ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********** HỒ THỊ THƢ TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN DOLOMIT TỈNH NINH BÌNH VÀ ĐỊNH HƢỚNG SỬ DỤNG HIỆU QUẢ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********** HỒ THỊ THƢ TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN DOLOMIT TỈNH NINH BÌNH VÀ ĐỊNH HƢỚNG SỬ DỤNG HIỆU QUẢ Chuyên ngành: Địa chất học Mã ngành: 60440201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Hoàng Thị Minh Thảo TS. Mai Trọng Tú Hà Nội – 2014 i LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến TS. Hoàng Thị Minh Thảo, TS. Mai Trọng Tú đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tác giả trong thời gian làm luận văn. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Địa chất, Phòng Sau Đại học, Phòng Công tác Chính trị Sinh viên, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều kiện trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn của tác giả. Xin gửi lời cảm ơn tới các đồng nghiệp tại Tạp chí Địa chất, Bảo tàng Địa chất, Vụ Địa chất, Trung tâm Thông tin Lƣu trữ Địa chất - Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, đã cung cấp tài liệu, trao đổi thông tin và thảo luận những nội dung liên quan đến luận văn của tác giả. Bày tỏ lòng cảm ơn tới Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Ninh Bình đã cung cấp tài liệu, trao đổi thông tin liên quan đến nội dung của luận văn. Một phần thiếu sót nếu không nhắc đến các chuyên gia và các bạn đồng nghiệp đã quan tâm, động viên và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. Luận văn không thể hoàn thành nếu thiếu những lời động viên, chia sẻ và tình cảm của các thành viên trong gia đình. Đó là nguồn sức mạnh to lớn để tác giả có thể hoàn thành luận văn. Hồ Thị Thƣ ii MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC HÌNH ii MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI VÀ ĐỊA CHẤT TỈNH NINH BÌNH 3 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên 3 1.1.1. Vị trí địa lý 3 1.1.2. Đặc điểm địa hình 4 1.1.3. Đặc điểm sông suối 4 1.1.4. Đặc điểm đường bờ biển 5 1.1.5. Đặc điểm khí hậu 6 1.1.6. Tài nguyên đất 6 1.1.7. Tài nguyên rừng 6 1.2. Đặc điểm kinh tế, xã hội 7 1.2.1. Nông nghiệp 7 1.2.2. Công nghiệp 7 1.2.3. Thương mại và dịch vụ 8 1.2.4. Tiểu thủ công nghiệp và ngành nghề truyền thống 8 1.2.5. Danh lam thắng cảnh và kinh tế du lịch 8 1.2.6. Đặc điểm giao thông 9 1.2.7. Đời sống văn hóa, chính trị 9 1.3. Đặc điểm địa chất 10 1.3.1. Lịch sử nghiên cứu địa chất tỉnh Ninh Bình 10 1.3.2. Địa tầng 11 1.3.3. Đặc điểm cấu tạo kiến trúc 15 Chƣơng 2. TỔNG QUAN VỀ DOLOMIT, CÁC ỨNG DỤNG VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1. Tổng quan về dolomit 17 2.2. Ứng dụng của dolomit 18 2.2.1. Ứng dụng trong công nghiệp 18 2.2.2. Ứng dụng trong nông nghiệp 21 2.2.3. Ứng dụng trong lĩnh vực xây dựng 21 2.2.4. Ứng dụng trong xử lý môi trường 22 2.3. Các phương pháp nghiên cứu 24 2.3.1. Khảo sát thực địa 24 2.3.2. Phương pháp thạch học lát mỏng 24 2.3.3. Phương pháp XRF 25 2.3.4. Phương pháp AAS 25 2.3.5. Phương pháp XRD 26 2.3.6. Phương pháp toán địa chất 26 Chƣơng 3. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN DOLOMIT TỈNH NINH BÌNH 28 3.1. Tổng quan phân bố tài nguyên dolomit tỉnh Ninh Bình 28 3.2. Khu Đông Sơn, thị xã Tam Điệp 29 3.3. Khu Phú Long - Kỳ Phú, huyện Nho Quan 31 3.4. Khu Thạch Bình và khu Phú Sơn, huyện Nho Quan 32 Chƣơng 4. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG TÀI NGUYÊN DOLOMIT TỈNH NINH BÌNH VÀ ĐỊNH HƢỚNG SỬ DỤNG HIỆU QUẢ 34 iii 4.1. Khu Đông Sơn, thị xã Tam Điệp 34 4.1.1. Đặc điểm thạch học 34 4.1.2. Đặc điểm hóa học 34 4.1.3. Đặc điểm cơ lý 35 4.1.4. Định hướng lĩnh vực sử dụng 35 4.2. Khu Phú Sơn, huyện Nho Quan 36 4.2.1. Đặc điểm thạch học, khoáng vật 36 4.2.2. Đặc điểm hóa học 37 4.2.3. Đặc điểm cơ lý 40 4.2.4. Định hướng lĩnh vực sử dụng 40 4.3. Khu Thạch Bình, huyện Nho Quan 42 4.3.1. Đặc điểm thạch học, khoáng vật 42 4.3.2. Đặc điểm hóa học 42 4.3.3. Đặc điểm cơ lý 43 4.3.4. Định hướng lĩnh vực sử dụng 43 4.4. Khu Phú Long - Kỳ Phú, huyện Nho Quan 44 4.4.1. Đặc điểm thạch học, khoáng vật 44 4.4.2. Đặc điểm hóa học 44 4.4.3. Đặc điểm cơ lý 46 4.4.4. Định hướng lĩnh vực sử dụng 47 4.5. Sơ lược hiện trạng khai thác sử dụng và đặc điểm chất lượng dolomit tỉnh Ninh Bình 47 4.5.1 Hiện trạng khai thác sử dụng dolomit tỉnh Ninh Bình 47 4.5.2. Đặc điểm thạch học và khoáng vật 48 4.5.3. Đặc điểm hoá học 50 4.5.3. Đặc điểm cơ lý 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 Kết luận 54 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. Tổng hợp kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần chính của dolomit khu Đông Sơn, huyện Tam Điệp 34 Bảng 2. Yêu cầu về thành phần của dolomit dùng sản xuất dolomit thiêu kết 36 Bảng 3. Thành phần hóa học theo công trình của dolomit khu Phú Sơn 38 Bảng 4. Thành phần hóa học theo khối trữ lượng của dolomit khu Phú Sơn 38 Bảng 5. Thống kê hàm lượng các nguyên tố phân tán trong đá dolomit khu Phú Sơn 38 Bảng 6. Thống kê kết quả phân tích mẫu quang phổ ICP dolomit khu Phú Sơn 39 Bảng 7. Tổng hợp kết quả tính giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý đá cơ bản của dolomit khu Phú Sơn, huyện Nho Quan 40 Bảng 8. So sánh các thành phần yêu cầu cho dolomit dùng cho luyện gang với thành phần dolomit khu Phú Sơn 40 Bảng 9. Tổng hợp kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần chính của đá dolomit khu Thạch Bình 42 Bảng 10. Chỉ tiêu kỹ thuật của dolomit trong sản xuất thuỷ tinh 43 Bảng 11. Tổng hợp kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần chính của đá dolomit khu Phú Long - Kỳ Phú, huyện Nho Quan 44 Bảng 12. Tổng hợp kết quả xử lý phân tích hóa cơ bản thành phần hóa học của dolomit khu Phú Long - Kỳ Phú, huyện Nho Quan 45 Bảng 13. Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý dolomit khu Phú Long - Kỳ Phú, huyện Nho Quan . 46 Bảng 14. Chỉ tiêu tối thiểu về hàm lượng và chất lượng dolomit 50 Bảng 15. So sánh hàm lượng một số chỉ tiêu phân tích hóa cơ bản thành phần chính của dolomit tại 4 khu vực tỉnh Ninh Bình 50 Bảng 16. Tổng hợp kết quả xử lý thống kê các thành phần có hại trong dolomit tỉnh Ninh Bình 51 Bảng 17. Hàm lượng các nguyên tố trong đá dolomit Ninh Bình 52 Bảng 18. Tổng hợp kết quả tính giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý đá cơ bản của dolomit Ninh Bình 52 ii DANH MỤC HÌNH Hình 1. Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu 3 Hình 2. Ứng dụng dolomit trong cải tạo môi trường nước trong các đầm nuôi trồng thủy sản 22 Hình 3. Thiết bị xác định phổ huỳnh quang tia X 25 Hình 4. Thiết bị phân tích AAS 26 Hình 5. Thiết bị phân tích XRD 26 Hình 6. Bản đồ Địa chất và khoanh vùng triển vọng dolomit tỉnh Ninh Bình 30 Hình 7. Dolomit khu Đông Sơn, thị xã Tam Điệp 31 Hình 8. Hình ảnh dolomit khu Phú Long - Kỳ Phú, huyện Nho Quan 32 Hình 9. Hình ảnh dolomit khu Phú Sơn, huyện Nho Quan 33 Hình 10. Hình ảnh lát mỏng thạch học dolomit các khu vực tỉnh Ninh Bình 49 1 MỞ ĐẦU Ninh Bình là một tỉnh cực nam của đồng bằng Sông Hồng, là một trong các cửa ngõ trọng yếu nối liền các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ với miền Trung. Ninh Bình có vị thế đặc biệt quan trọng trong sự phát triển kinh tế - xã hội, quốc phòng của khu vực và cả nƣớc. Ninh Bình có nguồn tài nguyên khoáng sản rất đa dạng và phong phú, có tiềm năng to lớn về tài nguyên đá carbonat, đặc biệt là đá dolomit. Hiện nay nhu cầu sử dụng nguyên liệu dolomit trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, hóa dƣợc và xử lý môi trƣờng ngày càng gia tăng. Vì vậy, việc nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, đặc điểm phân bố, chất lƣợng và tiềm năng tài nguyên dolomit làm cơ sở để định hƣớng các lĩnh vực sử dụng dolomit trên địa bàn tỉnh Ninh Bình là một nhiệm vụ hết sức cần thiết. Đề tài: “Tiềm năng tài nguyên dolomit tỉnh Ninh Bình và định hướng sử dụng hiệu quả” đƣợc chọn làm luận văn thạc sĩ nhằm đáp ứng yêu cầu đó. Với nội dung đó, luận văn góp phần làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, đặc điểm phân bố và chất lƣợng đá dolomit tỉnh Ninh Bình. Từ đó góp phần hoàn thiện phƣơng pháp đánh giá tiềm năng đá dolomit không chỉ ở tỉnh Ninh Bình mà còn có thể áp dụng cho các vùng khác có đặc điểm địa chất tƣơng tự. Ngoài ra, đề tài có giá trị thực tiễn cung cấp cho các nhà quản lý ở trong nƣớc và địa phƣơng về tiềm năng, chất lƣợng đá dolomit phân bố trên địa bàn tỉnh Ninh Bình làm cơ sở cho việc lập dự án đầu tƣ thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng dolomit. Để có thể đạt đƣợc những nội dung trên, nghiên cứu đã tổng hợp, phân tích và khái quát hóa các kết quả đo vẽ bản đồ địa chất khu vực, bản đồ phân bố khoáng sản dolomit toàn tỉnh Ninh Bình và các công trình nghiên cứu địa chất nhằm làm sáng tỏ đặc điểm địa chất và phân bố dolomit vùng nghiên cứu. Các phƣơng pháp đƣợc sử dụng trong nghiên cứu bao gồm khảo sát, thu thập dữ liệu tại thực địa, thu thập các loại mẫu; phân tích lát mỏng thạch học, nhiễu xạ tia Roentgen, huỳnh quang tia X, quang phổ hấp phụ nguyên tử, và các phƣơng pháp tính toán địa chất. Nghiên cứu đã xác định thành phần khoáng vật tạo đá, kiến trúc và cấu tạo của đá cũng nhƣ thành phần hóa học của chúng để phân tích, tổng hợp và định hƣớng sử dụng dolomit theo từng vùng, từng khu vực lãnh thổ nhằm tránh làm tổn thất tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trƣờng. Luận văn đã đƣợc hoàn thành trên những cơ sở tài liệu nhƣ bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1: 200.000 và 1: 50.000 tỉnh Ninh Bình; các báo cáo kết quả thực hiện dự án “Đánh giá tiềm năng nguyên liệu dolomit vùng núi đá Ninh Bình, điều tra chi tiết hóa một số vùng trọng điểm” của Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Ninh 2 Bình năm 2003, báo cáo đề tài cấp Bộ “Tiềm năng đá dolomit tỉnh Ninh Bình” của Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất năm 2006, đề tài cấp Bộ "Nghiên cứu, xác lập cơ sở khoa học, đề xuất định hƣớng sử dụng các khoáng chất công nghiệp apatit, dolomit, felspat, caolin, sericit của Việt Nam" do Tạp chí Địa chất thực hiện năm 2013-2014. Ngoài ra, các tài liệu liên quan đến công tác tìm kiếm, thăm dò, khai thác và sử dụng dolomit cũng đƣợc thu thập để thực hiện luận văn này. Mặc dù, việc nghiên cứu về đặc điểm địa chất, cấu trúc kiến tạo, định hƣớng thăm dò khai thác dolomit ở khu vực Ninh Bình đã có nhiều nghiên cứu. Tuy nhiên, nghiên cứu luận văn này sẽ phân tích tiềm năng dolomit trên toàn tỉnh Ninh Bình để đánh giá khả năng sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, nhƣ ứng dụng trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, hóa dƣợc, mỹ phẩm và nhiều ngành nghề khác trong đời sống sản xuất của con ngƣời. 3 Chƣơng 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI VÀ ĐỊA CHẤT TỈNH NINH BÌNH 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1. Vị trí địa lý Ninh Bình là một tỉnh cực nam của đồng bằng Sông Hồng, có tọa độ địa lý: 19 o 50’ - 20 o 27’ vĩ độ Bắc, 105 o 32’ - 106 o 33’ kinh độ Đông. Phía bắc và đông bắc, Ninh Bình giáp tỉnh Nam Định và Hà Nam với phần ranh giới tự nhiên là sông Đáy (hình 1). Phía nam, Ninh Bình giáp tỉnh Thanh Hoá, phía tây giáp tỉnh Hoà Bình, phía đông giáp Biển Đông. Ninh Bình nằm cách Thủ đô Hà Nội hơn 90 km, có trục đƣờng giao thông chính Bắc-Nam (Quốc lộ 1A và đƣờng sắt) và đƣờng Quốc lộ 10, 12A đi qua. Các đơn vị hành chính trong tỉnh gồm thành phố Ninh Bình, Thị xã Tam Điệp và 6 huyện: Nho Quan, Gia Viễn, Hoa Lƣ, Kim Sơn, Yên Mô, Yên Khánh. Thành phố Ninh Bình là trung tâm chính trị, kinh tế - văn hoá xã hội của tỉnh, cách Hà Nội 90 km về phía nam. Hình 1. Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu [...]... thực hiện đề tài cấp Bộ về Tiềm năng đá dolomit tỉnh Ninh Bình Năm 2013, Tạp chí Địa chất đƣợc Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng phê duyệt đề tài "Nghiên cứu, xác lập cơ sở khoa học, đề xuất định hướng sử dụng các khoáng chất công nghiệp apatit, dolomit, feldspat, caolin, sericit của Việt Nam" Trong đó nghiên cứu chi tiết và đánh giá trữ lƣợng, tiềm năng và các ứng dụng của dolomit trong các ngành kinh... Ninh Bình, bệnh viện Y học cổ truyền Ninh Bình, Bệnh viện điều dƣỡng - PHCN, bệnh viện Lao và bệnh phổi Ninh Bình, Bệnh viện Tâm Thần Ninh Bình, Bệnh viện Sản - Nhi Ninh Bình và bệnh viện Mắt Ninh Bình, 12 phòng khám khu vực, 1 viện điều dƣỡng, 142 trạm y tế hộ sinh Bình quân 1,25 y, bác sỹ/nghìn dân (Ủy ban nhân dân tỉnh Ninh Bình, 2013) 1.3 Đặc điểm địa chất 1.3.1 Lịch sử nghiên cứu địa chất tỉnh Ninh. .. thể tiến hành đƣợc Tiềm năng tài nguyên và chất lƣợng đá dolomit: Đây là nguyên tắc quan trọng, khu vực nào có nguồn tài nguyên đá dolomit dồi dào, chất lƣợng tốt sẽ đƣợc ƣu tiên quy hoạch thăm dò và khai thác trƣớc, khu vực nào có tiềm năng hoặc chất lƣợng dolomit kém hơn sẽ ít đƣợc ƣu tiên hơn Lƣơng Quang Khang và nnk, 2005 đã phân vùng triển vọng đá dolomit trên địa bàn tỉnh Ninh Bình nhƣ sau: Vùng... trầm tích dolomit thƣờng chiếm phần nhân của các nếp lồi lớn, chúng có quan hệ không gian rất gần gũi với các trầm tích lục nguyên và phiến sét hệ tầng Tân Lạc Việc phân vùng diện tích phân bố tài nguyên dolomit tỉnh Ninh Bình dựa trên những yếu tố gồm: điều kiện địa lý - kinh tế, nhu cầu về thị trƣờng tiêu thụ, quy hoạch của tỉnh và an ninh quốc phòng, tiềm năng tài nguyên và chất lƣợng đá dolomit Ngoài... biến thiên đƣợc xác định theo công thức: * Nếu phân bố chuẩn: V σ 100% X σ ln * Nếu phân bố loga chuẩn: V  (e  1) 100% 2 Giá trị tham số hệ số biến thiên V phản ánh mức độ biến hoá của các thông số nghiên cứu 27 Chƣơng 3 ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN DOLOMIT TỈNH NINH BÌNH 3.1 Tổng quan phân bố tài nguyên dolomit tỉnh Ninh Bình Các thành tạo dolomit phân bố trên địa bàn tỉnh Ninh Bình chủ yếu liên quan... đại và lớn nhất Việt Nam (baoninhbinh.org.vn) Có thể thấy rằng Ninh Bình là một trong số ít tỉnh có nguồn tài nguyên du lịch rất dồi dào và phong phú Do đó, việc tìm kiếm các nguồn nguyên liệu dolomit để phục vụ cho khai thác sử dụng cần không làm ảnh hƣởng đến các điều kiện cảnh quan môi trƣờng và nhất là không để ảnh hƣởng đến các khu du lịch và danh lam thắng cảnh 1.2.6 Đặc điểm giao thông Ninh Bình. .. các đá dolomit vỡ vụn, kích thƣớc hạt từ 0,1 đến vài cm, chiều dày từ vài mét đến chục mét Đây có thể xem là phần phong hoá vỡ vụn trên đới dolomit nguyên khối Năm 2003, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Ninh Bình đã thực hiện dự án “Đánh giá tiềm năng nguyên liệu dolomit vùng núi đá Ninh Bình, điều tra chi tiết hóa một số vùng trọng điểm” Năm 2006, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất đã thực hiện đề tài cấp... học tại chức trong tỉnh phát triển Trƣờng Sƣ phạm Ninh Bình đào tạo giáo viên mẫu giáo, giáo viên tiểu học và cán bộ quản lý giáo dục Toàn tỉnh có Trƣờng Đại học Hoa Lƣ và 4 trƣờng cao đẳng: Trƣờng Cao đẳng nghề Cơ giới Ninh Bình; Trƣờng Cao đẳng nghề LILAMA-1; Trƣờng Cao đẳng Y tế Ninh Bình và Trƣờng Cao đẳng nghề Cơ điện Xây dựng Tam Điệp Năm 2011, Ninh Bình cùng với Nam Định là 2 tỉnh dẫn đầu về tỷ... cách bổ sung thêm dolomit Tuy nhiên trong lĩnh vực sản xuất kính phẳng, hầu hết vôi đƣợc bổ sung vào vật liệu cùng với dolomit và chỉ một ít đá vôi đƣợc sử dụng để cân bằng tỷ lệ CaO/MgO Vôi và oxit magie có tác dụng làm tăng độ bền của kính, nhƣng oxit magie cũng có tác dụng làm mờ kính Dolomit cũng đƣợc sử dụng trong sản xuất kính hộp Yếu tố quan trọng nhất trong các nguyên liệu đầu vào cho sản xuất... hơn và đƣợc sử dụng để sản xuất gạch chịu lửa Mặc dù gạch chịu lửa sản xuất từ dolomit đã dừng sử dụng ở một số nƣớc nhƣng một số nƣớc châu Âu nhƣ Đức, Thổ Nhĩ Kỳ vẫn đang sử dụng Ngoài ra đá vôi dolomit có bổ sung oxit sắt còn đƣợc sử dụng để sửa chữa khuôn đúc trong lò cao.Trong thời gian trƣớc đây, bùn dolomit đƣợc sử dụng khá rộng rãi để sản xuất muối magie chịu lửa Có nhiều ứng dụng trong công . lƣợng và tiềm năng tài nguyên dolomit làm cơ sở để định hƣớng các lĩnh vực sử dụng dolomit trên địa bàn tỉnh Ninh Bình là một nhiệm vụ hết sức cần thiết. Đề tài: Tiềm năng tài nguyên dolomit tỉnh. 4.4.4. Định hướng lĩnh vực sử dụng 47 4.5. Sơ lược hiện trạng khai thác sử dụng và đặc điểm chất lượng dolomit tỉnh Ninh Bình 47 4.5.1 Hiện trạng khai thác sử dụng dolomit tỉnh Ninh Bình 47. huyện Nho Quan 31 3.4. Khu Thạch Bình và khu Phú Sơn, huyện Nho Quan 32 Chƣơng 4. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG TÀI NGUYÊN DOLOMIT TỈNH NINH BÌNH VÀ ĐỊNH HƢỚNG SỬ DỤNG HIỆU QUẢ 34 iii 4.1. Khu Đông Sơn,