Đặc điểm quặng hoá và tiềm năng tài nguyên quặng sắt khu vực hoà an, cao bằng

0

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT

KHÚC VĂN SỸ

KHÚC VĂN SỸ
ðẶC ðIỂM QUẶNG HÓA VÀ TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN
QUẶNG SẮT KHU VỰC HÒA AN, CAO BẰNG”
Chun ngành: ðịa chất Khống sản và Thăm dị
Mã số: 60.44.59

ðẶC ðIỂM QUẶNG HÓA VÀ TIỀM NĂNG
TÀI NGUYÊN QUẶNG SẮT KHU VỰC
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
HÒA AN, CAO BẰNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. LƯƠNG QUANG KHANG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội, 2012
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

NỘI
- NĂM
TRƯỜNGHÀ
ðẠI
HỌC

MỎ 2013
ðỊA CHẤT


1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT

KHÚC VĂN SỸ

ðẶC ðIỂM QUẶNG HÓA VÀ TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN
QUẶNG SẮT KHU VỰC HÒA AN, CAO BẰNG
Chuyên ngành: ðịa chất Khống sản và Thăm dị
Mã số: 60.44.59

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. LƯƠNG QUANG KHANG

HÀ NỘI - NĂM 2013


2

LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai cơng bố trong bất kỳ
cơng trình nào.

Tác giả luận văn

Khúc Văn Sỹ


3

MỤC LỤC
Trang phụ bìa

1

Lời cam đoan

2

Mục lục

3

Danh mục các bảng

4

Danh mục các hình vẽ

5

Danh mục các ảnh minh họa

6

MỞ ðẦU

8

Chương 1. ðặc điểm địa chất khu vực Hịa An

12

1.1. ðặc ñiểm ñịa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn và lịch sử nghiên cứu ñịa
chất khu vực
1.2. ðặc ñiểm ñịa chất khu vực Hòa An

12
19

Chương 2. Tổng quan về quặng sắt và các phương pháp nghiên cứu

41

2.1. Tổng quan về quặng sắt

41

2.2. Các phương pháp nghiên cứu

55

Chương 3. ðặc ñiểm quặng hóa sắt khu vực Hịa An, Cao Bằng

58

3.1. ðặc ñiểm phân bố các thân quặng sắt khu vực nghiên cứu

58

3.2. ðặc điểm quặng hóa sắt khu vực nghiên cứu

78

3.3. Các yếu tố ñịa chất liên quan và khống chế quặng hóa
Chương 4. ðánh giá tiềm năng tài nguyên quặng sắt khu vực Hòa An

91

– Cao Bằng

93

4.1. Phân vùng triển vọng khoáng sản

93

4.2. ðánh giá tiềm năng tài nguyên quặng sắt khu vực Hòa An

98

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

112

DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

114

TÀI LIỆU THAM KHẢO

115


4

DANH MỤC CÁC BẢNG
TT

Nội dung

Trang

1

Bảng 1.1. Thành phần nguyên tố chính (%) các đá magma phức hệ
Cao Bằng

29

2

Bảng 2.1. Tính chất vật lý của kim loại sắt

41

3

Bảng 2.2. Các khoáng vật cơng nghiệp chính của sắt

44

4

Bảng 2.3. Trữ lượng quặng sắt của một số nước từ năm 2007-2011

48

5

Bảng 2.4. Tình hình quặng sắt khai thác trên thế giới năm 2010

49

6

Bảng 2.5. Dự báo quan hệ cung cầu quặng sắt trên thế giới ñến năm
2010

50

7

Bảng 2.6. Danh mục các dự án ñầu tư phát triển ngành thép

54

8
9
10
11
12
13
14

Bảng 2.7. Dự báo nhu cầu quặng sắt của Việt Nam giai ñoạn 2000 2010
Bảng 2.8. Yêu cầu chất lượng quặng sắt của một số cơng nghệ
luyện kim phi cốc
Bảng 3.1. Thống kê đặc điểm các thân quặng sắt khu vực Hòa An
Bảng 3.2. Kết quả phân tích hóa quặng các thân quặng sắt khu vực
Hòa An
Bảng 4.1. Tổng hợp trữ lượng, tài nguyên quặng sắt xác định khu
vực Hịa An
Bảng 4.2. Tổng hợp trữ lượng, tài ngun quặng sắt chưa xác định
khu vực Hịa An
Bảng 4.3. Mạng lưới định hướng bố trí cơng trình thăm dò quặng
sắt khu vực Hòa An, Cao Bằng

55
55
75
86

101
104
107


5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
TT

Nội dung

Trang

1

Hình 1.1. Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu

14

2

Hình 1.2. Bản đồ địa chất và khống sản khu vực Hịa An –
Cao Bằng

40

3

Hình 2.1. Tình hình biến động giá quặng sắt 5 năm qua

50

4

Hình 3.1. Sơ đồ địa chất - khống sản mỏ sắt Bản Chang

59

5

Hình 3.2. Sơ đồ địa chất - khống sản mỏ sắt Bó Nình

61

6

Hình 3.3. Sơ đồ địa chất - khống sản mỏ sắt Ngườm Cháng

62

7

Hình 3.4. Sơ đồ địa chất – khoáng sản biểu hiện khoáng sản
sắt magnetit Nà Mè – Hào Lịch (Hồng Việt)

66

8

Hình 3.5. Bản đồ địa chất mỏ sắt Bó Lếch

68

9

Hình 3.6. Bản đồ địa chất khống sản vùng mỏ sắt Nà Rụa

70

10

Hình 3.7. Bản đồ ñịa chất mỏ sắt Nà Lũng

74

11

Hình 4.1. Bản ñồ phân vùng triển vọng quặng sắt khu vực Hòa
An - Cao Bằng

97


6

DANH MỤC CÁC ẢNH MINH HỌA
TT

Nội dung

Trang

22

6

Ảnh 1.1. ðá vôi sét màu xám ñen phân lớp dày 10-30 cm xen ñá phiên
sét bột kết hệ tầng Mia Lé
Ảnh 1.2. Quan hệ phủ khơng chỉnh hợp giữa đá phiến sét vơi, bột kết
vơi hệ tầng ðồng ðăng (1) với đá vơi màu xám trắng tập 2 hệ tầng Bắc
Sơn
Ảnh 1.3.Sạn kết vơi, kiến trúc sạn xi măng lấp đầy, cấu tạo khối
Ảnh 1.4. Bazan porphyry, kiến trúc porphyry, nền gian phiến, cấu tạo
khối, ñịnh hướng
Ảnh 15. Bazan hạnh nhân, kiến trúc porphyr nền gian phiến, gian
phiến tàn dư, cấu tạo khối
Ảnh 1.6. Cát sạn kết tuf

7

Ảnh 1.7. Cát bột kết bị ép

23

8

Ảnh 1.8. Ryodacit

24

9

Ảnh 1.9. Tuf ryolit bị ép

24

10

Ảnh 1.10. Felsit

24

11

Ảnh 1.11. Ryolit porphyr bị ép
Ảnh 1.12. Quan hệ chuyển tiếp giữa hệ tầng Nà Dương với hệ tầng
Cao Bằng
Ảnh 1.13. Các lớp bột kết, sét kết xen sét than hệ tầng Nà Dương

24

Ảnh 1.14. Thân quặng sắt skarn trong ñới nội tiếp xúc
Ảnh 1.15. Quan hệ xuyên cắt, bắt tù và gây biến đổi skarn hóa, hoa hóa
giữa đá xâm nhập phức hệ Cao Bằng với đá vơi hệ tầng Bắc Sơn
Ảnh 21.Tinh thể khoáng vật quặng sắt

28

1

2
3
4
5

12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

Ảnh 2.2. Quang phổ vạch của sắt
Ảnh 3.1. Gơ tit lấp ñầy vào khe nứt, lỗ hổng trong hạt magnetit lớn đặc
xít
Ảnh 3.2. Magnetit tập hợp ñặc xit ñược hematite thay thế tạo thành tập
hợp hạt kéo dài
Ảnh 3.3.Magnetit hạt nửa tự hình kích thước khơng đều xâm tán thành
tập hợp đặc xít trong đá.
Ảnh 3.4. Magnetit tập hợp đặc xít bị nứt nẻ
Ảnh 3.5. Tập hợp hạt magnetit nửa tự hình, tha hình kích thước khơng
đều xâm tán đặc xít trong đá
Ảnh 3.6. Tập hợp magnetit hạt lớn đặc xít bị nứt nẻ yếu

Ảnh 3.7. Hematit thay thế giả hình, thay thế gặm mịn magnetit. Mạch
gơtit lấp đầy khe nứt

20
21

22
23
23

25
25
28
42
42
78
79
79
80
80
81
81


7

TT

Nội dung

Trang

25

Ảnh 3.8. Hematit giả hình, magnetit hạt nửa tự hình

82

26

Ảnh 3.9. Magnetit bị gơtit thay thế, gắn kết

82

27

Ảnh 3.10. Pyrit hạt tha hình cấu tạo mạch lấp đầy khe nứt

83

28

Ảnh 3.11. Pyrit biến tinh thay thể magnetit và xuyên lấp theo khe nứt

83

29

Ảnh 3.12. Tập hợp các vi hạt magnetit bị cà nát

84

30

Ảnh 3.13. Tập hợp các hạt magnetit kiến trúc dạng porphyr
Ảnh 3.14. Tập hợp magnetit kiến trúc hạt khơng đều xâm tán dày
trong đá
Ảnh 3.15. Magnetit hạt tha hình và calcopyrit tấm tha hình
Ảnh 3.16. Magnetit hạt tha hình, nửa tự hình cùng calcopyrit tấm tha
hình

84

31
32
33

85
85
86


8

MỞ ðẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong sự nghiệp phát triển chung của ñất nước, cùng với sự nghiệp cơng
nghiệp hố hiện đại hố đất nước, ngành cơng nghiệp khai khống cũng đang được
đầu tư phát triển mạnh mẽ và có những đóng góp to lớn cho nền kinh tế quốc dân,
trong đó sắt và một số khống sản kim loại khác đang được các doanh nghiệp có

vốn đầu tư trong và ngồi nước đặc biệt quan tâm.
Kết quả của cơng tác điều tra địa chất và tìm kiếm khống sản tỷ lệ 1:200.000,
1:50.000 và 1:25.000 khu vực Hịa An - Cao Bằng của Liên đồn Bản đồ địa chất
Miền Bắc đã phát hiện nhiều điểm quặng sắt có giá trị như Ngườm Cháng, Nà Rụa,
Bó Lếch... phân bố trong các thành tạo ñịa chất khác nhau như hệ tầng Bắc Sơn; hệ
tầng Sơng Hiến. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có một cơng trình nghiên cứu nào đề
cập ñầy ñủ và có hệ thống về cấu trúc ñịa chất; đặc điểm quặng hóa sắt và tiềm năng
tài ngun quặng sắt trong khu vực nghiên cứu.
Vì vậy, việc nghiên cứu làm sáng tỏ ñặc ñiểm ñịa chất, ñặc ñiểm quặng hố
sắt, xác lập có luận cứ khoa học các yếu tố liên quan và khống chế quặng hoá làm
cơ sở để khoanh định các diện tích triển vọng, dự báo tiềm năng và định hướng cho
cơng tác tìm kiếm, thăm dò quặng sắt vùng Hòa An, Cao Bằng là nhiệm vụ cần
thiết. ðề tài: “ðặc điểm quặng hóa và tiềm năng tài nguyên quặng sắt khu vực
Hòa An, Cao Bằng” được đặt ra và giải quyết nhằm góp phần đáp ứng u cầu đó.
2. Mục đích, nhiệm vụ.
2.1. Mục ñích:
Nghiên cứu làm sáng tỏ ñặc ñiểm ñịa chất, các yếu tố địa chất khống chế liên
quan quặng hố và đặc điểm quặng hố sắt khu vực Hịa An, Cao Bằng, ñồng thời
ñánh giá tiềm năng tài nguyên của chúng.
2.2. Nhiệm vụ:
ðể đạt được mục đích trên, luận văn tập trung giải quyết các nhiệm vụ cơ bản
sau:
- Tổng hợp, hệ thống hố các kết quả điều tra địa chất khoáng sản; tài liệu


9

thăm dị, và các cơng trình nghiên cứu trước đó nhằm làm sáng tỏ đặc điểm địa chất
khống sản khu vực nghiên cứu. Xác lập các yếu tố ñịa chất liên quan và khống chế
quặng hoá sắt trong vùng nghiên cứu.

- Tổng hợp tài liệu nghiên cứu về thành phần vật chất tương ứng với các kiểu
quặng sắt có mặt trong vùng, làm cơ sở ñánh giá chất lượng và khoanh vùng triển
vọng.
- Nghiên cứu làm sáng tỏ ñặc ñiểm phân bố, đặc điểm hình thái, cấu trúc thân
quặng.
- Xác lập các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm làm cơ sở để khoanh định các diện
tích có triển vọng và ñánh giá tiềm năng tài nguyên quặng sắt trong vùng nghiên
cứu.
- ðánh giá tài nguyên và trữ lượng tương ứng với từng kiểu quặng sắt ñược
xác lập trong vùng nghiên cứu.
3. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. ðối tượng nghiên cứu: Quặng sắt khu vực Hòa An, Cao Bằng
3.2. Phạm vi nghiên cứu: Là các thành tạo ñịa chất liên quan và khống chế
quặng sắt phân bố trong khu vực Hòa An, Cao Bằng
4. Phương pháp nghiên cứu
- Áp dụng phương pháp tiệm cận hệ thống kết hợp phương pháp địa chất
truyền thống.
- Tổng hợp, phân tích xử lý tài liệu ño vẽ ñịa chất, ñiều tra và thăm dị hiện
có.
- Thu thập, tổng hợp kết quả phân tích các loại mẫu: thạch học, khống tướng,
mẫu hố ….
- Sử dụng phương pháp toán thống kê và một số phương pháp dự báo sinh
khống định lượng làm cơ sở khoanh vùng triển vọng và dự báo tài nguyên trữ lượng
quặng sắt trong vùng.
- Sử dụng phương pháp chuyên gia kết hợp phương pháp kinh nghiệm để định
hướng cơng tác tìm kiếm, thăm dị phù hợp với đối tượng nghiên cứu


10

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
5.1. Ý nghĩa khoa học
- Góp phần làm sáng tỏ hệ phương pháp xử lý, phân tích, tổng hợp tài liệu địa
chất - khống sản để nâng cao độ tin cậy trong nghiên cứu địa chất và quặng hóa
sắt trong khu vực Hịa An, Cao Bằng.
- Góp phần làm sáng tỏ các yếu tố khống chế quặng hóa và đặc điểm phân bố
quặng sắt trong vùng nghiên cứu làm cơ sở khoanh ñịnh diện tích có triển vọng.
5.2. Giá trị thực tiễn
- Cung cấp cho các nhà quản lý và doanh nghiệp về tiềm năng tài nguyên
quặng sắt trong khu vực Hòa An, Cao Bằng làm cơ sở định hướng cơng tác điều tra,
thăm dị và khai thác có hiệu quả.
- Kết quả nghiên cứu sẽ rút ra ñược ñặc ñiểm quy luật phân bố quặng sắt khu
vực nghiên cứu để từ đó định hướng cho việc tìm kiếm, thăm dị quặng sắt ở các
vùng khác có đặc điểm địa chất khống sản tương tự.
6. Cơ sở tài liệu
Luận văn được hồn thành trên cơ sở nguồn tài liệu ña dạng và phong phú thu
thập trong cơng tác đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khống sản tỷ lệ 1:50.000;
1:25.000. Các báo cáo kết quả thăm dị và tìm kiếm chi tiết hố, trong vùng nghiên
cứu.
- Khảo sát địa chất vùng mỏ sắt Bản Lũng, Hoà An, Cao Bằng, năm 1961.
- ðặc điểm thạch học, khống vật và sơ bộ về nguồn gốc mỏ sắt Nà Rụa, Cao
Bằng, năm 1976.
- Tìm kiếm-thăm dị mỏ sắt Bó Lếch, Cao Bằng, năm 1984.
- Cơng tác địa vật lý từ vùng mỏ sắt Hồ An, Cao Bằng, năm 1984.
- Báo cáo lập bản ñồ địa chất nhóm tờ Cao Bằng - ðơng Khê, tỷ lệ 1:50.000,
năm 2000.
- Báo cáo lập bản ñồ ñịa chất và điều tra khống sản nhóm tờ Trùng Khánh, tỷ
lệ 1:50.000, năm 2006.

11

- Báo cáo thăm dò bổ sung mỏ sắt Ngườm Cháng- Hòa An- Cao Bằng, năm
2008.
- Báo cáo thăm dò quặng sắt tại khu vực Nà Rụa thuộc phường Tân Giang, thị
xã Cao bằng, tỉnh Cao Bằng, năm 2008.
- Báo cáo lập bản đồ địa chất và điều tra khống sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ
Hà Quảng thuộc các tỉnh Cao Bằng và Bắc Kạn, năm 2011.
7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn được hồn thành gồm 1 bản lời dài 116 trang đánh máy vi tính khổ
A4 và các bản vẽ, biểu bảng và các ảnh kèm theo, ngoài chương mở ñầu và kết
luận. Luận văn gồm 4 chương sau:
Chương 1: ðặc điểm địa chất – khống sản khu vực Hòa An, Cao Bằng.
Chương 2: Tổng quan về quặng sắt và các phương pháp nghiên cứu.
Chương 3: ðặc ñiểm quặng hố sắt khu vực Hịa An, Cao Bằng.
Chương 4: ðánh giá tiềm năng tài nguyên quặng sắt khu vực Hịa An, Cao
Bằng.
Luận văn được thực hiện và hồn thành tại bộ mơn Tìm kiếm – Thăm dị,
trường ðại Học Mỏ - ðịa Chất dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Lương Quang
Khang. Trong q trình hồn thành luận văn, học viên ln nhận được sự quan tâm
giúp đỡ, ñóng góp ý kiến quý báu của TS. Lương Quang Khang, TS. Nguyễn Tiến
Dũng, TS. ðào Thái Bắc…học viên cũng nhận ñược sự quan tâm giúp ñỡ tạo ñiều
kiện thuận lợi của Ban giám hiệu, phịng đào tạo sau đại học, khoa ðịa chất, Bộ
mơn Tìm kiếm – Thăm dị của trường ðại học Mỏ - ðịa chất, Trung tâm Thông tin
Lưu trữ ðịa chất thuộc Tổng cục ðịa chất và Khoáng sản.
Nhân dịp này, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tất cả các thầy, cơ
giáo, các nhà khoa học, các nhà địa chất đi trước cùng các bạn ñồng nghiệp và cơ
quan chủ quản ñã tạo ñiều kiện cho phép học viên ñược sử dụng, thừa kế những
thành quả nghiên cứu để hồn thành luận văn.

12

Chương 1: ðẶC ðIỂM ðỊA CHẤT KHU VỰC HÒA AN
1.1. ðặc ñiểm ñịa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn và lịch sử nghiên
cứu ñịa chất khu vực nghiên cứu
1.1.1. ðặc điểm địa lý tự nhiên
a. Vị trí khu vực nghiên cứu:
Khu vực Hòa An nằm ở trung tâm tỉnh Cao Bằng, bao quanh thị xã Cao Bằng,
phía bắc giáp huyện Hà Quảng, đơng bắc giáp huyện Trà Lĩnh, phía đơng giáp
huyện Quảng Hịa, phía nam giáp huyện Thạch An, phía tây giáp huyện Ngun
Bình và Thơng Nơng. Khu vực có diện tích khoảng 700 km². Trung tâm khu vực
cách thủ đơ Hà Nội khoảng 300km về phía bắc đơng bắc (hình I.1). Khu vực nghiên
cứu được giới hạn trong tọa ñộ ñịa lý:
22034’00’’ ñến 22050’’’ vĩ ñộ bắc
106000’00’ ñến 106024’00’’ kinh độ đơng
Thuộc các tờ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 (F48-45-B, C, D; F48-57-A, B),
hệ toạ ñộ VN2000, kinh tuyến 105, múi chiếu 60.
b. ðặc ñiểm ñịa hình
Khu vực nghiên cứu thuộc vùng núi có độ cao từ 200 đến 1.721m. ðịa hình
phát triển trên các đá carbonat chiếm khoảng 70% diện tích và phân bố chủ yếu trên
diện tích các huyện Hà Quảng, Thơng Nơng, một phần thuộc huyện Ngun Bình
và huyện Bảo Lạc. Trên địa hình đá carbonat rất thiếu nước, đã ảnh hưởng lớn ñến
ñời sống nhân dân và sản xuất nông nghiệp.
Theo ñộ cao có thể chia ra các mức địa hình sau:
- ðịa hình có độ cao dưới 500m chiếm khoảng 38% diện tích vùng nghiên
cứu: phân bố chủ yếu dọc theo thung lũng sông Bằng Giang từ khu vực xã Quý
Châu kéo dài theo phương tây bắc – đơng nam về thị xã Cao Bằng. ðịa hình này
phát triển chủ yếu trên các thành tạo Neogen, trầm tích bở rời ðệ tứ và đá magma
xâm nhập.

- ðịa hình có độ cao 500-1000m chiếm khoảng 43% diện tích vùng nghiên
cứu: phân bố chủ yếu ở phần phía đơng và trung tâm nhóm tờ từ thượng nguồn hệ


13

thống sơng Bằng Giang kéo dài về phía đơng nam. ðịa hình này phát triển trên đá
carbonat và trầm tích lục ngun, độ phân cắt của địa hình khá lớn.
- ðịa hình có độ cao 1000-1500m chiếm khoảng 16% diện tích vùng nghiên cứu:
phân bố chủ yếu ở phần phía tây nhóm tờ. ðịa hình chủ yếu phát triển trên các ñá
carbonat, một phần ñá lục nguyên và ñá xâm nhập. ðịa hình có độ phân cắt lớn, rất
hiểm trở.
- ðịa hình có độ cao lớn hơn 1500m chiếm khoảng 3% diện tích vùng nghiên
cứu: phân bố ở góc tây bắc và tây nam nhóm tờ, trong đó có đỉnh Khau Phê cao
1721m. ðịa hình chủ yếu phát triển các ñá carbonat, ñộ phân cắt lớn, rất hiểm trở.
c. ðặc ñiểm mạng sông suối
Hệ thống sông suối trong vùng kém phát triển, chủ yếu là hệ thống sông Bằng
Giang chảy qua vị trí gần trung tâm của diện tích nghiên cứu; cịn diện tích phân bố
đá vơi ở phía đơng và phía tây có mạng lưới thuỷ văn thưa thớt. Sơng suối chảy
theo hai hướng chính là tây bắc – ñông nam và Bắc - Nam. Lượng nước thay ñổi
theo mùa, mùa khơ giảm nhiều. Sơng suối có nhiều thác gềnh nên khả năng giao
thông rất hạn chế, riêng sông Bằng Giang ñoạn từ Mỏ Sắt tới thị xã Cao Bằng có
điều kiện sử dụng phương tiện giao thơng lớn, nhưng phải đầu tư nạo vét dịng.
Vùng phân bố đá vơi thiếu nước nghiêm trọng gây khó khăn cho cơng tác thi cơng
thực địa.
d. ðặc điểm khí hậu
Cao Bằng có khí hậu cận nhiệt đới ẩm với địa hình đón gió nên chịu ảnh
hưởng trực tiếp từ các đợt khơng khí lạnh từ phương bắc. Tuy nhiên nhiệt độ của
Cao Bằng chưa bao giờ xuống thấp quá 0°C, hầu như vào mùa đơng trên địa bàn
tồn tỉnh khơng có băng tuyết.

Vùng nghiên cứu nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa rõ rệt:
- Mùa mưa: từ tháng 4 đến tháng 9, chủ yếu là gió mùa đơng nam, có chịu ảnh
hưởng của gió mùa tây nam và đơng bắc. Khí hậu oi bức, ẩm ướt, có mưa to, nhiệt
ñộ 20 - 340C, lượng mưa 1300-1500mm, ñộ ẩm 80 - 90%, số giờ nắng trong tháng
140 - 170 giờ.


14


15

- Mùa khơ: từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, gió mùa đơng bắc gây khơ và
rét. Khí hậu lạnh giá hay có sương mù, mát mẻ; nhiệt độ 8-150C, lượng mưa 20 40mm, ñộ ẩm 70 - 80%, số giờ nắng trong tháng 70 - 90 giờ.
e. Giao thơng
Từ Hà Nội đến thị xã Cao Bằng có thể ñi theo ñường quốc lộ số 1 và 4A qua
Lạng Sơn hoặc theo quốc lộ 3 qua Thái Nguyên (hình I.1). Từ thị xã Cao Bằng ñến
các huyện là ñường rải ñá, nhựa, nhiều ñoạn ñường xuống cấp chưa ñược sửa chữa;
các ñường liên xã, liên bản chủ yếu là đường mịn, đường đất. ðây là vùng biên giới
xa xơi, ñịa hình phân cắt mạnh nên mạng lưới ñường giao thơng cịn thưa, việc mở
các tuyến đường giao thơng rất hạn chế; ñiều này là một trong những yếu tố gây khó
khăn cho việc đi lại, vận chuyển trong vùng.
1.1.2. ðặc ñiểm kinh tế nhân văn
a. Dân cư
Vùng nghiên cứu có các dân tộc Tày, Kinh, Nùng, H'Mơng, Lơ Lơ, Dao sinh
sống; trong đó chủ yếu là dân tộc Tày, Kinh và Nùng. Mật độ dân số khơng đồng
đều, thường tập trung ở thị xã, thị trấn và các thung lũng sơng như thị xã Cao Bằng,
thị trấn huyện Hồ An, Hà Quảng; cịn ở vùng núi cao, mật độ dân số rất thấp.
b. Kinh tế
Diện tích nghiên cứu nằm trong khu vực kinh tế kém phát triển, người dân có

thu nhập thấp. Kinh tế chủ yếu là nơng nghiệp, lâm nghiệp, ít hơn là cơng nghiệp và
dịch vụ. Cơng nghiệp và dịch vụ tập trung ở thị xã, thị trấn nên những người sống ở
đây có đời sống tương ñối khá. Sản xuất nông nghiệp khá phát triển ở khu vực Hồ
An, cịn tuyệt đại đa số các tộc người thiểu số sống ở các bản với sản xuất tự cung,
tự cấp cịn gặp rất nhiều khó khăn.
c.Văn hố, xã hội
Các xã đều có trường tiểu học, trung học cơ sở, trạm y tế; thị trấn huyện có
trường trung học phổ thông, trung tâm y tế; thị xã Cao Bằng có bệnh viện đa khoa,
trường Cao đẳng Sư phạm. Thị trấn các huyện đều được phủ sóng truyền hình,


16

truyền thanh; 50% số xã được phủ sóng truyền hình và 90% số xã được phủ sóng
truyền thanh. ðời sống văn hóa xã hội ngày càng có nhiều đổi thay.
Nhìn chung diện tích nghiên cứu chủ yếu thuộc vùng biên giới xa xôi, hiểm trở,
giao thông kém phát triển, kinh tế cịn nhiều khó khăn. Các đặc điểm này rất khơng
thuận lợi cho cơng tác thi cơng thực địa.
1.1.3. Lịch sử nghiên cứu ñịa chất khu vực
Lịch sử nghiên cứu ñịa chất vùng nghiên cứu có thể chia làm 2 giai đoạn
a. Giai đoạn trước 1954
Trong giai đoạn này, cơng tác nghiên cứu ñịa chất chủ yếu do các tác giả người
Pháp tiến hành: Mollard L. và Mansuy H. (1905-1907) thành lập bản ñồ ñịa chất
(BððC) tờ Cao Bằng và Hạ Lang tỷ lệ 1:200.000; Bourret R. (1922) thành lập Bản
đồ ðịa chất ðơng Bắc Bắc Bộ, tỷ lệ 1:300.000 và Bản ñồ ðịa chất tờ Cao Bằng-Hạ
Lang tỷ lệ 1:100.000; Patte E. (1927) thành lập Bản ñồ ðịa chất ðông Bắc Bắc Bộ, tỷ
lệ 1: 500.000; Fromaget J. thành lập bản đồ kiến trúc ðơng Dương tỷ lệ 1: 500.000
(1937) và Bản đồ ðịa chất ðơng Dương tỷ lệ 1: 2.000.000 (1952).
Các cơng trình nghiên cứu của các nhà địa chất Pháp trên diện tích nhóm tờ
cịn sơ lược, chúng là tài liệu được tham khảo trong q trình thi cơng của đề án.

b. Giai đoạn sau 1954
- Cơng tác ñiều tra ñịa chất khu vực
Trong giai ñoạn này có rất nhiều cơng trình nghiên cứu, điều tra địa chất khu
vực ñược tiến hành ở các tỷ lệ khác nhau. Trong đó, các cơng trình chủ yếu là:
Kabakov D.N. (1962): Bản ñồ trọng sa - bùn ñáy Bắc Việt Nam, tỷ lệ 1: 500.000.
Kitovanhi S.K. (1960): Bản ñồ ñịa chất miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1:500.000.
Dovjikov A.E. (1965): Bản ñồ ñịa chất miền Bắc Việt Nam, tỷ lệ 1:500.000.
Bản đồ này là một thành tựu lớn trong cơng tác nghiên cứu ñịa chất ở Việt Nam như:
làm nổi rõ ñặc ñiểm cấu trúc ñịa chất, kiến tạo khu vực và các ñặc trưng về thành
phần vật chất của các phân vị địa tầng, magma. Trong đó, trên diện tích nghiên cứu
đã xác định sự có mặt của các phân vị địa tầng: C2-P, điệp Sơng Hiến (T2-3sh), N, Q


17

và các thành tạo magma xâm nhập. Về kiến tạo, các tác giả xác ñịnh vùng nghiên cứu
thuộc 2 khối cấu trúc: Hạ Lang và Sơng Hiến.
Trong bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:200.000 tờ Chinh Si-Long Tân (Phạm
ðình Long và nnk, 1974) đã xác nhận sự có mặt của các điệp Mia Lé (D1-2eml), Nà Quản
(D2enq), Bằng Ca (D2gbc), Tốc Tát (D3frtt), Nhị Tảo (P2nt), Sông Hiến (T2sh), Cao Bằng
(N1cb) và các trầm tích C1(?), C2-P1; các ñá xâm nhập ñược xếp vào phức hệ Cao Bằng
(T2cb). Cịn trong bản đồ địa chất và khống sản tỷ lệ 1: 200.000 tờ Bảo Lạc (Hồng
Xn Tình và nnk, 1976) đã xác nhận sự có mặt của các ñiệp: Bắc Bun (D1bb), Mia Lé
(D1-D2eml), Nà Quản (D2e-g?nq), Mã Pi Lèng (D3mp), Hồng Ngài (T1ihn), Sông Hiến
(T2sh) và các trầm tích C1, C2-P1; các đá xâm nhập mafic được xếp tuổi giả ñịnh là Creta
(K?).
Hai bản ñồ trên ñã ñược hiệu ñính 2 lần trong loạt bản ñồ ñịa chất và khống
sản tỷ lệ 1:200.000 ðơng Bắc Việt Nam (Nguyễn Văn Hoành và nnk, 1984, 1994).
Tuy nhiên, trong hai cơng trình này vẫn cịn một số vấn đề tồn tại là:
- Ranh giới ñịa tầng, thạch học và cổ sinh của các phân vị thuộc Devon chưa

ñược xác lập rõ ràng. Tuổi Devon muộn của hệ tầng Tốc Tát (D3tt) vẫn chưa có sức
thuyết phục và mối quan hệ trên dưới của phân vị này cũng cần thu thập thêm tài
liệu để làm rõ. Sự có mặt hay khơng và giới hạn dưới của trầm tích Carbon sớm
(C1) trong diện tích nhóm tờ cịn chưa được làm rõ.
- Ranh giới dưới và hố thạch định tầng ở phần thấp của hệ tầng Bắc Sơn
(C-Pbs) cịn chưa được sáng tỏ.
- Trầm tích hệ tầng Sơng Hiến, Lân Pảng chưa có hố thạch định tuổi. Mối
quan hệ của các đá phun trào hệ tầng Sơng Hiến với các đá lục ngun cùng hệ tầng
và với các ñá xâm nhập phức hệ Cao Bằng cịn chưa rõ. ðiều kiện trầm tích để hình
thành kiểu mặt cắt lục nguyên và kiểu mặt cắt carbonat trong Trias sớm cũng chưa
rõ.
Các cơng trình: Bản đồ ñịa chất miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1: 1000.000 (Trần Văn
Trị và nnk, 1977), Bản ñồ ñịa chất Việt Nam tỷ lệ 1:500.000 (Nguyễn Xuân Bao, Trần


18

ðức Lương, 1988) là những tài liệu tổng hợp mang tính khu vực về các lĩnh vực địa
tầng, magma, kiến tạo.
Cơng tác lập bản đồ địa chất và khống sản tỷ lệ 1: 50.000 các nhóm tờ phụ cận
gồm: Nguyên Bình - Tây Ngân Sơn - Phủ Thơng (Phạm Văn Hoàn và nnk, 1981); Na
Hang - Ba Bể (Nguyễn Văn Quý và nnk, 1992); Bảo Lạc (Mai Thế Truyền và nnk,
1997); Cao Bằng - ðông Khê (Nguyễn Thế Cương và nnk, 2000) và Trùng Khánh
(Nguyễn Công Thuận và nnk, 2005) ñã có nhiều dẫn liệu mới về ñịa chất và khống
sản. Ở nhóm tờ Ngun Bình - Tây Ngân Sơn - Phủ Thơng, tại nơi tiếp giáp với
nhóm tờ Hà Quảng các tác giả đã phát hiện được các hố thạch lớn: Pelecypoda,
Crinoidea trong hệ tầng Tĩnh Túc (C2-Ptt). Ở nhóm tờ Cao Bằng - ðơng Khê, các tác
giả đã thành lập hệ tầng Bằng Giang (P3-T1bg) trên cơ sở tách các đá bazan ở phần
thấp của hệ tầng Sơng Hiến (T1sh); đã phát hiện các khống hóa vàng liên quan với
các thành tạo magma phức hệ Cao Bằng. Ở nhóm tờ Trùng Khánh, các tác giả đã có

nhiều dẫn liệu mới về thạch học, cổ sinh cho các thành tạo Devon; đã có những
nghiên cứu khá chi tiết về cấu trúc kiến tạo, ñặc biệt là ñã phát hiện các ñứt gãy
nghịch, chờm nghịch; ñồng thời, ñã xác ñịnh ñược 3 mức tầng chứa quặng mangan...
Năm 2001, Cục ðịa chất và Khoáng sản Việt Nam xuất bản loạt bản đồ địa
chất - khống sản tỷ lệ 1:200.000 ðơng Bắc Việt Nam, trong cơng trình này đã cập
nhật những tài liệu mới nhất của các cơng trình điều tra địa chất khoáng sản tỷ lệ
1:50.000 và các nghiên cứu chuyên ñề. Tuy nhiên trên phạm vi nhóm tờ Hà Quảng
vẫn cịn tồn tại như việc ghép các trầm tích thuộc phần trên của điệp Bắc Bun
(Hồng Xn Tình và nnk, 1976) vào loạt Sơng Cầu, hoặc vẽ diện tích phân bố đá
vơi ở phía tây Thơng Nơng vào hệ tầng Sơng Hiến là khơng hợp lý.
Các cơng trình nghiên cứu chuyên ñề về cổ sinh, ñịa tầng của Phạm Kim
Ngân, Lê Hùng, Nguyễn Hữu Hùng, Tống Duy Thanh, Tạ Hoàng Phương, ðồn
Nhật Trưởng, Vũ Khúc, ðặng Trần Hun... đã có những dẫn liệu về cổ sinh làm cơ
sở cho việc ñịnh tuổi trầm tích cũng như lập lại lịch sử phát triển địa chất vùng.
Trong đó đáng chú ý là các kết quả nghiên cứu của Lê Hùng về trầm tích Paleozoi,
của Vũ Khúc và ðặng Trần Huyên về trầm tích Mesozoi, của ðặng Trần Huyên và


19

nnk. về địa tầng các trầm tích Paleozoi ở ðơng Bắc Bộ. ðặc biệt là những nghiên
cứu của ðặng Trần Huyên và nnk, về ranh giới Permi/Trias ở mặt cắt Nhị Tảo trên
cơ sở nghiên cứu thành phần thạch học, cổ sinh và cổ từ.
Cơng trình nghiên cứu về các thành tạo mafic - siêu mafic Permi - Trias miền
Bắc Việt Nam của Poliakov G.V. và nnk. (1996) đã có những kết quả khá chi tiết về
thạch hố, địa hố, khống vật của các đá magma phức hệ Cao Bằng ở khu vực Hoà
An - thị xã Cao Bằng.
Trong những năm 2009-2010, các nhà ñịa chất thuộc Bảo tàng ðịa chất Việt
Nam ñã phối hợp với các nhà khoa học ðức tiến hành nghiên cứu cổ sinh và môi
trường thành tạo các trầm tích chứa than ở Nà Dương (Lạng Sơn) và khu vực thị xã

Cao Bằng. Kết quả bước ñầu ñã thu thập ñược nhiều hóa thạch cổ sinh vật ở Nà
Dương và thị xã Cao Bằng làm cơ sở xác định điều kiện mơi trường trầm tích và
tuổi của các phân vị ñịa chất ở ñây.
1.2. ðặc ñiểm ñịa chất khu vực Hòa An
1.2.1. ðịa tầng
Tham gia vào cấu trúc ñịa chất khu vực nghiên cứu bao gồm các thành tạo có
tuổi từ Paleozoi đến Kainozoi. Sau đây là mơ tả đặc điểm các hệ tầng:
GIỚI PALEOZOI
HỆ DEVON, THỐNG DƯỚI
Hệ tầng Mia Lé (D1ml)
Hệ tầng Mia Lé ñược gọi tên trên cơ sở "Serie de Mia Le" do Deprat J. xác
lập (1915), theo mặt cắt chuẩn Lũng Cú - Mia Lé, thuộc huyện ðồng Văn, tỉnh Hà
Giang. Trong khu vực nghiên cứu các trầm tích của hệ tầng ñược Bourret R. (1922)
xếp vào “loạt Bồng Sơn” có tuổi Devon sớm, ðovjikov A. E. (1965) xếp vào trầm
tích Eifel (D2e), Phạm ðình Long (1974) xếp vào điệp Mia Lé có tuổi Devon sớmDevon giữa, bậc Eifel (D1-D2eml). Tống Duy Thanh và Javier Ph. (1987) sử dụng
hệ tầng Mia Lé tuổi Praga (D1p). Hệ tầng Mia Lé phân bố thành dải ở phía nam, tây
nam khu vực nghiên cứu. Hệ tầng có thành phần thạch học gồm: đá phiến sét, sét
kết, sét bột kết, bột kết, cát kết xen ít ñá silic sét chứa bột, ñá vôi sét silic, ñá phiến


20

sét sericit chlorit, ít lớp mỏng thấu kính đá vơi vi hạt, đá vơi sét, đá sét vơi. ðá phân
lớp mỏng tới trung bình chứa phong phú hố thạch Tay cuộn. Ranh giới trên chuyển
tiếp lên đá vơi, đá vơi silic màu xám đen có chứa hố thạch Amphipora thuộc hệ
tầng Nà Quản. Ranh giới dưới của hệ tầng chúng ñược chuyển tiếp liên tục từ các
ñá lục nguyên màu tím, tím gụ của hệ tầng Nà Ngần được bắt ñầu là các ñá lục
nguyên màu xám, xám xanh có chứa hố thạch Euryspirifer hoặc đá vơi màu xám.
Dày 100 - 300m.

2

1
Ảnh 1.1: ðá vơi sét màu xám đen phân lớp dày 10-30 cm xen trong ñá phiến
sét, sét bột kết màu xám lục, xám vàng hệ tầng Mia Lé.
1. ðá vơi sét màu xám đen.
2. ðá phiến sét, sét bột kết màu xám vàng, xám lục
HỆ CARBON - HỆ PERMI
Hệ tầng Bắc Sơn (C-Pbs)
Hệ tầng Bắc Sơn do Vũ Khúc (2000) sử dụng trên cơ sở "loạt Bắc Sơn" do
Nguyễn Văn Liêm, xác lập 1978 để mơ tả các khối núi đá vơi Bắc Sơn (tỉnh Lạng
Sơn). Trong vùng phân vị ñã ñược xếp vào các tên khác nhau: thống trung - thượng
hệ Carbon - hệ Pecmi: Dovjicov A.E. và nnk. (1965), Phạm ðình Long và nnk.
(1974), ðồn Kỳ Thụy và nnk. (1976); hệ tầng Bắc Sơn: ðặng Trần Huyên. (2007).
Thành phần thạch học của hệ tầng khá ñồng nhất rất khó phân chia ra các phân vị
nhỏ hơn. Hệ tầng phân bố chủ yếu phía tây bắc, phía tây, tây nam và rải rác các khối


21

nhỏ ở trung tâm vùng nghiên cứu với thành phần thạch học gồm: đá vơi hạt mịn
màu xám đen phân lớp khơng đều xen các lớp silic vơi, vơi silic và ít lớp mỏng đá
phiến sét. Dưới lát mỏng đá vơi có kiến trúc vi hạt, hạt nhỏ cấu tạo khối. ðá vơi
chứa các ổ silic phân lớp mỏng đến dày (15-100cm), hạt mịn, phong hoá màu xám
trắng chỉ gặp ở phần thấp của hệ tầng.
Chiều dày của hệ tầng trên 200m.
HỆ PERMI, THỐNG TRÊN
Hệ tầng ðồng ðăng (P3ññ)
Hệ tầng ðồng ðăng do Phan Cự Tiến, 1978 xác lập trên cơ sở "tầng chứa
bauxit ðồng ðăng" và tầng chứa Paleofusulina của Nguyễn Văn Liêm, 1966. Tên

của hệ tầng ñặt theo tên thị trấn ðồng ðăng (Lạng Sơn). Trong vùng, phân vị ñã
ñược gọi với các tên khác nhau: hệ Permi - thống thượng: ðoàn Kỳ Thụy và nnk,
1976, Lê Hùng, 1977; hệ tầng ðồng ðăng: ðặng Trần Huyên, 2004, ðặng Trần
Huyên, 2007. Hệ tầng ðồng ðăng phân bố ở phía đơng bắc và một diện hẹp phía
tây vùng nghiên cứu. Thành phần thạch học của hệ tầng gồm: cuội kết vơi, sét kết
và phần trên là đá vơi có chứa các vỉa quặng bauxit. Hệ tầng phủ bất chỉnh hợp trên
hệ tầng Bản Cỏng và Bắc Sơn. Chiều dày của hệ tầng trên 50m.
Ảnh 1.2: Quan hệ phủ không chỉnh hợp giữa đá phiến sét vơi, bột kết vơi hệ tầng
ðồng ðăng (1) với đá vơi màu xám trắng phân lớp dày tập 2 hệ tầng Bắc Sơn (2).

P3dñ

C-

2

1


22

Ảnh 1.3: Sạn kết vôi, kiến trúc sạn xi măng lấp ñầy, cấu tạo khối, 40 x nicon +
Hệ tầng Bằng Giang (P3bg)
Hệ tầng Bằng Giang do Nguyễn Thế Cương và nnk (2000) xác lập trên cơ sở
nghiên cứu mặt cắt chuẩn Cốc Cằng - Nà Ngừa vùng sông Bằng Giang, thị xã Cao
Bằng, trên cơ sở tách các ñá bazan ở phần thấp của hệ tầng Sông Hiến (T1sh). Tuổi
hệ tầng Bằng Giang ñược xếp vào Permi muộn-Trias sớm (P3-T1); cũng theo tác giả,
hệ tầng Bằng Giang có quan hệ kiến tạo với các ñá carbonat Paleozoi. Các thành tạo
này trước ñây cũng ñã ñược nhiều tác giả nghiên cứu và xếp vào phần thấp của hệ
tầng Sông Hiến: Dovjicov. 1965, Phạm ðình Long. 1974, Dương Quốc Lập. 1991.

Hệ tầng Bằng Giang phân bố ở phía trung tâm và một dải phía đơng nam
vùng nghiên cứu. Thành phần thạch học gồm bazan porphyr, bazan hạnh nhân,
bazan biến ñổi, tuf bazan, plagiobazan và bazan cầu gối. ðá có màu xanh nhạt , lục
nhạt. Hệ tầng có quan hệ khơng chỉnh hợp với hệ tầng Bắc Sơn (C-Pbs). Bề dày 130
- 300m.

Ảnh 1.4: Bazan porphyr kiến trúc porphyr, nền gian phiến, cấu tạo khối, ñịnh
hướng (40 x nicon +).


23

Ảnh 1.5: Bazan hạnh nhân kiến trúc porphyr nền gian phiến, gian phiến tàn dư, cấu
tạo khối (40 x nicon +).
GIỚI MESOZOI - HỆ TRIAS, THỐNG DƯỚI
Hệ tầng Sông Hiến (T1sh)
Hệ tầng do Vũ Khúc, ðặng Trần Huyên (1995) sử dụng trên cơ sở "điệp Sơng
Hiến" do Vaxilevskaia E. (1962) xác lập dựa theo tên "đá phiến Sơng Hiến" của các
nhà địa chất Pháp. Hệ tầng Sơng Hiến phân bố hầu hết diện tích vùng nghiên cứu.
Thành phần gồm cát bột kết tuf, sét bột kết tuf màu xám tro, chuyển dần lên bột kết,
sét bột kết, cát bột kết, sét bột kết phân dải, thấu kính đá vơi, cát sạn kết tuf, cát kết
tuf, bột kết phân dải, thấu kính cát bột kết, đá phiến sét sericit - chlorit màu xám,
xám tro, xám vàng và sét silic. Hệ tầng có quan hệ giả định là phủ bất chỉnh hợp
trên hệ tầng Bằng Giang. Bề dày 150-300m.

Ảnh 1.6: Cát sạn kết tuf, (15 x nicon +)

Ảnh 1.7: Cát bột kết bị ép (15 x nicon +)

24

Ảnh 1.8: Ryodacit (15 x nicon +)

Ảnh 1.9: Tuf ryolit bị ép,(15 x nicon +)

Ảnh 1.10: Felsit, (15 x nicon +)

Ảnh 1.11: Ryolit porphyr bị ép (15 x nicon +)

HỆ PALEOGEN, THỐNG EOCEN
Hệ tầng Cao Bằng (p3cb)
Hệ tầng Cao Bằng do Trịnh Dánh sử dụng năm 2000 (Vũ Khúc và nnk.,
2000), trên cơ sở điệp cùng tên do ơng và Trần ðình Nhân (1975) xác lập để mơ tả
các trầm tích hạt thơ phân bố ở thị xã Cao Bằng và vùng phụ cận. Hệ tầng Cao Bằng
phân bố ở 2 bên thung lũng sông Bằng Giang. Thành phần gồm cuội, cuội tảng kết
thành phần hỗn tạp; cuội sạn kết thành phần chủ yếu thạch anh, xen các lớp mỏng, thấu
kính cát bột kết, cuội sạn kết, sạn cát kết, bột sét kết, sét bột kết. Hệ tầng Cao Bằng