Luận án Tiến sĩ Địa chất: Đặc điểm cấu trúc - kiến tạo khối cấu trúc Tạ Khoa, ý nghĩa của nó trong dự báo và tìm kiếm khoáng sản đồng - niken - vàng

78 -  (kiểu khe nứt): dài 205m, dày 26,16m, silicat niken nằm trong khe nứt của đá. -  nằm ngay trong khối dunit bị serpentin hóa. -    nằm ở rìa phía bắc, đông bắc của khối dunit, chiều dài 250m, chiều dày trung bình 20m, chiều sâu >120m. Thành phần khoáng vật chủ yếu là serpentin, talc, vermiculit và vermiculit chứa niken (màu lục xẫm). Hàm lượng niken của các thân quặng thay đổi từ 0,6- 2,03%; ngoài ra còn có các nguyên tố cộng sinh như Co, Te, Se, Hàm lượng (%) Co: 0,022-0,105, Se: 0,0001-0,0015; Te: 0-0,0001, các nguyên tố có hại rất ít Pb: 0- 0,01%; Sn: 0,003-0,011%; As: 0,01% [22]. 4.1.1.2.  Thuộc xã Mường Khoa, huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La. Trong vùng đã ghi nhận được 2 loại quặng. Quặng đồng-niken dạng xâm tán (Thân 1) được thành tạo do magma dung ly, nằm trong thể gabrodiabas, gabro-peridotit nói trên và quặng đặc sít (Thân 2) nằm trong các đới biến dạng cáo phân bố trong các đá trầm tích biến chất (Hình 4.5). Thân quặng 1: Quặng xâm tán trong thể gabro-peridotit. Khoáng vật quặng tập trung thành các ổ và hạt nhỏ không đều. Hàm lượng đồng và niken: 0,7%. Thân quặng 2: Là thân quặng đặc sít dày 0,7-2m, dài 100m nằm trong đá phiến thạch anh biotit màu đen. Hàm lượng đồng và niken: 3,7%. Khoáng vật quặng gồm pyrotin, pentlandit, chalcopyrit, violarit, pyrit. Ngoài ra còn có galena, specularit. 4.1.1.3.  Thuộc xã Tà Hộc, huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La. Quặng được thành tạo theo kiểu magma dung ly trong các thành tạo xâm nhập (quặng xâm tán) và nhiệt dịch (quặng đặc sít) nằm trong các đới biến dạng cao trong đá trầm tích biến chất. -  phân bố trong hai thân mafic: Thân quặng 1: Khoáng vật quặng xâm tán trong thể mafic thứ nhất, dài 200m, dày 1-5m. Hàm lượng Ni: 1,33%; Cu: 0,66%. Mẫu kiểm tra cho T.Fe: 12,65%; Cu: 0,1%; Pb: 0,03%; Zn: 0,01% [10].

79 Hình 4.5. Sơ đồ địa chất khoáng sản Điểm quặng Bản Xang (thành lập theo tài liệu của Đoàn 17, Đoàn 305 và các kết quả nghiên cứu của tác giả) Thân quặng 2: Khoáng vật quặng xâm tán trong thể siêu mafic thứ hai, dài 450m. Quặng xâm tán ở giữa và phình ra phía đông nam. Dày 1-2m. Hàm lượng Ni <0,7%. - : gồm một thân dạng mạch phân bố trong đá phiến thạch anh felspat biotit epidot gần ranh giới của thể mafic. Mạch dài 10-20m, dày 0,1-0,3m. Hàm lượng Ni+Cu: 7%. Khoáng vật quặng: pyrotin, chalcopyrit, violarit, pentlandit. 4.1.1.4.  Thuộc xã Tà Hộc, huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La. Quặng được thành tạo theo kiểu nhiệt dịch nằm trong mạch gabrodiabas, kéo dài 400m, chỗ dày nhất 100m, chúng tạo thành các ổ và mạch nhỏ. Khoáng vật quặng chủ yếu là pyrotin, chalcopyrit, violarit. Hàm lượng Ni: 0,01-0,07%, trung bình 0,04%); Cu: 0,01-0,5%, trung bình 0,25%. 4.1.1.5. -  Thuộc xã Chim Vàn, huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La. Quặng hóa được thành tạo theo kiểu nhiệt dịch xâm tán trong thân gabroperidotit xuyên lên đá thuộc tập 1 hệ tầng Bản Cải. Thân dài 600-700m, chỗ dày nhất >100m. Ngoài ra quặng còn xâm tán thưa trong hai thân xâm nhập khác xuyên lên đá vôi. Ở đây, trong đá vùng Bản Cải còn gặp

80 vài mạch thạch anh dày 2-3m, chứa quặng xâm tán ở dạng vảy. Khoáng vật quặng là pyrotin, chalcopyrit, hematit. Hàm lượng quặng Ni: 0,06-0,17%; Cu: 0,01-0,02%. 4.1.1.6.  -  Thuộc xã Mường Khoa, huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La. Quặng hóa được thành tạo xâm tán thưa trong đá siêu mafic có thành phần là dunit. Các quá trình biến đổi xảy ra mạnh mẽ theo chiều dài và rộng của mạch. Khoáng vật quặng chủ yếu là pyrotin và chalcopyrit. Hàm lượng Ni: 0,01-0,29%, trung bình 0,15%; Cu: 0,01-0,07%, trung bình 0,04%. Hàm lượng niken biến đổi theo chiều ngang và chiều sâu từ 0,01 tới 0,18%. 4.1.1.7. -  Thuộc xã Song Pe, huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La. Mạch peridotit bị serpentin hóa chứa niken - đồng xâm tán kéo dài khoảng 400m, dày 50m. Khoáng vật quặng là chalcopyrit xâm tán thưa trong đá. Hàm lượng Ni: 0,08-0,21%; Cu: 0,03%. Ngoài ra trong khu vực còn gặp mạch gabrodiabas dày 5-10m chứa quặng chalcopyrit, pyrit xâm tán thưa. 4.1.1.8. - niken Núi Hom Thuộc bản Suối Chan, xã Hồng Ngài, huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La. Quặng hóa xâm tán trong thể mạch, khối peridotit gồm 2 thân: - Thân peridotit Suối Hoa: có chiều dài 500m, dày 130m. Quặng xâm tán không đều, hạt nhỏ. - Thân peridotit bản Si Trặng: dài 1.000m, dày nhất 400m, dạng thấu kính, quặng xâm nhiễm thưa. Khoáng vật quặng: pyrotin, chalcopyrit, pentlandit, cupirit, magnetit, pyrit, sphalerit...Hàm lượng Ni: 0,03-0,31%; Cu: 0,01-0,05%. 4.1.1.9. -  Thuộc bản Suối Sắt, xã Tạ Khoa, huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La. Quặng hóa có dạng xâm tán hoặc mạch nhỏ, đôi chỗ tập trung đặc sít nằm trong mạch thạch anh dày 0,4m, chiều dài chưa rõ. Khoáng vật quặng là pyrotin, chalcopyrit. Hàm lượng Ni: 0,08%; Cu: 0,04%. 4.1.1.10. -  Thuộc xã Tạ Khoa, huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La. Quặng hóa xâm tán trong hai mạch gabrodiabas: Mạch thứ nhất dài 1km, dày 60m; Mạch thứ hai dài 300m, dày 25m.

81 Quặng ở dạng xâm tán rất thưa không nhìn thấy bằng mắt thường, đôi chỗ tạo thành mạch nhỏ dày 0,5mm. Khoáng vật quặng là pyrotin, pyrit. Hàm lượng Ni: 0,02-0,19%; Cu: 0,02%.  + Đối với thành phần khoáng vật: Các kết quả nghiên cứu cho thấy, quặng sulfur đặc sit và quặng sulfur xâm tán có một số đặc điểm khác nhau về đặc điểm thành phần khoáng vật, hàm lượng, tỷ lệ và mối quan hệ các nguyên tố kim loại có sự khác nhau ở mỗi loại như sau (Bảng 4.2) : so sánh sự khác nhau đặc điểm thành phần khoáng vật giữa quặng sulfur đặc sít và xâm tán    Trung tâm Ven rìa   Pyrotin 70 25 40-50 5-7 Pentlandit 10 1 50-60 80-90 Chalcopyrit 5 30 3 2 Magnetit 4 Pyrit 3 10 Violarit 2,5 15 5 Milerit Ít Sphalerit Hiếm Nikelin Hiếm Ramelsbergit Hiếm Mackinavit ít Valerit 5 Phi quặng 5 Từ bảng trên cho thấy: - Quặng sulfur đặc sít có pyrotin trội hơn hẳn pentlandit so với quặng sulfur xâm tán

82 - Trong quặng sulfur đặc sít có thành phần chủ là pyrotin và pentlandit với cấu trúc mọc xen và phân hủy dưng dịch cứng (trong các hạt pyrotin thường có pentlandit tồn tại dưới dạng hạt và dải, cấu trúc ngọn lửa, lamela) nên chúng là sản phẩm phân hủy từ dung dịch cứng đơn sulfur. Còn trong quặng sulfur xâm tán, pentlandit nằm tách bạch với pyrotin rất hiểm gặp kiểu mọc xen. Có lẽ do quá trình ủ nhiệt lâu dài và quá trình phân tách triệt để giữa pyrotin và pentlandit (Đinh Hữu Minh, 2003) [20] + Đối với hàm lượng các kim loại chính: kết quả nghiên cứu đã thể hiện sự khác nhau như ở Bảng 4.3. : so sánh sự khác nhau về hàm lượng các kim loại chính trong các khoáng vật giữa quặng sulfur đặc sít và xâm tán Khoáng   Ni Cu Co Cr Quặng sulfur đặc sít Quặng sulfur xâm tán Quặng sulfur đặc sít Quặng sulfur xâm tán Quặng sulfur đặc sít Quặng sulfur xâm tán Quặng sulfur đặc sít Quặng sulfur xâm tán Pyrotin 0,24- 0,827 0-0,09 0.058- 0,139 0-0,03 0,004-0,4 Pentlandit 28,24- 33,5 0-2,4 0,164- 0,6 0-1,735 0,012-0,048 0-0,036 Chalcopyrit 0,02- 0,185 27-31,9 0,012-0,194 Violarit 28-33 0,008-0,064 Từ bảng trên cho thấy: + Các khoáng vật pyrotin trong quặng sulfur đặc sít có chứa Ni và Cu cao hơn ở quặng xâm tán + Các khoáng vật pentlandit trong quặng sulfur đặc sít có chứa Cu và Co thấp hơn ở quặng xâm tán + Đối với hàm lượng các kim loại chính trong các khoáng vật: Sự khác biệt được thể hiện ở Bảng 4.4.

83  : so sánh hàm lượng và tỷ số của các kim loại chính trong các khoáng vật giữa quặng sulfur đặc sít và xâm tán Hàm  Ni Cu Co Pt Pd Pt/Pt+Pd Ni/Ni+Cu Cu/Cu+Ni Ni/Cu Đặc sít Xâm tán Đặc sít Xâm tán Đặc sít Xâm tán Đặc sít Xâm tán Đặc sít Xâm tán Đặc sít Xâm tán Đặc sít Xâm tán Đặc sít Xâm tán Đặc sít Xâm tán Min 0,04 0,07 0,16 0,028 0,01 0,007 0,01 0,03 0,01 0,03 0,03 0,34 0,28 0,63 0,04 0,03 0,39 1,72 Max 6,16 4,38 5,73 0,68 0,19 0,14 0,96 0,51 1,01 0,48 0,94 0,83 0,96 0,97 0,72 0,37 22,27 31,43 TB 3,64 1,18 1,36 0,22 0,11 0,02 0,09 0,17 0,09 0,17 0,42 0,49 0,71 0,85 0,28 0,15 4,69 7,6 Từ bảng trên cho thấy: + Ni, Cu và Co trong quặng đặc sít cao hơn quặng xâm tán còn Pt và Pd ngược lại + Tỷ lệ Ni/Cu trong quặng xâm tán cao hơn trong quặng đặc sít. + Về mối tương quan giữa các kim loại: được thể hiện ở Bảng 4.5, 4.6 : Ma trận tương quan của các kim loại chính trong quặng sulfur đặc sít Ni Cu Co Ag Au Pt Pd Ni 1 0,211 0,97 -0,137 -0,088 0,176 0,113 Cu 1 0,125 0,795 0,136 0,275 0,390 Co 1 -0,119 -0,048 0,153 0,095 Ag 1 0,104 0,228 0,277 Au 1 0,286 0,071 Pt 1 0,067 Pd 1 Từ bảng trên cho thấy: + Hệ số tương quan cao giữa Ni - Co trong quặng đặc sít thể hiện chúng có nguồn gốc magma dung ly + Mối tương quan của Cu với Ni, Co thấp cho thấy sulfur là sản phẩm đã phân dị kết tinh và thể hiện nguồn gốc phức tạp của chúng trong khu vực, Cu có thể có có cả nguồn gốc ngoại lai ngoài nguồn gốc dung ly (Đinh Hữu Minh, 2003) [20]

84 : Ma trận tương quan của các kim loại chính trong quặng sulfur xâm tán Ni Cu Co Ag Au Pt Pd Ni 1 0,74 0,77 0,46 0,2 0,61 0,57 Cu 1 0,62 0,45 0,19 0,35 0,34 Co 1 0,16 0,11 0,3 0,16 Ag 1 0,19 0,36 0,45 Au 1 0,16 0,17 Pt 1 0,9 Pd 1 Từ bảng trên cho thấy: Ni có mối tương quan khá tốt với cả Cu và Co, hoàn toàn trái ngược với quặng đặc sít (Ni có tương quan thấp với Cu). Điều đó cho thấy chúng được thành tạo trong điều kiện các giọt sulfur chưa tập trung thành bồn mà bị lưu giữ lại trong các khoảng trống giữa các khoáng vật tạo đá (thành tạo sớm trong đông nguội magma)(Đinh Hữu Minh, 2003) [20].  niken trong  - Quặng đồng – niken xâm tán trong khối xâm nhập: Có nguồn gốc dung ly được hình thành trong quá trình di chuyển và kết tinh của các khối xâm nhập siêu mafic. - Quặng đồng – niken đặc sít phân bố trong các đới biến dạng cao trong các đá trầm tích biến chất: đã có nhiều tác giả nghiên cứu, trong đó Đinh Hữu Minh, 2003 đã cho rằng, quặng sulfur xâm tán trong khối siêu mafic và quặng sulfur đặc sít đều là sulfur magma dung ly được hình thành từ các khối magma siêu mafic. Trong đó quặng quặng sulfur đặc sít được thành tạo vào giai đoạn phân dị dung ly sớm, còn sulfur xâm tán là sản phầm phân dị dung ly muộn hơn trong các khối siêu mafic. Còn theo Glotov A.I et al., 2001 [28] đã cho rằng, quặng đồng – niken trong khu vực nghiên cứu được thành tạo bởi 2 giai đoạn: Giai đoạn 1: được thành tạo trong giai đoạn magma thực sự. Giai đoạn 2: liên quan tới quá trình nhiệt dịch sau magma. (Hình 4.6). Các nghiên cứu của tác giả và một số người khác tại khu vực cho thấy, các thành tạo quặng đặc sít nằm trong các đới biến dạng cao thuộc Pha biến dạng thứ 2.

85 Mặt khác các đới biến dạng cao này cắt và làm biến dạng khá rõ các thể xâm nhập không những ở phần biên giáp với đá trầm tích biến chất (Ảnh 3.12A) mà còn ngay ở trong nội khối xâm nhập này (Ảnh 3.12 B, C). Hình 4.6: Biểu đồ minh họa quá trình tạo quặng Mỏ Bản Phúc. A. Sự xâm nhập của dung thể komatit – bazan về phía bề mặt với sự thành tạo thể á núi lửa và sự tập trung của dung dịch sulfur gần phía đáy. B. Sự thành tạo của các thân quặng dạng mạch ở Mỏ Bản Phúc, với dung thể sulfur được cung cấp từ một thể trung gian (Theo Alexander I. Glotov et al, 2001[28] và kết quả nghiên cứu của tác giả). Trong các đới trượt chứa quặng đặc sít thường ghi nhận được các bao thể kiến tạo các đá siêu mafic bị tremolit hóa hoàn toàn có chứa quặng xâm tán, đó là phần tàn dư của của một phần thuộc khối xâm nhập lớn. Từ những đặc điểm nêu trên cho thấy, các đới biến dạng pha biến dạng thứ 2 hình thành sau và tác động lên khối xâm nhập, bởi vậy quặng hóa đi cùng với chúng cũng được thành tạo sau quặng sulfur xâm tán. Có lẽ, sự hình thành các đới trượt lớn Pha biến dạng thứ 2 cắt qua khối xâm nhập siêu mafic và các trầm tích biến chất đã tạo ra các đới dập vỡ và các đường dẫn thuận lợi cho quá trình di chuyển, tập trung để tạo thành các thân quặng. Trong những điều kiện hoá lý thuận lợi, quặng xâm tán đã bị hòa tan và di chuyển dễ dàng ra khỏi khối siêu mafic dọc theo đới biến dạng cao và tái tập trung khoáng hóa Ni - Cu trong các đới trượt ở những vị trí thuận lợi.

86  vàng Do đặc điểm phân bố và đặc điểm quặng hóa của các điểm quặng đồng vàng là khá tương đồng nhau, chúng đều nằm trong các đới biến dạng cao phân bố trong các đá phun trào hệ tầng Viên Nam, nên NCS chỉ mô tả một số điểm đặc trưng sau:  Thuộc xã Suối Bau, huyện Phù Yên, tỉnh Sơn La. Quặng đồng vàng được thành tạo liên quan đến đới mylonit có phương tây bắc – đông nam. Hệ thống đứt gãy Đông bắc - Tây nam làm phức tạp bình đồ cấu trúc, chưa rõ mối liên quan với quặng hóa, nó được tạo sau hệ thống Tây bắc - Đông nam (Hình 4.7). Hình 4.7: Sơ đồ địa chất khoáng sản khu vực Biểu hiện khoáng sản Vàng Suối Chát (thành lập theo tài liệu của Đoàn 17, Đoàn 305 và các kết quả nghiên cứu của tác giả)

87 Quặng hóa nằm trong một đới biến dạng, trong đó bao gồm nhiều mạch thạch anh dạng thấu kính kéo dài, mạch nhỏ được vây quanh bởi các phiến đá milonit với các biến đổi propylit hóa, sericit hóa, calcit hóa với nguồn gốc ban đầu là các đá bazan hệ tầng Viên Nam (Ảnh 4.4A, B, C) Quặng dạng xâm tán và các mạch nhỏ trong các thấu kính, mạch thạch anh và trong đá biến đổi. Ở trung tâm đới quặng có hàm lượng cao hơn có nhiều mạch và hạt lớn hơn, ngoài ra chủ yếu xâm tán dạng hạt nhỏ. Quặng có cấu tạo ổ, xâm tán, mạch, mạng mạch, kiến trúc tha hình, nửa tự hình, tự hình, tàn dư. Trong dải khoáng hóa này đã khoanh định được 2 đới khoáng hóa (Đới 1 và Đới 2) [2, 14] (Hình 4.7): -  nằm ở phía Tây bắc dải khoáng hóa có chiều dài 310m, chiều sâu 150m, chiều dày trung bình: 50m. Hệ số chữa quặng: 10,80%. Thể trọng đá chứa quặng: 2,65. Hàm lượng Au trung bình: 3,16 g/T [14]. - nằm ở phía Đông nam dải khoáng hóa, chiều dài: 337m, chiều dày trung bình: 50m, chiều sâu 150m. Hàm lượng Au từ 1,7 - 20,61g/T, trung bình 2,93g/T. Chất lượng vàng ở hai đới tương tự nhau, Au: 84-90% [14]. Kết quả phân tích các giã đãi và mẫu khoáng tướng đã phát hiện vàng trong 7 mẫu từ 7 - 16 hạt/mẫu. Đi cùng vàng còn có các khoáng vật: chalcopyrit: ít - 7%, cá biệt 25%; galena: ít - 0,5%; pyrit: ít - 70%, magnelit : ít – 2% ; chalcozin : ít – 5%. Ngoài ra còn có arsenopyrit, sphalerit, bismuthinit: ít - 1%; bornit ít - 0,3%, covelin ít - 0,3%, magnetit, hematit, corindon, pyrotin. Phi quặng có thạch anh, vụn đá phun trào, calcite [14]. Vàng tồn tài ở dạng bao thể hạt tha hình, nửa tự hình, kéo dài, xâm tán rải rác trong vết rạn nứt của đá thạch anh và trachyt, hoặc xâm nhiễm trong pyrit, chalcopyrit (Ảnh 4.4D), đôi nơi dạng hạt có quan hệ tiếp xúc phẳng với chalcopyrit và bismutin [14]. Kết quả phân tích microsond các hạt vàng cho (%) Au: 94,666 - 98,422; Ag: 0,393 - 0,144; Bi: 0,282 - 0,547; Độ tinh khiết của vàng: 965 - 966; Chất lượng vàng Au: 92,87%; Ag: 5,07%, Fe: 1,91% [14].