Luận án Đặc điểm quặng hóa vàng trong thành tạo phun trào rìa Tây Nam cấu trúc bù khạng

Nội dung text: Luận án Đặc điểm quặng hóa vàng trong thành tạo phun trào rìa Tây Nam cấu trúc bù khạng

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒNG VĂN GIÁP ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HÓA VÀNG TRONG THÀNH TẠO PHUN TRÀO RÌA TÂY NAM CẤU TRÚC BÙ KHẠNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2022
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒNG VĂN GIÁP ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HÓA VÀNG TRONG THÀNH TẠO PHUN TRÀO RÌA TÂY NAM CẤU TRÚC BÙ KHẠNG Ngành: Kỹ thuật Địa chất Mã số: 9520501 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS.Nguyễn Quang Luật 2. TS. Nguyễn Văn Nguyên Hà Nội - 2022
3. iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu trong luận án là trung thực và các kết quả trình bày trong luận án chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất cứ công trình nào. Tác giả luận án Đồng Văn Giáp
4. iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC. .iv DANH MỤC HÌNH VẼ. vii DANH MỤC CÁC BẢNG xi DANH MỤC CÁC ẢNH xii MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC RÌA TÂY NAM CẤU TRÚC BÙ KHẠNG .8 1.1. Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc khu vực. .8 1.2. Sơ lƣợc về lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản vàng. .11 1.2.1. Sơ lƣợc về lịch sử nghiên cứu địa chất 11 1.2.2. Lịch sử nghiên cứu, tìm kiếm - thăm dò khoáng sản vàng 14 1.2.3. Đánh giá các kết quả nghiên cứu trƣớc đây và những vấn đề tồn tại cần tiếp tục nghiên cứu 15 1.3. Khái quát đặc điểm địa chất vùng 16 1.3.1. Địa tầng. 16 1.3.2. Magma. 31 1.3.3. Đặc điểm cấu trúc - kiến tạo 39 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 2.1. Tổng quan về vàng 47 2.1.1. Đặc điểm địa hóa của vàng 47 2.1.2. Đặc điểm khoáng vật của vàng. .51 2.2. Các kiểu mỏ công nghiệp của vàng .54 2.2.1. Kiểu mỏ skarn. 54 2.2.2. Kiểu mỏ nhiệt dịch nguồn xâm nhập sâu (nhiệt dịch pluton) .55 2.2.3. Kiểu mỏ nhiệt dịch nguồn phun trào 55 2.2.4. Kiểu mỏ nguồn gốc biến chất 56 2.2.5. Kiểu mỏ phong hóa 58
5. v 2.2.6. Kiểu mỏ sa khoáng. .58 2.3. Tình hình nghiên cứu quặng hóa vàng ở Việt Nam. 58 2.4. Các thuật ngữ đƣợc sử dụng trong luận án. .61 2.5. Các phƣơng pháp nghiên cứu và số liệu .63 2.5.1. Các phƣơng pháp nghiên cứu ngoài thực địa 63 2.5.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu trong phòng 63 Chƣơng 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT QUẶNG HOÁ VÀNG KHU VỰC RÌA TÂY NAM CẤU TRÚC BÙ KHẠNG. 65 3.1. Đặc điểm phân bố, hình thái và cấu trúc các thân khoáng. 65 3.1.1. Đặc điểm phân bố các đới khoáng hoá và các thân quặng vàng 65 3.1.2. Đặc điểm hình thái và cấu trúc các thân quặng vàng .65 3.2. Đặc điểm biến đổi nhiệt dịch đá vây quanh quặng. .84 Chƣơng 4: ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ NGUỒN GỐC QUẶNG VÀNG KHU VỰC RÌA TÂY NAM CẤU TRÚC BÙ KHẠNG. 91 4.1. Xác lập kiểu mỏ và phân chia các kiểu quặng vàng rìa Tây Nam cấu trúc Bù Khạng. 91 4.2. Đặc điểm thành phần khoáng vật quặng 93 4.3. Đặc điểm cấu tạo và kiến trúc quặng. .115 4.3.1. Đặc điểm cấu tạo quặng 115 4.3.2. Đặc điểm kiến trúc quặng 117 4.4. Đặc điểm thành phần hóa học quặng Au. .118 4.5. Các thời kỳ và giai đoạn tạo khoáng. 120 4.6. Nguồn gốc và mô hình thành tạo quặng vàng khu vực rìa Tây Nam cấu trúc Bù Khạng .123 4.6.1. Mối liên quan với hoạt động magma. 123 4.6.2. Điều kiện hóa - lý tạo quặng và nguồn gốc của dung dịch tạo quặng 130 4.6.3. Mô hình nguồn gốc hệ magma - quặng Sông Mã. 135
6. vi Chƣơng 5: CÁC YẾU TỐ KHỐNG CHẾ QUẶNG HÓA VÀ CÁC TIỀN ĐỀ, DẤU HIỆU TÌM KIẾM QUẶNG VÀNG KHU VỰC RÌA TÂY NAM CẤU TRÚC BÙ KHẠNG 137 5.1. Các yếu tố địa chất khống chế quặng vàng 137 5.1.1. Vị trí địa chất các thân quặng vàng 137 5.1.2. Các yếu tố địa chất khống chế quặng vàng 137 5.2. Các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm 142 5.2.1. Tiền đề cấu trúc - kiến tạo. 142 5.2.2. Tiền đề magma. 142 5.2.3. Tiền đề thạch học - địa tầng. 142 5.2.4. Dấu hiệu tìm kiếm .143 5.3. Phân vùng triển vọng quặng vàng 144 5.3.1. Tiêu chuẩn phân vùng triển vọng 144 5.3.2. Kết quả khoanh định diện tích triển vọng và đánh giá tài nguyên quặng vàng gốc trong vùng nghiên cứu. 144 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 147 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 149 TÀI LIỆU THAM KHẢO 150 PHỤ LỤC 1: CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MẤU 156 PHỤ LỤC 2: XỬ LÝ SỐ LIỆU XÁC ĐỊNH QUY LUẬT PHÂN BỐ CÁC NGUYÊN TỐ TRONG HÓA HỌC TRONG THÂN QUẶNG VÀNG 165
7. vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Vị trí vùng nghiên cứu trong bình đồ cấu trúc khu vực 9 Hình 1.2: Bản đồ địa chất và khoáng sản vùng nghiên cứu 19 Hình 1.3: Biểu đồ tƣơng quan SiO2 - (Na2O+K2O) (theo Le Bas et al., 1986) phân loại và gọi tên các đá núi lửa 26 Hình 1.4: Biểu đồ phân chia các loạt magma (theo Poldervaart và Green, 1958) 26 Hình 1.5: Biểu đồ AFM (theo Irvine và Baraga, 1971) phân chia các loạt magma: tholeit (TH), kiềm vôi (CA) .27 Hình 1.6: Biểu đồ tƣơng quan K2O - SiO2 phân chia các loạt magma cao, trung bình và thấp kali (theo Le Maitre, 1989) .27 Hình 1.7: Biểu đồ tƣơng quan A/NK - A/CNK (theo Manniar và Piccolli, 1989) phân chia các loạt: trung bình nhôm (metaluminous), bão hòa nhôm (peraluminous) và bão hòa kiềm (peralkaline) 27 Hình 1.8: Biểu đồ phân bố hàm lƣợng nhóm nguyên tố không tƣơng hợp chuẩn hóa với basalt sống núi đại dƣơng (N-MORB) (theo Pearce, 1983)cho các đá núi lửa 28 Hình 1.9: Biểu đồ phân bố hàm lƣợng nhóm nguyên tố đất hiếm chuẩn hóa với Chondrit (theo Haskin, 1968) cho các đá núi lửa .28 Hình 1.10: Biểu đồ Concordia tính tuổi thành tạo ryolit của hệ tầng Đồng Trầu 29 Hình 1.11: Biểu đồ tính tuổi đồng vị các đá ryolit hệ tầng Đồng Trầu .29 Hình 1.12: Biểu đồ tƣơng quan SiO2 - (Na2O+K2O) (theo Cox, 1979) phân loại và gọi tên các đá xâm nhập 34 Hình 1.13: Biểu đồ phân chia các loạt magma (theo Poldervaart và Green, 1958) . 34 Hình 1.14: Biểu đồ tƣơng quan K2O - SiO2 phân chia các loạt magma cao, trung bình và thấp kali (theo Le Maitre, 1989) .34 Hình 1.15: Biểu đồ tƣơng quan A/NK - A/CNK (theo Manniar và Piccolli, 1989) phân chia các loạt: trung bình nhôm (metaluminous), bão hòa nhôm (peraluminous) và bão hòa kiềm (peralkaline) 34
8. viii Hình 1.16: Biểu đồ AFM (theo Irvine và Baraga, 1971) phân chia các loạt magma: tholeit (TH), kiềm vôi (CA). .35 Hình 1.17: Biểu đồ tƣơng quan SiO2 - (FeO*/MgO) (theo Myiashiro, 1974) phân định các loạt magma: tholeit (TH), kiềm vôi (CA) 35 Hình 1.18: Biểu đồ phân chia các kiểu nguồn gốc granit (I, S)- Granit (theo Chappell & White 1983) .35 Hình 1.19: Biểu đồ phân bố địa hóa các nguyên tố đất hiếm chuẩn với Chondrit (theo Haskin., 1968) 36 Hình 1.20: Biểu đồ phân bố địa hóa các nguyên tố không tƣơng hợp chuẩn với N- MORB (theo Pearce J.A., 1983) .36 Hình 1.21: Biểu đồ Concordia tính tuổi thành tạo granit phức hệ Sông Mã 38 Hình 1.22: Biểu đồ tính tuổi đồng vị các đá granit hệ tầng Sông Mã .38 Hình 3.1: Sơ đồ địa chất và khoáng sản khu vực bản Huổi Cọ - Bản Sàn 69 Hình 3.2: Thân quặng TQ.3 gặp tại hào H.3B 70 Hình 3.3: Sơ đồ địa chất và khoáng sản khu vực Huổi Mây 74 Hình 3.4: Sơ đồ địa chất và khoáng sản khu vực bản Bản Tang - Na Quya .79 Hình 3.5: Thân quặng TQ.1 gặp tại hào H.85 80 Hình 3.6: Sơ đồ địa chất và khoáng sản khu vực Đông Bản Tang 83 Hình 4.1: Mẫu 20911. Kết quả kiểm tra khoáng vật vàng tự sinh (Au I) dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) tại Selected Area 1 (ảnh 4.9). 97 Hình 4.2: Mẫu KS.20911. Kết quả kiểm tra khoáng vật vàng tự sinh (Au I) dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) tại EDS Spot 2 (ảnh 4.10) .98 Hình 4.3: Mẫu KS.12209. Kết quả kiểm tra khoáng vật vàng tự sinh (Au II) dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) .99 Hình 4.4: Mẫu KS.12209. Kết quả kiểm tra khoáng vật arsenopyrit II (ảnh 4.24) dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) 104 Hình 4.5: Mẫu KS.12209. Kết quả kiểm tra khoáng vật arsenopyrit II (ảnh 4.25) dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) 104
9. ix Hình 4.6: Mẫu KS.12209. Kết quả kiểm tra khoáng vật galena (ảnh 4.36) dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) 109 Hình 4.7: Mẫu KS.12209. Kết quả kiểm tra khoáng vật sphalerit (ảnh 4.41) dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) 111 Hình 4.8: Mẫu KS.12209. Kết quả kiểm tra khoáng vật sphalerit (ảnh 4.42) dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) ) 111 Hình 4.9. Xác định kiểu nguồn gốc của granitoid Sông Mã theo tỷ lệ độ oxy hóa của sắt và các thông số cơ bản trong đá magma (Theo M.Takahashi et al, 1980) .125 Hình 4.10. Khả năng sinh quặng của granitoid phức hệ Sông Mã theo tính chuyên hóa khoáng vật phụ và đặc tính oxy hóa - khử (Baker, T., Pollard, P.J., Mustard, R., Mark, G. & Graham, J.I.,2005 ) .127 * Hình 4.11. Biểu đồ FeO - log(Fe2O3/FeO) xác định đặc tính oxy hóa - khử của granitoid phức hệ Sông Mã (Theo Blevin, 2003 ) .127 Hình 4.12a. Tƣơng quan số lƣợng nguyên tử Mg - Na thể hiện tính sinh khoáng Au của đá magma granitoid Sông Mã (Theo Sattran,1977) .129 Hình 4.12b. Tƣơng quan số lƣợng nguyên tử Mg - K thể hiện tính sinh khoáng Au của đá magma granitoid Sông Mã (Theo Sattran,1977) .129 Hình 4.12c. Tƣơng quan số lƣợng nguyên tử K - Na thể hiện tính sinh khoáng Au của đá magma granitoid Sông Mã (Theo phƣơng pháp của Sattran,1977) .129 Hình 4.12d. Biểu đồ tam giác biểu diễn trƣờng thạch hóa thể hiện đặc tính sinh quặng kiểu Au của đá magma granitoid Sông Mã (Theo phƣơng pháp của M.M. Kontantinov, 1984) 129 Hình 4.13. Biểu đồ nhiệt độ đồng hóa bao thể thể hiện rõ 2 giai đoạn tạo quặng sản phẩm ứng với 2 kiểu quặng Au của khu vực rìa tây nam cấu trúc Bù Khạng .132 Hình 4.14. Biểu đồ biểu diễn nồng độ muối NaCl của chất lƣu (fluid) trong các bao thể thạch anh thuộc 2 kiểu quặng Au của khu vực rìa tây nam cấu trúc Bù Khạng 132
10. x Hình 4.15. Biểu đồ tƣơng quan giữa nhiệt độ và độ muối NaCl của chất lƣu (fluid) trong các bao thể thạch anh thuộc 2 kiểu quặng Au của khu vực rìa tây nam cấu trúc Bù Khạng .132 Hình 4.16. Biểu đồ tƣơng qua giữa nhiệt độ, độ muối và tỷ trọng dung dịch trong các bao thể thạch anh thuộc 2 kiểu quặng Au của khu vực rìa tây nam cấu trúc Bù Khạng 132 Hình 4.17. Biểu đồ tƣơng quan giữa nhiệt độ và áp suất dung dịch tạo quặng Au khu vực rìa tây nam cấu trúc Bù Khạng 133 Hình 4.18. Biểu đồ tƣơng quan giữa mật độ (tỷ trọng) dung dịch và độ sâu kết tinh của dung dịch tạo quặng Au khu vực rìa tây nam cấu trúc Bù Khạng 133 Hình 4.19. Biểu đồ xác định nguồn nƣớc của dung dịch tạo quặng từ các kết quả phân tích đồng vị bền δD và δ18O của dung dịch tạo quặng vàng khu vực rìa tây nam cấu trúc Bù Khạng. (Sử dụng biểu đồ của VI. Xminov, 1982) .133 Hình 4.20. Đặc điểm hình thái các bao thể và kết quả phân tích thành phần pha khí của bao thể trong thạch anh thuộc 2 kiểu quặng vàng khu vực rìa tây nam cấu trúc Bù Khạng .134 Hình 4.21. Mô hình hệ magma - quặng địa phƣơng kiểu mỏ thạch anh - sulfua - vàng Sông Mã 136 Hình 5.1. Biến thiên hàm lƣợng nguyên tố vết giữa đá magma và quặng vàng .139
11. xi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Hàm lƣợng vàng trung bình trong các loại đá magma .49 Bảng 2.2. Các khoáng vật của vàng .52 Bảng 2.3. Các nguyên tố tạp chất trong các khoáng vật chứa vàng 53 Bảng 2.4. Các thành hệ quặng vàng nội sinh Việt Nam (Nguyễn Văn Đễ, 1987) 59 Bảng 2.5. Phân loại các kiểu quặng vàng Việt Nam (Nguyễn Nghiêm Minh, Nguyễn Văn Chữ, Nguyễn Văn Phổ, Nguyễn Ngọc Trƣờng, 1993-1995) .59 Bảng 4.1. Thành phần khoáng vật quặng vàng vùng nghiên cứu .93 Bảng 4.2. Thứ tự sinh thành và tổ hợp cộng sinh khoáng vật trong quặng vàng vùng Tây Nam cấu trúc Bù Khạng 122 Bảng 4.3. Số lƣợng nguyên tử của Fe, Al, Na, K, Ca sử dụng để xác định kiểu nguồn gốc của granitoid Sông Mã 124 Bảng 4.4. Các số liệu sử dụng để xác định chuyên hóa khoáng vật phụ và đặc tính oxy hóa - khử của granitoid phức hệ Sông Mã 126 Bảng 4.5. Giá trị các modul thạch hoá của đá magma vùng tây nam cấu trúc Bù Khạng đối sánh với tổ hợp đá magma sinh quặng vùng Zabaican (LB Nga) 128 Bảng 5.1. Bảng tính tài nguyên vàng khu Bản Tang - Na Quya .145 Bảng 5.2. Bảng tính tài nguyên vàng khu Huổi Cọ - Bản Sàn 145 Bảng 5.3. Bảng tính tài nguyên vàng khu Huổi Mây .146
12. xii DANH MỤC CÁC ẢNH Ảnh 1.1. Lát mỏng KS.5071. Ryolit porphyr, cấu tạo dòng chảy, kiến trúc porphyr, hai nicol phóng đại 80 lần 22 Ảnh 1.2. Lát mỏng KS.2576. Porphyr thạch anh, cấu tạo dòng chảy, kiến trúc porphyr, hai nicol phóng đại 80 lần 22 Ảnh 1.3. Lát mỏng KS.7246/2. Tuf ryolit, hai nicol phóng đại 80 lần .23 Ảnh 1.4. Lát mỏng KS.7235. Tuf ryodacit, hai nicol phóng đại 80 lần .23 Ảnh 1.5. Lát mỏng KS.2172. Diabas, hai nicol phóng đại 80 lần 24 Ảnh 1.6. Lát mỏng KS.15021. Andesit bị lục hóa với tổ hợp cộng sinh khoáng vật artinolit + epidot + calcit + chlorit + thạch anh, hai nicol phóng đại 80 lần 24 Ảnh 1.7. Hình ảnh hạt và điểm bắn zircon của riolit hệ tầng Đồng Trầu .29 Ảnh 1.8. Lát mỏng KS.2336. Granit biotit dạng porphyr, hạt nhỏ - vừa thuộc tƣớng ven rìa của khối Suối Rong, ni con +, phóng đại 80x 32 Ảnh 1.9. Lát mỏng KS.2324. Granit hạt lớn, không đều hạt thuộc tƣớng trung tâm của khối Suối Rong, ni con +, phóng đại 80x .32 Ảnh 1.10. Hình ảnh hạt và điểm bắn zircon của granit phức hệ Sông Mã 37 Ảnh 1.11. Nếp uốn phát triển trong đá amphibolit phức hệ Bù Khạng (NPbk) vùng Quế Phong, tây Nghệ An 40 Ảnh 1.12. Nếp uốn nằm ngang có trục phƣơng á vĩ tuyến (pha 1) ghi nhận đƣợc trong các đá sét vôi hệ tầng Huổi Lôi (D1-2hl) (KS.15). .40 Ảnh 1.13. Dấu hiệu trƣợt bằng phải của đứt gãy F.8, quan sát đƣợc trong cát sạn kết đáy hệ tầng Đồng Trầu (KS.1) .41 Ảnh 1.14. Mặt trƣợt ghi nhận chuyển động trƣợt bằng trái của đứt gãy F.8, quan sát trong đá vôi hệ tầng Nậm Cắn (KS.2). 41 Ảnh 1.15. Đới cà nát, milonit trong các đá phiến thạch anh mica của hệ tầng Huổi Lôi quan sát đƣợc tại khu vực xã Châu Hoàn (KS. 20) .42 Ảnh 1.16. Đứt gãy F.9 (tại điểm lộ KS.1): ranh giới bất chỉnh hợp giữa hệ tầng Đồng Trầu và hệ tầng Huổi Lôi bị đảo ngƣợc thế nằm, đá phiến sét đen hệ tầng Huổi Lôi (b) phủ chờm lên trên cuội sạn kết đáy hệ tầng Đồng Trầu (a) 43
13. xiii Ảnh 1.17. Mặt trƣợt ghi nhận biến dạng dòn với tính chất trƣợt thuận của đứt gãy F.8 (KS.2) trong đá vôi màu đen, hệ tầng Nậm Cắn .43 Ảnh 1.18. Đứt gãy Bản Hạt - Na Khe (F10) có thế nằm 23065o. Đá phiến thạch anh-sericit hệ tầng Huổi Nhị bị vò nhàu, milonit hóa biểu thị hoạt động chờm nghịch trong pha sớm của đứt gãy (KS-KT.26) 44 Ảnh 1.19. Đới chờm nghịch (đứt gãy F.12) có mặt trƣợt thoải, phát triển trong tập đá phiến sét xen cát bột kết hệ tầng Sông Cả (KS1782) 44 Ảnh 1.20. Nếp uốn không cân xứng có trục phƣơng tây bắc - đông nam, quan sát trong các đá cát bột kết, phiến sét phân nhịp hệ tầng Sông Cả (KS.181) 45 Ảnh 1.21. Thân quặng thạch anh sulfur - vàng trong đá phun trào ryolit bị dập vỡ, biến đổi thạch anh hóa dọc đứt gãy Bản Sàn (F.9) tại điểm khảo sát KS.22 46 Ảnh 3.1. Tuf ryodacit xen kẹp đá phiến sét đen bị cà ép mạnh có các mạch, mạng mạch thạch anh - sulfur - vàng xuyên cắt (vết lộ KS.7221 & hào H.HM.H.5) 72 Ảnh 3.2. Đá ryodacit bị cà nát, dập vỡ, bị biến đổi bezerit hóa, thạch anh hóa, sericit hóa, chlorit hóa chứa mạch, mạng mạch thạch anh - sulfur - vàng (H.8B) . 73 Ảnh 3.3. Mẫu KS.12175 propylit actinolit - epidot với thành phần tổ hợp cộng sinh actinolit (Ac) + epidot (Ep) + chlorit (Cl) + albit (Ab) + thạch anh (Qu) + pyrit (Py) 85 Ảnh 3.4. Mẫu KS.7235 propylit albit - epidot - chlorit với thành phần tổ hợp cộng sinh albit (Ab) + epidot (Ep) + chlorit (Cl) + thạch anh (Qu) + pyrit (Py) .85 Ảnh 3.5. Mẫu KS.12029/1. Propylit calcit - albit - chlorit với thành phần tổ hợp cộng sinh calcit (Ca) + albit (Ab) + chlorit (Cl) + pyrit (Py) 85 Ảnh 3.6. Mẫu KS.12172/1. Propylit calcit - albit - chlorit với thành phần tổ hợp cộng sinh calcit (Ca) + albit (Ab) + chlorit (Cl) + sericit (Src) + thạch anh (Qu) + pyrit (Py) 85 Ảnh 3.7. Mẫu KS.7246/2. Berezit thạch anh (Qu) + sericit (Src) + pyrit (q) 86 Ảnh 3.8. Mẫu KS.12029/2. Berezit thạch anh (Qu) + sericit (Src) + ankerit (Ank) + pyrit (Py) 86
14. xiv Ảnh 3.9. Mẫu KS.4951. Đá phiến silic có thành phần chalcedon (Cd), bị ankerit (Ank) hóa nhẹ, thạch anh (Qu) hóa nhẹ, khoáng vật quặng sulfur (q) 87 Ảnh 3.10. Mẫu KS.7438/2. Đá phiến sét - cát có thành phần hydromica (Hmi), sericit (Src), vụn thạch anh (Qu), bị ankerit (Ank) hóa nhẹ, thạch anh (Qu) hóa nhẹ, khoáng vật quặng (q) 87 Ảnh 3.11. Mẫu KS.7454. Đá phiến sét có thành phần hydromica (Hmi), sericit (Src), bị chlorit (Cl) hóa nhẹ, khoáng vật quặng (q) 88 Ảnh 3.12. Mẫu KS.6165/6. Đá phiến silic chứa sét có thành phần chalcedon (Cd), hydromica (Hmi), sericit (Src), bị sericit (Src) hóa, thạch anh (Qu) hóa nhẹ, khoáng vật quặng sulfur (q) 88 Ảnh 3.13. Mẫu KS.BT.B37. Đá phiến sét có thành phần hydromica (Hmi), sericit (Src), bị thạch anh (Qu) hóa nhẹ, khoáng vật quặng sulfur (q) 90 Ảnh 3.14. Mẫu KS.H.SL.01A. Đá phiến sét có thành phần hydromica (Hmi), sericit (Src), bị thạch anh (Qu) hóa nhẹ, khoáng vật quặng sulfur (q) .89 Ảnh 3.15: Mẫu KS.4921/2 đá phiến vôi sét có thành phần calcit (Ca), hydromica (Hmi), sericit (Src), bị thạch anh (Qu) hóa nhẹ, pyrit (Py) 89 Ảnh 3.16. Mẫu KS.BT.H.41. Đá phiến sét - chlorit có thành phần hydromica (Hmi), sericit (Src), chlorit (Cl), bị thạch anh (Qu) hóa nhẹ, khoáng vật quặng (q) 89 Ảnh 3.17. Mẫu KS.ĐBT.LK1/15. Dacit nghèo ban tinh bị propylit hóa với thành phần tổ hợp cộng sinh albit (Ab) + chlorit (Cl) + thạch anh (Qu), sau bị thạch anh hóa, calcit hóa nhẹ. Thạch anh (Qu), calcit (Ca), khoáng vật quặng sulfur (q) .90 Ảnh 3.18. Mẫu KS.ĐBT.LK1/10. Dacit nghèo ban tinh bị propylit hóa với thành phần tổ hợp cộng sinh albit (Ab) + chlorit (Cl) + thạch anh (Qu), sau bị calcit (Ca) hóa 90 Ảnh 4.1. Mẫu KSHSL08A. Hạt Au I tự sinh dạng bao thể đẳng thƣớc nằm trong nền hạt arsenopyrit I nửa tự hình 95 Ảnh 4.2. Mẫu KSHSL08A. Các hạt Au I tự sinh tha hình và các hạt arsenopyrit tàn dƣ, tha hình trên nền scorodit sản phẩm oxy hóa từ arsenopyrit I 95
15. xv Ảnh 4.3. Mẫu KSHSL08A. Các vi hạt Au I tự sinh có hình dạng, kích thƣớc khác nhau ở dạng hạt tàn dƣ trên nền scorodit sản phẩm oxy hóa hoàn toàn từ arsenopyrit I .96 Ảnh 4.4. Mẫu KS 12198/2. Hạt vàng tự sinh (Au I) xâm tán trong thạch anh cùng pyrit II (Py) bị goethit (Goe) hóa còn lại ở dạng vi hạt tàn dƣ tha hình. .96 Ảnh 4.5. Mẫu KS 12198/2. Các vi hạt vàng tự sinh (Au I) hình dạng và kích thƣớc khác nhau xâm tán trong đá biến đổi. .96 Ảnh 4.6. Mẫu KS 12198/2. Vàng tự sinh (Au I) hạt tha hình xâm tán theo vi khe nứt trong đá biến đổi có magnetit (Mt) hạt tha hình xâm tán .96 Ảnh 4.7. Mẫu KS 20911. Chụp mẫu cục dƣới ánh sáng thƣờng: Các hạt Au I tự sinh (màu vàng sáng) xâm tán trong thạch anh màu trắng xám ngấm hydroxyt Fe . .96 Ảnh 4.8. Mẫu KS 20911. Chụp mẫu cục dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM): Các hạt Au I tự sinh (màu trắng) xâm tán trong thạch anh (màu xám đen) 96 Ảnh 4.9. Mẫu KS 20911. Chụp dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) và điểm chọn kiểm tra khoáng vật vàng tự sinh (Au I) 97 Ảnh 4.10. Mẫu KS 20911. Chụp dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) và điểm chọn kiểm tra khoáng vật vàng tự sinh (Au I) 97 Ảnh 4.11. Mẫu KS.12209. Hạt Au II tự sinh xâm tán trong thạch anh có quan hệ tiếp xúc phẳng với sphalerit (spl) (đồng sinh) tạo thành THCS Au II tự sinh - sphalerit xuyên lấp theo vi khe nứt trong pyrit II (py II). Nền thạch anh chứa xâm tán arsenopyrit II, pyrit II, Au II tự sinh và sphalerit 98 Ảnh 4.12. Mẫu KS.12209. Chụp dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM): hạt Au II tự sinh (màu trắng) xâm tán trong thạch anh co quan hệ tiếp xúc phẳng với sphalerit (màu xám) tạo thành THCS Au II tự sinh - sphalerit xuyên lấp theo vi khe nứt trong pyrit II (màu xám sẫm). Nền thạch anh (màu đen) chứa xâm tán arsenopyrit II (màu xám nhạt), pyrit II, Au II tự sinh và sphalerit .98
16. xvi Ảnh 4.13. Mẫu KS.12209. Chụp dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) và điểm chọn kiểm tra khoáng vật vàng tự sinh (Au II) 99 Ảnh 4.14. Mẫu KS 7246/4. Pyrit thế hệ I (Py I) vi hạt xâm tán thƣa khá đều trong nền đá biến đổi .100 Ảnh 4.15. Mẫu KS.ĐBT 216/6. Pyrit thế hệ I (Py I) vi hạt nửa tự hình xâm tán thành đám hạt trong nền đá biến đổi 100 Ảnh 4.16. Mẫu KS.ĐBT.LK 1/7a. Pyrit thế hệ II (py II) hạt tha hình bị nứt nẻ yếu phân bố tập trung thành ổ trong đá biến đổi. Trong nền pyrit II còn tàn dƣ khoáng vật tạo đá chƣa bị thay thế hết 101 Ảnh 4.17. Mẫu KS.ĐBT. 216/6. Pyrit thế hệ II (py II) hạt tha hình phân bố theo khe nứt tạo thành mạch trong nền đá biến đổi. 101 Ảnh 4.18. Mẫu KS.ĐBT.LK 1/6b. Pyrit thế hệ II (py II) hạt tha hình xâm tán trong đá biến đổi bị các sulfua giai đoạn muộn hơn chalcopyrit (chp) và sphalerit (spl) thay thế .101 Ảnh 4.19. Mẫu KS.ĐBT. 216/3. Pyrit thế hệ II (py II) hạt nửa tự hình xâm tán trong nền đá biến đổi cùng các vi hạt nửa tự hình, tha hình pyrit III (py III) và sphalerit (spl) giai đoạn muộn hơn. Thấy rõ sphalerit thay thế cho pyrit II 101 Ảnh 4.20. Mẫu KS.ĐBT.LK 1/7b. Pyrit thế hệ II (py II) hạt tha hình xâm tán thành ổ trong đá biến đổi, thay thế cho đá biến đổi và py II bị chalcopyrit (chp) thay thế 102 Ảnh 4.21. Mẫu KS.ĐBT. 216/4. Pyrit thế hệ II (py II) hạt tha hình xâm tán trong đá biến đổi bị goethit (goe) thay thế trong điều kiện oxy hóa 102 Ảnh 4.22. Mẫu KS.ĐBT.216/5. Arsenopyrit II (asp II) hạt tự hình, nửa tự hình và tha hình cùng chalcopyrit (chp) xâm tán trong nền đá biến đổi 103 Ảnh 4.23: Mẫu KS.ĐBT.LK.1/8a. Arsenopyrit II (asp II) xâm tán thành mạch trong nền đá biến đổi .103 Ảnh 4.24. Mẫu KS.12209. THCS galena (xám sáng) và arsenopyrit II (xám sẫm) trong nền thạch anh(xám đen). Chụp dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) và điểm chọn kiểm tra khoáng vật arsenopyrit II. .103
17. xvii Ảnh 4.25. Mẫu KS.12209. Chụp dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) và điểm chọn kiểm tra khoáng vật arsenopyrit II. 104 Ảnh 4.26. Mẫu KS.ĐBT.LK.1/6a. Pyrotin (pyr) tập hợp hạt tha hình thay thế đá biến đổi. Trong pyrotin còn tàn dƣ khoáng vật đá biến đổi chƣa bị thay thế hết .105 Ảnh 4.27. Mẫu KS.ĐBT.LK.1/1a. Pyrotin (pyr) tập hợp hạt tha hình tập trung thành ổ trong đá biến đổi bị galena (gal) và sphalerit (spl) xuyên cắt, thay thế. 105 Ảnh 4.28. Mẫu KS.ĐBT.LK.1/8b. Pyrotin (pyr) tập hợp hạt tha hình tập trung thành ổ trong đá biến đổi bị chalcopyrit (chp) xuyên cắt, thay thế 106 Ảnh 4.29. Mẫu KS.ĐBT.LK.1/1a. Pyrotin (pyr) tập hợp hạt tha hình xâm tán thành mạch trong đá biến đổi bị THCS chalcopyrit (chp) - galena (gal) - sphalerit (spl) thay thế, gắn kết 106 Ảnh 4.30. Mẫu BK.KT.02. Chalcopyrit (chp) tấm ,hạt tha hình kích thƣớc khác nhau xâm tán tập trung thành đám hạt trong nền đá biến đổi .107 Ảnh 4.31. Chalcopyrit (chp) phân bố thành vi mạch theo vi khe nứt trong nền đá biến đổi cùng với sphalerit (spl) và galena (gal) tạo thành 1 THCS khoáng vật 107 Ảnh 4.32. Mẫu KS.ĐBT.216/3. Chalcopyrit (chp) tấm ,hạt tha hình kích thƣớc khác nhau xâm tán tập trung cùng sphalerit (spl) và arsenopyrit II (asp II) thành đám hạt trong nền đá biến đổi tạo thành 1 THCS khoáng vật. 107 Ảnh 4.33. Mẫu KS.12209. Chalcopyrit (chp) tấm ,hạt tha hình kích thƣớc khác nhau xâm tán tập trung cùng sphalerit (spl) thành đám hạt trong nền đá biến đổi tạo thành 1 THCS khoáng vật .107 Ảnh 4.34. Mẫu KS.ĐBT.216/3. Chalcopyrit (chp) ở dạng các thể emunxi trong nền sphalerit (spl) tạo kiến trúc phân hủy dung dịch cứng .107 Ảnh 4.35. Các hạt chalcopyrit (chp) xâm tán trong đá biến đổi bị covelin (cv) kiến trúc vi tinh thay thế tạo riềm mỏng ven rìa, có chỗ chalcopyrit đã bị covelin hóa gần nhƣ hoàn toàn. 107 Ảnh 4.36. Mẫu KS.ĐBT.LK.1/4. Galena (gal) tập hợp hạt tha hình cùng sphalerit (spl) tập trung thành ổ đặc xit trong nền đá biến đổi. Galena bị ép khá mạnh .108
18. xviii Ảnh 4.37. Mẫu KS.ĐBT.LK.1/1b. Galena (gal) cùng chalcopyrit (chp) lấp đầy và xâm tán theo vi khe nứt tạo vi mạch trong đá biến đổi 108 Ảnh 4.38. Mẫu KS.ĐBT.LK.1/6a. Galena (gal) tập hợp hạt tha hình thay thế gắn kết khoáng vật của đá biến đổi và pyrotin (pyr). Trong nền galena còn tàn dƣ của đá chƣa bị thay thế hết 109 Ảnh 4.39. Mẫu KS.ĐBT.LK.1/1b. Galena (gal) cùng sphalerit (spl) tạo mạch xuyên cắt, thay thế, gắn kết pyrotin (pyr) 109 Ảnh 4.40. Mẫu KS.12209. THCS galena (xám sáng)-arsenopyrit II (xám sẫm) trong nền thạch anh (xám đen). Chụp dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) và điểm chọn kiểm tra khoáng vật galena 109 Ảnh 4.41. Mẫu KS.12209. THCS Au II (trắng) - sphalerit (xám sáng) - arsenopyrit II (xám sẫm) trong nền thạch anh (xám đen). Chụp dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) và điểm chọn kiểm tra khoáng vật sphalerit thay thế cho pyrit II 110 Ảnh 4.42. Mẫu KS.12209. THCS Au II (trắng) - sphalerit (xám sáng) - arsenopyrit II (xám sẫm) trong nền thạch anh(xám đen) - chụp dƣới Kính hiển vi điện tử quét (SEM) và điểm chọn kiểm tra khoáng vật sphalerit có quan hệ tiếp xúc phẳng (đồng sinh) với Au II xuyên lấp theo vi khe nứt trong pyrit II .111 Ảnh 4.43. Mẫu KS.ĐBT. 216/6. Goethit (goe) dạng keo, vô định hình thay thế gặm mòn và thay thế giả hình pyrit (py) 112 Ảnh 4.44. Mẫu BK.KT.06. Goethit (goe) dạng keo, vô định hình thay thế gặm mòn và thay thế giả hình pyrit (py). Trong goethit còn tàn dƣ pyrit chƣa bị thay thế hết 112 Ảnh 4.45. Mẫu BK.KT.03. Goethit (goe) dạng keo, kiến trúc lỗ hổng, ngăn ô thay thế gặm mòn pyrit (py) 113 Ảnh 4.46. Mẫu KS. 7246/4. Goethit (goe) dạng keo, kiến trúc lỗ hổng, ngăn ô thay thế giả hình hoàn toàn cho pyrit .113
19. 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Vùng nghiên cứu nằm ở rìa tây nam cấu trúc Bù Khạng, là một phần nhỏ thuộc đai tạo núi Paleozoi muộn - Mesozoi sớm Trƣờng Sơn (theo Trần Văn Trị và nnk, 2008) [28] và đƣợc khống chế bởi các đứt gãy lớn Mƣờng Lâm - Quỳ Hợp ở phía đông bắc, Sông Cả ở phía tây nam. Đây là vùng có cấu trúc địa chất phức tạp và biểu hiện khoáng sản vàng phong phú. Theo kết quả đo vẽ lập bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Kim Sơn, thuộc tỉnh Nghệ An, các nhà địa chất Liên đoàn Intergeo đã phát hiện đƣợc 13 đới khoáng hoá sulfur chứa vàng, trong đó đã khoanh nối đƣợc 15 thân quặng. Các đới khoáng hoá và thân quặng phân bố trong các đá phun trào axit đến trung tính bị dập vỡ, cà nát và biến đổi, kéo dài không liên tục khoảng 20 km, theo phƣơng á vĩ tuyến từ bản Huổi Cọ thuộc xã Hữu Khuông, huyện Tƣơng Dƣơng qua bản Huổi Mây đến Bản Tang thuộc xã Cắm Muộn, huyện Quế Phong, tỉnh Nghệ An. Mặc dù đã phát hiện đƣợc nhiều đới khoáng hoá sulfur chứa vàng và thân quặng vàng, nhƣng do còn có những hạn chế về mức độ đầu tƣ trong công tác đo vẽ lập bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nên mức độ nghiên cứu về thành phần vật chất và điều kiện thành tạo quặng vàng trong vùng còn rất sơ lƣợc, chƣa làm sáng tỏ bản chất nguồn gốc, kiểu mỏ, kiểu quặng vàng phân bố trong các thành tạo phun trào, cũng nhƣ các yếu tố địa chất khống chế chúng, chƣa xác định đƣợc đặc điểm phân bố và đánh giá triển vọng làm cơ sở khoa học phục vụ công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác quặng vàng trong vùng, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế. Do vậy, đề tài luận án Tiến sĩ: “Đặc điểm quặng hoá vàng trong thành tạo phun trào rìa tây nam cấu trúc Bù Khạng” đƣợc đặt ra hoàn toàn xuất phát từ nhu cầu của thực tiễn khách quan, nhằm giải quyết những vấn đề tồn tại mang tính thời sự về khoa học và thực tiễn nêu trên. 2. Mục tiêu của luận án Luận án có mục tiêu làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất, nguồn gốc và các yếu tố khống chế quặng hoá vàng trong thành tạo phun trào rìa tây nam cấu trúc
20. 2 Bù Khạng, tạo cơ sở khoa học định hƣớng cho công tác dự báo, tìm kiếm, thăm dò khoáng sản vàng trong khu vực. 3. Nhiệm vụ của luận án Để đạt đƣợc mục tiêu trên, luận án tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau: - Thu thập có chọn lọc, hệ thống hoá và đánh giá các dạng tài liệu đã có về địa chất và khoáng sản vàng trong vùng nghiên cứu. - Nghiên cứu thành phần vật chất, tiến trình tạo quặng và xác lập kiểu mỏ, kiểu quặng vàng. Xác định điều kiện địa chất và hoá - lý thành tạo, nguồn gốc quặng vàng. - Nghiên cứu, xác định các yếu tố khống chế quặng hóa và các tiền đề, dấu hiệu tìm kiếm quặng vàng trong vùng nghiên cứu. - Nghiên cứu làm rõ đặc điểm phân bố và đánh giá triển vọng quặng vàng trong các thành tạo phun trào khu vực rìa tây nam cấu trúc Bù Khạng. 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu: quặng vàng và các thành tạo địa chất liên quan quặng hóa vàng tại các điểm quặng, biểu hiện khoáng hóa vàng. - Phạm vi nghiên cứu: khu vực rìa tây Nam cấu trúc Bù Khạng (Tây Bắc Nghệ An) có diện tích khoảng 580 km2, thuộc bộ phận của hệ rift nội lục sau va chạm Mesozoi Sầm Nƣa - Hoành Sơn (Trần Văn Trị, Nguyễn Xuân Bao, 2008). 5. Các phƣơng pháp nghiên cứu Trong quá trình hoàn thành luận án, NCS đã áp dụng, tổng hợp và xử lý các kết quả từ nhiều phƣơng pháp nghiên cứu truyền thống và hiện đại nhƣ sau: *Các phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa: - Xác định vị trí của các đới khoáng hóa, các thân quặng vàng trong mặt cắt địa tầng; - Xác định mối liên quan (hoặc không liên quan) của quặng hóa vàng với các đá xâm nhập; - Xác định thành phần các đá vây quanh quặng;
21. 3 - Xác định các yếu tố cấu trúc-kiến tạo khống chế sự định vị của các đới khoáng hóa, thân quặng; - Xác định hình thái, kích thƣớc, cấu trúc và thành phần của các thân quặng; - Mô tả mẫu lõi khoan và các mẫu tại hiện trƣờng các công trình khai đào; - Thu thập các loại mẫu nghiên cứu tại các vết lộ, khai trƣờng cũng nhƣ mẫu lõi khoan. * Các phương pháp nghiên cứu trong phòng: - Phƣơng pháp phân tích lát mỏng thạch học; - Phƣơng pháp phân tích khoáng tƣớng; - Phƣơng pháp phân tích hóa silicat; - Phƣơng pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử; - Phƣơng pháp phân tích quang phổ plasma (ICP, ICP-MS); - Phƣơng pháp phân tích hiển vi điện tử quét (SEM); - Phƣơng pháp phân tích nhiệt độ đồng hóa bao thể; - Phƣơng pháp phân tích quang phổ Raman xác định thành phần pha khí trong các bao thể; - Phƣơng pháp xác định điểm đóng băng (nghiệm lạnh) xác định độ muối của dung dịch trong các bao thể; - Phƣơng pháp phân tích đồng vị δ 18O và δD xác định nguồn nƣớc của dung dịch nhiệt dịch; - Phƣơng pháp phân tích tuổi đồng vị U - Pb zircon; - Phƣơng pháp so sánh tƣơng tự; - Phƣơng pháp xây dựng mô hình nguồn gốc các mỏ quặng nội sinh; - Phƣơng pháp tin học trong tổng hợp, xử lý, đối sánh và luận giải số liệu. 6. Những điểm mới của luận án Kết quả nghiên cứu của luận án đã đạt đƣợc một số điểm mới sau: * Bằng các phƣơng pháp phân tích định lƣợng hiện đại (phƣơng pháp nghiệm lạnh, phƣơng pháp quang phổ Raman, phƣơng pháp phân tích đồng vị bền O (δ 18O) & H (δD),v.v ) đã làm rõ điều kiện hóa - lý thành tạo quặng vàng trong