nghiên cứu đặc điểm phân bố, điều kiệ thành tạo của đá quý vùng châu bình - bản ngọc làm cơ sở xác lập các diện tích có triển vọng phục vụ cho tìm kiếm, thăm dò đá quý ở quỳ châu - quý hợp tỉnh nghệ an

Bộ Tài nguyên và Môi trờng
Viện nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản







Báo cáo
Nghiên cứu đặc điểm phân bố, điều kiện thành
tạo của đá quý vùng Châu Bình - Bản Ngọc
làm cơ sở xác lập các diện tích có triển vọng
phục vụ cho tìm kiếm, thăm dò đá quý
ở Quỳ Châu - Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An

Thuyết minh


,;


6617
27/10/2007





Hà Nội - 2003

1
Bộ Tài nguyên và Môi trờng
Viện nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản



Tác giả: Võ Xuân Định, Phạm Hoè, Phạm Văn Huân,
Chu Văn Lam, Nguyễn Văn Lồng, Phạm Đức Lơng
(1)
,
Nguyễn Tân, Bùi Bá Thân, Nguyễn Minh Tuấn
(2)


Báo cáo
Nghiên cứu đặc điểm phân bố, điều kiện thành
tạo của đá quý vùng Châu Bình - Bản Ngọc
làm cơ sở xác lập các diện tích có triển vọng
phục vụ cho tìm kiếm, thăm dò đá quý
ở Quỳ Châu - Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An
Thuyết minh

Viện trởng Chủ biên



TS. Nguyễn Xuân Khiển TS. Phạm Hoè

,;

Hà Nội - 2003

(1)
Hội Địa chất Việt Nam;
(2)
Tổng Công ty Đá quý và Vàng Việt Nam

2
Mục lục
Trang
- Quyết định phê duyệt báo cáo 5
- Quyết định của Viện trởng Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản về việc
thành lập Hội đồng xét duyệt báo cáo 6
- Biên bản Hội nghị xét duyệt báo cáo 9
- Bản thẩm định cáo cáo 11
- Các nhận xét báo cáo 15
- Quyết định phê duyệt đề án 28
- Quyết định giao chủ nhiệm đề án 29
- Đăng ký Nhà nớc hoạt động điều tra cơ bản địa chất 30
Mở đầu 32

Chơng I. Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn, lịch sử nghiên cứu
và các phơng pháp đã tiến hành 35
I.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế - nhân văn 35
I.2. Lịch sử nghiên cứu 39
I.3. Các phơng pháp đã tiến hành 41

Chơng II. Địa chất vùng nghiên cứu 45

II.1. Địa tầng 45
II.2. Magma xâm nhập 50
II.3. Cấu trúc - kiến tạo 82
II.4. Đặc điểm biến chất 83
II.4.1. Biến chất khu vực 83
II. 4.2. Các thành tạo biến chất trao đổi (metasomatit) 84
II.5. Địa mạo - tân kiến tạo 106
Chơng III. Đặc điểm phân bố đá quý 109
III.1. Vài nét về khoáng vật và chất lợng đá quý 109
III.2. Đá quý phân bố trong đá gốc 110
III.2.1. Đá quý trong felspatit 110
III.2.2. Đá quý phân bố trong đá hoa 127
III.3. Đá quý phân bố trong sa khoáng 139
III.3.1. Đá quý phân bố trong tàn tích, sờn tích (eluvi - deluvi
không phân chia) 139
III.3.2. Đá quý phân bố trong sa khoáng aluvi 150

3
Chơng IV. Điều kiện thành tạo đá quý 157

IV.1. Môi trờng địa chất 157
IV.2. Thành phần hoá học của ruby, saphir và đặc điểm bao thể trong
corindon (ruby, saphir) 160
IV.2.1. Thành phần hoá học của ruby, saphir 160
IV.2.2. Đặc điểm bao thể 161
IV.3. Điều kiện hoá lý thành tạo ruby, saphir 165
IV.3.1. Nhiệt độ thành tạo 165
IV.3.2. Độ sâu thành tạo 166

IV.3.3. Tuổi thành tạo 167
Chơng V. Quy luật phân bố và dự báo những diện tích có triển vọng đá
quý ở Quỳ Châu - Quỳ Hợp, Nghệ An 168

V.1. Nguyên tắc thành lập bản đồ quy luật phân bố và dự báo những diện
tích có triển vọng đá quý vùng Quỳ Châu - Quỳ Hợp, Nghệ An, tỷ
lệ 1:50.000 168
V.2. Những tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm đá quý 169
V.2.1. Nhóm tiền đề khu vực (khống chế sinh khoáng đá quý) 169
V.2.2. Nhóm tiền đề và dấu hiệu địa phơng (khống chế sự tập trung
đá quý) 170
V.3. Dự báo những diện tích có triển vọng đá quý và hớng nghiên cứu
tiếp theo 172
V.3.1. Phơng pháp dự báo 172
V.3.2. Kết quả dự báo 173
Kết luận 177
- Tài liệu tham khảo 180
- Danh mục bản vẽ kèm theo báo cáo 182
- Danh mục phụ lục kèm theo báo cáo 183
- Danh mục tài liệu nguyên thuỷ giao nộp kho lu trữ tại Viện Nghiên cứu
Địa chất và Khoáng sản 184


4
Mở đầu
Vùng mỏ đá qúy Quỳ Châu - Quỳ Hợp, Nghệ An đợc biết đến từ năm 1996,
đến nay đã có nhiều công ty khai thác khoáng sản của Nhà nớc, các công ty liên
doanh với nớc ngoài và các nhà khoa học nghiên cứu, thăm dò và khai thác đá quý.
Hầu hết các tác giả của các công trình nghiên cứu chuyên sâu đều đánh giá tiềm
năng đá quý ở đới nâng Bù Khạng là rất lớn, có giá trị thơng phẩm cao, có nhiều

khả năng sánh với các mỏ đá qúy ở Myanma và Thái Lan.
Một vấn đề đặt ra là nguồn đá quý nguyên sinh thuộc loại hình nào? Đâu là
nguồn cung cấp chính cho nguồn đá quý ngoại sinh có giá trị kinh tế, chúng tập
trung ở đâu và trên diện tích nào có triển vọng hơn cả?
Để đáp ứng phần nào yêu cầu nói trên, theo đề nghị của ông Tổng giám đốc
Tổng Công ty Đá quý và Vàng Việt Nam (Công văn số 144/2001/TTKCN ngày
2/5/2001), Bộ trởng Bộ Công nghiệp giao cho Viện Nghiên cứu Địa chất và
Khoáng sản phối hợp cùng Tổng Công ty Đá quý và Vàng Việt Nam lập đề án
Nghiên cứu đặc điểm phân bố, điều kiện thành tạo của đá quý vùng Châu Bình -
Bản Ngọc làm cơ sở xác lập các diện tích có triển vọng phục vụ cho tìm kiếm, thăm
dò đá quý ở Quỳ Châu - Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An (Số 1277/QĐ - CNCL ngày
12/6/2001).
Mục tiêu nhiệm vụ:

- Nghiên cứu đặc điểm phân bố, điều kiện thành tạo của đá quý (ruby, saphir)
- Xác lập các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm đá quý.
- Xác lập diện tích có triển vọng đá quý trong khu vực để tìm kiếm thăm dò
tiếp theo.
Diện tích nghiên cứu là 300km
2
, trong đó vùng Châu Bình (Quỳ Châu) là
167km
2
, vùng Bản Ngọc (Quỳ Hợp) là 133km
2
. Thời gian trình duyệt Đề án tháng
7/2001 và thi công Đề án 18 tháng.
Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản đã giao cho Trung tâm Công nghệ,
Dịch vụ và T vấn Địa chất - Khoáng sản chịu trách nhiệm thi hành quyết định này
(số 65 QĐ / TC ngày 13/6/2001).

5
Phơng án đợc hội đồng khoa học Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản
thông qua ngày 28 tháng 9 năm 2001, Bộ trởng Bộ Công nghiệp đã ký quyết định
phê duyệt số 3102 QĐ - CNCL ngày 26 tháng 12 năm 2001.
Tổ chức thực hiện:
Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản đã ra quyết định
số 65QĐ/ TC giao cho TS. Phạm Hòe làm chủ nhiệm đề án. Lực lợng chính tham
gia thực hiện là các tiến sỹ, kỹ s, kỹ thuật viên thuộc Trung tâm Công nghệ, Dịch
vụ và T vấn Địa chất -Khoáng sản, kỹ s, kỹ thuật viên thuộc Tổng Công ty Đá quý
và Vàng Việt Nam và các cộng tác viên khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Địa chất
và Khoáng sản, thuộc hội Địa chất Việt Nam và Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên.
Đặc biệt đề án đã phối hợp chặt chẽ cùng Tổng Công ty, thu thập xử lý nguồn tài
liệu đã có từ trớc đến nay của Tổng Công ty, cùng tiến hành khảo sát, bố trí các
công trình hào kiểm tra và Tổng công ty trực tiếp thi công các công trình hào và đãi
rửa mẫu đánh giá kết quả.
Sau gần 2 năm thực hiện nhiệm vụ (kể cả bớc lập đề cơng), kết quả thực
hiện của toàn đề án đợc tổng hợp trong bảng IV.1 của phụ lục báo cáo kinh tế - kế
hoạch. Trong bảng, mỗi hạng mục công việc thực hiện đợc đem so sánh với đề án
đợc phê duyệt và tổng hợp dự toán đợc duyệt hàng năm theo tỷ lệ %. Một số kết
quả so sánh với đề án đợc duyệt cho thấy đa phần các hạng mục công việc đều thực
hiện 100% so với đề án. Một số hạng mục tăng hay giảm vì lý do sau:
- Tháng công tiền lơng cơ bản tăng 19%, nguyên nhân đề án đợc kéo dài
thêm 3 tháng tổng kết và can in nộp lu trữ (can in nộp lu trữ từ tháng 6/2003 nay
tới tháng 9/2003).
- Tháng công khảo sát thực địa chỉ bằng 52% khi xây dựng đề án dự kiến sẽ
tiến hành khảo sát 5 tháng/ ngời. Song năm 2002 vốn cấp chỉ có thể tiến hành khảo
sát 3 tháng/ ngời, mặt khác, năm 2003 Hội đồng nghiệm thu Viện xét thấy không
nên tiếp tục triển khai thực địa vì thời gian không cho phép, sợ ảnh hởng đến tiến
độ tổng kết báo cáo.

- Khối l
ợng công trình thực hiện so với đề cơng dự toán đợc duyệt, hào:
60%, dọn vết lộ: 74%, hố: 80%. Nguyên nhân cũng vì lý do trên.
- Giá trị đo địa vật lý thực hiện 49% so với dự toán đợc duyệt. Lý do là
phơng pháp địa vật lý áp dụng kém hiệu quả. Vì vậy tổ kiểm tra thực địa của Viện
do PGS.TSKH Dơng Đức Kiêm làm tổ trởng sau khi khảo sát, đã kết luận đình chỉ
thi công đo địa vật lý vì không đạt đợc hiệu quả nh mong đợi, nguyên nhân chủ
yếu là do lớp phủ dày (thờng lớn hơn 20m) và đã bị đào xới, xáo trộn mạnh.

6
- Khối lợng phân tích mẫu khoáng vật trọng sa thực hiện 202% so với đề án,
nguyên nhân sau khi phơng pháp địa vật lý kém hiệu quả đề án đề nghị cho phép
bổ sung khối lợng lấy mẫu eluvi và phân tích loạt mẫu lấy bổ sung này vì đây là
phơng pháp có hiệu quả nhất để xác lập tổ hợp cộng sinh khoáng vật chỉ thị cho
các đá chứa đá quý.
- Hợp tác nghiên cứu trong nớc đạt 73% giá trị so với đề án. Vì một số cộng
tác viên không thể tham gia cùng Đề án với lý do bận đi công tác nớc ngoài.
Tuy còn một số vấn đề tồn tại nhng các mục tiêu cơ bản Đề án đã thực hiện
đợc. Thành công này là do sự nỗ lực của tập thể tác giả, của các cộng tác viên khoa
học, đặc biệt là do sự phối hợp chặt chẽ giữa Tổng Công ty Đá quý và Vàng Việt
Nam với Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản dới sự chỉ đạo giám sát của Bộ
Công nghiệp.
Thành công của Đề án còn có sự đóng góp không nhỏ của các phòng ban
chức năng trong Viện, của Công ty Đá quý và Vàng Nghệ An, của nhân dân địa
phơng và của các đồng nghiệp.
Tập thể tác giả xin chân thành cảm ơn.

7
Chơng I
Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế - nhân
văn, lịch sử nghiên cứu và các phơng
pháp đ tiến hành
I.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế - nhân văn
I.1.1. Vị trí địa lý
Diện tích nghiên cứu bao gồm 167km
2
xã Châu Bình - Quỳ Châu thuộc cánh
đông bắc khối nâng Bù Khạng và 133km
2
vùng Bản Ngọc - Quỳ Hợp thuộc cánh tây
nam khối nâng cùng tên (hình I.1).
- Vùng Châu Bình, huyện Quỳ Châu với diện tích 167km
2
đợc giới hạn bởi
toạ độ:
X (m) Y (m) X (m) Y (m)
A 2.159.400 506.400 D 2.144.950 532.250
B 2.159.400 520.000 E 2.149.950 526.200

C 2.149.000 532.500
- Vùng Bản Ngọc, huyện Quỳ Hợp với diện tích 133km
2
đợc giới hạn bởi
toạ độ:
X (m) Y (m) X (m) Y (m)
H 2.141.900 527.300 I 2.141.750 507.550
K 2.135.250 524.550 G 2.148.550 510.050
Thuộc các tờ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 hệ UTM: 6048 III (Quỳ Châu)
6048II (Nh Xuân), 6047IV (Quỳ Hợp), 6047I (Nghĩa Đàn).

8

24
K
s
ô
n
g

H
i
ế
u
B
S
ô
n
g

c
o
n
I
18
105 18'52"
36
19
18'37"
30
5
48
thị trấn Quỳ Hợp
Đờng ô tô
Diện tích vùng nghiên cứu
Đờng ranh giới địa chính huyện
10
18 24
Chỉ dẫn
19
32'10"
105 18'52"
30
5
E
C
D
H
x Châu Lộc
54

21
60
A
G
5
12
105 03'25"
60
19
32'10"
21
1087
Bù Kh ạng
Bản Ngọc
h
.

q
u
ỳ

h
ợ
p
h
.

q
u
ỳ

c
h
â
u
x Châu Bình
tỷ lệ 1:250.000
1cm bằng 2.500m thực địa
5
kilometers
42
42
48
54
21
36
21
0
12
5
Sông, suối
19
18'37"
105 03'25"
G
H
I
K
Hình I.1: Sơ đồ diện tích vùng nghiên cứu
vùng Châu Bình - Bản Ngọc (Quỳ Châu - Quỳ Hợp, nghệ an)

+

9

I.1.2. Địa hình
Hai diện tích nghiên cứu đợc ngăn cách nhau bởi dãy núi Bù Khạng. Đây là
dãy núi cao nhất trong khu vực, với đỉnh Bù Khạng cao 1087m, chạy dài theo hớng
TB - ĐN. Độ cao của địa hình thấp dần về phía tây bắc và đông nam. Hai diện tích
nghiên cứu có độ cao trung bình 100 - 500m.
- Địa hình núi cao trung bình từ 800m đến 1000m có tỷ lệ không đáng kể
trong diện tích nghiên cứu. Đây là địa hình thuộc dãy núi Bù Khạng có đỉnh cao
nhất là đỉnh Bù Khạng (1087m) chạy dài theo phơng TB-ĐN. Cấu tạo nên dạng địa
hình này là các thành tạo đá biến chất cổ gồm: đá phiến kết tinh hai mica,
granitogneis và gneis biotit thuộc hệ tầng Bù Khạng (NP
-\
1
bk
). Các đỉnh núi có độ
cao từ 800m trở lên thờng nhọn, sờn rất dốc. Quá trình bóc mòn xâm thực xẩy ra
mạnh mẽ. Các thung lũng giữa núi ở đây rất hẹp, không thuận lợi cho tích tụ sa
khoáng.
- Địa hình đồi núi thấp có độ cao tuyệt đối từ 100m đến 250m, có nơi 350m.
Đây là dạng địa hình phát triển chủ yếu trong vùng nghiên cứu thuộc diện tích
167km
2
xã Châu Bình - Quỳ Châu. Chúng tạo thành một bề mặt san bằng hơi
nghiêng về phía đông. Cấu trúc lên dạng địa hình này là các đá gneis biotit,
plagiogneis, thấu kính đá hoa thuộc tập 1 hệ tầng Bù Khạng
(NP
-\

1
bk
1
), granit biotit dạng gneis, granit biotit và pegmatit, granit pegmatit thuộc
phức hệ Bản Chiềng. Trên dạng địa hình này phát triển các thung lũng hẹp hình lòng
chảo, tơng đối thoải, phát triển các thềm bậc thang và bị chia cắt bởi mạng sông
suối hiện đại. Đây là các thung lũng chứa đá quý, đợc hình thành do quá trình bóc
mòn - tích tụ.
- Địa hình karst
Dạng địa hình này phát triển hạn chế, chúng tập trung ở phần phía bắc trong
các trầm tích carbonat hệ tầng Mờng Lống (C-Pml) thuộc diện tích 133km
2
vùng
Bản Ngọc - Quỳ Hợp.
Địa hình karst thuộc loại địa hình núi cao trung bình, vách dựng đứng, lởm
chởm dạng tai mèo với nhiều thung lũng karst kín, nửa kín và các hang karst. Trong
các thung lũng karst hiện đang bị dân khai thác thiếc, trong các máng đãi thiếc thỉnh
thoảng gặp ruby, saphir kích thớc nhỏ, chất lợng kém, tuy nhiên đã đôi lần dân
đãi đợc viên ruby thơng phẩm có giá trị.

10

I.1.3. Mạng lới sông suối
Trong vùng công tác có 2 sông lớn là Sông Hiếu nằm ở phía bắc và Sông Con
nằm ở phía nam, các sông đều nằm ở giáp biên diện tích nghiên cứu. Hệ sông suối
trên diện tích 167km
2
Châu Bình đều bắt nguồn từ phía đông nam chảy theo hớng
bắc và đổ ra Sông Hiếu , đây là dòng chảy thờng xuyên, độ dốc không lớn, song về
mùa ma lũ (tháng 7 - 8 - 9) nớc dâng lên nhanh và chảy xiết, thờng gây nên úng

lụt cục bộ.
Trên diện tích 133km
2
Bản Ngọc - Quỳ Hợp, hệ thống sông suối đều bắt
nguồn từ sờn tây nam dãy Bù Khạng, chạy theo hớng nam và đổ ra sông Con. Do
chảy trên địa hình có nhiều đá vôi nên hệ thống sông suối ở đây có nhiều đoạn chảy
ngầm. Nhìn chung hệ thống sông suối ở đây kém phát triển.
I.1.4. Đặc điểm Kinh tế - Nhân văn

Quỳ Châu và Quỳ Hợp là 2 huyện miền núi phía tây nam tỉnh Nghệ An. Từ
Hà nội đi theo quốc lộ 1, đến ngã ba Yên Lý đi theo quốc lộ 48 vào đến Quỳ Châu
khoảng 100km. Châu Bình là một xã thuộc huyện Quỳ Châu, chạy dài theo QL 48,
cách Quỳ Châu 20km. Từ km 64 trên quốc lộ 48, tại ngã ba xăng lẻ đi theo đờng ô
tô tỉnh lộ 39 đến thị trấn Quỳ Hợp khoảng 14km. Từ thị trấn Quỳ Hợp theo tỉnh lộ
này đến Bản Hạt khoảng 21km, đây là địa điểm cuối cùng của tỉnh lộ 39.
Dân c trong khu vực nghiên cứu chủ yếu là đồng bào dân tộc Thái, từ năm
1970 xã Châu Bình còn có thêm ngời Kinh từ huyện Quỳnh Lu lên khai hoang
sống định c tại đây, phần lớn họ sống tập trung men theo quốc lộ 48. Từ ngời
Kinh đến ngời Thái sống chủ yếu bằng nghề trồng lúa nớc. Hiện tợng phá rừng
làm nơng rãy bị chính quyền địa phơng can thiệp mạnh mẽ. Mấy năm gần đây, do
Nghệ An xây dựng nhà máy mía đờng ở Nghĩa Đàn nên nhân dân đã chuyển đổi
sang trồng mía trên các triền đồi mà trớc đây bỏ hoang hoặc trồng sắn. Hầu hết các
gia đình men theo ở QL 48 của Châu Lộc đã có điện lới sinh hoạt. Riêng các xã
Châu Hồng, Châu Tiến huyện Quỳ Hợp lới điện Quốc Gia cha về đến.
Nhìn chung đời sống các dân tộc trong vùng công tác có đời sống ổn định,
tình hình trật tự an ninh xã hội đảm bảo, chính quyền địa phơng luôn tạo điều kiện
thuận lợi cho đoàn đến khảo sát tại địa phơng.


11

I.2. Lịch sử nghiên cứu
Quỳ Châu - Quỳ Hợp là vùng đã đợc nhiều nhà địa chất quan tâm nghiên
cứu địa chất - khoáng sản nói chung và đá quý nói riêng.
Giai đoạn trớc năm 1945, vùng này đã đợc các nhà địa chất Pháp nh
Jacop, Fromaget nghiên cứu và đợc thể hiện trên bản đồ địa chất Đông Dơng, tỷ
lệ 1:2.000.000. Từ năm 1960 đến nay bản đồ địa chất các tỷ lệ 1:500.000, 1:200.000
và 1:50.000 đợc các nhà địa chất Việt Nam và Liên Xô cũ thành lập trong đó đều
xếp vùng Quỳ Châu - Quỳ Hợp vào khối nâng trung tâm Phu Hoạt với móng kết tinh
là các đá biến chất có tuổi tiền Cambri.
Việc nghiên cứu, điều tra, tìm kiếm, thăm dò đá quý vùng Quỳ Châu - Quỳ
Hợp đợc bắt đầu từ năm 1980 với đề tài Đánh giá biểu hiện mỏ đá quý - nửa quý ở
Việt Nam thuộc chơng trình cấp nhà nớc (44.03.04.10) (1980-1985) do Lê Đình
Hữu, Nguyễn Văn Ngọc làm chủ biên, đã đề cập đến ruby, saphir sa khoáng phân bố
trong các thung lũng vùng Bù Khạng. Báo cáo kết quả tìm kiếm đá màu tây Nghệ
An (Nguyễn Văn Hơng, Đỗ Đức Quang, 1992) đã phân chia diện tích triển vọng đá
màu mức A, B, C thuộc xã Châu Bình (Quỳ Châu) và Yên Hợp (Quỳ Hợp) với diện
tích chung là 32km
2
. Ngoài ra còn xác định thung lũng Bản Hạt xã Châu Tiến rất
triển vọng đá quý. Trong quá trình nghiên cứu và thu thập tài liệu từ năm 1987, đặc
biệt trong 2 năm (1992 - 1993), Phan Trờng Thị đã xác lập những tiền đề cơ bản
sinh khoáng ruby ở Quỳ Châu là:
- Diện lộ các đá biến chất cao, giàu nhôm (chứa silimanit, cordierit, granat )
tuổi tiền Cambri.
- Những thấu kính đá vôi (bị biến chất thành đá hoa).
- Xuyên qua hai thành tạo trên là granitoid dới dạng các thể xâm nhập nhỏ
hay dạng tiêm nhập kiểu granit hoá, kèm theo những hoạt động trao đổi biến chất
giữa granit và đá vôi.
Với những tiền đề đó, ruby gốc ở Quỳ Châu gặp không những trong granitoid
(cụ thể là các thể pegmatit màu trắng, hạt thô), mà còn trong đá hoa. Ruby sa

khoáng ở Quỳ Châu nằm trong eluvi (Đồi Tỷ) và trong bồi tích (Đồi Triệu). Lớp vỏ
phong hoá (eluvi) dày 30m chứa những thể pegmatit mang ruby. Trên diện lộ vùng
Quỳ Châu, dài 12km (từ Bản Gié đến ngầm Cổ Ba), chiều rộng khoảng 2km (từ trục
đờng 48 hớng về đỉnh núi Bù Khạng) với diện tích 24km
2
(trong đó kiểu eluvi
6km
2
, chiều dày trung bình 7m) chứa ruby. Trong bồi tích, ruby sa khoáng thờng

12
nằm ở phần thấp của các bậc thềm sông, dày 0,5 - 1,0m, sâu khoảng 2,0 - 2,5m.
ở

cánh tây nam (Quỳ Hợp), ngoài mỏ thiếc Quỳ Hợp, còn có nhiều điểm lộ ruby, có
cả ruby trong đá hoa.
Trong báo cáo kết quả nghiên cứu đề án cấp Nhà nớc (KT -01 -09) Nguồn
gốc, quy luật phân bố và đánh giá tiềm năng đá quý, đá kỹ thuật Việt Nam (1992 -
1995) do TS. Nguyễn Kinh Quốc làm chủ biên đã xác định nguồn gốc ruby, saphir
vùng Quỳ Châu liên quan với các thành tạo pegmatit, skarn Mg và granit bị biến
chất trao đổi tái sinh. Các mạch pegmatit ở Quỳ Châu phân bố chủ yếu ở phía đông
và bắc phức nếp lồi Bù Khạng, thờng gặp hai dạng:
- Pegmatit dạng thấu kính ngoằn ngoèo hoặc ngọn lửa xuyên vào các trầm
tích biến chất (đá phiến thạch anh - mica - silimanit và gneis biotit)
- Pegmatit dạng đai mạch có bề dày không ổn định, xuyên cắt đá trầm tích và
magma xâm nhập.
Kiểu nguồn gốc skarn Mg có nét đặc trng là trầm tích lục nguyên carbonat
dày (2000-3000m) bị xuyên cắt bởi granitoid kiềm - á kiềm. Chúng phân bố theo
phơng tây bắc - đông nam, trong phức nếp lồi Bù Khạng.
Kiểu nguồn gốc granit bị biến chất trao đổi tái sinh đợc thành tạo trong đá

phiến thạch anh - mica - silimanit - disten - staurolit, plagiogneis, chứa các thể
granit sáng màu (micmatit, granitogneis cao nhôm và pegmatit).
Trong báo cáo địa chất kết quả tìm kiếm đá quý vùng Quế Phong, Nghĩa
Đàn, Nghệ An, tỷ lệ 1:50.000 (Nguyễn Đình Bình và nnk, 1995) khoanh định triển
vọng ruby, saphir sa khoáng. Triển vọng đá quý mức A thuộc khu vực Đồng Cộng
xã Châu Bình, Quỳ Châu. Ruby, saphir ở đây nằm trong lớp hạt thô, dày 0,4 - 2,4m,
trong đó hàm lợng ruby, saphir: 0,01 - 16,55g/m
3
. Triển vọng đá quý mức B thuộc
khu vực Châu Hạnh - Quỳ Châu. Ruby, saphir ở đây cũng nằm trong lớp hạt thô,
dày trung bình 1,8m, hàm lợng 0,3 - 4,25g/m
3
. Trong những khu vực triển vọng đã
tiến hành tìm kiếm đá quý chi tiết tỷ lệ 1: 25.000 và 1:10.000 (Đỗ Đức Quang,
1997; Đào Hồng Quang, 1998 và Hoàng Xuân Nhật, 1999). ở đây đã tiến hành
nhiều công trình nh hào, giếng, khoan, nghiên cứu tích tụ đá quý trong đá gốc ở
Đồi Bà Trạc, Cổ Cò, Bản Đung và trong vỏ phong hoá, trong deluvi, aluvi.
Nghiên cứu tiêu hình đá quý (ruby, saphir) ở Việt Nam (Phạm Văn Long và
nnk, 2001 thuộc Trung tâm Nghiên cứu Kiểm định Đá Quỳ - Tổng Công ty Đá quý
và Vàng Việt Nam) đã làm rõ hình thái tinh thể, thành phần hoá học, màu sắc tổ hợp

13
cộng sinh khoáng vật, các dạng bao thể tồn tại bên trong ruby, saphir vùng Quỳ
Châu, từ đó luận giải điều kiện môi trờng sinh thành đá quý ở đây.
Việc khai thác đá quý ở Quỳ Châu bắt đầu từ năm 1986 đến nay. Các công
ty, xí nghiệp khai thác đá quý tập trung vào các thành tạo eluvi của vỏ phong hoá
chứa đá quý (Xí nghiệp I và II ở Đồi Tỷ) và cả trong bồi tích chứa đá quý (Đồi Triệu
và các thung lũng hiện đại). Ngoài ra việc đào bới, khai thác đá quý tự phát của
ngời dân là rất phổ biến trong vùng. Diện tích đất trên mặt do dân đào bới, khai
thác để lấy đá quý gấp nhiều lần do các công ty, xí nghiệp của nhà nớc và địa

phơng khai thác đợc.
Tóm lại, qua những công trình nghiên cứu, điều tra và khai thác đá quý của
Tổng Công ty Đá quý và Vàng Việt Nam, của Viện Địa chất (Trung tâm Khoa học
Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia), của Liên đoàn Địa chất Bắc Trung Bộ và của
Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản đã sơ bộ làm rõ những vấn đề chủ yếu sau
đây trong khu vực Châu Bình:
- Các tiền đề địa chất và dấu hiệu tìm kiếm đá quý.
- Nguồn gốc đá quý.
- Các diện tích triển vọng và dự báo trữ lợng đá quý.
Song, những vấn đề nêu trên còn thiếu cụ thể và cha có cơ sở chắc chắn.
Đặc biệt về nguồn gốc và điều kiện thành tạo đá quý gốc cha đợc đầu t nghiên
cứu, cha giải quyết đợc đâu là nguồn cung cấp chính cho nguồn đá quý sa khoáng
có giá trị kinh tế.
I.3. Các phơng pháp đã tiến hành
I.3.1. Thu thập, xử lý, tổng hợp và đánh giá các tài
liệu hiện có
Đây là phơng pháp đã đợc đề án coi trọng ngay từ bớc khởi đầu lập đề
cơng cho đến khi viết báo cáo tổng kết, gần nh các tài liệu nghiên cứu điều tra,
đánh giá tiềm năng triển vọng của đá quý trong khu vực đều đợc tập thể tác giả thu
thập, đặc biệt là các báo cáo khảo sát khoanh vùng triển vọng đá quý tại diện tích
nghiên cứu do các công ty thuộc Tổng Công ty Đá quý và Vàng Việt Nam thực hiện
trong những năm gần đây. Đề án còn sử dụng các tài liệu khoan sâu tại Moong Đồi
Tỷ, Đồi Sắn, các sơ đồ mặt bằng khai thác ở các cấp độ sâu khác nhau của Công ty
Đá quý và Vàng Nghệ An đang khai thác ở moong Mồ Côi. Từ những nguồn tài liệu

14
phong phú này cùng với việc khảo sát bổ sung ngoài thực tế qua xử lý tổng hợp đề
tài đã đa ra những tiêu chí cho mỏ chuẩn Đồi Tỷ, vùng chuẩn Bản Ngọc cũng nh
xác lập các tiền đề dấu hiệu liên quan với đá quý, từ đó làm cơ sở đối sánh cho các
vùng khác đợc chọn làm diện tích có triển vọng phục vụ cho tìm kiếm, thăm dò đá

quý.
I.3.2. Lộ trình địa chất bổ sung
Quỹ thời gian thực địa thi công đề án rất ngắn trong năm 2002, với 2 đợt thực
địa.
Đợt 1 từ tháng 5 đến tháng 6, đợt 2 từ tháng 11 đến tháng 12, ngoài những
hành trình khảo sát dọc theo hệ thống sông suối trên diện tích 300km
2
nhằm làm rõ
thêm về địa tầng, magma, kiến tạo, đặc biệt phát hiện các điểm đá gốc chứa ruby,
saphir (vùng Bản Ngọc, Bản Hạt, Bản Cút). Trên các diện tích có triển vọng đá quý
đã tiến hành khảo sát chi tiết theo mặt cắt bằng phơng pháp địa bàn, thớc dây
(Đồi Tỷ - Mồ Côi, Đồi Sắn, Cổ Cò - Kẻ Nâm), mạng lới quan sát theo tuyến 50 x
5m, có nơi cắt qua thân đá quý là 10 x1m - Trên đó đã thu thập và lấy đồng bộ các
loại mẫu thạch học, thạch học định hớng, giã đãi eluvi Kết quả khảo sát và phân
tích mẫu đợc thể hiện trên các sơ đồ thạch học - cấu trúc tỷ lệ 1:2000 (bản vẽ số 7,
9, 11).
I.3.3. Phơng pháp trọng sa
Phơng pháp trọng sa nhằm phát hiện các tổ hợp cộng sinh khoáng vật bền
vững chỉ thị cho đá quý, là những dấu hiệu trực tiếp để phát hiện các diện tích có
khả năng tồn tại đá quý, vì vậy trong quá trình thi công đây là phơng pháp đợc đề
án đặc biệt quan tâm.
Phơng pháp đợc chia làm hai giai đoạn.
- Giai đoạn 1:
Lấy mẫu trọng sa thiên nhiên theo đờng lộ trình, vị trí lấy
mẫu là những nơi mà tài liệu trọng sa trớc đó có kết quả khả quan về đá quý. Lấy
mẫu trọng sa trong eluvi của các đá liên quan đến nguồn gốc của đá quý trong
calcyphir, đá biến chất trao đổi giàu mica, đá hoa, pegmatit, granit biotit.
- Giai đoạn 2: Chủ yếu tập trung lấy mẫu trong tầng eluvi tại các điểm lộ tự
nhiên trên các tuyến khảo sát mặt cắt chi tiết, rửa đãi mẫu trọng sa tại các công trình
khai đào.

15
Tổng khối lợng đã lấy và phân tích 403 mẫu trọng sa các loại. Qua xử lý
tổng hợp, kết quả phân tích mẫu khoáng vật này đã xác lập 3 loại hình nguồn gốc
chứa đá quý và những tổ hợp khoáng vật đặc trng chỉ thị cho từng loại hình nguồn
gốc, đây là dấu hiệu trực tiếp cho tìm kiếm đá quý.
I.3.4. Phơng pháp Địa vật lý
Mục tiêu của công tác địa vật lý là phát hiện sự tồn tại theo không gian của
các đối tợng có liên quan với đá quý nh nút kiến tạo địa phơng, đới dập vỡ kiến
tạo gắn bó với các thể xâm nhập, các thân skarn Mg -Ca, các thân plagioclasit và các
thể địa chất cao nhôm bị khử silic trong môi trờng carbonat, đồng thời xác lập các
đới phong hoá từ các đối tợng kể trên.
Phơng pháp đã đợc phòng Địa vật lý của Viện thực hiện và triển khai thực
địa tại vùng Châu Bình - Quỳ Châu. Qua kết quả đo đồng bộ các phơng pháp địa
vật lý trên 8 tuyến ở mỏ chuẩn Đồi Tỷ, 6 tuyến ở khu vực Đồi Sắn và 3 tuyến ở khu
vực Đồi Bà Trạc. Kết quả cho thấy:
- Trờng từ ở đây rất bình ổn, chỉ thay đổi chủ yếu trong phạm vi 10 nT và
không khoanh định đợc dải dị thờng nào.
- Phơng pháp xạ và phổ gamma cho thấy vùng nghiên cứu có trờng phóng
xạ cao và biến đổi trong phạm vi rộng, từ 10
à
R/h đến 100
à
R/h. Vùng nghiên cứu
có lớp phủ khá dày > 20m trong khi đó hiệu quả của phơng pháp phóng xạ có độ
sâu nghiên cứu không quá 2m.
- Phơng pháp đo mặt cắt và đo sâu phân cực tuy khoanh định đợc đới có
điện trở suất thấp và chỉ số phân cực bé nhng khá rộng, không thể tách đợc các
thân pegmatit; cũng nh các mạch đá vôi - đới biến đổi. Nh vậy, công tác địa vật lý
đã tiến hành trên diện tích nghiên cứu không đạt đ

ợc hiệu quả nh mong đợi,
nguyên nhân chủ yếu là do lớp phủ dày và đã bị đào bới, xáo trộn mạnh.
Vì vậy, ngày 12/6/2002 theo kết luận của đoàn kiểm tra thực địa do
PGS.TSKH. Dơng Đức Kiêm làm trởng đoàn đã đề nghị dừng thi công các
phơng pháp địa vật lý (khối lợng công tác địa vật lý chỉ thực hiện 49% giá trị so
với đề án).


16
I.3.5. Phơng pháp lấy và phân tích các loại mẫu
a. Phơng pháp lấy mẫu
Việc lấy các loại mẫu đợc thực hiện theo đúng quy trình đã đợc Cục Địa chất
và Khoáng sản Việt Nam ban hành. Mẫu lấy đảm bảo tơi và mang tính đại diện. Mẫu
giã đãi lấy theo rãnh cắt vuông góc với thân đá quý và trọng lợng 8-10kg. Riêng các
mẫu lấy tại các công trình hào trọng lợng đãi rửa là 50kg. Các mẫu lấy đợc đem
gửi phân tích tại Phòng Phân tích Khoáng thạch - Viện Nghiên cứu Địa chất và
Khoáng sản.
b. Phơng pháp phân tích mẫu
- Mẫu thạch học, khoáng tớng, khoáng vật, bao thể, microsond đợc phân
tích tại Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản.
- Mẫu hoá carbonat, silicat, plasma đợc phân tích tại Trung tâm Phân tích
Thí nghiệm Địa chất - Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam.
- Mẫu huỳnh quang tia X, kích hoạt nơtron đợc phân tích tại Trung tâm
Nghiên cứu Năng lợng và Nguyên tử Quốc Gia - Đà Lạt.
- Mẫu phổ raman, giác kế do Trung tâm Kiểm định Đá quý thuộc Tổng Công
ty Khoáng sản Việt Nam thực hiện.

17
Chơng II
Địa chất vùng nghiên cứu

II.1. Địa tầng
II.1.1. Hệ tầng Bù Khạng (NP-\
1
bk)
Trên diện tích nghiên cứu, hệ tầng Bù Khạng gồm các đá biến chất nhiệt
động thuộc tớng amphibolit. Trên bình đồ, chúng tạo thành một nếp lồi lớn, kéo
dài theo phơng tây bắc - đông nam. Hai cánh đông bắc và tây nam của nếp lồi tiếp
giáp kiến tạo với các đá trẻ hơn, tuổi Paleozoi sớm, bằng hai đứt gãy khu vực có
phơng tây bắc - đông nam. Hệ tầng Bù Khạng là phần nhân cổ nhất của đới nâng
Phu Hoạt, các đá trải qua quá trình biến chất khu vực mạnh mẽ, từ siêu biến chất ở
phần trung tâm và giảm dần ra hai cánh. Dựa vào đặc điểm thạch học, mức độ biến
chất, hệ tầng đợc chia thành hai phần.
- Tập 1 (NP-\
1
bk
1
)
Các đá của tập 1 phân bố ở phía đông bắc của nếp lồi Bù Khạng thuộc diện
tích 167km
2
vùng Châu Bình, chúng tạo thành những diện tích nhỏ kéo dài không
liên tục theo phơng tây bắc - đông nam với diện tích khoảng 30km
2
. Thành phần
gồm: gneis biotit (ảnh II.1), plagiogneis, đá phiến thạch anh - mica - silimanit, một
số nơi có các thấu kính đá hoa (moong Đồi Tỷ - Mồ Côi) cắm về hớng đông bắc,
góc dốc thay đổi từ 30
o
đến 60
o

. Chiều dày của tập tại khu vực nghiên cứu biến thiên
trong khoảng 1000 - 2000m. Đá thờng có cấu tạo dải, gneis hoặc phân phiến. Các
đá của tập này bị các thể granit biotit hạt nhỏ đến lớn, granit biotit dạng gneis và các
thân pegmatit biotit hạt lớn, granit pegmatit thuộc phức hệ Bản Chiềng (GP
G
/E
bc
)
xuyên cắt. Tại ranh giới tiếp xúc giữa đá trầm tích biến chất giàu carbonat với granit
biotit và pegmatit biotit xuất hiện đới biến chất tiếp xúc trao đổi đợc đặc trng bởi
các đá skarn Mg-Ca chứa corindon có nơi là ruby, saphir. Đây là một trong những
tiền đề tìm kiếm đá quý trong khu vực nghiên cứu.
Sau đây mô tả sơ lợc đặc điểm của một số đá chủ yếu:

1. Đá phiến thạch anh - mica - plagioclas có silimanit.
Trong tập 1 loại đá
này chiếm u thế. Đá hạt mịn màu xám tối giàu biotit với những vảy khá lớn, ít hơn
còn gặp muscovit mặt phân phiến phù hợp với mặt phân lớp nguyên thuỷ, đá bị vò

18
nhầu tạo thành những nếp uốn nhỏ. Thành phần khoáng vật chính: thạch anh 60-
70%, biotit 15-20%, plagioclas 10%, khoáng vật thứ yếu orthoclas và silimanit.
Khoáng vật phụ có granat, zircon, apatit Các đá này đôi nơi bị micmatit hoá.

2. Plagiogneis:
Tạo thành những lớp có chiều dày vài mét đến hàng chục
mét, nằm xen trong đá phiến thạch anh - mica, cấu tạo dải điển hình. Đá có màu
xám sáng hạt trung - thô, mặt phân dải trùng với mặt phân lớp, các ban tinh
plagioclas có dạng bầu dục, kích thớc có khi tới 0,6 1,0 cm, chúng thờng bị
granit pegmatit tiêm nhập dạng micmatit (ảnh II.2). Thành phần khoáng vật chính:

thạch anh: 40-45%, plagioclas: 35- 40%, orthoclas: 10%, biotit: 10-15% khoáng vật
phụ thờng có silimanit, granat.
- Tập 2 (NP-\
1
bk
2
)
Phân bố ven rìa vùng mỏ Châu Bình dọc theo đứt gãy Đờng 48, phía bắc
Bản Ngọc - Bản Hạt, dọc theo đứt gãy F
1
2
(Bản Ngọc - Bản Hạt - Bản Cút), chiếm
diện tích khoảng 10km
2
. Các đá của tập nằm chuyển tiếp trên tập 1 và tiếp xúc kiến
tạo với hệ tầng Sông Cả (O
3
-S
1
sc
),

hệ tầng Mờng Lống (C-P
ml
)

ở khu vực Châu
Bình, Châu Hạnh - Bản Ngọc, Bản Hạt và Châu Lộc. Các đá của tập ở vùng Châu
Bình cắm về hớng đông bắc với góc dốc thay đổi từ 30
o

đến 50
o
, ở vùng Bản Ngọc -
Bản Kèn cắm về tây nam. Chiều dày của tập khoảng 800m. Thành phần chính đất đá
của tập là: đá phiến thạch anh mica chứa staurolit, disten, đá phiến thạch anh - mica
- plagioclas - granat xen quarzit biotit.
Đặc điểm các đá nh sau:
Đá phiến thạch anh - mica chứa staurolit, disten:
Đây là loại đá chiếm số
lợng chủ yếu trong tập. Chúng lộ ra với chiều dày từ vài chục mét đến hàng trăm
mét nằm xen với các loại đá khác. Đá phân phiến mạnh, trên mặt phân phiến có
những nếp uốn nhỏ dạng gợn sóng. Trong đá phát triển nhiều các mạch và thấu kính
thạch anh theo lớp, có chiều dày từ vài cm đến vài dm. Trong đá phổ biến các hạt
granat, disten, staurolit kích thớc lớn. Thành phần khoáng vật chính gồm thạch
anh: 40-50%, mica (biotit, muscovit): 30-35%, orthoclas: 7-10%, disten, granat;
khoáng vật phụ gồm apatit, turmalin, zircon; khoáng vật thứ sinh có epidot. Đá có
kiến trúc hạt vẩy biến tinh, đôi khi là ban biến tinh.
q
q
q
fp
fp
fp
bt
bt
ảnh II.1: Gneis (thạch anh - felspat - biotit)
Lát mỏng ĐT.115; Nicon +; 15x
ảnh II.2: Granit pegmatit tiêm nhập dạng micmatit theo
mặt lớp trong đá gneis hệ tầng Bù Khạng (NP-\1bk)
Vết lộ La.72 - Đồi Cỏ May

ảnh Chu Văn Lam
19

20
2. Đá phiến thạch anh - biotit - plagioclas:
Đây là loại đá tơng đối sáng màu, cấu tạo phân lớp dày nằm xen với các đá
khác. Thành phần khoáng vật chính gồm thạch anh: 40-50%, biotit: 25%,
plagioclas:
10-15%; khoáng vật thứ yếu có orthoclas, muscovit, granat; khoáng vật phụ có
zircon, apatit, turmalin. Đá có kiến trúc hạt vẩy biến tinh.

3. Quarzit biotit:
thờng là những lớp mỏng, chiều dày từ vài dm đến 1m
hoặc 2m, đá có màu xám sáng, phân lớp yếu, đôi khi chứa ít vẩy biotit. Thành phần
khoáng vật chính gồm thạch anh: 80-90%; khoáng vật phụ có biotit, zircon, apatit,
turmalin và epidot. Đá có kiến trúc hạt vẩy biến tinh, xắp xếp định hớng yếu.
II.1.2. Hệ tầng Sông Cả (O
3
-S
1
sc)
Trên diện tích 167km
2
vùng Châu Bình các đá của hệ tầng Sông Cả lộ ra
thành một dải hẹp ở giáp biên phía đông bắc, kéo dài theo phơng tây bắc - đông
nam với diện tích khoảng 5km
2
. Dải đợc giới hạn bởi tiếp xúc kiến tạo với các đá
biến chất hệ tầng Bù Khạng qua đứt gãy Đờng 48 (F
1

1
). Trên diện tích 133km
2

vùng Bản Ngọc các đá của hệ tầng Sông Cả phân bố ở cánh tây nam vòm Bù Khạng
với diện tích khoảng 35km
2
, chúng tạo thành một dải kéo dài từ Bản Cút đến Bản
Poòng dài trên 15km, chiều rộng thay đổi từ 200m đến 300m (Bản Cút) đến 1,5 -
2km (vùng Bản Poòng). Dải đợc giới hạn bởi tiếp xúc kiến tạo với các đá biến chất
hệ tầng Bù Khạng ở phía bắc qua đứt gãy Bản Kén - Bản Ngoi (F
1
2
) và bị phủ bởi
các trầm tích trẻ hơn ở phía nam nh hệ tầng La Khê (C
1
lk
).
Thành phần đất đá của hệ tầng Sông Cả bao gồm: phần dới chủ yếu là đá
phiến thạch anh hai mica chứa granat hạt nhỏ xen những tập quarzit - mica, cát kết
dạng quarzit hạt mịn, phần trên gồm đá phiến thạch anh - biotit - sericit xen những
lớp mỏng quarzit mica hạt nhỏ. Trên cùng mặt cắt của hệ tầng thờng có các lớp
mỏng đá, cát kết chứa sericit và giàu vật chất than, chiều dày hệ tầng 800 - 1000m.
II.1.3. Hệ tầng La Khê (C
1
lk)
Trong cả 2 diện tích nghiên cứu Châu Bình và Bản Ngọc các trầm tích thuộc
hệ tầng La Khê chỉ lộ thành diện nhỏ men theo chân của các thung lũng đá hoa của
hệ tầng Mờng Lống (C-P
ml

), nằm kẹp giữa các đá cát kết, quarzit ở phía dới của
hệ tầng Sông Cả và đá vôi bị hoa hoá hệ tầng Mờng Lống (C-P
ml
) ở phía trên.
Thành phần thạch học chủ yếu là đá phiến sét, đá phiến sét-than, bột kết, đá phiến
silic và đá phiến sét - vôi, chiều dày hệ tầng 100 - 150m.

21
II.1.4. Hệ tầng Mờng Lống (C-Pml)
Đây là các trầm tích carbonat đã bị biến chất khu vực thành đá hoa, đá hoa
dolomit, chúng khá phổ biến trong diện tích vùng Bản Ngọc - Quỳ Hợp - chiếm
diện tích khoảng 50km
2
, phân bố thành những chỏm lộ độc lập, bao quanh là các
trầm tích Đệ Tứ (Chà Lim, Đồng Xờng) hay những dải kéo dài theo phơng á vĩ
tuyến từ Bản Lống - Bản Hạt đến Bản Ngọc, chiều rộng dao động từ 1000m đến
2000m. Thành phần chủ yếu là đá hoa, đá hoa dolomit, đôi nơi có xen kẹp ít lớp
bauxit bị biến chất và đá phiến sét - silic. Đá hoa có màu trắng, trắng xám, cấu tạo
phân lớp dày đến dạng khối. Thế nằm chung của đá cắm về tây nam với góc dốc
khoảng 30-35
o
.

Chiều dày của hệ tầng khoảng 800 - 1000m.
Trong hệ lớp đá hoa dolomit hóa đã phát hiện đợc các mạch đá biến chất
tiếp xúc trao đổi (skarn Mg - Ca) chứa ruby, saphir ở Bản Cút, Bản Hạt (PH.101G,
PH.72, Ta.91, Lo.261 ). Đây chính là nguồn cung cấp đá quý trong các thung lũng
karst chứa thiếc và đá quý trong vùng.
II.1.5. Trầm tích đệ tứ (Q)
Các trầm tích bở rời hệ Đệ Tứ trong khu vực nghiên cứu đã đợc các Công ty

thuộc Tổng Công ty Đá quý và Vàng Việt Nam đầu t nghiên cứu, tìm kiếm đánh
giá từ những năm 1990 đến năm 2000, vì đây là đối tợng chứa ruby và saphir
thơng phẩm. Theo các kết quả nghiên cứu trên, dựa vào đặc điểm địa mạo, đặc
điểm tớng trầm tích, vị trí tích tụ, các thành tạo Đệ Tứ đợc chia ra nh sau:
1. Các tích tụ thềm bậc III (aQ
1
1
)
Thềm bậc III chỉ còn những mảnh sét ở độ cao 10-15m thuộc khu vực Châu
Bình, phía đông nam diện tích nghiên cứu. Bề mặt thềm bị bào mòn rửa trôi mạnh
tạo thành dạng đồi thoải, thấp với những rãnh xâm thực nhỏ. Bậc thềm đợc cấu tạo
bởi 2 tầng trầm tích.

Tầng dới thuộc

tớng lòng sông bao gồm đá tảng, cuội, sỏi, cát pha sét có
độ gắn kết tốt, đôi nơi bị laterit hoá. Thành phần trầm tích theo quy luật hạt thô tăng
dần theo chiều sâu. Bề dày khoảng 0,5 - 10m. Hàm lợng các khoáng vật quặng
cũng nh đá quý nghèo.
Tầng trên thuộc tớng bãi bồi, hầu hết đã bị bào mòn, rửa trôi, đôi nơi còn sót
lại với bề dày mỏng 0,2 - 1m, không chứa đá quý.
2. Các tích tụ thềm bậc II (aQ
1
2
)

22
Các thành tạo này phân bố trong các thung lũng lớn (Bãi Bằng, Bản Hạt, Bản
Ngọc). Chiều dày thay đổi từ 1m đến 8m, trung bình 4m.
Tại Bãi Bằng - Châu Bình mặt cắt qua thung lũng thềm bậc II gồm 2 tầng:

- Tầng dới là tầng hạt thô gồm tảng lăn, cuội sỏi lẫn cát, trong đó tảng lăn
chiếm 5-10%, cuội sỏi: 30-50%, sạn: 10-15%, cát: 20-30%. Thành phần hạt vụn của
tầng là đá phiến thạch anh, cát kết, granit. Chiều dày tầng thay đổi từ 4m đến 8m.
Đây là tầng chứa sa khoáng đá quý corindon (ruby, saphir), spinel.
- Tầng trên gồm các tích tụ hạt mịn, cát, cát pha sét, sét chiều dày thay đổi từ
1m đến 2m.
Các thân khoáng đá quý phát hiện trong bậc thềm này có diện tích nhỏ, trữ
lợng thấp, chất lợng đá xấu, hầu nh không có loại đạt giá trị thơng phẩm, loại
hình này ít có triển vọng.
- Tại thung lũng Bản Ngọc, Bản Hạt - Quỳ Hợp, thuộc loại thềm này, ngay từ
những năm 1980 đã đợc tiến hành khai thác thiếc, trong đó có chứa ít corindon
(ruby, saphir). Hiện các thung lũng Bản Ngọc, Thung lũng I (Bản Hạt) gần nh
lợng thiếc đã khai thác hết. Duy chỉ còn thung lũng Bản Hạt là còn nguyên vẹn do
dân đang canh tác trồng lúa trên đó.
3. Các tích tụ thềm bậc I (aQ
1
3
)
Thềm bậc I tập trung chủ yếu theo sông Con, thung lũng Bắc Bãi Triệu, ngầm
Cô Ba và thung lũng Bản Gié. Tại đây, Công ty Đá quý và Vàng Nghệ An đã cho
tiến hành đánh giá triển vọng đá quý và cho kết luận là các thân khoáng trong thềm
bậc I có trữ lợng lớn, tỷ lệ đá quý thơng phẩm cao, trung bình 10% ruby, saphir ở
các thân khoáng này có chất lợng tốt, màu đẹp, độ trong cao.
4. Các thung lũng karst
Dạng trầm tích bở rời này chỉ đợc hình thành và phát triển trong các trầm
tích đá vôi và đá vôi bị hoa hoá của hệ tầng Mờng Lống (C-P
ml
). Chúng phân bố
tập trung ở dải Bản Ngọc - Bản Hạt, Quỳ Hợp. Tại các thung lũng treo này hiện
đang đợc dân từ các địa phơng ồ ạt về đây khai thác thiếc. Hàm lợng thiếc ở đây

khá cao và có thung lũng đạt độ sâu tơng đối của tầng chứa thiếc tới 20m. Ngoài
thiếc, trong máng đãi còn có ruby và saphir, tuy nhiên, mật độ đá quý ở đây tha và
kích thớc hạt bé, chất lợng xấu ít đợc dân chú ý tận thu.

23
II.2. Magma xâm nhập

ở
vùng Châu Bình - Bản Ngọc có các thành tạo xâm nhập thành phần bazơ và
acid.
Căn cứ vào thành phần thạch học, khoáng vật, thạch hoá, vị trí cấu trúc địa
chất và so sánh với các đá thuộc các phức hệ đã đợc xác định ở các khu vực khác
nhau, các thành tạo xâm nhập trong vùng nghiên cứu đợc chia ra các phức hệ sau:
- Phức hệ Đại Lộc (G/aD
1
đl
)

- Phức hệ Núi Chúa (Gb/aT
3
nc
)

- Phức hệ Bản Chiềng (GP
G
/E
bc
)

II.2.1. Phức hệ Đại Lộc (G/aD

1
đl)
1. Đặc điểm địa chất
Các thành tạo granitoid trong vùng nghiên cứu lộ ra chủ yếu ở Đồng Xờng,
ngoài ra còn có một số khối nhỏ ở đông nam và tây nam thị trấn Quỳ Châu.
Khối lớn nhất ở Đồng Xờng có dạng kéo dài với kích thớc 2,5km chiều dài
và 1,5km chiều rộng, diện tích 3,75km
2
.
Vây quanh thành tạo này là trầm tích biến chất hệ tầng Bù Khạng (NP-\
1
bk
),
hệ tầng Mờng Lống (C-P
ml
) và trầm tích Đệ Tứ. Quan hệ giữa thành tạo này và các
đá vây quanh là quan hệ kiến tạo hoặc bất chỉnh hợp.
ở
phần phía bắc và một số nơi
khác tiếp giáp với đứt gãy, granitoid bị kataclazit hoá, milonit hoá tạo nên cấu tạo
phân phiến, kiến trúc hạt biến tinh, còn vào sâu bên trong khối đá có cấu tạo dạng
gneis thông thờng. ở phía nam khối là trầm tích biến chất hệ tầng Mờng Lống
(C-Pml) và trầm tích Đệ Tứ. Quan hệ trực tiếp giữa granitogneis và các đá này cha
quan sát đợc.
2. Đặc điểm thạch học
Đá granitoid của vùng nghiên cứu khá đồng nhất về thành phần, chỉ có một
loại đá là granitogneis.
Đá granitogneis có màu xám, xám sáng, trong đó có các ổ felspat màu trắng
đục, dạng mắt có kích thớc từ 2mm đến 3mm chiều ngang, sắp xếp định hớng

24
theo phơng ép của đá. Biotit tạo thành các dải uốn lợn theo các mắt felspat.
ở

những nơi đá bị milomit hoá thì felspat và khoáng vật màu tạo thành những dải song
song nằm xen kẽ nhau.
Thành phần khoáng vật của đá (%): felspat kali (35-45), plagioclas (15-25),
thạch anh (25-35), biotit (5-10). Các khoáng vật phụ đặc trng là zircon, apatit,
granat, orthit
3. Đặc điểm khoáng vật
- Felspat kali là orthoclas: Dạng tấm, kéo dài với kích thớc 0,5 - 2mm theo
chiều ngang, sắp xếp định hớng theo phơng ép của đá; thỉnh thoảng gặp song tinh
theo luật carbard, thờng gặp pertit với hình dạng thô, kì dị, ngoài ra còn gặp các
bao thể thạch anh, plagioclas. Hiện tợng biến đổi chủ yếu là pelit hoá, sericit hoá
nhng mức độ thấp. Đá có cấu tạo gneis, kiến trúc hạt biến tinh. Những nơi bị
kataclazit hoá, milonit hoá các tấm felspat kali bị ép dẹt, bị vỡ vụn ở phần rìa tạo hạt
biến tinh.

- Plagioclas là oligoclas:
Dạng tấm nhỏ, đờng ranh giới rõ ràng hoặc đợc
bao quanh bởi tập hợp hạt nhỏ biến tinh. Tinh thể thờng bị ép dẹt, nằm định hớng
theo phơng ép của đá. Song tinh theo luật albit, góc tắt đối xứng cực đại 10-14
o
,
plagioclas thờng bị sericit hoá yếu. Nhiều nơi thấy kiến trúc myrmekit nằm ở ranh
giới giữa plagioclas và orthoclas. Đây là kết quả của quá trình trao đổi biến chất
kiềm.

- Thạch anh
có dạng méo mó tha hình, thờng bị dập vỡ tạo thành hạt biến

tinh, tắt làn sóng. Thạch anh còn gặp trong các tấm felspat kali hoặc trong biotit.

- Biotit
có dạng tấm, vẩy tạo thành dải uốn lợn theo các tấm felspat, hạt
thạch anh hoặc tạo thành các dải song song xen kẽ với các dải felspat. Biotit thờng
bị nhạt màu ở phần rìa, đôi khi bị clorit hoá và muscovit hoá.

- Zircon
dạng đẳng thớc, đôi khi gặp dạng tháp, có đờng viền màu đen,
giao thoa cao, thờng nằm xen với khoáng vật khác hoặc khảm trong biotit.
- Apatit thờng có dạng lăng trụ, gần nh đẳng thớc, màu giao thoa xám,
dấu kéo dài âm (l-).
4. Đặc điểm thạch hoá