Địa chất các mỏ khoáng sản không kim loại Bài tập lớn số 2 Hãy chứng minh: <1> Một loại hình mỏ công nghiệp có chứa nhiều dạng khoáng sản không kim loại. <2>Một dạng nguyên liệu khoáng không kim loại có nhiều kiểu nguồn gốc công nghiệp. Bài làm: Để giải quyết yêu cầu bài toán sau đây em xin trình bày khái quát một số đặc điểm nói về nguồn gốc thành tạo bao gồm các loạt mỏ, các kiểu mỏ và các khoáng sản, các dạng nguyên liệu liên quan từ đó rút ra mối quan hệ giữa chúng nhằm giải quyết không chỉ nhiệm vụ bài toán mà còn giúp ích cho công tác tìm kiếm khoáng sản sau này. I) Đặc điểm các mỏ khoáng nội sinh: 1. Mối liên quan với các phức hệ đá Mỏ magma: liên quan đến các phc hệ đá siêu mafic( magma dung ly, magma sớm); đá mafic vá đá kiềm( magma dung ly, magma muộn). Mỏ carbonatit: Liên quan tới phức hệ đá siêu mafic, kiềm. Mỏ Pegmatit: liên quan tới đá xâm nhập axit( peg đơn giản, peg tái kết tinh, peg trao đổi thay thế, peg khử silit); đá axit-trung tính(peg trao đổi thay thế) ; đá mafic và đá trầm tích carbonat( peg khử silit). Mỏ skarn: liên quan với đá xâm nhập axit, axit-trung tính( skarn Ca, skarn Mg, skarn silicat); đá trầm tích giàu Ca( skarn Ca); đá trầm tích giàu Mg( skarn Mg); đá trầm tích lục nguyên và đôi khi là magma xâm nhập mafic (skarn silicat). Mỏ nhiệt dịch: tuỳ thuộc vào từng loại lớp mỏ mà mức độ liên quan với các thành hệ đá magma là khác nhau. Lớp mỏ nhiệt dịch nhiệt độ cao liên quan chặt chẽ với đá magma xâm nhập axit, axit-trung tính. Lớp mỏ nhiệt dịch nhiệt độ trung bình liên quan không rõ với đá magma xâm nhập. Lớp mỏ nhiệt dịch nhiệt độ thấp không có mối liên quan với phức hệ đá magma. 2. Diện phân bố Sv thực hiện: Nguyễn Văn Thanh Page 1 Lớp Địa Chất B-K50 Địa chất các mỏ khoáng sản không kim loại Mỏ magma: phân bố trong miền nền, nền hoạt hoá. Mỏ carbonatit: phân bố trong miền nền, nền hoạt hoá. Mỏ Pegmatit: phân bố ở miền địa máng. Mỏ skarn: phân bố ở miền nền hoạt hoá, địa máng. Mỏ nhiệt dịch: phân bố ở miền địa máng( trong các đới dập vỡ, uốn nếp). 3. Thân khoáng Mỏ magma: thân quặng dạng thấu kính, bớu( magma dung ly, magma muộn); vỉa bám đáy, mạch( magma dung ly); túi,ổ( magma sớm, magma muộn). Mỏ carbonatit: thân khoáng dạng mạch, thấu kính dạng đồng tâm, toả tia. Mỏ pegmatit: thân khoáng dạng thấu kính, mạch, nấm( peg tái kết tinh, peg đơn giản, peg trao đổi thay thế); túi, ổ( peg tkt, peg tđtt, peg khử silit) Mỏ skarn: thân khoáng dạng bớu, thấu kính, bớu , mạch, túi, ổ. Mỏ nhiệt dịch: dạng mạch, mạng mạch, thấu kính mỏng. 4. Thành phần khoáng vật Mỏ magma: chứa các khoáng vật quặng gồm kim loại, không kim loại,TR (15 nguyên tố) Mỏ carbonatit: chứa hầu hết các nhóm khoáng vật khac nhau: oxit, sun- fur, sunfat, carbonat, photphat, halogennur Mỏ pegmatit: TA+Felspar Mus . Mỏ skarn: có thành phần trung gian của đá xâm nhập, đá carbonat và khoáng vật tạo quặng. Khoáng vật tạo đá: granat, volastonit, pyroxen, diopxit, scapolit Khoáng vật tạo quặng: oxít của Fe, sunfur kim loại, đá quý và bán quý Mỏ nhiệt dịch: thành phần rất đa dạng. Với lớp mỏ nhiệt dịch nhiệt độ cao: Sv thực hiện: Nguyễn Văn Thanh Page 2 Lớp Địa Chất B-K50 Địa chất các mỏ khoáng sản không kim loại Nhóm kv giàu chất bốc: beryl, fluorit, topaz, tuamalin Nhóm kv thành tạo ở các nhiệt độ khác nhau: vonframmit, molipdennit, caxiterit, Au Với lớp mỏ nhiệt dịch nhiệt độ trung bình: Thành phần khoáng vật quặng: PbS, ZnS, FeCO 3 ,MgCO 3 , BaSO 4 , Fluo- rit Các khoáng vật không kim loại: TA, sericit, clorit . Với lớp mỏ nhiệt dịch nhiệt độ thấp: Khoáng vật quặng: HgS, Sb 2 S 3 , asS(realga), Al 2 S 3 (auripiemen) Không KL:geolit, kaolinit, epidot, alunit, TA, nhóm kv carbonat 5. Biến đổi đá vây quanh Mỏ magma:có các hiện tợng serpentin hoá, epidot hoá, amphibol hoá, talc hoá. Mỏ carbonatit: fenit hoá. Mỏ pegmatit: muscovit hoá. Mỏ skarn: skarn hoá, scapolit hoá( skarn silicat). Mỏ nhiệt dịch: rất đa dạng. Greizen hoá, albit hoá, tuamalin hoá(ND nhiệt độ cao). Sericit hoá, berezit hoá, litstovenit hoá, clorit hoá, TA hoá( ND nhiệt độ trung bình). Propilit hoá, argilit hoá, kaolinit hoá, silit hoá_gần giống hiện tợng TA hoá nhng sản phẩm biến đổi là TA vô định hình ( ND nhiệt độ thấp). 6. Khoáng sản Mỏ magma: Ni, Cu, Co, Pt, TR ( dung ly); kim c ơng, granat trang sức,Cr (magma sớm); Cr, Fe, Ti. V, P, TR (magma muộn). Mỏ carbonatit: Cu, Pb, Zn, beril, fluorit, phlogopit, P, S, TR Mỏ pegmatit:nguyên liệu gốm sứ(TA+F); nguyên liệu cách điện(Mus); Fluorit + TA quang học, W, Mo, Sr, Zr Sv thực hiện: Nguyễn Văn Thanh Page 3 Lớp Địa Chất B-K50 Địa chất các mỏ khoáng sản không kim loại Mỏ skarn:Fe, Mo, Pb, Zn( skarn Ca); Pb, Zn, Cu, đá quý rubi(2loại), đá trang sức(granat,spinen), S, P, mica (skarn Mg); đá trang sức scapolit (skarn silicat). Mỏ nhiệt dịch:Sn, W, Mo, Au, Beryl, TA quang học (ND nhiệt độ cao); Pb, Zn, Cu, barit, fluorit, Fe (ND nhiệt độ TB); As, Hg, Sb, talc ( ND nhiệt độ thấp). 7. Mối liên quan tới các mỏ khác Mỏ magma: giữa các lớp mỏ của nhóm mỏ này có liên quan với nahu. Mỏ carbonatit: liên quan tới các ống nổ Kimbeclit, Lamproit. Mỏ pegmatit: liên quan tới các mỏ có nguồn gốc skarn, nhiệt dịch. Mỏ skarn: : liên quan tới các mỏ pegmatit, nhiệt dịch và giữa các lớp mỏ của nhóm mỏ này với nhau. Mỏ nhiệt dịch:liên quan tới các mỏ pegmatit, skarn và giữa các lớp mỏ trong nhóm mỏ này. 8. Một số mặt cắt minh hoạ Sv thực hiện: Nguyễn Văn Thanh Page 4 Lớp Địa Chất B-K50 Địa chất các mỏ khoáng sản không kim loại II) Đặc điểm các mỏ ngoại sinh 1. Mỏ phong hoá o Các mỏ phong hoá thành thành tạo trong quá trình phong hoá, tức là quá trình tác động lên các đá và quặng có trớc dới tác động của các tác nhân gây phong hoá xảy ra trên bề mặt. o Nhóm mỏ phong hoá gồm 2 lớp mỏ là lớp mỏ phong hoá cơ học và lớp mỏ thấm đọng. o Phân bố ngay trên bề mặt( mỏ phong hoá cơ học eluvi, deluvi & proluvi); trên thân quặng gốc hoặc đá gốc(mỏ tàn d); ở các đới sâu nh đới mực nớc ngầm( mỏ thấm đọng). o Về thân khoáng thì ngoài hình dạng giống thân quặng gốc của các mỏ có trớc nh dạng mạch, mạng mạch, thấu kính mỏ phong hoá có hình dạng thân khoáng đặc trng là dạng vòm phủ, lớp phủ. o Thành phần khoáng vật đa dạng gồm tất cả những khoáng vật bền vững trong điều kiện ngoại sinh nh các khoáng vật sunfur, đá carbonat, sạn, cuội, sỏi o Khoáng sản: S, P, Kaolin, Topar, Corindon o Loại hình này khá phổ biến do dễ tìm kiếm, khai thác nên rất có giá trị công nghiệp. Sv thực hiện: Nguyễn Văn Thanh Page 5 Lớp Địa Chất B-K50 Địa chất các mỏ khoáng sản không kim loại 2. Mỏ trầm tích o Quá trình trầm tích là quá trình lắng đọng vật liệu( vụn cơ học và hoà tan) trong môi trờng nớc và không khí. Các mỏ có nguồn gốc này sinh đồng thời với đá trầm tích. o Các thành tạo quặng phân bố chủ yếu ở các bồn trũng. o Thành phần khoáng vật rất đa dạng, gồm tát cả những khoáng vật bền vững trong điều kiện ngoại sinh giống nh trờng hợp mỏ phong hoá. o Thân khoáng dạng vỉa, lớp hoặc thấu kính mỏng, đôi khi là dạng phân lớp, kết hạch o Khoáng sản liên quan: VLXD, TA quang hoc, topar, corindon o Mỏ rất phổ biến và có giá trị công nghiệp do dễ tìm kiếm và khai thác. III) Đặc điểm loạt mỏ biến chất Sv thực hiện: Nguyễn Văn Thanh Page 6 Lớp Địa Chất B-K50 Địa chất các mỏ khoáng sản không kim loại Hoạt động biến chất là hoạt động làm tái tạo đá và quặng gốc do tác động của cá yếu tố biến chất nh t o , p, H 2 O, CO 2 Mỏ loại này giữ một số dấu tích của thành phần , dạng cấu tạo, hình thái thân khoáng của các mỏ tr ớc khi biến chất. Loạt mỏ gồm 2 kiểu mỏ là mỏ biến chất và mỏ biến chất. (Mỏ biến chất là mỏ thành tạo từ quá trình biến chất các đá có trớc, sản phảm sau biến chất có lĩnh vực sử dụng khác trớc và có giá trị hơn so với sản phẩm trớc biến chất. Mỏ bị biến chất là mỏ hình thành do quá trình biến chất các mỏ có trớc, sản phẩm sau biến chất có lĩnh vực sủ dụng giông nh trớc). Khoáng sản liên quan: P, S, đá hoa, VLXD, graphit, VL cách điện, VL mài Từ những thông tin mà em đã nêu trên, có thể tóm tắt mối quan hệ giữa nguồn gốc mỏ với các dạng nguyên liệu khoáng không kim loại thông qua 2 bảng thống kê sau: Kiểu nguồn gốc mỏ Dạng nguyên liệu KKL Magma Carbon- atit Skarn Pegmatit Nhiệt Dịch Phong Hoá Trầm tích Biến Chất S P B Muối khoáng Graphit Mica Asbest Talc& Pirophilit Fluorit Barit & Vi- terit Corindon& Najodac TA quang học& AĐ Sv thực hiện: Nguyễn Văn Thanh Page 7 Lớp Địa Chất B-K50 Địa chất các mỏ khoáng sản không kim loại Felspar& Sét & Kaolin Volastonit Magnesit& Bruxit Thạchcao&A nhydrit Đá Carbonat Điatomit, Trêpen, Opoka, Spongolit TA mạch, cát kết, quarzit Cát & sỏi Các đá magma và bc làm VLXD Bảng 1: Mối quan hệ giữa kiểu mỏ công nghiệp với các dạng nguyên liệu theo phơng pháp thông kê Chúng ta thấy rằng dựa vào diện phân bố, mối liên quan với các phức hệ đá và mối liên quan giữa các lớp mỏ hay loạt mỏ với nhau thì có thể thấy chúng có những điểm tơng đồng về thành phần khoáng vật, về khoáng sản ở các mức độ khác nhau, không nhiều thì ít. Sv thực hiện: Nguyễn Văn Thanh Page 8 Lớp Địa Chất B-K50 Địa chất các mỏ khoáng sản không kim loại Hiện tợng biến đổi đá vây quanh ở các kiểu mỏ cũng phần nào cho chúng ta thấy rằng một số khoáng vật ở mỏ này cũng có thể có mặt ở kiểu mỏ khác nếu không trực tiếp có mặt thì có thể gián tiếp bằng con đờng biến đổi dới tác dụng của các tác nhân gây biến đổi. Ví dụ nh: Kaolin, sét có nguồn gốc nhiệt dịch nhng chúng ta có thể tìm thấy kaolin nguồn gốc phong hoá do các khoáng vật sét, muscovit, felspar trong các đá có liên quan hoạt động magma, nhiệt dịch bị biến đổi mà thành. Dễ nhận thấy nhất là từ 2 kiểu bảng thống kê đã nêu ở trên khẳng định 2 điều: thứ nhất một loại hình mỏ công nghiệp có chứa nhiều dạng nguyên liệu không kim loại, thứ hai một dạng nguyên liệu khoáng không kim loại có nhiều kiểu mỏ nguồn gốc công nghiệp. Yêu cầu của bài toán cũng chính là điều mà chúng ta cần đặc biệt lu ý sau khi kết thúc giáo trình địa chất khoáng sản vì nó giúp ích rất nhiều cho công tác tìm kiếm thăm dò của một kỹ s ngành địa chất. Sv thực hiện: Nguyễn Văn Thanh Page 9 Lớp Địa Chất B-K50 . khoáng sản không kim loại Bài tập lớn số 2 Hãy chứng minh: <1> Một loại hình mỏ công nghiệp có chứa nhiều dạng khoáng sản không kim loại. <2>Một. mỏng. 4. Thành phần khoáng vật Mỏ magma: chứa các khoáng vật quặng gồm kim loại, không kim loại,TR (15 nguyên tố) Mỏ carbonatit: chứa hầu hết các nhóm khoáng