VỀ HIỆU QUẢ CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ

MỞ ĐẦU

Mỏ magnesit Kon Queng thuộc địa phận xã Sro, huyện Kon Chro, tỉnh Gia Lai, được phát hiện qua công tác kiểm tra sơ bộ các dị thường địa vật lý máy bay năm 1999. Từ đó đến nay, trên diện tích khu mỏ đã thi công 3 đề án địa chất là: đề án kiểm tra chi tiết cụm dị thường địa vật lý máy bay vùng Đăk Song, Gia Lai [3]; đề án đánh giá triển vọng magnesit vùng Kon Queng, huyện Kon Chro, tỉnh Gia Lai (Ngô Văn Minh và nnk., 2003-2004); đề án đánh giá tiềm năng magnesit vùng tây Kon Queng, huyện Kon Chro, tỉnh Gia Lai (Ngô Văn Minh và nnk., 2006-2008). Trong tất cả các đề án, công tác địa vật lý đã được đầu tư đủ mức và có hiệu quả thiết thực trong phát hiện, tìm kiếm và đánh giá mỏ khoáng sản quan trọng này.

I. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

1. Đặc điểm địa chất

Mỏ Kon Queng nằm ở trung tâm địa khối Kon Tum. Tham gia vào cấu trúc địa chất của mỏ có các thành tạo địa chất như sau:

Hệ tầng Phong Hanh (Є-S ph): gồm đolomit mầu xám, xám sáng, nâu vàng, đá phiến sét mầu đen, argilit màu xám bạc xen bazan porphyrit, đá phiến silic phân dải; chuyển tiếp lên trên là quarzit trắng, cát kết dạng quarzit và quarzit sericit. Bề dày của hệ tầng khoảng 600 m.

Hệ tầng Mang Yang (T₂a my): bao gồm cuội kết đa khoáng, sạn kết, anđesitođacit, đacit, ryolit, felsit và tuf của chúng; cát kết đa khoáng xen bột kết, tufit, đá phiến sét, đôi nơi có sét than. Hệ tầng này phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Phong Hanh. Bề dày chung của hệ tầng khoảng 285-880 m.

Phức hệ Vân Canh (G/T₂vc): gồm granosyenit biotit và granit biotit. Các đá này có mầu nâu hồng, đốm đen, hạt vừa tới thô, kiến trúc nửa tự hình, cấu tạo khối. Các khối xâm nhập của phức hệ này xuyên cắt và gây biến đổi các đá của hai hệ tầng nói trên.

Cấu trúc địa chất: các đá hệ tầng Phong Hanh bị biến dạng tạo các nếp uốn nhỏ với trục gần như nằm ngang và có phương TB-ĐN. Phá huỷ đứt gẫy chủ yếu là TB-ĐN và á vĩ tuyến [4]. Trong các khe nứt tách phương á kinh tuyến thường gặp các đá mạch bazơ - trung tính xuyên lấp.

2. Đặc điểm khoáng sản

Quặng magnesit tinh thể có giá trị kinh tế nằm trong các tập đolomit của hệ tầng Phong Hanh [6].

Trong vùng mỏ Kon Queng đã phát hiện 3 thân quặng magnesit (Hình 1). Các thân quặng có dạng tầng, đôi khi dạng thấu kính. Thân quặng số 1 dày 40÷60 m, chiều dài theo phương khoảng 720 m, chiều dài theo hướng dốc khoảng 200÷300 m. Thân quặng số 2 dày 60÷100 m, chiều dài theo phương khoảng 1000 m, chiều dài theo hướng dốc khoảng 250÷300 m. Thân quặng số 3 dày 20÷30 m, chiều dài theo phương khoảng 420 m, chiều dài theo hướng dốc khoảng 100÷200 m.

Năm 2004 [5], trữ lượng khoáng sản và tài nguyên dự báo cho phần phía đông của mỏ Kon Queng là 14 triệu tấn quặng, với mức hàm lượng MgO trung bình 43,17% (CaO = 1,34%; SiO₂= 2,24%; Fe₂O₃= 3,80%). Ở phần phía tây hiện đang có đề án đánh giá, kết quả bước đầu cho thấy quặng ở đây có chất lượng khá hơn và trữ lượng lớn. Trữ lượng và tài nguyên dự báo cho toàn mỏ Kon Queng có thể đạt tới 30 triệu tấn quặng.

II. HIỆU QUẢ CỦA CÔNG TÁC ĐỊA VẬT LÝ

1. Công tác bay đo từ phổ gamma tỷ lệ 1:25.000

Mỏ Kon Queng nằm trọn trong diện tích vùng bay Quy Nhơn [2]. Các tuyến bay được thực hiện theo phương ĐB-TN, khoảng cách tuyến bay khoảng 250 m, độ cao bay trung bình 70 m. Từ kết quả bay đo, các tác giả đã luận giải, dự kiến trong phạm vi vùng Kon Queng có các thành tạo trầm tích biến chất yếu chứa các vỉa đá carbonat (đolomit). Đây chính là tiền đề quan trọng để nghiên cứu các đá carbonat và khoáng sản liên quan trong quá trình điều tra khoáng sản ở các bước tiếp.

2. Công tác đo trọng lực tỷ lệ 1:50.000 và 1:100.000

Công tác này đã được thực hiện trong đề án đo vẽ trọng lực tỷ lệ 1:50.000 và 1:100.000 vùng Đông Kon Tum [8]. Trong đề án này có chuyên đề “Tổng hợp và xử lý các tài liệu bay đo từ-phổ gamma” trên diện tích 9250 km², bao trùm cả vùng Kon Queng. Thực hiện chuyên đề này, Quách Kim Chữ và Nguyễn Tài Thinh đã khoanh định cụm dị thường Đăk Song. Cụm dị thường này có bản chất U, tỷ số F cao, Th/U thấp, có tổ hợp dấu hiệu dự báo triển vọng quặng vàng - đa kim, v.v…. Chính từ kết quả này, Đoàn Địa vật lý Mặt đất đã tiến hành phổ tra và phát hiện magnesit tại Kon Queng (Ngô Văn Minh và nnk., 1999).

3. Công tác đo xạ đường bộ tỷ lệ 1:25.000

Công tác này được tiến hành trên diện tích 90 km² cùng với công tác đo vẽ địa chất tỷ lệ 1:25.000 trong khuôn khổ đề án Kiểm tra chi tiết cụm dị thường địa vật lý máy bay vùng Đak Song [3]. Tổng khối lượng điểm đã đo trên diện tích này là 16.467, đạt mật độ trung bình 170 điểm/km²trên mạng lưới đo cơ bản là 250 x 25 m. Đã lấy 400 mẫu tham số xạ phổ và phân tích khoảng 15 loại đá chủ yếu có mặt trong vùng. Sơ đồ trường phóng xạ tỷ lệ 1:25.000 đã phản ánh diện lộ của các đá hệ tầng Phong Hanh bằng một miền trường phóng xạ cường độ thấp Iγ = 10÷27 μR/h (trung bình 18 μR/h).

4. Các phương pháp điện trở

Phương pháp mặt cắt đối xứng: Đã đo 6691 điểm mặt cắt điện trở trên các thân khoáng magnesit và đolomit. Mạng lưới đo là 240x10 m, 120x10 m, một số vị trí được đan dày 60x5 m. Thiết bị đo AB = 120÷160 m; MN = 10÷20 m. Từ kết quả đo và xử lý đã thành lập sơ đồ đẳng trị điện trở suất biểu kiến tỷ lệ 1:5.000 trên diện tích khoảng 3 km² của khu mỏ. Trên sơ đồ này có sự phân dị khá rõ ràng về giá trị điện trở suất của các loại đá có mặt trong vùng, trong đó quặng magnesit ứng với mức trường trung bình thấp với ρ = 200÷400 ωm.

Phương pháp lưỡng cực trục liên tục đều: Tổng số đã đo 15 tuyến dài khoảng 17 km với 893 điểm. Hệ thiết bị đo được áp dụng là AB = MN = d = 20 m; n = 8. Kết quả xử lý phân tích tài liệu bằng các phần mềm chuyên dụng cho thấy độ sâu nghiên cứu đạt khoảng 50 m. Phương pháp này đã giúp xác định cấu trúc uốn nếp và bề mặt trên của các thân khoáng.

Phương pháp đo sâu điện trở: Đã đo 193 điểm đo sâu điện trở trên 12 tuyến, với khoảng cách điểm đo là 20 m. Hệ thiết bị đo AB/2max = 500 m. Các điểm đo sâu tập trung đã xác định rõ phần lộ trên mặt của các thân khoáng và nghiên cứu chúng theo độ sâu, phục vụ cho công tác khoan. Việc phân tích các kết quả đo sâu điện trở cho phép lập các mặt cắt địa điện, làm cơ sở xác định các thân quặng theo chiều sâu. Chính từ các kết quả này đã dự kiến bề dầy các thân khoáng đạt 60-100 m, ở độ sâu lớn hơn 100 m.

Phương pháp điện từ: Máy đo trường chuyển TEM57-MK2 là loại máy hiện đại mới được nhập vào Việt Nam, dùng để đo thử nghiệm trên mỏ Kon Queng nhằm xác định tính hiệu quả của nó trong đánh giá khoáng sản. Năm tuyến cắt vuông góc với thân khoáng đã được đo bằng phương pháp trường chuyển với khung phát có kích thước 50x80 m, khoảng cách giữa các điểm đo là 25 m. Tổng số đã thực hiện 154 điểm đo. Kết quả xử lý tài liệu cho thấy thân quặng có dạng nếp lồi và thoải về hai phía, có thể ở độ sâu trên 100 m (Hình 2).

KẾT LUẬN

Mỏ magnesit Kon Queng, Gia Lai được phát hiện thông qua công tác điều tra địa chất bằng phương pháp địa vật lý. Từ thực tiễn có thể rút ra quy trình phát hiện mỏ như sau:

- Bay đo từ phổ gamma,

- Tổng hợp xử lý tài liệu bay đo,

- Kiểm tra sơ bộ các dị thường triển vọng,

- Kiểm tra chi tiết các dị thường có triển vọng phát hiện khoáng sản,

- Điều tra địa chất và đánh giá khoáng sản ở tỷ lệ từ 1:2.000 đến 1:5.000.

Có thể nói rằng, các phương pháp địa vật lý đã góp phần quan trọng trong việc xác định các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm mỏ magnesit Kon Queng. Mặt khác, trong công tác điều tra, đánh giá tiềm năng quặng hoá, các phương pháp địa vật lý có vai trò hỗ trợ tích cực, đặc biệt là các phương pháp điện trở.

Mỏ Kon Queng là mỏ có quy mô lớn, chất lượng tốt. Vấn đề đặt ra là tiếp tục tìm kiếm quặng magnesit ở khu vực nào? Trên thế giới, mỏ magnesit tinh thể có liên quan với đolomit thường phân bố thành chuỗi mỏ nằm khá gần nhau trong những cấu trúc nhất định. Đa số các mỏ lớn đều nằm trong địa tầng PR₃-PZ₁ có chứa các lớp đolomit [1, 10]. Cho nên cần tiếp tục tìm kiếm magnesit ở các diện tích có các lớp đá carbonat trong địa tầng Tiền Cambri và Paleozoi sớm ở vùng Trung Trung Bộ nước ta.

VĂN LIỆU

1. Krupenin M.T., Ellmies R., 2001. Genetic features of sparry magnesite in Proterozoic carbonate rocks of the South Urals. Mineral deposits at the begining of the 21-st century. Piestrzynski et al.(Eds). Lisse: Balkema. Swets and Zeitlinger Publishers, P.997-999.

2. Larinsep (Chủ biên), 1987. Báo cáo Kết quả bay đo từ phổ gamma tỷ lệ 1:25.000 vùng bay Quy Nhơn. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

3. Ngô Văn Minh (Chủ biên), 2002. Báo cáo Kết quả kiểm tra chi tiết cụm dị thường địa vật lý máy bay vùng Đak Song, Gia Lai. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

4. Ngô Văn Minh, 2003. Cấu trúc địa chất và đặc điểm quặng hoá magnesit Kon Queng, Gia Lai. TC Địa chất, A/279: 30-34. Hà Nội.

5. Ngô Văn Minh (Chủ biên), 2004. Báo cáo Đánh giá triển vọng magnesit vùng Kon Queng, huyện Kon Chro, tỉnh Gia Lai. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

6. Ngô Văn Minh, 2005. Đặc điểm địa chất và quy luật phân bố quặng hoá magnesit vùng Kon Queng, tỉnh Gia Lai. Báo cáo HNKH kỷ niệm 60 năm Địa chất Việt Nam: tr. 692-699. Hà Nội.

7. Ngô Văn Minh (Chủ biên), 2006. Báo cáo tổng kết Đề án Đánh giá tiềm năng magnesit vùng Tây Kon Queng, huyện Kon Chro, tỉnh Gia Lai. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

8. Quách Kim Chữ (Chủ biên), 1998. Báo cáo Kết quả đo vẽ trọng lực tỷ lệ 1: 50.000 và 1:100.000 vùng Đông Kon Tum. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

9. Simandl George J. and Hancok Kirk D., 1990. Geology of the mount Brussilof magnesite deposit, southeastern Bristish. Geol. field work 1990, 1991-1: 269-278.

10. Simandl George J. and Hancok Kirk D., 1997. Sparry magnesite. Geol. field work 1997, 1998-1: 24E-1 - 24E-3.

Hình 2. Mặt cắt địa điện T54 xử lý từ tài liệu đo điện từ