Tài liệu Tóm tắt luận án tiến sĩ địa chất nghiên cứu phân loại các kiểu mỏ và đánh giá tiềm năng khoáng sản đồng đới phan si pan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ---------------- PHAN VIẾT SƠN NGHIÊN CỨU PHÂN LOẠI CÁC KIỂU MỎ VÀ ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KHOÁNG SẢN ĐỒNG ĐỚI PHAN SI PAN Ngành : Kỹ thuật địa chất Mã số: 62.52.05.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ ĐỊA CHẤT Hµ Néi - 2016 Công trình được hoàn thành tại Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Nguyễn Quang Luật, Đại học Mỏ - Địa chất 2. TS. Nguyễn Tiến Dũng, Đại học Mỏ - Địa chất Phản biện 1: PGS.TS. Đặng Xuân Phong, Tổng hội Địa chất Việt Nam Phản biện 2: PGS.TS. Trần Bỉnh Chư. Đại học Mỏ - Địa chất Phản biện 3: TS. Đào Thái Bắc, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất, P. Đức Thắng Q. Bắc Từ Liêm - Hà Nội Vào hồi ....... giờ, ngày ....... tháng ........ năm 2016 Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Quốc gia - Hà Nội hoặc Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất 1 më ®Çu 1. Tính cấp thiết của đề tài Đồng là kim loại màu có nhiều đặc tính quý, đồng và các hợp chất của nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, nông nghiệp và trong đời sống hàng ngày của con người. Vì vậy, việc tìm kiếm, thăm dò và khai thác các mỏ quặng đồng là mục tiêu vô cùng quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của mỗi quốc gia. Trên thế giới, đồng đã được phát hiện và sử dụng từ ít nhất cách ngày nay 10.000 năm. Tổng sản lượng đồng kim loại được sản xuất và tiêu thụ trên thế giới năm 2009 là trên 18 triệu tấn, trong đó các nước sản xuất đồng chủ yếu hiện nay gồm: Chile (2,8 triệu tấn), Trung Quốc (2,6 triệu tấn), Hoa Kỳ (1,2 triệu tấn), Indonesia (0,26 triệu tấn), và Philipin (0,17 triệu tấn). Ở nước ta hiện nay quặng đồng đã và đang được tìm kiếm, thăm dò và khai thác tại 3 khu vực, đó là: Bờ tây của Sông Hồng giữa biên giới Lào Cai Việt Nam và Trung Quốc; lưu vực sông Lục Ngạn và khu vực ở phía tây bắc Bắc Bộ, các mỏ đồng Cốc Phát, Bản Mùa, Huổi Long thuộc đới Sông Đà. Ngoài ra, các tụ khoáng Cu cũng đã được phát hiện tại Bắc Trung Bộ và Trung Trung Bộ như Thanh Hóa, Quảng Bình, Quảng Ngãi... (Nguyễn Ngọc Liên và nnk., 1995; Trần Văn Trị, 2000). Tuy nhiên, vùng quặng có trữ lượng lớn tập trung chủ yếu ở Tây Bắc Việt Nam như vùng Sin Quyền, Lào Cai, vùng Bản Phúc, Sơn La, quặng đồng ở đây được tìm thấy từ những năm 1960, được xếp vào loại giàu, hàm lượng đồng 0,5 - 2,5% Cu, hàm lượng vàng 2 g/t Au và một lượng nhỏ niken. Tổng trữ lượng tài nguyên dự báo khoảng trên 2 triệu tấn Cu, trong đó đã thăm dò và đánh giá trữ lượng được 1,24 triệu tấn. Hiện nay, tổ hợp khai thác, tuyển, luyện đồng tại vực mỏ đồng Sin Quyền, huyện Bát Xát và khu công nghiệp Tằng Loỏng, tỉnh Lào Cai mỗi năm sản xuất khoảng 10.000 tấn Cu kim loại. Đới Phan Si Pan có cấu trúc và lịch sử phát triển địa chất rất phức tạp, là nơi phát triển phong phú các loại hình mỏ đồng. Do đó, từ trước đến nay đới Phan Si Pan đã được rất nhiều các nhà địa chất trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu. Công tác địa chất tiến hành từ đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ nhỏ - lớn cho đến công tác tìm kiếm, thăm dò chi tiết đối với quặng hóa đồng. Việc nghiên cứu phân chia các kiểu mỏ đồng trong phạm vi đới Phan Si Pan cho đến nay vẫn còn có những tranh luận chưa thống nhất. Vì vậy, việc nghiên cứu có hệ thống và 2 phân chia các kiểu mỏ một cách hợp lý, góp phần nâng cao hiệu quả cho công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác sử dụng quặng đồng trong phạm vi đới Phan Si Pan nói riêng và toàn khu vực Tây Bắc Việt Nam nói chung là rất cần thiết và cấp bách. Xuất phát từ nhu cầu của thực tiễn khách quan nêu trên, NCS lựa chọn đề tài Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu phân loại các kiểu mỏ và đánh giá tiềm năng khoáng sản đồng đới Phan Si Pan” nhằm góp phần giải quyết vấn đề cấp thiết là phân chia một cách khoa học các loại hình mỏ đồng trong khu vực, tạo cơ sở khoa học dự báo tài nguyên có kết quả tiệm cận sát với thực tế của quặng hóa đồng đới Phan Si Pan. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Đề tài luận án có mục tiêu phân loại được các kiểu mỏ đồng ở đới Phan Si Pan trên cơ sở sử dụng các bài toán địa chất và đặc điểm quặng hóa đồng; tạo cơ sở khoa học cho việc đánh giá tiềm năng tài nguyên khoáng sản đồng, phục vụ có hiệu quả cho công tác tìm kiếm, thăm dò và phát triển mỏ trong khu vực nghiên cứu. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án - Thu thập, tổng hợp và hệ thống hóa các tài liệu hiện có về địa chất khoáng sản đới Phan Si Pan; các tài liệu liên quan đến quặng đồng đã được công bố ở Việt Nam và trên thế giới. - Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất và đặc điểm quặng hoá các kiểu mỏ đồng ở đới Phan Si Pan thuộc Tây Bắc Việt Nam. - Nghiên cứu phân loại các kiểu mỏ đồng ở khu vực nghiên cứu trên cơ sở áp dụng các bài toán địa chất. - Đánh giá tài nguyên, trữ lượng đồng trong các kiểu mỏ đồng đã xác lập nhằm tạo luận cứ khoa học và cơ sở thực tiễn để định hướng công tác tìm kiếm, thăm dò và đầu tư phát triển mỏ tiếp theo. 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu là các mỏ, điểm quặng, biểu hiện quặng đồng và các thành tạo địa chất liên quan quặng hóa đồng. - Phạm vi nghiên cứu là đới Phan Si Pan - Tây Bắc Việt Nam. 5. Các phƣơng pháp nghiên cứu - Áp dụng phương pháp tiệm cận hệ thống kết hợp phương pháp nghiên cứu địa chất truyền thống nhằm nhận thức bản chất địa chất của đối tượng nghiên cứu và đặc điểm phân bố quặng đồng trong khu vực nghiên cứu. - Áp dụng có lựa chọn phương pháp toán địa chất, kết hợp một số bài toán logic với sự trợ giúp của phần mềm chuyên dụng để giải quyết từng nội dung nghiên cứu của luận án. 3 - Áp dụng phương pháp mô hình hóa để nhận thức đối tượng nghiên cứu và khai thác mô hình để dự báo chất lượng và đánh giá tài nguyên, trữ lượng quặng đồng. - Sử dụng hệ phương pháp dự báo sinh khoáng định lượng và tính trữ lượng để đánh giá tài nguyên, trữ lượng quặng đồng ở đới Phan Si Pan. 6. Những điểm mới của luận án 1. Áp dụng tổ hợp bài toán logic và một số phương pháp toán địa chất kết hợp phương pháp địa chất truyền thống cho phép xác lập các kiểu mỏ đồng công nghiệp trong đới Phan Si Pan bảo đảm độ tin cậy và phù hợp với tài liệu hiện có. 2. Kết quả nghiên cứu xác nhận trong đới Phan Si Pan có 3 kiểu mỏ đồng khác nhau, đó là: Kiểu mỏ đồng Sin Quyền đặc trưng là mỏ Sin Quyền, Vi Kẽm, Suối Thầu, Tả Phời; Kiểu mỏ Lũng Pô đặc trưng là kiểu mỏ đồng Lũng Pô; Kiểu mỏ đồng Làng Phát đặc trưng là mỏ đồng Làng Phát, An Lương. 3. Áp dụng kết hợp các phương pháp toán địa chất với phương pháp tiệm cận hệ thống đánh giá tiềm năng khoáng sản đồng đới Phan Si Pan bảo đảm độ tin cậy thỏa đáng, kết quả đánh giá chỉ rõ tiềm năng tài nguyên quặng đồng ở khu vực nghiên cứu là khá lớn và khoanh định được vùng có triển vọng cần đầu tư tìm kiếm, thăm dò phát triển mỏ trong thời gian tiếp theo. 7. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Xác lập trong đới Phan Si Pan có 3 kiểu mỏ đồng có các đặc điểm riêng, đó là: Kiểu mỏ đồng Sin Quyền bao gồm các mỏ Sin Quyền, Vi Kẽm, Suối Thầu, Tả Phời phân bố trong thành tạo biến chất hệ tầng Sin Quyền 2 (PPsq2) chứa các nguyên tố Cu-Fe-Au-TR; Kiểu mỏ đồng Lũng Pô gồm mỏ đồng Lũng Pô phân bố trong thành tạo phun trào hệ tầng Viên Nam (T1vn) chủ yếu là nguyên tố Cu; Kiểu mỏ đồng Làng Phát bao gồm các mỏ đồng Làng Phát, An Lương phân bố trong các thành tạo thuộc hệ tầng Sin Quyền 2 (PPsq2) và hệ tầng Sa Pa (NPsp) chứa các nguyên tố Cu-Au. Luận điểm 2: Tiềm năng quặng đồng đới Phan Si Pan là khá lớn và phân bố tập trung thành 3 vùng có triển vọng cần đầu tư tìm kiếm, thăm dò phát triển mỏ phục vụ chiến lược phát triển ngành công nghiệp khai khoáng trong khu vực nói riêng và của Việt Nam nói chung. 8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài a. Ý nghĩa khoa học - Góp phần hiện đại hoá phương pháp nghiên cứu phân loại kiểu mỏ quặng đồng nhờ áp dụng các tiến bộ khoa học công nghệ và các phương pháp toán địa chất. 4 - Góp phần làm sáng tỏ quy luật phân bố quặng hoá đồng trong đới Phan Si Pan. Xác định các tiền đề, dấu hiệu tìm kiếm quặng đồng làm cơ sở khoa học đề xuất nhiệm vụ điều tra, đánh giá tổng thể quặng đồng trong khu vực nghiên cứu. - Kết quả nghiên cứu của luận án đóng góp cho việc nhận thức đầy đủ và toàn diện hơn về bản chất quặng hoá đồng ở đới Phan Si Pan. b. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu là cứ liệu có giá trị tham khảo trong việc định hướng quy hoạch công tác tìm kiếm, thăm dò, phát triển mỏ đới Phan Si Pan nói riêng và khu vực Tây Bắc Việt Nam nói chung. - Kết quả nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ thành phần vật chất và các nguyên tố đi kèm trong quặng đồng ở đới Phan Si Pan; là cơ sở định hướng công tác khai thác, tuyển luyện thu hồi và sử dụng hợp lý, tiết kiệm, kết hợp bảo vệ tài nguyên khoáng và bảo vệ môi trường. 9. Kết cấu của luận án Luận án gồm 141 trang đánh máy vi tính, 50 sơ đồ, hình vẽ, 35 biểu bảng tính toán và 69 tài liệu tham khảo được trình bày thành 5 chương. 10. Cơ sở tài liệu của luận án - Luận án được hoàn thành trên cơ sở nguồn tài liệu thực tế đa dạng và phong phú thu thập trong công tác đo vẽ bản đồ địa chất khu vực tỷ lệ 1:500.000, 1:200.000, 1:50.000, 1:10.000 khu vực đới Phan Si Pan. Các báo cáo tìm kiếm - thăm dò và khai thác khoáng sản do các Đoàn địa chất, các cơ sở sản xuất địa chất thực hiện từ trước tới nay. - Các nguồn tài liệu do bản thân tác giả thu thập trong quá trình thực hiện đề tài Khoa học và Công nghệ cấp Bộ với tiêu đề: “Nghiên cứu áp dụng phương pháp toán tin địa chất trong so sánh, phân loại, đánh giá tiềm năng các kiểu mỏ đồng thuộc phạm vi đới cấu trúc Phan Si Pan - Tây Bắc Việt Nam, mã số B2010-02-100”. Tác giả đã thu thập, xử lý và phân tích bổ sung một khối lượng mẫu khá lớn gồm: phân tích bổ sung 254 mẫu khoáng tướng, 31 mẫu quang phổ ICP, 25 mẫu lát mỏng; thu thập 3081 mẫu quang phổ kim lượng nguyên sinh đá gốc, 12631 mẫu hóa cơ bản Cu, khoảng 1500 mẫu hóa nhóm, khoảng 500 mẫu khoáng tướng, khoảng 200 mẫu lát mỏng,.... 11. Nơi thực hiện đề tài Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, Khoa Địa chất Trường Đại học Mỏ - Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Quang Luật và TS. Nguyễn Tiến Dũng. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy hướng dẫn. 5 Trong quá trình thu thập tài liệu và hoàn thành luận án, tác giả đã nhận được sự quan tâm tạo mọi điều kiện thuận lợi của Ban giám hiệu, Khoa Địa chất, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam. Tác giả đã nhận được sự góp ý và động viên của các nhà khoa học: GS.TS. Đồng Văn Nhì, PGS.TS. Đặng Xuân Phong, PGS.TS. Đỗ Đình Toát, PGS.TS. Nguyễn Phương, PGS.TS. Nguyễn Văn Lâm, PGS.TS. Trần Bỉnh Chư, PGS.TS. Phạm Văn Trường, PGS.TS. Lê Tiến Dũng, PGS.TS. Trương Xuân Luận, PGS.TS. Trần Thanh Hải, PGS.TS. Lương Quang Khang, TS. Hoàng Văn Long, TS. Trần Mỹ Dũng, TS. Ngô Xuân Thành, TS. Bùi Hoàng Bắc và nhiều nhà khoa học của khoa Địa chất, trường Đại học Mỏ - Địa chất. Nhân dịp này tác giả xin chân thành cảm ơn các cơ quan, các nhà khoa học và các đồng nghiệp nêu trên. Tác giả cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các nhà khoa học, những tác giả đi trước đã cho phép NCS sử dụng và kế thừa những kết quả nghiên cứu của mình. Néi dung luËn ¸n Chƣơng 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT ĐỚI PHAN SI PAN - TÂY BẮC VIỆT NAM 1.1. Vị trí vùng nghiên cứu trong cấu trúc địa chất khu vực Theo cách phân chia các đơn vị cấu trúc địa chất Miền Bắc Việt Nam của Dovjikov A.E. và nnk (1965), vùng nghiên cứu là đới cấu trúc Phan Si Pan, thuộc miền kiến tạo Tây Bắc Bộ. Diện tích vùng nghiên cứu đã được Trần Văn Trị và nnk (2009) gọi là “Địa khu biến chất cao Hoàng Liên Sơn”, với hàm ý rằng chúng là địa khu vỏ lục địa Tiền Cambri bị tái biến cải trong Phanerozoi. Theo các tác giả này, “Địa khu biến chất cao Hoàng Liên Sơn” nối liền với Ailaoshan (Trung Quốc) là phần rìa tây nam của craton Dương Tử. 1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất đới Phan Si Pan - Giai đoạn trước năm 1954: Công tác nghiên cứu địa chất do các nhà địa chất Pháp tiến hành với các công trình của L. Deprat đã có những công trình nghiên cứu chuyên đề hoặc tổng hợp về địa tầng ở Đông Dương và Vân Nam (1912, 1916, 1917), của Ch. Jacob (1921) trong công trình của mình đã phản ánh được rõ nét các cấu trúc địa chất vùng Bắc Trung Bộ đến hạ lưu Sông Đà, của J. Fromaget (1933, 1937, 6 1952) trong công trình về địa chất tây bắc Bắc Bộ và Thượng Lào đã chia các thành hệ địa chất theo “vật liệu” của “loạt nền móng” và loạt Đông Dương - Hymalaya”. - Giai đoạn sau năm 1954 đến nay: Công tác nghiên cứu địa chất do các nhà địa chất Liên Xô (cũ) và Việt Nam tiến hành với các công trình của (A.E.Dovjicov và nnk, 1965), E.P.Izokh (1965), Nguyễn Xuân Bao (1969), Bùi Phú Mỹ (1971), Nguyễn Vĩnh (1971), Phan Sơn (1974), Nguyễn Văn Chiển, Lê Đình Hữu, Phan Viết Kỷ, Nguyễn Xuân Tùng (1972), Phan Cự Tiến chủ biên (1977), Trần Văn Trị và nnk (1977), Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ (1985), Trần Đức Lương (1975 - 1977), Nguyễn Xuân Tùng và nnk (1977, 1982, 1986), Nguyễn Nghiêm Minh, Vũ Ngọc Hải (1987), Nguyễn Xuân Tùng, Trần Văn Trị và nnk (1992), Nguyễn Thứ Giáo và nnk (1994), Trần Trọng Hoà và nnk (1995, 1996, 1997), Lê Như Lai (1995), Đào Đình Thục, Huỳnh Trung (1995), Nguyễn Đắc Đồng (1997), ... Từ sau năm 1954 đến nay hàng loạt các công trình đo vẽ bản đồ và tìm kiếm thăm dò khoáng sản nói chung và quặng đồng nói riêng đã được triển khai và hoàn thành đó là: Các công trình tìm kiếm thăm dò quặng đồng khu mỏ đồng Sin Quyền và vùng lân cận của Liên đoàn Địa chất Tây Bắc; Công ty phát triển Khoáng sản III (2000) thăm dò quặng đồng và các khoáng sản đi kèm khu Lũng Pô- Bát Xát - Lào Cai; Liên đoàn Intergeo (2002 - 2007) tiến hành “Đánh giá triển vọng quặng đồng và các khoáng sản khác khu vực Tả Phời, thị xã Cam Đường, tỉnh Lào Cai”; Tổng Công ty Khoáng sản - Vinacomin (2011) tiến hành thăm dò quặng đồng và khoáng sản đi kèm vùng Vi Kẽm, xã Cốc Mỳ, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai; Công ty CP Đồng Tả Phời - Vinacomin (2012) tiến hành thăm dò quặng đồng vùng Tả Phời, thành phố Lào Cai, tỉnh Lào Cai. Công ty CP khoáng sản Thiên Bảo (2011) tiến hành thăm dò quặng đồng tại khu vực Khe Cam, xã An Lương, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái; Hợp tác xã Khai thác khoáng sản Vũ Toàn (2011) tiến hành Báo cáo kết quả thăm dò quặng đồng khu Làng Phát, xã Châu Quế Hạ, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái. Trong tất cả các báo cáo trên các vấn đề về kiểu mỏ đồng vẫn chưa được thống nhất. Vấn đề đặt ra là cần thống nhất các quan điểm về kiểu mỏ đồng ở đới Phan Si Pan, đây là nội dung nghiên cứu của luận án. 1.3. Đặc điểm địa chất đới Phan Si Pan Để khái quát đặc điểm địa chất đới Phan Si Pan, NCS sử dụng kết quả hiệu đính loạt bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 Tây Bắc Bắc 7 Bộ (2001) và Đông Bắc Bắc Bộ (1994) do Nguyễn Văn Hoành chủ biên. Các kết quả này được thể hiện trên các tờ “Bản đồ địa chất và khoáng sản Việt Nam tỷ lệ 1:200.000” do Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam xuất bản năm 2005. - Địa tầng: Trong vùng nghiên cứu có các phân vị địa tầng sau: Các thành tạo Neoarkei-Mesoproterozoi: gồm hệ tầng Suối Chiềng (NAsc), hệ tầng Sin Quyền (PPsq) được xếp vào loạt Xuân Đài; Các thành tạo Neoproterozoi-Cambri hạ: gồm hệ tầng Cha Pả (NPsp), hệ tầng Đá Đinh (NP-1đđ), hệ tầng Thạch Khoán (NP-1tk); Các thành tạo Paleozoi: gồm hệ tầng Cam Đường (1cđ), hệ tầng Bến Khế (-Obk), hệ tầng Sinh Vinh (O3-Ssv), hệ tầng Bó Hiềng (S2bh), hệ tầng Sông Mua (D1sm), hệ tầng Bản Nguồn (D1bn), hệ tầng Bản Páp (D1-2bp) và hệ tầng Bản Cải (D3bc); Các thành tạo Mesozoi: gồm hệ tầng Viên Nam (T1vn), hệ tầng Suối Bàng (T3n-rsb), hệ tầng Nậm Thếp (J1-2nt); Các thành tạo Kainozoi: gồm hệ tầng Văn Yên (N12vy), hệ tầng Phan Lương (N13pl), hệ tầng Cổ Phúc (N13cp) và các trầm tích bở rời hệ Đệ tứ (Q). - Các thành tạo magma xâm nhập: Trong vùng nghiên cứu có các phức hệ magma sau: Các thành tạo xâm nhập Neoarkei có phức hệ Ca Vịnh (DiG/MAcv); Các thành tạo xâm nhập Paleoproterozoi: gồm phức hệ Xóm Giấu (G/PP1xg), phức hệ Bảo Hà (Gb/PP3bh); Các thành tạo xâm nhập Paleozoi: gồm các phức hệ Po Sen (DiG/PZ1ps), phức hệ Bản Ngậm (G/PZ1bn), phức hệ Mường Hum (GSi/PZ1mh); Các thành tạo xâm nhập Mesozoi có phức hệ Ba Vì (Gb/T1bv); Các thành tạo xâm nhập Kainozoi có phức hệ Yê Yên Sun (G/Eys). - Cấu trúc - kiến tạo: Đới cấu trúc Phan Si Pan được cấu thành bởi các tổ hợp thạch kiến tạo như sau: Móng kết tinh Paleoproterozoi với tổ hợp thạch kiến tạo kiểu cung đảo có thành phần là đá phiến thạch anhfelspat-mica, đá phiến hai mica-granat, đá phiến biotit-sphen, đá phiến amphibol, amphibolit hệ tầng Suối Chiềng (PPsc), gneis biotit, đá phiến mica-granat, đá phiến thạch anh-felspat-mica, đá phiến thạch anh-mica có graphit hệ tầng Sin Quyền (PPsq) và lớp phủ Phanerozoi. Tóm lại: Đới cấu trúc Phan Si Pan là vùng có lịch sử phát sinh, phát triển địa chất lâu dài và có cấu trúc địa chất rất phức tạp, đã trải qua quá trình biến chất khu vực mạnh mẽ. Trong vùng phát triển nhiều hệ thống phá huỷ kiến tạo và hoạt động magma xâm nhập có thành phần đa dạng và có tuổi khác nhau. 8 Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đặc điểm địa hóa, khoáng vật học của đồng - Đặc điểm địa hoá của đồng (Cu) : Đồng (ký hiệu hóa học là Cu) là nguyên tố ở vị trí số 29 trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Đồng kim loại là chất ở thể rắn có màu vàng ánh đỏ, có độ dẫn điện (5,96x107 /Ω·m) chỉ đứng sau bạc (Ag) và độ dẫn nhiệt cao (401 W/m·K). Đồng tinh khiết khá mềm và dễ uốn, độ cứng từ 2,5 đến 3 Mohs, tỷ trọng 8,93 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 1084,65 oC, nhiệt độ sôi 2562 oC. Đồng có trị số Clark 4,7.10-3%, và phân bố không đều khác nhau trong các đá mafic và siêu mafic (1.10 -2%), đá trung tính (3,5.10-3%) và acid (2.10-3%), đá trầm tích (5,7.10-3%), đặc biệt là trong đá thiên thạch (1.10-2%). - Đặc điểm khoáng vật học của đồng : Hiện nay đã xác định được trên 240 khoáng vật đồng. Trong số đó có giá trị công nghiệp là những khoáng vật như: Đồng tự sinh; Chalcopyrit; Bornit; Cubanit; Chalcozin; Covellit; Tennantit; Tetrahedrit; Enacgit; Cuprit; Domeykit; Tenorit; Malachit; Azurit; Chrysocolla. 2.2. Các kiểu mỏ đồng trên thế giới và ở Việt Nam - Các mỏ đồng trên thế giới rất đa dạng, chúng thuộc về các nhóm nguồn gốc khác nhau. Trong số các mỏ công nghiệp của đồng người ta chia ra: mỏ magma, mỏ carbonatit, mỏ skarn, mỏ nhiệt dịch pluton (đồng porphyr), mỏ konchedan, mỏ stratiform (đá phiến và cát kết chứa đồng). Các kiểu mỏ này có giá trị kinh tế rất không đều nhau. Cụ thể là các mỏ đồng porphyr chiếm từ 65 -70% trữ lượng đã được xác nhận của thế giới, đá phiến và cát kết chứa đồng chiếm từ 15-20%; các mỏ konchedan chiếm 5-8%, các mỏ sulfua Cu-Ni chiếm 2-2,5%, các mỏ skarn chiếm 2-4%, mỏ carbonatit chiếm 0,5-0,75. - Các kiểu mỏ đồng ở Việt Nam: Các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay đã phát hiện trên lãnh thổ Việt Nam có các kiểu mỏ công nghiệp của đồng như sau: Kiểu mỏ Cu - Ni nguồn gốc magma; Kiểu mỏ đồng nhiệt dịch; Kiểu mỏ Konchedan đồng; Kiểu mỏ đồng - thạch anh; Kiểu mỏ cát kết và đá phiến chứa đồng 2.3. Các phƣơng pháp nghiên cứu Các phương pháp NCS sử dụng trong luận án gồm: Phương pháp thu thập, tổng hợp, phân tích tài liệu địa chất khoáng sản; Phương pháp 9 địa chất; Phương pháp tiếp cận hệ thống; Phương pháp lấy và phân tích mẫu; Phương pháp toán địa chất (Phương pháp toán logic, Phương pháp Dengram, Phương pháp toán thống kê); Phương pháp mô hình hóa; Phương pháp dự báo sinh khoáng định lượng; Phương pháp kinh nghiệm thực tế kết hợp phương pháp chuyên gia. 2.4. Các thuật ngữ, khái niệm đƣợc sử dụng trong luận án Khoáng sản là các thành tạo khoáng vật tự nhiên (cứng, lỏng, khí), có thể sử dụng trực tiếp hay từ đó thu hồi các kim loại hoặc các khoáng vật để dùng trong nền kinh tế quốc dân. Quặng là đất đá hay thành tạo khoáng có chứa các hợp phần có ích với hàm lượng bảo đảm thu hồi chúng có lợi trong hoàn cảnh kinh tế kỹ thuật hiện nay. Mỏ là tích tụ tự nhiên của khoáng sản mà về số lượng và chất lượng có thể là đối tượng khai thác công nghiệp trong hoàn cảnh kỹ thuật và điều kiện kinh tế hiện tại hoặc tương lai. Thành hệ quặng là tổ hợp tự nhiên các mỏ khoáng (các biểu hiện quặng, điểm quặng) giống nhau về thành phần khoáng vật (tổ hợp khoáng vật cộng sinh chủ yếu và điển hình), phát sinh trong cùng một hoàn cảnh địa chất, có cùng một kiểu nguồn gốc nhưng có thể khác tuổi nhau. Kiểu mỏ là một hay một nhóm mỏ có cùng hoàn cảnh địa chất (đặc điểm đá vây quanh quặng, đá chứa quặng,…) giống nhau tương đối về thành phần khoáng vật, các khoáng sản đi kèm. Chƣơng 3 ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HÓA CÁC MỎ ĐỒNG ĐỚI PHAN SI PAN - TÂY BẮC VIỆT NAM 3.1. Khu mỏ đồng Sin Quyền - Đặc điểm địa chất quặng hóa: Các thành tạo địa chất chứa quặng chủ yếu của khu mỏ đồng Sin Quyền là các trầm tích biến chất của hệ tầng Sin Quyền 2 có tuổi Proterozoi phân bố thành một dải lớn, chiếm gần hết diện tích phần trung tâm diện tích thăm dò. Thành phần gồm có gneisbiotit, đá phiến kết tinh thạch anh 2 mica bị micgmatit hóa, đá hoa với đường phương chung 3200 cắm về phía đông bắc với góc dốc từ 50-800. Các kết quả nghiên cứu cho thấy khu mỏ đồng Sin Quyền có các hiện tượng biến đổi như sau: Skarn hóa, hactingsit hóa, biotit hóa, epydot hóa, carbonat hóa, migmatit hóa. 10 - Đặc điểm thành phần vật chất quặng: + Đặc điểm thành phần khoáng vật quặng: Các kết quả nghiên cứu cho thấy khu mỏ đồng Sin Quyền có các khoáng vật tạo quặng điển hình như sau: Chalcopyrit; Pyrotin; Pyrit; Magnetit; Macazit; Menicovit; Azurit; Malachit; Sfalerit; Limonit; Goethit; Inmenit; Apatit; Chancozin; Covelin; Uraninit; Orthit; Cacbonat đất hiếm; Ferithori; Sphen; Sinchizit; Đồng tự sinh; Vàng và Bạc tự sinh. Các khoáng vật phi quặng bao gồm: Thạch anh; Biotit; Amphibol (horblend-am); Felspat (plagiocla axit-pl và felspat kali-fk); Calcit. + Đặc điểm thành phần hóa học quặng: Trong quá trình thăm dò các thân quặng đồng trên khu mỏ Sin Quyền đã tiến hành lấy và phân tích hoá cơ bản và mẫu hoá nhóm cho hàm lượng đồng trung bình là 1,07%. Kết quả phân tích 13 mẫu quang phổ ICP SP cho thấy: Hàm lượng Cu trung bình 0,6931%; hàm lượng Au trung bình 0,0103%; hàm lượng Fe trung bình 23,5335%; hàm lượng trung bình 0,0507%; hàm lượng La trung bình 0,0122%; hàm lượng Ce trung bình 0,0171%,... + Đặc điểm cấu tạo và kiến trúc quặng: Các kết quả nghiên cứu cho thấy khu mỏ đồng Sinh Quyền có các cấu tạo và kiến trúc sau: Cấu tạo xâm tán; khối đặc xít; tàn dư thay thế; keo; dải; dạng xen lấp (dạng mạch, vi mạch); dạng dăm kếtvành riềm. Kiến trúc hạt tự hình; hạt tha hình; hạt tàn dư; mảnh vụn; keo; khung - xương; phân hủy dung dich cứng; chùm tia; lưới. - Đặc điểm trường địa hóa: Kết quả nghiên cứu đã xác định được 6 nguyên tố: Ni, Pb, Co, Zn, Cu, Cr là có giá trị thông tin cao với xác suất trên 90% và xác lập được tổ hợp các nguyên tố đồng sinh gồm Cu, Ni, Co, Cr và Pb, Zn, Cu tương đương với hai quá trình khoáng hoá chồng với hai nhóm nguyên tố không hoàn toàn tách biệt (Cu-Cr-Co-Ni) và (Cu-Pb-Zn). - Đặc điểm trường địa vật lý: Kết quả cho thấy: Cường độ phóng xạ từ 60 - 320. Vỉa có cường độ xạ từ 100 trở lên thì chiều dày không lớn lắm, cá biệt có những nơi có cường độ phóng xạ lớn hơn 1000. Những vỉa quặng có cường độ phóng xạ từ 120 trở lên nó chỉ liên quan mật thiết với nhóm quặng đồng sắt đất hiếm, còn nhóm đồng đất hiếm chứa rất ít quặng phóng xạ hoặc không. 3.2. Khu mỏ đồng Tả Phời - Đặc điểm địa chất quặng hóa: Trong khu mỏ đồng Tả Phời các thành tạo địa chất chứa quặng đồng chủ yếu là các trầm tích biến chất 11 chính của hệ tầng Sin Quyền 2 tuổi Proterozoi. Thành phần chủ yếu gồm: đá phiến thạch anh - biotit, đá phiến thạch anh - biotit có graphit, đá phiến felspat - thạch anh - biotit, đá phiến thạch anh - hai mica có granat, xen thấu kính mỏng amphibolit và thấu kính đá hoa có phlogopit, dầy khoảng 600m. Các hiện tượng biến đổi đá vây quanh gồm: pyrit hóa, skarn hoá và hiện tượng biến đổi nhiệt dịch ?. - Đặc điểm thành phần vật chất quặng: + Đặc điểm thành phần khoáng vật quặng: Các kết quả nghiên cứu cho thấy các khoáng vật tạo quặng điển hình trong khu mỏ bao gồm : Chalcopyrit; Cubanit; Pyrit; Pyrotin; Molybdenit; Magnetit; Hematit; Marcasit; Covelit; Melnicovit; Goethit; Azurit; Malachit. Các khoáng vật phi quặng bao gồm: Thạch anh; Calcit. + Đặc điểm thành phần hóa học quặng: Trong quá trình tìm kiếm và thăm dò các thân quặng đồng trên khu mỏ Tả Phời đã tiến hành lấy và phân tích hoá cơ bản và mẫu hoá nhóm cho hàm lượng đồng trung bình là 0,413%. Kết quả phân tích 13 mẫu quang phổ ICP SP cho thấy : Hàm lượng Cu trung bình 0,2434%; Au trung bình 0,0071%; Fe trung bình 8,5079%; Er trung bình 0,0406%; La trung bình 0,0025%; Ce trung bình 0,0397%,... + Đặc điểm cấu tạo và kiến trúc quặng: Quan sát ngoài thực tế kết hợp với tìm hiểu trên mẫu mài láng và các kết quả nghiên cứu trước đây cho thấy trong khu mỏ có các cấu tạo, kiến trúc chính sau: Cấu tạo xâm tán; Cấu tạo xâm tán dạng dải; Cấu tạo dạng xen lấp (dạng mạch, vi mạch); Cấu tạo khối (ổ) đặc xít; Cấu tạo keo. Kiến trúc hạt nửa tự hình; Kiến trúc hạt tha hình; Kiến trúc keo; Kiến trúc hạt tàn dư; Kiến trúc mảnh vụn. - Đặc điểm trường địa hóa: Kết quả nghiên cứu đã xác định được 6 nguyên tố: Ni, Pb, Co, Zn, Cu, Cr là có giá trị thông tin cao với xác suất trên 90% và xác lập được tổ hợp các nguyên tố đồng sinh gồm Cu, Ni, Co, Cr và Pb, Zn, Cu tương đương với hai quá trình khoáng hoá chồng với hai nhóm nguyên tố không hoàn toàn tách biệt là (Cu-Ni-CrCo) và (Cu-Pb-Zn). - Đặc điểm trường địa vật lý: Kết quả nghiên cứu đã phát hiện được 53 dải dị thường vật lý nằm song song với nhau và kéo dài cùng một hướng chung với cấu trúc địa chất khu vực là tây bắc-đông nam với chiều dài từ 600m-2000m và chiều rộng thay đổi từ vài 12 chục đến 200m. Đồng thời làm rõ đặc điểm phân bố đới khoáng hóa đồng theo chiều sâu từ mặt đến độ sâu khoảng 100m. 3.3. Khu mỏ đồng Lũng Pô - Đặc điểm địa chất quặng hóa: Các thành tạo địa chất chứa quặng chủ yếu thuộc hệ tầng Viên Nam bao gồm các thành tạo phun trào mafic có tuổi Permi muộn - Trias sớm. Chúng phân bố dọc bờ phải Sông Hồng nằm ở rìa phía đông của phức nếp lồi Hoàng Liên Sơn. Thành phần của đá phun trào gồm andesit, andesitobasalt, monsodiorit, micromonsodiorit, diorit porphyr. Các hiện tượng biến đổi đá vây quanh là skarn hoá, carbonatclorit hoá, sericit-clorit hoá, propylit hóa. - Đặc điểm thành phần vật chất quặng: + Đặc điểm thành phần khoáng vật quặng: Đặc điểm các khoáng vật tạo quặng nguyên sinh bao gồm các khoáng vật sau: Chalcopyrit; Bornit; Magnetit; Pyrit; Hematit; Vàng tự sinh. Các khoáng vật thứ sinh bao gồm malachit, azurite, covelin, chancozin, hydrogothit, bornit, đôi khi gặp limonit. Các khoáng vật phi quặng là những khoáng vật tạo đá biến chất trao đổi nhiệt dịch có liên quan với quá trình tạo quặng, bao gồm: thạch anh vi hạt, epidot, chlorit sắt, sericit, biotit, muscovit, granat, piroxen, actinolit, carbonat. + Đặc điểm thành phần hóa học quặng: Kết quả xử lý thống kê tập mẫu hóa cơ bản theo các phân khu cho hàm lượng đồng trung bình phân khu A là 0,283%, phân khu B là 0,318%, phân khu C là 0,211%. Kết quả phân tích mẫu nung luyện cho thấy: hàm lượng Au trung bình 0,56g/T; Ag trung bình 6,7g/T. Kết quả phân tích 5 mẫu quang phổ ICP SP cho thấy: Hàm lượng Cu trung bình 0,1513%; Fe trung bình 16,1550%; Er trung bình 0,0806%,... - Đặc điểm cấu tạo và kiến trúc quặng: Cấu tạo quặng phổ biến và đặc trưng là: mạch, mạng mạch, xâm nhiễm, ổ, dải, đốm, xi măng gắn kết, xuyên lấp, khối, đặc xít. Kiến trúc quặng phổ biến là hạt tha hình, hạt nửa tự hình, tấm tha hình (chalcopyrit, bornit, magnetit), phân hủy dung dịch cứng (bornit, chalcopyrit), kim que, tỏa tia, hạt gặm mòn, song tinh mọc ghép v.v… Nhóm kiến trúc thứ sinh của quặng nguyên sinh đặc trưng là tấm, hạt, bị nứt nẻ, hạt bị cà nát, tái kết tinh… - Đặc điểm trường địa hóa: Để nhận thức các đặc trưng cơ bản của trường địa hóa và xác định tổ hợp các nguyên tố đồng sinh trong khu mỏ đồng Lũng Pô, tác giả sử dụng một số thuật toán logic, toán địa chất trong xử lý tài liệu địa hóa. Nội dung bài toán được giới thiệu 13 trong chương 4. Kết quả xác định được 6 nguyên tố: Mo, Pb, Cu, Ni, Co, Zn là có giá trị thông tin cao với xác suất trên 90% và xác lập được tổ hợp các nguyên tố đồng sinh gồm Ni, Co, Cu. Cu có quan hệ tương quan khá chặt chẽ với Pb, Zn. - Đặc điểm trường địa vật lý: Căn cứ vào kết quả đo đạc, phân tích, kết hợp với các tài liệu địa chất của Công ty phát triển khoáng sản III, đã thành lập được 3 đới dị thường đo điện. 3.4. Khu mỏ đồng Làng Phát - An Lƣơng - Đặc điểm địa chất quặng hóa: Các thành tạo địa chất chứa quặng bao gồm các thành tạo của hệ tầng Sin Quyền trên và các thành tạo hệ tầng Sa Pa dưới. Các đá của hệ tầng Sin Quyền trên phân bố khá rộng rãi trong khu mỏ. Chúng lộ thành các dải kéo dài theo hướng tây bắc - đông nam đôi khi có dạng đẳng thước và thường tiếp xúc kiến tạo với các thành tạo địa chất kề cận. Các hiện tượng biến đổi đá vây quanh như sau: thạch anh hóa, clorit hóa, sericit hóa, calcit hóa. - Đặc điểm thành phần vật chất quặng: Các kết quả nghiên cứu cho thấy khu mỏ đồng Làng Phát đã phát hiện được các khoáng vật quặng tương đối đa dạng gồm pyrit, pyrotin, chalcopyrit, magnetit, galenit, ilmenit, sfen, rutin, magnetit, ilmenorutin, sfalerit, manhicovit, bocnit, chalcozin, covelin, tenorit, Cu tự sinh, vàng tự sinh, malachit, azurit, hematit, limonit; Khu mỏ đồng An Lương phát hiện được các khoáng vật quặng và khoáng vật phi quặng như sau: Chalcopyrit, bornit, magnetit, hematit, rutin, ilmenit, pyrit, chalcozin, covelin, cuprit, đồng tự sinh. Thứ sinh có malachit, limolit các khoáng vật mạch có thạch anh, calcit, dolomit. Khoáng vật quặng chủ yếu phổ biến là chalcopyrit, bornit, khoáng vật phi quặng chủ yếu và phổ biến là thạch anh, dolomit. - Đặc điểm thành phần hóa học quặng: Trong quá trình tìm kiếm và thăm dò các thân quặng đồng trên khu mỏ Làng Phát - An Lương đã tiến hành lấy và phân tích hoá cơ bản cho hàm lượng đồng trung bình khu Làng Phát là 0,38%, khu An Lương là 0,608%. Kết quả phân tích mẫu hóa nhóm như sau: Hàm lượng Cu trung bình 0,75%; Zn trung bình 0,003%; As trung bình 0,002%; MgO trung bình 15,46%; SiO2 trung bình 15,08%; Al2O3 trung bình 1,59%; TiO2 trung bình 0,004%; Au trung bình 0,19g/T; theo kết quả phân tích mẫu công nghệ hàm lượng Au trung bình là 0,27g/T; Ag trung bình 2,51g/T; theo kết quả phân tích mẫu công nghệ hàm lượng Ag trung bình là 2,5g/T. 14 - Đặc điểm cấu tạo và kiến trúc quặng: Quặng đồng trong đới quặng hóa vùng Làng Phát - An Lương chủ yếu có cấu tạo dạng mạch, xâm tán, đám, ổ hoặc vi mạch; Kiến trúc quặng đồng trong đới quặng hóa vùng Làng Phát - An Lương chủ yếu là kiến trúc hạt tha hình đến nửa tự hình, kiến trúc vi hạt hoặc kiến trúc riềm mỏng bao quanh các khoáng vật nguyên sinh. - Đặc điểm trường địa hóa: Kết quả nghiên cứu trường địa hóa đã xác định được 5 nguyên tố: Sn, Zn, Pb, Cu, Mo là có giá trị thông tin cao với xác suất trên 90% và xác định được các nguyên tố (Cu, Pb, Zn) có quan hệ khá chặt chẽ với nhau. Cu Làng Phát - An Lương không có mối quan hệ tương quan với Co, Ni, Cr như Cu Sin Quyền, Tả Phời, Lũng Pô, song lại có quan hệ với Sn, Mo. - Đặc điểm trường địa vật lý: Kết quả của công tác địa vật lý kết hợp với công tác địa chất đã khoanh định được ranh giới các địa tầng trong khu mỏ. Chƣơng 4 PHÂN LOẠI CÁC KIỂU MỎ ĐỒNG ĐỚI PHAN SI PAN TRÊN CƠ SỞ ÁP DỤNG MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TOÁN ĐỊA CHẤT 4.1. Những quan điểm khác nhau về kiểu nguồn gốc quặng hóa * Khu mỏ đồng Sin Quyền: Hiện đang tồn tại rất nhiều ý kiến quan điểm khác nhau về kiểu nguồn gốc mỏ Cu Sin Quyền như sau: - Gevenko V.I. (1964), cho rằng khoáng sàng đồng Sin Quyền có nguồn gốc nhiệt dịch. - Phan Trường Thị (1965), cho rằng khoáng sàng đồng Sin Quyền có nguồn gốc biến chất trao đổi. - Bùi Phú Mỹ (1972), cho rằng khoáng sàng đồng Sin Quyền có liên quan với dung dịch của các xâm nhập bazơ và xâm nhập trung tính diorit Lùng Thàng. - Trần Quốc Hải và Đinh Văn Diễn (1972), cho rằng khoáng sàng đồng Sin Quyền có nguồn gốc siêu biến chất. - Tạ Việt Dũng (1974), cho rằng khoáng sàng đồng Sin Quyền có nguồn gốc biến chất trao đổi nhiệt dịch. - Nguyễn Ngọc Liên (1995), cho rằng khoáng sàng đồng Sin Quyền có nguồn gốc nhiệt dịch phun trào (vun can)… . - Lê Xuân Vinh, Nguyễn Linh Ngọc, Mai Trọng Tú (2011) cho rằng mỏ đồng Sin Quyền thuộc kiểu quặng đồng porphyr. - Gaskov.I.V, Tran Tuan Anh, Tran Trong Hoa, Pham Thi Dung, P.A. Nevol’ ko, Pham Ngoc Can, 2012 cho rằng mỏ đồng Sin Quyền thuộc kiểu quặng đồng IOCG. 15 * Khu mỏ đồng Tả Phời - Đinh Văn Diễn, Nguyễn Phương và nnk (2004) cho rằng mỏ đồng Tả Phời thuộc kiểu quặng đồng porphyr. - Dương Quốc Lập, Bùi Xuân Ánh và nnk (2007) cho rằng mỏ đồng Tả Phời thuộc kiểu quặng đồng porphyr. - Lê Xuân Vinh, Nguyễn Linh Ngọc, Mai Trọng Tú (2011) cho rằng mỏ đồng Tả Phời thuộc kiểu quặng đồng porphyr. * Khu mỏ đồng Lũng Pô - Nguyễn Phương và nnk (1995) cho rằng mỏ đồng Lũng Pô thuộc kiểu quặng đồng porphyr. - Lê Xuân Vinh, Nguyễn Linh Ngọc, Mai Trọng Tú (2011) cho rằng mỏ đồng Lũng Pô thuộc kiểu quặng đồng porphyr. * Khu mỏ đồng Làng Phát - An Lương: Các kết quả nghiên cứu cho thấy quặng hóa vùng Làng Phát - An Lương gồm 2 kiểu nguồn gốc: Nguồn gốc biến chất và nguồn gốc nhiệt dịch nhiệt độ thấp - cao. Tóm lại: Từ các ý kiến nêu trên của các tác giả về các kiểu nguồn gốc quặng hóa đồng trong đới Phan Si Pan, NCS nhận thấy thật khó có thể phân loại, so sánh một cách thỏa đáng về các kiểu mỏ đồng đới Phan Si Pan - Tây Bắc Việt Nam theo nguồn gốc thành tạo. Do vậy, NCS lựa chọn tập hợp các thông tin về các tiền đề và dấu hiệu của các khu mỏ hiện có để mã hóa chúng vào bài toán thông tin logic để ghép nhóm mỏ theo quan điểm thực dụng và gọi tên kiểu mỏ đã được phát hiện, tìm kiếm, thăm dò, khai thác đầu tiên. Nội dung và kết quả giải các bài toán được NCS trình bày dưới đây. 4.2. Cơ sở lý thuyết của các phƣơng pháp toán địa chất và ý nghĩa - Cơ sở lý thuyết của các phương pháp toán địa chất: Các phương pháp toán địa chất được NCS sử dụng trong luận án bao gồm: Phương pháp phân tích tần suất xuất hiện thông tin địa chất có giá trị tin cao; Phương pháp thống kê một chiều; Phương pháp phân tích tương quan hồi quy đa chiều; Phương pháp phân tích Dengram; Phương pháp phân chia các đối tượng địa chất thành từng nhóm; Phương pháp quy nạp đối tượng nghiên cứu vào nhóm các đối tượng chuẩn. - Ý nghĩa: + Mỗi đối tượng địa chất chứa rất nhiều các tính chất, thông tin khác nhau. Trong đo vẽ bản đồ địa chất, tìm kiếm thăm dò các nhà địa chất có thể sử dụng nhiều phương pháp, kỹ 16 thuật khác nhau để thu nhận tập hợp các chủng loại thông tin khác nhau về các tính chất của quặng hóa. + Tuỳ thuộc vào mục đích, yêu cầu và nhiệm vụ nghiên cứu mà vai trò của từng loại thông tin về đối tượng nghiên cứu cũng rất khác nhau. Vấn đề đặt ra rất quan trọng đối với nhà địa chất là phải biết lựa chọn các loại thông tin có vai trò cao để giải quyết có hiệu quả nhiệm vụ nghiên cứu của mình và giảm bớt khối lượng các công việc không cần thiết. Do vậy, để giúp cho nhà địa chất lựa chọn chính xác tổ hợp các loại thông tin có giá trị thông tin cao theo mục đích nghiên cứu có thể sử dụng các thuật toán logic và toán thống kê nêu trên. + Trong nghiên cứu địa chất, tìm kiếm và thăm dò mỏ thường xuất hiện nhiệm vụ ghép các đối tượng địa chất thành từng nhóm, từng kiểu hoặc loại hình mỏ. Do vậy, để phân chia các đối tượng địa chất thành từng nhóm đối tượng giống nhau người ta thường áp dụng các thuật toán “Phân chia các đối tượng địa chất thành từng nhóm đối tượng” và thuật toán “Quy nạp các đối tượng nghiên cứu vào nhóm các đối tượng chuẩn” đã được giới thiệu ở trên. 4.3. Kết quả áp dụng một số phƣơng pháp toán địa chất - Phƣơng pháp toán locgic và Dengram: + Khu mỏ đồng Sin Quyền: Tại khu mỏ Sin Quyền đã lấy và phân tích 555 mẫu địa hóa đá gốc. Kết quả xử lý tài liệu địa hóa nhận được tổ hợp các nguyên tố có giá trị thông tin cao gồm 6 nguyên tố: Ni, Pb, Co, Zn, Cu, Cr. Kết quả phân tích tương quan và phân tích Dengram giữa các nguyên tố có giá trị tin cao trong trường địa hóa khu mỏ Sin Quyền được tổng hợp bảng 4.1 và hình 4.1. Bảng 4.1. Ma trận tƣơng quan cặp giữa các nguyên tố tập mẫu kim lƣợng khu mỏ Sin Quyền Nguyên tố Co Cr Ni Cu Pb Zn Co 1,272 1,043 1,265 1,113 1,147 Cr 0,295 1,124 1,195 1,412 1,122 Ni 0,503 0,432 1,325 1,110 1,121 Cu 0,301 0,367 0,243 1,162 1,268 Pb 0,442 0,159 0,445 0,396 1,100 Zn 0,412 0,434 0,435 0,298 0,453 - Ghi chú: - Phần trên đường chéo chính của ma trận là hệ số tương quan r xy. - Phần dưới đường chéo chính của ma trận là giá trị arcos r xy. 17 Hình 4.1. Sơ đồ phân tích Dengram và kết hợp với phân tích tƣơng quan giữa các nguyên tố trong trƣờng địa hóa khu mỏ Sin Quyền Từ kết quả tính toán ở bảng 4.1 và hình 4.1 cho thấy các nguyên tố có quan hệ khá chặt chẽ với nhau, có thể xác lập được tổ hợp các nguyên tố đồng sinh gồm Cu, Ni, Co, Cr và Pb, Zn, Cu tương đương với hai quá trình khoáng hoá chồng với hai nhóm nguyên tố không hoàn toàn tách biệt (Cu-Cr-Co-Ni) và (Cu-Pb-Zn). + Khu mỏ đồng Tả Phời: Tại khu mỏ Tả Phời đã tiến hành lấy và phân tích quang phổ bán định lượng 1434 mẫu kim lượng nguyên sinh. Kết quả xử lý tài liệu địa hóa nhận được tổ hợp các nguyên tố có giá trị thông tin cao gồm 6 nguyên tố: Ni, Pb, Cu, Co, Zn, Cr. Kết quả phân tích tương quan và phân tích Dengram giữa các nguyên tố có giá trị tin cao trong trường địa hóa khu mỏ Tả Phời được tổng hợp bảng 4.2 và hình 4.2. Bảng 4.2. Ma trận tƣơng quan cặp giữa các nguyên tố tập mẫu kim lƣợng khu mỏ Tả Phời Nguyên tố Ni Cr Co Pb Cu Zn Ni - 0,450 0,665 0,067 0,323 0,306 Cr 1,104 - 0,396 0,030 0,207 0,231 Co 0,843 1,164 - 0,199 0,204 0,267 Pb 1,503 1,540 1,370 - 0,497 0,252 Cu 1,241 1,363 1,365 1,050 - 0,193 Zn 1,259 1,338 1,301 1,316 1,377 - Ghi chú: - Phần trên đường chéo chính của ma trận là hệ số tương quan r xy. - Phần dưới đường chéo chính của ma trận là giá trị arcos rxy. 18 Hình 4.5. Sơ đồ phân tích Dengram và kết hợp với phân tích tƣơng quan giữa các nguyên tố trong trƣờng địa hóa khu mỏ Tả Phời Từ kết quả tính toán ở bảng 4.2 và hình 4.2 cho thấy các nguyên tố có quan hệ khá chặt chẽ với nhau, có thể xác lập được tổ hợp các nguyên tố đồng sinh gồm Cu, Ni, Co, Cr và Pb, Zn, Cu tương đương với hai quá trình khoáng hoá chồng với hai nhóm nguyên tố không hoàn toàn tách biệt là (Cu-Ni-Cr-Co) và (Cu-Pb-Zn). + Khu mỏ đồng Lũng Pô: Tại khu mỏ Lũng Pô đã tiến hành lấy và phân tích quang phổ bán định lượng 567 mẫu kim lượng nguyên sinh. Kết quả xử lý tài liệu địa hóa nhận được tổ hợp các nguyên tố có giá trị thông tin cao gồm 6 nguyên tố: Mo, Pb, Cu, Ni, Co, Zn. Kết quả phân tích tương quan và phân tích Dengram giữa các nguyên tố có giá trị tin cao trong trường địa hóa khu mỏ Lũng Pô được tổng hợp bảng 4.3 và hình 4.3. Bảng 4.3. Ma trận tƣơng quan cặp giữa các nguyên tố tập mẫu kim lƣợng khu mỏ Lũng Pô Nguyên tố Mo Pb Cu Ni Co Zn 0,228 0,338 0,186 0,128 0,181 Mo 1,341 0,097 0,119 0,082 0,276 Pb 1,226 1,473 0,526 0,621 0,264 Cu 1,384 1,452 1,017 0,624 0,384 Ni 1,443 1,489 0,900 0,897 0,200 Co 1,389 1,291 1,303 1,176 1,369 Zn Ghi chú: - Phần trên đường chéo chính của ma trận là hệ số tương quan r xy. - Phần dưới đường chéo chính của ma trận là giá trị arcos rxy.