Luận án đánh giá tiềm năng khoáng sản kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam và định hướng sử dụng hợp lý

MỤC LỤC MỞ ĐẦU. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT - KHOÁNG SẢN VÙNG BẮC BỘ VIỆT NAM. Khái quát điều kiện tự nhiên và lịch sử nghiên cứu địa chất. Điều kiện tự nhiên.

Lịch sử nghiên cứu địa chất và kaolin vùng Bắc Bộ. Đặc điểm địa chất - khoáng sản. Vị trí vùng nghiên cứu trong bình đồ cấu trúc Việt Nam. Magma xâm nhập.

Khái quát về cấu trúc kiến tạo vùng Bắc Bộ Việt Nam. Khoáng sản. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Khái niệm về kaolin và nguồn gốc thành tạo.

Một số khái niệm khác có liên quan. Cấu trúc vỏ phong hóa và các liên quan đến thành tạo kaolin. Khái niệm vỏ phong hóa (VPH). Sản phẩm phong hóa và đới phong hóa.

Các phương pháp nghiên cứu. Phương pháp tiệm cận có hệ thống kết hợp với phương pháp nghiên cứu địa chất truyền thống. Các phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất. Phương pháp mô hình hóa.

Các phương pháp đánh giá tài nguyên. Phương pháp dự báo tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp theo mối quan hệ giữa hàm lượng và tài nguyên. Phương pháp đối sánh kết hợp với ý kiến chuyên gia. ĐẶC ĐIỂM KAOLIN VÙNG BẮC BỘ VIỆT NAM.

Đặc điểm phân bố. Kaolin phong hoá. Kaolin nguồn gốc nhiệt dịch biến chất trao đổi. Kaolin tái trầm tích.

Đặc điểm hình thái thân kaolin vùng Bắc Bộ. Hình thái thân kaolin nguồn gốc phong hóa. Hình thái thân kaolin nguồn gốc nhiệt dịch biến chất trao đổi. Hình thái thân kaolin tái trầm tích.

Đặc điểm chất lượng kaolin. Kaolin nguồn gốc phong hóa. Kaolin nguồn gốc nhiệt dịch biến chất trao đổi. Kaolin nguồn gốc tái trầm tích.

TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN KAOLIN VÙNG BẮC BỘ VIỆT NAM. Tài nguyên xác định. Tài nguyên dự báo. Dự báo tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp theo mối quan hệ giữa hàm lượng và tài nguyên.

ĐỊNH HƢỚNG VÀ PHÂN CHIA KHU VỰC SỬ DỤNG KAOLIN VÙNG BẮC BỘ VIỆT NAM. Các lĩnh vực sử dụng kaolin và yêu cầu chất lượng. Tình hình sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm sử dụng kaolin. Trên thế giới.

Định hướng sử dụng. Nguyên tắc định hướng. Định hướng sử dụng hợp lý kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam. Phân chia khu vực sử dụng.

Nguyên tắc phân chia. Phân chia khu vực sử dụng hợp lý kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam. 130 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. Tính cấp thiết Kaolin là loại khoáng chất công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

Chúng được dùng làm nguyên liệu trong sản xuất gốm sứ, gạch chịu lửa, xi măng; làm chất độn trong sản xuất giấy, sơn, phân bón, cao su, chất dẻo v. Trong những năm gần đây, các ngành công nghiệp sử dụng kaolin không ngừng phát triển và trở thành một trong những ngành có đóng góp không nhỏ cho nền kinh tế của đất nước. Theo Quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt theo Quyết định số 1469/QĐ-TTg ngày 22 tháng 8 năm 2014, nhu cầu các sản phẩm vật liệu ốp lát năm 2015 là 320 triệu m2; năm 2020 là 470 triệu m2; sứ vệ sinh 12,69 triệu sản phẩm vào năm 2015 và 20,68 triệu sản phẩm vào năm 2020 v. [13] Toàn bộ lãnh thổ Việt Nam nói chung và vùng Bắc Bộ Việt Nam nói riêng, đến nay đã được điều tra lập bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1/500.000 đến tỷ lệ 1/200.000 và phần lớn đã được điều tra lập bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1/50.000; một số diện tích triển vọng đã được tìm kiếm, thăm dò và khai thác khoáng sản các loại, trong đó có kaolin.

Những công trình nghiên cứu liên quan đến kaolin về cơ bản đã giải quyết nhiều vấn đề lý luận về nguồn gốc thành tạo, thành phần vật chất, nhưng chưa có công trình nào nghiên cứu chuyên sâu về đánh giá tiềm năng tài nguyên kaolin và tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp ở trạng thái nguyên khai với nguồn gốc thành tạo khác nhau làm cơ sở đề xuất định hướng sử dụng hợp lý, tiết kiệm tài nguyên khoáng kết hợp với bảo vệ môi trường. Đề tài “Đánh giá tiềm năng khoáng sản kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam và định hướng sử dụng” được đặt ra nhằm giải quyết những yêu cầu cấp bách do thực tiễn đòi hỏi. Mục tiêu của luận án - Nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm phân bố, thành phần vật chất và mối quan hệ giữa các hạng kaolin công nghiệp ở trạng thái nguyên khai với các kiểu nguồn gốc thành tạo kaolin ở Bắc Bộ Việt Nam. - Đánh giá tiềm năng tài nguyên và tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp ở trạng thái nguyên khai, từ đó đề xuất định hướng sử dụng hợp lý, hiệu quả nguồn tài nguyên kaolin trong vùng nghiên cứu.

Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án - Nghiên cứu làm rõ mối quan hệ của khoáng sản kaolin với các thành tạo địa chất và đặc điểm phân bố kaolin trong vùng Bắc Bộ Việt Nam. - Nghiên cứu làm sáng tỏ thành phần vật chất, tính chất kỹ thuật và công nghệ của kaolin làm cơ sở dự báo tài nguyên kaolin và tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp ở trạng thái nguyên khai. - Đánh giá tài nguyên kaolin và tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp ở trạng thái nguyên khai trên cơ sở sử dụng tổng hợp các nguồn dữ liệu địa chất - khoáng sản và kết quả tìm kiếm, thăm dò. - Định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên kaolin trong phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt trong chiến lược phát triển công nghiệp sản xuất gốm sứ xây dựng đến năm 2020, định hướng đến năm 2030.

- Nghiên cứu phân vùng sử dụng kaolin bảo đảm nguyên tắc sử dụng hiệu quả, tiết kiệm, kết hợp với bảo vệ môi trường. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: các mỏ, điểm khoáng sản kaolin trong vùng Bắc Bộ Việt Nam. - Phạm vi nghiên cứu: vùng Bắc Bộ Việt Nam (phần đất liền) được giới hạn từ biên giới Việt - Trung, Việt - Lào đến hết địa phận tỉnh Ninh Bình. Các phƣơng pháp nghiên cứu chính 3 - Phương pháp tiệm cận có hệ thống kết hợp với phương pháp nghiên cứu địa chất truyền thống.

- Phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất. - Phương pháp mô hình hóa. - Phương pháp đối sánh kết hợp với ý kiến chuyên gia. Những điểm mới của luận án 6.

Góp phần làm rõ hơn về đặc điểm phân bố và cấu trúc của các kiểu vỏ phong hóa (VPH) chứa kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam; xác định sự có mặt của khoáng vật haloysit trong trong pegmatit phong hóa mạnh và trung bình của phức hệ Tân Phương. Kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam có 3 kiểu nguồn gốc và thể hiện rõ tính không đồng nhất với sự có mặt của 5 hạng kaolin công nghiệp. Trong đó, hạng I, II, III chủ yếu thuộc kiểu mỏ phong hóa từ pegmatit và kiểu mỏ nhiệt dịch biến chất trao đổi; hạng IV và không phân hạng (KPH) chủ yếu thuộc kiểu mỏ phong hóa từ granit, aplit, ryolit, felsit, gabro bị felspat hóa, đá trầm tích, đá biến chất và kiểu mỏ tái trầm tích. Làm rõ mối quan hệ phụ thuộc giữa hàm lượng oxyt sắt (Fe 2O3) với các thông số địa chất thân khoáng cho phép dự báo tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp ở trạng thái nguyên khai theo chỉ tiêu hàm lượng oxyt sắt.

Đề xuất các nguyên tắc cơ bản về định hướng sử dụng hợp lý nguyên liệu kaolin theo các hạng quặng công nghiệp phục vụ chiến lược phát triển ngành công nghiệp sản xuất gốm sứ, VLCL và các ngành công nghiệp khác có sử dụng kaolin. Dựa vào tiềm năng tài nguyên, điều kiện kinh tế - địa lý, cơ sở hạ tầng và nhu cầu và thị trường tiêu thụ, vùng nghiên cứu được phân thành 4 khu vực nguyên liệu kaolin; trong đó khu vực 1, khu vực 2 và khu vực 3 có vị trí và vai trò quan trọng phát triển công nghiệp gạch ốp lát, gốm sứ, VLCL. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam phân bố tập trung trong các cấu trúc: địa khu biến chất cao Hoàng Liên Sơn, đai tạo núi nội lục Paleozoi sớm Đông Bắc Bộ và rift nội lục Paleozoi muộn - Mesozoi An Châu và có tiềm năng lớn; trong đó kaolin phong hoá từ pegmatit thuộc phức hệ Tân Phương và phức hệ Tân Hương thuộc địa khu biến chất cao Hoàng Liên Sơn chiếm trên 50% tổng tiềm năng tài nguyên kaolin vùng nghiên cứu. Luận điểm 2: thành phần, chất lượng và khả năng sử dụng của kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam phụ thuộc vào nguồn gốc điều kiện thành tạo; trong đó: + Kaolin nguồn gốc nhiệt dịch biến chất trao đổi với các khoáng vật đặc trưng dickit, nacrit, thạch anh, pyrophylit, alunit, chủ yếu thuộc hạng I, II, III, giàu Al2O3, nghèo Fe2O3 và độ chịu lửa cao cần ưu tiên sử dụng làm nguyên liệu sản xuất gạch granit, sứ vệ sinh và VLCL.

+ Kaolin phong hóa từ pegmatit với các khoáng vật đặc trưng kaolinit, ilit, haloysit, goethit, chủ yếu thuộc hạng I, II, III và có tính khả tuyển cao, Fe2O3 thấp, độ chịu lửa trung bình đến thấp cần ưu tiên sử dụng làm nguyên liệu sản xuất sứ vệ sinh, gạch granit, gạch ceramic, men gốm sứ và chất độn trong sản xuất giấy. + Kaolin tái trầm tích và kaolin phong hóa từ đá các đá granit, aplit, ryolit, felsit, gabro bị felspat hóa, đá trầm tích, đá biến chất chủ yếu thuộc hạng IV và KPH, Fe2O3 cao cần sử dụng làm nguyên liệu sản xuất xương gạch ceramic, gốm sứ dân dụng, chất độn trong sản xuất thuốc trừ sâu, xà phòng. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của luận án 8. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần nhận thức đầy đủ và toàn diện hơn về diện phân bố, đặc điểm chất lượng, tiềm năng tài nguyên và các 5 lĩnh vực sử dụng kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam; đồng thời góp phần hoàn thiện phương pháp đánh giá tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp ở trạng thái nguyên khai trong vùng nghiên cứu nói riêng và khoáng sản kaolin trên cả nước nói chung.

Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần cung cấp cho các nhà quản lý và các cơ quan những số liệu tổng hợp chung về chất lượng, tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp và khả năng khai thác, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên này phục vụ nhu cầu cho các lĩnh vực công nghiệp khác nhau.