Đặc điểm quặng hóa liti vùng Đức Phổ Sa Huỳnh (Luận án tiến sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

DƯƠNG NGỌC TÌNH

ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HOÁ LITI
VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

DƯƠNG NGỌC TÌNH

ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HOÁ LITI
VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH
Ngành: Kỹ thuật địa chất
Mã số: 9520501

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1 PGS.TS Nguyễn Quang Luật
2 TS Đỗ Văn Nhuận

Hà Nội - 2019

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 chưa được ai công
bố trong công trình nào.
Hà Nội, ngày 22 tháng 01 năm 2019
Tác giả

Dương Ngọc Tình


iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

KH&CN

Khoa học và công nghệ

NCS

Nghiên cứu sinh

THKV

Tổ hợp khoáng vật

THCSKV

Tổ hợp cộng sinh khoáng vật

THTKT

Tổ hợp thạch kiến tạo

Tr.n

Triệu năm

LCT

Liti cezi và tantan

NYF

Niobi cezi và fluor


v

MỤC LỤC
Trang
- Trang phụ bìa
- Lời cam đoan
- Mục lục
- Danh mục các bảng
- Danh mục các hình ảnh, đồ thị

MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG ĐỨC PHỔ SA HUỲNH

1
6

1.1. Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc khu vực

6

1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản Li

6

1.3. Cấu trúc địa chất vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh

10

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

34

2.1. Đặc điểm địa hóa, khoáng vật học của liti (Li)

34

2.2. Công dụng của liti

38

2.3. Các kiểu mỏ liti

39

2.4. Các thuật ngữ được sử dụng

53

2.5. Các phương pháp nghiên cứu

57

CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT QUẶNG HÓA LITI VÙNG ĐỨC
PHỔ - SA HUỲNH

60

3.1. Đặc điểm phân bố các thân quặng

60

3.2. Đặc điểm địa chất, hình thái cấu trúc các thân quặng

64

3.3. Đặc điểm biến đổi đá vây quanh

72

CHƯƠNG 4. ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT QUẶNG HOÁ

LITI VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH

77

4.1. Đặc điểm thành phần khoáng vật

77

4.2. Đặc điểm thành phần hoá học

92

4.3. Điều kiện hóa-lý thành tạo quặng liti

96


vi

4.4. Quá trình tạo khoáng
4.5. Tuổi của khoáng hoá liti và granitoid phức hệ Sa Huỳnh
4.6. Xác lập kiểu mỏ và các kiểu quặng Li vùng Đức Phổ Sa Huỳnh
4.8. Dự báo triển vọng khoáng sản
CHƯƠNG 5. CÁC YẾU TỐ KHỐNG CHẾ QUẶNG VÀ TIỀN ĐỀ, DẤU
HIỆU TÌM KIẾM QUẶNG LI VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH

98
102
106
108

111

5.1. Các yếu tố khống chế quặng

111

5.2. Tiền đề, dấu hiệu tìm kiếm dự báo

122

KẾT LUẬN

126

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ

127

TÀI LIỆU THAM KHẢO

129

PHỤ LỤC CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MÂUC

133


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang
Bảng 2.1. Các khoáng vật chứa liti

35

Bảng 2.2. Tổng hợp các thông tin về các mỏ liti trên thế giới

49

Bảng 2.3. Bảng phân loại pegmatit granit

55

Bảng 2.4. Bảng phân loại các kiểu pegmatit nguyên tố hiếm

55

Bảng 4.1: Thành phần cơ bản của các khoáng vật chính

85

Bảng 4.2: Kết quả phân tích SEM khoáng vật lepidolit mẫu H.286

86

Bảng 4.3: Kết quả phân tích SEM khoáng vật albit mẫu H.286

87

Bảng 4.4: Kết quả phân tích SEM khoáng vật casiterit mẫu H.325-2

88

Bảng 4.5: Kết quả phân tích SEM khoáng vật tantalit - columbit mẫu H.161

89

Bảng 4.6: Thống kê hàm lượng các nguyên tố trong thân quặng Li

92

Bảng 4.7: Hệ số tương quan các nguyên tố trong thân quặng Li

93

Bảng 4.8: Thống kê hàm lượng các nguyên tố trong thân quặng Li-Sn

94

Bảng 4.9: Hệ số tương quan cặp các nguyên tố trong thân quặng Li-Sn

94

Bảng 4.10: Thống kê hàm lượng các nguyên tố trong thân quặng Sn

95

Bảng 4.11: Hệ số tương quan giữa các nguyên tố trong thân quặng Sn

95

Bảng 4.12: Kết quả phân tích đồng vị bền δO18 & δD

96

Bảng 4.13: Thứ tự sinh thành và tổ hợp cộng sinh khoáng vật quặng liti và
thiếc vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh

101

Bảng 4.14. Thành phần nguyên tố Rb và Sr và tỉ số đồng vị 87Rb/86Rb và
87
Sr/86Sr của bộ mẫu quặng liti.

102

Bảng 4.15: Kết quả phân tích tuổi đồng vị U-Pb zircon bằng phương pháp
LA-ICP-MS mẫu SH.3

104

Bảng 4.16: Kết quả phân tích tuổi đồng vị U-Pb zircon bằng phương pháp
LA-ICP-MS mẫu SH.4
Bảng 5.1: Kết quả phân tích các nguyên tố đất hiếm trong quặng liti
và đá Granit phức hệ Sa Huỳnh

105
116

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Trang
Hình 1.1: Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc khu vực

7

Hình 1.2: Điểm khảo sát BT.71. Đá granit phức hệ Sa Huỳnh

15

Hình 1.3: Mẫu lát mỏng BT.50. Granit hai mica phức hệ Sa Huỳnh

15

Hình 1.4: Biểu đồ phân chia thạch hóa các đá phức hệ Sa Huỳnh

18

Hình 1.5: Biểu đồ phân loại granit phức hệ Sa Huỳnh

18

Hình 1.6: Biểu đồ tương quan Q-Ab-Or

19

Hình 1.7: Biểu đồ tương quan Q-Ab-Or

19

Hình 1.8: Biểu đồ biến thiên các nguyên tố vết trong các đá phức hệ Sa
Huỳnh chuẩn với Chondrit

20

Hình 1.9: Biểu đồ phân chia các đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh theo bối
cảnh kiến tạo

20

Hình 1.10: Điểm khảo sát BT.69. Đá phiến kết tinh bị vò nhàu

25

Hình 1.11: Điểm khảo sát BT.43. Gneis biotit bị migmatit hoá

25

Hình 1.12: Mẫu lát mỏng BT.1727. Đá phiến thạch anh – felspat hai mica

26

Hình 1.13: Mẫu lát mỏng KN.3. Gneis biotit granat bị migmatit hoá

26

Hình 1.14: Bản đồ địa chất vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh

33

Hình 2.1: Một số khoáng vật của liti

37

Hình 2.2: Bản đồ vị trí các mỏ LCT pegmatit trên thế giới

43

Hình 3.1: Bản đồ địa chất khoáng sản khu vực La Vi

63

Hình 3.2: Thân quặng 1 gặp tại hào H.328

65

Hình 3.3: Thân quặng TQ.21a bắt gặp trong lỗ khoan LK.2

67

Hình 3.4: Thân quặng TQ.22 gặp trong lỗ khoan LK.3

67

Hình 3.5: Thân quặng 7 gặp tại hào H.104

68

Hình 3.6. Thân quặng TQ.10a gặp trong lỗ khoan LK.7

70

Hình 3.7. Mẫu Lm.1525. Đá bị biến đổi greisen hoá

70


ix

Hình 3.8. Mẫu lát mỏng LV.104

70

Hình 3.9: Thân quặng 10a gặp tại hào H.107

71

Hình 3.10: Bản đồ trường quặng liti Đồng Răm

73

Hình 3.11: Mẫu quan sát các hiện tượng biến chất trao đổi

75

Hình 3.12: Các hiện tượng biến chất trao đổi trong mẫu lát mỏng

76

Hình 4.1: Các loại quặng liti, thiếc trong vùng nghiên cứu

78

Hình 4.2: Mẫu lát mỏng 294

82

Hình 4.3: Mẫu lát mỏng 352/2

82

Hình 4.4: Mẫu lát mỏng 192

83

Hình 4.5: Casiterit trong đá biến đổi greisen hóa

83

Hình 4.6: Vị trí các điểm bắn mẫu H.286

86

Hình 4.7: Giản đồ phân tích SEM khoáng vật lepidolit mẫu H.286

86

Hình 4.8: Giản đồ phân tích SEM khoáng vật albit mẫu H.286

87

Hình 4.9: Vị trí các điểm bắn khoáng vật casiterit mẫu H.325-2

87

Hình 4.10: Giản đồ phân tích SEM khoáng vật casiterit mẫu H.325-2

88

Hình 4.11: Vị trí các điểm bắn khoáng vật tantalit – columbit mẫu H.161

88

Hình 4.12: Giản đồ phân tích SEM khoáng vật tantalit – columbit mẫu H.161

89

Hình 4.13: Kiến trúc vi pegmatit trong mẫu LmLK-1

90

Hình 4.14: Kiến trúc vi pegmatit trong mẫu LmLK-9/2

90

Hình 4.15: Kiến trúc gặm mòn thay thế trong mẫu LmLK-9/2

91

Hình 4.16: Kiến trúc hạt vảy biến tinh gặp trong mẫu BTH187

91

Hình 4.17: Biểu đồ thực nghiệm xác định nguồn gốc nước trong dung dịch tạo
khoáng kim loại hiếm liti theo đồng vị 18O -  D vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh

97

Hình 4.18. Sơ đồ tiến hóa độ axit và nhiệt độ của dung dịch hậu magma

98

Hình 4.19: Đường đẳng thời xác định tuổi tuyệt đối của bộ mẫu quặng liti

103

Hình 4.20: Hình ảnh cấu trúc bên trong của zircon mẫu SH3 và SH4.

103

Hình 4.21: Đường cong Concordia và biểu đồ tính giá trị tuổi trung bình

104


x

mẫu SH3

Hình 4.22: Đường cong Concordia hình thành trong tương quan giữa
206
Pb/238U và 207Pb/235U mẫu SH4

105

Hình 4.23: Biểu đồ tính giá trị tuổi trung bình mẫu SH4

106

Hình 4.24: Mặt cắt mô phỏng sự phân đới trường pegmatit kim loại hiếm
bao quanh granit nguồn.

109

Hình 5.1: Biểu đồ biến thiên các nguyên tố vết trong các quặng liti và đá

115

Granit phức hệ Sa Huỳnh chuẩn với Chondrit
Hình 5.2: Biểu đồ tương quan K/Rb-SiO2 phản ánhh mức độ tiến hoá của
magma granit phức hệ Sa Huỳnh

116

Hình 5.3: Các biểu đồ phân loại chuyên hoá sinh khoáng đá magma
granitoid phức hệ Sa Huỳnh

117

Hình 5.4: Khe nứt phương đông bắc – tây nam cắt và làm dịch chuyển mạch
pegmatoid tại vị trí cạnh hào H.131

120

Hình 5.5: Hệ thống khe nứt phương đông bắc – tây nam cắt và làm dịch
chuyển hệ thống khe nứt phương tây bắc – đông nam tại điểm lộ BT.45

120


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
Liti (Li) là một trong những kim loại chiến lược, có ứng dụng đặc biệt quan
trọng trong các lính vực khoa học công nghệ, năng lượng và bảo vệ môi trường.
Nhu cầu sử dụng Li cho các lĩnh vực ngày càng tăng cao, tr ong khi đó tài nguyên,
trữ lượng Li trên thế giới không nhiều. Việc tìm kiếm, phát hiện và đánh giá các mỏ
Li đặt ra ngày càng cấp thiết.
Ở Việt Nam, trải qua nhiều năm nghiên cứu địa chất, điều tra khoáng sản
nhưng chưa phát hiện được khoáng hoá Li có khả năng đạt giá trị công nghiệp.
Quặng hoá Li trong vùng vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh được phát hiện năm 2002 trong
quá trình lập bản đồ địa chất điều tra khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Ba Tơ và
được đánh giá khoáng sản từ 2004-2009. Đây là kiểu khoáng hoá tương đồng với
kiểu mỏ pegmatit granit Na -Li, là kiểu mỏ có giá trị công nghiệp, là nguồn cung cấp
Li chủ yếu, cũng như các khoáng sản quý hiếm khác: Sn, Ta, Nb, Be, Rb.
Có thể nói đây là mỏ Li đầu tiên ở Việt Nam đã được đánh giá khá chi tiết, là
cơ sở cho việc thăm dò và khai thác khoáng sản Li trong thời gian tới. Tuy nhiên,
còn nhiều vấn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu làm rõ, cụ thể là: làm sáng tỏ đặc

điểm thành phần vật chất; xác định điều kiện địa chất tạo quặng, mối quan hệ với
các thành tạo magma, biến chất, điều kiện hoá - lý thành tạo quặng; xác định các
yếu tố khống chế quặng: magma, cấu trúc kiến tạo, thạch học - địa tầng, các hoạt
động metasomatism; xác lập kiểu mỏ, phân chia các kiểu quặng.
Đề tài Luận án “Đặc điểm quặng hoá Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh” được đặt
ra có tính thời sự hoàn toàn xuất phát từ yêu cầu cấp thiết của khoa học và thực tiễn
khách quan nêu trên.
2. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất, nguồn gốc
và điều kiện thành tạo quặng Li trong vùng nghiên cứu, tạo cơ sở khoa học cho việc
xác lập kiểu mỏ khoáng phục vụ cho công tác tìm kiếm-thăm dò.


2

3. Nhiệm vụ của đề tài
- Nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất: thành phần khoáng vật,
THCSKV, cấu tạo, kiến trúc quặng; thành phần hoá học quặng Li và tổ hợp thành
phần có ích đi kèm.
- Nghiên cứu điều kiện thành tạo: nghiên cứu điều kiện địa chất , điều kiện
hóa-lý thành tạo quặng Li.
- Nghiên cứu các yếu tố khống chế quặng hoá Li: nghiên cứu yếu tố magma
khống chế quặng hóa Li; nghiên cứu yếu tố cấu trúc khống chế quặng hóa Li;
nghiên cứu các đá biến chất vây quanh quặng Li; nghiên cứu vai trò của các hoạt
động biến chất trao đổi trong tạo quặng Li.
- Xác lập kiểu mỏ công nghiệp của quặng hóa Li, phân chia các kiểu quặng.
- Xác lập các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm -dự báo.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là quặng Li và các đối tượng địa chất có liên quan
trong vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh.

5. Ý nghĩa khoa h ọc và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học:
Việc xác lập kiểu mỏ quặng Li trong vùng nghiên cứu cũng như định hướng
cho công tác tìm kiếm phát hiện và thăm dò quặng Li là cơ sở khoa học - thực tiễn
góp phần bổ sung lý luận cho khoa học địa chất mỏ quặng, nâng cao năng suất
nghiên cứu khoa học ở Việt Nam, tiệm cận gần hơn với các phương pháp nghiên
cứu và công nghệ hiện đại trên thế giới.
Ý nghĩa thực tiễn
Trong đới Kom Tum nói riêng và Việt Nam nói chung có nhiều tiền đề, dấu
hiệu và cấu trúc địa chất thuận lợi liên quan khoáng sản Li. Các kết quả nghiên cứu
sẽ góp phần định hướng cho công tác tìm kiếm phát hiện các mỏ khoáng tương tự
trong đới Kon Tum nói riêng và Việt Nam nói chung, phục vụ Quy hoạch điều tra
cơ bản địa chất về tài nguyên khoáng sản.


3

6. Các luận điểm bảo vệ
1. Khoáng sản Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh thuộc kiểu mỏ Pegmatit granit
Na-Li, phụ kiểu Pegmatit lepidolit, được thành tạo trong quá trình biến chất trao đổi
các thân pegmatit, và bị biến chất trao đổi greisen hoá kèm theo khoáng hoá thiếc
chồng lên.
2. Các yếu tố khống chế quặng bao gồm: yếu tố magma xâm nhập là các
thành tạo granitoid phức hệ Sa Huỳnh (P3-T1 sh); yếu tố cấu trúc kiến tạo là hệ
thống đứt gãy phương tây b ắc đông nam; yếu tố thạch học - địa tầng là đá phiến kết
tinh thuộc phức hệ Kan Nack đóng vai trò vây quanh quặng.
7. Các điểm mới của đề tài
1. Từ các kết quả nghiên cứu của đề tài đã làm rõ điều kiện địa chất, điều
kiện hóa - lý thành tạo, tuổi đồng vị của quặng Li và tuổi các thành tạo magma xâm
nhập phức hệ Sa Huỳnh. Quặng Li trong vùng được thành tạo vào Permi muộn đến

Trias sớm (264±3,6 triệu năm) tương đương tuổi đá granitoid phức hệ Sa Huỳnh.
2. Kết quả nghiên cứu đồng vị bền (δO18 & δD), thạch học, khoáng tướng,
bao thể đã xác định nguồn gốc dung dịch tạo quặng có nguồn gốc magma xâm nhập
và các quá trình biến chất trao đổi liên quan quặng Li trong vùng.
3. Đã xác lập kiểu mỏ công nghiệp quặng Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh là
pegmatit granit kiểu Na-Li, phụ kiểu Pegmatit lepidolit , được thành tạo trong quá
trình biến chất trao đổi các thân pegmatit, và bị bi ến chất trao đổi greisen hoá kèm
theo khoáng hoá thiếc chồng lên.
4. Đã xác lập các yếu tố khống chế quặng Li vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh, bao
gồm: Yếu tố magma (granitoid phức hệ Sa Huỳnh); Yếu tố cấu trúc kiến tạo (hệ
thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam và cấu trúc sinh kèm); Yếu tố thạch học địa tầng (tổ hợp đá phiến kết tinh phức hệ Kan Nack).
8. Cơ sở tài liệu
Luận án được xây dựng trên cơ sở tài liệu của chính NCS tham gia trực tiếp
vào các đề tài, đề án: Đề tài KHCN cấp bộ TNMT.03.52 “Nghiên cứu quy luật phân
bố quặng hóa kim loại hiếm Liti trong đới Kon Tum, định hướng cho công tác điều


4

tra, phát hiện quặng kim loại hiếm” thực hiện năm 2014-2016 do chính NCS làm
chủ nhiệm, các kết quả phân tích của NCS (phân tích tuổi quặng, tuổi đá magma) và
tham khảo các công trình: Đánh giá tri ển vọng quặng thiếc và kim loại hiếm (Ta, Li,
Be) vùng La Vi, tỉnh Quảng Ngãi (Phạm Văn Thông, 2009); Đo vẽ bản đồ địa chất
và điều tra khoáng sản nhóm tờ Ba Tơ, tỷ lệ 1:50.000 (Dương Văn Cầu, 2004);
Nghiên cứu công nghệ tuyển và chế biến quặng Li vùng La Vi tỉnh Quảng Ngãi
(Đào Duy Anh, 2015).
Trong quá trình thực hiện luận án và tham gia các đề tài, đề án, NCS đã khảo
sát thực địa, nghiên cứu một số mặt cắt chi tiết vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh. Phân tích
79 mẫu lát mỏng, 45 mẫu khoáng tướng tại phòng phân tích Bộ môn Khoáng sản,
Khoa Khoa học và kỹ thuật Địa chất; 20 mẫu bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM)

tại Phòng thí nghiệm Công nghệ cao, Trường Đại học Mỏ - Địa chất; 20 mẫu hoá
silicat, 11 mẫu ICP 36 nguyên tố, 5 mẫu rơnghen tại Trung tâm Phân tích Thí
nghiệm Địa chất; Phân tích 20 mẫu ICP-MS, 20 mẫu ICP 15 nguyên tố đất hiếm tại
Phòng phân tích Xạ - Hiếm; 13 mẫu bao thể; 20 mẫu giã đãi ; Phân tích 5 mẫu xác
định tuổi tuyệt đối quặng Li bằng phương pháp Rb/Sr tại Khoa Địa chất và Vật lý,
Đại học Ryukyu, Okinawa, Nhật Bản; Phân tích 2 mẫu tuổi tuyệt đối đá granitoid
phức hệ Sa Huỳnh bằng phương pháp đồng vị U-Pb trong zircon và 6 mẫu đồng vị
δO18 & δD trong thạch anh của pegmatit chứa lepidolit tại Phòng Thí nghiệm trọng
điểm Quốc gia về Địa chất và các Quá trình tạo khoáng - Đại học Khoa học Địa
chất Trung Quốc (Bắc Kinh). Ngoài ra NCS tham khảo các kết quả phân tích trong
vùng nghiên cứu: 60 mẫu lát mỏng, 40 mẫu khoáng tướng, 10 mẫu microsond, 38
mẫu giã đãi, 19 5 mẫu ICP36 nguyên tố, 380 mẫu hấp thụ nguyên tử Li, 269 mẫu
hoá Sn; 10 mẫu bao thể, 10 mẫu rơnghen của công trình Đánh giá triển vọng quặng
thiếc và kim loại hiếm (Ta, Li, Be) vùng La Vi, tỉnh Quảng Ngãi (Phạm Văn Thông,
2009); 27 mẫu hoá silicat, 19 mẫu giã đãi, 10 m ẫu bao thể, 13 mẫu ICP-MS của
công trình Đo v ẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Ba Tơ, tỷ lệ
1:50.000 (Dương Văn Cầu, 2004).


5

Ngoài ra luận án còn tham khảo các công trình nghiên cứu Li trong nước và
trên thế giới (xem tài liệu tham khảo).
9. Cấu trúc của luận án
Ngoài mở đầu và kết luận, luận án được cấu trúc thành các chương như sau:
Chương 1. Đặc điểm cấu trúc địa chất vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh.
Chương 2. Cơ sở lý luận và Phương pháp nghiên cứu
Chương 3. Đặc điểm địa chất quặng hoá liti vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh.
Chương 4. Đặc điểm thành phần vật chất quặng hoá liti vùng Đức Phổ Sa Huỳnh.
Chương 5. Các yếu tố khống chế quặng và tiền đề, dấu hiệu tìm kiếm.

10. Nơi thực hiện đề tài luận án
Luận án được thực hiện và hoàn thành tại Bộ môn Khoáng sản (nay là Bộ
môn Tìm kiếm – Thăm dò), Khoa Khoa học và Kỹ thuật Địa chất, Trường Đại học
Mỏ - Địa chất.
Lời cảm ơn
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án, NCS đã nhận được sự
hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Quang Luật và TS. Đỗ Văn Nhuận, NCS
xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới các thầy hướng dẫn. Đồng thời
trong suốt quá trình thực hiện, NCS đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của Ban
Giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất, các đơn vị Nhà trường: Bộ môn Khoáng
sản, Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, Khoa Khoa học và kỹ thuật Địa chất, Phòng Đào
tạo sau đại học; sự quan tâm, tạo điều kiện của Liên đoàn Địa chất Trung Trung Bộ,
Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Bộ Tài nguyên và Môi trường, NCS
cũng đã nhận được sự góp ý của các thầy cô các nhà khoa học trong lĩnh v ực địa
chất khoáng sản. NCS xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các cơ quan,
các thầy cô, các nhà khoa học và các đồng nghiệp trong suốt quá trình thực hiện
luận án này.


6

Chương 1
ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG ĐỨC PHỔ - SA HUỲNH
1.1. Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc khu vực
Vùng nghiên cứu thuộc tờ bản đồ địa chất Đức Phổ - Sa Huỳnh tỷ lệ
1:50.000, có diện tích 590km2 giới hạn bởi các toạ độ địa lý: Kinh độ: 108º44’55” –
109º4’55”; Vĩ độ: 4º40’2,6”- 15º50’2,6”. Khu vực nghiên cứu chi tiết có diện
tích 40km2.
Trên bình đồ cấu trúc khu vực, vùng nghiên cứu nằm ở rìa Đông địa khối
Kon Tum, khối cấu trúc móng cổ thuộc rìa Đông của Indosinia, chủ yếu trồi lộ

móng uốn nếp kết tinh Tiền Cambri được nâng lên bóc mòn trong suốt Paleozoi
sớm-giữa. Hoạt động magma kiến tạo trong vùng xảy ra mạnh mẽ trong Paleozoi
muộn đến Mesozoi sớm-giữa. Trong Kainozoi, là các quá trình trượt bằng, căng
giãn, nâng vòm do plum hoặc ép trồi kiến tạo kèm phun trào bazan.
Cấu trúc sâu, bề mặt Moho có dạng nghiêng thoải, sâu dần về phía tây
khoảng 30km. Móng kết tinh trồi lộ trên bề mặt.
1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản Li
1.2.1. Lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực
Giai đoạn trước năm 1975: là giai đoạn nghiên cứu của các nhà địa chất
Pháp như Hoffet J.H., Fromaget J., Saurin E., … các kết quả được tổng hợp, phản
ảnh trên tờ bản đồ địa chất Đông Dương tỷ lệ 1:500.000 (Saurin E., 1962).
Giai đoạn sau năm 1975
Việc nghiên cứu địa chất và khoáng sản trong vùng cũng như toàn mi ền Nam
được tiến hành một cách có hệ thống. Đáng kể nhất là công trình đo vẽ bản đồ địa
chất và khoáng sản tỷ lệ 1:500.000 (Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao và nnk,
1984). Trong công trình này, các thành tạo biến chất trong vùng được xếp vào hệ
tầng Kan Nack tuổi Arkeozoi.
Công trình đo v ẽ 1:200.000 loạt tờ Thừa Thiên Huế - Quảng Ngãi (Nguyễn
Văn Trang, 1986) [12] về địa tầng trước Kainozoi cơ bản vẫn giữ nguyên như trong


7

Hình 1.1: Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc khu vực
(Cơ sở tài liệu Trần Văn Trị, Nguyển Xuân Bao thành lập năm 2008) [17]


8

bản đồ 1:500.000. Các thành tạo magma xâm nhập được mô tả trong các phức hệ

Sông Ba, Hải Vân, Đèo Cả.
Công trình Nghiên cứu lập bản đồ sinh khoáng và dự báo khoáng sản Địa
khối Kon Tum tỷ lệ 1:200.000 và chi tiết hóa một số vùng có triển vọng (Nguyễn
Tường Tri, 1995) [13] trong phạm vi nhóm tờ Ba Tơ được vạch ra các nút quặng
Đức Phổ (Sn), Sa Huỳnh (Au, Sn, xạ hiếm, đất hiếm) và Ba Tơ (felspat, muscovit).
Công trình đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Ba Tơ tỷ lệ
1:50.000 (Dương Văn Cầu, 2004) [3] đã phát hi ện đới khoáng hóa chứa thiếc, kim
loại hiếm vùng La Vi và điều tra chi tiết hóa, dự báo triển vọng khoáng sản thiếc,
kim loại hiếm.
Về công tác địa vật lý, vùng nghiên cứu và lân cận đã được thành lập bản đồ
trọng lực tỷ lệ 1:500.000, bay đo từ 1:200.000; bay đo từ-phổ gamma ở tỷ lệ
1:50.000 trong các báo cáo "Măng Xim - Quảng Ngãi" và "Đông Kon Tum"; đo vẽ
trọng lực tỷ lệ 1:100.000-1:50.000.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu khoáng sản Li ở Việt Nam
Trong quá trình điều tra quặng thiếc, wolfram vùng Pia Oắc, tỉnh Cao Bằng
trong những năm 70 của thế kỷ trước các nhà địa chất Việt Nam đã ghi nhận sự tồn
tại của lepidolit - khoáng vật chứa liti nhưng chưa phát hiện được các tích tụ khoáng
vật có khả năng trở thành mỏ.
Trong công trình “Tìm kiếm Uran và khoáng sản khác beryli, fluorit, liti khu
Cao Sơn, Cao Lan, Cao Bằng (Nguyễn Đắc Đồng, 1990) đã xác định được các thâ n
quặng liti, beryli nằm trong đới quặng chứa uran, fluorit liên quan đến khối magma
phức hệ Pia Oắc. Liti tồn tại trong các khoáng vật lepidolit, nằm trong các mạch
greisen và fluorit; có mối tương quan chặt chẽ với fluorit. Tại đây đã dự tính tài
nguyên đạt 1.205 tấn Li2O; 935 tấn BeO.
Trong công trình nghiên cứu Pegmatit và khoáng sản liên quan ở Lưu vực
Sông Hồng (Hoàng Sao, 1995) đã ghi nhận loại pegmatit mica – kim loại hiếm phân
bố trong trường pegmatit Dị Nậu và Thạch Khoán. Kim loại hiếm tồn tại tr ong
khoáng vật mica màu phớt xanh, phớt hồng trong đó hàm lượng Be 0,2 -0,3%, Li

9

0,002-0,004%, Rb 0,03-0,04% (cá biệt tới 0,56%Rb). Đây là những dấu hiệu quan
trọng có khả năng phát hiện những tích tụ kim loại hiếm cũng như liti có giá trị.
Trong công bố gầ n đây trong công trình nghiên cứu pegmatit chứa đá quý tại
Lục Yên (Nguyễn Thị Minh Thuyết, Nguỵ Tuyết Nhung, 2016) đã phát hiện một số
thân chứa đá quý turmalin các màu, felspat màu lục, thạch anh ám khói và lepidolit
màu tím. Dựa trên các kết quả phân tí ch các tác giả đã xếp pegmatit ở đây vào họ
pegmatit LCT (LCT family – họ pegmatit giàu nguyên tố Li, Cs và Ta).
Kim loại hiếm liti trong vùng Đức Phổ - Sa Huỳnh lần đầu tiên được phát
hiện trong quá trình đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản nhóm tờ Ba Tơ, tỷ
lệ 1:50.000 (Dương Văn Cầu và nnk, 2004).
Kế thừa các kết quả điều tra, lập bản đồ địa chất, khoáng sản tỉ lệ 1/50.000
vùng Ba Tơ, trong các năm 2004-2009 Liên đoàn Địa chất Trung Trung Bộ đã điều
tra, phát hiện quặng liti ở khu vực trên địa bàn 2 xã Ba Khâm và xã Ba Trang,
huyện Ba Tơ, tỉnh Quảng Ngãi và khẳng định vùng có khả năng trở thành mỏ
khoáng sản Liti đầu tiên của Việt Nam . Đã nghiên cứu đặc điểm phân bố, hình thái
cấu trúc, thành phần các thân quặng. Tính toán tài nguyên dự báo cho q uặng liti và
quặng thiếc trong vùng.
Đề tài KHCN cấp nhà nước mã số 09/HĐ - ĐT.09.12/ĐMCNKK Nghiên cứu
công nghệ tuyển và chế biến quặng Li vùng La Vi tỉnh Quảng Ngãi do Viện Khoa
học Công nghệ Mỏ - Luyện kim thực hiện từ 2012-2014 đã nghiên cứu cơ bản đặc
điểm thành phần, dạng tồn tại và công nghệ tuyển quặng liti.
Đề tài KHCN cấp Bộ mã số TNMT.03.52 “Nghiên cứu quy luật phân bố
quặng hóa kim loại hiếm Liti trong đới Kon Tum, định hướng cho công tác điều tra,
phát hiện quặng kim loại hiếm” do chính NCS làm chủ nhiệm thực hiện. Kết quả
của đề tài đã nghiên cứu tổng quan về kim loại hiếm liti trên thế giới và Việt Nam,
những đặc trưng cơ bản về mô hình nguồn gốc quặng pegmatit chứa liti kim loại
hiếm; nghiên cứu thành phần vật chất, dự báo triển vọn g quặng kim loại hiếm liti và
các kim loại hiếm đi kèm vùng La Vi; Đã xác lập các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm –

dự báo quặng hóa liti, phân chia các diện tích theo mức độ triển vọng khác nhau và


10

định hướng công tác điều tra phát hiện quặng liti trong đới Kon Tum. Số liệu của đề
tài là cơ sở khoa học tốt hỗ trợ NCS tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu hơn.
1.2.3. Đánh giá kết quả nghiên cứu trước đây trong vùng nghiên cứu
Các nghiên cứu thời gian qua đã xác định được cơ bản đặc điểm thành phần
vật chất quặng tron g đó đặc biệt có giá trị là Li, Sn đạt giá trị công nghiệp, đi kèm
còn có các khoáng sản quý hiếm khác như Ta -Nb, Be, Rb,... còn rất sơ bộ. Đã phần
nào làm rõ tiềm năng tài nguyên khoáng sản liti và thiếc trong vùng, nghiên cứu
công nghệ tuyển chế biến quặng liti làm cơ sở cho việc thăm dò, khai thác và chế
biến khoáng sản liti trong thời gian tới.
Các kết quả điều tra cho thấy đặc điểm, cấu trúc các thân quặng rất phức tạp,
đặc điểm quặng hoá, quy luật phân bố các thân quặng chưa được rõ ràng, mức độ
điều tra còn ở mức thấp, cần phải tiếp tục nghiên cứu.
Những vấn đề tồn tại cần được tiếp tục nghiên cứu
a- Đặc điểm thành phần vật chất: thành phần khoáng vật các khoáng vật của
liti chủ yếu trong vùng nghiên cứu là gì, THCSKV, cấu tạo, kiến trúc quặng; đặc
điểm thành phần hoá học quặng liti và tổ hợp thành phần có ích đi kèm.
b- Điều kiện địa chất tạo quặng, mối quan hệ với các thành tạo magma, biến
chất, điều kiện hoá - lý thành tạo quặng.
c- Các yếu tố khống chế quặng: magma, cấu trúc, biến chất, các hoạt độ ng
biến chất trao đổi.
d- Kiểu nguồn gốc quặng hoá, kiểu mỏ khoáng liti.
1.3. Cấu trúc địa chất vùng Đức Phổ-Sa Huỳnh
1.3.1. Đặc điểm địa tầng
1.3.1.1. Hệ tầng Đại Nga (N13đn)
Trong diện tích nghiên cứu, các thành tạo phun trào bazan Miocen muộn hệ

tầng Đại Nga lộ ra không liên tục phần trên cao bề mặt địa hình, diện tích phân bố
khoảng 15km2. Thành phần thạch học chủ yếu là bazan olivin với kiến trúc porphyr.
Thành phần khoáng vật: ban tinh là olivin từ 1-2% đến 10-12%, plagioclas từ 4-5%
đến 10-15%, pyroxen xiên từ 3-4% đến 9-10%, pyroxen thoi ít đến 1-2%; nền gồm


11

plagioclas, pyroxen, thủy tinh. Đá có cấu tạo đặc sít tới lỗ rỗng, đôi nơi quan sát
thấy cấu tạo dòng chảy. Bề dày từ 50m đến 100m.
Tuổi đồng vị K-Ar của bazan phân tích tại Ba Lan cho các giá trị: 10,51
±0,41 triệu năm (BT661 ở xã Hiếu, Kon Plong); 16,5 ±1,7 triệu năm (BT27809 ở
Ba Trang)[3].
Khoáng sản liên quan là vật liệu xây dựng, puzolan.
1.3.1.2. Trầm tích - phun trào bazan N2 - Q11
Các thành tạo phun trào bazan trẻ xen các lớp trầm tích bở rời, gắn kết yếu,
có không gian phân bố gần gũi với các trường bazan Miocen muộn. Tổng diện lộ
khoảng 12 km2. Thành phần chủ yếu là phun trào bazan, các lớp đá trầm tích có độ
dày 5-10 m, thường chỉ ở phần đáy của lớp phủ. Bề dày 100-150 m. Dựa vào quan
hệ địa tầng và tổ hợp bào tử phần hoa tuổi N22 tới Q1 và đặc biệt có tảo biển:
Discoaster pentaradiatus, Dinoflagella gen. sp. Các thành tạo trầm tích phun trào
bazan này được xếp vào tuổi N2-Q11.
Khoáng sản liên quan là vật liệu xây dựng, puzolan.
1.3.1.3. Các trầm tích bở rời hệ Đệ tứ
Các trầm tích bở rời hệ Đệ tứ phân bố chủ yếu ở phía đông, đông bắc và một
vài diện tích nhỏ ở các thung lũng sông phía tây bắc vùng nghiên cứu. Các trầm tích
này có nguồn gốc sông, sông - biển, biển, biển gió tạo nên các bậc thềm, các dạng
địa hình khác nhau. Thành phần chủ yếu là cát, sạn, sỏi pha bột sét, đôi nơi có sạn
sỏi laterit. Bề dày các lớp thay đổi từ 0,5 m đến 20 m.
Khoáng sản liên quan là cát sỏi xây dựng, cát trắng thủy tinh.

1.3.2. Đặc điểm magma xâm nhập
1.3.2.1. Phức hệ Bến Giằng
Trong diện tích nghiên cứu các thành tạo magma xếp vào phức hệ Bến Giằng
chiếm khối lượng nhỏ, gồm khối Núi Dâu và một thể nhỏ phân bố ở rìa phía đông,
tổng diện lộ hơn 2 km2. Phức hệ gồm hai pha xâm nhập chính:
- Pha 1 ( PZ3bg1): gồm có một thể nhỏ ở khu vực La Vi, thành phần chủ
yếu là các đá diorit thạch anh hạt nhỏ.


12

- Pha 2 ( PZ3bg2): granodiorit biotit-hornblend hạt vừa.
a) Đặc điểm thạch học, khoáng vật
Diorit thạnh anh có cấu tạo khối hoặc định hướng yếu, kiến trúc hạt nửa tự
hình, hạt nhỏ đến hạt vừa. Tổ hợp khoáng vật chính là plagioclas, hornblend, biotit,
thạch anh. Khoáng vật phụ đặc trưng có magnetit, sphen.
Granodiorit có cấu tạo định hướng yếu, kiến trúc hạt vừa, hạt nửa tự hình đôi
nơi có dạng porphyr với các ban tinh felspat màu xám trắng. Tổ hợp khoáng vật
chính là plagioclas, thạch anh, felspat kali, biotit, hornblend. Tổ hợp khoáng vật phụ
đặc trưng là magnetit, sphen gặp trong hầu hết các mẫu lát mỏng.
Khoáng vật phụ trong mẫu giã đãi gặp magnetit (725 -669g/t), sphen (498g/t), apatit, zircon, pyrit [3].
b) Đặc điểm thạch địa hóa
Thành phần hóa học các đá phân dị khá liên tục, hàm lượng SiO2 biến thiên
từ 53,6 đến 68,32% tương ứng với các nhóm đá diorit, granodiorit. Tương quan
SiO2-CaO là tương quan nghịch khá chặt, các điểm biểu diễn trên biểu đồ phân bố
rất gần trên trục đường xu thế. Tương quan SiO2-Na2O, SiO2-K2O đều là tương
quan thuận khá chặt [3].
Trên biểu đồ AFM các thành tạo xâm nhập này thuộc loạt vôi-kiềm; trên
biểu đồ 3 hợp phần Ab’-An-Or, chúng thuộc nhóm kali. Phân loại theo Maniar &
Piccoli (1989), chúng thuộc loạt bão hòa nhôm [3].

Phân loại theo Streckeisen 1979 trên biểu đồ QAP, các mẫu phân dị liên tục
từ trường đá monzonit thạch anh đến granodiorit. Phân loại theo Barker (1979), các
mẫu phân dị từ trường đá tonalit, granodiorit đến granit. Các kết quả này khá phù
hợp với kết quả phân tích thạch học và hóa học [3].
Granitoit phức hệ Bến Giằng thuộc kiểu I -S, dãy vôi-kiềm, bão hòa nhôm,
thành tạo trong bối cảnh rìa lục địa tích cực [3].
c) Vị trí tuổi và khoáng sản liên quan


13

Các đá granodiorit ở núi Dâu bị xuyên cắt bởi granit phức hệ Sa Huỳnh tuổi
Trias sớm-giữa. Đối sánh với thang phân chia địa chất khu vực, các tác giả tạm xếp
chúng vào phức hệ Bến Giằng tuổi Paleozoi muộn.
Theo kết quả phân tích quang phổ định lượng gần đúng, trong các đá của
phức hệ có sự tập trung cao các nguyên tố Co, Ni, Sn, Cu, Ag (gấp 2 -3 lần clark).
Đặc biệt Mo gấp 250 clark.
Trên biểu đồ tiềm năng khoáng hóa theo Sattran (1977) và theo đặc điểm địa
hóa, cho thấy phức hệ Bến Giằng có tiềm năng về Au và Mo. Khoáng sản liên quan
mới phát hiện được 1 điểm khoáng hóa Mo nhiệt dịch tại khu núi Dâu [3].
1.3.2.2. Phức hệ Phú Lộc (T1-2 pl)
Trong diện tích nghiên cứu, các thành tạo gabro phức hệ Phú Lộc gồm các
thể xâm nhập có kích thước nhỏ, diện lộ dạng đẳng thước với diện tích 0,2 đến 0,3
km2. Chúng thường tồn tại dưới dạng các thể tù trong các khối granit phức hệ Sa
Huỳnh hoặc có vị trí không gian rất gần gũi v ới các xâm nhập này. Các đá gabro
phức hệ Phú Lộc bị các đá granit phức hệ Sa Huỳnh xuyên cắt gây biến đổi felspat
hóa ở rìa tiếp xúc.
a) Đặc điểm thạch học, khoáng vật
Thành phần thạch học các đá xếp vào phức hệ Phú Lộc gồm gabro, gabro
pyroxen, websterit và ít pyroxenit. Đá có kiến tạo gabro hạt nhỏ, hạt vừa, ít hạt lớn;

cấu tạo khối.
b) Đặc điểm thạch địa hóa
Thành phần hóa học các đá tương ứng với nhóm mafic, hàm lượng SiO2 biến
thiên từ 51,54% đến 53,22%, TiO2 dao động từ 0,47% đến 1,14%. So với khối
chuẩn Phú Lộc một số mẫu có hàm lượng TiO2 thấp hơn. Trên biểu đồ AFM, phần
lớn các mẫu đều rơi vào loạt tholeit. Phân chia theo Jensen (1976), Jensen & Pyky
(1982) và Rickwood (1989) các mẫu thuộc phức hệ rơi vào hai nhóm komatit và
tholeit cao sắt, magie [3].
c) Vị trí tuổi và khoáng sản liên quan


14

Kết quả phân tích tuổi đồng vị bằng phương pháp K-Ar cho tuổi 231,8 ±10,8
triệu năm (phân tích tại Ba Lan), khá phù hợp với quan hệ địa chất. Các thành tạo
gabroit phức hệ Phú Lộc bị granit phức hệ Sa Huỳnh xuyên cắt. Trên cơ sở đó các
tác giả xếp tuổi của phức hệ vào Trias sớm-giữa [3].
Khoáng sản liên quan gồm đá xây dựng và đá ốp lát.
1.3.2.3. Phức hệ Sa Huỳnh
Các xâm nhập granitoid phức hệ Sa Huỳnh trước đây đã được các tác giả bản
đồ Địa chất nhóm tờ Huế - Quảng Ngãi tỷ lệ 1:200.000 (Nguyễn Văn Trang, 1985)
xếp vào phức hệ Hải Vân tuổi sát trước Nori (aT3hv). Kết quả đo vẽ bản đồ địa chất
và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Ba Tơ các tác giả cho rằng các thành
tạo xâm nhập này có những đặc điểm cơ bản có thể đối sánh với phức hệ Hải Vân
song bên cạnh đó chúng còn có những đặc điểm khác về thạch học và khoáng sản
liên quan so với khối chuẩn Hải Vân.
Trong phạm vi nghiên cứu các đá xâm nhập granitoid phức hệ Sa Huỳnh
gồm có một khối lớn là Đồng Răm phân bố kéo dài từ Ba Tơ đến Sa Huỳnh diện lộ
trên 150km2. Ngoài ra chúng còn mở rộng về phía bắc tới Mộ Đức và về phía tây
nam tới gần Tam Quan.

Phức hệ gồm hai pha xâm nhập chính và pha đá mạch: Pha 1 (P3-T1sh1):
chiếm khối lượng lớn nhất với thành phần thạch học gồm granit biotit, granit hai
mica, hạt vừa đến lớn. Pha 2 (P3-T1 sh2): tạo thành các khối nhỏ rời rạc trong diện
lộ pha 1 hoặc các thể vệ tinh bên ngoài. Thành phần thạch học các đá pha 2 gồm
granit biotit, granit hai mica hạt nhỏ, granit sáng màu. Pha đá mạch: gồm có
pegmatit, aplit tạo thành các thể tường kích thước khác nhau xuyên cắt các pha xâm
nhập chính hoặc đá vây quanh. Các đá mạch pegmatoid, aplit và các đới đá biến đổi
greisen hóa là các đối tượng liên quan trực tiếp với khoáng hóa thiếc, kim loại hiếm
ở khu vực Đồng Răm, La Vi. Đá biến đổi đặc trưng là greisen hoá, albit hoá.


15

Hình 1.2: Điểm khảo sát BT.71
Đá granit phức hệ Sa Huỳnh (Dương Ngọc Tình 2015)

Hình 1.3: Mẫu lát mỏng BT.50
Granit hai mica phức hệ Sa Huỳnh