Bàn về nguồn gốc quặng titan ở vùng bờ Quảng Nam -Trịnh Thế Hiếu

29 Tạp chí Khoa học và Công nghệ biển T10 (2010). Số 4. Tr 29 - 37 BÀN VỀ NGUỒN GỐC QUẶNG TITAN Ở VÙNG BỜ QUẢNG NAM TRỊNH THẾ HIẾU, ðỖ MINH TIỆP, PHẠM BÁ TRUNG Viện Hải dương học Tóm tắt: Các mẫu ñá cát kết quặng Ti thu ñược tại các tụ khoáng Duy Nghĩa, (huyện Duy Xuyên), Tam Hiệp, Tam Nghĩa và Tam Hải (huyện Núi Thành), tỉnh Quảng Nam là khá ñộc ñáo và hiếm gặp tại các mỏ sa khoáng cũng như các tụ khoáng dọc ven bờ Quảng Nam nói riêng và ven bờ miền Trung nói chung. Thành phần khoáng của ñá bao gồm: Thạch anh, các khoáng vật sắt, các khoáng vật titan gắn với nhau bởi keo sắt. Các keo sắt này có thể ñược tạo thành trong quá trình phong hóa ñá. Trong thành phần ñá, các khoáng vật quặng chiếm ưu thế, cho nên tạo ra sự sẫm màu của ñá. Chính lớp ñá cát kết quặng Ti này, là một trong những nguồn tiếp quan trọng cho các tụ khoáng Ti trong vùng bờ Quảng Nam. I. ðẶT VẤN ðỀ Khai thác quặng titan (Ti) khá phổ biến ở nước ta. Quặng Ti ñang khai thác nằm ở các ñụn cát và các bãi ở vùng ven biển từ Hà Tĩnh ñến Vũng Tàu, nơi nhiều nhất là dọc theo ven bờ biển miền Trung, từ Thừa Thiên - Huế ñến Phú Yên. Tuy nhiên, việc khai thác quặng Ti ở các khu vực này, phần lớn còn mang tính chất tự phát, kiểu “hái lượm”, nơi nào thấy có quặng là khai thác, chứ không có quy hoạch, không có nghiên cứu cơ bản ñể ñánh giá trữ lượng, chất lượng và tìm hiểu nguồn gốc thành tạo quặng. Những năm gần ñây, việc nghiên cứu sâu về thành phần vật chất và nguồn cung cấp quặng sa khoáng ñã bắt ñầu ñược chú ý, nhằm phục vụ tốt hơn cho công tác tìm kiếm, ñánh giá sa khoáng vùng bờ và biển ven bờ. Trong các chuyến khảo sát vùng bờ tỉnh Quảng Nam (12/2005, 10/2006, 1/2008), trong phạm vi các ñụn cát trong cùng của khu vực Tam Hiệp ñến Tam Nghĩa, ven bờ biển Tam Hải, huyện Núi Thành và khu vực thôn 5, xã Duy Nghĩa, Duy Xuyên, nơi một số Công ty của Quảng Nam, ñang khai thác cát quặng Ti, chúng tôi ñã thu ñược các mẫu quặng Ti, là dạng ñá cứng trong ñá cát kết, nằm ở dưới chân các ñụn cát. Việc nghiên cứu chi tiết các mẫu ñá này, là nhằm góp phần vào việc lý giải nguồn gốc quặng Ti ở các tụ khoáng trong phạm vi vùng bờ Quảng Nam nói riêng và của cả dải 30 ven biển miền Trung nói chung. ðồng thời bằng phương pháp so sánh, có thể ñịnh hướng cho việc tìm kiếm quặng Ti, tại các khu vực có bối cảnh ñịa chất tương tự. II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Phương pháp phân tích 1.1. Phân tích hóa học Tiến hành theo quy phạm “ðiều tra ñịa chất biển” (1982). Mẫu ñược nung chảy với Na2CO3 và xử lý với axit HCl. Hàm lượng Fe tổng số ñược xác ñịnh bằng phương pháp chuẩn ñộ. Hàm lượng Ti và Mn ñược xác ñịnh bằng phương pháp so màu. 1.2. Phân tích thạch học Dựa theo tài liệu hướng dẫn của Meurig P. Jones and Marston G. Fleming, 1965. Mẫu nguyên khối ñược soi trên kính lúp MBS – 2, có ñộ phóng ñại 14 lần. Mẫu ñược ñập ra ñể có ñược mẫu ở dạng bở rời rồi ñược soi trên kính MBS – 9, có ñộ phóng ñại 56 lần. 2. Phương pháp so sánh, ñánh giá 2.1. ðánh giá trữ lượng Dựa theo tài liệu khoáng sàng của P.M. Tatarinov và A.E. Karyakin ñồng chủ biên. 2.2. Luận giải về quá trình thành tạo quặng Ti Dựa theo tài liệu “ðịa chất khoáng sản có ích” của V.I. Smirnov. III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Hiện trạng khai thác cát quặng Ti tại các tụ khoáng và ñiểm quặng. Tụ khoáng Duy Nghĩa và Duy Hải, huyện Duy Xuyên Cho ñến nay trữ lượng của 2 ñiểm quặng này vẫn ñược chưa ñánh giá. Phương pháp khai thác lộ thiên. Tại khu vực mũi An Lương, Duy Hải, sản lượng khai thác của năm 2005 là 7.000 tấn/năm, còn tại thôn 5, Duy Nghĩa (mới khai thác từ ñầu tháng 12/2005) sản lượng ước ñạt khoảng 3 tấn/ngày. Sản phẩm chính là inmenit và rutil. 31 Ảnh 1: Khai thác cát quặng Ti của Công ty ðT & PT Kỳ Hà tại tụ khoáng Duy Nghĩa Tụ khoáng Tam Hiệp Xã Tam Hiệp, H. Núi Thành nằm trong phạm vi quy hoạch của khu kinh tế mở Chu Lai. Chính vì vậy việc khai thác cát quặng Ti tại khu vực ñụn cát cổ dọc theo quốc lộ IA, ở phía Tây ñịa phận của xã này, không chỉ với mục ñích khai thác tài nguyên khoáng sản, mà còn tạo mặt bằng chuẩn bị ñể xây dựng các khu công nghiệp hay một khu ñô thị mới trong tương lai. Tụ khoáng do Công ty Vạn Thông, Quảng Nam khai thác, theo giấy phép do Sở Tài nguyên – Môi trường Quảng Nam cấp năm 2005. Phương pháp khai thác lộ thiên (Ảnh 2). ðộ sâu khai thác 4 – 5 m, so với ñộ cao của ñỉnh ñụn cát – tức là xuống ñến bề mặt của lớp phong hóa cát kết quặng Ti. Do chỉ mới bắt ñầu khai thác từ vài tháng cuối năm 2005 và việc khai thác lại chỉ mang tính chất tận thu (hàm lượng các khoáng vật quặng thường < 0.5%), nên sản lượng khai thác (ñến thời ñiểm khảo sát 12/2005) ước tính ñạt khoảng 400 –500 tấn. Ảnh 2: Khai thác cát quặng Ti của Công ty Vạn Thông tại tụ khoáng Tam Hiệp 32 Tụ khoáng Tam Nghĩa Trong phạm vi ñịa phận xã Tam Nghĩa, hiện có hai ñiểm ñang ñược khai thác: một ñiểm do Công ty cổ phần ðất Quảng khai thác (ảnh 2) và một ñiểm do Doanh nghiệp tư nhân Phước Toàn khai thác. Cả hai ñơn vị này ñều ñược cấp giấy phép khai thác vào ñầu năm 2006. Cũng giống như ở tụ khoáng Tam Hiệp, phương pháp khai thác tại các ñiểm tụ khoáng này là khai thác lộ thiên và cũng chỉ mang tính tận thu, nên sản lượng tính ñến thời ñiểm chúng tôi khảo sát (10/2006), chỉ ñạt 150 – 200 tấn. ðiểm khác biệt với tụ khoáng Tam Hiệp là, ñộ sâu khai thác có nơi xuống tới ñộ sâu 10-12m, so với ñỉnh ñụn và cũng chính là bề mặt của lớp phong hóa cát kết quặng Ti. Ảnh 3: Khai thác cát quặng Ti của CTCP ðất Quảng tại tụ khoáng Tam Nghĩa 2. ðặc ñiểm ñá cát kết quặng Ti 2.1. Vị trí phân bố Bảng 1: ðịa ñiểm và vị trí thu mẫu Tọa ñộ ñịa lý Ký hiệu mẫu Vĩ ñộ Kinh ñộ Tên gọi mẫu Vị trí thu mẫu ðịa ñiểm THi. - 01 15o 27’ 25.75’’ 108o 36’ 23.40’’ ðá cát kết Chân ñụn 4 - 6 m Tam Hiệp TNg. - 02 15o 24’ 20.33’’ 108o 41’ 03.62’’ ðá cát kết Chân ñụn 10 - 12 m Tam Nghĩa THa.- 03 15o 29’ 46.71’’ 108o 39’ 26.51’’ ðá cát kết Chân ñụn 10 - 12 m Tam Hải DNg. - 04 15o 52’ 01.16’’ 108o 23’ 29.56’’ ðá cát kết Chân ñụn 10 - 12 m Duy Nghĩa 33 Các mẫu ñược thu trong các chuyến khảo sát vùng ven bờ biển tỉnh Quảng Nam (12/2005, 10/2006 và 1/2008), trong phạm vi các ñụn cát trong cùng của khu vực Tam Hiệp ñến Tam Nghĩa, huyện Núi Thành, nơi một số Công ty ñang khai thác cát quặng Ti. Các ñịa ñiểm và vị trí thu mẫu ñược thể hiện trong bảng 1. Vị trí thu mẫu tại khu vực thuộc xã Tam Hiệp là dưới chân ñụn cát trong cùng có ñộ cao 4 - 6 m; tại các tụ khoáng Tam Nghĩa là dưới chân chân ñụn cát cát, cao 10 - 12 m (ảnh 4). Ngoài ra, các mẫu tương tự còn thu ñược tại khu vực thôn 5, Duy Nghĩa. Duy Xuyên. Hình 1: Sơ ñồ vị trí thu mẫu ở tỉnh Quảng Nam Ảnh 4: Vị trí thu mẫu ñá cát kết (A) và vị trí tiếp xúc giữa ñụn cát cổ và khối ñá gơnai (B) tại tụ khoáng Tam Nghĩa (ñiểm khai thác cát quặng Ti, của Cty CP ðất Quảng) 34 Riêng tại vùng bờ phía Bắc xã Tam Hải (bờ phía Nam cửa Lở) tầng ñá cát kết quặng Ti lộ ra ngay dưới chân ñụn cát cao 10 - 12 m. Diện tích phân bố của nó rộng hàng chục m2 với thế nằm gần như nằm ngang (ảnh 5). Ảnh 5: Thế nằm của ñá cát kết quặng Ti tại bờ Nam cửa Lở thuộc xã Tam Hải Các mẫu quặng Ti, là dạng ñá cứng trong ñá cát kết. Bên ngoài mẫu bị nhiễm gỉ phong hóa sắt, có màu vàng nâu, phần mẫu tươi có màu nâu sẫm phớt tím ñen (ảnh 6). Dựa vào ñặc ñiểm trên cho thấy, loại ñá cát kết này là sản phẩm của quá trình phong hóa lục ñịa và có khả năng phân bố thành những dải liên tục hoặc dưới dạng da báo, dọc theo vùng bờ, dưới chân các ñụn cát nguồn gốc biển – gió. A B Ảnh 6: Quặng Ti thu ñược tại các khu vực thuộc vùng bờ Quảng Nam A – Khu vực Duy Nghĩa; B – Khu vực Tam Nghĩa 35 2.2. Kết quả phân tích thạch học Thành phần khoáng có: Thạch anh, các khoáng vật sắt, các khoáng vật titan gắn với nhau bởi keo sắt. Các keo sắt này có thể ñược tạo thành trong quá trình phong hóa ñá. Trong thành phần ñá, các khoáng vật quặng chiếm ưu thế, cho nên tạo ra sự sẫm màu của ñá. Trong các khoáng vật sắt, một số bị phong hóa và thường có kích thước hạt lớn (0.5 – 1.0 mm). Các khoáng vật Ti không bị phong hóa và thường có kích thước hạt nhỏ hơn 0.20 mm. Trong các khoáng vật Ti, thì inmenit hoàn toàn chiếm ưu thế, rutil rất ít. Tất cả các hạt inmenit và cả rutil còn ở dạng góc cạnh. ðiều này cho thấy, nguồn tiếp của các khoáng vật Ti là tại chỗ. 2.3. Kết quả phân tích hóa học Bảng 2: Kết quả phân tích hóa học Thành phần hóa học (%) Ký hiệu mẫu Tên gọi ñá Fe2O3 Fe TiO2 Ti MnO Mn THi - 01 Cát kết 21.26 15.08 8.43 4.94 0.1436 0.1059 TNg - 02 Cát kết 21.96 15.36 6.14 3.18 0.0773 0.0599 THa - 03 Cát kết 20.98 16.05 6.25 4.55 0.0734 0.0556 DNg- 04 Cát kết 21.12 15.44 6.12 3.75 0.0823 0.0624 Từ những kết quả phân tích và dựa vào thế nằm của các mẫu thu ñược có thể lý giải rằng, mẫu ñá cát kết quặng Ti ở ñây có nguồn gốc từ ñá gơnai (gneis), trải qua quá trình phong hóa lâu dài, ñã tạo thành tầng cát kết sắt mangan phong hóa. Ngay trong thành phần ñá gơnai, lượng Ti cũng ñã có ñáng kể. Trong quá trình phong hóa, Ti ñược tích tụ dưới dạng khoáng inmenit nằm trong vỏ phong hóa sắt mangan lục ñịa. Tuy nhiên, trong quá trình phát triển của vùng bờ, lớp vỏ phong hóa này cũng ñã chịu tác ñộng của môi trường biển trong các thời kỳ biển tiến. ðiều này ñược thể hiện, trong thành phần xi măng của ñá cát kết này, ngoài xi măng sắt, còn có xi măng vôi. Như vậy, có thể nhận thấy rằng, chính lớp ñá cát kết quặng Ti này, là một trong những nguồn tiếp quan trọng cho các tụ khoáng Ti trong vùng. IV. KẾT LUẬN - Các mẫu ñá cát kết quặng Ti thu ñược tại các tụ khoáng Duy Nghĩa, (huyện Duy Xuyên), Tam Hiệp, Tam Nghĩa và Tam Hải (huyện Núi Thành), tỉnh Quảng Nam là khá 36 ñộc ñáo và hiếm gặp tại các mỏ sa khoáng cũng như các tụ khoáng dọc ven bờ Quảng Nam nói riêng và ven bờ miền Trung nói chung. Mẫu thu ñược có nguồn gốc phong hóa lục ñịa từ ñá gơnai. Việc nghiên cứu chi tiết ñặc ñiểm thành phần và sự phân bố của chúng, sẽ góp phần làm sáng tỏ quá trình phát triển vùng bờ nói chung và luận giải về nguồn cung cấp quặng sa khoáng Ti ven biển nói riêng. - Tụ khoáng Ti Duy Nghĩa, Tam Hiệp, Tam Nghĩa và Tam Hải, nằm trong hệ thống các cồn cát nguồn góc biển – gió tuổi Holocen (mvQ42-3). Quá trình thành tạo cát quặng Ti có thể diễn ra theo trình tự như sau: Biến tiến Holocen trung → phá hủy vỏ phong hóa → biển gia công lại → tái tích tụ lại quặng Ti. Như vậy, một trong những nguồn cung cấp quặng sa khoáng cho các tụ khoáng này, chính là ñá cát kết quặng Ti trong lớp vỏ phong hóa Fe – Mn lục ñịa có mặt trong vùng này. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trịnh Thế Hiếu, 2006. Tài nguyên khoáng sản rắn vùng bờ tỉnh Quảng Nam - Hiện trạng khai thác và vấn ñề môi trường. Tạp chí KH & CN biển, T. 6 (2006). Số 4. Tr.37 – 47. 2. Meurig P. Jones and Marston G. Fleming, 1965. Indentification of mineral grains. pp.102. Elsevier Publishing Company Amsterdam – London - New York. 3. Smirnov V.I., 1976. ðịa chất khoáng sản có ích. 688 tr. NXB. Nauka, Moscow (Nguyên bản tiếng Nga). 4. Tatarinov P.M. and Kuryakin A.E. (ñồng chủ biên), 1975. Khoáng sàng học. 630 tr. NXB. Nedra, Leningrad (Nguyên bản tiếng Nga). DISCUSSION ON ORIGIN OF TITANIUM ORE ALONG COASTAL ZONE OF QUANG NAM PROVINCE (CENTRAL VIET NAM) TRINH THE HIEU, DO MINH TIEP, PHAM BA TRUNG Summary: The titanium - ore - bearing sandstone samples from mineral deposits Duy Nghia (of Duy Xuyen district), Tam Hiep, Tam Nghia and Tam Hai (Nui Thanh district), Quang Nam province are quite original and rare for whole Central Vietnam coastal zone in general and Quang Nam province in particular. The titanium - ore - bearing sandstone content is of quartzs, ferromagnesian minerals, and titanium minerals. The constituent is joined to each with others by ferrous cement, which 37 formed from weathering process. The dominant content of ore in the rocks made them to turn into dark color. The titanium - ore - bearing sandstone is just the source of the titanium deposits of Quang Nam coastal zone. Ngày nhận bài: 22 - 10 - 2009 Người nhận xét: TS. Phùng Văn Phách