LỚP HỌC “Bồi dƣỡng kiến thức thu thập xử lý tài liệu đo vẽ đồ địa chất điều tra khoáng sản tỷ lệ 1/50.000” Đề cƣơng chuyên đề: “Kỹ thuật thu thập, thành lập tài liệu nguyên thủy thực địa công tác văn phòng đo vẽ cấu trúc chất phục vụ đo vẽ đồ địa chất điều tra khoáng sản tỷ lệ 1/50.000” Người biên soạn: TS Đỗ Văn Lĩnh Mục tiêu Trang bị bồi dưỡng cho học viên kiến thức, kỹ thu thập xử lý tài liệu đo vẽ yếu tố cấu trúc đo vẽ đồ địa chất điều tra khoáng sản tỷ lệ 1/50.000 (BĐĐC-ĐTKS 1/50.000) A YÊU CẦU NỘI DUNG ĐO VẼ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT (Điều 14) Đo vẽ, xác định vị trí, quy mô, hình dạng, đặc điểm hình thái đứt gãy, đới đứt gãy; dự kiến tuổi thành tạo thời gian hoạt động Đo vẽ thành tạo địa chất nguồn gốc kiến tạo Đo vẽ, xác định vị trí, đặc điểm hình thái nếp uốn, cấu trúc uốn nếp; phân chia giai đoạn, pha uốn nếp, biến dạng dự kiến tuổi thành tạo Xác định yếu tố cấu trúc - kiến tạo thuận lợi để hình thành tích tụ khoáng sản B-SƠ LƢỢC CÁC ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM CƠ BẢN I-Biến dạng cấu tạo trƣờng ứng suất kiến tạo - Biến dạng: thay đổi hình dạng ban đầu vật thể chịu tác động ngoại lực nghiên cứu chủ yếu biến dạng dẻo biến dạng phá hủy (dòn), tuân theo định luật biến dạng lý thuyết sức bền vật liệu - Trƣờng ứng suất kiến tạo: tổng hợp tương tác phức tạp vận động kiến tạo mảng sinh lực kiến tạo gây làm biến dạng đất đá sinh yếu tố cấu tạo định vỏ trái đất, dạng cấu tạo sinh tương ứng với lần tác động trường ứng suất kiến tạo (pha biến dạng) II Sản phẩm biến dạng II.1 Elipsoid biến dạng II.1 Thế nằm Là định hướng không gian yếu tố cấu tạo (mặt, lớp, đường, ) so với hệ quy chiếu định Lớp đá trầm tích: thực thể địa chất phân lớp phân biệt với lớp kề cận đặc điểm thành phần vật chất tương đối đồng kiến trúc, màu sắc, độ hạt, thớ lớp,… II.2 Khe nứt (fracture) Là kiến trúc phá hủy làm liên tục đá dọc theo hai bên cánh dịch chuyển dịch chuyển nhỏ, khó thấy mắt thường, theo hình thái KN chia (tách, cắt, ép dẹt, vòng) Theo nguồn gốc phân KN kiến tạo phi kiến tạo, thực tế chủ yếu khe nứt kiến tạo, phi kiến tạo - Khe nứt cắt: xuất chủ yếu điều kiện nén ép trượt bằng, hình thái thường thẳng, vách nhẵn, kéo dài, xuất đới dày đặc tăng cao - Khe nứt tách: xuất điều kiện căng dãn, hình thái thường không thẳng, vách gồ ghề bị thay đổi theo phương cắt qua loại đá khác Đây kiến trúc thuận lợi chứa quặng, liên quan đén KN tách đai mạnh - Khe nứt ép dẹt: Xuất trường hợp nén ép mạnh, mặt khe nứt thường vuông góc với trục C (nén) Loại KN thấy, không thuận lợi định xứ quặng - Khe nứt vòng: liên quan đến cấu trúc vòm, trũng núi lửa, khối XN dạng trụ, ống nổ núi lửa Lực ép thẳng đứng phân bố kiểu tỏa chùm - Khe nứt đông nguội magma (cooling fracture) Các kiểu cấu tạo đá macma thể Q= khe nứt xiên; S= khe nứt dọc; L= khe nứt phẳng ngang; F=phương phát triển cấu tạo; A= mạch aplit + Khe nứt sinh kèm: có thề nằm trùng với đứt gãy sinh ra + Khe nứt lông chim: tạo với đứt gãy sinh góc định II.3 Thớ chẻ (cleavage) Là khe nứt liên quan đến với tượng biến dạng dẻo dẻo hóa thường cuất thành đới gồm mặt phẳng, tách thành lớp mỏng phân bố song song song nhau, nhìn giống thớ phiến II.4.Thớ phiến (schistosity) Là khe nứt mặt phẳng, khít, thường xuất đứt gãy lớn, hình thành liên quan với tượng trượt vật chất theo mặt song song (lineation, foliation – HV tự đọc thêm) bị tách theo mặt phiến dùng ngoại lực mạnh tác động (VD: búa đập) Nhiều nhà địa chất coi thớ phiến thớ chẻ, hình thái cấu tạo khó phân biệt với II.5 Uốn nếp (fold) Là tượng đá phân lớp giả phân lớp yếu tố cấu tạo mặt bị uốn cong tác dụng ngoại lực II.6 Đứt gãy (fault) Là cấu trúc phá hủy phức tạp dạng đới kéo dài, đá bị biến dạng phá hủy mạnh làm tính liên tục đất đá dọc theo hai bên cánh có dịch chuyển rõ rệt quan sát thấy mắt thường điểm lộ, vài vết lộ nhận biết dấu hiệu phương pháp khác (ảnh, đồ, địa mạo, địa vật lý,…) Tuỳ theo tính chất động học, quy mô, chế, vai trò cấu trúc lịch sử phát triển đứt gãy chia (trượt bằng, thuận, nghịch, chuyển dạng; nhỏ, trung, lớn, lớn; đứt gãy cấp I, cấp II, cấp III, vỏ, xuyên vỏ,…) II.7 Mặt bất chỉnh hợp Là bề mặt phản ánh gián đoạn lắng đọng trầm tích vùng, miền, khu vực định bề mặt trái đất thời điểm định Là di để lại phản ánh thời gian hoạt động giai đoạn (pha) biến dạng, bất chỉnh hợp khu vực gián đoạn địa tầng phản ánh đổi hướng vận động vỏ trái đất khu vực C- THU THẬP VÀ XỬ LÝ TÀI LIỆU ĐO VẼ CÁC YẾU TỐ CẤU TRÚC CƠ BẢN TRONG ĐO VẼ BĐĐC-ĐTKS 1/50.000 I- Nội dung đo vẽ thu thập yếu tố cấu trúc I.1.Sử dụng địa bàn địa chất đồ địa hình a Địa bàn địa chất Dùng để đo phương hướng hành trình, yếu thố nằm yếu tố cấu trúc, định điểm, đưa yếu tố nằm, cấu trúc vết lộ, hành trình khảo sát lên đồ địa hình (bản đồ địa chất trời, đồ cá nhân Tổ trưởng sử dụng) - Cách đo: đưa hướng bắc địa bàn theo hướng cần đo, đọc kim bắc địa bàn bảng chia độ giá trị hướng (azimuth) đối tượng cần đo (dạng đường có véctơ), đo phương có hai giá trị hơn, 1800 đọc hai giá trị đầu kim bảng chia độ đạt yêu cầu b Bản đồ địa hình Khi lộ trình định điểm cần liên tục theo dõi đồ địa hình thực tế quan sát địa dấu hiệu ngã ba sông suối, gò, núi, kiểu sườn, hướng, dạng uốn lượn đường ô tô, dây diện cao thế, trảng bằng, cầu cống, dân cư, sông suối để biết vị trí đứng người khảo sát đâu đồ địa hình Trong trường hợp khó xác định điểm đứng xác phải lại biên độ khoảng 500-1000m để biết giác lập luận ngược, giả thiết ta đứng vị phải quan sát nhận dạng yếu tố địa hình cần thiết xung quanh để loại trừ sai sót định điểm Nói chung kỹ cần trải nghiệm thực tế I.2 Xác định nằm lớp đá trầm tích Việc xác định nằm đá trầm tích thực tế địa chất kỷ nhà địa chất Nếu xác định sai dẫn đến đảo lộn (nếp lồi thành nếp lõm) cấu trúc địa chất vùng, tính toán bề dày tập, lớp, hệ tầng sai số lớn không đạt yêu cầu Kết sai lầm việc thiết công trình tìm kiếm, thăm dò (sai lộ trình, diện phân bố đá, xử lý cấu trúc, khoan, thiết kế khai thác, tính trữ lượng, vv…) Yêu cầu trước đo nằm: phải dọn vết lộ (nếu lớp phân biệt với cần dùng búa tạo rãnh vuông góc với phương cấu trúc cần đo) xác định chắn, phân biệt rõ khác biệt lớp đá trầm tích ranh giới lớp, độ hạt, màu sác, thành phần chủ yếu tiến hành đo Đo hướng dốc: Trước tiên đo phương vị đường phương lớp sau đo xoay đầu bắc địa bàn 90 độ hướng hướng cắm lớp, đọc số kim bắc địa bàn bàn chia độ, giá trị hướng dốc lớp Trong trường hợp lớp cắm thoải thoải cần xác hướng dốc cần dùng bọt thủy chuẩn để xác định đường phương lớp, sau xác định đường hướng dốc góc dốc lớp, tiên dụng dùng nước bốc nắm bột cát rắc lên bề mặt lớp, hướng chảy nước bột cát bề mặt lớp hướng dốc lớp Đo góc dốc: tuỳ thuộc kiểu địa bàn mà lựa chọn kiểu đo thích hợp Đối với địa bàn có dọi tự chốt hãm Đặt cạnh dài địa bàn theo đường hướng dốc, bấm nhả chốt hãm, chờ dọi dừng dao động, cố định chốt hãm, dọi đưa địa bàn lên đọc số Yếu tố nằm lớp cần hai giá trị hướng dốc/ góc dốc (VD: 3050) đủ thông tin cần thiết Đưa ký hiệu lên đồ thực địa trời lên yếu tố thạch học, ký hiệu khảo sát khác,… (có dẫn thống để tiện việc tổng hợp) Lƣu ý: công việc đo nằm định điểm kỹ người tổ trưởng địa chất Nếu kiểm tra học viên không đạt yêu cầu định không cấp giấy bổ nhiệm tổ trưởng địa chất GPS công cụ hỗ trợ! I.3 Đo vẽ, xác định vị trí, quy mô, hình dạng, đặc điểm hình thái đứt gãy, đới đứt gãy; dự kiến tuổi thành tạo thời gian hoạt động I.3.1 Trước thực địa a Chuẩn bị thực địa Yêu cầu: Đọc kỹ mục tiêu nhiệm vụ đề án, mục tiêu tiêu nhiệm vụ công tác nghiên cứu đứt gãy, phương pháp khối lượng, đọc tài liệu nước liên quan đến đứt gãy, vùng đo vẽ Sơ đưa kết điều tra, nghiên cứu giai đoạn trước, mặt tồn tại, cần làm rõ phải kiểm tra lại, vết lộ chuẩn (ô chìa khóa): họng núi lửa, điểm nước khoáng nước nóng, đới cà nát, cấp đứt gãy, quy mô, tính chất vv… Chọn đứt gãy nghiên cứu, chọn tuyến, vị trí, vùng lộ tốt để tiếp cận, lưu ý thu thập số liệu lộ trình khảo sát b Sử dụng phân tích ảnh viễn thám Yêu cầu: ảnh vệ tinh, ảnh máy bay phân tích sử dụng kết phân tích ảnh viễn thám vạch định photolineament, phân loại photolineament: chính, phụ, nhỏ theo kích thước từ vài chục mét tới vài trăm mét (nhỏ), vài trăm mét đến chục km (phụ), chục km đến vài chục hàng trăm km (lớn, chính); dấu hiệu dịch chuyển đối tượng ảnh, đai mạch, thung lũng kiến tạo, đới thẩm thấu cao, đứt đoạn đột ngột, đai mạch, nghi ngờ cần kiểm tra chọn vùng, đối tượng kiểm tra, vùng tập trung cao photolineament, đai mạch, ranh giới tôn, hoa văn ảnh dạng tuyến, vv… Đối sánh với tài liệu đứt gãy có vạch tuyến dự kiến khảo sát cắt ngang qua đứt gãy cần nghiên cứu I.3.2 Thực địa a- Đo khe nứt đối tượng địa chất khác theo lộ trình đồ địa chất +Yêu cầu chung: Các tổ trưởng địa chất vết lộ khảo sát, việc mô tả vị trí, tên đá, nằm, thạch học, quan hệ thực thể địa chất, cấu tạo, địa mạo, vỏ phong hóa, bề dày, địa chất thủy văn, công trình, thảm thực vật… phải tiến hành đo đạc thu thập tài liệu kiến trúc phá hủy: khe nứt, đứt gãy, đới dập vỡ, cà nát, milonit, đới dăm kết kiến tạo, dấu hiệu lớp đột ngột, đới xáo trộn, đai mạch, gân mạch vv… vết lộ liên kết chúng theo vết lộ lân cận hành trình lân cận +Yêu cầu cụ thể đo khe nứt vết lộ: Nhìn tổng quan chung xác định có hệ thống khe nứt chính?, hệ thống chủ đạo?, hệ thống phụ?, hệ thống thứ yếu? Quan hệ hệ thống khe nứt: hệ thống bị cắt, hệ thống cắt hệ thống nào, dự kiến thứ tự cổ trẻ hệ thống khe nứt, hệ thống khe nứt sinh kèm lông chim hệ thống Hệ thống hệ KN khống chế hệ thống khác; xác định chiều dịch chuyển hệ thống vi đứt gãy (vẽ hình, chụp ảnh minh họa, ảnh phải có phương ảnh, vật chuẩn làm kích thước chụp thuận sáng) Nhận biết: Hệ thống bị khống chế bị cắt cổ hệ thống đóng vai trò cắt khống chế Mỗi hệ thống khe nứt cần tiến hành đo 15-20 phép đo: khe nứt cần đo thông tinh xác định chiều dài, phương vị, hướng dốc, góc dốc, vật chất nhét lấp gì, độ mở khe nứt, khoảng cách khe nứt hệ thống, quan hệ xuyên cắt khe nứt với khe nứt khác (vẽ hình, chụp ảnh minh họa); hệ thống bị tiêm nhập đai mạch, mạch, hệ thống không Phân biệt cho khe nứt cắt (mặt khe nứt phẳng, nhẵn, tuyến tính), khe nứt tách (phát triển ngoằn nghèo, cong vênh, có nhét lấp mạch nhiệt dịch đai mạch) Yêu cầu đo vi đứt gãy, mặt trượt đứt gãy: yêu cầu hình thái tương tư đo khe nứt Cần đặc biệt trọng thu thập, đo đạc thông tin sau: - Xác định tính chất dịch chuyển vi đứt gãy đó: 1.Trượt bằng: 1-trượt phải-thuận, 2-trượt trái-thuận, 3-trượt phải-nghịch, 4.trượt trái-nghịch (góc vết xước khoảng 0-300) Trượt thuận-bằng: 5- trượt thuận – phải, trượt thuận – trái (góc vết xước khoảng 30-600) Trượt nghịch-bằng: 9.trượt nghịch-bằng phải, 10.trượt nghịch - trái (góc vết xước khoảng 30-600) Trượt thuận nghịch (góc vết xước khoảng 60-900) Lưu ý: sau định danh động học trên, cần ghi cụ thể góc vết xước sau thông tin hình thái vi đứt gãy Để xác định kiểu động học kể cần vào: vết xước góc vết xước; gờ trượt, máng trượt, rãnh trượt Dùng tay vuốt mặt trượt, gờ trượt, máng trượt, rãnh trượt thấy xuôi phía chiều trượt cánh đối diện ngược lại (có hình minh họa phân chia kiểu động học kiểu trượt) - Xác định có pha trượt thứ tự cổ trẻ pha trượt đó: Không phải lúc xác định vết lộ vấn đề này, nhiên có hội cần làm rõ mặt trượt có kiểu trượt, hệ thống trượt; hệ thống, vết trượt cắt hệ thống trượt vết trượt khác, đánh số thứ tự:1, 2, theo mức độ trẻ dần b- Đo khe nứt theo mặt cắt chọn Yêu cầu chung: Chọn mặt cắt cắt vuông góc gần vuông góc với đứt gãy cần nghiên cứu, cho độ dài mặt cắt lớn bề rộng ảnh hưởng đứt gãy (nhận dạng phân tích ảnh, đồ địa hình, DEM, ĐVL…) Các yêu cầu đo đạc khe nứt vi đứt gãy đo khe nứt theo lộ trình đồ địa chất Yêu cầu riêng: Đo liên tục khe nứt, vi đứt gãy, uốn nếp, đới dập vỡ, cà nát, dăm kết kiến tạo, đới milonit khoảng 50-100m làm điểm đo hết chiều dài mặt cắt c Đo khe nứt dọc theo phương phát triển đứt gãy Yêu cầu chung: đo khe nứt theo lộ trình đồ địa chất, nhiên dọc theo hai cánh đứt gãy cần bố trí khoảng 10 điểm đo/50km chiều dài đứt gãy, chọn từ điểm đo khe nứt theo lộ trình đồ địa chất d Đo vẽ đới dập vỡ Yêu cầu: phải khống chế hết bề rộng đới dập vỡ, cấu trúc bên đới dập vỡ, mức độ biến dạng, biểu biến dạng: uốn nếp kéo theo, khoáng hóa nhét lấp, khe nứt thứ sinh, …quy luật phát triển yếu tố cấu trúc Xác định nằm chung đới dập vỡ Lấy mẫu lát mỏng, quang phổ plasma đồng thời - Bảng phân cấp đứt gãy theo quy mô hình thái Cấp Kích thước Tính chất Phương kéo dài Ảnh hưởng I Hàng trục, Đứt gãy dọc, chủ yếu // với phương cấu Ảnh hưởng lớn tới cấu hàng chục km đứt gãy nghịch trúc vùng tạo toàn vùng II Dài km đến gần Đứt gãy thuận Phương cắt chéo Cắt chéo địa tầng 2km ngang cấu trúc đứt gãy dọc III Dài vài chục mét Đa số đứt gãy Phương // cấp II Làm quặng đến 500m thuận có đứt gãy dọc lớp IV Dài khoảng Đứt gãy thuận chiếm Phù hợp với cấp II Ảnh hưởng nhỏ vài mét đa số cấp III thấy công trường khai thác e Đo vẽ đai mạch Yêu cầu Xác định tên đá tạo nên đại mạch, bề rộng, chiều dài đai mạch, phương, nằm đai mạch, quan hệ xuyên cắt đai mạch đá nền, xác định biến đổi cạnh đai mạch Lấy mẫu thạch học lát mỏng đai mạch, rìa đai mạch I.4 Đo vẽ thành tạo địa chất nguồn gốc kiến tạo I.4.1 Trước thực địa Quy trình chuẩn bị đo vẽ đứt gãy đới đá nguồn gốc kiến tạo I.4.2 Thực địa Yêu cầu chung : phải khống chế hết bề rộng đới cà nát, cấu trúc bên đới cà nát, mức độ cà nát, biểu biến dạng: khúc dồi, cá kiến tạo, uốn nếp kéo theo, khoáng hóa nhét lấp, khe nứt thứ sinh, lineation, foliation…quy luật phát triển yếu tố cấu trúc Xác định chiều động học đới đới cà nát, đới dập vỡ, milonit Chụp ảnh, vẽ hình minh họa a.Yêu cầu đo vẽ đới dăm kết: Xác định chiều dài, bề rộng đới dăm, nằm đới dăm kết, mức độ biến đổi, khoáng hóa đới dăm, thành phần dăm kết, xi măng gắn kết, Lấy mẫu thạch học lát mỏng, mẫu quang phổ kèm theo Chụp ảnh, vẽ hình minh họa b.Yêu cầu đo vẽ đới cà nát: Tương tự đo vẽ đới dăm kết, nhiên ý biến đổi khoáng hóa (epidot hóa, thạch anh hóa, bezerzit hóa, propilit hóa vv ,), tính thẩm thấu, đai mạch, mạch khoáng xuyên đới cà nát Chụp ảnh, vẽ hình minh họa Lấy mẫu thạch học, lát mỏng, quang phổ plasma đồng thời c.Yêu cầu đo vẽ đới milonit hóa Tương tự đo vẽ đới dăm kết, cà nát Ngoài cần ý đo vẽ: biểu biến dạng: khúc dồi, cá kiến tạo, cấu tạo xích ma, uốn nếp kéo theo, khoáng hóa nhét lấp, khe nứt thứ sinh, lineation, foliation…quy luật phát triển yếu tố cấu trúc Lấy mẫu thạch học cấu tạo mẫu định hướng d.Yêu cầu đo vẽ đới siêu milonit (blastominlonit) Tương tự đo vẽ đới milonit hóa I.5 Đo vẽ, xác định vị trí, đặc điểm hình thái nếp uốn, cấu trúc uốn nếp; phân chia giai đoạn, pha uốn nếp, biến dạng dự kiến tuổi thành tạo I.5.1 Trước thực địa Quy trình chuẩn bị đo vẽ đứt gãy đới đá nguồn gốc kiến tạo Tuy nhiên cần phân tích tổng hợp kiểu uốn nếp gặp chuẩn bị cách đo vẽ thích hợp I.5.2 Thực địa Các lộ trình khảo sát gặp nếp uốn từ nhỏ đến lớn cần tiến hành đo đạc thông tin nếp uốn như: Yêu cầu: đo vẽ nằm hai cánh nếp uốn, mặt trục nếp uốn, lề nếp uốn, phương trục uốn nếp Kiểu hình thái uốn nếp: cân xứng, không cân xứng, nghiêng, đảo, chúc đầu, nằm vòm chậu, nghiêng quanh, tuyến tính hay đoản, thoải Nếp uốn kéo theo, điều hòa (xem giáo trình) -Đá dự kiến tuổi phát triển uốn nếp - Thớ chẻ mặt trục có kèm theo nếp uốn hay không - Đứt gãy khe nứt phát triển cánh nếp uốn, vòm đỉnh nếp uốn, bong tách vòm đỉnh nếp uốn - Khoáng hóa, đai mạch phá hủy nếp uốn - Bề rộng chiều dài nếp uốn - Vẽ hình chụp ảnh Lưu ý: nếp uốn gặp vết lộ vài vết lộ, chí nhiểu vết lộ đủ số liệu vẽ nếp uốn lớn, Tuy nhiên nguồn gốc kiểu nếp uốn nhỏ phản ánh nguồn gốc kiểu nếp uốn khu vực nghiên cứu khoáng sản kèm Bảng phân cấp nếp uốn Cấp Kích thước km Đặc điểm phân bố Dài Rộng I 7-10 từ trở xuống Có trục nếp uốn nói chung song song với phương cấu trúc vùng II 4-5 0,4-0,5 trở Cơ giống cấp I, phụ xuống thuộc theo cánh nếp uốn cấp I III 0,05-0,2 trở Phân bố cánh nếp uốn xuống cấp II, phần lớn cánh thoải IV 0,02-0,2 0,002-0,02 cánh nếp uốn cấp III vòm V