Luận án kiến tạo và tạo khoáng urani bồn trũng Nông Sơn - ĐH Mỏ Địa chất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN TRƯỜNG GIANG ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC - KIẾN TẠO PHẦN TÂY BẮC BỒN TRŨNG NÔNG SƠN, QUẢNG NAM VÀ SỰ TẠO KHOÁNG URANI TRONG CÁT KẾT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN TRƯỜNG GIANG ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC - KIẾN TẠO PHẦN TÂY BẮC BỒN TRŨNG NÔNG SƠN, QUẢNG NAM VÀ SỰ TẠO KHOÁNG URANI TRONG CÁT KẾT Ngành: Địa chất học Mã số: 9440201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.TS TRẦN THANH HẢI 2.TS NGUYỄN PHƯƠNG Hà Nội - 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Nguyễn Trường Giang ii MỤC LỤC Chương 1. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC TÂY BẮC BỒN TRŨNG NÔNG SƠN .7 Khái quát về vị trí và đặc điểm địa chất của vùng nghiên cứu.

Vị trí vùng nghiên cứu trên bình đồ cấu trúc kiến tạo khu vực. Khái quát đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu. 10 Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản urani khu vực nghiên cứu. Giai đoạn trước năm 1975.

Giai đoạn sau năm 1975. 15 Một số tồn tại trong nghiên cứu trước đây. Về địa tầng. Về cấu trúc - kiến tạo.

Về tạo khoáng urani trong cát kết. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .20 Cơ sở lý luận về khoáng hoá urani trong cát kết. Các kiểu mỏ urani trong cát kết. Các yếu tố khống chế sự tạo khoáng urani trong cát kết.

26 Cách tiếp cận và các phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận án. Cách tiếp cận. Các phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận án. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG HOÁ URANI KHU VỰC TÂY BẮC BỒN TRŨNG NÔNG SƠN .44 Đặc điểm địa chất.

Các thành tạo magma xâm nhập. 52 Đặc điểm khoáng hóa urani khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. Khái quát đặc điểm phân bố khoáng hóa urani. Đặc điểm thành phần thạch học đá chứa khoáng hóa urani.

Đặc điểm thành phần khoáng vật urani. Thành phần hoá học của quặng urani. 67 Tuổi của các thành tạo địa chất và quặng urani khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. Tuổi các thành tạo magma xâm nhập.

Tuổi và nguồn vật liệu các đá trầm tích chứa quặng urani. Tuổi của quặng urani. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC - KIẾN TẠO VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG TẠO KHOÁNG URANI KHU VỰC TÂY BẮC BỒN TRŨNG NÔNG SƠN .88 Khái quát chung .88 Các tổ hợp thạch - kiến tạo .89 Đặc điểm biến dạng .93 Đặc điểm biến chất đi cùng biến dạng .108 Lịch sử tiến hóa kiến tạo khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn.109 Vai trò của cấu trúc - kiến tạo với quá trình tạo khoáng urani trong cát kết khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. Khái quát quá trình tạo khoáng urani trong cát kết ở khu vực nghiên cứu.

Vai trò của cấu trúc - kiến tạo với tạo khoáng urani trong cát kết. 128 Xác lập cơ sở khoa học định hướng công tác điều tra, đánh giá thăm dò urani trong cát kết khu vực nghiên cứu. Các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm urani quan trọng trong vùng nghiên cứu 134 4. Phân vùng triển vọng urani khu vực nghiên cứu.

136 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Tên viết tắt Viết đầy đủ ĐCKS Địa chất khoáng sản KIGAM Korea Institutes of Geoscience and Mineral Resources LA-ICP-MS Laser Ablation Inductively Coupled Mass Spectrometry SHRIMP Sensitive High Resolution Ion MicroProbe IAEA Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế REE Các nguyên tố đất hiếm NCS Nghiên cứu sinh QL Quốc lộ ĐB - TN Đông Bắc - Tây Nam TB- ĐN Tây Bắc - Đông Nam Tr. năm Triệu năm v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2. Các tiêu chuẩn địa chất kiểu mỏ urani trong cát kết. Tổng hợp thành phần khoáng vật của các đá chứa quặng urani .59 khu mỏ Pà Lừa - Pà Rồng [4].

Tổng hợp tổ hợp khoáng vật đi cùng của quặng urani trong cát kết khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn [44]. Hàm lượng các nguyên tố (%) trong coffinit phân tích bằng thiết bị đầu dò WDS (Theo Piestrzynski và nnk, 2017) [82]. Bảng tóm tắt kết quả định tuổi tuyệt đối U-Pb cho các hạt zircon .71 của các mẫu đá magma xâm nhập granitoid trong khu vực nghiên cứu và lân cận. Tuổi của coffinit được tính theo các điểm riêng biệt bằng phương pháp định lượng WDS và kính hiển vi điện tử [82].

Tổng hợp các sự kiện địa chất chính khu vực Tây Bắc Bồn trũng Nông Sơn và mối liên quan với khoáng hóa urani. Bảng tóm tắt kết quả định tuổi tuyệt đối U-Pb bằng phương pháp truyền thống cho các hạt zircon trong các mẫu đại diện cho các đá granitoid thuộc vùng nghiên cứu. Bảng tóm tắt kết quả định tuổi tuyệt đối U-Pb bằng phương pháp SHRIMP cho các hạt zircon trong mẫu cát kết chứa khoáng hóa urani (GK.26604/1) thuộc khu vực Pà Lừa - Pà Rồng, rìa Tây Bắc Bồn trũng Nông Sơn. Bảng tóm tắt kết quả phân tích tuổi zircon trong mẫu GK.26604/2 khu Pà Lừa – Pà Rồng bằng kỹ thuật LA-ICP-MS tại Phòng thí nghiệm Pheasant Memorial Lab, Đại học Okayama, Nhật Bản .161 vi DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 1.

Vị trí kiến tạo vùng nghiên cứu trên sơ đồ cấu trúc khu vực. Sơ đồ địa chất khái quát khu vực Tây Bắc Bồn trũng Nông Sơn và phụ cận. Mô hình vị trí không gian và hình thái các thân quặng urani trong cát kết (theo Cuney and Kyser, 2009)[63]. Các phụ kiểu mỏ urani trong cát kết.

Mô hình tạo khoáng urani kiểu mặt cuốn (roll-front). Hình dạng thân quặng trong tầng đá có các kiểu địa hoá khác nhau. Sơ đồ địa chất và khoáng sản khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn, tỉnh Quảng Nam. Bản đồ đẳng trị WDS chỉ rõ sự phân bố của Ca trong tinh thể coffinit và apatit (màu đỏ - trắng).

Bản đồ đẳng trị WDS chỉ rõ sự phân bố của U trong coffinit. Bản đồ đẳng trị WDS cho thấy sự phân bố của Si trong coffinit (các điểm màu xanh) và apatit (điểm màu đen). Biểu đồ Concordia U-Pb zircon tách từ granitoid. Đồ thị Concordia Terra-Wasserburg cho thấy sự phân bố tuổi của các hạt zircon trong mẫu cát kết hạt thô GK.26604/1 khu Pà Lừa - Pà Rồng (định tuổi bằng SHRIMP).

Đồ thị Concordia Terra - Wasserburg cho thấy sự phân bố tuổi của các hạt zircon trong cát kết hạt thô GK.26604/2 định tuổi bằng LA-ICP-MS. Đồ thì thống kê cho thấy quy luật phân bố tuổi của các hạt ziron trầm tích trong các mẫu trầm tích khu vực Pà Lừa định tuổi bằng SHRIMP (A) và LA-ICP-MS (B). Sơ đồ cấu trúc - kiến tạo khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn, tỉnh Quảng Nam. Sơ đồ cấu trúc - kiến tạo khu Tà Păng, rìa tây Bồn Nông Sơn (trên) và mạng lập thể (bán cầu dưới) biểu diễn sự phân bố thế nằm của lớp bị biến dạng (dưới).

Sự biến đổi mạnh mẽ về phương của thế nằm cho thấy các đá bị uốn nếp mạnh mẽ. Đường màu tím trong mạng chiếu là giá trị mặt trục nếp uốn thuộc pha biến dạng 2, đường màu nâu là giá trị mặt trục nếp uốn thuộc pha biến dạng 3. Hình vẽ mô phỏng hình thái và quan hệ các cấu tạo được hình thành trong các đá trầm tích trong khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn tạo nên bởi pha biến dạng 2. Sơ đồ cấu trúc - kiến tạo khu Pà Lừa - Pà Rồng.

Sơ đồ cấu trúc kiến tạo khu trung tâm khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. Sơ đồ mô phỏng mối quan hệ giao thoa và hình thái cấu trúc khu vực dưới tác động giao thoa của các cấu tạo pha biến dạng 3 chồng lên pha biến dạng 2 trong khu vực trung tâm Bồn trũng Nông Sơn (D). Tóm tắt các sự kiện địa chất khu vực Bồn trũng Nông Sơn và vùng lân cận và đối sánh với các sự kiện kiến tạo khu vực. Bối cảnh kiến tạo của Việt Nam và Đông Dương và mối quan hệ với các đơn vị cấu trúc khu vực khác trong giai đoạn cuối Trias.

Mặt cắt địa chất tuyến 50. Mô hình khái quát mô tả chu trình hình thành và di chuyển của dòng oxy hóa trong các đá trầm tích để tạo quặng urani trong khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn. Mô hình mặt cắt cắt qua Bồn trầm tích Nông Sơn trong bối cảnh tiến hóa của một bồn lục địa kiểu trước núi đến giữa núi và sự liên quan tới mỏ urani trong trầm tích vụn thô. Sơ đồ phân vùng triển vọng quặng urani khu vực Tây Bắc bồn trũng Nông Sơn.140 viii DANH MỤC CÁC ẢNH Tảng cuội kết đa khoáng với nhiều cuội granit, trầm tích và phun trào ở phần lót đáy hệ tầng Sông Bung quan sát được ở rìa tây Bồn trũng Nông Sơn .47 Các thành tạo hệ tầng An Điềm ở khu Pà Lừa - TaBhing.48 Các thành tạo cát bột kết với một thấu kính than mỏng hệ tầng Sườn Giữa quan sát được ở rìa bắc của Bồn trũng Nông Sơn (Vết lộ TH.50 Tầng cuội kết thạch anh - silic Hệ tầng Bàn Cờ quan sát tại vết lộ TH.

12 trên đường ô tô Thành Mỹ đi Prao, Đông Giang.51 Các đá trầm tích hệ tầng Hữu Chánh và hệ tầng Khe Rèn (ranh giới là đường đứt nét màu đen) quan sát được tại Vết lộ TH. Mảnh đá quartzit trong cát kết, xi măng carbonat. Phóng đại 50X, Nikol +. Mảnh đá granit bị biến đổi nằm trong sạn kết màu xám.

Phóng đại 100X, Nikol +. Xi măng của cát kết bị carbonat hóa, sericit hóa.62 Dăm kết kiến tạo trong cuội kết ở ranh giới với cát kết hạt thô. Mẫu lõi khoan Lô G khu Pà Lừa - Pà Rồng.19206/9 khu Pà Lừa. Các hạt vụn trong cuội sạn kết bị nứt nẻ và biến dạng.

Phóng đại 50X, Nikol +.63 Mẫu quặng urani chưa bị phong hoá tại gương lò G17, khu Pà Lừa .65 Các khoáng vật thứ sinh của urani (màu vàng chanh) tại lò thăm dò Lô A khu mỏ Pà Lừa - Pà Rồng.65 Khoáng vật nasturan ở thân quặng 1 khu Pà Lừa-Pà Rồng.66 Khoáng vật autunit ở khu Pà Lừa - Pà Rồng.67 Các hạt zicon trong mẫu cát kết hạt thô GK.26604/1 tại khu Pà Rồng được cắt, đánh bóng và đưa vào phân tích bằng kỹ thuật SHRIMP tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu cơ bản thuộc KIGAM, Hàn Quốc.77 Ảnh chụp các hạt zircon trong mẫu GK.