Đặc điểm quặng hoá antimon vùng đầm hồng, chiêm hoá tuyên quang

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5 MB, 77 trang )

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

Tạ Đình Tùng

ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HĨA ANTIMON VÙNG ĐẦM HỒNG, CHIÊM
HÓA – TUYÊN QUANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2013

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

Tạ Đình Tùng

ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HĨA ANTIMON VÙNG ĐẦM HỒNG, CHIÊM
HÓA – TUYÊN QUANG

Ngành: Kỹ thuật địa chất
Mã số: 60520501

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS Nguyễn Quang Luật
2. TS. Đỗ Quốc Bình

Hà Nội - 2013

i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố
trong bất kỳ cơng trình nào.
Tạ Đình Tùng

ii

MỤC LỤC
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ
Danh mục các ảnh
Mở đầu
Đặc điểm cấu trúc địa chất vùng nghiên cứu
Chương 1.
1.1. Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản
1.2. Bối cảnh kiến tạo vùng Chiêm hóa
1.3. Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu Đầm Hồng
Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu
Chương 2.
2.1. Đặc điểm địa hóa, khống vật học của antimon

2.2. Các kiểu nguồn gốc mỏ antimon
2.3. Một số thuật ngữ sử dụng trong luận văn
2.4. Các phương pháp nghiên cứu quặng hóa antimon
Đặc điểm quặng hóa
Chương 3.
3.1. Đặc điểm phân bố quặng hóa vùng nghiên cứu
3.2. Đặc điểm cấu trúc thân khống
3.3. Đặc điểm biến đổi đá vây quanh
Đặc điểm thành phần vật chất quặng antimon
Chương 4.
4.1. Đặc điểm thành phần khoáng vật quặng
4.2. Đặc điểm cấu tạo, kiến trúc quặng
4.3. Đặc điểm thành phần hóa học quặng
4.4. Thứ tự sinh thành và tổ hợp cộng sinh khoáng vật quặng
Chương 5. Các yếu tố khống chế quặng hóa và nguồn gốc quặng hóa
5.1. Yếu tố magma
5.2. Yếu tố thạch học - địa tầng
5.3. Yếu tố cấu trúc kiến tạo
5.4. Điều kiện thành tạo và nguồn gốc quặng hóa antimon
Kết luận.
Kiến nghị
Tài liệu tham khảo

Trang
i
ii
iii
iv
v
1

5
5
6
8
14
14
19
26
29
33
33
37
38
39
39
42
51
53
56
56
61
62
64
66
67
68

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1:
Bảng 2.2:
Bảng 2.3:
Bảng 2.4:
Bảng 2.5:
Bảng 3.1:
Bảng 3.2:
Bảng 4.1:
Bảng 4.2:
Bảng 4.3:
Bảng 4.4:
Bảng 4.5:
Bảng 4.6:

Các tính chất của antimon và các nguyên tố gần gũi
Hàm lượng antimon trong các loại đá trên trái đất (g/t, ppm)
Các nguyên tố hóa học cộng sinh cùng antimon
Các thành hệ quặng antimon
Các đặc điểm chính của một số thành hệ quặng antimon trên thế
giới
Đặc điểm các thân quặng antimon - vàng mỏ Làng Vài
Đặc điểm các thân quặng antimon - vàng mỏ Khn Phục
Thành phần đơn khống một số khống vật tiêu biểu vùng Đầm
Hồng
Thành phần hóa học quặng antimon mỏ Làng Vài (đới III)
Hàm lượng các nguyên tố quặng trong đá và quặng mỏ Làng Vài
(g/t)
Hàm lượng một số nguyên tố chính ở mỏ Làng Vài
Hàm lượng các nguyên tố chính trong đá và quặng mỏ Khuôn

Phục (g/t).
Thứ tự sinh thành và tổ hợp cộng sinh khoáng vật

Trang
16
17
18
23
24
35
37
42
51
51
52
53
55

iv

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
13

Hình 1.1:

Sơ đồ địa chất mỏ antimon Làng Vài - Chiêm Hóa

Hình 5.1:

Sơ đồ phân bố các mỏ và điểm quặng antimon - Chiêm Hóa trên
nền các đá biến đổi

60

Hình 5.2:

Sơ đồ linement và dị thường địa vật lý vùng Chiêm Hóa

61

v

DANH MỤC CÁC ẢNH
Ảnh 4.1:
Ảnh 4.2:
Ảnh 4.3:
Ảnh 4.4:
Ảnh 4.5:
Ảnh 4.6:
Ảnh 4.7:
Ảnh 4.8:
Ảnh 4.9:
Ảnh 4.10:
Ảnh 4.11:
Ảnh 4.12:
Ảnh 4.13:
Ảnh 4.14:

Ảnh 4.15:

Antimonit có phản xạ kép biểu hiện rõ
Antimonit dạng tấm que trong nền phi quặng cùng pyrit
Arsenopyrit xâm tán xuyên lấp theo khe nứt rạn của pyrit
Antimonit dạng kim que và hạt tha hình trong mạch calcit
Antimonit hạt lớn tha hình thay thế khoáng vật phi quặng và thay
thế pyrit
Antimonit tiếp xúc phẳng với sphalerit (Spl)
Mạch thạch anh (q) – calcit (Ca) chứa antimonit xuyên cắt đá
thành tạo trước chủ yếu là thạch anh.
Pyrit (Py) và Arsenopyrit (Ar) dạng hạt nửa tự hình
Đám berthierit (Be) dạng tấm kim que(10x)
Đám berthierit (Be) dạng tấm kim que(50x)
Antimonit đặc sít với hai hệ thơng song tinh chéo nhau (dưới 1
nicol)
Antimonit đặc sít với hai hệ thông song tinh chéo nhau (dưới 2
nicol)
Antimonit nằm trong mạch carbonat xuyên cắt qua nền khoáng
vật thành tạo trước
Antimonit nằm trong carbonat xuyên lấp trong nền khoáng vật
thành tạo trước
Antimonit dạng đám ổ nhỏ trong đám arsenopyrit

Trang
43
44
44
45
45

46
46
47
47
48
48
49
49
50
50

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Vùng nghiên cứu Đầm Hồng, Chiêm Hóa – Tun Quang có diện tích khơng
rộng nhưng cấu trúc địa chất khá phức tạp. Khống sản chính trong vùng chủ yếu là
antimon, vàng với những biểu hiện arsen đi kèm. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ
ra một số điểm quặng hóa chính thuộc khu vực Làng Vài, Khuôn Phục, Làng
Ngoan,.... Từ những nghiên cứu tổng hợp tài liệu cũ và qua quá trình thi công, tổng
hợp tài liệu đề án “Đánh giá triển vọng khoáng sản ẩn sâu(Pb-Zn, Au-Sb) và các
khoáng sản khác ở các vùng triển vọng thuộc đông nam đới Lô Gâm – Viện Khoa
học Địa chất và Khoáng sản” học viên thấy vấn đề đặc điểm quặng hóa antimon tại
vùng Đầm Hồng, Chiêm Hóa – Tuyên Quang là vấn đề cần quan tâm và nghiên
cứu.
Vì vậy, để góp phần làm sáng tỏ đặc điểm quặng hóa, tiềm năng khống sản
antimon và các khống sản đi kèm nhằm định hướng có hiệu quả cho cơng tác tìm
kiếm, thăm dị và đầu tư phát triển khoáng sản trong thời gian tới của vùng Chiêm
Hóa, học viên lựa chọn đề tài “Đặc điểm quặng hóa antimon vùng Đầm Hồng,

Chiêm Hóa – Tuyên Quang” làm đề tài luận văn tốt nghiệp cao học.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là quặng hóa antimon nằm trong cấu trúc nếp lồi địa
phương Đầm Hồng.
Phạm vi nghiên cứu là vùng Đầm Hồng, Chiêm Hóa – Tuyên Quang (gồm các
xã Ngọc Hội, Phú Bình).
3. Mục tiêu nhiệm vụ của đề tài luận văn
3.1. Mục tiêu
Đề tài luận văn có mục tiêu: Làm sáng tỏ đặc điểm quặng hóa antimon, xác
định các yếu tố khống chế quặng, các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm; nguồn gốc
quặng hóa antimon vùng Đầm Hồng, Chiêm Hóa – Tuyên Quang.
3.2. Nhiệm vụ

2

- Thu thập, tổng hợp và hệ thống hóa các nguồn tài liệu đo vẽ bản đồ địa chất
tỷ lệ 1:200 000; 1:50 000; 1:10 000; 1:2 000 và các tài liệu đo địa vật lý đã được
tiến hành trên phạm vi khu vực nghiên cứu từ trước đến nay.
- Nghiên cứu đặc điểm địa chất - kiến tạo, các thành hệ có liên quan với quặng
hóa antimon, xác định các yếu tố cấu trúc khống chế quặng hóa trong khu vực
nghiên cứu.
- Nghiên cứu đặc điểm phân bố, đặc điểm thành tạo khoáng sản, mối liên quan
giữa thành phần vật chất đá gốc với khống hóa antimon và các khống sản đi kèm.
- Nghiên cứu đặc điểm hình thái, cấu trúc, quy luật phân bố các thân quặng có
triển vọng trong vùng.
- Khoanh định các diện tích triển vọng quặng antimon trong phạm vi khu vực
nghiên cứu trên cơ sở sử dụng tối đa lượng thông tin thu nhận được.
4. Các phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện tốt các nhiệm vụ nêu trên, tác giả sử dụng hệ phương pháp

nghiên cứu sau:
- Thu thập, tổng hợp và phân tích xử lý các tài liệu địa chất, địa hóa, địa vật lý,
trọng sa,...đặc biệt là các tài liệu tìm kiếm chi tiết hóa.
- Khảo sát thực địa, lấy và phân tích bổ sung một số mẫu lát mỏng, khống
tướng, bao thể...
- Phương pháp dự báo định lượng để đánh giá tiềm năng, triển vọng quặng
antimon trong khu vực nghiên cứu.
- Các phương pháp phân tích nghiên cứu thành phần vật chất quặng hóa:
khống tướng, thạch học, bao thể, microzond, quang phổ hấp thụ nguyên tử, nung
luyện...
5. Những điểm mới của luận văn
- Kết quả nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ thêm đặc điểm thành tạo, phân bố
và nguồn gốc quặng hóa antimon vùng nghiên cứu nói riêng và quặng hóa antimon
trong khu vực nói chung.

3

6. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của luận văn
- Làm sáng tỏ và là tài liệu đối sánh cho các cơng tác tìm kiếm thăm dị quặng
hóa antimon ở những khu vực có triển vọng khác, góp phần khoanh định và dự đốn
được sự phân bố quặng hóa một cánh nhanh chóng và xác thực.
- Những kết quả đạt được từ luận văn là những luận cứ quan trọng và cần thiết
cho nghiên cứu và dự đốn quặng hóa antimon ở những khu vực có đặc điểm địa
chất tương đồng.
7. Cơ sở tài liệu của luận văn
Luận văn được hoàn thành trên cơ sở nguồn tài liệu thực tế thu thập trong
công tác đo vẽ bản đồ địa chất khu vực 1:200.000, đo vẽ bản đồ và điều tra khoáng
sản tỷ lệ 1:50.000. Các báo cáo kết quả tìm kiếm chi tiết hóa và đề án thăm dị
khống sản trong vùng.

- Báo cáo kết quả thăm dị đánh giá Au-Sb Hịa Phú – Khn phục và lập bản
đồ dự báo khống sản vùng Chiêm Hóa – Tuyên Quang.
- Báo cáo và tài liệu liên quan đến kết quả tìm kiếm đánh giá triển vọng
khống sản tồn vùng tỉ lệ 1:50.000,1:25.000, 1:10.000, Bản đồ địa chất khoáng sản
khu Hịa Phú, Khn Phục, Làng Vài.
- Đề án “Đánh giá triển vọng khoáng sản ẩn sâu(Pb-Zn, Au-Sb) và các khống
sản khác ở các vùng triển vọng thuộc đơng nam đới Lơ Gâm – Viện Khoa học Địa
chất và Khống sản”
- Các tài liệu về kết quả phân tích mẫu địa hóa, trọng sa, địa vật lý thu thập
trong quá trình đo vẽ lập bản đồ địa chất và điều tra khống sản tỷ lệ 1:50.000 và
báo cáo tìm kiếm chi tiết hóa khống sản vùng nghiên cứu tỷ lệ 1:10.000.
8. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm phần Mở đầu, 5 chương, Kết luận được trình bày trong 70 trang
với 03 hình vẽ và 15 ảnh và 13 bảng biểu.
9. Nơi thực hiện luận văn và lời cảm ơn

4

Luận văn được xây dựng và hoàn thành tại Bộ mơn Khống sản, Trường Đại
học Mỏ - Địa chất. Để hoàn thành luận văn học viên đã nhận được sự động viên,
giúp đỡ và quan tâm nhiệt tình của thầy, cô, các nhà khoa học Trường Đại học Mỏ Địa chất và của Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản. Học viên xin gửi lời chân
thành cảm ơn .
Học viên xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn
Quang Luật, người đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ, chỉ bảo, nhắc nhở và
định hướng cho tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu cho đến khi hoàn
thành luận văn.

5

CHƯƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG
NGHIÊN CỨU
1.1. Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản
Vùng Chiêm Hóa là vùng có nhiều tiền đề, dấu hiệu tập trung quặng hóa, cho
nên các nhà Địa chất và các Đoàn địa chất từ xưa tới nay đến nghiên cứu khá chi
tiết và phong phú về các dạng công tác địa chất.
1.1.1. Công tác đo vẽ địa chất
-

Năm 1960-1965 Liên đoàn Bản đồ đo vẽ địa chất miền bắc Việt Nam. Tỷ
lệ 1/500.000

-

Năm 1968-1973 Đoàn 205(Liên đoàn Bản đồ) đo vẽ địa chất 1/200.000
(tờ Bắc Cạn).

-

Năm 1978-1987 Đoàn 202 (Liên đồn Bản đồ) đo vẽ địa chất 1/50.000
(gồm 2 nhóm tờ Chiêm Hóa và Đại Thị).

-

Từ năm 1960 đến nay: Trong q trình tìm kiếm, thăm dị khống sản
antimon-vàng của Đoàn 401 (Đoàn 32 cũ) và Đoàn 107, tại các khu mỏ
có triển vọng đều tiến hành tìm kiếm và đo vẽ địa chất tỉ lệ 1/2000 đến
1/10.000 (như Làng Vài, Khn Phục, Hịa Phú…)

1.1.2. Cơng tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác
a. Thời kỳ trước năm 1954(trước hòa bình):
-

Quặng Vàng: Thời xa xưa và Pháp thuộc đã khai thác vàng sa khoáng tại
khu vực Đầm Hồng.

-

Quặng Antimon: Thời Pháp khai thác quặng tại Hịa Phú, Khn Phục,
Làng Vài, Cóc Táy…Trong kháng chiến chống Pháp. Bộ Cơng Thương
Chính Phủ Việt Nam dân chủ cộng hòa cũng tiến hành khai thác antimonvàng tại các khu trên để phục vụ kháng chiến.

b. Thời kỳ sau 1954 (hịa bình lập lại):
Nhìn chung cơng tác tìm kiếm, thăm dị và khai thác mỏ tiến hành có hệ
thống tổ chức hơn. Cụ thể:

6

-

Năm 1958-1960 Đồn địa chất 202 tìm kiếm quặng antimon Hịa Phú.

-

Năm 1960-1977 Đồn 401 (đồn 32 cũ) đo vẽ địa chất và tìm kiếm
antimon 1/10.000 khu Đầm Hồng, 1/2000 khu Làng Vài, Khn Phục,
Cốc Táy, Nà Mó, Làng Ải, Hòa Phú…và thăm dò tỷ mỉ quặng antimon
đới III Làng Vài.

-

Năm 1980-1989 Đồn 107 tìm kiếm antimon 1/2000 khu đơng nam đới
IV Làng Vài và Khn Phục , thăm dị tỉ mỉ đới IV Làng Vài. Riêng đối
với vàng , năm 1986-1987 khi tìm kiếm antimon khu Khn Phục phát
hiện có triển vọng vàng nên có kết hợp lấy một số mẫu nghiên cứu và
năm 1989 tại khu Khuôn Phục, Làng Vài lấy 6 mẫu thí nghiệm trong
nghiên cứu khả năng thu hồi vàng trong quặng gốc antimon và vàng.

-

Nhìn chung từ những năm 1990 trờ về trước, Đoàn 401, 107 và các nhà
địa chất chỉ tập trung nghiên cứu đánh giá triển vọng antimon, còn đối
với vàng và các khoáng sản khác chưa quan tâm. Cụ thể trong quá trình
tìm kiếm, thăm dịantimon có tiến hành kết hợp lấy một số mẫu phân tích
vàng, mang tính xem xét khả năng thu hồi vàng kết hợp và chưa coi vàng
là một đối tượng khống sản. Trong khi đó tại các khu Đầm Hồng, Phú
Minh, Làng Giỏm, Vĩnh Gia… có nhiều dấu hiệu triển vọng antimon và
vàng, song vẫn chưa được nghiên cứu.

1.2. Bối cảnh kiến tạo vùng Chiêm Hóa
Vùng Chiêm Hóa thuộc phần đơng, đơng nam đới cấu trúc Lơ Gâm. Theo
quan điểm của kiến tạo động hiện đại, đới kiến trúc sinh khống Lơ Gâm ơm lấy vi
vịm ngun thủy Sơng Chảy về phía đơng, đơng nam và được xem như sinh thành
trong quá trình tăng trưởng quanh vi vòm này. Trên khung cảnh Caledonit rộng lớn
của miền uốn nếp Palezoit Trung - Việt. Vùng nghiên cứu (và đới kiến trúc rộng
hơn Lô Gâm) được thành tạo trên nền kiến trúc uốn nếp có vỏ lục địa tạo nên từ các
kiến trúc đại dương thứ sinh Caledonit và về thực chất nó là một kiểu kiến trúc biển
ven (võng rìa). Tham gia vào khung cấu trúc của đới kiến trúc – sinh khống Lơ

Gâm có các phức hệ vật chất – kiến trúc sau:

7

 Phức hệ vật chất – kiến tạo móng vỏ lục địa cổ - vịm Sơng Chảy.
 Ở phía tây bắc và tây phát triển phức hệ vật chất kiến trúc kiểu vỏ đại
dương thứ sinh bao gồm: a) đunit – peridotit (phức hệ Nậm Bút PZ, nb),
metagabro – diabas (phức hệ Bạch Sa bs). Các thành tạo trên thành tạo hợp tạo
kiểu ophiolit. b) Trầm tích lục nguyên – carbonat, lục nguyên (các hệ tầng: Hà
Giang ɛ2hg, Chang Pung ɛ2cp, Lutxia O1lx).
 Phức hệ vật chất kiến tạo sinh núi kiểu đới va chạm bao gồm: trầm tích
lục nguyên – carbonat – phun trào axit (hệ tầng Pia Phương S2-D1pp), trần tích lục
nguyên dạng molas màu đỏ (hệ tầng Đại Thị D1đt), thành hệ granit-migmatit (phức
hệ Sông Chảy PZ1 – granit đồng va chạm), thành hệ granit (phức hệ Loa Sơn),
thành hệ granit kiềm – sienit (phức hệ Pia Ma – granit kiềm sau va chạm). Các
thành tạo này được biểu hiện dưới dạng các trũng molas (trũng sinh núi) đi kèm các
cấu trúc dạng vòm granit – migmatit và biến chất đồng tâm (Chiêm Hóa, Loa Sơn…
 Phức hệ vật chất kiến trúc nội mảng kiểu bồn trên lục địa bao gồm trầm
tích lục nguyên – carbonat biển nông (các hệ tầng Bản Páp D2bp, Tốc Tát D3tt).
 Trên cùng là phức hệ vật chất kiến trúc hoạt hóa magma – kiến tạo nội
mảng; trầm tích molas lục địa chứa than (hệ tầng Văn Lãng T3n-rvl).
Ở bậc cao hơn, kiến trúc dạng vịm Chiêm Hóa (cấu trúc nếp lồi dạng vịm) có
nhân chứa các khối granit nhỏ và các đới biến chất đồng tâm chiếm vị trí trung tâm
của đới kiến trúc sinh khống Lơ Gâm. Cấu trúc này xuất hiện vào nửa cuối
Paleozoi và liên quan đến vận động tạo vòm khu vực trên nền lục địa và là đại diện
điển hình cho các kiến trúc dạng vịm tương tự khá phổ biến ở đơng bắc Việt Nam.
Phân bố ở trung tâm của kiến trúc dạng vòm Chiêm Hóa là các đá phiến thạch anh –
mica, gneis, đá phiến hai mica – disten – granat, đá phiến hai mica. Phần trung tâm
này được xác định là đới biến chất disten-staurolit. Tại đây có các biểu hiện của các

khối granit, migmatit, plagiogranit nhỏ. Trong phạm vi đới disten – staurolit, đã

8

phát hiện các đá skarn và dạng skarn với tổ hợp cộng sinh khoáng vật: điopsit +
spalerit + epidot + canxit – vezuvian + volastonit + pyroxen + granat. Tiếp ra ngoài
là các đá phiến sericit, sericit – clorit, cát kết thuộc đới clorit – sericit. Kiến trúc
dạng vòm với các đới biến chất đồng tâm Chiêm Hóa chứa khá phong phú các biểu
hiện quặng hóa của Pb-Zn, Au, Au-Ag, Sb, Sb-Au, As, pyrit, barit, Cu, (Sn) và
được thể hiện trên hình 3.1. Các biểu hiện quặng hóa này tạo nên một số thành hệ
quặng điển hình cho khu vực và thuộc về một dãy thành hệ quặng thạch anh – sulfur
vàng xâm nhiễm.
1.3. Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu Đầm Hồng
1.3.1. Địa tầng
Vùng Đầm Hồng nằm ở trung tâm của đới kiến trúc dạng vịm Chiêm Hóa.
Trên diện tích vùng nghiên cứu chủ yếu lộ ra các trầm tích có tuổi Protezozoi và
Paleozoi. Cịn các trầm tích Mezozoi và Kainozoi chỉ lộ ra trên những diện tích nhỏ
hẹp.
Giới Paleozoi
Trong vùng nghiên cứu trầm tích Paleozoi có tuổi từ Cambri đến Devon và
trong khu vực nghiên cứu gặp:
a. Tầng Làng Vài ( theo thang địa tầng tự do) – PZ1-2lv
Tầng Làng vài gồm chủ yếu các đá carbonat xen những lớp mỏng đá phiến
mica, được phân làm 2 phụ tầng:
- Phụ tầng Làng Vài dưới (PZ1-2lv1)
Tầng Làng Vài dưới là những đá cổ nhất trong vùng, bắt gặp trong các cơng
trình là các lỗ khoan. Trên sơ đồ chúng lộ ra thành những chỏm nhỏ mà ranh giới
được giả định là chỉnh hợp với phụ tầng Làng Vài trên (PZ1-2lv2). Phần dưới là
những lớp đá phiến vôi – mica, xen các lớp mỏng đá vơi bị hoa hóa. Tùy vào lượng

clorit, sericit và biotit, flogopit mà đá có màu khác nhau như xám lục, xám nâu và
nâu nhạt. Đá phiến vôi – mica cấu tạo phân lớp mỏng và vi uốn nếp, chiều dày các
lớp phiến vôi khoảng 0.3 – 2.0cm, xen kẹp nhịp nhàng với các lớp mica dày 0.5 –

9

2.0mm. Thành phần vật chất gồm 50-70% canxit, 8-12% flogopit, 8-20% biotit, 515% thạch anh. Chuyển tiếp lên phần trên là đá vơi bị hoa hóa, phân lớp trung bình
và dạng khối, màu xám đến xám trắng đôi khi trắng đục. Cấu tạo khối hoặc phân
lớp dày, kiến trúc hạt biến tinh. Thành phần khoáng vật chủ yếu là canxit tái kết tinh
và tàn dư.
Ở khu vực phía bắc mỏ Làng vài, trên dịng suối Đài Thị tìm được hóa đá
trong đá vơi bị hoa hóa tuổi silua – devon (1965 – Tống Duy Thanh).
Bề dày phụ hệ tầng khoảng 500m.
- Phụ tầng Làng vài trên (PZ1-2lv2)
Phụ tầng Làng Vài trên nằm chỉnh hợp với phụ tầng Làng Vài dưới, chúng lộ
khá phổ biến trong vùng nghiên cứu.
Gồm chủ yếu là các đá phiến sericit, phần ít là đá phiến sét, đá phiến mica,
xem kẹp thấu kính đá vơi bị hoa hóa. Đá phiến sericit thành phần chủ yếu là thạch
anh (40-50%), sericit (35-40%), đôi khi thấy đi kèm với hạt pyrit bị oxi hóa thành
hydroxit sắt. Cấu tạo phân phiến và vi uốn nếp.
Bề dày phụ tầng khoảng 25-50m.
b. Tầng Đài Thị (PZ1-2dt)
Tầng Đài Thị nằm chỉnh hợp lên đá phiến sericit của tầng Làng Vài. Phân bố
kéo dài thành dải theo phương vĩ tuyến, ở phía bắc mỏ Làng Vài, một phần bao
quanh phía đơng nam mỏ Làng Vài. Thành phần thạch học chủ yếu là cát kết và cát
kết dạng quarzit màu vàng nhạt, nâu nhạt, xám nâu. Kiến trúc hạt vảy biến tinh, hạt
mịn và nhỏ, kết cấu vững chắc. Thành phần khoáng vật gồm 55-60% thạch anh, 520% sericit, 2-10% hydroxit sắt. Thạch anh thường gặp ở dạng hạt nhỏ, méo mó,
kích thước 0.05-0.25mm, sericit gặp ở dạng vảy nhỏ dài, sắp xếp định hướng. Xen
kẹp trong cát kết còn gặp những lớp mỏng đá phiến sericit- thạch anh, quarzit, tinh

khiết màu trắng trong dày 5-10cm.
Bề dày của tầng Đài Thị khoảng 200-300m.

10

c. Hệ Đệ tứ(Q)
Phủ lên các đá trầm tích Paleozoi là các lớp đá thuộc hệ đệ tứ, trên sơ đồ
khơng phân chia chi tiết được các trầm tích của hệ này. Chúng phân bố trong những
diện tích hẹp, ven các bờ suối, thung lũng nhỏ. Chiều dày khoảng 0.5-1.0 mét cho
tới vài chục mét. Thành phần chủ yếu là những mảnh cuội sắc cạnh, độ mài tròn
yếu, sạn, cát và sét.
1.3.2. Magma xâm nhập – biến chất
a. Phức hệ Ngân Sơn(γPZ2ns1)
Magma thuộc phức hệ Ngân Sơn lộ ra một phần nhỏ ở phía tây nam khu vực
nghiên cứu. Thành phần thạch học gồm granit 2 mica, plagiogranit, đôi nơi gặp đá
mạch anbitit. Granit 2 mica bị ép mạnh nên có khuynh hướng phiến trạng, đơi chỗ
gặp dạng gơnai. Đá màu trắng nhạt, nâu nhạt, nhiều vảy sáng của muscovit và nâu
của biotit. Kiến trúc hạt biến tinh. Thành phần gồm anbit (30-35%), oligioclaz (2530%), thạch anh (25-35%), muscovit (8-10%), biotit (2-5%), còn lại là epidot và
apatit. Còn Plagiogranit bằng mắt thường khó phân biệt với granit 2 mica, chúng bị
cà nát mạnh và có khuynh hướng phiến trạng. Thành phần gồm Plagioclaz (65%),
thạch anh vụn nát (25%), muscovit (5%), sắp xếp định hướng, một phần nhỏ là
apatit, tuamalin. Đá mạch anbitit màu trắng phớt lục, hạt nhỏ và đều. Thành phần
gồm anbit (65%) , thạch anh (25%), mica (10%), ít clorit.
Đá vây quanh là đá phiến thạch anh – mica xen đá phiến thạch anh – sericit, đá
phiến sericit thuộc phụ hệ tầng 1 - hệ tầng Chiêm Hóa bị biến chất tiếp xúc qua các
biến đổi gơnai hóa, skarn – granat – diopxit, sừng hóa…
Căn cứ vào đặc điểm thach học, các hiện tượng biến chất tiếp xúc, các nhà địa
chất đoàn 202 khi đo vẽ địa chất 1/50.000 đã xếp chúng vào phức hệ Ngân Sơn, pha
1, thành tạo vào Paleozoi giữa (γPZ2ns1).

1.3.3. Kiến tạo
Đây là vùng có hoạt động uốn nếp và phá hủy kiến tạo mạnh. Trung tâm của
các hoạt động này là nếp lồi Làng Vài. Đứt gãy Làng Vài kéo dài theo phương trục

11

nếp lồi. Phía Bắc nếp lồi Làng Vài, các nếp lõm phát triển theo phương vĩ tuyến,
thành dạng dải, uốn lượn nhịp nhàng, cịn các phía khác hoạt động uốn nếp phức tạp
hơn.
Hoạt động phá hủy kiến tạo phát triển các đứt gãy, khe nứt theo 2 phương
chính là vĩ tuyến và ĐB-TN:
- Nếp lồi Làng Vài là một nếp lồi khơng cân, kéo dài theo phương vĩ tuyến.
Cánh phía Bắc và Đông Bắc nếp lồi, các lớp đá cắm về phía Tây Bắc –Bắc rồi
chuyển dần về phía Đơng Bắc – Đơng, góc dốc trung bình từ 40-50 độ. Cịn cánh
phía Nam và Tây Nam, do ảnh hưởng của các phá hủy kiến tạo, các lớp đá có thế
nằm khơng ổn định, như ở cánh phía bắc nếp lồi. Điểm quặng Khn Phục ở phía
Tây Nam mỏ Làng Vài, hình thành một nếp lõm gần đối xứng. Trong nhân nếp lồi
Làng Vài các lớp đá bị hoa hóa và đá phiến sericit-thạch anh bị uốn lượn mạnh, thế
nằm không ổn định.
- Chạy dọc theo trục kéo dài của nếp lồi Làng Vài là đứt gãy Làng Vài. Trong
sơ đồ địa chất 1/10.000, đứt gãy này kéo dài đến 3km và cịn kéo dài theo 2 phía
Đơng và Tây đến 10km. Đó là một đứt gãy lớn, gây nên hiện tượng cà nát các đá
vây quanh như đá vôi, đá phiến sericit-thạch anh.
- Bên rìa đứt gãy Làng Vài, xuất hiện nhiều khe nứt tách kéo dài phương Tây
Nam – Đơng Bắc. Chúng tạo thành góc khoảng 40-50 độ so với đứt gãy Làng Vài.
Các khe nứt này kéo dài vài chục mét đôi khi đến vài trăm mét. Bề mặt khe nứt gồ
ghề, lượn sóng và phần lớn dốc đứng (70-85o), đơi khi thấy những mặt trượt thoải
15-30o. Rìa khe nứt các lớp đá bị cà nát mạnh và dốc đứng. Hệ thống khe nứt này
thường tập trung vào những khu vực nhất định và chứa những thân quặng antimon.

- Hoạt động phá hủy kiến tạo cuối cùng sinh ra một số đứt gãy và khe nứt
phương Tây Bắc-Đông Nam, dốc đứng, các đứt gãy này gây ra hiện tương xê dịch
địa tầng trên bình đồ khu vực. Cịn các khe nứt là loại khe nứt cắt, độ mở hẹp và
vách phẳng, kéo dài 10-20m. Phần lớn là những khe nứt không chứa quặng

12

antimon, một vài khe nứt chứa thạch anh – pyrit – asenopyrit, nhưng khơng có giá
trị cơng nghiệp.
Nhìn chung về cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu ta có thể thấy rằng:
- Các trầm tích cổ thuộc Paleozoi có chiều dày tương đối lớn (700-800m) .
Thành phần vật chất phức tạp của một móng kết tinh cổ. Do tính chất cơ lý và thành
phần vật chất khác nhau của các lớp đá, nên các lớp đá carbonat trở thành lớp đá tạo
điều kiện thuận lợi cho tập trung quặng antimon, còn các lớp đá phiến sericit-thạch
anh trở thành màn chắn quặng.
- Các hoạt động kiến tạo diễn ra trong nhiều thời kỳ sinh ra nhiều hệ thống đứt
gãy và khe nứt tập trung chính ở trục nếp lồi. Các đứt gãy phần lớn là chờm nghịch.
Các khe nứt chứa quặng đều là khe nứt tách, đó là những kênh dẫn quặng có giá trị.
- Liên quan giữa các thành tạo xâm nhập với các phá hủy kiến tạo, cũng như
liên quan với việc tập trung quặng antimon chưa rõ ràng.

13

14

CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU

2.1. Đặc điểm địa hóa, khống vật học của antimon
Antimon (Sb) có số thứ tự trong bảng tuần hồn hóa học là 51, thuộc phân
nhóm chính nhóm V (As – Sb – Bi). Antimon có hai đồng vị bền vững (121Sb và
123

Sb, các đồng vị này quyết định tính chất địa hóa của antimon) và 22 đồng vị

khơng bền vững (thời gian bán phân hủy từ vài giây đến hàng năm). Xét tiêu chuẩn
15% sai lệch bán kính nguyên tử trong thay thế đồng hình (tiêu chuẩn Goldschmidt)
và các tính chất địa hóa và hóa học thì antimon có khả năng thay thế đồng hình với
As, Bi, Sn, Se, Te, S, Cu, Pb, Hg. Các cặp thay thế đồng hình có thể là [262]: Sb3+ Bi3+, Sb3+ - As3+, Sb5+ - Bi5+, Sb5+ - Bi3+, Sb5+ - As3+, Sb3+ - As5+, Sb3+ - Te4+, Sb5+ Te6+, Sb3+ - Pb4+…
2.1.1. Tính chất địa hóa của antimon
Antimon là một nguyên tố mang tính chất chalcofil (tính ưa đồng) đặc trưng
và tham gia vào một loạt các hợp chất dạng sulfur, selenur, telur, arsenur và các
sulfo muối với Bi, Ag, Cu, Pb, Au, Fe, Zn…Đặc biệt, trong một số trường hợp riêng
biệt (điều kiện hóa lý, dạng tập trung hay phân tán), antimon có khả năng thể hiện
các tính chất địa hóa khác: lithofil, siderofil, trung tính (tự sinh)…Ở dạng tự do,
antimon có dạng tinh thể màu trắng bạc. Trong các hợp chất tự nhiên, antimon
thường có hóa trị +3 và +5. Tính chất chalcofil là tính chất địa hóa quan trọng nhất
của trong các tính chất địa hóa của antimon. Các mỏ lớn về quy mô, trữ lượng đều
là các mỏ chứa khống vật chính là các khống vật dạng sulfur (aitimonit,
livingstonit, berthierit ...). Các khoáng bật sulfur chứa antimon cũng rất phổ biến.
Các nhà nghiên cứu đưa ra nhiều số liệu phong phú về hàm lượng của antimon
trong các thành tạo khác nhau của tự nhiên:


Hàm lượng antimon trong vũ trụ: 1,7 nguyên tử trên 106 số nguyên tử

Si (V.M. Goldschmidt, S. Brown – 1937), 0,352 (Andres, Ebiraha 1982).

15



Hàm lượng antimon trong mặt trời: 0,2 nguyên tử trên số 106 số

nguyên tử Si (Coles – 1969), 0,309 (Anders, N.Grevess – 1989).


Hàm lượng antimon trong vỏ trái đất (vỏ thạch quyển) (Clack) như

sau: 5.10-5% (A. E. Fersman – 1933, 1936, 2939, 0,32 ( V. I. Popov – 1963)
Hàm lượng antimon trong các loại đá trên trái đất được đưa ra ở bảng 1.2.


Hàm lượng antimon trong thiên thạch: 9,8.10-5% (S. T. Badalov –

1982)


Hàm lượng antimon trong lớp manti của trái đất: 1,28.10-1% nguyên

tử trên 106 số nguyên tử Si (A. P. Vinogradov – 1970).


Hàm lượng antimon trong nước đại dương: 5.10-8 (A. P. Vinograddov

– 1967).


Hàm lượng antimon trong sinh quyển – 1,25 nguyên tử trên 106

nguyên tử Si (A. A. Yaroshevsky).


Hàm lượng antimon trong đất: 5.10-4% (L.N. Ovchinikov, 1990);

trong bauxit: 2.10-4%; trong photsphorit: 1,2.10-4%, trong trầm tích hiện đại:
2.10-4% ( G. N. Baturin, 1988).
(xem bảng 2.1 và bảng 2.2)
2.1.2. Các khoáng vật của antimon và khả năng tạo khoáng của antimon
Trong tự nhiên nguyên tố antimon có thể kết hợp với 44 nguyên tố hóa học
khác tạo nên hơn 400 khống vật. Antimon có trị số clark nhỏ 5.10-5% song lại tạo
ra một số lượng lớn các khoáng vật. Các khoáng vật quan trọng của antimon là:
Antimonit – Sb2S3(71,6% Sb), Berthierit – FeSb2S4 (57% Sb), Livingstonit –
HgSb4S8 ( 51,6% Sb), Jamesonit Pb4FeSb6S14 (35,4%Sb), Nadorit – PbSbO2Cl
(31% Sb), Gudmundit – FeSbS(57,8% Sb), Chancostibit – CuSbS3 (51,3% Sb),
Tetrahedrit – Cu12Sb14S13 (25,7% Sb), Valentinit – Sb2O3 thoi(83,5% Sb),
Senarmontit – Sb2O3(83.5% Sb), Kermesit – Sb2S2O ( 75,3% Sb), Cervantit –
Sb2O4(79,2% Sb), Stibiconit – CaSb2O6OH (76,4%).

16

Bảng 2.1: Các tính chất của antimon và các nguyên tố gần gũi
Sb

As

Bi

Sn

Te

Se

Pb

Cu

Ag

Au

Hg

S

Số thứ tự (Z)

51

33

83

50

52

34

82

29

47

79

80

16

Khối lƣợng nguyên tử (oA)

121.75

74.52

206.98

118.69

127 60

78,96

207.19

63.54

107.87

107.87

203.59

32.064

Thể tích ngun tử (oA3)

17.475

13.579

25.242

16.522

10.771

6.709

22.449

8.785

12.77

12.77

17.157

4.712

Tỉ trọng riêng (g/cm3)

6.694

5.778

9.817

5.769

6.272

4.808

11.34

8.933

10.499

10.499

14.393

2.085

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

630.5

814

271

231.9

452

217

327.5

1083

960.5

950.5

-38.9

112.8

Nhiệt độ sơi (oC)

1440

610

1470

2270

1390

680

1744

2595

2215

2215

357

444.6

Bán kính ngun tử (oA)

1.61

1.48

1.82

1.58

1.37

1.6

1.75

1.28

1.44

1.44

1.6

1.04

Thế năng ion hóa (I1)

8.64

9.81

7.287

7.332

9.01

9.75

7.415

7.724

7.574

7.574

10.434

10.357

Độ ái điện

1279

1438

1284

936

1705

1911

1013

177

174

174

431

1022

Bán kính orbital (oA)

1.45

1.15

1.6

1.45

1.4

1.15

1.8

1.63

1.6

1.5

1

Entropi

5.339

6.073

5.013

3.406

5.781

2.653

1.928

2.229

2.186

2.186

2.342

0.86

Độ âm điện

1.82

2.2

2 02

1.72

2.1

2.48

1.9

1.8

1.9

1.9

4

2,44

Số đồng vị bền vững

2

1

1

10

8

6

4

2

2

2

7

4

Bán kính ion (oA)

5+:0.62

5+:0.47

5+:0.74

4+:0.67

6+:0.56

4+:0.35

2+:1.26

1+:0.96

1+:1.13

1+:1.37

2+:1.12

6+:0.30

3+:0.62

3+:0.69

3+:1.2

2+:0.93

4+:0.89

6+:0.69

4+:0.84

2+:0.72

2+:0.89

3+:0.85

3+:0.85

4+:0.37

5+:2.08

3+:191

3+:2.13

2+:2.22

4+:1.93

2+:1.86

17

Bảng 2.2: Hàm lƣợng antimon trong các loại đá trên trái đất (g/t, ppm)
Đá trung

Đá axit:

tính:

granit,

andesit

granitoid

0.2

-

0.2

0.1

0.1

0.2

0.26

0.1

0.1

0.1

0.22

0.2

-

0.2

0,1

0,2

0.2

0.2

-

0.3

0.2

0.34

0.21

0.2

0.22

1.1

0.1

0.2

0.4

0.6

1.0

0,12

0.5

0.34

-

0.2

0.22

Đá siêu

Đá basic:

basic

basalt

-

0.1

0.5

Clark

K.K

Đá

Đá trầm

Đá

syenit

tích

carbonat

-

0.2

Đá sét,
đá phiến
sét

Đá cát, cát
kết

Thiên thạch

Turekran,

K.H. VVedepohn,

0.n

1.4

0.0n

1961
A.P. Vinogradov.
1962
S.R.

Taytor.

1964.1968.
AA.

Beus.

Grigorian, 1975

2

-

2

0.1

0.2

1.5

0.0n

0.23

1.5

0.0n

-

0.2

1.4

1.2

2.5

1

A.N.
Ovichinikov.
1990
Yu.G.
Scherbakov. 1995
NA.
2003

Grigoriev,

0.1

2.6

18

Bảng 2.3: Các nguyên tố hóa học cộng sinh cùng antimon
Chu kỳ

1

2