Luận án thăm dò và đánh giá tài nguyên urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn, Quảng Nam

Nghiên cứu phương pháp thăm dò và đánh giá tài nguyên urani trong cát kết bồn trũng nông sơn tỉnh Quảng Nam, mang lại tiềm năng khai thác.

• Tác giả: Trần Lê Châu
• Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Lâm
• Trường học: Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Địa Chất
• Đề tài: Nghiên Cứu Phương Pháp Thăm Dò Tài Nguyên Uranium Tại Bồn Trũng Nông Sơn, Quảng Nam
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – KHOÁNG SẢN BỒN TRŨNG NÔNG SƠN
• 1.1. Tổng quan vùng nghiên cứu
• 1.2. Vị trí địa lý
• 1.3. Vị trí địa chất bồn trũng Nông Sơn trên bình đồ cấu trúc khu vực
• 1.4. Khái quát lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản
• 1.5. Các công trình nghiên cứu địa chất khu vực, đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản
• 1.6. Các công trình nghiên cứu chuyên đề
• 1.7. Các công trình điều tra, đánh giá và thăm dò urani đã tiến hành
• 1.8. Đặc điểm địa chất bồn trũng Nông Sơn
• 1.9. Magma xâm nhập
• 1.10. Đặc điểm cấu trúc, kiến tạo
• 1.11. Đặc điểm tướng đá - cổ địa lý và quy luật phân bố của cát kết Triat muộn bồn trũng Nông Sơn
• 1.12. Khoáng sản
• 1.13. Một số tồn tại nghiên cứu trước đây
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Các khái niệm cơ bản sử dụng trong luận án
• 2.2. Khái quát về urani
• 2.3. Phân loại các kiểu mỏ urani trên thế giới và Việt Nam
• 2.4. Cơ sở lý luận về đặc điểm biến hóa quặng hóa
• 2.5. Phương pháp pháp luận và phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Cách tiếp cận
• 2.5.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HÓA URANI TRONG CÁT KẾT BỒN TRŨNG NÔNG SƠN
• 3.1. Đặc điểm cấu trúc địa chất các khu vực mỏ và điểm quặng urani bồn trũng Nông Sơn
• 3.2. Các thành tạo magma xâm nhập. Đặc điểm kiến tạo
• 3.3. Đặc điểm quặng hóa urani
• 3.4. Đặc điểm phân bố và hình thái - cấu trúc thân quặng
• 3.5. Đặc điểm thành phần khoáng vật
• 3.6. Thành phần hóa học. Vai trò của các yếu tố đối với tạo quặng urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn
• 3.6.1. Yếu tố cấu trúc - kiến tạo
• 3.6.2. Yếu tố thủy văn
• 3.6.3. Yếu tố khí hậu
• 3.6.4. Yếu tố thạch học
• 3.6.5. Yếu tố địa hóa
• 3.7. Khái quát cơ chế tạo quặng urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn
• 3.7.1. Nguồn cung cấp urani
• 3.7.2. Cơ chế tạo quặng
• 4. CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ VÀ ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN URANI TRONG CÁT KẾT BỒN TRŨNG NÔNG SƠN
• 4.1. Đặc điểm biến đổi của các thông số địa chất thân quặng urani
• 4.2. Quy luật và cấu trúc sự biến hóa quặng hóa urani
• 4.3. Đặc điểm biến hóa về chiều dày và hàm lượng trong các thân quặng
• 4.4. Đặc tính dị hướng của khoáng sản urani
• 4.5. Lựa chọn phương pháp thăm dò
• 4.5.1. Nhóm mỏ thăm dò
• 4.5.2. Công trình và hệ thống công trình thăm dò
• 4.5.3. Mạng lưới công trình thăm dò
• 4.6. Lựa chọn phương pháp đánh giá tài nguyên
• 4.6.1. Tài nguyên xác định
• 4.6.2. Tài nguyên chưa xác định. Yêu cầu đối với công tác thăm dò
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Thăm Dò Uranium Bồn Trũng Nông Sơn

Bài viết này tập trung phân tích và đánh giá các phương pháp thăm dò uranium hiệu quả tại bồn trũng Nông Sơn, Quảng Nam. Khu vực này được biết đến với tiềm năng tài nguyên uranium Quảng Nam đáng kể trong cát kết Trias muộn. Nghiên cứu nhằm mục đích tối ưu hóa quy trình thăm dò uranium, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm thiểu tác động môi trường trong quá trình khai thác uranium. Bài viết tổng hợp các công trình nghiên cứu trước đây, đặc điểm địa chất uranium, và các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành và phân bố khoáng sản uranium tại khu vực. Mục tiêu là đưa ra các giải pháp phương pháp địa vật lý và phương pháp địa hóa phù hợp, góp phần vào việc đánh giá trữ lượng và tiềm năng uranium của Việt Nam.

1.1. Vị Trí Địa Lý Và Đặc Điểm Địa Chất Quảng Nam

Bồn trũng Nông Sơn nằm ở vị trí địa lý chiến lược của tỉnh Quảng Nam, nơi có cấu trúc địa chất phức tạp và tiềm năng tài nguyên uranium đáng kể. Vùng này đã trải qua nhiều giai đoạn kiến tạo, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành và tích tụ khoáng sản uranium trong các thành tạo cát kết Trias muộn. Việc hiểu rõ về địa chất Quảng Nam, đặc biệt là cấu trúc và lịch sử phát triển của bồn trũng Nông Sơn, là yếu tố then chốt để định hướng công tác thăm dò uranium hiệu quả. Các nghiên cứu trước đây đã cung cấp nhiều thông tin quan trọng về địa tầng, kiến tạo và magma xâm nhập của khu vực. NCS Trần Lê Châu (2024) đã nghiên cứu lựa chọn phương pháp thăm dò và đánh giá tài nguyên urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn.

1.2. Lịch Sử Thăm Dò Uranium Nông Sơn Và Các Nghiên Cứu Liên Quan

Lịch sử thăm dò uranium Nông Sơn trải qua nhiều giai đoạn, từ những khảo sát ban đầu đến các dự án nghiên cứu chuyên sâu. Các công trình nghiên cứu địa chất khu vực, đo vẽ bản đồ địa chất, và điều tra khoáng sản đã đóng góp quan trọng vào việc xác định tiềm năng uranium của khu vực. Bên cạnh đó, các công trình nghiên cứu chuyên đề về đặc điểm cấu trúc địa chất, địa hóa - khoáng vật uranium, và kiến tạo bồn trũng Nông Sơn đã cung cấp những hiểu biết sâu sắc về quá trình hình thành và tập trung khoáng sản. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần được làm sáng tỏ để tối ưu hóa quy trình thăm dò uranium và đánh giá trữ lượng.

II. Thách Thức Trong Thăm Dò Tài Nguyên Uranium Nông Sơn

Việc thăm dò tài nguyên uranium tại bồn trũng Nông Sơn đối mặt với nhiều thách thức địa chất và kỹ thuật. Cấu trúc địa chất phức tạp, sự phân bố không đồng đều của khoáng sản uranium, và đặc điểm biến đổi của các thông số địa chất thân quặng đòi hỏi các phương pháp thăm dò tiên tiến và chính xác. Ngoài ra, vấn đề an toàn phóng xạ và tác động môi trường cũng là những yếu tố quan trọng cần được xem xét trong quá trình khai thác uranium. Việc lựa chọn phương pháp thăm dò phù hợp, xây dựng mô hình địa chất chính xác, và áp dụng các biện pháp bảo vệ môi trường hiệu quả là những yếu tố then chốt để đảm bảo thành công của các dự án thăm dò uranium tại khu vực.

2.1. Tính Phức Tạp Của Cấu Trúc Địa Chất Uranium Tại Nông Sơn

Cấu trúc địa chất uranium tại bồn trũng Nông Sơn được đặc trưng bởi sự phức tạp của các thành tạo địa chất, sự đứt gãy, và sự biến đổi của các loại đá. Sự phức tạp này gây khó khăn trong việc xác định vị trí và hình dạng của các thân quặng uranium, cũng như trong việc dự đoán tiềm năng uranium của khu vực. Việc xây dựng mô hình địa chất 3D chi tiết và chính xác là rất quan trọng để giải quyết thách thức này. Mô hình này cần phải tích hợp các dữ liệu địa chất, địa vật lý, và địa hóa để cung cấp một bức tranh toàn diện về cấu trúc địa chất của bồn trũng Nông Sơn.

2.2. Vấn Đề An Toàn Phóng Xạ Và Môi Trường Khi Khai Thác Uranium

Việc khai thác uranium tiềm ẩn nhiều nguy cơ về an toàn phóng xạ và tác động môi trường. Bụi phóng xạ, nước thải chứa chất phóng xạ, và sự phát tán khí radon là những vấn đề cần được kiểm soát chặt chẽ. Ngoài ra, việc khai thác mỏ có thể gây ra sự ô nhiễm đất, nước, và không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng và hệ sinh thái. Việc áp dụng các biện pháp an toàn và bảo vệ môi trường tiên tiến là rất quan trọng để giảm thiểu các nguy cơ này. Các biện pháp này bao gồm việc sử dụng công nghệ khai thác thân thiện với môi trường, xử lý chất thải phóng xạ đúng quy trình, và thực hiện các biện pháp phục hồi môi trường sau khi khai thác.

III. Phương Pháp Địa Vật Lý Tối Ưu Thăm Dò Uranium Nông Sơn

Các phương pháp địa vật lý đóng vai trò quan trọng trong việc thăm dò uranium tại bồn trũng Nông Sơn. Các phương pháp như đo gamma, đo điện trở, và đo từ có thể giúp xác định vị trí và hình dạng của các thân quặng uranium, cũng như cung cấp thông tin về cấu trúc địa chất và địa chất uranium của khu vực. Việc lựa chọn phương pháp địa vật lý phù hợp, kết hợp với việc xử lý và phân tích dữ liệu chính xác, là yếu tố then chốt để nâng cao hiệu quả của công tác thăm dò uranium. Ngoài ra, việc sử dụng các phương pháp địa vật lý tiên tiến như địa vật lý giếng khoan và địa vật lý 3D có thể cung cấp những thông tin chi tiết hơn về các thân quặng uranium.

3.1. Ứng Dụng Phương Pháp Đo Gamma Trong Thăm Dò Uranium

Phương pháp đo gamma là một trong những phương pháp địa vật lý hiệu quả nhất để thăm dò uranium. Uranium là một nguyên tố phóng xạ, phát ra tia gamma có thể được phát hiện bằng các thiết bị đo chuyên dụng. Phương pháp này có thể được sử dụng để khảo sát trên mặt đất, trên không, và trong giếng khoan. Kết quả đo gamma có thể giúp xác định vị trí và hàm lượng uranium trong các thân quặng. Việc kết hợp phương pháp đo gamma với các phương pháp địa vật lý khác có thể cung cấp những thông tin chi tiết hơn về cấu trúc địa chất và địa chất uranium của khu vực.

3.2. Đo Điện Trở Và Đo Từ Hỗ Trợ Tìm Kiếm Khoáng Sản Uranium

Các phương pháp đo điện trở và đo từ cũng có thể được sử dụng để hỗ trợ việc tìm kiếm khoáng sản uranium. Các thân quặng uranium thường có điện trở và độ từ thẩm khác biệt so với đá vây quanh, cho phép sử dụng các phương pháp này để xác định vị trí của chúng. Phương pháp đo điện trở có thể được sử dụng để xác định cấu trúc địa chất và sự phân bố của nước ngầm, có thể ảnh hưởng đến sự hình thành và tích tụ khoáng sản uranium. Phương pháp đo từ có thể được sử dụng để xác định các đứt gãy và các cấu trúc kiến tạo khác, có thể là các yếu tố khống chế sự phân bố của uranium.

IV. Đánh Giá Tiềm Năng Uranium Bằng Phương Pháp Địa Hóa

Các phương pháp địa hóa đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá tiềm năng uranium tại bồn trũng Nông Sơn. Phân tích thành phần hóa học của đá, đất, và nước có thể cung cấp thông tin về sự phân bố của uranium và các nguyên tố liên quan, cũng như về các quá trình địa hóa đã ảnh hưởng đến sự hình thành và tích tụ khoáng sản uranium. Việc sử dụng các phương pháp địa hóa tiên tiến như ICP-MS và ICP-AES có thể cung cấp những thông tin chi tiết và chính xác về thành phần hóa học của mẫu, giúp xác định các khu vực có tiềm năng uranium cao.

4.1. Phân Tích Mẫu Đá Và Đất Để Xác Định Địa Hóa Uranium

Phân tích mẫu đá và đất là một trong những phương pháp địa hóa quan trọng nhất để xác định địa hóa uranium. Phương pháp này cho phép xác định hàm lượng uranium và các nguyên tố liên quan trong các mẫu, cũng như xác định các quá trình địa hóa đã ảnh hưởng đến sự phân bố của uranium. Các mẫu đá và đất cần được thu thập một cách hệ thống và đại diện, và được phân tích bằng các phương pháp phân tích hiện đại như ICP-MS và ICP-AES. Kết quả phân tích có thể được sử dụng để xây dựng bản đồ địa hóa uranium, giúp xác định các khu vực có tiềm năng uranium cao.

4.2. Nghiên Cứu Thủy Văn Địa Hóa Trong Thăm Dò Uranium

Nghiên cứu thủy văn địa hóa cũng đóng vai trò quan trọng trong thăm dò uranium. Phân tích thành phần hóa học của nước ngầm và nước mặt có thể cung cấp thông tin về sự di chuyển của uranium và các nguyên tố liên quan trong môi trường nước, cũng như về các quá trình địa hóa đã ảnh hưởng đến sự hòa tan và kết tủa của uranium. Việc xác định các nguồn nước có hàm lượng uranium cao có thể giúp xác định các khu vực có tiềm năng uranium cao. Ngoài ra, việc nghiên cứu thủy văn địa hóa có thể giúp hiểu rõ hơn về tác động môi trường của việc khai thác uranium.

V. Ứng Dụng Và Kết Quả Nghiên Cứu Tại Bồn Trũng Nông Sơn

Các phương pháp thăm dò và đánh giá được đề xuất đã được ứng dụng thử nghiệm tại một số khu vực thuộc bồn trũng Nông Sơn, cho kết quả khả quan. Các kết quả này cho thấy tiềm năng của việc áp dụng các phương pháp địa vật lý và địa hóa tiên tiến để nâng cao hiệu quả công tác thăm dò uranium. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu và ứng dụng thực tế để hoàn thiện các phương pháp này và đánh giá một cách toàn diện tiềm năng uranium của bồn trũng Nông Sơn.

5.1. Kết Quả Đánh Giá Trữ Lượng Uranium Bước Đầu

Các kết quả đánh giá trữ lượng uranium bước đầu tại bồn trũng Nông Sơn cho thấy khu vực này có tiềm năng uranium đáng kể. Tuy nhiên, việc đánh giá trữ lượng chính xác đòi hỏi các phương pháp thăm dò và đánh giá chi tiết hơn. Việc xây dựng mô hình địa chất 3D chính xác và áp dụng các phương pháp thống kê tiên tiến có thể giúp nâng cao độ tin cậy của các kết quả đánh giá trữ lượng.

5.2. Ứng Dụng Uranium Trong Tương Lai Cho Năng Lượng Việt Nam

Nguồn uranium khai thác từ bồn trũng Nông Sơn có tiềm năng lớn trong việc cung cấp nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng của Việt Nam. Tuy nhiên, việc sử dụng uranium cần tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về an toàn phóng xạ và tác động môi trường. Việc phát triển công nghệ khai thác uranium và xử lý chất thải phóng xạ tiên tiến là rất quan trọng để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành năng lượng hạt nhân.

VI. Kết Luận Tối Ưu Thăm Dò Uranium Vì Năng Lượng Việt Nam

Nghiên cứu này đã đưa ra các giải pháp tối ưu hóa phương pháp thăm dò uranium tại bồn trũng Nông Sơn, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm thiểu tác động môi trường. Các phương pháp địa vật lý và địa hóa tiên tiến, kết hợp với việc xây dựng mô hình địa chất chính xác, có thể giúp xác định vị trí và đánh giá trữ lượng uranium một cách hiệu quả. Việc phát triển công nghệ khai thác uranium và xử lý chất thải phóng xạ tiên tiến là rất quan trọng để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành năng lượng hạt nhân Việt Nam. Việc tuân thủ các quy định về an toàn phóng xạ và tác động môi trường là yếu tố then chốt để đảm bảo sự chấp nhận của xã hội đối với ngành năng lượng hạt nhân.

6.1. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Thăm Dò Uranium

Các hướng nghiên cứu tiếp theo về thăm dò uranium cần tập trung vào việc hoàn thiện các phương pháp địa vật lý và địa hóa tiên tiến, cũng như vào việc phát triển các phương pháp đánh giá trữ lượng chính xác hơn. Việc sử dụng các công nghệ mô phỏng và trực quan hóa 3D có thể giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc địa chất và sự phân bố của uranium. Ngoài ra, cần có thêm các nghiên cứu về tác động môi trường của việc khai thác uranium và về các biện pháp giảm thiểu các tác động này.

6.2. Chính Sách Và Quy Định Về Khai Thác Uranium Bền Vững

Chính phủ cần ban hành các chính sách và quy định rõ ràng về khai thác uranium bền vững, nhằm đảm bảo sự phát triển an toàn và hiệu quả của ngành năng lượng hạt nhân. Các chính sách này cần khuyến khích việc sử dụng các công nghệ khai thác và xử lý chất thải tiên tiến, cũng như khuyến khích sự tham gia của cộng đồng trong quá trình ra quyết định. Việc hợp tác quốc tế trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân cũng rất quan trọng để tiếp thu kinh nghiệm và công nghệ tiên tiến.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Công trình luận án tiến sĩ địa chất của nghiên cứu sinh Trần Lê Châu với đề tài "Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thăm dò và đánh giá tài nguyên urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn, tỉnh Quảng Nam" được thực hiện tại Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, Khoa Khoa học và Kỹ thuật Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội (năm 2024), thuộc chuyên ngành Kỹ thuật địa chất (mã số 9520501), dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. NGƯT Nguyễn Văn Lâm và TS Bùi Tất Hợp.

Tính cấp thiết của luận án gắn liền với việc thực hiện "Chiến lược địa chất, khoáng sản và công nghiệp khai khoáng đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045" được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 334/QĐ-TTg ngày 01 tháng 4 năm 2023. Quyết định xác định urani là khoáng sản chiến lược, quan trọng quy mô lớn cần tiếp tục điều tra, thăm dò nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển năng lượng nguyên tử vì mục đích hòa bình. Các kết quả nghiên cứu địa chất từ sau năm 1954 khẳng định bồn trũng Nông Sơn (Quảng Nam) là khu vực có tiềm năng urani trong cát kết tuổi Trias muộn triển vọng nhất Việt Nam. Dù một số diện tích như khu Pà Lừa - Pà Rồng đã được thăm dò đánh giá trữ lượng đến cấp 122, nhiều vấn đề về đặc điểm sinh khoáng, quy luật phân bố, đặc trưng biến đổi không gian của các thông số địa chất công nghiệp thân quặng, cũng như việc chuẩn hóa hệ thống phương pháp thăm dò và tính toán tài nguyên/trữ lượng vẫn chưa được giải quyết đồng bộ và toàn diện.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định gồm hai nội dung chính:

1. Nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm biến đổi và mức độ biến hóa không gian của các thông số địa chất thân quặng urani (hình thái, kích thước, thế nằm) trong cát kết bồn trũng Nông Sơn.
2. Đánh giá mức độ ảnh hưởng sự biến đổi của các thông số địa chất công nghiệp thân quặng đến công tác thăm dò; từ đó lựa chọn phương pháp thăm dò và đánh giá tài nguyên (trọng tâm là phương pháp tính trữ lượng/tài nguyên) phù hợp với kiểu quặng urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn, tỉnh Quảng Nam.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Quặng urani trong cát kết và các thành tạo địa chất có liên quan trong bồn trũng Nông Sơn, tỉnh Quảng Nam.
• Phạm vi nghiên cứu: Diện tích khoảng 3.200 km² thuộc địa phận huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam; dữ liệu phân tích tập trung vào các kết quả điều tra, đánh giá, thăm dò địa chất và phân tích thành phần vật chất tích lũy từ các đề án thực địa từ năm 1983 đến năm 2021.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Lịch sử điều tra, nghiên cứu địa chất và khoáng sản tại bồn trũng Nông Sơn được tác giả tổng hợp qua các giai đoạn chính:

• Nghiên cứu địa chất khu vực trước và sau 1975: Các khảo sát ban đầu về than và địa tầng của các nhà địa chất Pháp như E. Saladin (1982) và J. Fromaget (phân chia phức hệ Nông Sơn và hệ tầng Thọ Lâm). Sau năm 1975, công tác lập bản đồ địa chất khu vực được triển khai đồng bộ qua công trình lập Bản đồ Địa chất Việt Nam tỷ lệ 1:500.000 của Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao (1975-1983) và Bản đồ Địa chất nhóm tờ Huế - Quảng Ngãi tỷ lệ 1:200.000 của Nguyễn Văn Trang (1986, hiệu đính 1996).
• Điều tra, tìm kiếm khoáng sản phóng xạ urani:
  • Giai đoạn 1985-1988: Đoàn 82 (Liên đoàn Vật lý Địa chất) bay đo từ phổ hàng không tỷ lệ 1:25.000 trên diện tích 800 km²; Liên đoàn Địa chất 10 khảo sát mặt đất phát hiện các vùng triển vọng Khe Hoa - Khe Cao, Tabhing, An Điềm.
  • Giai đoạn 1983-1991: Liên đoàn Địa chất 10 điều tra tỷ lệ 1:50.000 trên toàn bể than Nông Sơn.
  • Giai đoạn 1990-1991: Đoàn 209 (Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam) kiểm tra dị thường phóng xạ hàng không tỷ lệ 1:25.000.
  • Giai đoạn 1993-1997: Liên đoàn Địa chất 10 tìm kiếm tỷ lệ 1:25.000 (150 km²) và tìm kiếm chi tiết 1:10.000 (28 km²) vùng Tabhing, xác định cụm triển vọng Pà Lừa - Pà Rồng.
• Các công trình nghiên cứu chuyên đề: Luận án phó tiến sĩ của Trịnh Xuân Bền (1995) về đặc điểm địa hóa - khoáng vật quặng Khe Hoa - Khe Cao; Nguyễn Linh Ngọc (1997) về tướng đá - cổ địa lý Trias thượng; Trần Nghi, Nguyễn Quang Hưng, Nguyễn Trọng Chi (1997) về thạch học - tướng đá và thành phần vật chất quặng vùng Tabhing; Nguyễn Văn Hoai và nnk (2002); Nguyễn Quang Hưng (2002); Nguyễn Tuấn Phong (2002) về tài liệu địa vật lý; Nguyễn Đắc Đồng và nnk (2005) về tổng quan tài nguyên urani Việt Nam; Nguyễn Phương và nnk (2008) về ứng dụng KH&CN trong tìm kiếm thăm dò; Nguyễn Đắc Sơn và nnk (2014) về mô hình kiểu mỏ; Nguyễn Trường Giang (2018) về cấu trúc - kiến tạo tây bắc bồn trũng Nông Sơn; Viện Địa chất Karpinski "FGBU - VSEGEI" (2018) về thạch học - tướng đá khu vực Pà Lừa - Pà Rồng.
• Các đề án điều tra, đánh giá, thăm dò thực địa (1992-2021): Bao gồm công tác tìm kiếm, đánh giá chi tiết tại Khe Hoa - Khe Cao (1992-1995, hàm lượng 0,04 - 0,06% $U_3O_8$), An Điềm (1995-2000), Pà Lừa (1997-1999), Đông Nam Bến Giằng (1999-2003), Pà Rồng (2000-2002), Khe Lốt (2008-2015) và Đề án thăm dò urani khu Pà Lừa - Pà Rồng diện tích 6,2 km² (2010-2021) do Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm thực hiện, khoanh nối 09 thân quặng công nghiệp.

Khoảng trống luận án tập trung giải quyết: Mặc dù khu vực Pà Lừa - Pà Rồng đã được thăm dò cấp 122, các công trình trước đây chưa làm sáng tỏ đầy đủ 03 phương diện biến hóa quặng hóa (quy luật, mức độ, cấu trúc biến hóa không gian) của các thông số địa chất công nghiệp; chưa lượng hóa đặc tính dị hướng; chưa xây dựng cơ sở khoa học hoàn chỉnh cho việc phân nhóm mỏ thăm dò, tối ưu hóa mạng lưới công trình và xác lập phương pháp tính tài nguyên/trữ lượng có kiểm chứng cho kiểu mỏ urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án vận dụng hệ thống lý luận về sinh khoáng ngoại sinh kiểu mỏ thấm đọng (thấm lọc), địa hóa urani và lý thuyết biến hóa thông số địa chất công nghiệp:

Khung lý thuyết và khái niệm cơ bản

• Mô hình mỏ thấm đọng và barie địa hóa: Quá trình tạo khoáng ngoại sinh diễn ra khi urani bị rửa lũa, hòa tan từ các đá magma, biến chất cổ trong môi trường oxy hóa ở dạng ion uranyl ($UO_2^{2+}$) và các phức chất bền ($HCO_3^-$, $PO_4^{3-}$, $SO_4^{2-}$, $AsO_4^{3-}$). Khi dung dịch nước ngầm di chuyển qua các tầng cát kết có tính thấm xốp và gặp đới khử (chứa than bùn, mùn thực vật, axit humic, axit fulvic, khoáng vật sulfur/pyrit), ion $U^{6+}$ bị khử về $U^{4+}$, tạo thành các khoáng vật urani khó tan kết tủa tại các rào chắn địa hóa.
• Hành vi hấp phụ địa hóa: Axit humic và than bùn thể hiện khả năng hấp thụ urani cao nhất ở môi trường $pH = 5 - 7,5$. Hệ số làm giàu $GEF = \frac{[UO_2^{2+}]{\text{than bùn}}}{[UO_2^{2+}]{\text{nước}}}$ đạt tới giá trị 1.000 khi $pH = 5$.
• Ba phương diện biến hóa quặng hóa: Tiếp cận nghiên cứu thông số địa chất (chiều dày thân quặng, hàm lượng $U_3O_8$) thông qua xác định quy luật biến hóa (ngẫu nhiên hoặc có quy luật), mức độ biến hóa (hệ số biến thiên $V%$) và cấu trúc biến hóa (hàm cấu trúc Variogram, khoảng cách ảnh hưởng, tỷ số dị hướng).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

• Phương pháp địa chất và thạch học - tướng đá: Đo vẽ bản đồ địa chất, đối sánh mặt cắt trầm tích, phân tích lát mỏng thạch học xác định thành phần khoáng vật và cấu trúc hạt cát kết.
• Phương pháp phân tích khoáng vật và địa hóa hiện đại:
  • Phân tích khoáng tướng dưới kính hiển vi quang học phân cực Meiji - ML 9430 Halogen Light.
  • Phân tích cấu trúc vi khoáng vật và thành phần nguyên tố trên kính hiển vi điện tử quét SEM.
  • Phân tích kích hoạt neutron (INAA) và quang phổ khối plasma cảm ứng vi lượng ICP-MS xác định hàm lượng U, Th và tổ hợp 36 nguyên tố.
• Phương pháp địa thống kê và mô hình hóa:
  • Thống kê mô tả, kiểm định quy luật phân bố chuẩn và loga chuẩn của các tập dữ liệu chiều dày, hàm lượng.
  • Khảo sát hàm cấu trúc biến sai Variogram theo các phương vị, góc quét, bước khảo sát và góc giới hạn nhằm xác định bán kính ảnh hưởng thực tế và hệ số dị hướng không gian.
• Phương pháp tính toán tài nguyên: Đánh giá so sánh và luận giải lựa chọn phương pháp khối địa chất truyền thống kết hợp phương pháp nội suy Kriging thông dụng (Ordinary Kriging).

Nguồn cơ sở dữ liệu

Dữ liệu của luận án được xây dựng từ nguồn tài liệu điều tra, thăm dò của Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm (đặc biệt là tài liệu thi công Đề án Pà Lừa - Pà Rồng 2010-2021), bao gồm kết quả phân tích hàng nghìn mẫu hóa urani, hàng trăm mẫu thạch học, mẫu ICP-MS 36 nguyên tố, hàng chục ngàn mét khoan và khai đào hào lò. Ngoài ra, tác giả trực tiếp gia công và phân tích bổ sung 04 mẫu khoáng tướng và 04 mẫu SEM để xác định chính xác mối quan hệ giữa khoáng vật urani và khoáng vật sulfur.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Khái quát đặc điểm địa chất – khoáng sản bồn trũng Nông Sơn

Chương 1 tổng quan về vị trí địa lý, cấu trúc kiến tạo, địa tầng, magma xâm nhập, tướng đá - cổ địa lý và khoáng sản của bồn trũng Nông Sơn:

• Vị trí địa lý và địa hình: Khu vực nghiên cứu có diện tích khoảng 3.200 km² thuộc huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam, cách trung tâm thành phố Đà Nẵng khoảng 100 km về phía tây nam. Địa hình thuộc miền núi trung bình, độ cao tuyệt đối từ 250 m đến 1.034 m, sườn dốc 20 - 35°, mạng lưới sông suối phát triển gồm Sông Cái, Sông Vu Gia, Sông Côn, Sông Bung, Sông A Vương.
• Cấu trúc địa chất - kiến tạo: Bồn trũng Nông Sơn được xem là một bộ phận của hệ rift nội lục sau va chạm Mesozoi Sông Bung - An Khê, hình thành trên vỏ lục địa căng giãn giai đoạn Trias giữa - Jura giữa, nằm chồng lên đai tạo núi Paleozoi sớm - giữa Quảng Đà và một phần á địa khu Nam - Ngãi. Cấu trúc bị chia cắt bởi 4 hệ thống đứt gãy chính: á vĩ tuyến (tạo địa hào Nông Sơn), tây bắc - đông nam (tạo địa hào Sông Bung, sâu tới lớp granit), đông bắc - tây nam (đứt gãy nghịch gây dịch chuyển lớn làm lộ móng biến chất) và á kinh tuyến.
• Địa tầng:
  1. Phức hệ Khâm Đức - Núi Vú ($NP_3\text{-}\epsilon_1\ kv$): Đá biến chất tướng amphibolit đến phiến lục (gneis, amphibolit, đá phiến biotit, đá phiến thạch anh chứa grafit); cường độ phóng xạ 10 - 30 $\mu R/h$, tại điểm quặng Tiên An - Trà Dương đạt từ 50-60 $\mu R/h$ đến hơn 1.000 $\mu R/h$.
  2. Hệ tầng A Vương ($\epsilon_2\text{-}O_1\ av$): Dày khoảng 600 m, gồm đá phiến sericit - thạch anh, quarzit, phiến silic; cường độ phóng xạ 10 - 20 $\mu R/h$.
  3. Hệ tầng Sông Bung ($T_2a\ sb$): Dày 600 - 1.800 m, gồm cuội kết, sét bột kết xen cát kết tuf, phun trào axit đến trung tính.
  4. Hệ tầng An Điềm ($T_3n\ ađ$): Phân chia thành phân hệ tầng dưới ($T_3n\ ađ_1$, dày 550 m, cuội kết, cát bột kết màu đỏ) và phân hệ tầng trên ($T_3n\ ađ_2$, dày hơn 1.000 m, cát kết arko xen kẹp bột kết, sét than và vỉa than). Đây là tầng chứa quặng urani chủ yếu; phóng xạ nền 11 - 25 $\mu R/h$, các đới dị thường đạt từ 100 đến trên 3.000 $\mu R/h$.
  5. Hệ tầng Sườn Giữa ($T_3n\text{-}r\ sg$): Phân hệ tầng dưới ($sg_1$, dày 600 - 700 m) và phân hệ tầng trên ($sg_2$, dày 350 - 700 m), chứa than và các dị thường phóng xạ 200 - 1.500 $\mu R/h$ ở nóc/trụ vỉa than.
  6. Loạt Thọ Lâm ($J_{1\text{-}2}\ tl$): Dày trên 1.390 m, gồm 3 phân vị (Bàn Cờ, Khe Rèn, Hữu Chánh), phóng xạ nền thấp 5 - 10 $\mu R/h$.
  7. Trầm tích Đệ Tứ ($Q$): Cuội sỏi sét cát bở rời thềm sông bãi bồi, dày vài mét đến 10 m.
• Magma xâm nhập: Phức hệ Đại Lộc ($D_1\ đl$, granit kiểu S, phóng xạ 15 - 25 $\mu R/h$); Phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn ($\delta P_{2\text{-}3}\ bq$, tuổi 260 - 269 triệu năm, loạt kiềm - vôi, phóng xạ 8 - 20 $\mu R/h$, cục bộ 120 $\mu R/h$); Phức hệ Chà Vằn ($\nu\sigma P_3\text{-}T_1\ cv$, gabbro kiềm - vôi, phóng xạ 11 - 16 $\mu R/h$).
• Tướng đá - cổ địa lý: Trầm tích Trias muộn thể hiện 2 chu kỳ trầm tích (An Điềm và Sườn Giữa) với 3 phức hệ tướng: phức hệ tướng cuội sạn cát aluvi - proluvi biển thoái ($GapLST$), phức hệ tướng sạn cát nón quạt cửa sông biển thoái ($GapLST$) và phức hệ tướng cát bùn biển nông vũng vịnh biển tiến ($SmTST$). Cát kết arko giàu felspat hạt trung đến thô thuộc tướng vũng vịnh và nón quạt là đá vây quanh thuận lợi nhất cho tích tụ quặng urani.

Phân vị địa chất / Phức hệ	Tuổi địa chất	Thành phần thạch học chủ yếu	Cường độ phóng xạ ($\mu R/h$)
Phức hệ Khâm Đức - Núi Vú	$NP_3\text{-}\epsilon_1$	Amphibolit, gneis biotit, phiến thạch anh grafit	10 - 30 (Dị thường >1.000)
Hệ tầng A Vương	$\epsilon_2\text{-}O_1$	Đá phiến sericit - thạch anh, quarzit	10 - 20 (Cục bộ 200)
Hệ tầng Sông Bung	$T_2a$	Cuội kết, cát kết tuf, sét bột kết	Nền thấp
Hệ tầng An Điềm (dưới / trên)	$T_3n$	Cuội kết đỏ / Cát kết arko, bột kết, sét than	8 - 30 (Dị thường >3.000)
Hệ tầng Sườn Giữa	$T_3n\text{-}r$	Sạn kết, cát kết hạt trung, sét than, than	200 - 1.500 (Tại vỉa than)
Loạt Thọ Lâm	$J_{1\text{-}2}$	Cuội kết thạch anh, bột kết, cát kết đỏ	5 - 10
Phức hệ Đại Lộc	$D_1$	Granitogneis hai mica, pegmatoid (Granit kiểu S)	15 - 25 (Dị thường 45 - 50)
Phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn	$P_{2\text{-}3}$	Diorit, granodiorit, granit biotit - hornblend	8 - 20 (Dị thường 40 - 120)
Phức hệ Chà Vằn	$P_3\text{-}T_1$	Gabbro, gabbronorit, monzogabbro	11 - 16

---

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

Chương 2 trình bày có hệ thống các định nghĩa chuyên ngành, cơ sở lý hóa của quá trình tạo khoáng urani và hệ phương pháp nghiên cứu thông số thân quặng:

• Đặc điểm địa hóa urani: Khẳng định tính linh động cao của $U^{6+}$ trong điều kiện oxy hóa và tính kết tủa của $U^{4+}$ trong môi trường khử. Vai trò của các chất khử vô cơ (ion $Fe^{2+}$, sulfur) và chất khử hữu cơ (hợp chất mùn, than bùn, axit humic). Quá trình vi khuẩn khử sulfat thành $H_2S$ đóng vai trò xúc tác tạo môi trường khử mạnh cho uraninit và coffinit kết tủa.
• Lý thuyết ba phương diện biến hóa quặng hóa:
  1. Quy luật biến hóa: Phân định thành phần biến hóa ngẫu nhiên và biến hóa có quy luật của thông số chiều dày và hàm lượng.
  2. Mức độ biến hóa: Đánh giá qua độ lệch chuẩn và hệ số biến thiên $V%$.
  3. Cấu trúc biến hóa: Xác lập hàm cấu trúc thực nghiệm $\gamma(h)$ (Variogram) theo khoảng cách $h$ và hướng khảo sát để xác định tính đẳng hướng hay dị hướng của khoáng hóa: $$\gamma(h) = \frac{1}{2N(h)} \sum_{i=1}^{N(h)} [z(x_i) - z(x_i + h)]^2$$
• Hệ thống và mạng lưới thăm dò: Định nghĩa các dạng ô mạng thăm dò (tuyến song song, rẻ quạt, hình chữ nhật) và nguyên tắc tối ưu hóa khoảng cách công trình dựa trên bán kính ảnh hưởng thực tế từ mô hình Variogram.

---

Chương 3: Đặc điểm quặng hóa urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn

Chương 3 đi sâu phân tích cấu trúc thân quặng, tổ hợp khoáng vật, đặc tính địa hóa và cơ chế tạo quặng tại các khu vực mỏ (Pà Lừa - Pà Rồng, Khe Hoa - Khe Cao, Đông Nam Bến Giằng, Cà Liêng - Sườn Giữa):

• Hình thái và cấu trúc thân quặng: Các thân quặng urani công nghiệp có dạng vỉa thấu kính, chuỗi thấu kính hoặc dạng tấm (tabulas) nằm giả chỉnh hợp với đá cát kết vây quanh thuộc hệ tầng An Điềm ($T_3n\ ađ_2$). Sự phân bố lớp đá chứa quặng phụ thuộc chặt chẽ vào 2 phức hệ tướng đá:
  • Dạng cánh cung theo đường bờ cổ: Thuộc phức hệ tướng cát hạt thô - hạt nhỏ nón quạt ngầm ven bờ.
  • Dạng vỉa thấu kính song song: Thuộc phức hệ tướng cát hạt trung - hạt nhỏ biển nông vũng vịnh.
• Tổ hợp khoáng vật urani:
  • Khoáng vật nguyên sinh (đới quặng tươi/chưa phong hóa): Nasturan (pitchblend), coffinit ($U[SiO_4]{1-x}[OH]{4x}$).
  • Khoáng vật thứ sinh (đới bán phong hóa và phong hóa oxy hóa): Uranophan ($Ca[UO_2]_2[SiO_3OH]_2 \cdot 5H_2O$), autunit ($Ca[UO_2]_2[PO_4]_2 \cdot 10-12H_2O$), metaautunit, uranoxiaxit, metauranoxiaxit, photfuranilit.
  • Khoáng vật cộng sinh sinh khoáng: Pyrit ($FeS_2$), sericit, calcit thứ sinh, oxyt sắt. Ảnh chụp SEM và khoáng tướng xác nhận pyrit vi hạt phân tán đồng sinh hoặc cộng sinh chặt chẽ với khoáng vật urani.
• Thành phần hóa học và tương quan nguyên tố: Hàm lượng $U_3O_8$ trong các thân quặng công nghiệp dao động phổ biến từ 0,02% đến 0,06%, cục bộ cao hơn. Urani có mối tương quan thuận rõ rệt với $C_{\text{hữu cơ}}$, $S_{\text{sunfua}}$, $V$, $Mo$ và $P_2O_5$.
• Nguồn cung cấp và cơ chế tạo quặng: Urani được hòa tan, rửa lũa từ các phức hệ đá móng giàu phóng xạ (đá phiến Khâm Đức - Núi Vú, granit Đại Lộc, xâm nhập Bến Giằng - Quế Sơn) trong giai đoạn phong hóa lục địa. Nước dưới đất mang urani ngấm vào bồn trũng trầm tích, di chuyển qua các tầng cát kết arko thấm nước tốt; khi gặp tầng chứa vật chất hữu cơ phân hủy sinh $H_2S$ và pyrit, phản ứng khử diễn ra làm urani kết tủa dạng thấm đọng ngoại sinh.

---

Chương 4: Lựa chọn phương pháp thăm dò và đánh giá tài nguyên urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn

Chương 4 là chương trọng tâm kỹ thuật của luận án, giải quyết việc xử lý thống kê dữ liệu, phân nhóm mỏ, xác lập mạng lưới công trình và phương pháp tính tài nguyên:

• Đặc điểm biến đổi thông số địa chất công nghiệp:
  • Chiều dày thân quặng: Biến đổi nhảy vọt, gián đoạn, không có quy luật rõ rệt; cấu trúc nội bộ từ đơn giản đến phức tạp; thuộc loại chiều dày không ổn định.
  • Hàm lượng $U_3O_8$: Đồ thị tần số phân bố tuân theo quy luật phân bố loga chuẩn ($\text{Log}_{10}$). Hàm lượng biến đổi từ không đồng đều đến đặc biệt không đồng đều. Mức độ biến đổi hàm lượng trong nội bộ thân quặng phức tạp hơn biến đổi chiều dày.
  • Tính dị hướng: Kết quả khảo sát hàm cấu trúc Variogram (thân quặng 1, 2, 2b Lô G2, Thân quặng 1 Lô A khu Pà Lừa - Pà Rồng; Thân quặng 4 khu Khe Cao; Thân quặng 1 khu Đông Nam Bến Giằng) xác nhận khoáng hóa urani có tính dị hướng mạnh, khoảng cách ảnh hưởng theo phương kéo dài lớn hơn đáng kể so với phương vuông góc và hướng dốc.
• Xác lập nhóm mỏ thăm dò: Dựa trên các tiêu chuẩn độ phức tạp địa chất, quy mô, mức độ ổn định của chiều dày và tính đồng đều của hàm lượng, luận án xác định các mỏ urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn thuộc Nhóm mỏ thăm dò III (mỏ có cấu trúc địa chất phức tạp, thân quặng kích thước trung bình đến nhỏ, chiều dày không ổn định và hàm lượng phân bố không đồng đều).
• Hệ thống và mạng lưới công trình thăm dò hợp lý:
  • Hệ thống công trình: Sử dụng phối hợp công trình khai đào (hào bề mặt, lò ngầm), khoan thẳng đứng lấy mẫu lõi khoan và phương pháp carota địa vật lý phóng xạ lỗ khoan.
  • Mạng lưới công trình thăm dò: Bố trí dạng tuyến song song kết hợp dạng rẻ quạt hoặc hình chữ nhật. Khoảng cách định hướng tối ưu được xác lập:
    • Khoảng cách giữa các tuyến (theo đường phương thân quặng): 40 - 60 m.
    • Khoảng cách giữa các công trình trên tuyến (theo hướng dốc thân quặng): 25 - 30 m.
• Lựa chọn phương pháp đánh giá tài nguyên, trữ lượng:
  • Tài nguyên xác định: Lựa chọn phương pháp khối địa chất làm phương pháp tính toán cơ sở vì phù hợp với đặc thù thân quặng dạng vỉa thấu kính phân bố gián đoạn, ranh giới phức tạp.
  • Kiểm chứng mô hình: Ứng dụng phương pháp Kriging thông dụng (Ordinary Kriging) trong địa thống kê để đối sánh, kiểm chứng độ tin cậy và tối ưu hóa việc phân cấp trữ lượng/tài nguyên.

Thông số thăm dò / Đánh giá	Kết quả xác lập trong luận án
Nhóm mỏ thăm dò	Nhóm mỏ III (Mỏ phức tạp)
Cấu trúc hình thái thân quặng	Dạng vỉa thấu kính, chuỗi thấu kính, dạng tấm (tabulas)
Quy luật phân bố hàm lượng $U_3O8$	Phân bố loga chuẩn ($\text{Log}_{10}$), biến đổi không đồng đều đến đặc biệt không đồng đều
Tính dị hướng	Dị hướng mạnh theo phương kéo dài của nón quạt/dòng cổ
Tổ hợp công trình thăm dò	Khai đào (hào, lò) + Khoan thẳng đứng + Carota phóng xạ
Khoảng cách giữa các tuyến (đường phương)	40 - 60 m
Khoảng cách công trình trên tuyến (hướng dốc)	25 - 30 m
Dạng hình học mạng lưới	Dạng tuyến song song kết hợp rẻ quạt hoặc hình chữ nhật
Phương pháp tính tài nguyên/trữ lượng	Phương pháp khối địa chất (kết hợp Ordinary Kriging kiểm chứng)

---

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được các kết quả khoa học và đóng góp mới cụ thể sau:

1. Về quy luật tướng đá - cấu trúc thân quặng: Xác định các lớp đá chứa quặng urani trong cát kết Trias muộn bồn trũng Nông Sơn tồn tại dưới 2 dạng tương ứng với 2 phức hệ tướng đá:
   • Lớp đá chứa quặng dạng vỉa thấu kính phân bố dạng hình cánh cung theo đường bờ cổ thuộc phức hệ tướng cát hạt thô, hạt nhỏ nón quạt ngầm ven bờ.
   • Lớp đá chứa quặng dạng vỉa thấu kính định hướng song song thuộc phức hệ tướng cát hạt trung, hạt nhỏ biển nông vũng vịnh.
2. Về đặc điểm biến hóa không gian quặng hóa: Làm sáng tỏ 03 phương diện biến hóa của các thông số địa chất công nghiệp: thân quặng dạng vỉa thấu kính, chuỗi thấu kính liên kết trong tầng đá nhất định; chiều dày biến đổi nhảy vọt, gián đoạn, không có quy luật; hàm lượng $U_3O_8$ tuân theo phân bố loga chuẩn, biến đổi không đồng đều đến đặc biệt không đồng đều và có đặc tính dị hướng rõ rệt.
3. Về phân nhóm mỏ thăm dò: Luận giải và xếp các khu mỏ urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn vào Nhóm mỏ thăm dò III.
4. Về hệ thống và mạng lưới thăm dò: Xác lập hệ thống thăm dò kết hợp khai đào, khoan thẳng đứng và đo carota địa vật lý; định hướng mạng lưới công trình dạng tuyến song song kết hợp rẻ quạt/hình chữ nhật với khoảng cách tuyến 40 - 60 m và công trình trên tuyến 25 - 30 m.
5. Về phương pháp tính tài nguyên/trữ lượng: Xác lập việc sử dụng phương pháp khối địa chất làm phương pháp tính trữ lượng chủ đạo, kết hợp phương pháp Kriging thông dụng để kiểm chứng mô hình, nâng cao độ tin cậy đánh giá.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất:

• Áp dụng hệ thống mạng lưới thăm dò (40 - 60 m × 25 - 30 m) và phương pháp tính trữ lượng khối địa chất kết hợp Kriging cho các đề án thăm dò tiếp theo tại các khu vực Khe Hoa - Khe Cao, Đông Nam Bến Giằng, Khe Lốt.
• Sử dụng kết quả nghiên cứu làm cơ sở dữ liệu để cơ quan quản lý nhà nước xây dựng các quy định, tiêu chuẩn kỹ thuật về công tác thăm dò urani trong cát kết tại Việt Nam.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Nguồn dữ liệu thăm dò chi tiết và công tác tính toán trữ lượng cấp 122 của luận án tập trung chủ yếu tại diện tích khu Pà Lừa - Pà Rồng. Các diện tích khác trong bồn trũng Nông Sơn (như Khe Hoa - Khe Cao, Khe Lốt, Đông Nam Bến Giằng, Cà Liêng - Sườn Giữa) phần lớn mới dừng ở mức điều tra, tìm kiếm và đánh giá sơ bộ, mức độ công trình khống chế chưa đồng đều.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Cần tiếp tục mở rộng nghiên cứu, thu thập và đối sánh số liệu khi triển khai các đề án thăm dò chi tiết tại các khu vực tiềm năng lân cận và các khu vực mới được khoanh định trong Đề án "Đánh giá tổng thể tiềm năng khoáng sản vùng Trung Trung Bộ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội" của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị học thuật và thực tiễn cao:

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên và giảng viên: Cung cấp tài liệu tham khảo phương pháp luận kết hợp giữa nghiên cứu tướng đá - cổ địa lý, địa hóa khoáng vật phóng xạ và kỹ thuật địa thống kê (Variogram, Kriging) trong mô hình hóa thân quặng.
• Đối với các đơn vị sản xuất địa chất (Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm): Cung cấp trực tiếp các thông số kỹ thuật (khoảng cách mạng lưới, dạng ô mạng, phương pháp tính trữ lượng) để thiết kế đồ án và thi công thăm dò các mỏ urani cát kết.
• Đối với các cơ quan quản lý (Bộ Tài nguyên và Môi trường, Cục Địa chất Việt Nam, Cục Khoáng sản Việt Nam, Hội đồng Đánh giá Trữ lượng Khoáng sản Quốc gia): Cung cấp căn cứ khoa học xác thực phục vụ công tác thẩm định, phê duyệt trữ lượng và xây dựng quy chuẩn kỹ thuật thăm dò urani quốc gia.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Cơ chế hình thành quặng urani trong cát kết bồn trũng Nông Sơn diễn ra như thế nào?
Quá trình tạo quặng mang nguồn gốc thấm đọng ngoại sinh. Urani bị phong hóa, hòa tan từ các phức hệ đá móng granitoit và đá biến chất cổ (Khâm Đức - Núi Vú, Đại Lộc, Bến Giằng - Quế Sơn) thành dung dịch ion uranyl $UO_2^{2+}$ trong môi trường oxy hóa. Dung dịch thấm lọc qua các tầng cát kết arko xốp thấm thuộc hệ tầng An Điềm; khi gặp barie địa hóa khử (giàu vật chất than bùn, axit humic và pyrit), urani bị khử về dạng $U^{4+}$ và kết tủa tạo thành quặng nasturan, coffinit cùng các khoáng vật thứ sinh.

2. Tại sao các khu mỏ urani trong cát kết Nông Sơn lại được xếp vào Nhóm mỏ thăm dò III?
Các khu mỏ được xếp vào Nhóm mỏ III do cấu trúc địa chất phức tạp, thân quặng có dạng vỉa thấu kính/chuỗi thấu kính phân bố không liên tục, chiều dày biến đổi nhảy vọt (thuộc loại không ổn định), hàm lượng $U_3O_8$ tuân theo quy luật phân bố loga chuẩn và biến đổi từ không đồng đều đến đặc biệt không đồng đều, đồng thời có tính dị hướng không gian mạnh.

3. Mạng lưới công trình thăm dò tối ưu được luận án xác lập có thông số kích thước bao nhiêu?
Luận án xác lập mạng lưới thăm dò tối ưu dạng tuyến song song kết hợp rẻ quạt hoặc hình chữ nhật với khoảng cách giữa các tuyến (theo đường phương thân quặng) là 40 - 60 m và khoảng cách giữa các công trình trên một tuyến (theo hướng dốc thân quặng) là 25 - 30 m.

4. Luận án đề xuất sử dụng phương pháp nào để tính toán tài nguyên và trữ lượng urani?
Luận án đề xuất sử dụng phương pháp khối địa chất làm phương pháp tính toán cơ sở và kết hợp phương pháp Kriging thông dụng (Ordinary Kriging) trong địa thống kê để đối sánh, kiểm chứng độ tin cậy của kết quả khoanh định và tính trữ lượng.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trần Lê Châu là công trình nghiên cứu chuyên sâu, giải quyết trọn vẹn cơ sở khoa học và thực tiễn về đặc tính biến hóa không gian của các thông số địa chất thân quặng urani trong cát kết Trias muộn bồn trũng Nông Sơn. Tác giả đã xác lập mô hình phân nhóm mỏ thăm dò loại III, chuẩn hóa mạng lưới công trình thăm dò tối ưu (40 - 60 m × 25 - 30 m) và đề xuất quy trình tính trữ lượng bằng phương pháp khối địa chất kết hợp Kriging thông dụng kiểm chứng. Kết quả nghiên cứu đóng góp trực tiếp vào việc hoàn thiện phương pháp luận thăm dò khoáng sản phóng xạ và phục vụ hiệu quả cho Chiến lược khoáng sản quốc gia.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT - KHOÁNG SẢN BỒN TRŨNG NÔNG SƠN 1. Tổng quan vùng nghiên cứu 1. Vị trí địa lý Bồn trũng Nông Sơn thuộc địa phận huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam. Trung tâm bồn cách thành phố Đà Nẵng khoảng 100 km về phía tây nam theo quốc lộ 14B.

Khu vực nghiên cứu thuộc miền địa hình núi cao trung bình, độ cao từ 250m đến 1034m, các dải núi kéo dài theo phương tây bắc - đông nam, với bề mặt sườn lồi lõm và độ dốc phổ biến trong khoảng 20 - 35o; theo đó vỏ phong hóa trong khu vực được bảo tồn khá tốt. Phủ trên bề mặt địa hình là thảm thực vật gồm cây thân gỗ, cây dây leo và cây thân thảo. Mạng sông suối khá phát triển, chiều dài và độ dốc cũng rất khác nhau như Sông Cái, Sông Vu Gia, Sông Côn, Sông Bung, Sông A Vương. Hệ thống giao thông chính đã được đầu tư, xây dựng, đường ô tô liên tỉnh, liên huyện.

Tuy nhiên việc đi lại còn khá nhiều khó khăn gây không ít cản trở cho việc điều tra, nghiên cứu địa chất. Vị trí địa chất bồn trũng Nông Sơn trên bình đồ cấu trúc khu vực Hiện tại, có khá nhiều quan điểm về vị trí kiến tạo của bồn trũng Nông Sơn trên bình đồ cấu trúc khu vực. Phan Văn Quýnh và nnk (1992) [38] coi kiến trúc của bồn trũng 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) [54] 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, Đặng Vũ Khúc và nnk (2009) [55] đã chia lãnh thổ Việt Nam thành 03 đơn vị kiến tạo lớn, đó là: Các địa khu lục địa tiền Cambri bị tái biến cải trong Phanerozoi, Hệ tạo núi đa kỳ Neoproterozoi - Mesozoi sớm và Các trũng nội lục Paleozoi muộn - Kainozoi. Các đơn vị kiến tạo lớn này được chia thành nhiều đơn vị kiến tạo nhỏ được đặc trưng bởi các phức hệ địa chất hoặc tổ hợp thạch kiến tạo khác nhau; trong đó, Bồn trũng Nông Sơn được các tác giả này xem là một bộ phận của 8 hệ rift nội lục sau va chạm Mesozoi Sông Bung-An Khê được hình thành trên vỏ lục địa căng giãn trong giai đoạn Trias giữa - Jura giữa. Trên bình đồ cấu trúc kiến tạo lãnh thổ Việt Nam (hình 1.1), trũng Nông Sơn nằm chồng lên đai tạo núi Paleozoi sớm-giữa Quảng Đà và một phần chồng lên á địa khu Nam - Ngãi. Năm 2014, Trần Thanh Hải và nnk [72] xem bồn Nông Sơn là hậu quả của quá trình căng giãn hậu va chạm giữa các mảng Đông Dương và Sibumasu.

Vị trí kiến tạo vùng nghiên cứu trên sơ đồ cấu trúc khu vực (Theo Trần Văn Trị và Vũ Khúc, 2009) [55] 9 1. Khái quát lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản 1. Các công trình nghiên cứu địa chất khu vực, đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản Công tác nghiên cứu địa chất trước năm 1975 còn hạn chế, chủ yếu là các công trình nghiên cứu địa chất khu vực, phát hiện khoáng sản của các nhà địa chất Pháp và các nhà Địa chất Miền nam Việt Nam. Trong giai đoạn này, công tác nghiên cứu địa vật lý có công trình đo và thành lập bản đồ từ tỷ lệ 1: 25.000 của hải quân Mỹ.