Điều tra đánh giá trữ lượng, chất lượng cát thạch anh Phong Điền làm nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất thuỷ tinh, gốm, sứ, menfrit

MỞ ĐẦU Thừa Thiên Huế là tỉnh có tiềm năng lớn về cát thạch anh. Đây là nguồn tài nguyên quí giá không có nhiều mà chỉ tập trung ở một số khu vực của Việt Nam. Với nhịp độ phát triển công nghiệp và xây dựng hiện nay, nhu cầu về các vật liệ thủy tinh gốm sứ của các địa phương và khu vực miền trung là rất lớn.Việc xây dựng các nhà máy sản xuất gốm sứ thủy tinh, gạch chịu lửa … căn bản dựa vào tiềm năng sẵn có tại khu vực, vì vậy việc hiểu biết về chất lượng để sử dụng hợp lý vào các mục đích khác nhau là cần thiết, mặt khác tài nguyên cát ở ngay trên mặt nếu chúng ta không đánh giá, khoanh được vùng ranh giới và giữ gìn chúng, thì tài nguyên này cũng bị xâm hại, chất lượng bị suy thoái. Theo tinh thần và quyết định số 2624/UBND, ngày 5/11/1997 của UBND tỉnh Thừa Thiên Huế, theo đó cần phải tiến hành “ Điều tra nghiên cứu cát Phong Điền” và đây là giai đoạn tiếp theo của Dự án. Mục tiêu: Điều tra nghiên cứu chất lượng và trữ lượng cát Phong Điền Nhiệm vụ triển khai bước II( 2001)gồm : Đo vẽ địa chất tỷ lệ 1:25000 và đánh giá tiềm năng cát thạch anh trên toàn khu vực huyện Phong Điền với tổng diện tích 135 km2. Đo vẽ địa chất tỷ lệ 1:10000 và đánh giá chất lượng trữ lượng cát thạch anh khu Cầu Thiềm. Tổ chức thực hiện: Để triền khai nhiệm vụ của bước II, đã tiến hành ký kết hợp đồng số 01/HĐKT giữa sở Công Nghiệp và Tiểu thủ Công Nghiệp Thừa Thiên Huế với trung tâm Nghiên cứu môi trường địa chất, ngày 8 tháng 6 năm 2001 về việc “Điều tra đánh giá trữ lượng, chất lượng cát thạch anh Phong Điền làm nguyên liệu phục vụ cho công nghiệp sản xuất thủy tinh, gốm, sứ, menfrit” Đây là một nhiệm vụ khó khăn, bởi vì với một khối lượng khảo sát, thi công, phân tích lớn chỉ thực hiện trong 06 tháng. Được sự giúp đỡ của sở công nghiệp chúng tôi đã tiến hành hai đợt khảo sát thực địa, thi công công trình khoan, khai đào, lấy mẫu, phân tích… Để thực hiện nhiệm vụ nêu trên, Trung tâm Môi trường địa chất đã phối hợp với các chuyên gia thuộc trường Đại Học Mỏ- Địa Chất, Viện địa chất, Trung tâm khoa học tự nhiên và Công ngheek Quốc gia triển khai các công tác cần thiết của bước II này. Công tác thực địa đã được triển khai đồng bộ và tổng hợp các nhiệm vụ : đo vẽ bản đồ, khai đào, khoan tay và khoan sâu. Trong quá trình đo vẽ địa chất cũng đã tiến hành đo liều bức xạ bằng máy đo tổng xạ. Việc chỉ đạo tổ chức thi công được chỉ đạo do Th.S Nguyễn Văn Cầu phụ trách với sự tham gia của các kỹ sư Nguyễn Văn Thự, Vũ Mạnh Long, Nguyễn Hồng Phúc. Phần đo xạ và sử lý số liệu do PGS.TS Nguyễn Trọng Nga chỉ đạo với sự tham gia của kỹ sư Nguyễn Văn Thự, Nguyễn Văn Bình. Các mẫu hóa toàn phần và hóa cơ bản được phân tích tại phòng thí nghiệm hóa phân tích thuộc Viện Địa chất – Trung tâm khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia và đã được kiểm tra tại Trung tâm phân tích địa chất. Cục địa chất và Khoáng sản Việt Nam. Toàn bộ khối lượng công tác đã tiến hành và các kết quả cụ thể của dự án được thể hiện trong báo cáo thuyết minh này. Tham gia thành lập báo cáo tổng kết gồm tập thể các nhà khoa học, các kỹ sư thuộc trường Đại học mỏ - Địa chất, Viện địa chất, Liên đoàn Bản đồ địa chất dưới sự chỉ đạo và tổng hợp của PGS.TS Nguyễn Văn Phổ và TS Đỗ Cảnh Dương, với sự tham gia của Th.s Nguyễn Văn Cần , Th.S Nguyễn Tiến Dũng, Th.s Hoàng Đức Ngọc, K.S Nguyễn văn Thự, K.S Nguyễn Văn Long. Trong quá trình triển khai và hoàn thành dự án này tập thể tác giả luôn nhận được sự quan tâm chỉ đạo của lãnh đạo UBND tỉnh, được sự giúp đỡ sát sao và có hiệu quả của Sở Công nghiệp và Tiểu thủ công nghiệp, Sở kế hoạch và Đầu tư, Sở tài chính và Vật giá của tỉnh, được sự giúp đỡ và tạo điều kiện của UBND huyện Phong Điền, các xã Phong Bình , Phong Chương, Phong Hòa, Phong Hiền, Phong Thu, Quảng Lợi, Quảng Vinh, nơi đoàn đã đóng quân và làm việc. Nhân dịp này tập thể tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành trước sự quan tâm chỉ đạo, giúp đỡ và cộng tác của các cơ quan, ban nghành, và các địa phương để chúng tôi hoàn thành nhiệm vụ. Chương II PHƯƠNG PHÁP, KHỐI LƯỢNG VÀ KỸ THUẬT TIẾN HÀNH II.1 Công tác chuẩn bị Thu thập chỉnh lý các tài liệu đã có, chuẩn bị các bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000; 1:10.000;. và các công việc phụ trợ khác. Trên cơ sở các tài liệu địa chất như báo cáo đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ:1: 200.000; 1:100.000; 1:50.000 Chuẩn bị các máy địa vật lý như: Máy phóng xạ CPH 68-01 số 1354 là máy có độ nhạy, độ chính xác cao… II.2. Đo vẽ địa chất tỷ lệ 1:25000 Mục tiêu là thành lập bản đồ địa chất vùng Phong Điền, chính xác hóa ranh giới địa chất , ranh giới các khu dân cư, các khu vực xây dựng công trình công cộng, các trằm bàu …..đặc biệt là khoanh định được các ranh giới các dải cát, thân cát, đạt chất lượng và chiều dày khai thác để qui hoạch và thăm dò khai thác. Công tác đo vẽ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1:25000 với diện tích 135 km2 tiến hành theo phương pháp lộ trình địa chất. Các tuyến lộ trình được bố trí như sau: Tuyến trục có phương vị: 300-120 Các tuyến ngang vuông góc với tuyến trục, với phương vị 210 -30 Khoảng cách tuyến ngang 1000m, khoảng cách điểm quan sát, các công trình trên tuyến từ 400 – 500m. II.3. Đo vẽ địa chất, tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1: 10.000 Dựa vào kết quả của tìm kiếm tỷ lệ 1:25000 kết hợp với các phương pháp tìm kiếm khác và quy luật phân bố của cát thạch anh vùng Phong Điền, chúng tôi lựa chọn diện tích khu Cầu Thiền để đo vẽ địa chất tỷ lệ 1:10.000. Hệ thống tuyến lộ trình tìm kiếm được tiến hành trên cơ sở các tuyến của giai đoạn tìm kiếm tỷ lệ 1:25000. Các điểm quan sát trên tuyến được đan dày và bố trí đan dày mật độ công trình ( khoảng cách công trình 250 – 500m). Diện tích tìm kiếm đo vẽ sơ đồ địa chất tỷ lệ 1: 10.000. là 30km2. II.4. Công tác trắc địa Trong quá trình thi công phương án chúng tôi đã sử dụng bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25000 được phóng từ bản đồ địa hình UTM tỷ lệ 1: 50.000 ( tờ Hải Lăng – 6442-II) và bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 vùng ven biển Phong Điền do cục đo đạc và Bản đồ Nhà nước xuất bản năm 1998. Nhiệm vụ chính của công tác trắc địa trong giai đoạn này là đo các tuyến tìm kiếm ( gồm 1 tuyến trục và 16 tuyến ngang), định vị trí các công trình khoan, khai đào. Việc đo đạc, định vị được tiến hành bằng máy định vị GPS. Khối lượng công tác đã thực hiện: Đo 1 tuyến trục và 16 tuyến ngang. Đo định vị các lỗ khoan tay, 4 lỗ khoan máy và các hố, 16 giao điểm tuyến trục với tuyến ngang. II.5. Khảo sát phóng xạ Mục đích của công tác phóng xạ nhằm xác định sự có mặt hoặc không có mặt của các khoáng vật nặng cộng sinh đồng hành cùng các chấy phóng xạ như: Zircon, Rutin. Ilmenit, Monazite… Đã tiến hành đo suất liều gamma trên tâm. Tổng số điểm đo là 270 điểm, số điểm kiểm tra : 22 a, Xử lý số liệu: Đánh giá độ chính xác thực địa: Độ chính xác thực địa được xác định theo công thức sai số bình phương trung bình. b, Tính giá trị liều tương đương bức xạ” Giá trị liều tương đương bức xạ gamma được tính theo công thức {1} Hn (m Sv/ năm ) = D.Q.N.t (3) Trong đó: D= K.I - Liều hấp thụ bức xạ gamma trong không khí. I – Suất liều bức xạ gamma ( µR/h) K – Hệ số hấp thụ bức xạ gamma trong không khí ( K = 0,896) Q – Hệ số chất lượng, Đối với nguồn bức xạ gamma chiếu ngoài Q= 1; N = 1. T – Thời gian chiếu xạ đối với dân thường trong một năm ( 8760 giờ) Thay các tham số trên vào công thức (3) được: Hn (m Sv/ năm ) = 7,68.10-2 ( µR/h). II.6. Phương pháp thi công công trình khoan khai đào. Các dạng công trình khai đào được sử dụng bằng máy khoan, khoan tay và hố. a, Khoan máy. Các lỗ khoan thi công với chiều sâu khoan 10 - 20m, để nghiên cứu cấu trúc địa chất, chiều sâu của các tầng trầm tích đệ tứ, đặc biệt là phân hệ tầng dưới của hệ tầng Phú Bài. Các lỗ khoan được bố trí trên tuyến VI với khoảng cách lỗ khoan 1,5 – 2km, bao gồm 4 lỗ khoan: LK1 ( 18,5m); LK2 ( 18,5m); LK3 ( 19,5m); LK4 ( 19m) với tổng chiều sâu 75m. Kèm theo việc lấy mẫu theo chiều sâu. b. Khoan tay. Mục đích của công việc khoan tay là để xác định chiều dày của tầng sản phẩm ( cát thạch anh màu trắng), lây mẫu nghiên cứu chất lượng cát. Để đạt được mục đích trên chúng tôi tiến hành khoan ỏ độ sâu dưới 10m. Các lỗ khoan cũng được bố trí trên tuyến tìm kiếm với khoảng cách công trình từ 250 – 500m. Đã khoan lỗ khoan với khối lượng 260m. c. Công trình hố Công trình hố nhằm mục đích lấy mẫu nghiên cứu phần trên của tầng sản phầm ( nếu có thể). Hố được bố trí trên tuyến tìm kiếm. Các hố được đào với kích thước miệng hố 1x 1m; chiều sâu hố từ 1 m đến 1,5m. Sau khi công lấy mẫu, thu thập tài liệu và nghiệm thu, các hố được san lấp lại. Các thiết đồ hố được vẽ 1 vách. Khối lượng hố đã thi công: 80 hố = 120m3. II.7. Công tác mẫu Lấy mẫu: Các nghiên cứu chất lượng cát được lấy chủ yếu trong các công trình khoan hố. Do đặc điểm của cát thạch anh trong vùn là có độ hạt đồng đều nên khi lấy mẫu chúng tôi tiến hành rút gọn mẫu ngay tại hiện trường bằng cách chia tư lấy đối đỉnh để định mẫu với trọng lượng là 1kg., sau đó chia đôi ½ lưu ở sở công nghiệp còn ½ gửi cơ quan phân tích. Lấy mẫu hóa: Mẫu hóa được lấy trong các công trình hố hoặc khoan tay. Trong công trình hố mẫu được lấy theo phương pháp mẫu rãnh. Kích thước rãnh mẫu: rộng: 10cm; sâu 5cm, dài : 0,5- 1m. Mẫu lấy theo phương pháp thằng đứng, mẫu lấy được rút gọn ngay tại hiện trường. Trong công trình khoan, lấy mẫu lõi khoan với chiều dài mẫu 1m. Tủy theo chiều sâu khoan có thể lấy 1- 3 m ở mỗi lỗ khoan. mẫu lấy được rút gọn ngay tại hiện trường. Trong các lỗ khoan sâu từ 10 -20m: Lấy mẫu liên tục toàn bộ chiều sâu khoan, chiều dài mẫu 1m. Lấy mẫu thể trọng và độ ẩm. Lấu mẫu trọng sa Khối lượng mẫu các loại đã lấy: 230 mẫu Công tác phân tích mẫu Mẫu hóa cát: Mẫu hóa cơ bản : Yêu cầu phân tích các chỉ tiêu: SiO2, Fe2O, TiO2, CaO. Ce2O3, MKN. Mẫu hóa toàn phần:Y/c phân tích các chỉ tiêu: SiO2, Fe2O3, Na2O, K2O, MgO, Al2O3, TiO2, Cr2O3, CaO, MKN Khối lượng mẫu phân tích là : 50 mẫu. Mẫu kiểm tra ngoại bộ được gửi phân tích tại: Tổng số mẫu kiểm tra ngoại bộ với mẫu hóa cơ bản là: 8 mẫu, với mẫu hóa toàn phần là 5 mẫu. Mẫu độ hạt: Yêu cầu xác định % các cấp hạt: 0,8- 2,0 mm. Khối lượng phân tích mẫu là: 30 mẫu. Mẫu trọng sa: Yêu cầu phân tích hàm lượng phần trăm các loại khoáng vật nặng. Khối lượng phân tích mẫu là: 15 mẫu. Đánh giá kết quả phân tích mẫu Để xác định sai số ngẫu nhiên dùng công thức: Trong đó: Cn: Hàm lượng thành phần trong mẫu cơ bản thứ i, hàm lượng C12 : Hàm lượng thành phần trong mẫu kiểm tra thứ i M: Số lượng mẫu kiểm tra Sai số trùng phương tương đối tính theo công thức: Trong đó: - : Hàm lượng trung bình thành phần của tất cả các mẫu. Tiến hành so sánh với nếu< tập mẫu không vi phạm sai số ngẫu nhiên và ngược lại. Kiểm tra ngoại bộ: Để tiến hành đánh giá sai số hệ thống tiến hành theo các bước: + Xác định hàm lượng trung bình thành phần trong m mẫu phân tích cơ bản: = + Tính sai số hệ thống tuyệt đối: = Trong đó: - : Hàm lượng thành phần trong mẫu cơ bản thứ i - : Hàm lượng thành phần trong mẫu kiểm tra thứ i - m : Số lượng mẫu kiểm tra + Tính sai số hệ thống tương đối: + Xác định giá trị thực nghiệm: Với là sai số trùng phương chọn lọc tính theo công thức: Tiến hành so sánh với được tra bảng, nếu tập mẫu không phạm sai hệ thống. CHƯƠNG III KẾT QUẢ ĐO VẼ ĐỊA CHẤT VÀ TÌM KIẾM CÁT TỶ LỆ 1: 25.000 VÙNG PHONG ĐIỀN III.1. Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu III.1.1. Đặc điểm địa tầng Các thành tạp trầm tích cấu thành nên vùng nghiên cứu bao gồm các phân vị địa tầng sau: GIỚI PALEOZOI HỆ ORDOVIC HẠ - HỆ SIZUR Hệ tầng Long Đại ( O1 – S lđ) Hệ tầng được đặc trưng bởi các trầm tích lục nguyên màu xám dạng plysh xen các tập cuội kết, sạn kết. Các đá của hệ tầng bị biến chất ở tướng phiến lục, phụ tướng Sericil – clorit. Ven rìa có các khối magma thành phần bazo – trung tính phức hệ Quế Sơn. Các đá của hệ tầng bị biến chất nhiệt, tướng đá sừng không phân chia. Dọc các đứt gãy các mạch thạch anh xuyên theo mặt lớp, mặt phiến. Tổng chiều dày hệ tầng Long Đại khoảng 2.600m. Trong vùng nghiên cứu khối lượng mặt cắt của hệ tầng chi tương ứng với phụ hệ tầng trên của hệ tầng Long Đại với diện lộ nhỏ, khoảng 15km2 nằm ở phía Tây Bắc vùng nghiên cứu với bề dày ~ 650m gồm 2 tập. Phân hệ tầng trên ( O1 – S lđ3 ) Tập 1: Bao gồm các đá phiến sét sericit – clorit xen ít cát kết phân lớp mỏng đến trung bình màu xám, xám nhạt, phần thấp tập là lớp bột kết màu đen, dày 300m. Taapj2: các đá bột kết, đá phiến sét - sericit – clorit cát bột kết. Đá phân lớp mỏng đến dày màu xám, xám đen, dày 350m. Trên cơ sở phát hiện bút đá Phyllograptusanca Hall: Expansograptus entnsis Hall: Isograptus sp xác định tuổi ordovic sớm ( Nguyễn Hồng Hược ). Ngoài ra còn phát hiện được Prustrograptus sp là hóa thạch phổ biến trong silua hạ ở Việt Nam. Do đó các thành tạo của hệ tầng Long Đại được xếp vào tuổi ordovic sớm, silua hạ ( O1 – S lđ). GIỚI KAINOZOI HỆ ĐỆ TỨ Pleistocen trung – thượng Hệ tầng Quảng Điền Các trầm tích này lộ trên mặt hoăc được thấy trong các lỗ khoan, bao gồm các tướng sông lũ, sông, sông biển và sông biển đầm lầy, ại vùng Phong Điền các trầm tchs này bao gồm các tướng có đặc điểm như sau: Trầm tích sông lũ ( ApQII – III1 qđ ) + Trầm tích sông lũ phân bố với diện nhỏ nằm phía Đong Nam khu tìm kiếm, chúng tạp nên thềm sông bậc III với độ cao xấp xỉ 15m. Thành phần chủ yếu là các trầm tích hạt thô ( cuội, sỏi, tầng ) xen lớp mỏng sét bột. Mặt cắt gồm 2 lớp: + Lớp 1( 0 -1,5m ): phủ trực tiếp trên bề mặt bào mòn của hệ tầng Long Đại, thành phần là cuội đa khoáng với thành phần thạch anh, kích thước 3-7cm. Chúng bị phong hóa mạnh, ở dạng mền bờ. Lớp cát, cát bột màu xám trắng, xám vàng loang lổ ( là sản phẩm phong hóa ) có thành phần hóa học SiO2: 84,1% : Fe2O3: 4,4%: FeO: 0,57%: Al2O: 8,51%; CaO: 0,27%; MgO: 0,1%. Bề dày 1,5m. + Lớp 2 ( 1,5 – 3m ): là lớp kết vón leterit dạng khung xương màu đốm, tím xẫm cứng chắc, lấp đầy các lỗ hổng là bột sét màu nâu nhạt. Kết quả phân tích hoát (%) SiO: 73,12% ; Fe2O3: 0,07%; Al2O: 5,99% ; CaO: 0,14%; MgO: 0,3. Bề dày lớp 1,5m. Pleistocen thượng Hệ tầng Phú Xuân ( mQm2px) Các trầm tích của hệ tầng này chỉ lộ ra các diện lộ nhỏ đến vài Km2. Ngoài ra còn bắt gặp các trầm tích này trong một số lỗ khoan sâu 21-66,5m, chúng chuyể tiếp liên tục từ các trầm tíc sông biển còn phía trên bị phủ bởi các trầm tích sông, sông biển hệ tầng Phú Bài. Thành phàn các trầm tích bao gồm cát bột lẫn sét, ít sạn màu vàng sẫm, nâu đỏ chặt xít. Thành phàn độ hạt (%): cát 44,5-65%; bột 17-37,7%; sét 15,3=18%; sạn 2,5%. Hệ số độ hạt kích thước trung bình (Md): 0,097-0,12; hệ số chọn lọ (So): 2,07; độ cấu (Sf): 0,796; Sk: 2,99. Thành phần khoáng vật cấp hạt 0,1-0,25mm (%): thạch anh 97%; mảnh đát 3%. Kết quả phân tích mẫu hóa Siliccat (%) SiO2: 82,2%; Fe2O3: 4,15%; FeO: 0,09%; Al2O3: 7,32%; CaO: 0,7%; MgO: 0,4%. Bề dày lớp trầm tích 9m. Holocen hạ, trung Hệ tầng Phú Bài ( QIV1-2 pb) Trong diện tích khu nghiên cứu các thành tạo này phát triển rộng khắp tạo nên bề mặt tương đối bằng phẳng, ngoài ra còn bắt gặp các trầm tích của hệ tầng này trong các lỗ khoan sâu từ 1,2-49,9m. Các tài liệu khảo sát và khoan đào đều xác nhận có hai tầng cát ( Cát vàng và cát trắng ) hoàn toàn khác nhau và được chia thành hai phụ hệ tầng sau: Phụ hệ tầng dưới ( QIV1-2 pb1) Các trầm tích phụ hệ tần bao gồm các trầm tích tướng sông (a), sông biển(am) và sông biển đầm lầy (amb), chúng tạo nên tầng cát vàng lẫn tạp chất hữu cơ. Trầm tích sông ( aQIV1-2 pb1): gặp trong các lỗ khoan. Quan sát mặt cắt các lỗ khoan thấy từ dưới lên gồm 2 lớp: + Lớp 1: Sạn sỏi cuội lẫn bột cát màu xám- xám đen. Sạn sỏi cuội 52,58-81,15%; bột 10,4-25,8%; cát 8,45-24,9%. Thành phần hạt thô chủ yếu là thạch anh, Silic, khoáng vật (%): thạch anh 94-99%., mảnh đá 1-5%. Lớp này phủ trên trầm tích sông-biển-đầm lầy của hệ tầng Phú Xuân. + Lớp 2: Cát sạn sỏi cuội lãn bột cát màu xám, xám đen, cát 25,4-49,85%; sạn sỏi cuội 18,35-41%: bột 15,6-29,15%; sét 0-3,4%. Thành phần khoáng vật cấp hạt 0,1-0,25mm (%) thạch anh 90-97; felspat 1-2; mảnh đá 1-6; turmalin 0-1. Phủ lên trên là các trầm tích sông biển cùng tuổi. Trầm tích sông biển ( amQIV1-2 pb1): Bằng các công trình khoan khai đào bắt gặp các thành tạo này ở độ sâu ( 10-18,8m) Mặt cắt LK1 ( 18,8-10m) trầm tích gồm bột cát lẫn sét xám xanh, xám nâu, nâu nhạt,. Thành phần bột 45,7-65,2%; cát 28,2-48,65%; sét 0-75%. Md: 0,093-0,099; So: 1,18-1,23; Ro: 0,66-0,74; Sf0,77-0,8. Thành phần khoáng vật cấp hạt 0,1-0,25mm(%): thạch anh 83-100; felspat 1-10: mảnh đá + mica 1-10 Trầm tích sông biển đầm lầy ( ambQIV1-2 pb1): Trên mặt cắt LK1 các thành tạo sông biển cùng tuổi. Vật liệu trầm tích là cát bột lẫn mùn thực vật màu xám , xám sẫm , xám đen, lẫn vỏ sò hến và di tích thực vật đã phân hủy : Bột 41,2-71,4%; sét 23-51,6%; Cát 2,2-15,3%. Md: 0,011-0,059; so: 2,1-4,6%; Sk: 0,45-1,5; Ro: 0,67-0,74%; Sf: 0,8-0,83. Thành phần khoáng vật sét (%) hydromica: 17-25%; kaolinit 8-20%; clorit 5-10%. Bề dày tầng trầm tích 4.5m. Phụ hệ tầng trên (QIV1-2 pb2): Các trầm tích phân hệ tầng trên được thành tạo trong kỳ biến tiến Flandrian, có điện phân bố rộng rãi trong khu mỏ gồm 3 nguồn gốc : biển sông ( ma ), biển gió (mv). Trầm tích biển ( maQIV1-2 pb2): Đây là đối tượng nghiên cứu chính, các thành tạo này được hình thành trong chu kỳ biến tiến Flandrian. Trong khu mỏ các thành tạo này phân bố thành những cồn cát không liên tục trên địa hình nổi cao ( 6-10m) không bằng phẳng , thành phần đặc trưng là cát thạch anh hạt trung, hạt thô màu trắng, xám trắng độ chọn lọc và mài tròn tốt. Kết quả phân tích 30 mẫu cát cho thấy : cỡ hạt 2-0,8mm = 11,84%, cỡ hạt 0.8-0.315mm = 35.11%, cỡ hạt 0.315-0.1mm= 48.07%, cỡ hạt <0.1mm chiếm 4.88%. Md: 0.44; So: 1.57-1.68; Sk: 0.77-0.8; Ro: 0.66-0.71; Sf: 0.8-0.826. Thành phần hóa học (%) SiO2: 97086%; Fe2O3 + FeO: 0.86%; Al2O3: 0.27%. Bề dày tầng cát thay đổi từ 0.5-7m, có chỗ đạt 8-9m. Mặt cắt các công trình khoan khai đào trong khu mỏ đều thấy tầng cát chia làm 3 lớp từ trên xuống như sau: + Lớp 1 ( lớp phủ ): Cát thạch anh màu trắng, có lẫn tạp chất hữu cơ, cỡ hạt đồng đều dày 0.2-0.3m. + Lớp 2: Cát thạch anh màu trắng, xám trắng, thành phần cỡ hạt rất đồng đều, dày 0.5-7m. + Lớp 3: Cát hạt nhỏ lẫn bùn sét màu đen. Trầm tích biển gió ( mvQIV1-2 pb2): Trầm tích biển gió phân bố thành những cồn cát không liên tục trên trầm tích biển cùng tuổi. Đặc trưng là cá thạch anh hạt trung , hạt thô, màu trắng, độ chọn lọc và mài tròn tốt. Thành phần độ hạt (%) cát 92.75-94.3%; sạn 3.3-4.5%; bột 2.4-2.75%; Md: 0.41-0.44; So: 1.33-1.36; Sk: 0.81-0.88: Ro: 0.7-0.73; Sf: 0.796-0.8. Thành phần hóa học (%) SiO2: 97-86%; Fe2O3: 0.06%; FeO: 0.86% ; Al2O3: 0.00; CaO: 0.27. Bề dày trầm tích một vài mét đến hàng chục mét. Holocen trung - thượng Hệ tầng Phú Vang (QIV2-3pv) Trong diện tích khu tìm kiếm thấy lộ ra các trầm tích tướng sông, sông - biển, sông - biển - đầm lầy, biển – sông thuộc phụ hệ tầng dưới và các tướng sông biển đầm lầy – phân hệ tầng dưới hệ tầng Phú vang. - Trầm tích sông (aQIV2-3pv) Các thành tạo trầm tích sông phân bố phía tây nam khu tìm kiếm, đây là các bãi bồi ven sông Ô Lâu có độ cao 2-3m. Mặt cắt các bãi bồi gồm 2 lớp: + Lớp 1: thành phần chủ yếu là cát bột lẫn sạn màu vàng, vàng nâu, có thấu kính sạn sỏi thạch anh, silic (ở độ sâu 2,1-2m). Thành phần độ hạt: cát: 60,4%, bột: 30,95%, sạn sỏi: 6,7%; sét: 2,5%. Hệ số độ hạt Md: 0,085%, S0: 1,87%, Sf: 0,789, R0: 0,69%. Thành phần cấp hạt 0,1 – 0,25: thạch anh: 98%, vụn, đá: 2%. - Trầm tích sóng - biển (amQIV2-3pv1): Diện lộ của trầm tích này phân bố phía Tây Nam khu mỏ, chúng tạo nên bề mặt địa hình bằng phẳng cao 2-3m. Mặt cắt từ dưới lên gồm 2 lớp: + Lớp 1: sét bột, bột sét pha cát hạt mịn sát đáy là lớp cát, cát bột mỏng màu xám xanh, xanh đen, lẫn vỏ sò ốc. Sét 44,2%, bột 33-50%, cát 1,66-5,5%, µd: 0,0058-0,014. Thành phần khoáng vật sét (%) hydromica 20-25%, kaolinit 15-20%, clorit 10%, monmorilonit 1-8%. Bề dày lớp 2,5m. + Lớp 2: Sét bột, bột cát pha sét màu xám đen, lẫn di tích thực vật đang phân huỷ, vỏ sò ốc. Bột 44,26%-66,9%, cát 31,25-49,25, sét 0-10,7%, µd: 0,091-0,09, So: 1,2-1,42, Sk: 0,82-1,26; Ro: 0,65-0,75. Dày lớp 3m. - Trầm tích sóng - biển - đầm lầy (ambQIV2-3pv1) Các trầm tích này được thành tạo trong các bàu, trầm nằm giữa các dải cát tạo nên địa hình tương phản. Theo các tài liệu tìm kiếm than bùn trong các bàu và trầm thì mặt cắt sông - biển - đầm lầy từ dưới lên gồm 2 lớp: +Lớp 1: Phủ trực tiếp trên tầng cát hệ tầng Phú Bài là than bùn màu đen, nâu đên gồm thân, rễ, lá thực vật đã và đang phân huỷ. Đây là tầng than bùn công nghiệp dày 2-4,2cm. + Lớp 2: Cát lẫn than bùn và rễ cây còn tươi, màu xám, xám đen. Dày 0,5m Trầm tích biển-song-đầm lầy (mabIV2-3pv): Phân bố dọc theo hai bên bờ của phá Tam Giang và đầm Thanh lam, phần lớn diện tích thường xuyên ngập nước, mặt cắt đặc trưng là cát hạt mịn lẫn ít bột xám đen, bở rời phần trên lẫn di tích thực vật cát 80,05%, bột 18,35%, sạn 1,6%. Md0,17%, So:1,68%, Sk 1,13; R0 0,706; SF: 0,798… chứa bào tử phấn hoa: Pteris, Cyathea sp, Morus dày 2,8m. III.1.2 Kiến tạo Vùng nghiên cứu là một dải đồng bằng hẹp kéo dài theo bờ biển và nằm ở rìa của đới cấu trúc Long Đại. Trên cơ sỏ phân tích thành phần tướng đá của các phân vị địa tầng, tính chất các hoạt động kiến taojm magma, các thời kỳ gián đoạn trầm tích ở vùng nghiên cứu và các diện tích kế cận, chia cấu trúc vỏ trái đất vùng nghiên cứu thành tầng cấu trúc Paleozoi và lớp phủ Đệ tứ. III.1.2.1 Tầng cấu trúc Paleozoi. Tầng cấu trúc này bao gồm các thành tạo trầm tích của hệ tầng Long Đại ( O-S1ld), phân bố ở rìa phía Tây Nam và Nam diện tích khảo sát. III.1.2.2 Lớp phủ Đệ Tứ. Cấu thành nên lớp phủ đệ Tứ là các thành tạo gắn kết yếu hoặc bờ rời tuổi Đệ Tứ. Chúng gồm các trầm tích đa nguồn gốc với bề dày 10 -500m. III.1.3 Địa mạo. Các kết quả khảo sát thực tế cho thấy trên phạm vi diện tích tìm kiếm chỉ có mặt kiểu địa hình tích tụ, bao gồm các phụ kiểu địa hình sau: Bãi bồi ( Aluvi) Các bãi bồi ( giữa lòng và ven sông) là những thành tạo aluvi mới, phân bố dọc theo sông Ô Lâu. Vật liệu thành tạo bãi bồi là cuội, sạn, cát, bột sét màu xám nâu, xám vàng có tuổi Holocen sớm-giữa (QIV2-3 pv). Hiện tại các bãi bồi được sử dụng làm đất canh tác cây lương thực và hoa màu. Thềm sông bậc 1: Chiếm một phần diện tích nhỏ ven sông Ô Lâu. Cấu thành thềm bậc 1 là các trầm tích sông của phụ hệ tầng dưới – hệ tầng Phú Bài(aQ1-2IV pb). Thành phần trầm tích gồm bột, cát màu nâu vàng, nâu xám dày 0,5-20, phần dưới là cuội, sỏi, cát hạt thôi dày 2-4m. Địa hình tích tụ sông biển – đầm lầy: Phụ địa hình này phân bố ở các bàu, trăm. Chúng tạo thành các dải hẹp kéo dài phương Tây Bắc- Đông Nam, Đông Nam. Vật liệu tạo nên địa hình là cát thạch anh lẫn mùn màu xám đen, than bùn màu nâu đen được xếp vào phần thấp cảu hệ tầng Phú Vang (ambQ2-3IV pv1). Địa hình tích tụ biển – sông – đầm lầy hiện đại: Đây là bề mặt tích tụ có tuổi trẻ và đang được thành tạo do sự ảnh hưởng của sông biển. Phụ kiểu địa hình này phân bố ở hai bờ phía Tam Giang. Vật liệu trầm tích chủ yếu là cát, bột. sét lẫn mùn thực vật. Do ảnh hưởng của thủy triều, bề mặt của địa hình thường bị ngập nước. Địa hình tích tụ biển gió. Bao gồm các cồn cát hiện đại và cồn cát cổ. Các cồn cát hiện đại phân bố dọc theo bờ biển theo phương Tây Bắc – Đông Nam. Độ cao bề mặt cồn cát từ 10 -15 m. Các cồn cát thường có sườn thoải về phía biển và sườn dốc về phía đất liền. Trên bề mặt của cồn cát không có lớp phủ thực vật, các cồn cát đang có xu hướng lấn vào đất liền. Các cồn cát cổ thường là những cồn cát nhỏ nằm trên bề mặt thềm biển bậc 1 độ cao 8- 12m, thành phần là cát thạch anh hạt nhỏ, màu trắng. Địa hình tích tụ biển- sông Địa hình tích tụ biển sông phân bố thành những khoảng nhỏ ven rìa phía Tây Bắc. diện tích, độ cao của bề mặt địa hình này từ 3-4m. Vật liệu tạo nên chúng là cát, sét pha cát màu xám vàng của hệ tầng Phú Bài. Bề mặt địa hình khá bằng phẳng, chúng được sử dụng làm đất canh tác. Thềm biển bậc 1: Thềm biển bậc 1 chiếm diện tích chủ yếu trong vùng khảo sát. Cấu thành nên chúng là trầm tích biển của phân hệ tầng trên hệ Phú Bài ( Q1-2IV pb2) đượ hình thành trong chu kỳ biển tiến Flandrian. Thành phần chủ yếu là cát thạch anh màu trắng, chiều dày 1-7m. Bề mặt của địa hình chủ yếu là bỏ hoang, một số nơi trồng cây chắn gió và cây công nghiệp ( lạc, đỗ) Thềm biển bậc 2. Thềm biển bậc 2 thành tạo những gò thoải nhỏ phân bố rải rác ở phía Nam diệc tích nghiên cứu. Chúng được tạo nên từ các trầm tích biển hệ tầng Phú Xuân. Thành phần chủ yếu là cát, cát bột lẫn ít sạn thạch anh màu vàng nghệ. Trên địa hình này cây cối rất kém phát triển, nhiều nơi nhân dân dùng để xây dựng bãi nghĩa địa hoặc khai thác cát để lấy mặt bằng xây dựng. III.1.4 Khoáng sản. III.1.4.1 Cát thạch anh Cát thạch anh phân bố trong trầm tích phụ hệ tầng trên hệ tầng Phú Bài ( Q1-2IV pb2), tạo thành thềm biển bậc 1 với những cồn cát nổi cao không liên tục trên địa hình từ 7-10m, chúng bị các dòng chảy trên mặt phân cắt tạo thành các dải phân cách nhau bởi các trằm, bàu. Thành phần khoáng vật chủ yếu là cát thạch anh hạt trung và thô, độ lựa chọn và mài tròn tốt. Chất lượng cát thạch anh trong vùng đáp ứng được các yêu cầu cho công nghiệp thủy tinh, đồ gốm… III.1.4.2 Than bùn. Trong khu vực nghiên cứu đã phát hiện 6 dải than bùn phân bố dọc theo các bàu trong đó có giá trị có thể đề cập 4 bàu gồm: Thân than bùn Đức Tích – Triều Dương Thân than bùn Trần Thiềm Thân than bùn Bầu Tròn Thân than bùn Bách Thạch Thân than bùn có độ phân hủy cao, thành phần đa lượng và axit hu mimic tương đối cao, có thể thăm dò khai thác chế biến phân sinh học. III.2 Đặc điểm phân bố của cát – thạch anh vùng Phong Điền III.2.1 Hình thái và qui mô các dải cát Dải cát trắng phía Bắc: Nằm ở phía Bắc- Đông Bắc Trằm Thiền Dải cát trắng trung tâm: Giới hạn giữa Trằm Thiền và Trằm Ban. Dải cát trắng phía Nam: Nằm ở phía Nam – Tây Nam Trằm Ban. Dải cát trắng phía Bắc. Dải cát này nằm ở phía Bắc. Tây Bắc diện tích tìm kiếm. Chiều rộng dải cát biến đổi mạnh, chỗ rộng nhất ở tuyến III và tuyến VI ( ), chỗ hẹp nhất là đoạn từ tuyến XI dến tuyên XIII ( 300km). Ở phần diện tích Tây Bắc (từ tuyến II đến tuyến VIII) dải khoảng bị chia cắt thành nhiều thân khoáng bởi các trầm bị ngập nước: Trằm Bàu Bàng, Trằm Bàng, Trằm Lương Mai I, Trằm Lương Mai II, phía Tây Nam bị chia cắt bởi Trằm Bàu Đen. Chiều rộng trung bình của dải khoảng 1000m. Chiều dày tầng cát thạch anh màu trắng trong dải không đồng đều, có xu hướng chung là giảm dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam và có quan hệ tỷ lệ thuận với độ cao bề mặt địa hình: Từ tuyến VII về phía Đông Bắc, chiều dày trung bình tầng cát trắng là 3,2m; từ tuyến VII về phía Đông Nam, bề dày này là 1,2m. Theo hướng vông góc với phương kéo dài của dải, bề dầy tầng cát trắng giảm dần từ Tây Nam xuống Đông Bắc, ở những cồn cát cao, chiều dầy tầng cát trắng lớn. Trong phạm vi dải này có một diện tích khoảng 2km2 nằm sát phía Bắc Trằm Thiên, kéo dài từ giữa tuyến VII và tuyến VIII đến giữa tuyến X và tuyến XI, bề dầy tầng sản phẩm <0,5m, không đạt yêu cầu công nghiệp; ngoài ra còn có 1 diện tích 1km2 nằm bẹp giữa Trằm Bàu Bàng và Trằm Bàng, giới hạn từ tuyến IV vè phía Tây Bắc là khu nghĩa địa cũng không được tham gia tính trữ lượng. Mặt cắt của địa tầng chứa cát thạch anh màu trắn trong dải này gồm các lớp ( từ trên xuống). Lớp 1: Cát màu trắng xám lẫn mùn thực vật - dày 0,2-0,3m. Lớp 2: Cát màu trắng, hạt rất đồng ddeuf, bề dày 1-3,5m ( tầng sản phẩm) Lớp 3: Cát hạt nhỏ lẫn mùn, sét màu đen, xám đen. Trên cơ sở các chỉ tiêu khoanh nối thân cát (chiều dày, chất lượng, không phải khu dân cư, bãi tha ma…) chúng tôi chia dải này ra làm 4 thân: Ia, Ib, Ic,và Id. Dải cát trắng trung tâm. Dải cát trắng trung tâm nằm ở trung tâm. Chiều dày dải khoảng hóa khoảng 12,5 km. ( từ tuyến II đến giữa tuyến XIV và tuyến XVI). Chiều rộng của dải tương đối ổn định trong khoảng từ tuyến II đến tuyến VI, từ tuyến VI đến đầu nam dải bị thu hẹp. Trong khoảng từ tuyến II đến tuyến VI chiều rộng dài , đoạn còn lại chiều rộng dải khoảng 300-500m. Ở phần diện tích phía Tây Bắc, dải bị chia cắt thành nhiều diện tích nhỏ bởi các bầu, trằm, Trằm Thôn Niên, Trằm Cồn Tiên. Chiều dày tầng sản phẩm giảm theo hướng Tây Bắc đến Đông Nam ( theo phương kéo dài của dải) và hướng từ Trằm Thiền đến Trằm Ban ( theo hướng Đông Bắc – Tây Nam); Phía Tây Bắc của dải, từ tuyến II đến tuyến VI, chiều dày trung bình là 3,3m, từ tuyến VI đến tuyến XV chiều dày trung bình là 1m. Ở cồn cát sát Trằm Thiền chiều dày trung bình tầng sản phẩm là 4,5m; xuống sát Trằm Ban chỉ còn 2,2m. Mặt cắt địa tầng chứa sản phầm trong dải cũng gồm 3 lớp giống như ở dải phía Bắc. Dải cát trung tâm chia làm 2 thân:IIa và Iib Dải cát trắng phía Nam. Dải cát này kéo dài theo dạng gắn vòng cung: từ tuyến II đến tuyến VIII theo phương Tây Bắc – Đông Nam; từ tuyến VIII đến tuyến XVI theo hướng gần Tây – Đông. Chiều dài dải cắt khoảng 15km, chiều rộng trung bình khoảng 1-2km. Bề dày tầng sản phẩm trong dải tương đối nhỏ: Dày nhất ở khoảng từ tuyến VI đến tuyến IV ( 2m) những phần còn lại có chiều dày > 0,5 -1,5m. Bề dày này cũng giảm dần theo hướng Đông Bắc – Tây Nam. Mặt cắt địa tầng chứa sản phẩm cũng giống như ở các dải cát đã mô tả trên những bè dày tầng sản phẩm nhỏ hơn. Cát thạch anh ở cả 3 dải nêu trên đều đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng để sản xuất thủy tinh, gốm sứ, và gạch dinat. ( xem thêm ở phần chất lượng cát). III.2.2. Đặc điểm phân bố của cát thạch anh vùng Phong Điền. 1. Các thân cát thạch anh vùng Phong Điền nằm trên thềm biển bậc I được hình thành trong chu kỳ biển tiến Flandrian. Đây là chu kỳ biển tiến mang tính toàn cầu. Chu kỳ biển tiến này tạo nên tầng trầm tích hệ tầng Phú Bài ( Q1-2IV pb2) với thành phần đặc trưng là cát thạch anh, với diện tích bao phủ đều khắp khu vực nghiên cứu. Kết thúc quá trình biển tiến, là chu kỳ biển lùi vào Holocen giữa. Kết quả để lại trong vùng một hệ thống hố, đầm lầy ( bàu, trằm) kéo dài, sắp xếp song song với đường bờ biển, chúng phân chia bề mặt thềm biến thành các dải cát nằm song song với nhau theo phương Tây Bắc- Đông Nam. Trong phạm vi các bàu trằm, hoạt động của dòng chảy đã khoét sâu hết chiều dày tầng sản phẩm ( cát trắng) ở nhiều nơi, thay vào đó là các tích tụ than bùn. 2. Chiều dày phần cát thạch anh phụ thuộc vào độ cao địa hình và chênh cao giữa mặt địa hình với mặt nước các trằm, bàu. + Ở những nơi địa hình bãi cát nồi cao, chiều dày tầng cát trắng lớn hơn ở những nơi địa hình trũng. Chiều dày tầng cát trắng phụ thuộc vào chiều sâu của mực nước ngầm. Quan sát tất cả các lỗ khoan qua tần._.g cát trắng từ 4-6m chúng tôi đều thấy có các lớp ( từ trên xuống): Lớp 1: Cát màu trắng sáng lẫn mùn thực vật Lớp 2: Cát màu trắng sạch hạt trung bình. Lớp 3: Cát màu trắng bị nhuốm keo hữu cơ có màu nâu, nâu đen. Lớp 4: Cát hạt trung bình và thô bở rời nằm xen kẽ giữa các lớp cát hạt nhỏ bị gắn kết bởi keo hữu cơ thành lớp mỏng 2-3cm, cứng chắc. Chiều dày của lớp 4 từ 4- 5m( nhân dân địa phương gọi là lớp “chai” ). Lớp 4 chính là đáy của tầng cát trắng và là lớp cách nước ngăn cách tầng nước ngầm nông( nước lưu thông theo chiều ngang) và đới nước tĩnh phía dưới. Ở đới nước ngầm tĩnh nước trong , không màu, không vị, có mùi hôi, còn ở tầng nước ngầm nông nước có màu nâu, nâu đen do hòa tan các keo hữu cơ từ các trằm than bùn. Do khả năng lưu thông nước tốt của tầng cát nên mực nước ngầm lưu thông trong vùng khá đồng đều, bề mặt mực nước ngàm bằng hoặc cao hơn chút ít so với mặt nước các trăm, bàu. Phần cát nằm trong phạm vi lưu thông của tầng nước ngầm này đều bị nhuốm màu của keo hữu cơ nên có mày nâu, màu đen. Tuy nhiên, do lượng keo hữu cơ trong nước ngầm giảm dần khi ra xa các trăm tham nên chiều dày lớp cát trong sạch càng xa các trằm than bùn càng tăng lên còn ở gần các trằm than bùn, chỉ cần khoan tới mực nước ngầm nông là đã hết cát thạch anh trắng sạch. 4. Trên sơ đồ đẳng suất liều gamma dễ dàng nhận thấy trường bức xạ gamma của khu vực Phong Điền Thừa Thiên Huế rất thấp, giá trị suất liều gamma biến thiên trong khoảng không lớn lắm ~1,5÷1,6; giá trị trung bình ~. Đây là giá trị hiệu suất liều gamma của các loại cát sạch ven biển không chứa các khoáng vật nặng cộng sinh đồng hành với các chất phóng xạ. Phân tích tổng hợp các yếu tố của trường gamma và cấu trúc địa chất có thể khẳng định lớp bề mặt các hệ tầng cát biển của vùng nghiên cứu có thành phần tương đối sạch không có chứa các khoáng vật năng như Zincon, Rutin, Inmenit cộng sinh đồng hành với các chất phóng xạ. Một vài diện tích tại các trầm và đường giao thông có 1 tương đối cao hơn các khu vực khác (I g >3mR/h). Đó là do có sự tích tụ sét với hàm lượng rất nhỏ tại địa hình trũng của trầm và thành phần sét của đất đắp đường có hoạt do phóng xạ cao hơn so với cát tinh khiết. Chính vì các biển tương đối tinh khiết không chứa các khoáng vật nặng liên quan với các chất phóng xạ mà liều tương đương bức xạ gamma của toàn bộ diện tích vùng nghiên cứu có giá trị rất thấp. Tuyệt đại bộ phận khu vực khảo sát (chiếm > 90% diện tích) có liều tương đương bức xạ gamma H 0,1 mSv/năm (tại vị trí các tràm và đường giao thông kể trên). Toàn bộ diện tích khu vực Phong Điền - Thừa Thiên Huế đã khảo sát đều có giá trị liều tương đuowng bức xạ thấp hơn 10 lần so với tiêu chuẩn an toàn phóng xạ cho phép đối với dân thường (liều tương đuơng bức xạ giới hạn H > 1mSv/năm – xem Nghị định Chính phủ N050/1998/NĐ-CP ban hành năm 1998. Từ đó có thể kết luận các lớp bề mặt của hệ tầng cát biển, nhất là cát thuộc hệ tầng Phú Bài không chứa các khoáng vật nặng như Zircon, Rutin, Inmenit. Khi khai thác sử dụng không gây ra sự tác động về bức xạ có hại cho môi trường và sức khoẻ cộng đồng. III.3. Chất lượng và trữ lượng các thân cát vùng Phong Điền (Diện tích tìm kiếm). III.3.1 Quy mô các thân cát: Trên cơ sở đặc điểm phân bố của các dải cát, chiều dày thân khoáng (>0,5m), tính đồng nhất của thân khoáng về chất lượng, trong đó sự không có mặt của các khoáng vật nặng trong tầm sản phẩm, cũng như những khu vực không ảnh hưởng đến dân cư, di chuyển bãi tha ma và các công trình khác chúng tôi xác định được tại khu vực đó vẽ địa chất tỷ lệ 1:25.000 (ứng với diện tích 135 km2), có 8 thân cát (diện tích 42,6km2), đạt tiêu chuẩn công nghiệp, để tiếp tục đưa vào thăm dò, quy hoạch khai thác. Dải phía bắc Thân cát Ia: Thân khoáng được giới hạn ở phía Đông Bắc trằm Bàu Bảng và phía Tây Nam các xã Phong Chương, Trung Thành (huyện Phong Điền). Chiều dài thân khoáng 5,5km, chiều rộng thân khoáng không ổn định, đoạn rộng nhất trên tuyến VI: 1100km. Chiều dày thân khoáng lớn nhất ở lỗ khoan KT6-TV: 5,5m, chiều dày trung bình 3,2m và giảm dần về phía bờ các trằm. Trong phạm vi thân khoáng cát thạch anh phân bố đồng nhất. Thân cát Ib: Thân khoáng này là dải cát nằm kẹp giữa hai nhánh của trằm Lương Mai, có chiều dài 2700m, rộng trung bình 150m. Bề dày trung bình 1,2m Thân cát Ic: Là dải cát chạy dài theo phương Tây Bắc – Đông Nam trùng hướng phát triển của trằm Thiêm. Thân khoáng số II có chiều dài » 14km (từ tuyến II đến tuyến XVI). Thân khoáng có hình dạng phức tạp. Đoạn mở rộng (từ tuyến số II đến tuyến VII), chiều rộng lớn nhất đạt hơn 1000m). chiều dày ở lỗ khoan KT3 đạt 4,7m Đoạn hẹp hơn (giữa tuyến X đến tuyến XVI) chỗ hẹp nhất là 200m, chiều rộng thân khoáng lớn nhất ở tuyến XIII đạt 700m, chiều sâu tầng sản phẩm >1,4m. Nói chung chiều dày thân cát biến đổi có quy luật, giảm dần theo hướng từ Đông Bắc xuống Tây Nam và từ trung tâm thân khoáng ra phía bờ trằm, chiều dày trung bình 2,36m. Trong phạm vi thân khoáng cát thạch anh phân bố đồng đều. Thân cát Id: Nằm về phía Đông Bắc xã Quảng Phước, kẹp giữa các nhánh của Bàu Niêm, ranh giới thân khoáng lồi lóm không đều do Bàu Niêm lấn vào thân cát. Thân cát có chiều dài khoảng 4km, chỗ rộng nhất đạt trên 1000m, chỗ hẹp chỉ khoảng 200m, chiều dài tăng sản phẩm trung bình 1,3m. Bề mặt thân khoáng bỏ hoang. Trong thân cát thạch anh phân bố đồng đều. Dải trung tâm Thấn cát Ia: Là dải cát chạy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, từ tuyến II đến giữa tuyến XI và tuyến XII, dài 9,5km. Chiều rộng thân khoáng có xu hướng tăng dần từ Tây bắc về phía Đông Nam, chỗ hẹp nhất là 300m, chỗ rộng nhất 1700m. Chiều dày thân cát biến đổi có xu hướng ngược lại nghĩa là tăng dần từ Đông Nam lên Tây Bắc. Phần từ tuyến VII đến tuyến XI thân khoáng có chiều dày tần sản phẩm nhỏ hơn, ở gần các trằm (trằm thôn Niêm, trằm Thiềm) chiều dày chỉ đạt 0,3 – 0,7m. Trên bề mặt thân khoáng, đoạn từ tuyến VI đến tuyến V có trồng keo lá tràm, phần còn lại bỏ hoang. Cát thạch anh phân bố đồng đều trong tấng sản phẩm. Thân cát Ib: Thân khoáng Iib nằm giữa trằm thôn Niêm và trằm Ban. Chiều dài thân khoáng 6km, đoạn từ tuyến II về phía Tây Bắc là bãi nghĩa địa do vạy không khoanh vào thân khoáng, phần phía Tây Nam là dân cư ở nên cũng không đưa vào thân khoáng. Thân khoáng có dạng niêm, đoạn có chiều rộng lớn nhất đạt 1400m, là đoạn từ giữa tuyến VI về phía Tây Bắc. Từ giữa tuyến V và tuyến VI đến tuyến VII thân khoáng bị thu hẹp do đây là khu dân cư xóm Đức Tích và Phú An. Trên bề mặt địa hình thân khoáng, từ tuyến V đến tuyến VII có trồng cây chắn cát, phần còn lại bỏ hoang. Cát thạch anh phân bố đồng đều trong tầng sản phẩm Thân cát IIb: Thân khoáng IIb nằm giữa trằm thôn Niêm và trằm Ban. Chiều dài thân khoáng 6km, đoạn từ tuyến II về phía Tây bắc là bãi nghĩa địa do vậy không khoanh vào thân khoang, phần phía tây nam là dân cư ở nên cũng không đưa vào thân khoáng. Thân khoáng có dạng nem, đoạn có chiều rộng lớn nhất đạt 1400m, là đoạn từ giữa tuyến VI về phía Tây Bắc. Từ giữa tuyến V và tuyến VI đến tuyến VII thân khoáng bị thu hẹp do đây là khu dân cư xóm Đức Tích và Phú An. Trên bề mặt địa hình thân khoáng, từ tuyến V đến tuyến VII có trồng cây chắn cát, phần còn bỏ hoang. Chiều dày tầng sản phẩm tăng dần lên từ tuyến VII về tuyến II. Đoạn từ tuyến VI đến tuyến VII địa hình thấp, đây là bề mặt canh tác nông nghiệp của nhân văn trong vùng, bề mặt tầng cát trắng chỉ từ 0,5-0,7m. Về phía tuyến VI, tuyến III bề dày cát có cho đến 5m. Bề dày trung bình của cát trắng là 2,9m. Dải phía nam Thân cát III a: Kéo dài từ tuyến II (Phong Hòa) đến giữa tuyến XIV và XV (bắc Triều Vịnh) dài khoảng 12 km. Chiều rộng thân khoáng cũng thay đổi phức tạp, không có quy luật, đoạn hẹp nhất khoảng 100m, còn đoạn rộng nhất 2000m. Chiều dày cũng biến đổi phức tạp, dày nhất tại lỗ khoan KT1 (tuyến XII) đạt 5m còn lại các lỗ khoan mỏng đạt 1-3m, trung bình 2,41m. Thân cát IIIb. Thân khoáng nằm phía Đông Nam là thân khoáng có diện tích nhỏ, là một cồn cát được thành tạo do gió nên chiều sâu tầng sản phẩm khá lớn, chiều dài thân khoáng >2km, rộng thay đổi từ 300 – 800m, chiều dày là 1,2m. Hiện tại bề mặt thân khoáng bỏ hoang. Trong thân khoáng cát thạch anh phân bố đồng đều. III.3.2. Chất lượng các thân cát: III.3.2.1. Thành phần độ hạt Các mẫu phân tích độ hạt được lấy hệ thống trên các than. Để xác định chất lượng cát theo thành phần độ hạt, đã tiến hành phân tích các cờ hạt theo tiêu chuẩn đánh giá chất lượng theo các lĩnh vực khác nhau. Kết quả độ hạt theo các thân xem ở bảng III.3. - Cỡ hạt: < 0,1 mm: Thay đổi từ 3,7 % (thân Ib) đến 9,9% (thân IIIb), trung bình 4,84%. - Cỡ hạt: 0,1 – 0,315mm: Thay đổi từ 34,4% (thân Ib) đến 61 % (thân Ia). Trung bình 47,11%. - Cỡ hạt: 0,315mm đến 0,8mm: Thay đổi từ 25,2% (thân IIIb) đến 43,2% (thân Ib). Trung bình 11 chiếm 35,9%. - Cỡ hạt: 0,8 - 2mm: Thay đổi từ 4,35% (thân Ia) đến 16,7% (thân Ib). Trung bình 11,21%. Bảng III.3. Tổng hợp kết quả phân tích độ hạt cát thạch anh Phong Điền theo các thân STT Thân khoáng % Cỡ hạt < 0.1 0.1 – 0.315 0.315 – 0.8 0.8 – 2 1 Ia 4.65 61 30 4.35 2 Ib 3.7 34.4 45.2 16.7 3 Ic 4.18 47.7 36.6 10.53 4 Id 3.94 41.05 39.9 13.61 5 IIa 4.12 46.04 37.43 11.30 6 IIb 4.12 46.04 37.43 11.30 7 IIIa 4.12 46.04 37.43 11.30 8 IIIb 9.9 54.6 25.2 10.6 Min 3.7 34.4 25.2 4.35 Max 9.9 61 43.2 16.7 Trung bình 4.84 47.11 35.90 11.21 III.3.2.2. Thành phần hóa học Các oxut: SiO2, Fe2O3, TiO2, Cr2O3, CaO và hàm lượng mài khi nung (MNK). Kết quả phân tích các mẫu hóa cho thấy: Hàm lượng SiO2: có hàm lượng rất cao đạt trên 99,5% (thân số IIIb), nhỏ nhất 99,03% (thân số Ia) và trung bình 99,34, trong cùng một thân hàm lượng này thay đổi rất nhỏ trong khoảng 0,1 – 0,2%. Đây là một trong chỉ tiêu quan trọng nhất để sử dụng cát thạch anh Phong Điền dùng trong lĩnh vực thủy tinh và gốm sứ cao cấp là hai lĩnh vực đòi hỏi khắt khe nhất. Hàm lượng Fe2O3: Là chất có hại của cát thạch anh khi tham gia phối liệu sản xuất, thủy tinh, khuôn đúc, gốm sứ… hàm lượng oxyt sắt trong cát thạch anh vùng Phong Điền rất nhỏ, mức độ biến đổi rất nhỏ min: 0,011% (thân Ib); max: 0,078% (thân Iia), hàm lượng trung bình trong toàn khu mỏ: 0,03%. Tất cả các mẫu phân tích cho thấy hàm lượng chất có hại này đều nhỏ hơn giới hạn cho phép để sản xuất thủy tinh rất nhiều (0,1%). Chỉ có một mẫu LK3/15 – TVI ở độ sâu 18m (Không phải thuộc tầng sản phẩm - thuộc phần dưới của Phú Bài) - Hàm lượng TiO2: Trong lĩnh vực sử dụng sản xuất thủy tinh, làm khuôn đúc, đồ gốm, hàm lượng oxyt TiO2 ảnh hưởng xấu đến chất lượng thành phẩm. Trong toàn vùng tìm kiếm, hàm lượng của oxyt này rất nhỏ (0,05n) và tuyệt nhiên không có màu đột biến. Hàm lượng Cr2O3: Đây cũng là oxit có hại, trong thành phần cát Phong Điền, hàm lượng oxit này rất nhỏ và đồng đều < 0,02%, không làm ảnh hưởng đến chất lượng cát dùng cho tất cả các lĩnh vực. Hàm lượng CaO: Trong bất kỳ một loại cát nào cũng có hàm lượng oxit kiềm nhất định. Hàm lượng oxit này cao làm ảnh hưởng đến chất lượng của cát thạch anh, nhưng nói chung hàm lượng các oxit này cũng rất nhỏ tuyệt nhiên không ảnh hưởng đến chất lượng cát (xem bảng … ) Hàm lượng mất khi nung (MNK): Đây là hàm lượng vật chất hữu cơ trong cát, khi nung hàm lượng này mất đi. Qua bảng phân tích cho thấy hàm lượng chất này rất nhỏ thay đổi từ 0,04-0,2%, trung bình 0,11, không làm ảnh hưởng đến chất lượng cát. Chỉ có một mẫu KT5/4-TV lấy trong tầng chứa nhiều chất hữu cơ, nằm ngay bờ tràm (không phải tầng sản phẩm) hàm lượng rất cao đạt ≈ 1,6 %. III.3.3. Trữ lượng các thân cát 1/ Trữ lượng: Với mức độ khảo sát và số lượng công trình đã thực hiện cho phép đánh giá tài nguyên của khu vực tìm kiếm ở cấp P1 Tài nguyên cát của các thân gồm nhiều khối tính, khối tính tài nguyên được xác định theo công thức: Qi = Si * mi Trong đó: Si: Diện tích khối tính (m2), Mi: Chiều dày trung bình của lớp cát đạt chỉ tiêu công nghiệp trong khối tính trữ lượng thứ i Chiều dày trung bình lớp cát được tính theo phương pháp trung bình sô học: = Với mi: Là chiều dày lớp cát đạt chỉ tiêu công nghiệp ở công trình thứ j. N : Số công trình tham gia trong khối tính. Tổng tài nguyên cát được xác định theo công thức sau: Q = Kết quả tính trữ lượng theo các thân, trên diện tích tìm kiếm 1: 25.000 Dải Thân Khối tính Diện tích (m2) Chiều dày (m) Trữ lượng (m3) Phía Bắc Ia Pj 5.362.500 2,33 12.494.625 Ib Pj 556.250 1,2 667.500 Ic Pj 9.369.250 2,36 22.111.430 Id Pj 1.712.500 1,3 2.226.250 Cộng 37.499.805 Trung tâm IIa Pj 6.825.000 3,1 21.157.500 IIb Pj 5.199.950 2,91 15.131.855 Cộng 36.289.355 Phía Nam IIIa Pj 11.156.250 2,41 26.886.562 IIIb Pj 2.500.000 1,2 3.000.000 Cộng 29.806.526 Tổng cộng 103.595.686 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ ĐO VẼ ĐỊA CHẤT VÀ TÌM KIẾM THĂM DÒ CÁT THẠCH ANH CẦU THIỀM TỶ LỆ 1:10.000 IV.I Đặc điểm địa chất khoáng sản khu Cầu Thiềm I. Khái quát: Diện tích tìm kiếm đánh giá (khu mỏ Cầu Thiềm) rộng 30km2 nằm ở phía Tây Bắc của diện tích tìm kiếm tỷ lệ 1:25.000 vùn Phong Điền, thuộc địa phận các xã Phong Bình, Phong Chương, Phong Hòa. Đây là khu mỏ có đặc điểm điều kiện địa hình, giao thông và đặc điểm địa lý kinh tế nhân văn thuận lợi cho phát triển kinh tế, khai thác khoáng sản. II. Đặc điểm địa chất khu mỏ. 1/ Địa tầng: Trong phạm vi khu vực Cầu Thiềm lộ ra các trầm tích đa nguồn gốc của hệ tầng Phú Bài (QIV1-2pb) và hệ tầng Phú Vang (QIV2-3pv). a/ Hệ tầng Phú Bài (QIV1-2pb) Các trầm tích hệ tầng Phú Bài chiếm khoảng 90% diện tích khu mỏ, dựa vào thành phần thạch học và vị trí phân bố chúng được chia thành hai phụ hệ tầng: * Phụ hệ tầng dưới (QIV1-2pb1) Trầm tích của phụ hệ tầng dưới bao gồm tướng song (a); song biển (am) và song biển đầm lầy (amb), chúng tạo nên tầng cát màu xám chứa vật chất hữu cơ quan sát được trong các lỗ khoan tới chiều sâu 20 m. - Trầm tích sông (aQIV1-2): Gặp ở phần sâu của các lỗ khoan từ lố khoan LK1 đến LK4 gồm 2 lớp (từ dưới lên): Lớp 1: Sạn, sỏi, cát hạt thô lẫn cát màu xám, xám đen nằm phủ trực tiếp trên lớp cát hạt nhỏ lẫn vẩy mica mịn của hệ tầng Phú Xuân. Lớp 2: Cát, xạn lẫn bột sét màu xám, màu đen. - Trầm tích sông biên (amQIV1-2pb1): thành phần chủ yếu gồm bột cát lẫn sét màu xám xanh, xám nâu gặp trong các lỗ khoan ở độ sâu từ 12 - 19m. - Trầm tích sông biển đất đầm lầy (ambQIV1-2pb1): Trong mặt cắt lỗ khoan các trầm tích này phân bố ở độ sâu từ 8 -12m. Thành phần trầm tích gồm cát, sạn bột xen kẽ nhau có chứa mùn thực vật màu đen, xám đen. * Phụ hệ tầng trên (QIV1-2pb2) Các thành tạo phụ hệ tần trên hệ tầng Phú Bài phân bố rộng rãi trong khu mỏ gồm 3 nguồn gốc: Biển sông (ma); biển (m); biển gió (mv). - Trầm tích biển sông (ambQIV1-2pb2): Diện lộ của trầm tích này gặp ở phía Nam khu mỏ. Trong các lỗ khoan đều bắt gặp chúng với mặt cắt gồm 2 lớp: + Lớp 1: Cát hạt nhỏ lẫn bột sét màu nâu, màu vàng thỉnh thoảng gặp các hạt sạn nhỏ, bề dày 2 - 2,5 m. + Lớp 2: Cát hạt nhỏ, bột sét lẫn cát hạt trung, ít sạn. Các lớp cát hạt nhỏ bị gắn kết bằng kẹo hữu cơ thành lớp rắn chắc dày 2 - 3 cm. Chiều dày lớp từ 2 - 4m. Trầm tích biển (mQIV1-2pb2): Là đối tượng nghiên cứu chính trong khi mỏ. Chúng tạo thành các dải và cồn cát phân bố trên địa hình nổi cao 6-9m không bằng phẳng. Thành phần đặc trưng là cát thạch anh màu trắng, xám trắng, độ mài mòn và chọn lựa tốt. Bề dày trầm tích từ 1 - 6m. Mặt cắt các công trình hồ, khoan trong khu mỏ đều thấy tầng cát gồm 3 lớp từ trên xuống như sau: + Lớp 1: Cát thạch anh màu trắng, trắng xám có lẫn tạp chất hữu cơ, nhiều nơi bề mặt này có các mảnh rỉ sắt, là sản phẩm phân hủy từ các mảnh đạn trong thời kỳ chiến tranh. Bề dày lớp 0,2 - 0,3m. + Lớp 2: Cát thạch anh màu trắn cỡ hạt đồng đều, dày 0,5 - 5,5m. + Lớp 3: Cát hạt nhỏ lẫn bùn sét màu đen. Trầm tích biển gió (mvQIV1-2pb2): Trầm tích biển gió tạo thành các gò cát phân bố không liên tục trên bề mặt trầm tích biển cùng tuổi. Thành phần thạch học chủ yếu gồm cát thạch anh hạt trung, thô. Phần dưới có lẫn ít sạn, độ mài tròn tốt. Bề dày trầm tích 1 - 2m. 2/ Hệ tầng Phú Vang (QIV2-3pv). Trong diện tích khu Cầu Thiềm chỉ gặp diện lộ trầm tích sông biển và sông biển đầm lầy phụ hệ tầng dưới hệ tần Phú Vang (QIV2-3pv1). Trầm tích sông biển (amQIV2-3pb1): Các trầm tích này phân bố ở góc Tây Bắc khu mỏ, chúng tạo nên địa hình bằng phẳng cao 2-3m. Mặt cắt từ dưới lên có hai lớp: + Lớp 1: Sét bột, bột sét pha cát, hạt min, sát đáy là lớp cát, cát bột mỏng màu xám xanh, xám nâu, chiều dày 2 - 2,5m. + Lớp 2: Sét bột, bột sét pha cát màu xám đen lẫn di tích thực vật đang phân hủy, vỏ sò, ốc … chiều dày 2 - 3m. Trầm tích sông biển đầm lầy (ambQIV2-3pb1): Các trầm tích này được tạo thành trong các bàu, trằm, nằm xem giữa các dải cồn cát. Mặt cắt của chúng gồm 2 lớp (từ dưới lên). + Lớp 1: Than bùn màu đen, nâu đen gồm thân, rễ, lá thực vật đã và đang bị phân hủy. Đây chính là tầng than bùn công nghiệp. Bề dày 2 - 4m. + Lớp 2: Cát lẫn than bùn và các rễ cây còn tươi màu xám xanh, xám đen. Bề dày từ 0,3 - 0,5m. 3/ Địa mạo. Khu Cầu Thiềm có đặc trưng địa mạo tương đối đơn giản, các dạng địa hình gặp ở đây đều thuộc kiểu địa hình tích tụ, bao gồm các phụ kiểu địa hình: Thềm biển bạc 1, địa hình tích tụ, biển sông đầm lầy và địa hình bãi bồi. a. Địa hình thềm biển bậc I. Tạo nên thềm biển bậc I là các trầm tích biển của phụ hệ tần trên hệ tầng Phú Bài, được hình thành trong giai đoạn biển tiến Flandrian. Thành phần thạch học chủ yếu là cát thạch anh hạt trung màu trắng, chiều dày từ 1 - 5,5m. Do hoạt động của các trằm, bề mặt địa hình thềm biển bị phân cắt thành các dải cát nổi cao 7 - 9m được ngăn cách bởi các trằm, khe. Bề mặt các dải cát này nói chung là bằng phẳng, nhưng cũng có nơi do bị san gạt hoặc xúc để đắp đập nên địa hình bị lõm xuống tới 3 - 4m. Độ cao dải cát giảm về phía các tràm. b. Địa hình tích tụ biển sông đầm lầy. Phân bố dọc theo các trằm thành các dải hẹp kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam, thấp dần về phía Tây Bắc với độ chênh cao trung bình 0,5km. Vật liệu tạo nên địa hình là cát thạch anh lẫn mùn màu xám đen, than bùn của hệ tầng Phú Vang. c. Địa hình bãi bồi Chiếm diện tích nhỏ hẹp ở góc Tây Bắc khu mỏ thuộc thôn Phò Trạch (2), đây là bãi bồi ven sông Ô Lâu, vật liệu tạo bãi bồi chủ yếu gồm cát, bột sét tuổi holocen giữa - muộn. Trên bề mặt địa hình được trồng lúa và hoa màu. 4/ Địa chất thủy văn. a. Nước trên mặt Nước trên mặt trong diện tích tìm kiếm đánh giá tập trung chủ yếu trong các trằm. Độ sâu nước trong các trằm này thường từ 0,5 - 3m và tăng theo hướng Đông Nam - Tây Bắc (hướng dòng chảy). Chất lượng nước phụ thuộc vào sự tích tụ than bùn trong các trằm. Ở gần các tích tụ than bùn nước có màu nân, đục, xa vị trí có than bùn nước trong, không màu, không vị, có thể sử dụng tốt trong nông nghiệp. b. Nước dưới đất. Nước dưới đất trong vùng khá phong phú, chúng được tích tụ và lưu thông trong các lỗ hổng của cát, sạn. Trong phạm vi mỏ có mặt hai tầng nước ngầm với chất lượng khác nhau. Nước ngầm nông (nước lưu thông theo chiều ngang) nằm trong các lỗ hổng của các thành tạo cát phụ hệ tầng trên - hệ tần Phú Bài. Gần các trằm nước có màu đen hôi, xa trằm than bùn nước trong hơn nhưng vẫn có mùi hôi, khó chịu. Nước này không dùng cho sinh hoạt được. Nước ngầm tĩnh: Nước tồn tại trong các lỗ hổng của trầm tích nằm dưới các thành tạo cát trắng. Lớp cách nước là lớp cát bột xen dải chai cứng dày từ 2 - 4m đã mô tả ở phần trên. Nước ở tần này trong, không màu, không mùi, không vị, khi máy bơm lên có mùi tanh nhưng sau khi phơi trong không khí từ 2 - 3 giờ nước sẽ hết mùi, có thể sử dụng được. 5/ Đặc điểm trường bức xạ. Kết quả khảo sát phóng xạ cho thấy trường bức xạ gamma của khu mỏ rất thấp, giá trị suất liệu biên thiên trong khoảng hẹp lγ ≈ 1,5 - 6μR/h, giá trị trung bình của lγ = 2μR/h. Trên toàn bộ diện tích khu Cầu Thiềm đều có giá trị suất liều tương đương bức xạ gamma H < 0,05msv/năm, thấp hơn 10 lần so với tiêu chuẩn an toàn phóng xạ cho phép đối với người dân. Từ đó cho phép kết luận trong cát thạch anh không chứa khoáng vật nặng chứa phóng xạ, khi khai thác sử dụng không gây ra sự tác động bức xạ, phóng xạ có hại cho môi trường và sức khỏe cộng đồng. 6/ Đặc điểm địa chất các thân khoáng. Dựa vào kết quả khảo sát địa chất và các công trình tìm kiếm chúng tôi đã khoang định được tâm thân khoáng trong khu Cầu Thiềm. Ranh giới các thân khoáng này chủ yếu là các trằm, khe. Các thân khoáng đánh số từ I đến VI theo hướng từ Đông Bắc xuống Tây Nam. a. Thân khoáng I. Nằm ở phía Đông Bắc diện tích khảo sát, thân khoáng I nằm kẹp giữa trằm Lương Mai I ở phía Đông Bắc và trằm Bàu Bàng ở phía Tây Nam. Chiều dài thân khoảng 5,5km. Chiều rộng thân khoáng không ổn định, đoạn rộng nhất ở tuyến V: 600m. Về phía Tây Bắc, chiều rộng thân khoáng có chỗ chỉ còn 350m. Thảm thực vật trên bền mặt thân khoáng rất thưa chỉ dùng cỏ và cây bụi. Chiều dày thân khoáng lớn nhất ở KT6 - T.V: 5,5m, chiều dày trung bình 3,2m và giảm dần về phía bờ các trằm. Trong phạm vi thân khoáng cát thạch anh phân bố đồng đều. b. Thân khoáng Ia. Thân khoáng này là dải cát nằm kẹp giữa hai nhanh của trằm Bàu Bàng, có chiều dài 2700, rộng trung bình 150m, bề dày 3m. c. Thân khoáng II Là dải cát nằm giữa nhánh phải của trằm Bàu Bàng và trằm Bàng. Thân khoáng dài khoảng 3,5km (phần diện tích từ tuyến IV trở về phía Tây Bắc là bãi nghĩa địa nên không tính vào thân khoáng) chiều rộng thân khoáng trung bình 600m. Chiều dày tầng sản phẩm (cát thạch anh màu trắng) từ 3,2m (KT3 - T.IV) đến 5m (KT3 - T.VI), trung bình 3,25m. Chiều dày này giảm dần về phía bờ trằm. Trong phạm vụ thân khoáng cát thạch anh phân bố đồng đều. d. Thân khoáng III Là dải cát nằm giữa trằm Bàng và trằm Thiềm. Thân khoáng III có chiều dài 5,5km (đoạn từ vĩ tuyến II về phía Tây Bắc là bãi nghĩa địa) chiều rộng thân khoáng từ 250m (đoạn từ tuyến VI trở về phía Tây Nam) đến 500m (từ tuyến II đến tuyến VI) trung bình 400m. Chiều dày tầng sản phẩm lớp nhất 4,7m (KT5 - TV) trung bình 3,1m. Bề mặt địa hình thân khoáng bị lồi lõm nhiều chỗ ở đoạn từ tuyến VI đến tuyến VII (do bị lấy cát đắp đập Cầu Thiềm) trên mặt địa hình chỉ có cây cỏ và vụi nhỏ. e. Thân khoáng IV Là dải cát nằm giữa trằm Thiềm và trằm thôn Niêm. Chiều dài thân khoáng 5,5m (đoạn từ tuyến II về phía Tây Bắc là bãi nghĩa địa). Chiều rộng thân khoáng trung bình 400m thân khoáng bị hẹp dần về phía Tây Bắc. Chiều dày tầng sản phẩm trung bình 4m. Đoạn thân khoáng từ tuyến VI về phía Đông Nam sát với trằm Thiềm bị ngập nước do đập Cầu Thiềm, cũng ở đoạn này địa hình lồi lõm nhiều. f. Thân khoáng IVa Là một dải cát hẹp nằm kẹp giữa hai nhánh của trằm thôn Niêm. Chiều dài thân khoảng ≈ 4km (từ giữa tuyến II với tuyến IV đến hết diện tích phía Tây Nam). Chiều rộng thân trung bình 100m. Chiều dày tầng sản phẩm từ 1-4m trung bình 2m. Địa hình bề mặt thân khoáng thấp dần từ Đông Nam về Tây Bắc, trên mặt địa hình có trong cây chắn gió (tràm). g. Thân khoáng V Thân khoáng V nằm giữa trằm thôn Niêm và trằm Ban. Chiều dài thân 5,5km (đoạn từ II về phía Tây Bắc là bãi nghĩa địa). Chiều rộng thân khoáng là 900m (đoạn giữa tuyến VI về phía Đông Nam) đến 1400m (đoạn từ tuyến II đến tuyến III) trung bình 1200m. Từ giữa tuyến V và tuyến VI đến tuyến VII thân khoáng bị thu hẹp cả hai bên do đây là khu dân cư xóm Đức Tích và Phú An. Chiều dày tầng sản phẩm tăng dần từ tuyến VII đến tuyến II. Đoạn từ tuyến VI đến tuyến VII địa hình thấp, có nhiều ruộng lạc. Bề dày cát tràng chỉ từ 0,5 – 0,7m, về phía tuyến IV, tuyến II bề dày cát có chỗ đến 5m. Bề dày trung bình của cát trắng là 2,7m. h. Thân khoáng IV Là phân dải cát giới hạn bởi trằm Ban ở phía Đông Bắc và trằm Niêm ở phía Tây Nam. Chiều dài thân 6km, chiều rộng từ 100 – 500m, trung bình 300m. Từ tuyến V đến tuyến VI ranh giới phía Đông Bắc của thân khoáng bị thu hẹp do dân cư xóm Đức Tích. Chiều dày tầng sản phẩm ở thân khoáng này thay đổi mạnh, gần các trằm chỉ từ 0,2 – 0,5m. Ở giữa thân có chỗ tới 4m, chiều dày trung bình 2,3m. 7/ Đặc điểm phân bố của cát thạch anh trong khu mỏ Sự phân bố của cát thạch anh ở khu Cầu Thiềm cũng mang những đặc điểm chung giống như toàn vùng Phong Điền. Các đặc điểm đó là: + Các thân khoáng sắp xếp song song với nhau theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. + Chiều dày tầng sản phẩm tăng dần theo hướng dòng chảy của các trằm, khe (theo hướng từ Đông Nam lên Tây Bắc) và từ ven rìa các trằm và trung tâm thân khoáng. + Ở những chỗ địa hình cao thì chiều dày tầng sản phẩm dày, còn ở những nơi địa hình trũng thì địa tầng sản phẩm mỏng. IV.2. Chất lượng cát thạch anh mỏ Cầu Thiềm IV.2.1. Thành phần khoáng vật Trên cơ sở phân tích Rơnghen 5 mẫu cát Cầu Thiềm cho thấy khoáng vật sét rất ít, chỉ tập trung ở phần ranh giới chuyển tiếp tướng, giữa phần đáy của tầng sản phẩm và phần trên của phân hệ tầng dưới, hoặc ranh giới tiếp xúc giữa bàu, tràm và thân cát, khoáng vật chủ yếu là monmorilonit chiếm đến 90% ngoài ra còn có khoáng vật sét khác như kaolinit, hydromyca… nhưng hàm lượng rất ít. Kết quả công tác khảo sát phóng xạ khu mỏ cho thấy trường bức xạ gamma trong diện tích khu mỏ rất thấp, giá trị suất lưu gamma biến thiên trong khoảng không lớn lam Ig » 1,5 ¸6mR/h; giá trị trung bình Tg » 2mR/h. Đây là giá trị suất liều gamma của các loại cát sạch ven biển không chứa các khoáng vật nặng cộng sinh đồng hành với các chất phóng xạ. Đại bộ phận diện tích khu mỏ có Ig » 2mR/h. Một số dải nhỏ diện tích tổng cộng chiếm » 0,5% có Il thấp từ 1,5-2mR/h. Các dải này trùng với diện tích phân bố của tầng trên hệ tầng Phú Bài (maQIV1-2pb2). Chỉ có một vài dải nhỏ diện tích tổng cộng chiếm 1-2% có Ig > 3mR/h. Đó là sự tích tụ sét với hạm lượng rất nhỏ tại các địa hình trũng của tràm và thành phần sét của đất đắp đường có hoạt độ phóng tại các địa hình trũng của tràm và thành phần sét của đất đắp đường có hoạt độ phóng xạ cao hơn so với cát tinh khiết. Phân tích tổng hợp các yếu tố của trường gamma và cấu trúc địa chất có thể khẳng định lớp bờ mặt cát biển trong khu mỏ có thành phần tương đối sạch không có chứa các khoáng vật nặng như zirecon, rutin, ilmenit cộng sinh đồng hành với các chất phóng xạ. Khi khai thác sử dụng không gây ra sự tác động về bức xạ phóng xạ có hại cho môi trường và sức khoẻ cộng đồng. Để xác định các khoáng vật trong sa có lẫn trong cát thạch anh khu Cầu Thiềm, dà phân tích dưới kính trọng sa 15 mẫu, các mẫu này chủ yếu lấy ở phần đáy của tầng sản phẩm, một ít lấy ở giữa tầng. Kết quả cho thấy khoáng vật trọng sa lẫn trong cát thạch anh chủ yếu là turmalin, ilmenit, limonit ngoài ra còn có các khoáng vật khác như granit, zirecon, rutin,… nhưng hàm lượng rất ít. IV.2.2. Thành phần độ hạt Để xác định chất lượng cát theo thành phần độ hạt, đã tiến haàn phân tích các cờ hạt theo tiêu chuẩn đánh giá chất lượng theo các lĩnh vực khác nhau. Kết quả xem ở bảng Cỡ hạt: < 0,1mm chiếm 4,88% 0,1 – 0,315mm chiếm 48,07% 0,315 – 0,8 chiếm 35,11% > 0,8% chiếm 11,84% Cỡ hạt: 0,1 – 0,8mm trung bình độ thu hồi là 83,18%, đây là cỡ hạt quy định để sử dụng cát nấu chảy tốt nhất, và hàm lượng này đạt vượt chỉ tiêu độ hạt. Bảng IV.2. Kết quả phân tích độ hạt cát thạch anh Cầu Thiềm Trầm tích Số hiệu mẫu % Cỡ hạt < 0,1 (mm) 0,1-0,315 (mm) 0,315-0,8 (mm) 0,8-2 (mm) 1 PĐ1 3,8 48,2 35,1 12,9 2 PĐ2 3,8 46,2 38,1 11,9 3 PĐ3 5,0 43,0 34,7 17,3 4 PĐ4 5,8 48,2 32,1 13,9 5 PĐ5 5,7 50,3 31,2 12,8 6 PĐ6 2,3 47,7 35,1 14,9 7 PĐ7 3,3 46,8 40,1 9,8 8 PĐ8 2,2 48,0 38,2 11,6 9 PĐ9 5,9 50,1 32,2 11,8 10 PĐ10 3,1 43,0 39,1 14,8 11 PĐ11 4,4 44,7 37,2 13,7 12 PĐ12 4,7 60,4 34,9 0,0 13 PĐ13 1,9 38,1 41,4 18,6 14 PĐ14 3,2 45,0 37,1 14,7 15 PĐ15 5,3 69,9 22,9 1,9 16 PĐ16 5,1 47,0 41,3 6,6 17 PĐ17 5,8 44,3 35,2 14,7 18 PĐ18 4,2 44,0 36,0 15,8 19 PĐ19 10,6 73,5 14,1 1,8 20 PĐ20 2,9 35,2 41,3 20,6 21 PĐ21 4,0 52,1 37,1 6,8 22 PĐ22 3,9 45,5 40,7 9,9 23 PĐ23 7,3 51,9 36,0 4,8 24 PĐ24 5,2 38,9 46,2 9,7 25 PĐ25 7,8 54,4 26,9 10,9 26 PĐ26 3,8 38,3 44,4 13,5 27 PĐ27 8,8 57,4 21,1 9,7 28 PĐ28 9,6 54,6 25,2 10,6 29 PĐ29 3,7 34,4 45,2 16,7 30 PĐ30 3,3 40,9 33,2 22,6 Tổng 146,4 1442 1053,3 355,3 Trung bình 4,88 48,07 35,11 11,84 IV.2.3. Thành phần hoá học - Để đánh giá chất lượng cát thạch anh Cầu Thiềm – Phong Điền, đã lấy 140 mẫu phân tích hoá cơ bản và toàn phần. Kết quả xử lý thống kê hàm lượng các chỉ tiêu quan trọng và có sự thay đổi, còn hàm lượng các chỉ tiêu khác hầu như rất nhỏ và không có sự thay đổi. Bảng VI.3 TT Thành phần hoá học Số lượng mẫu Thông số thống kê Mức độ phân bố HLTB Độ lệch chuẩn Hệ số biến thiên 1 SiO2 130 99,32 0,4135 0,42 Rất đồng đều 2 Fe2O3 130 0,038 0,0594 156 Rất không đồng đều 3 MKN 130 0,171 0,221 129 Rất không đồng đều 4 Al2O3 130 0,106 0,0218 205 Rất không đồng đều Hàm lượng SiO2: Thay đổi từ 97,23% đến 99,82%, trung bình 99,32%. Mức độ biến rất đồng đều trong các mẫu và thân khoáng. Bảng IV.4 Tần suất Hàm lượng SiO2 (%) H.1. Biểu đồ tần suất xuất hiện mẫu Các thông số thống kê của biến: SiO2: Tổng số mẫu: 130 Loại bỏ dị thường: 0 Giá trị nhỏ nhất: 97.23 Giá trị lớn nhất: 99.82 Số khoảng chia: 8 Giá trị trung bình: 99.32 Độ lệch chuẩn: 0.4135 Hệ số biến thiên (%): 0.42 Mức ý nghĩa (95.0%): 0.07204 - Hàm lượng Fe2O4: là chất có hại của cát thạch anh khi tham gia phối liệu sản xuất thuỷ tinh, khuôn đúc, gốm sứ… hàm lượng oxyt sắt trong cát thạch anh vùng Cầu Thiềm biến đổi khá rộng - mịn: 0,005% đến 0,43%. Khoáng hàm lượng: 0,0315% chiếm 84% trong tập trung mẫu, các mẫu này đều nằm trong tầng sản phẩm, còn những mẫu có hàm lượng đột biến chỉ có một mẫu, nằm ngoài tầng sản phẩm (chiếm 0,07%). Vì vậy hàm lượng oxyt sắt rất nhỏ phân bố đồng đều trong thân cát. Hàm lượng SiO2 (%) Tần suất Tổng số mẫu: 130 Loại bỏ dị thường: 0 Giá trị nhỏ nhất: 0.005 Giá trị lớn nhất: 0.43 Số khoảng chia: 8 Giá trị trunh bình: 0.0._.