Mục lục
Trang
MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 2
PHẦN I. Các khái niệm cơ bản ..................................................................... 3
I.1 Khái niệm về trường quặng. .......................................................................... 3
I.2 Khái niệm kiến trúc trường quặng. ............................................................... 4
PHẦN II. Phân loại các kiểu Kiến trúc trường quặng ................................. 5
PHẦN III. Đặc điểm các kiểu Kiến trúc trường quặng ............................... 7
I: Kiểu kiến trúc nếp uốn. ................................................................................... 7
1. Phân loại nếp uốn .......................................................................................... 7
2. Đặc điểm nếp uốn ép dọc và trường quặng trong chúng ............................... 8
3. Đặc điểm của nếp uốn ép ngang và trường quặng trong chúng .................. 11
II. Các Kiểu kiến trúc phá hủy đứt đoạn. ......................................................... 14
1. Khái quát chung về các cấu tạo đứt đoạn .................................................... 14
2. Cơ chế thành tạo các kiến trúc phá hủy đứt đoạn...................................... 16
3. Trường quặng trong các kiến trúc đứt đoạn................................................. 19
III. Các kiểu kiến trúc magma .......................................................................... 23
1.Đại cương và phân loại các kiến trúc magma ............................................... 23
2.Các kiến trúc magma xâm nhập và trường quặng trong chúng .................... 24
3. Các kiểu cấu trúc núi lửa và trường quặng trong chúng ............................. 28
IV. Các kiểu kiến trúc biến chất sinh ................................................................ 30
KẾT LUẬN ..........................................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................
1
MỞ ĐẦU
Môn học “kiến trúc trường quặng” là tên gọi thông dụng của môn học
“kiến trúc các trường và mỏ quặng nội sinh”. Việc nghiên cứu kiến trúc
trường quặng dựa vào những cơ sở lý thuyết ban đầu do W.Nowhouse và V.
Kreiter đề xướng vào những năm 1941, 1942 và không ngừng phát triển để
trở thành một ngành khoa học độc lập trong loạt các khoa học về Trái đất
Công tác tìm kiếm – thăm dò các mỏ và trường quặng thực chất là quá trình
điều tra mối liên quan giữa các yếu tố kiến trúc với quặng hóa, đi từ khái quát
tới chi tiết. Tương ứng với quá trình trên là quá trình đo vẽ bản đồ địa chất và
tìm kiếm khoáng sản từ tỉ lệ nhỏ - trung bình – tỉ lệ lớn. Kiến trúc trường
quặng với hệ phương pháp nghiên cứu của mình được vân dụng trong các
giai đoạn tìm kiếm mỏ và trường quặng ứng với công tác đo vẽ địa chất tỉ lệ
lớn nhằm làm sáng tỏ vai trò khống chế quặng hóa của các yếu tố kiến trúc
trong phạm vi một trường quặng. Nói cách khác : “Kiến trúc trường quặng là
một ngành khoa học độc lập có nhiệm vụ nghiên cưú vai trò khống chế quặng
hóa của các yếu tố kiến trúc trong phạm vi một mỏ, trường quặng làm cơ sở
cho công tác dự báo và tìm kiếm thăm dò các mỏ và trường quặng”.
Như chúng ta đã biết thì các loại khoáng sản có liên quan mật thiết với cấu
trúc địa chất trong vỏ trái đất, cụ thể là những nơi có cấu trúc địa chất đặc biệt
trong bình đồ kiến tạo của các khu vực trong vỏ trái đất thường là vị trí các
trường quặng và mỏ quặng xuất hiện. Nếu xem quá trình tạo quậng nội sinh là
khâu cuối cùng của chu trình hoạt động nội sinh của mỗi khu vực thì các quá
trình kiến tạo magma cũng như các quá trình địa chất – địa hóa diễn ra trước
đó đã tạo nên bình đồ kiến trúc khu vực, trên đó có những vị trí thường thuận
lợi cho việc định vị và hình thành các mỏ trường quặng.
Bài tiểu luận gồm các phần chính sau:
Phần I : Các khái niệm cơ bản
Phần II: Phân loại các kiểu Kiến trúc trường quặng
Phần III: Đặc điểm các kiểu Kiến trúc trường quặng
Phần IV: Kết luận
2
PHẦN I. Các khái niệm cơ bản
Để tìm hiểu về Kiến trúc trường quặng trước tiên chúng ta cần đi vào các
khái niệm cơ bản
I.1 Khái niệm về trường quặng.
Các diện tích chứa quặng theo quy mô được chia thành các đơn vị chứa
quặng khu vực và địa phương. Thuộc các đơn vị chứa quặng khu vực có đai
quặng, tỉnh quặng và miền quặng. Thuộc về các đơn vị chứa quặng địa
phương gồm có: vùng quặng, đới quặng, nút quặng, trường quặng, và mỏ
quặng.
Khái niệm về trường quặng được hình thành trong một quá trình rất lâu dài.
Ban đầu, trường quặng được hiểu là một diện tích chứa quặng rộng vài chục
kilomet vuông, trong đó có các mỏ quặng ( CA, Betccbtin, 1939). Đa số các
nhà địa chất xem trường quặng là diện tích chứa quặng không lớn lắm ( ít khi
tới 100km2), trong đó chứa các mỏ quặng gần gũi nhau về thời gian và điều
kiện thành tạo ( V.Kreiter, 1958; A.Coroliov, 1900; …).
Trên thực tế, trường quặng thường là một thể địa chất độc lập có ranh giới
rõ ràng, có tính biệt lập trên khung cấu trúc của khu vực. Các ranh giới tự
nhiên có thể là bề mặt đứt gãy, các thể đá mạch hoặc đai cơ. Trong phạm vi
trường quặng có thể tồn tại một hay nhiều khu vực phát triển tập trung quặng
hóa có quy luật xác định, tách biệt với nhau bằng nhũng diện tích không hoặc
khoáng hóa yếu. Một trường quặng có thể tồn tại một loại khoáng sản tự
nhiên hay và ba loại khoáng sản khác nhau.
Khái niệm trường quặng được hình thành trong một quá trình lâu dài. Ban
đầu trường quặng được biểu hiện là một diện tích chứa quặng rộng. Hiện nay
có nhiều nhà nghiên cứu cho rằng trong một trường quặng có thể chỉ có một
3
mỏ, cũng có thể một vài mỏ khác nhau, vì vậy trong nghiên cứu kiến trúc
trường quặng không cần phải tách biệt những khái niệm trường và mỏ quặng.
Một cách khái quát có thể hiểu “trường quặng là một thể địa chất cụ thể hay
một khu vực của vỏ Trái đất có ranh giới xác định trong đó phát triển tập
trung các biểu hiện quặng hóa nội sinh gần gũi nhau về thời gian và điều kiện
thành tạo”.
I.2 Khái niệm kiến trúc trường quặng.
Kiến trúc trường quặng là tổ hợp các yếu tố cấu trúc địa chất quyết định
điều kiện hình thành và phân bố quặng hóa trong phặm vi trường quặng.
Các yếu tố cấu trúc tham gia vào kiến trúc các trường quặng gồm các phá hủy
kiến tạo (đứt gãy, khe nứt kiến tạo), các kiến trúc nếp uốn, thành phần và đặc
tính cơ lý của đá vây quanh, các thân quặng, tính phân đới của các tổ hợp
khoáng vật trong trường, mỏ và trong chính thân quặng.
Kiến trúc trường quặng gồm các yếu tố cấu trúc chứa và không chứa quặng
nhưng đều có vai trò nhất định đối với việc định chỗ các thân và trường quặng
trong không gian. Kiến trúc trường quặng hình thành trong quá trình phát
triển địa chất lâu dài và gắn liền với lịch sử hình thành và phát triển kiến trúc
khu vực.
4
PHẦN II. Phân loại các kiểu Kiến trúc trường quặng
Theo thời gian đã hình thành 2 khuynh hướng phân loại các kiểu kiến trúc
trường quặng: phân loại theo hình thái ( V.Kreiter, 1960; A.Veliky, 1961;
V.Xmirnov, 1981; X.Vakhromeev, 1973) và theo nguồn gốc ( G.Yacovlev,
196, 1978; F.Volfson và P.Yacovlev, 1975, 1984).
Ngày nay, đa số các nhà nghiên cứu tiến hành phân loại các kiến trúc trường
quặng theo nguyên tắc kết hợp giữa những đặc điểm hình thái với điều kiện
thành tạo chúng. Theo hướng này các kiểu kiến trúc trường quặng được chia
thành 4 nhóm chính gồm: Nhóm kiến trúc kiến tạo sinh, nhóm kiến trúc kiến
tạo magma sinh, nhóm kiến trúc magma sinh và nhóm kiến trúc biến sinh.
Bảng phân loại các kiểu kiến trúc trường quặng cơ bản.
Phụ
nhóm
Kiến trúc uốn nếp
Nhóm
Kiểu kiến trúc
trường quặng
1. Trong những
nếp uốn ép dọc
Kiến trúc đứt đoạn
Kiến tạo sinh
2. Trong những
nếp uốn ép
ngang
3. Trong những
khối kiến tạo
hình nêm bị
nén ép
4. Trong những
đứt gãy lớn có
các khe nứt
lông chim
Các kiểu kiến trúc chứa quặng và hình dạng
Thí dụ các trường
các thân quặng
quặng
- Các thân quặng yên ngựa trong các khe nứt tách -Bendigo (Úc)
lớp, ở bản lề các nếp lồi.
-Cadamji (Liên
- Các vỉa, thấu kính, mạch trong các khe nứt ở
Xô cũ)
vòm các nếp lồi.
-Jijicrut (Liên Xô)
- Các vỉa, ổ trong các nếp uốn bị chặn
-Khaiđarcan
- Các vỉa trong những lớp đá dễ bị thẩm thấu trên (Liên xô)
cách các lớp uốn bị đứt gãy cắt qua
-Nikitopca
(Liên Xô)
- Các mạch và vỉa trong vòm những nếp uốn khối -Gurđarrino
tảng
(Liên xô)
- Các vỉa, mạch và thân quặng chữ S trong các
-Brich-Mulla
nếp oằn ở rìa những nếp lồi
(Liên Xô)
- Các mạch và mạng mạch trong những nếp uốn -Chacurac
Điapia
(Liên Xô)
- Các mạch trong những khe nứt cắt dạng bậc
-Sơn Dương
Thang
- Các mạch trong những khe nứt lông chim
-Suncan (Liên Xô)
- Các trụ, ống trong chỗ đứt gãy cắt qua các tầng -Madan (Bungari)
đá thuận lợi
- Các mạch trong những đứt gãy cổ có cấu trúc
phức tạp
5
Xâm nhập
Magma sinh
Magma sinh
Kiến tạo
magma sinh
5. Trong những
nút cắt nhau
của các đứt gãy
6. Trong những
đứt gãy cắt
thoải hoặc dốc
7. Trong các
kiến trúc vòm
8. Trong đới tiếp
xúc của các
khối xâm nhập
grabiotit
- Các trụ và ống ở nơi đứt gãy cắt nhau
- Các mạng mạch trong những khe nứt đi kèm
9. Trong các
khối xâm nhập
phân vỉa
- Các vỉa và mạch trong các khối xâm nhập
mafic và siêu mafic
- Các vỉa trong những khối xâm nhập kiềm
10. Trong những
khối xâm nhập
đa pha cấu tạo
vòng phức tạp
11. Trong các
vòm núi lửa
- Các mạch bán vòng tròn trong những khối xâm
nhập kiềm
- Các thân cacbonatit vòng trong các phức hệ
xâm nhập siêu mafic-kiềm
- Mạch và mạng mạch trong các vòm trên họng
núi lửa
Phun trào
-Busvenđơ
(Nam Phi)
-Noriaxo (L.Xô)
Núi Chúa
Lovozerơ (L.Xô)
-Khibin (L.Xô)
-Copdo (Liên Xô)
-Alachơ
(Thủy Điển)
-Traxinvani
(Rumani)
-Potosi (Bolivia)
-Xilvorton (Mỹ)
- Các mạch, trụ, ống trong những kiến trúc kiểu
Canđera
- Các mạch và mạng mạch trong những trũng
dạng tuyến
13. Trong những - Các mạch và mạng mạch trong các họng núi lửa -Pilares (Mexico)
kiến trúc họng
- Các mạch và trụ trong những ống nổ núi lửa
-LaColorado
và xâm nhập á
(mexico)
núi lửa
14. Các trường
-Broken-Hill (Úc)
quặng bị biến
-Kareli (Liên Xô)
chất
-Thạch khoán
15. Các trường
quặng biến chất
12. Trong các
trũng núi lửa
Biến chất sinh
- Các mạch và ổ ở nơi đứt gãy mở ra
- Các mạch và mạng mạch trong những khe nứt
tách xuất hiện ở chổ uốn cong của đứt gãy
- Các mạch và vỉa trong những đới cà nát và khe
nứt đồng tâm và tỏa tia
- Các mạch vỉa thấu kính skarnơ trong đới ngoại
tiếp xúc
- Các mạch và mạng mạch ở đỉnh các vòm granit
- Các mạch và mạng mạch trong những khe nứt
hậu magma của các khối granitoit
-Canxai (Liên Xô)
-Katjaran
(liên Xô)
-Xađon (Liên Xô)
-Chagan-uzua
(Liên Xô)
-Pia Oắc
-Ngân Sơn
-Liaga (Liên Xô)
-Thạch Khê
-Xinovetx
(Checoslovakya)
-Judino (Liên Xô)
-Claimacs (L. Xô)
16. Các trường
quặng siêu biến
chất
6
PHẦN III. Đặc điểm các kiểu Kiến trúc trường quặng
I: Kiểu kiến trúc nếp uốn.
1. Phân loại nếp uốn
Nếp uốn là một dạng kiến trúc rất phổ biến trong các môi trường và mỏ
quặng, chúng được hình thành trong những thời gian địa chất khác nhau và có
vai trò quan trọng định vị các trường quặng. trong giáo trình địa chất cấu tạo
đã trình bày khá chi tiết về dạng kiến trúc này cũng như việc phân loại chúng
theo hình thái và nguồn gốc, kiến trúc trường quặng nghiên cứu các nếp uốn
và vai trò khống chế quặng hóa của chúng trên cơ sở phân loại dạng kiến trúc
này dựa vào cơ chế thành tạo.
Căn cứ vào cơ chế thành tạo được kiểm chứng qua kết quả thí nghiệm người
ta chia nếp uốn ra 2 loại: nếp uốn ép dọc và nếp uốn ép ngang.
-Nếp uốn ép dọc được thành tạo khi lực gây uốn nếp có phương song song
hoặc trùng với bề mặt phân lớp của đá tạo nên nếp uốn . các nếp uốn ép dọc
rất phổ biến trong thực tế.
-Nếp uốn ép ngang được thành tạo khi lực gây uốn nếp có phương vuông góc
với mặt phân lớp của đá tạo nếp uốn. trong thực tế các nếp uốn ép ngang ít
phổ biến hơn dưới dạng các nếp uốn đơn lẻ có vòm thoải liên quan với vận
đông magma xâm nhập, vận động khối tảng và ít hơn là sự thành tạo các vòm
muối cơ chế hình thành các loại nếp uốn được thể hiện ở hình 1.
Hình 1: cơ chế hình thành các nếp uốn ép dọc (a)và ép ngang (b).
7
2. Đặc điểm nếp uốn ép dọc và trường quặng trong chúng
Dưới tác dụng của lực kiến tạo có phương song song với bề mặt phân lớp,
các lớp bị uốn cong và xiết trượt lên nhau làm xuất hiện các khe tách lớp ở
phần bản lề nối tiếp giáp giữa các lớp vối nhau về tính chất cơ lý. Các lớp đá
dẻo bị dồn từ 2 cánh về phía bản lề làm cho bề dày ở đây tăng lên tạo nếp
uốn đồng dạng. Trong trường hợp lớp đá dẻo nằm kẹp bởi hai lớp cứng chính.
Phần bản lề bị căng giãn và hình thành những khe nứt cắt.
Bình đồ biến dạng ứng với nếp uốn ép dọc có trục A thẳng đứng, trục C
nằm ngang vuông góc với mặt trục nếp uốn, trục B song song với đường bản
lề của nếp uốn.
Nếp uốn bị chặn ở (hình 2) là dạng đặc biệt của nếp uốn ép dọc, phần đất dá
ở hai đầu bị cố định (các đai cơ hoặc thể xâm nhập) không xiết trượt tự do
được do vậy phần trung tâm các lớp bị dồn cong tạo thành các nếp uốn nhỏ
dạng bướu trong nếp uốn lớn.
Hình 2 :Cơ chế hình thành nếp uốn bị chặn
a)vị trí ban đầu của các vỉa
b)thí nghiệm đơn giản nhất
Ngoài thực địa có thể nhận biết nếp uốn dọc nhờ vào kích thước và hình
dạng của chúng. Các nếp uốn dọc thường có dạng tuyến và liên kết với nhau
tạo thành các đới hoặc các miền uốn nếp rộng lớn.
Trong nếp uốn ép dọc, có thể gặp 4 kiểu kiến trúc chứa quặng sau đây :
- Những thân quặng dạng yên ngựa trong khe tách lớp phát triển ở bản lề
các nếp lồi.
8
- Những thân quặng dạng vỉa, dạng thấu kính và dạng mạch trong các khe
nứt ở vòm các nếp lồi.
- Các vỉa, ổ quặng trong cách nếp uốn bị chặn
- Các vỉa trong đá dễ thấm, trên cánh các nếp uốn bị các đứt gãy xuyên cắt.
Các trường quặng trong nếp uốn ép dọc xuất hiện ở nhiều vùng kiến tạo - sinh
khoáng khác nhau, trong các thành tạo địa chất có tuổi khác nhau.
*Dưới
đây là một số ví dụ minh họa:
a)Trường quặng vàng Bbenđigo (Úc)
Trường quặng Benđigo thuộc bang Victoria của nước Úc. Tham gia vào cấu
trúc đại cahast trường quặng chủ yếu là tầng đá phiến và cát kết tuổi Ocđovic.
Các đá này bị vò nhàu biến dạng mạnh mẽ tạo thành các nếp uốn đẳng tà dốc
đứng với đường trục nằm ngang hơi thoải và gợn sóng. Quặng hóa vàng chủ
yếu phát triển trong bản lề các nếp lồi, đôi khi trong cánh của một số nếp lõm.
Trên mặt cắt, các thân quặng Au- thạch anh dạng yên ngựa chồng xếp lên
nhau trong phần vòm các nếp lồi rộng khoảng 30m và xuống sâu tới 1400m
(hình 3)
Hình 3: các thân quặng vàng - thạch anh dạng yên ngựa nhiều tầng trong mỏ
Bendigo(Úc)
1) đá phiến và cát kết; 2)mạch quặng ; 3)đứt gãy ngang; 4)đai cơ.
Các thân quặng Au - thạch anh đôi khi chứa một lượng nhỏ các sunfua như
pyrite, acsenopizit, galenit, xfalerit, pirotin… được thành tạo theo phương
thức lấp đầy các khe hở tách lớp giữa các vỉa đá phiến và cát kết.
9
b)Trường quặng Hg - Sb Jijicrut (Liên Xô cũ)
Hình 4 là một mặt cắt qua trường quặng Hg –Sb Jijicrut. Giữa phức hệ
cacsbonat (S2 – D2) và tầng lục nguyên ( D2 – C1) có không chỉnh hợp góc và
tầng dăm kết bị thạch anh hóa. Tầng dăm kết chủ yếu được cấu thành bởi các
đá cacbonat dập vỡ có về dày dao động từ vài phần mét đến vài chục mét và
là tầng chứa quặng chính. Ở đới tiếp xúc giữa đá lục nguyên và cacbonat phát
triển các nếp uốn kéo theo cho thấy phần nhân của nếp uốn chính bị trượt về
phía nam (V. Chernysev và I. koric, 1973). Toàn bộ nếp uốn, nhất là phần
phía nam bị cắt phá bởi các đứt gãy khá dốc, trong đó có những đưuts gãy
nghịch á vĩ tuyến và những đứt gãy chờm nghịch phương đông bắc - tây nam.
Các thân quặng dạng vỉa, thấu kính, mạch khá dầy tập trung trong những khu
vực có nhiều đứt gãy cắt qua tầng dăm kết chứa quặng nói trên.
Hình 4: Mặt cắt qua trường quặng thủy ngân - antimoan Jijicrut
(theo I.korin, V.chernysev, k.kharkevich)
1) đá vôi và đolomit (S2-D1); 2)đá vôi (D1); 3)đá phiến và đá vôi (D3-C1)
4) đá vôi (C1); 5) dăm thạch anh - silic giữa tầng ; 6)đá phiến và cát kết (J)
7) đứt gãy ; 8)nết uốn kéo theo; 9)hướng dịch chuyenr các vỉa; 10) đứt gãy chờm
nghịch alpi; 11)ranh giới các lớp(a) và đứt gãy (b)đã bị xói mòn.
Để minh họa cho các trường quặng trong nép uốn ép dọc, chúng tôi dẫn
mặt cắt qua trường quặng Hg-Sb khaiddarcan và mặt cắt qua trường quặng
Nikitopca
10
(hình 5 và 6). Trong đó ở hình 5 thể hiện các vỉa và ổ quặng trong nếp uốn bị
chặn, hình 6 thể hiện các vỉa quặng trong cánh nếp uốn nơi có đứt gãy cắt qua
tầng đá thuận lợi.
Hình 5: Quặng hóa Hg - Sb trong mỏ Khaiddarcan
a) Tách lớp ở bản lề nếp lồi
b) Tách lớp trên cánh nếp lồi
1)đá vôi tấm mỏng; 2)đá phiến;
3)đá bị thạch anh hóa chứa quặng hóa thủy ngân và antimoan
3. Đặc điểm của nếp uốn ép ngang và trường quặng trong chúng
Như đã nói ở trên các nếp uốn ép ngang hình thành khi lực gây uốn nếp có
phương thẳng góc với những mặt phân lớp của đất đá tạo nếp uốn. Lực tạo
nếp uốn ép ngang thường là lực gây bởi hoạt động magma xâm nhập hoặc
liên quan với vận động khối tảng của móng cơ sở. Ngoài thực tế các nếp uốn
ép ngang thường phân bố đơn lẻ, có dạng hộp, dạng vòm . các nếp uốn ép
ngang thường thành tạo trong những miền căng dãn của vỏ Trái đất. Bình đồ
biến dạng ứng với các nếp uốn kiểu này thường có trục C (δa) thẳng đứng ,
trục A (δ1) sau đây:
- Các mạch và vỉa quặng trong vòm các nếp uốn khối tảng
- Các thân quặng dạng vỉa, dạng mạch hoặc thấu kính trong các nếp oằn phát
triển ở phần cánh các nếp lồi
- Các vỉa và mạng mạch trong vòm các nếp uốn diapia
11
- Các vĩa và mamg mạch trong vòm các nếp uốn diapiacacs nếp uốn ép ngang
thường xuất hiện trong những miền hoạt hóa magma - kiến tạo và là các kiên
trúc chứa quặng quan trọng ở những miền này.
Hình 6 : Sơ đồ nếp uốn và trường quặng trong chúng
*Dưới đây là một số ví dụ minh họa:
a)trường quặng thủy ngân - antimoan Gurđarino
Trường quặng Gurđaririno có cấu trúc nếp lồi địa lũy có dạng hộp được giới
hạn
bởi những đứt gãy lớn á kinh tuyến về phía đông và phía tây.
Hình 7: Mặt cắt qua trường quặng thủy ngân - antimoan Gurđarino
1)đá phiến, cát kết, quaczit; 2)đá vôi; 3)phiến sét, bột kết;
4)đứt gãy; 5)đá bị thạch anh hóa chứa quặng
12
Mặt cắt qua trườn quặng (hình 8)cho thấy nếp lồi địa lũy có nhân là đá vôi
phân lớp mỏng tuổi silua muộn - Đevon sớm, vòm được cấu thành từ các đá
trầm tích lục nguyên deon trên - Cacbon dưới. giữa hai tầng trầm tích trên là
tập gồm đá phiến silic, vôi silic và dăm kết silic được gắn kết bằng fluorit và
vạt chắt quặng, bề dày không ổn định.
Các thân quặng ở dạng vỉa, mạch đôi khi mạng mạch tập trung trong đới đá
dăm kết bị silic hóa nói trên. Thành phần khoáng vật quặng chủ yếu là
antimonit, xinoba, bulanjerit, realga và auripicmen.
b) mỏ quặng acsenopyrit brich –mulla(Trung Á - Liên xô)
Các vỉa,mạch quặng dạng chữ s trong nếp oằn thuộc cánh của các nếp uốn
khối tảng khá phổ biến trong các trường quặng ở vùng Trung Á của Liên xô
cũ, điển hình là mỏ quặng Brich - mulla (hình 8)
Hình 8: Mặt cắt qua trường quặng acsenopyrit Brich - mulla
(theo G.viropljansky)
1)đá vôi phân lớp mỏng; 2)đá vôi dạng khối ;
3)thân quặng ; 4)vỉa bị quặng hóa; 5)đứt gãy
Các thân quặng phát triển chủ yếu trong những tập đá thuận lợi hoặc
những ranh giới giữa các tầng đá khác nhau về tính chất cơ lý. Hình thái và
kích thước các thân quặng rât đa dạng về tính chất cơ lý. Hình thái và các kích
13
thước các kiến trúc chứa quặng định vị trong các tầng đá thuận lợi (đá vôi)
hoặc ở ranh giới giữa đá vôi dạng khối và đá vôi phân lớp mỏng.
c) Trường quặng acsenopyrit Chacurac (Liên Xô cũ)
Hình 9 biểu diễn bình đồ và mặt cắt qua trường quặng Chacurac là ví dụ đặc
trưng cho các vỉa và mạch quặng phát triển trong các nếp uốn điapia. Ở đây
đá vôi, đá phiến filit và thạch anh - xerixit tuổi Silua muộn tạo thành nếp lồi
có nhân là đá vôi dạng khối rộng 150m. Thân quặng dạng cán hay thấu kính
phát triển tập trung ở đới tiếp xúc kiến tạo giữa đá vôi và đá phiến.
Hình 9: Bình đồ và các mặt cắt qua trường quặng acsenopyrit
Chacurac trong nếp uốn điaba
1. Trần tích hiện đại ; 2. Đá vôi ;. Phiến thạch anh-xerixit ; 4. Phiến silic và filit
5. Đứt gảy ; 6. Thân quặng
II. Các Kiểu kiến trúc phá hủy đứt đoạn.
1. Khái quát chung về các cấu tạo đứt đoạn
Các kiến trúc đứt đoạn bao gồm các đứt gãy và khe nứt xuất hiện trong đất
đá khi cường độ gây biến dạng vượt quá giới hạn biến dạng dẻo của các thể
địa chất.
Các nội dung về đứt gãy và khe nứt kiến tạo, vai trò của chúng đối với quá
trình hình thành, phát triển cấu trúc và khoáng hóa đã được nghiên cứu kỹ
trong nhiều giáo trình chuyên môn. Dưới góc độ kiến trúc trường quặng cần
thống nhất một số nội dung căn bản sau:
14
- Các đứt gảy kiến tạo có quy mô và lịch sử phát triển khác nhau, chúng có
thể xuất hiện trước, cùng hoặc sau quặng hóa, chúng có thể là yếu tố dẫn
quặng, phân phối hoặc kiến trúc chứa quặng.
- Các đứt gãy kiến tạo thường kéo theo các hệ khe nứt đi kèm tạo nên những
đới dập vỡ có độ thẩm thấu tốt, tạo điều kiện định vị các trường và mỏ quặng,
đặc biệt tại miền đứt gãy uốn cong hoặc tỏa nhánh.
- Các đứt gãy kiến tạo tuy khác nhau về quy mô và vai trò đối với quặng
hóa. Song về cơ chế xuất hiện khá giống các khe nứt vì vậy có thể xem chúng
như những khe nứt có quy mô lớn.
* Các kiến trúc đứt đoạn gồm 2 loại chính: tách và cắt.
- Các khe nứt tách xuất hiện trong điều kiện căng giãn còn các khe nứt cắt
hình thành trong hoàn cảnh ép nét có kèm theo dịch chuyển xiết trượt của vật
liệu.
- Các khe nứt tách thường không thẳng, có các vách gồ ghề, lởm chởm thế
nằm của các khe nứt tách biến đổi mạnh theo hướng dốc do phụ thuộc nhiều
vào tính chất cơ lý của các tầng đá mà chúng cắt qua. Các khe tách thường đổi
phương khi chuyển từ một loại đávào loại đá có đặc tính cơ lý khác nhau hoặc
mất hẳn khả năng duy trì theo phương và hướng dốc của các khe tách kèm và
thường có độ mở khi thành tạo.
- Khe nứt cắt thường thẳng, có vách nhẵn, nhiều khi láng bóng và hằn vết
trượt xiết của vật liệu. Thế nằm các khe nứt không phụ thuộc vào tính chất cơ
lý của đá mà chúng cắt qua. Khi hình thành các khe nứt tách thường khép kín
và trong chúng hình thành dăm kết kiến tạo. Khả năng duy trì cử các khe nứt
thường tốt hơn do với khe nứt tách và đi cùng với chúng thường kèm theo các
khe nứt lông chim.
Ngoài khe nứt tác và cắt, liên quan với cấu trúc dạng vòm hoặc cấu trúc núi
lửa đôi khi còn phân biệt các khe nứt vòng có dạng uốn cong trên hình đồ,
dạng phễu trên mặt cắt. Tuy nhiên, xét cho cùng khe nứt vòng cũng gồm 2
loại là khe nứt tách và khe nứt cắt.
15
2. Cơ chế thành tạo các kiến trúc phá hủy đứt đoạn
Phân tích quá trình biến dạng của các thể địa chất, làm sáng tỏ sự thành tạo
và quy luật phân bố của các phá hủy, đứt đoạn, mối liên quan của các kiến trúc
này với sự định hướng các trục biến dạng chính A, B, C là một nhiệm vụ quan
trọng trong nghiên cứu cấu trúc nói chung, kiến trúc trường và mỏ quặng nói
riêng. Cơ sở lý thuyết của phương pháo nghiên cứu khe nứt kiến tạo đã được
trình bày chi tiết trong giáo trình địa chất cấu tạo cũng như các phần các
phương pháp nghiên cứu kiến trúc trường quặng, dưới đây chỉ lược dẫn một số
kết quả nghiên cứu chính.
Hình 10 là sơ đồ phân bố các khe nứt tách (K1 và cắt K2) trong trường
hợp biến dạng phẳng ứng với các trạng thái ứng suất khác nhau.
Hình 10: Sơ đồ phân bố các khe nứt tách và khe nứt cắt trong trường hợp
biến dạng phẳng ứng với các dạng ngoại lực khác nhau.
δmax : ứng suất pháp tuyến cực đại;
٦max ứng suất tiếp cực đại;
Các ứng suất chính:
a) Căng giãn cực đại;
b) b) không ứng suất;
c) c) ép nén cực đại ;
16
Các trục biến dạng chính:
A) Căng giãn cực đại ( trục dài);
B) Trục trung gian( trong trường hợp biến dạng phẳng không thay đổi)
C) Trục nén ép cực đại ( trục ngắn); 1,2: phương của ứng suất tiếp tuyến
cực đại;
Hệ thống các khe nứt kiến tạo:
I) Khe nứt cắt; II) Khe nứt cắt ; III) Khe nứt tách
Trong trường lực căng giãng xuất hiện 2 hệ thống khe nứt cắt tạo với trục
biến dạng A một góc 450. Giao tuyến của hai hệ thống khe cắt này trùng với
trục B. Do sự sai khác nhau về tính chất cơ lý của các tầng cơ lý của các tầng
đất đá không đồng nhất nên góc α (góc tạo bởi mặt khe nứt cắt với trục A) trên
thực tế dao động khoảng 15 – 350 . Hệ khe nứt tách duy nhất trong trường hợp
này có phương thẳng góc với trục biến dạng A.
Trong trường ứng lực ép nén, hai hệ thống khe cắt hợp với nhau 1 góc bằng
900 và nhận trục C làm đường phân giác, còn hệ khe nứt tách có phương trùng
với trục C.
Dưới tác động của trường ngẫu lực, vật thể bị biến dạng phức tạp, khi đó các
trục của elipxoid biến dạng bị biến đổi vị trí trong không gian. Trong trường
hợp này các hệ thống khe nứt cắt tạo với trục A một góc ≤ 45o , hệ thống khe
nứt tách có phương trùng với trục ép nén C
Hình 11 là sơ đồ phân bố các khe nứt đi kèm với đứt gãy dịch ngang. Trong
trường hợp này hình thành 3 hệ thống khe nứt: 2 hệ thống khe nứt cắt và 1 hệ
thống khe nứt tách. Các khe nứt tách tạo góc nhhonj (α) với mặt trượt hước của
góc nhọn α, chỉ hướng chuyển dịch của cánh chứa khe nứt. Một trong hai hệ
thống khe nứt cắt song song với đứt gãy, hệ thống còn lại hợp với đứt gãy một
góc tù β.
17
Hình 11: Sơ đồ thành tạo các khe nứt đi kèm với đứt gãy trượt bằng.
1) Phá hủy đứt gãy chính; các khe nứt sinh kèm; 2) Khe nứt cắt; 3)
Khe nứt tách; A,B,C – Các trục biến dạng chính; α: góc nhọn được tạo bở khe
nứt tách với mặt trượt của đứt gãy; β: Góc tù được tạo bởi khe nứt cắt với mặt
trượt của đứt gãy. Các mũi tên chỉ hướng chuyển dịch của các đá hai bên đứt
gãy. Đường gạch đứt đoạn hiển thị các khối đá lập phương trước lúc bị biến
dạng
Trên bình đồ các hệ thống khe nứt cắt và tách có phương song song với
phương kéo dài của đứt gãy. Trên mặt cắt, các khe tách tạo với mặt trượt đứt
gãy một góc nhọn theo phương dịch chuyển, một trong 2 hệ khe cắt song song
với mặt trượt, hệ khe cắt còn lại tạo với mặt trượt một góc thoải.
Hình 12 là sơ đồ thành tạo các khe nứt kéo theo đi với đứt gãy ngang thuận.
Sự định hướng của các hệ thống khe nứt đi với đứt gãy ngang thuận phức tạp
hơn.
Hình 12: Sơ đồ thành tạo cá khe nứt đi kèm đứt gãy ngang thuận
18
R: Hướng chuyển dịch của cánh treo của đứt gãy ngang thuận vuông góc với đường giao (ab)
của khe nứt tách với mặt trượt của đứt gãyCác ký hiệu quy ước còn lại xem ở hình 11
Trên bình đồ và mặt cắt, các khe nứt tách tạo góc nhọn với mặt trượt đứt gãy,
hướng của góc nhọn trùng với hướng dịch chuyển của cánh chứa khe nứt. Tại
miền uốn cong của đứt gãy mật độ các khe nứt kéo theo thường rất cao( Hình
15a,b).
Hình 13: Sơ đồ thành tạo các khe nứt đi kèm ở những phần uốn cong của các
đá phá hủy đứt gãy
a) Đứt gãy ngang( bình đồ, theo V.Ph.Trernuwssev);
b) Đứt gãy nghịch (mặt cắt)
1) Phá hủy đứt gãy chính; các khe nứt đi kèm
2) Khe nứt cắt;
3) Khe nứt tách; các mũi tên chỉ hướng chuyển dicgj của các đá hai bên cánh đứt
gãy.
3. Trường quặng trong các kiến trúc đứt đoạn
Các trường và mỏ quặng liên quan với các đứt gãy và khe nứt rất phổ biến, đa
dạng và tạm xếp vào 4 kiểu chính (Vũ Xuân Độ 1991).
- Các trường quặng trong những khối kiến tạo nén ép hình nêm
- Các trường quặng trong các đứt gãy lớn có ngững khe nứt lông chim đi kèm
- Trường quặng trong các nút giao nhau của các đứt gãy
19
- Trường quặng trong các đứt gãy cắt
a. Các trường quặng trong những khối kiến tạo nén ép hình nêm
b. Các trường quặng trong các đứt gãy lớn có ngững khe nứt lông chim đi
kèm
Thực tế cho thấy các đứt gãy lớn thường là những phá hủy cắt có kèm theo
sụ dịch chuyển của các cánh và phổ biến các hệ khe nứt đi kèm:
- Các mạch trong những khe nứt lông chim.
- Các kiến trúc chứa quặng và hình dáng thân quặng trong các trụ, ống trong
chổ đứt gãy cắt qua các tầng đá thuận lợi.
- Các mạch trong những đứt gãy cổ có cấu trúc phức tạp.
Hình 14 là sơ đồ kiến trúc trường quặng Sb –Hg SunCan của Liên Xô
Hình 14: Sơ đồ kiến trúc trường quặng SunCan (theo V.Fedochuc)
1. Đá phến (C2-3) ; 2. Cuội kết(C2-3) ; 3. Đá vôi(C1) ; 4. Đá phiến(S2) ; 5. Dải đá
secpentinit ;
6. Xientino ; 7. Đứt gãy các cấp ; 8. Mạch cacbonat chứa xinoba ; 9. Biểu hiện
quặng hóa đa kim.
Đại biểu cho kiến trúc chứa quặng là những khe nứt lông chim đi kèm với
đứt gãy chờm nghịch bắc Catran, phương vĩ tuyến và cắm về phía nam trung
bình 300-400. Dọc theo đứt gãy này đá phiến silua gữa trườm lên thành tạo lục
nguyên - cacbonat trẻ hơn. Các khe nứt lông chim hát triển chủ yếu trong
cánh của đứt gãy. Quặng hóa tập trung trong các khe nứt này phát triển trong
tầng đá thuận lợi cuội kết và cát kết.
20
Hình 15 là mặt cắt trường quặng đa kim Mađan (Bungari) thể hiện các trụ và
ống quặng hình thành ở nơi đứt gãy qua tầng đá thuận lợi.
Hình 15: Mặt cắt qua trường quặng đa kim Mađan (theo R.Đokop)
1. Đá gơnai ; 2. Đá hoa ; 3. Đá gownai 2 mica ; 4. Quặng sunfua ;
2. 5. Skarơ ; 6. Đứt gãy
Theo tài liệu của R.Bucop thì các mạch quặng dạng dải mỏng lấp đầy các khe
nứt cắt qua tầng đá phiến và cacbonat. Tại nơi những mạch này cắt qua đá vôi
xuất hiện các trụ quặng chất lượng cao, trong đó các sunfua chì kẻm cộng
sinh với hendenbegit. Quặng hóa hình thành theo phương thức biến chất trao
đổi thay thế.
c. Trường quặng trong các nơi giao nhau của các đứt gãy
Kiểu kiến trúc trường quặng này đực trưng cho các trường mỏ quặng của
thiếc, chì, kẻm và ít hơn là quặng manhetit. Ở đây thường gặp 2 kiểu kiến trúc
chứa quặng là các trụ quặng ở các giao tuyến của các đứt gãy và các mạng
mạch trong các đới nứt nẻ đi kèm.
1. Đá vôi ; 2. Xienit-pocfia ; 3. Đá skarơ ; 4. Đứt gãy ; 5. Thân quặng dạng ống
Hình 16: Các thân quặng skarơ trong mỏ đa kim Canxai
21
Các đứt gãy cắt nhau tạo tiền đề hình thành các trụ quặng và những khe nứt
cắt, còn hệ khe nứt đi kèm với đứt gãy chính thường là khe nứt tách. Các trụ
quặng chính phát triển khá ổn định theo hướng dốc còn các thân phân nhánh
nằm trong các khe nứt tách có hình dáng rất biến động cả về thiết diện ngang
cả về hướng dốc.
Tham gia vào cấu trúc địa chất trường quặng chủ yếu là các đá xâm nhập gồm
granit, granodiorit, monzonit, và diorit. Các đá này bị chia cắt bởi hệ thống
đứt gãy chéo phương nhiều đai mạch có thành phần khác nhau. Khoáng hóa
tập trung trong các khe nứt đi kèm với các hệ đứt gãy trước quặng(hình 17).
Hình 17: Sơ đồ địa chất trường quặng
molipdenit Katjaran
1. Trầm tích đệ tứ; 2. Granodiorit pocfia pha
muộn; 3. Granodiorit pocfia pha sớm; 4.
Minelit; 5. Xpexatit; 6. Apatit; 7. Granit và
granodiorit dạng pocfia; 8. Monzonit; 9.
Điorit; 10. Pocfirit andezit và tur; 11 monzonit
biến đổi vừa; 12. Mozonit biến đổi mạch; 13.
Đứt gãy; 14. Ranh giới quặng hóa.
d. Trường quặng trong các đứt gãy cắt
Các đứt gãy cắt có thể là đứt gãy thuận, nghịch, ngang hoặc chườm nghịch
với góc cắm nghiêng thoải đến dốc đứng. Liên quan với chúng là các trường
quặng ở các mạch và mạng mạch phát triển ở những khu vực đứt gãy mở ra
hoặc uốn cong.
Hình 18 sơ đồ trường quặng đa kim Xađôn vùng bắc Kapkaz của Liên xô là ví
dụ cho kiểu trường quặng dạng mạch phát triển ở những khu vực đứt gãy mở
ra.
22
Trường quặng mằm trong nhân của một nếp lồi được cơ cấu từ đá granit
Paleozoi. Quặng hóa tập trung trong một đới đứt gãy cắm dốc về phía đông
bắc và phân nhánh phức tạp.
Quá trình tạo quặng diễn ra lâu dài, trải qua nhiều giai đoạn, giai đoạn đầu có
khoáng hóa thạch anh - pyrit. Tiếp đến là quá trình tạo quặng chính: thạch anh
- galenit, sphalerit, Bauxit- galenit- sphalerit. Giai đoạn cuối thành tạo không
quặng.
Hình 18: Cấu tạo đứt gãy chúa quặng Xađôn (theo E.Necraxop)
1. Granit; 2. Cuội kết cơ sở; 3. Đường khâu và khe nứt có sét kiến tạo; 4.
Mạng mạch thạch anh - pyrit - gralenit – sphalerit.
III. Các kiểu kiến trúc magma
1.Đại cương và phân loại các kiến trúc magma
Các kiến trúc magma bao gồm các thể xâm nhập mang quặng, các cấu trúc
lien quan đến hoạt đọng núi lửa và các tầng đá phun trào mang quặng
Các kiến trúc magma gồm 2 loại: các kiến trúc magma xâm nhập và các kiến
trúc núi lửa.
Tương tự các nhóm kiến trúc khác, các kiến trúc magma có thể chỉ là các kiến
trúc khống chế quặng hóa hoặc bản than chúng là các kiến trúc chứa quặng,
23
quyết định vi trí các trường quặng. Đây là 1 trong nhóm kiến trúc khá phổ biến,
giữ vai trò quan trọng trong quá trình hình thành tạo hàng loạt các trường và
mỏ quặng nội sinh.
2.Các kiến trúc magma xâm nhập và trường quặng trong chúng
Trong đa số trường hợp quặng hóa có lien quan nguồn gốc có thể xâm nhập
và nằm ngay trong các xâm nhập đó
Trong những trường hợp này các yếu tố định vị khối xâm nhập cũng đồng
thời là các yếu tố khống chế quặng. Đi cùng với nhóm này gặp 3 kiểu kiến trúc
trường quặng chính:
- Trường quặng ở đới tiếp xúc của các khối granitoit
- Trường quặng trong khối xâm nhập phân vỉa
- Trường quặng trong các khối xâm nhập đa pha cấu tạo đa vòng
a. Trường quặng ở đới tiếp xúc của các khối granitoit
Hình19 : Mặt cắt mỏ sắt Thạch khê tiếp xúc với đá granit
Sơ đồ mặt cắt địa chất của mỏ vonfram-molipden lianga vùng trung á, Liên xô
24
Hình 20: Sơ đồ địa chất mỏ
quặng W-Mo lianga(Liên xô)
1. Đá phiến; 2. Đá vôi; 3. Adamiolit;
4. Tonalit; 5. Granit-aplit; 6. Đá
sừng; 7. skarn
Khối xâm nhập có cấu tạo phân đới khá rõ phần trung tâm là các granit biotit
*Ví dụ minh họa cho trường quặng gồm các mạch và mạng mạch ở đỉnh các
vòm xâm nhập granit
Hình 21: Mặt cắt địa chất trường quặng xinovetx, Checoslovakya
1. Granit-porfia; 2. Bướu granit-porfia; 3. Greizen; 4. Greizen quặng hóa yếu;
5. Greizen chúa thiếc; 6. Mạch thạch anh
Tại đây gặp các mạch thạch anh-canxiterit-vonframit lấp đầy các khe nứt thoải
tập trung ở phần vòm của khối granit alaskit bị greizen hóa mạnh mẻ.
25