Hóa học - Nhóm kin loại

1.1.3. Kim loại nhẹ 1. Nhôm Quặng nhôm (bauxit) ở Việt Nam là khoáng sản có tiềm năng lớn. Có 2 kiểu tụ khoáng phổ biến là quặng trầm tích và quặng bauxit phong hóa. - Kiểu tụ khoáng bauxit trầm tích phổ biến ở các vùng quặng Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn và vài nơi khác, được xem là nằm trên bề mặt bào mòn đá vôi Carbon – Permi Thượng, dưới đáy của đá vôi hệ tầng Đồng Đăng có tuổi Permi muộn. Bauxit thường gặp trong các thung lũng giữa đá vôi gồm quặng gốc và quặng lăn, trong đó quặng gốc thường có quy mô nhỏ, chất lượng quặng thấp hơn quặng lăn. Ảnh 3.10. Quặng bauxit lộ ra ở thôn 1, xã Đăk D’Rông (Cư Jút, Đắk Nông). Ảnh: Nguyễn Văn Thuấn Đặc điểm chung của bauxit trầm tích gốc là quặng tồn tại ở dạng các lớp giữa đá vôi (có đá mái); ở những nơi đá vôi đã bị bóc mòn quặng lộ ra trên bề mặt (không có đá mái). Quặng có thể có màu xanh đen hoặc nâu đỏ do mức độ phong hóa. Quặng lăn thường có màu nâu đỏ, nâu nhạt gắn bó chặt chẽ với các thân quặng gốc phân bố trong các thung lũng carst kích thước vài trăm mét đến vài ngàn mét. Thành phần khoáng vật quặng gồm: diaspo: 20-50%, cá biệt tới 80%; boemit: thường nhỏ hơn 10%, hạn hữu tới 20%; gibsit: 4-7%; kaolinit, sericit, sét:1-2%. Thành phần hóa học quặng thay đổi trong khoảng rộng, ngay trong một thân quặng có nơi gặp quặng có hàm lượng Al2O3 trên 50%, có nơi chỉ dưới 20%; SiO2: 5-10%. Tinh quặng bauxit (thường trên sàng 10 mm) thường có hàm lượng Al2O3 42-50,7%, modul silic 6-10. Một số tụ khoáng có quặng có chất lượng đáp ứng yêu cầu luyện nhôm. Tổng trữ lượng và tài nguyên cấp 121+122+333 (B+C1+C2) quặng bauxit trầm tích, kể cả quặng gốc và quặng lăn, đã tính được hơn 80 triệu tấn [Bùi Tất Hợp và nnk., 2007]. - Kiểu tụ khoáng bauxit phong hóa được hình thành từ quá trình phong hoá các đá giàu nhôm, tập trung chủ yếu ở Đăk Nông, Lâm Đồng, Bình Phước, Gia Lai. Đặc điểm chung của tụ khoáng phong hoá là thường tồn tại dạng lớp có hình dạng phức tạp trên bề mặt đá basalt. Cấu tạo chung của mặt cắt thân quặng bauxit thường có tính phân đới, gồm: Đới laterit có màu đỏ sẫm, nâu đỏ, thành phần gồm bauxit cứng, limonoit dày 1-2 m, đôi khi đến 8 m; đới chứa bauxit màu nâu đỏ, nâu nhạt, 2-15 m; đới litoma (sét sặc sỡ), tới 20 m; đới basalt bán phong hoá (đới saprolit), 0-6 m; và đá basalt. Gipbxit Tập hợp vi vảy, hạt, tấm nhỏ nửa tự hình, tự hình; kích thước 0,5-1µm đến 10µm; vài tấm có kích thước tới 20 µm. Cấu tạo quặng đặc xit. Mỏ Đắc Nông. Ảnh Nguyễn Quang Luật. Gipbxit: Tập hợp vi vảy, hạt, tấm nhỏ nửa tự hình, kích thước 0,5-1µm đến 10µm; vài tấm có kích thước đạt 20 µm. Goethit: Dạng vi hạt, tập hợp vi hạt tha hình xâm tán trong quặng và dạng vi vảy bám trên gipbxit; kích thước từ 0,2-0,3µm đến 2-3µm. Cấu tạo quặng đặc xit. Mỏ Đắc Nông. Ảnh Nguyễn Quang Luật. Ảnh 3.11. Bauxit giả cầu tại vách Quốc lộ 14, thuộc xã Trường Xuân (4/2005). Ảnh: Nguyễn Văn Thuấn Thành phần khoáng vật quặng chủ yếu gồm gibsit, ít boemit và kaolinit. Thành phần hoá học quặng nguyên khai: Al2O3: 35-40 %; SiO2: 10-15 %; Fe2O3: 20-25 %; TiO2: 2-3 %. Chất lượng tinh quặng rất ổn định, các thông số về độ thu hồi và chất lượng tinh quặng bauxit ít thay đổi. Hàm lượng Al2O3 trong tinh quặng thay đổi trong khoảng 48-53%, SiO2: 1,5 – 5%, Fe2O3: 15-19%. Hệ số thu hồi tinh quặng 48-52%. Khoáng vật tạo đá chứa oxyt nhôm chủ yếu là gibsit, có 70-80% tổng hàm lượng Al2O3 trong quặng nằm trong gibsit. Phần oxyt nhôm còn lại nằm trong caolinit và alumo-goethit. Tổng trữ lượng và tài nguyên cấp 121+122+333 (B+C1+C2) bauxit phong hóa đã tính được là gần 3.000 triệu tấn quặng tinh, tương ứng với quặng nguyên khai gần 7.000 triệu tấn [Bùi Tất Hợp và nnk., 2007]. 2. Titan Việt Nam có tiềm năng lớn quặng titan, trong đó có cả quặng titan gốc và sa khoáng. Tổng trữ lượng và tài nguyên quặng titan ở Việt Nam đã tính được là 661 triệu tấn khoáng vật nặng có ích, trong đó khoáng vật titan chiếm khoảng 83-86%. Quặng titan gốc: Tụ khoáng quặng titan gốc mới được thăm dò đánh giá duy nhất là tụ khoáng Cây Châm (Thái Nguyên). Tụ khoáng Cây Châm nằm trên địa phận huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên. Quặng gốc trong tụ khoáng gồm 2 thân chính là thân quặng Tây và thân quặng Đông. Cả 2 thân đều phân bố trong đá gabropegmatit hạt lớn. Thân quặng Tây là thân quặng có giá trị nhất, có đường phương gần kinh tuyến, cắm về phía tây với góc dốc 30-50o; chiều dài theo đường phương tới 700m, theo hướng dốc thân quặng có chiều sâu tới 450m; chiều dày thay đổi từ 5 đến 85m. Hàm lượng ilmenit trong quặng đạt từ 10 % ở rìa ngoài và trên 30% ở trung tâm. Thân quặng Đông có đường phương TB-ĐN cắm về phía tây với góc dốc khoảng 30-35o. Khoáng vật quặng chủ yếu gồm ilmenit, thứ yếu có pyrotin, rutin, pyrit, hematit, chalcopyrit; khoáng vật phụ có marcazit, magnetit. Khoáng vật phi quặng gồm pyroxen, amphybon, plagioclas. Dựa vào hàm lượng ilmenit trong quặng có thể phân ra quặng giàu, trung bình và nghèo. Quặng giàu chỉ gặp ở thân quặng Tây, có hàm lượng khoáng vật quặng từ 30 đến trên 90%. Thành phần hóa học quặng giàu gồm (%): TiO2: 15-36; FeO: 23; Fe2O3: 2,8; SiO2: 16,7;Mn:0,56; V2O5: 0,12-0,25; Ta2O5: 0,01-0,025; Nb2O5: 0,07; Cr2O3: 0,045; Al2O3: 3,8. Quặng trung bình bao quanh thấu kính quặng giàu ở thân quặng Tây và nằm ở trung tâm thân quặng Đông. Hàm lượng TiO2 trong quặng loại này đạt 10-16%. Trữ lượng và tài nguyên cấp 121+122+333 (B+C1+C2) của tụ khoáng Cây Châm đã tính được gần 5 triệu tấn TiO2, trong đó trữ lượng 121+122 (B+C1) gần 3 triệu tấn [Bùi Tất Hợp và nnk., 2007]. Quặng titan sa khoáng: Quặng sa khoáng titan ở Việt Nam gồm 3 kiểu tụ khoáng phổ biến: tụ khoáng ilmenit phong hóa eluvi-deluvi, tụ khoáng sa khoáng cồn cát ven biến và tụ khoáng sa khoáng titan-zircon trong tầng cát đỏ. - Tụ khoáng phong hóa ilmenit eluvi-deluvi trên các khối xâm nhập phân bố ở Thái Nguyên (xung quanh Núi Chúa), mới chỉ có tụ khoáng sa khoáng Đông và Tây Cây Châm đã được thăm dò, khai thác; các tụ khoáng khác đã được điều tra, đánh giá. Tổng tài nguyên quặng sa khoáng phong hóa eluvi-deluvi ở vùng tụ khoáng Thái Nguyên đã tính được khoảng 3,4 triệu tấn ilmenit [Phạm Thế Nhữ và nnk., 2007]. - Tụ khoáng sa khoáng ilmenit-zircon cồn cát ven biển là kiểu tụ khoáng phổ biến, phân bố từ Thanh Hóa đến Bình Thuận. Sa khoáng kiểu tụ khoáng này thường phân bố trên các cồn cát kéo dài song song với bờ biển, hàm lượng khoáng vật có ích không đều, có nơi tới hàng chục phần trăm, có nơi chỉ 0,2, 0,3%. Quặng dễ khai thác, dễ tuyển nhưng quy mô không lớn, không tập trung, chiều dày tầng chứa quặng ít khi tới 15m. Tổng tài nguyên kiểu tụ khoáng này đã tính được khỏng 41 triệu tấn khoáng vật nặng có ích. Tuy nhiên phần lớn các tụ khoáng đã bị khai thác, số lớn còn lại nằm trong các vùng có mồ mả, khu dân cư. - Tụ khoáng sa khoáng ilmenit-zircon trong tầng cát đỏ Sa khoáng trong tầng cát đỏ có quy mô lớn, tập trung, diện tích chứa quặng tới hàng trăm kilomet vuông, bề dày tới 60-70m, có nơi trên 100m, có 1 lỗ khoan tới 190 m; hàm lượng quặng không giàu, tối đa tới 1-2% (KVN có ích), trung bình 0,6-0,7%, nhưng khá đồng đều. Một ưu thế lớn của quặng trong tầng cát đỏ là hàm lượng zircon cao, chiếm 13-15% tổng khoáng vật nặng có ích, do vậy, nếu tính hàm lượng TiO2 quy đổi, hàm lượng quặng sẽ cao hơn khoảng 1,3 lần, nếu tính hàm lượng ilmenit quy đổi, sẽ là 2,0-2,6 lần, trung bình 2,3 lần. Như vậy, hàm lượng trung bình quặng trong tầng cát đỏ theo ilmenit quy đổi nằm trong khoảng 1,3 đến 1,7%. Các sa khoáng trong tầng cát đỏ có tài nguyên lớn gồm Từ Hoa, Sơn Hải (Ninh Thuận) với tài nguyên khoảng 17 triệu tấn khoáng vật nặng có ích; Tuy Phong (24 triệu tấn), Bắc Phan Thiết (trên 511 triệu tấn), Nam Phan Thiết (trên 60 triệu tấn). Tổng tài nguyên quặng titan trong tầng cát đỏ vùng Ninh Thuận – Bình Thuận hơn 600 triệu tấn khoáng vật nặng có ích, trong đó tổng khoáng vật titan (ilmenit, rutin, leucoxen, annatas) hơn 500 triệu tấn [Trần Văn Thảo và nnk., 2011]. Khoáng vật ilmenit dạng đẳng thước trong cát đỏ ven biển Ninh Thuận. Ảnh Trần Ngọc Thái. Khoáng vật ilmenit dạng kéo dài trong cát đỏ ven biển Ninh Thuận. Ảnh Trần Ngọc Thái. Ngoài khoáng vật titan, tài nguyên zircon trong sa khoáng titan – zircon đã tính được khoảng 87 triệu tấn. E.I.1.4. Kim loại quý Khoáng sản kim loại quý ở Việt Nam mới chỉ điều tra, đánh giá thăm dò và khai thác vàng. 1. Vàng sa khoáng Vàng sa khoáng phổ biến ở nhiều nơi, nhưng các tụ khoáng được điều tra, đánh giá thăm dò chỉ tập trung ở một số vùng như Na Rì (Bắc Kạn), Đại Từ (Thái Nguyên), Bồng Miêu (Quảng Nam) và một số điểm nhỏ ở Hà Giang, Hòa Bình, Nghệ An, Sa khoáng vàng ở Việt Nam có trữ lượng nhỏ. Ngoài tụ khoáng vàng Tân An, Lương Thượng (Bắc Kạn) thuộc loại quy mô lớn, trữ lượng 333 (C2) trên 1 tấn và các tụ khoáng Bồ Cu, Trại Cau-Suối Hoan (Thái Nguyên) thuộc loại quy mô trung bình, trữ lượng 122+333 (C1+C2) trên 0,5 tấn, Cắm Muộn (gần 300 kg) thì các tụ khoáng còn lại đều có trữ lượng nhỏ, chủ yếu vài chục kilogam. Hàm lượng vàng trong các tụ khoáng, điểm quặng thường thấp, chủ yếu dưới 1g/m3. Chiều dày tầng sản phẩm 0,5-3m, lớp phủ thay đổi từ 1 ¸ 5m, có nơi đến 15m [Bùi Tất Hợp và nnk., 2007]. 2. Vàng gốc Quặng vàng gốc ở Việt nam có ở nhiều nơi, đã thống kê, đăng ký trên bản đồ khoáng sản khoảng trên 200 tụ khoáng và điểm khoáng. Tuy nhiên, các tụ khoáng và điểm khoáng có triển vọng, được điều tra, đánh giá, thăm dò chỉ khoảng 50 tụ khoáng và Điểm khoáng. Theo nguồn gốc, quặng vàng gốc ở Việt Nam có 2 kiểu tụ khoáng chính: mạch thạch anh chứa vàng và vàng viễn nhiệt (epithermal). - Kiểu tụ khoáng mạch thạch anh chứa vàng là kiểu tụ khoáng vàng phổ biến nhất ở Việt Nam, phân bố khắp từ vùng Đông Bắc, Tây Bắc đến Trung Bộ và Tây Nguyên. Trong số 50 tụ khoáng và Điểm khoáng vàng gốc có triển vọng kiểu tụ khoáng mạch thanh anh chứa vàng chiếm 47 điểm. Theo thành phần vật chất quặng và đá vây quanh người ta chia kiểu tụ khoáng này thành nhiều phụ kiểu hoặc kiểu quặng: mạch thạch anh nghèo sulphur chứa vàng, mạch thạch anh-sulphur chứa vàng, mạch thạch anh-antimon chứa vàng, mạch thạch anh chứa vàng trong đá phiến lục .v.v Ảnh 3.12. Vàng tự sinh ở Bình Gia (Lạng Sơn). Ảnh: Bảo tàng Địa chất, Hà Nội Đặc điểm chung của kiểu tụ khoáng vàng gốc mạch thạch anh chứa vàng là thân quặng thường dạng mạch, thấu kính, chuỗi thấu kính, đới vi mạch có sulphur pyrit, sphalerit, galenit, arsenopyrit, có nơi có antimonit, bulagierit, chalcopyrit; khoáng vật mạch chủ yếu là thạch anh, sericit, có nơi có canxit, clorit. Một đặc điểm đáng lưu ý là hầu hết các tụ khoáng và Điểm khoáng vùng Đông Bắc, Tây Bắc, Bắc Trung Bộ đều có góc dốc lớn, thường 60-80o, trong lúc đó các mạch trong vùng Bồng Miêu, Phước Sơn và một số điểm phía nam thường chỉ có gốc dốc 10-30o, một số nơi đến 35o. Hàm lượng vàng trong quặng rất không đồng đều, có thể đạt hàng trăm gam/tấn, nhưng thông thường từ 0,5 đến 3-4g/t. Các tụ khoáng có trữ lượng và tài nguyên đáng kể đã được thăm dò gồm: Phước Sơn (hay còn gọi là Đăk Sa, gồm khu Bãi Đất và Bãi Gõ), Bồng Miêu (Núi Kẽm) (Quảng Nam); Sa phìn, Minh Lương (Lào Cai) trong đó tụ khoáng Bồng Miêu và Phước Sơn được biết là có trữ lượng và tài nguyên lớn nhất: 12,3 và 24 tấn cấp 122 và 333 (C1 và C2), tụ khoáng vàng Minh Lương có trữ lượng và tài nguyên cấp 122+333 gần 3.000 kg [Bùi Tất Hợp và nnk., 2007]. Tụ khoáng vàng Phước Sơn đã được Công ty TNHH vàng Phước Sơn thăm dò với khối lượng rất lớn công trình khoan. Hiện tại trong phạm vi tụ khoáng đã phát hiện, thăm dò 12 thân quặng, trong số đó 3 thân quặng được nghiên cứu tốt nhất là thân quặng Chính Bãi Đất, thân quặng 1 và 3 Bãi Gõ. Các thân quặng đều nằm trong mạch thạch anh dập vỡ, đường phương kéo dài theo hướng đông bắc – tây nam, cắm về phía tây bắc với góc dốc khoảng 30o. Kích thước 3 thân quặng lớn thay đổi trong khoảng dài 300 đến 1300 m, rộng (lớn nhất) 80-460 m, bề dày mạch thay đổi từ 0,5 đến trên 15 m, trung bình 2,28-2,75 m. Thành phần khoáng vật quặng gồm: pyrit, galenit, pyrotin, sphalerit. Khoáng vật mạch gồm thạch anh và sericit. Hàm lượng sulphur từ 2 đến 15%, đôi nơi đến 45%. Hàm lượng vàng trong các thân quặng thay đổi trong khoảng lớn, từ 0,22 đến hàng trăm g/t. Hàm lượng Pb+Zn từ hàng chục đến hàng chục ngàn, có nơi hàng trăm ngàn ppm. Tụ khoáng đang thiết kế khai thác và tiếp tục được thăm dò mở rộng. - Kiểu tụ khoáng vàng-bạc viễn nhiệt: Tụ khoáng quặng vàng-bạc kiểu viễn nhiệt điển hình mới được biết duy nhất là tụ khoáng Xà Khía (Lệ Thủy, Quảng Bình), một số Điểm khoáng nghi ngờ có thể thuộc kiểu này như Rào Mốc (Hà Tĩnh), Làng Nèo (Thanh Hóa) và vài nơi khác nhưng chưa được nghiên cứu đầy đủ. Đới đá biến đổi kiểu quazit thứ sinh kèm theo mạch thạch anh chứa sulfur và chứa vàng, bạc. Tụ khoáng Xà Khía nằm trong đứt gãy Xà Khía – Xà Lời phương TB-ĐN. Đới chứa quặng có chiều dài trên 1000m, rộng 5-12m, thế nằm 40 Ð 75o. Diện tích có quặng giàu mới chỉ phát hiện ngay trong tụ khoáng với chiều dài khoảng 250-300m, rộng 5-8m. Thành phần khoáng vật quặng: pyrit, vàng, electrum, sphalerit, galenit, chalcopyrit, tetraedrit, arsenopyrit; khoáng vật phi quặng: thạch anh, felspat, sericit, pyrophylit, adule. Hàm lượng: Au: dưới 1 g/t-430g/t, Ag: 4-1778,5g/t; Pb: 952-4947ppm, Zn: 134-1235ppm; As: 320-1298ppm; Sb: 187-546ppm. Trữ lượng và tài nguyên đã tính được 500 kg Au [Bùi Tất Hợp và nnk., 2007]. Au tự sinh và chalcopyrit quan hệ tiếp xúc phẳng (đồng sinh) tạo THCS xâm tán trong thạch anh (100X). Điểm quặng Suối Chát, Phù Yên, Sơn La. Ảnh Nguyễn Quang Luật. Au tự sinh và bismutin quan hệ tiếp xúc phẳng (đồng sinh) tạo THCS xâm tán trong thạch anh (100X). Điểm quặng Suối Chát, Phù Yên, Sơn La. Ảnh Nguyễn Quang Luật. Tổ hợp cộng sinh Au tự sinh-chalcopyrit-galenit xâm tán trong thạch anh (50X). Điểm quặng Làng Ngành. Ảnh Nguyễn Quang Luật. Au tự sinh và sphalerit hạt tha hình xâm tán trong thạch anh (100X). Điểm quặng Làng Ngành. Ảnh Nguyễn Quang Luật. Au tự sinh hạt tha hình kích thước khác nhau xâm tán trong thạch anh và pyrit. Mỏ Bông Miêu. Ảnh Nguyễn Quang Luật. Tổ hợp cộng sinh Au tự sinh-galenit xuyên theo khe nứt trong thạch anh và pyrit. Mỏ Bông Miêu. Ảnh Nguyễn Quang Luật. Tổ hợp cộng sinh Au tự sinh-galenit-sphalerit trong thạch anh. Mỏ Phước Sơn. Ảnh Nguyễn Quang Luật. Tổ hợp cộng sinh Au tự sinh-galenit-sphalerit trong thạch anh. Mỏ Phước Sơn. Ảnh Nguyễn Quang Luật. Tổ hợp cộng sinh Au tự sinh-antimonit trong thạch anh (100X). Mỏ Tà Sỏi. Ảnh Nguyễn Quang Luật. Au tự sinh dạng bao thể trong pyrit hạt nửa tự hình (100X). Điểm quặng Suối Chát, Phù Yên, Sơn La.Ảnh Nguyễn Quang Luật. Tổ hợp cộng sinh Au tự sinh-galenit-sphalerit trong thạch anh. Au tự sinh dạng bao thể hình dạng và kích thước khác nhau trong nền sphalerit (500X). Mỏ Pắc Lạng. Ảnh Đỗ Quốc Bình Au tự sinh lấp đầy theo các lỗ hổng và vi khe nứt tạo ổ và vi mạch trong thạch anh. Mỏ Pắc Lạng. Ảnh Lê Xuân Trường.