranh giới hệ tầng Sông Bung và An Điềm, cũng như việc chưa làm rõ vai trò của cấu trúc kiến tạo đối với sự tích tụ quặng urani.

Chương 2: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày khung lý thuyết và quy trình phương pháp nghiên cứu:

• Thiết lập khung lý thuyết về kiểu mỏ urani trong cát kết nguồn gốc ngoại sinh thấm đọng (roll-front, tabular, basal channel, tectonic/lithologic).
• Xác lập định nghĩa các khái niệm cấu tạo nguyên thủy, cấu tạo kiến tạo, các kiểu biến dạng (dẻo, giòn - dẻo, giòn), pha biến dạng, tuổi tương đối (luật quan hệ xuyên cắt) và tổ hợp thạch - kiến tạo.
• Luận giải cơ chế kiểm soát của cấu trúc nếp uốn, đứt gãy đối với hướng chuyển dịch của dung dịch nước dưới đất mang urani trong điều kiện cổ khí hậu ẩm nhiệt đới và barie địa hóa khử (vật chất hữu cơ, pyrit).
• Mô tả chi tiết quy trình lấy mẫu thạch học, mẫu định tuổi đồng vị zircon (SHRIMP, LA-ICP-MS) và mẫu phân tích vi dò WDS kiểm tra thành phần hóa học của khoáng vật quặng.

Chương 3: Đặc điểm địa chất và khoáng hoá urani khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn

Chương 3 công bố các dữ liệu thực nghiệm về thạch học, khoáng vật, địa hóa và tuổi tuyệt đối:

• Quặng hóa urani phân bố chủ yếu trong các tập cát kết, sạn kết, cuội kết hạt thô của hệ tầng An Điềm, điển hình tại khu vực mỏ Pà Lừa - Pà Rồng. Đá chứa quặng gồm cát kết dạng arko, cát kết grauvac bị biến đổi thứ sinh (sericit hóa, carbonat hóa, dăm kết hóa kiến tạo).
• Thành phần khoáng vật urani: Khoáng vật quặng nguyên sinh chủ yếu là coffinit ($U[SiO_4]{1-x}[OH]{4x}$) và nasturan (pitchblende); khoáng vật thứ sinh gồm autunit ($Ca[UO_2]_2[PO_4]_2 \cdot 10-12H_2O$) và các hợp phần urani thứ sinh màu vàng chanh phân bố dọc theo khe nứt, đới phá hủy giòn.
• Dữ liệu vi dò điện tử WDS và ảnh chụp hiển vi điện tử (Piestrzynski và cộng sự, 2017) xác định sự phân bố định lượng đồng lượng của các nguyên tố U, Si, Ca trong tinh thể coffinit và apatit đi cùng: coffinit xuất hiện ở dạng vi hạt phân tán, bám dính quanh các hạt vụn thạch anh, felspat và vật chất hữu cơ.
• Dữ liệu định tuổi đồng vị U-Pb:
  • Phân tích U-Pb zircon các khối magma vây quanh (thực hiện tại Viện Địa chất - Địa vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc) xác định tuổi granitoid Đại Lộc (430 - 400 tr. năm) và granitoid Bến Giằng (khoảng 290 tr. năm).
  • Định tuổi U-Pb zircon trầm tích trong mẫu cát kết chứa quặng GK.26604/1 bằng kỹ thuật SHRIMP (tại KIGAM, Hàn Quốc) và mẫu GK.26604/2 bằng kỹ thuật LA-ICP-MS (tại Đại học Okayama, Nhật Bản) thiết lập đồ thị Concordia Terra - Wasserburg, xác định nguồn gốc vật liệu trầm tích vụn bồn trũng bắt nguồn từ các phức hệ móng magma - biến chất cổ vây quanh.
  • Tuổi tuyệt đối của khoáng vật coffinit xác định qua WDS ghi nhận các thế hệ tạo khoáng urani phân bố trong 4 giai đoạn từ Creta sớm đến Neogen (144 đến 14 tr. năm trước).

Chương 4: Đặc điểm cấu trúc - kiến tạo và vai trò của chúng trong tạo khoáng urani khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn

Chương 4 tập trung làm rõ đặc điểm biến dạng kiến tạo và cơ chế tạo quặng:

• Phân chia khu vực nghiên cứu thành 5 pha biến dạng kiến tạo ($D_1$ đến $D_5$):
  • Pha biến dạng $D_1$: Phát triển trong các đá móng trước Mesozoi, hình thành các đới trượt dẻo, cấu tạo mylonit, phiến hóa mạnh mẽ trong điều kiện biến chất tướng phiến lục đến amphibolit trước khi bồn trũng Nông Sơn hình thành.
  • Pha biến dạng $D_2$: Tác động lên các thành tạo trầm tích Mesozoi, đặc trưng bởi cơ chế ép nén tạo nên các hệ thống nếp uốn chặt và đứt gãy chờm nghịch quy mô lớn, phương trục nếp uốn chủ đạo tây bắc - đông nam.
  • Pha biến dạng $D_3$: Pha biến dạng uốn nếp và trượt bằng - nghịch giao thoa chồng lấn lên pha $D_2$, làm uốn cong mặt trục nếp uốn $D_2$, tạo nên bình đồ cấu trúc giao thoa phức tạp.
  • Pha biến dạng $D_4$: Biến dạng giòn đặc trưng bởi hệ thống đứt gãy trượt thuận (quan sát trực tiếp tại vết lộ cửa lò thăm dò Lô A khu Pà Lừa với biên độ dịch chuyển hàng mét), cắt qua các tầng trầm tích và phá hủy, phân đoạn đới khoáng hóa urani nguyên sinh.
  • Pha biến dạng $D_5$: Hệ thống đứt gãy và khe nứt căng giãn góc dốc lớn thuộc giai đoạn tân kiến tạo, tạo điều kiện cho nước mặt và dung dịch thấm đọng xâm nhập sâu làm tái hòa tan, di chuyển và kết tủa các hợp phần quặng urani thứ sinh màu vàng (ghi nhận tại lõi khoan AK.1401 và AK.1406).
• Vai trò của cấu trúc - kiến tạo đối với quá trình tạo khoáng: Quá trình tạo bồn trũng cung cấp không gian tích tụ trầm tích chứa vật chất hữu cơ; hoạt động biến dạng nâng - nghiêng lớp tạo gradient thủy văn cho dung dịch oxy hóa mang urani thấm sâu; các pha biến dạng giòn $D_4$ và $D_5$ tái phân bố khoáng hóa tạo nên các thân quặng thứ sinh có tuổi từ 144 đến 14 triệu năm trước.
• Xác lập hệ thống tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm: Tiền đề thạch học - tướng đá (cát kết arko thô hệ tầng An Điềm); tiền đề cấu trúc (vùng giao thoa nếp uốn $D_2-D_3$ và đới đứt gãy $D_4-D_5$); tiền đề địa hóa (ranh giới oxy hóa - khử); dấu hiệu chỉ thị khoáng vật thứ sinh màu vàng chanh, dị thường phóng xạ và khí phóng xạ radon. Phân vùng khoanh định các diện tích triển vọng phục vụ công tác điều tra, thăm dò.

Kết quả và những đóng góp mới

Các kết quả và đóng góp mới của luận án được thể hiện qua các luận điểm khoa học và ứng dụng thực tiễn:

Về mặt lý luận khoa học:

• Luận án đã nhận dạng bản chất cấu trúc và xác lập sự tồn tại của 5 pha biến dạng kiến tạo tại phần Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn, trong đó pha $D_1$ diễn ra trong đá móng trước Mesozoi và 4 pha tiếp theo ($D_2$ đến $D_5$) tác động trực tiếp lên các thành tạo trầm tích Mesozoi.
• Khôi phục lịch sử tiến hóa kiến tạo bồn trũng Nông Sơn trong bối cảnh kiến tạo mảng khu vực Đông Nam Á, chứng minh bồn trũng phát triển từ bối cảnh căng giãn sau va chạm sang ép nén và biến dạng giòn - dẻo đa kỳ.
• Làm sáng tỏ cơ chế tạo khoáng urani trong cát kết: Quặng urani ban đầu hình thành do cơ chế oxy hóa - khử ngoại sinh thấm đọng tại đới tiếp xúc giữa dung dịch oxy hóa với các tầng đá chứa tác nhân khử (vật chất hữu cơ, pyrit) của hệ tầng An Điềm; sau đó, khoáng hóa liên tục bị biến đổi, phá hủy, tái huy động và kết tủa qua 4 giai đoạn từ 144 đến 14 triệu năm trước do tác động của các pha biến dạng kiến tạo sau trầm tích.

Về mặt thực tiễn:

• Cung cấp tập số liệu mới về tuổi tuyệt đối U-Pb hạt zircon trong đá magma vây quanh (granitoid Đại Lộc 430 - 400 tr. năm, granitoid Bến Giằng khoảng 290 tr. năm) và trong đá cát kết chứa quặng (mẫu GK.26604/1, GK.26604/2 bằng SHRIMP và LA-ICP-MS).
• Cung cấp số liệu định lượng vi dò điện tử WDS về thành phần nguyên tố và tuổi của khoáng vật coffinit tại khu mỏ Pà Lừa - Pà Rồng.
• Xác lập tập hợp các tiền đề thạch học, cấu trúc, địa hóa và dấu hiệu tìm kiếm quặng urani trong cát kết.
• Khoanh định các diện tích có triển vọng khoáng hóa urani theo các cấp độ khác nhau tại khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn, cung cấp luận cứ trực tiếp để Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm và cơ quan quản lý định hướng công tác điều tra, đánh giá và thăm dò tài nguyên urani.

Kiến nghị của tác giả: Tập trung công tác thăm dò sâu vào các đới giao thoa cấu trúc nếp uốn và các đới dập vỡ kiến tạo cắt qua tầng cát kết hạt thô của hệ tầng An Điềm, nơi hội tụ đủ điều kiện thạch học thấm nước và barie địa hóa khử.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Về hạn chế:

• Do điều kiện địa hình chia cắt phức tạp, rừng rậm che phủ và vỏ phong hóa dày, việc theo dõi tính liên tục của các ranh giới địa tầng giữa hệ tầng Sông Bung và hệ tầng An Điềm tại một số diện tích còn gặp khó khăn.
• Số lượng mẫu phân tích đồng vị độ chính xác cao (SHRIMP, LA-ICP-MS, WDS) tập trung chủ yếu tại khu vực trọng điểm Pà Lừa - Pà Rồng và phụ thuộc vào các phòng thí nghiệm quốc tế, chưa bao phủ toàn diện các điểm dị thường phóng xạ nhỏ lẻ khác trong vùng.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Tiếp tục nghiên cứu định lượng tuổi thành tạo và đặc điểm thạch địa hóa của các pha magma xâm nhập trẻ hơn trong khu vực.
• Đi sâu nghiên cứu khả năng cung cấp urani và vật chất hữu cơ từ các thể grafit nằm tại đới tiếp xúc giữa phức hệ Đại Lộc và hệ tầng A Vương ở phía bắc khu vực nghiên cứu.
• Mở rộng mô hình cấu trúc khống chế quặng hóa urani sang toàn bộ diện tích phần còn lại của bồn trũng Nông Sơn.

Giá trị tham khảo

Luận án có giá trị tham khảo chuyên môn đối với:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Địa chất học, Địa chất Cấu trúc - Kiến tạo, Địa chất Khoáng sản, Địa hóa học: Nguồn tài liệu tra cứu về phương pháp phân tích kiến tạo vi cấu tạo, cơ chế biến dạng nhiều pha và phương pháp tích hợp định tuổi đồng vị SHRIMP, LA-ICP-MS với phân tích vi dò WDS.
• Các nhà địa chất, kỹ sư thăm dò tại Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam: Căn cứ khoa học phục vụ thiết kế các tuyến lỗ khoan thăm dò, đánh giá trữ lượng và xác định hình thái thân quặng urani trong cát kết.
• Cơ quan quản lý tài nguyên và năng lượng: Cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng phục vụ công tác quy hoạch tài nguyên phóng xạ quốc gia.

Các nội dung có giá trị tham khảo nổi bật gồm: Khung phân loại 5 pha biến dạng kiến tạo (Chương 4), bảng đối sánh tiêu chuẩn địa chất mỏ urani trong cát kết (Chương 2), và tập dữ liệu định tuổi U-Pb zircon, tuổi coffinit (Chương 3).

Câu hỏi thường gặp

1. Quặng hóa urani tại Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn phân bố tập trung nhất trong phân vị địa tầng nào và gồm những khoáng vật gì? Quặng hóa urani phân bố chủ yếu trong các tập cát kết, sạn kết, cuội kết hạt thô giàu vật liệu vụn và chất hữu cơ thuộc hệ tầng An Điềm ($T_3 n-c ad$). Thành phần khoáng vật quặng nguyên sinh chủ yếu gồm coffinit ($U[SiO_4]{1-x}[OH]{4x}$) và nasturan (pitchblende). Thành phần khoáng vật thứ sinh gồm autunit ($Ca[UO_2]_2[PO_4]_2 \cdot 10-12H_2O$) cùng các hợp chất urani màu vàng chanh hình thành do quá trình phong hóa và tái hòa tan biểu sinh.

2. Tuổi tuyệt đối của quặng hóa urani tại khu mỏ Pà Lừa - Pà Rồng được xác định trong khoảng thời gian nào? Dựa trên kết quả phân tích định lượng bằng thiết bị vi dò điện tử WDS và kính hiển vi điện tử tại Đại học AGH (Ba Lan) đối với khoáng vật coffinit, quặng urani tại khu vực nghiên cứu được hình thành và tái hình thành qua 4 giai đoạn kéo dài từ 144 triệu năm đến 14 triệu năm trước (từ Creta sớm đến Neogen).

3. Khu vực nghiên cứu đã trải qua bao nhiêu pha biến dạng kiến tạo và các pha này tác động ra sao đến quặng urani? Khu vực trải qua 5 pha biến dạng kiến tạo: Pha $D_1$ diễn ra trong đá móng trước Mesozoi; 4 pha còn lại ($D_2$ đến $D_5$) diễn ra trong trầm tích Mesozoi. Pha $D_2$ (ép nén) và $D_3$ (uốn nếp - trượt bằng giao thoa) làm nghiêng lớp đá chứa quặng, tạo điều kiện cho dòng dung dịch oxy hóa thẩm thấu hình thành quặng ban đầu. Pha $D_4$ (đứt gãy trượt thuận) cắt qua và phá hủy, phân đoạn thân quặng nguyên sinh. Pha $D_5$ (đứt gãy giòn góc dốc lớn) tạo đường dẫn cho dung dịch nước mặt lưu thông, hình thành các đới quặng urani thứ sinh.

4. Những kỹ thuật phân tích hiện đại nào đã được tác giả sử dụng để giải quyết các tồn tại về tuổi tuyệt đối trong luận án? Tác giả đã sử dụng kỹ thuật định tuổi đồng vị U-Pb trên hạt zircon bằng thiết bị SHRIMP tại Viện KIGAM (Hàn Quốc) trên mẫu GK.26604/1; kỹ thuật LA-ICP-MS tại Đại học Okayama (Nhật Bản) trên mẫu GK.26604/2; phương pháp định tuổi U-Pb zircon đá magma tại Viện Địa chất - Địa vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc; và phương pháp phân tích vi dò WDS trên khoáng vật coffinit tại Đại học AGH (Ba Lan).

5. Cơ chế tạo quặng urani trong cát kết tại vùng nghiên cứu diễn ra theo nguyên lý nào? Quá trình tạo quặng diễn ra theo cơ chế ngoại sinh thấm đọng (roll-front/tabular): Nước ngầm mang tính oxy hóa rửa lũa urani ($U^{6+}$) từ đá vây quanh và di chuyển dọc theo các tập cát kết nghiêng từ 15° đến 20°. Khi tiếp xúc với barie khử (nơi chứa vật chất hữu cơ, than mỏng và pyrit), $U^{6+}$ bị khử thành $U^{4+}$ khó tan và kết tủa dưới dạng coffinit và nasturan. Các pha biến dạng kiến tạo sau đó tiếp tục làm đứt gãy, tái hòa tan và tái kết tủa quặng urani thứ sinh.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Trường Giang đã làm sáng tỏ mối quan hệ tương tác giữa đặc điểm cấu trúc - kiến tạo đa pha và quá trình tạo khoáng urani trong cát kết tại phần Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. Bằng việc tích hợp các phương pháp địa chất cấu trúc truyền thống với kỹ thuật định tuổi đồng vị hiện đại (SHRIMP, LA-ICP-MS, WDS), công trình đã xác lập khung 5 pha biến dạng kiến tạo và chứng minh quặng hóa urani được hình thành, biến cải qua 4 giai đoạn từ 144 đến 14 triệu năm trước. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và hệ thống tiền đề, dấu hiệu tìm kiếm phục vụ trực tiếp cho công tác quy hoạch, điều tra và thăm dò tài nguyên urani tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng quan về khu vực Tây Bắc bồn trăng Nông Sơn. Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu. Đặc điểm địa chất và khoáng hoá urani khu vực Tây Bắc bổn trũng Nông Sơn.

Đặc điểm cấu trúc - kiến tạo và vai trò của chúng với tạo khoáng urani trong cát kết khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. Cơ sở tài liệu của luận án Luận án được hoàn thành trên cơ sở tài liệu thực tế do NCS trực tiếp nghiên cứu, thu thập, tổng hợp trong thời gian công tác, tham gia các đề tài nghiên cứu khoa học, trực tiếp tham gia thực hiện các nhiệm vu tai Lién doan Dia chất Xạ - Hiếm, đặc biệt là tài liệu khảo sát thực địa và phân tích mẫu từ năm 2013 đến nay. Cụ thê gồm: 1. Các tài liệu đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản ở các tỷ lệ khác nhau có trong vùng nghiên cứu, đặc biệt là các tài liệu kết hợp với việc khảo sát thực địa khảo sát thực địa, thu thập thông tin cấu trúc địa chất và lay mau phan tich bổ sung của chính tác giả.

Tài liệu mới về khảo sát thực địa, đo vẽ địa chất, nghiên cứu cấu trúc kiến tạo khu vực Tây Bắc bồn trăng Nông Sơn do chính tác giả thực hiện trong quá trình thực hiện nghiên cứu và làm luận án này. Tài liệu mới từ việc thu thập, gia công và phân tích hàng nghìn mẫu hoá urani, hang tram mau thach hoc, khoang vat, phan tich thanh phan vat chat ICP-MS 36 nguyên tố,. của đề án thăm đò quặng urani khu Pà Lừa - Pà Rồng do Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm thực hiện từ năm 2010 đến nay. Đặc biệt là kết quả phân tích đồng vị U-Pb để xác định tuôi tuyệt đối của 08 mẫu đá magma vây quanh bồn trăng Nông Sơn được NCS gửi gia công, phân tích tại Phòng Thí nghiệm Đồng vị Phóng xạ, Viện Địa chất - Địa vật lý, Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc; 02 mẫu xác định tuổi của các đá trầm tích chứa quặng urani thuộc khu Pà Lừa - Pà Rồng bằng phương pháp SHRIMP tại Viện Địa chất và Khoáng sản Hàn Quốc và bằng phương pháp LA- ICP-MS tai Dai hoc Okayama, Nhat Ban; 01 mau phan tich tudi tuyét đối, thành phần vật chất của quặng urani khu Pà Lừa - Pà Rồng được gửi phân tích tại Phòng thí nghiệm các nguyên tố hiếm, Đại học Khoa học và Công nghệ AGH, Ba Lan do tác giả thực hiện trong quá trình làm luận án.

Các tài liệu chuyên dé, báo cáo khoa học, bài báo liên quan đến khu vực nghiên cứu đã được công bố. Các tài liệu khảo sát, điều tra, đánh giá và thăm đò của của Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiễm trong phạm vi vả lân cận khu vực nghiên cứu. Ngoài ra, NCS còn thu thập tài liệu nghiên cứu khoa hoc về urani đã công bố trong nước và nước ngoài trên các tạp chí chuyên ngành, sách xuất bản và trên mạng Internet. Nơi thực hiện đề tài Luận án được thực hiện tại Bộ môn Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội và Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm thuộc Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam.

Lời cảm ơn Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến GS. TS Trần Thanh Hải và PGS.TS Nguyễn Phương đã tận tình hướng dẫn NCS trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu vả hoàn thành luận án. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các giảng viên Bộ môn Địa chất, Khoa Khoa học và Kỹ thuật Địa chất, Phong Dao tạo Sau Đại học và Ban Giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã tận tình giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận án này. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các nhà khoa học thuộc Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Tổng hội Địa chất Việt Nam, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, Viện Địa chất thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Địa chất toàn Nga mang tên A.

Kapinski (VSEGED, Viện Khoa học Địa chất và Tài nguyên khoáng sản Hàn Quốc (KIGAM), Phòng thí nghiệm Các nguyén t6 hiém (Laboratory of Critical Elements), Dai hoc Khoa hoc va Céng nghé AGH, Ba Lan, Phong thi nghiém Đồng vị Phóng xạ, Viện Địa chất - Địa vật lý, Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc,. và các đồng nghiệp tại Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác g1ả trong việc thực hiện luận án. Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ tinh cảm và lòng biết ơn đối với người thân, gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã tận tình giúp đỡ trong việc xử lý số liệu, khích lệ, chia sẻ và động viên NCS hoản thành luận án. TONG QUAN VE KHU VUC TAY BAC BON TRUNG NONG SON 1.

Khái quát về vị trí và đặc điểm địa chất của vùng nghiên cứu Khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn thuộc địa phận huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam. Trung tâm vùng cách thành phố Đà Nẵng khoảng 100 km về phía tây nam theo quốc lộ 14B. Khu vực nghiên cứu có diện tích khoảng 1000 km (Hình 1. Khu vực nghiên cứu có địa hình núi cao trung bình, độ cao từ 250m đến 1034m, các dải núi kéo dài theo phương tây bắc - đông nam.

Địa hình có đặc điểm chung là sườn có độ dốc phô biến 20-35, bề mặt sườn lồi lõm, vỏ phong hóa khá dày. Phủ trên bề mặt địa hình là thảm thực vật gồm cây thân gỗ, cây dây leo và cây thân thảo. Trong vùng nghiên cứu, mạng sông suối khá phát triển nhưng chiều dài và độ dốc cũng rất khác nhau như Sông Cái, Sông Vu Gia, Sông Côn, Sông Bung, Sông A Vương. Hệ thống sông suối trong vùng có lưu lượng phụ thuộc theo mùa.

Hệ thống giao thông chính đã được đầu tư, xây dựng như đường quốc lộ (QL.14, 14D), đường ô tô liên tỉnh, liên huyện, tuy nhiên việc đi lại còn rất nhiều khó khăn gây cản trở cho việc điều tra, nghiên cứu địa chất. Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc kiến tạo khu vực Có nhiều quan điểm về vị trí kiến tạo của bồn trũng Nông Sơn nói chung, phần Tây Bắc bồn trũng nói riêng trên bình đồ cầu trúc khu vực. Phan Văn Quýnh và nnk (1992) coi kiến trúc của bồn trăng Nông Sơn có dạng địa hào chồng chéo (địa hào Sông Bung phương tây bắc - đông nam và địa hào Nông Sơn phương đông - tây) được thành tạo bởi các hệ thống đứt gãy khác nhau. Nguyễn Văn Trang (1986) [51] xếp khu vực nghiên cứu vào đới Nông Sơn, trong đó phức hệ Mesozoi hạ đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành đới Nông Sơn.

Trần Văn Trị và Vũ Khúc (2009) [52] đã đưa ra một sơ đồ kiến tạo phân chia lãnh thô Việt Nam thành các đơn vị câu trúc bao gồm các địa khu luc dia tién Cambri bi tai bién cải trong Phanerozoi, cac hé tạo núi đa kỳ Proterozol - Mesozol sớm và các trũng nội lục Paleozol muộn - Kainozoi. Trong các địa khu lại được phân thành các á địa khu với các phức hệ địa chất hoặc tổ hợp thạch kiến tạo khác nhau. Các tác gia nay coi khu vực nghiên cứu thuộc hệ rift nội lục sau va chạm Mesozoi Sông Bung - An Khê nằm chồng lên đai tạo núi Paleozoi sớm - giữa Quảng Đà và địa khu tiền Cambri Kon Tum. Theo sơ đồ này khu vực Bồn trũng Nông Sơn thuộc một phần của đai tạo núi Paleozoi giữa Đà Nẵng - Se Kông, chồng lên là hệ rift nội lục sau va cham Mesozoi Song Bung - An Khê (Hình 1.

Gần đây, Tran và nnk (2014) [84] lần đầu tiên đã xác lập được các giai đoạn phát triển kiến tạo khu vực rìa bắc địa khối Kon Tum, trong đó vùng Nông Sơn được xem là hậu quả của quá trình căng giãn hậu va chạm giữa các mảng Đông Dương và Sibumasu (Hình 1. Quá trình hội nhập và ghép nối các địa mảng cũng dẫn tới sự xếp chồng và xuyên cắt nhau hết sức phức tạp của nhiều tô hợp trầm tích và magma có tuổi và nguồn gốc khác nhau. Bên cạnh đó sự đụng độ kiến tạo liên tục điễn ra xung quanh địa khối Đông Dương trong quá khứ gây nên sự biến dạng mạnh mẽ và đa kỳ đi cùng biến chất cao dẫn tới sự hình thành và giao thoa cấu trúc khu vực hết sức phức tạp trên toàn lãnh thổ Đông Dương và vùng nghiên cứu nói riêng. Sự biến dạng lặp lại nhiều lần đã dẫn tới sự phá hủy hoặc đảo lộn dạng nằm và quan hệ địa chất nguyên thủy, biến vị không gian và thành phần của các thành tạo địa chất, đặc biệt là các thành tạo trước Mesozol, làm cho việc nhận dạng bản chất của chúng gặp nhiều khó khăn.

102° 104° 106° 108° 110° 112° 114° sa " & CHỦ GIẢI " TRUNG QUỐC 1. Các địa khu lục địa tiền Cambri tái biến cải trond Phanerozoi Các địa khu biến chất cao: it) bit2 1. Hoang Lién Son (cdc 4 dia khu: 1. Núi Con Voi: II.

Phu hoat- Nam Sư Lư T (các á địa khu: Phu Hi I. a Ino | ay Son Tấm (các ä dia Rhus tle 22° III. Ngoc Linh, III. Nam - Ngai) H22° II.

He tao núi đa kỳ Neoproterozoi - Mesozoi som Các đai tạo núi ndi luc Paleozoi sém: 1. Tây Việt Bac, 1. Dong Bac Bac Bo BZ. Tây Bắc Bộ n oz0i sm DongDuong L:] a Da Nang - SéKong 20° 4.

Dai tao núi Paleozoi muộn - Mesozoi sớm Trười | 2g» sy) 5. Dai tạo núi Indos: leKong: 5. Điện Biên - i Louangphabang, 5. Srepok - Tay Nam Bo TIL.

Cac tring noi lye Paleozoi muon - Kainozoi ổ Hé rift noi luc Permi muộn - Mesozoi 6. Sông Hiến - An Châu (6. An| yi - Td Lé (7. Tú Lệ) Pe, ệ di luc sau va cham Mesozoi ge ‘= §.

Sông Bung - An Khê 18° F = La) 10. Rìa lục địa tích cực Mesozoi muộn Đà Lạt | 18° CAC BE DE TAM 0 V TET NAM Các trũng nôi lục Kainozoi VA CAC VUNG BIEN LAN CAN a 11. Trũng châu thổ Sông Hồng = ue. Trũng châu thé Mekong PESTON ee Se BIEN DON = xN ` ĐÀ NÀNG E at °| | bees ° 4 — Vị trí 3 16 ` a = wwe Halt bén trũng NHÀ.

* Nông Sơn mL rn a. si L2 Net ễ 14°” oe: TS tt 1° ‘| 9| b +2 ` ặ 2⁄2 & CHỦ GIẢI 9 & 1. Bic Vinh Bac Bo, 3. Dong Nam Hai Nam, C 42e |Š- Hoàng Sa, 6.

Phú Khánh, 7. Cửu Long, _ | meer _—. Nam Côn Son, 9. Tư Chính - Vũng Mây a BAN DO CAC DIA KHU 6 DONG NAMA 10.

Trường Sa.