TRIỂN VỌNG QUẶNG SA KHOÁNG CHÔN VÙI VÙNG VEN
BIỂN QUẢNG
NGUYỄN TÀI THINH1,
NGUYỄN THẾ HÙNG2,
NGUYỄN TRƯỜNG LƯU2, ĐỖ TỬ CHUNG3
1Hội Địa vật lý Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội,
2Liên đoàn Vật lý Địa chất, Km.9 đường Nguyễn Trãi, Thanh
Xuân, Hà Nội,
3Bộ
Tài nguyên và Môi trường, 83 Nguyễn Chí Thanh, Đống Đa, Hà Nội.
Tóm tắt: Trên cơ sở kết quả điều tra, đánh giá tại các mỏ quặng sa khoáng ven biển
đã biết và đang khai thác vùng Nam Trung Bộ, ta thấy quặng sa khoáng ven biển trong vùng này
chủ yếu là sa khoáng ilmenit, zircon, monazit..., có nguồn gốc aluvi, hình
thành từ quá trình phong hóa các khối magma phía tây vùng nghiên cứu, nằm trong
trầm tích amQ13-mQ2 .
Chúng có thành phần chủ yếu là cát hạt nhỏ, màu xám sáng đến xám
đen, pha ít bột, sét bở rời.
Các dấu hiệu phóng xạ theo tài liệu bay
đo phổ tia gamma thể hiện dị thường cao tương đối của trường phóng xạ, bản chất
chủ yếu là thori, đôi khi bản chất hỗn hợp thori và urani, trường kali thường
rất thấp và tỷ số hàm lượng thori trên urani thường khá cao (tỷ số này thường
lớn hơn 5). Điều này có thể giải thích là trong các quá trình biến chất và
phong hoá, thori có độ bền vững cao hơn so với urani, và urani thường dễ bị hấp
thụ bởi các thành tạo có thành phần hạt mịn như sét, sét bột…còn kali có độ
linh động cao và tính bền vững kém.
Trên cơ sơ các dấu hiệu trên, các tác giả
đã xử lý tài liệu bay đo phổ tia gamma vùng ven biển Quảng Nam - Quảng Ngãi
nhằm xác định các diện tích triển vọng quặng sa khoáng chôn vùi. Kết quả là đã
xác định được một số diện tích triển vọng quặng sa khoáng, làm cơ sở cho các
công tác tìm kiếm, đánh giá tiếp theo.
MỞ ĐẦU
Trong những
năm gần đây, việc khai thác quặng sa khoáng ven biển phát triển khá mạnh mẽ và có
hiệu quả cao ở rất nhiều khu vực ven biển Việt Nam. Tuy vậy, việc khai thác
quặng sa khoáng ven biển hầu như chỉ tiến hành ở các diện tích lộ quặng tại các
bãi bồi sát biển, việc điều tra đánh giá quặng sa khoáng chôn vùi hầu như chưa
được tiến hành, mà một trong những lý do là các diện tích quặng này đã bị vùi
lấp bởi các thành tạo trầm tích hiện đại và trên đó phát triển các hoạt động
kinh tế xã hội như: trồng trọt, khu dân cư, và các cơ sở hạ tầng khác, rất khó
khăn cho công tác điều tra bằng các phương pháp lộ trình địa chất.
Quặng sa
khoáng chôn vùi ven biển Việt Nam có tiềm năng lớn, do đó việc điều tra, đánh
giá quặng sa khoáng chôn vùi ven biển rất có ý nghĩa đối với ngành công nghiệp
khai khoáng nói riêng và nền kinh tế nói chung, do quặng khai thác dễ dàng và
việc vận chuyển, chế biến thuận lợi.
Trên cơ sở
các nhận thức trên, các tác giả đã tiến hành xử lý tài liệu bay đo phổ tia
gamma vùng ven biển Quảng Nam - Quảng Ngãi (từ vĩ độ 15º10’ đến 15º40’), do
Liên đoàn Vật lý Địa chất chủ trì, bao gồm: tài liệu bay đo từ phổ gamma vùng
Quảng Nam - Đà Nẵng tỷ lệ 1:25.000 (1986), tài liệu bay đo từ phổ tia gamma
vùng Măng Xim, Quảng Ngãi tỷ lệ 1:50.000 (1996). Tài liệu địa chất chủ yếu sử
dụng Bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 gồm các tờ Tam Kỳ
(D-49-13-B), Trà Bồng (6739 IV) thuộc nhóm tờ Tam Kỳ - Hiệp Đức do Trương Khắc
Vy và nnk. thành lập [3] và tờ Trà Bồng (D-49-26-A)
thuộc nhóm tờ Quảng Ngãi, do Cát Nguyên Hùng và nnk. thành
lập [1], với mục đích xác định các diện tích có triển vọng sa khoáng, đặc biệt
chú ý loại sa khoáng chôn vùi, làm cơ sở cho công tác điều tra, đánh giá tiếp
theo.
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT - ĐỊA VẬT
LÝ VÀ CÁC DẤU HIỆU QUẶNG SA KHOÁNG
Các thành
tạo đá gốc lộ chủ yếu ở phía tây và rải rác ở ven biển phía nam diện tích
nghiên cứu và có sự phân dị khá rõ về các trường đo phổ tia gamma (xem Hình 4).
Các thành tạo đá phiến thạch anh - biotit thuộc phân hệ tầng dưới hệ tầng Khâm
Đức (PR2 kđ1)
có cường độ phóng xạ khá cao: Ig = 7¸16 mR/h, hàm lượng thori: Qth = 14¸32 ppm, hàm lượng
urani: Qu = 5¸8 ppm, hàm lượng
kali: Qk = 1¸2,1%; các thành
tao đá phiến thạch anh - sericit thuộc hệ tầng Núi Vú (PR2-e1 nv) lộ chủ yếu ở vùng núi phía tây từ trung tâm về phía bắc
vùng nghiên cứu, có cường độ phóng xạ mức trung bình: Ig = 2¸6 mR/h, Qth = 8¸18 ppm, Qu = 2¸4 ppm, Qk = 0,4 ¸ 0,8%; các thành
tạo bazan olivin phong hoá, laterit hoá mạnh lộ chủ yếu ở vùng ven biển phía
đông huyện Bình Sơn, có
cường độ phóng xạ thấp: Ig = 1¸3 mR/h, Qth = 2¸5 ppm, Qu = 2¸3,5 ppm, Qk = 0,5¸0,8%.
Các thành tạo magma lộ rộng rãi ở vùng núi
phía tây, đây là cơ sở thuận lợi tạo nguồn quặng sa khoáng ven biển. Đặc điểm
trường xạ phổ của các thành tạo magma cũng có sự phân dị rõ. Các đá
plagiogranit migmatit, granit migmatit biotit phức hệ Chu Lai (GmPZ1
cl) lộ chủ yếu ở phía nam, tây nam có
cường độ phóng xạ tương đối cao và dao động trong khoảng rộng: Ig = 3¸12 mR/h, Qth = 18¸42 ppm, Qu = 4¸11 ppm, Qk = 0,8¸1,1%; các thành
tạo điorit biotit hornblenđ, điorit thạch anh - biotit thuộc phức hệ Trà Bồng
(Di-GDi/O-S tb), có cường độ phóng xạ không cao: Ig = 1¸2 mR/h, Qth = 2¸6 ppm, Qu = 1¸3 ppm, Qk = 1¸2,1%; các thành
tạo phức hệ Quế Sơn gồm granođiorit, điorit thạch anh và granođiorit hornblenđ
lộ chủ yếu ở miền núi dưới dạng các khối nhỏ rải rác ven biển phía bắc, có
cường độ phóng xạ mức trung bình: Ig = 1,5 ¸ 7 mR/h, Qth = 4 ¸ 10 ppm, Qu = 1 ¸ 4,4 ppm, Qk =
1,2 ¸ 1,5 %.
Các thành
tạo Đệ tứ không chứa quặng sa khoáng, gồm: cát, cát pha sét, sét pha, cát sạn,
sỏi… lộ rộng rãi ở ven biển và dọc các thung lũng sông lớn có cường độ phóng xạ
thấp hơn hẳn các thành tạo đá gốc: Ig = 0,5 ¸ 1,5 mR/h, Qth = 2¸4 ppm, Qu = 1 ¸ 2,5 ppm, Qk =
0,2 ¸ 0,5 %. Đây là
dấu hiệu khá rõ ràng để phân biệt với các vùng có triển vọng quặng sa khoáng.
Trên cơ sở kết
quả điều tra tại các mỏ quặng sa khoáng ven biển đã biết và đang khai thác vùng
Nam Trung Bộ, ta thấy quặng sa khoáng ven biển trong vùng này chủ yếu là sa
khoáng ilmenit, zircon, monazit... có nguồn gốc aluvi, hình thành từ quá trình
phong hóa các khối magma phía tây vùng nghiên cứu, nằm trong trầm tích amQ13-mQ2
thành phần chủ yếu là cát hạt nhỏ, màu xám sáng đến xám đen pha ít bột, sét bở
rời.
Các dấu
hiệu đo phổ tia gamma thể hiện dị thường cao tương đối của trường phóng xạ, bản
chất chủ yếu là thori, đôi khi bản chất hỗn hợp thori-urani, trường kali thường
rất thấp và tỷ số hàm lượng thori so với urani thường khá cao (tỷ số này thường
lớn hơn 5). Hàm lượng quặng thường tỷ lệ thuận với cường độ phóng xạ, trong đó
đóng góp chủ yếu là hàm lượng thori. Điều này có thể giaỉ thích là trong các
quá trình biến chất và phong hoá thori có độ bền vững cao hơn so với urani và
urani thường dễ bị hấp thu bởi các thành tạo có thành phần hạt mịn như sét, sét
bột…còn kali có độ linh động cao và tính bền vững kém. Như vậy các dấu hiệu chủ
yếu để xác định các vùng có triển vọng quặng sa khoáng chôn vùi theo tài liệu
bay đo phổ tia gamma là:
Hình 1. Sơ đồ phân bố dị thường trường gamma máy bay ven biển Quảng
Hình 2. Sơ đồ phân bố dị thường hàm lượng thori ven biển
Quảng Nam, Quảng Ngãi
Hình 3. Sơ đồ phân bố dị thường hàm lượng urani ven biển
Quảng
Hình 4. Sơ đồ dự báo
triển vọng sa khoáng ven biển Quảng Nam, Quảng Ngãi
- Vùng phát
triển các thành tạo trầm tích bở rời (trầm tích Q) có bề dầy đủ lớn, thường là
các thung lũng sông lớn hoặc thung lũng cổ, vùng ven biển cổ…
- Tồn tại
dị thường tương đối của trường phóng xạ, bản chất chủ yếu là thori hoặc
thori-urani.
- Tỷ số hàm
lượng thori/urani tại các vùng dị thường tương đối cao, giá trị Th/U thường
> 5.
- Không có
dị thường kali hoặc trường kali thấp.
Việc xác
định các diện tích triển vọng quặng sa khoáng, ngoài các bản đồ trường cường độ
phóng xạ Ig, hàm lượng thori
Qth, hàm lượng urani Qu, hàm lượng kali Qk, tỷ số Qth/Qu, các tác giả đã tiến
hành lọc các trường trên bằng bộ lọc entropi trong bộ chương trình Coscad 3D
nhằm xác định các diện tích dị thường trên phông, chủ yếu trong các diện tích
phát triển các thành tạo trầm tích bở rời, kích thước bộ lọc lựa chọn là 2,5 x
2,5 km. Kết quả thể hiện trên các hình vẽ: Hình 1 - dị thường Ig, Hình 2 - dị thường hàm lượng thori, Hình 3 - dị
thường hàm lượng urani.
KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC VÙNG
TRIỂN VỌNG SA KHOÁNG
Kết quả xử lý,
phân tích tổng hợp đã giúp xác định được các diện tích triển vọng quặng sa
khoáng vùng ven biển Quảng Nam - Quảng Ngãi thể hiện trên Hình 4.
1. Vùng ven biển huyện Tam Kỳ, tỉnh Quảng Nam: Xác định được 5
diện tích triển vọng, trong đó có 4 diện tích phân bố kế tiếp nhau sát bờ biển
và một diện tích ở phía đông nam thị xã Tam Kỳ.
a. Diện tích triển vọng Phương Tân và Thanh Đông: thuộc xã Bình
Nam, nằm kế tiếp nhau, có chiều dài khoảng 6 km, rộng khoảng 0,5¸0,7 km, diện tích
ở xã Tam Thăng có chiều dài 4¸4,5 km, rộng 2¸2,5 km. Các diện
tích này được thể hiện bởi trường phóng xạ: Ig = 2¸7 mR/h, Qth = 8¸16 ppm, Qu = 3,5¸6,0 ppm, hàm
lượng kali thấp, dị thường DIg = 0,5¸2,0 mR/h, DQth = 1¸6 ppm, DQu= 0,5¸2 ppm.
b. Diện tích triển vọng xã Tam Tiến: Kéo dài từ thôn 2 đến thôn
7 với chiều dài khoảng 7 km, rộng 1,2 km. Đặc điểm của diện tích này là cường
độ trường xạ phổ khá cao: Ig = 3¸10 mR/h, Qth = 8¸24 ppm, Qu = 3,5¸11 ppm. Dị thường
trên phông: DIg = 0,5¸2,5 mR/h, DQth = 2¸10 ppm, DQu = 0,5¸3,5 ppm.
c. Diện tích đông nam thị xã Tam Kỳ: thuộc địa phận xã Tam
Xuân, thị xã Tam Kỳ, nằm trong lưu vực hạ nguồn sông Tam Kỳ, cách bờ biển
khoảng 4 km, diện tích vùng triển vọng khoảng 15 km2. Đặc điểm
trường đo phổ tia gamma: Ig = 2¸7 mR/h, Qth = 10¸18 ppm, Qu = 0,5¸1,5 ppm. Dị
thường trên phông: DIg = 0,5¸1,5 mR/h, DQth = 1¸6 ppm, DQu = 0,5¸1,5 ppm.
2. Vùng ven biển huyện Núi Thành, tỉnh Quảng
Nam: Xác định được 7 diện tích triển vọng.
a. Khu vực xã Tam Thanh bao gồm 3 diện tích triển vọng, trong đó
diện tích khoảng 1,2 km2 tại thôn 5, phân bố sát bờ biển, có trường
đo phổ tia gamma không cao lắm: Ig= 2¸4 mR/h, Qth = 4¸10 ppm, Qu = 2-3 ppm, dị
thường trên phông: DI = 0,5 ¸ 1,5 mR/h, DQth = 1 ¸ 5 ppm, DQu = 0,5 ¸ 1,5 ppm.
b. Khu vực hạ lưu sông Châu xác định được 2 diện tích triển
vọng, nằm cách bờ biển khoảng 6 km, trong đó diện tích triển vọng ga Ô Châu
khoảng 3 km2, diện tích triển vọng cầu Ông Bộ khoảng 1 km2.
Trường phổ gamma ở 2 diện tích này tương đối cao: Ig = 2¸9 mR/h, Qth = 6¸16 ppm, Qu= 2,5 ¸ 15 ppm, dị
thường trên phông: DIg = 0,5 ¸ 3 mR/h, DQth = 1¸7 ppm, DU = 0,5 ¸ 6 ppm.
c. Khu vực Chu Lai xác định được 4 diện tích triển vọng, trong
đó 2 diện tích sát ven biển nằm kế tiếp nhau trên chiều dài khoảng 5,5 km, rộng
khoảng 0,4 km, diện tích triển vọng Long Bình nằm song song với hai diện tích
trên, cách bờ biển khoảng 2 km, với chiều dài khoảng 4 km, rộng khoảng 1 km. Ba
diện tích này có đặc trưng trường đo phổ tia gamma gần giống nhau: Ig = 2¸8 mR/h, Qth = 1,5¸10 ppm, Qu = 4¸8 ppm, giá trị dị
thường trên phông: DIg = 0,5 ¸ 2,5 mR/h, DQth = 1,5 ¸ 8 ppm, DQu = 0,5 ¸ 3 ppm. Còn diện tích triển
vọng xã Tam Nghĩa, nằm ở hạ lưu sông Trâu, cách bờ biển khoảng 3 km, dạng đẳng
thước, diện tích khoảng 5 km2. Trường đo phổ tia gamma: Ig = 4¸15 mR/h, Qth = 10¸20 ppm, Qu = 5¸10 ppm, dị thường
trên phông: DIg = 0,5 ¸ 3,5 mR/h, DQth = 2 ¸ 11 ppm, DQu = 0,5 ¸ 7 ppm.
3. Vùng ven biển huyện Bình Sơn, Quảng Ngãi: Xác định được 4
diện tích triển vọng dọc hạ lưu sông Trà Bồng.
a. Diện tích triển vọng Trung An nằm ở cửa sông Trà Bồng, diện
tích khoảng 4 km2 và diện tích triển vọng Đông Bình, nằm cách bờ
biển khoảng 3,5 km, diện tích khoảng 2,5 km2, hai diện tích này có
trường đo phổ tia gamma tương tự nhau: Ig = 2,5 ¸ 6 mR/h, Qth = 8 ¸ 12 ppm, Qu = 4 ¸ 8 ppm, dị thường
trên phông: DIg = 0,5 ¸ 1,5 mR/h, DQth = 1,5 ¸ 7 ppm, DQu = 0,5 ¸ 3 ppm.
b. Diện tích triển vọng Toàn An nằm cách bờ biển khoảng 2 km,
có diện tích khoảng 2 km2 và diện tích triển vọng Quang Minh, cách
bờ biển khoảng 6 km, có diện tích khoảng 8 km2. Trường đo phổ gamma
ở hai diện tích này cao hơn 2 diện tích trên, với Ig = 5¸12 mR/h, Qth = 10¸25 ppm, Qu = 4¸10 ppm, dị thường
trên phông: DIg = 0,5 ¸ 3 mR/h, DTh = 1,5 ¸ 12 ppm, DQu = 0,5 ¸ 3,5 ppm.
4. Vùng ven biển huyện Sơn Tịnh, Quảng Ngãi: Xác định được một diện tích
triển vọng nằm sát bờ biển ở khu vực Điền Thuỷ, chiều dài khoảng 4,5 km, rộng
1,2 km. Đặc điểm trường phổ gamma ở đây khá cao: Ig = 5¸16 mR/h, Qth = 12¸22 ppm, Qu = 4 ¸ 7,5 ppm, dị
thường trên phông: DIg= 0,5 ¸ 4mR/h, DQth = 1,5 ¸ 15 ppm, DQu = 0,5 ¸ 3 ppm.
KẾT LUẬN
Trong số các diện tích triển vọng quặng sa khoáng đã
xác định, có nhiều diện tích có khả năng là quặng chôn vùi hoặc bị phủ một phần
do nằm xa bờ biển và dân cư đông đúc, hoặc khu vực canh tác của dân địa phương
như các diện tích triển vọng: Phương Tân, Thành Đông, Tam Thăng, Tam Tiến, ga
Châu Ổ, cầu Ông Bộ, Tam Nghĩa, Toàn An, Đông Bình, Quang Minh…
Các diện tích triển vọng cần được quan tâm điều tra
đánh giá sớm là các diện tích có quy mô lớn và hàm lượng quặng giầu theo các
dấu hiệu địa vật lý là có cường độ phóng xạ cao chủ yếu bản chất thori như các
diện tích: Phương Tân, Tam Thăng, ĐN thị xã Tam Kỳ, vùng Chu Lai, Tam Nghĩa,
Toàn An …
Các kết quả xác định các diện tích triển vọng quặng sa khoáng đã trình bày mới dựa vào tài liệu địa vật lý, chưa
có điều kiện kiểm tra thực địa. Hy vọng các kết quả này là cơ sở để điều tra,
đánh giá quặng sa khoáng ở khu vực.
Bài báo được sự hỗ trợ của đề tài nghiên cứu cơ
bản, mã số: 7 200 06
VĂN LIỆU
1. Cát Nguyên Hùng
(Chủ biên), 1999. Bản đồ
địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1: 50.000, nhóm tờ Quảng Ngãi. Lưu trữ Địa chất. Hà Nội.
2. Nguyễn Tài Thinh, Nguyễn Thế
Hùng, Nguyễn Trường Lưu, Đỗ Tử Chung, 2005. Một hệ phương pháp xử lý, phân tích tài liệu bay
đo từ phổ gamma và trọng lực với mục đích dự báo và tìm kiếm khoáng sản. Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHKT Địa vật lý Việt
3. Trương Khắc Vy
(Chủ biên), 1991. Bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ
lệ 1: 50.000 nhóm tờ Tam Kỳ - Hiệp Đức. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.