Nhận viết luận văn đại học, thạc sĩ trọn gói, chất lượng, LH ZALO=>0909232620 Tham khảo dịch vụ, bảng giá tại: https://vietbaitotnghiep.com/dich-vu-viet-thue-luan-van Download luận án tiến sĩ ngành kĩ thuật địa chất với đề tài: Đặc điểm quặng hóa wolfram-đa kim mỏ Núi Pháo, Đại Từ- Thái Nguyên, cho các bạn tham khảo

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
----------***----------
VÕ TIẾN DŨNG
ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HÓA WOLFRAM - ĐA KIM
MỎ NÚI PHÁO, ĐẠI TỪ, THÁI NGUYÊN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
HÀ NỘI - 2017

2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
----------***----------
VÕ TIẾN DŨNG
ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HÓA WOLFRAM - ĐA KIM
MỎ NÚI PHÁO, ĐẠI TỪ, THÁI NGUYÊN
Ngành: Kỹ thuật địa chất
Mã số: 9520501
LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Nguyễn Quang Luật
2. TS. Trần Mỹ Dũng
HÀ NỘI - 2017

3. 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.
Hà Nội, ngày….. tháng….. năm 2017
Tác giả
Võ Tiến Dũng

4. ii
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan................................................................................................................i
Mục lục........................................................................................................................ii
Danh mục các bảng .....................................................................................................v
Danh mục các hình, ảnh............................................................................................vii
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT MỎ WOLFRAM -ĐA KIM NÚI
PHÁO..........................................................................................................................8
1.1. Vị trí mỏ Núi Pháo trên bình đồ cấu trúc - kiến tạo khu vực ...........................8
1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản khu vực Đại Từ, Thái Nguyên ..11
1.2.1. Giai đoạn trước năm 1945......................................................................11
1.2.2. Giai đoạn sau năm 1945 .........................................................................12
1.3. Đặc điểm cấu trúc địa chất vùng Đại Từ ........................................................14
1.3.1. Địa tầng ..................................................................................................16
1.3.2. Đặc điểm magma xâm nhập ...................................................................22
1.3.3. Đặc điểm cấu trúc- kiến tạo....................................................................37
1.3.4. Sự giao thoa của các pha biến dạng vùng Núi Pháo ..............................43
Chương 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................45
2.1. Cơ sở lý luận...................................................................................................45
2.1.1. Đặc điểm địa hóa của wolfram...............................................................45
2.1.2. Đặc điểm khoáng vật học của wolfram..................................................45
2.1.3. Phân loại quặng wolfram........................................................................46
2.1.4. Phân loại các kiểu mỏ công nghiệp của wolfram...................................47
2.1.5. Đặc điểm mỏ skarn.................................................................................60
2.1.6. Đặc điểm quá trình greisen hóa..............................................................64
2.2. Các phương pháp nghiên cứu .........................................................................67
2.2.1. Phương pháp tổng hợp tài liệu ...............................................................67
2.2.2. Phương pháp khảo sát, nghiên cứu thực địa...........................................68
2.2.3. Các phương pháp phân tích trong phòng ...............................................68

5. iii
2.3. Các khái niệm và thuật ngữ sử dụng trong luận án ........................................70
2.3.1 Các khái niệm nghiên cứu đặc điểm quặng và mỏ quặng.......................70
2.3.2. Các khái niệm không gian và thời gian sinh khoáng .............................71
Chương 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT QUẶNG HÓA WOLFRAM-ĐA KIM MỎ
NÚI PHÁO ...............................................................................................................73
3.1. Bối cảnh địa chất mỏ wolfram-đa kim Núi Pháo ...........................................73
3.2. Đặc điểm phân bố, hình dạng và cấu trúc thân khoáng..................................77
3.3. Đặc điểm các thành tạo biến chất tại mỏ wolfram- đa kim Núi Pháo............80
3.3.1. Quá trình biến chất tiếp xúc nhiệt ..........................................................80
3.3.2. Quá trình biến chất tiếp xúc trao đổi thay thế tạo đá skarn....................82
3.3.3. Các đá biến chất trao đổi felspat ............................................................85
3.3.4. Quá trình biến chất trao đổi greisen hóa: ...............................................87
3.3.5. Đặc điểm biến đổi nhiệt dịch cạnh mạch ...............................................89
3.4. Vai trò của khối granit Đá Liền và khối granit Núi Pháo trong quá trình biến
chất trao đổi tạo đá skarn và greisen hóa trong khu mỏ. .......................................90
Chương 4: ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT QUẶNG MỎ W- ĐA KIM
NÚI PHÁO..............................................................................................................103
4.1. Đặc điểm thành phần khoáng vật quặng.......................................................103
4.1.1. Các khoáng vật quặng nguyên sinh......................................................103
4.1.2. Các khoáng vật quặng thứ sinh ............................................................118
4.2. Nhóm khoáng vật đá biến đổi và khoáng vật mạch......................................119
4.3. Đặc điểm cấu tạo, kiến trúc quặng................................................................121
4.3.1. Đặc điểm cấu tạo quặng .......................................................................121
4.3.2. Đặc điểm kiến trúc quặng.....................................................................124
4.4. Thứ tự sinh thành và tổ hợp cộng sinh khoáng vật.......................................127
4.5. Đặc điểm thành phần hóa học quặng............................................................130
4.5.1. Các nguyên tố chính.............................................................................130
4.5.2. Hàm lượng các nguyên tố đi kèm.........................................................135
4.5.3. Nguyên tố hiếm, vết .............................................................................135
4.6. Đặc điểm các bao thể trong thạch anh của quặng W-đa kim .......................137

6. iv
4.7. Phân chia các kiểu quặng trong mỏ W-đa kim Núi Pháo.............................138
Chương 5: NGUỒN GỐC MỎ WOLFRAM-ĐA KIM NÚI PHÁO......................140
5.1. Tính sinh khoáng của granit khối Đá Liền thuộc phức hệ Pia Oắc..............140
5.1.1. Tính sinh khoáng của granit khối Đá Liền từ các kết quả nghiên cứu
thạch luận và môi trường địa động lực...........................................................140
5.1.2. Tính sinh khoáng của granit khối Đá Liền từ các kết quả nghiên cứu
thạch- hóa .......................................................................................................141
5.1.3. Tính sinh khoáng của khối granit Đá Liền theo đặc điểm địa hóa.......147
5.2. Tính giai đoạn của quá trình tạo quặng ........................................................150
5.2.1. Thời kỳ 1: Biến chất tiếp xúc nhiệt. .....................................................150
5.2.2. Thời kỳ 2: thành tạo skarn....................................................................151
5.2.3. Thời kỳ 3: tạo quặng.............................................................................152
5.2.4. Thời kỳ 4: sau tạo quặng ......................................................................153
5.3. Tuổi magma sinh quặng và tuổi quặng hóa..................................................153
5.4. Mô hình nguồn gốc Hệ magma - quặng mỏ wolfram - đa kim Núi Pháo. ...154
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................159
1. Kết luận............................................................................................................159
2. Kiến nghị..........................................................................................................160
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO, CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ
CÔNG BỐ
TÀI LIỆU THAM KHẢO

7. v
DANH MỤC CÁC BẢNG
TT Tên bảng Trang
Bảng 1.1. Thành phần hóa cơ bản của đá granit khối Núi Pháo...............................26
Bảng 1.2. Thành phần hóa học các nghuyên tố kim loại tạo quặng của đá granit
khối Núi Pháo ..........................................................................................27
Bảng 1.3. Thành phần nguyên tố đất hiếm trong đá granit khối Núi Pháo...............28
Bảng 1.4. Kết quả phân tích thành phần đồng vị U-Pb trên zircon khối Núi Pháo ..29
Bảng 1.5. Thành phần hóa cơ bản của đá granit khối Đá Liền.................................33
Bảng 1.6. Hàm lượng các nguyên tố kim loại tạo quặng của khối granit Đá Liền...33
Bảng 1.7. Thành phần các nguyên tố đất hiếm trong đá granit khối Đá Liền. .........34
Bảng 1.8. Hàm lượng các đồng vị U-Pb trên zircon của granit khối Đá Liền..........36
Bảng 2. 1. Bảng phân loại các mỏ wolfram theo D.V.Rundquist và V.K.Denisenko.....57
Bảng 2. 2. Bảng phân loại các kiểu mỏ wolfram theo mối liện hệ với hoạt động
magma (Ishihara, 1977)...........................................................................59
Bảng 3.1. Các khoáng vật của quá trình biến đổi Skarn hóa ....................................82
Bảng 3.2. Hàm lượng nguyên tố đất hiếm trong đá granit và quặng tại mỏ W- đa
kim Núi Pháo ...........................................................................................91
Bảng 3.3. So sánh mối tương quan giữa các nguyên tố REE trong granit khối Đá
Liền (DL) và đá granit bị Greisen hóa (GRN).........................................95
Bảng 3.4. Mối tương quan giữa các nguyên tố REE trong granit khối Đá Liền (DL)
và granit khối Núi Pháo (NP) ..................................................................96
Bảng 3.5. So sánh mối tương quan giữa các nguyên tố REE trong granit khối Đá
Liền (DL) và đá skarn (SKN)..................................................................97
Bảng 3.6. So sánh mối tương quan giữa các nguyên tố REE trong granit khối Núi
Pháo (NP) và đá granit bị Greisen hóa (GRN) ........................................98
Bảng 3.7. So sánh mối tương quan giữa các nguyên tố REE trong đá granit bị
Greisen hóa (GRN) và đá skarn (SKN)...................................................99
Bảng 3.8. So sánh mối tương quan giữa các nguyên tố REE trong granit khối Núi
Pháo và đá skarn (SKN) ........................................................................100
Bảng 4.1. Thành phần khoáng vật trong quặng W-đa kim mỏ Núi Pháo...............103
Bảng 4.2. Kết quả phân tích đơn khoáng Sheelit bằng phương pháp microsond...106
Bảng 4.3. Bảng thứ tự thành tạo và tổ hợp công sinh khoáng vật mỏ Núi Pháo....129
Bảng 4.4. Hệ số tương quan thành phần hóa học các nguyên tố có ích trong mỏ..131

8. vi
Bảng 4.5. Kết quả phân tích thành phần chính .......................................................132
Bảng 4.6. Hệ số tương quan theo độ sâu của các nguyên tố có ích........................132
Bảng 4.7. Hàm lượng nguyên tố đất hiếm trong quặng đa kim Núi Pháo..............136
Bảng 4.8. Tổng hợp nhiệt độ đồng hoá bao thể trong thạch anh theo các kiểu quặng
ở mỏ W-đa kim Núi Pháo......................................................................138
Bảng 5.1. Kết quả phân tích hóa cơ bản của granit khối Đá Liền ..........................142
Bảng 5.2. Kết quả tính toán giá trị các modul thạch hóa của granit khối Đá Liền.142
Bảng 5. 3. Bảng modul thạch hoá để đánh giá tiềm năng sinh quặng của thành tạo
granit (Theo phương pháp của B.N. Permiakov, 1983) ........................143
Bảng 5.4. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại tạo quặng của đá granit khối
Đá Liền..................................................................................................147
Bảng 5.5. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại tạo quặng của đá granit khối
Núi Pháo................................................................................................147
Bảng 5.6. Bảng so sánh đặc điểm tạo skarn của các đá granit với khối Đá Liền ...148
Bảng 5.7. Bảng kết quả phân tích tuổi Re-Os molybdenit mỏ Núi Pháo ...............154

9. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH, ẢNH
TT Tên hình, ảnh Trang
Hình 1.1. Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu trong bình đồ cấu trúc khu vực Đông Bắc
Việt Nam......................................................................................................8
Hình 1.2. Sơ đồ địa chất vùng Đại Từ, Thái Nguyên ...............................................15
Hình 1.3. Biểu đồ khoảng tuổi của granit khối Núi Pháo.........................................30
Hình 1.4. Biểu đồ concordia U-Pb zircon tách từ granit khối Núi Pháo ..................30
Hình 1.5. Biểu đồ khoảng tuổi của granit khối Đá Liền...........................................36
Hình 1.6. Biểu đồ concordia U-Pb zircon tách từ granit khối Đá Liền ....................36
Hình 2.1. Hình thái các vỉa chứa sheelit của các mỏ skarn chính trên thế giới ........48
Hình 2.2. Mặt cắt địa chất đặc trưng tại mỏ skarn wolfram Salau, Pháp (Fonteilles
et al, 1989) .................................................................................................54
Hình 2.3. Lát cắt qua vùng mỏ skarn (Xmirnov V.I, 1982 ).....................................61
Hình 2.4. Quan hệ giữa thân skarn và thân khoáng: A-skarn và quặng hoá đồng
thời; B-skarn và quặng hoá kéo theo; C-skarn và quặng hoá nằm chồng. 63
1) granitoit; 2) đá carbonat; 3) đá skarn chứa quặng; 4) thân khoáng; 5) đá skarn
không quặng...............................................................................................63
Hình 2.5. Mô hình các bối cảnh kiến tạo thành tạo skarn.........................................64
Hình 3.1. Sơ đồ địa chất khoáng sản khu vực Núi Pháo...........................................74
Hình 3.2. Sơ đồ địa chất mỏ Núi Pháo......................................................................75
Hình 3.3. Mặt cắt địa chất từ kết quả khoan thăm dò mỏ Núi Pháo .........................76
Hình 3.4. Mặt cắt địa chất tại khai trường mỏ wolfram đa kim Núi Pháo................77
Hình 3.5. Kết quả chuẩn hóa các nguyên tố hiếm vết của các tập mẫu với granit
sống núi giữa đại dương (ORG) ................................................................93
Hình 3.6. Biểu đồ qui chuẩn theo thành phần nguyên tố đất hiếm Chondrite
(Nakamura, 1974) ......................................................................................93
Hình 3.7. Biểu đồ thể hiện mối liên quan giữa các thành tạo địa chất trong mỏ
wolfram-đa kim Núi Pháo từ các kết quả phân tích và luận giải theo
phương pháp Rodionov............................................................................101
Hình 4.1. Kết quả phân tích kiểm tra khoáng vật dưới kính hiển vi điện tử quét
(SEM) tại các vị trí trên ảnh B: vị trí EDS spot 1cho kết quả magnetit
(hình 4.1/1), vị trí EDS spot 2 cho kết quả khoáng vật tạo đá skarn (hình
4.1/2), vị trí EDS spot 3cho kết quả magnetit (hình 4.1/3)......................105
Hình 4.2. Kết quả phân tích dưới kính hiển vi điện tử quét cho thấy sự tồn tại của
khoáng vật sheelit và pyrotin trong mẫu KT 5 ảnh 4.2- A&B. (Phân tích
tại Phòng phân tích công nghệ cao, Trường Đại học Mỏ-Địa chất)........108

10. viii
Hình 4.3. Kết quả phân tích khoáng vật sheelit II dưới kính hiển vi điện tử quét: Sheelit
không chứa nguyên tố tạp chất (hình 4.4/1), gắn kết và thay thế sheelit II là
khoáng vật pyrotin hoàn toàn trung hợp với kết quả phân tích khoáng tướng
(hình 4.3/2). (Phân tích tại Trung tâm phân tích công nghệ cao, Trường Đại
học Mỏ-Địa chất)......................................................................................110
Hình 4.4 - 1, 2, 3. Kết quả kiểm tra các khoáng vật sphalerit, pyrotin, chalcopyrit
dưới kính hiển vi điện tử quét (SEM) - Thực hiện tại Trung tâm phân tích
công nghệ cao-Trường Đại học Mỏ-Địa chất..........................................118
Hình 4.5. Biểu đồ Dendogramma thành phần hóa lỗ khoan...................................131
Hình 4.6. Sơ đồ phân bố theo độ sâu của các nguyên tố có ích tại lỗ khoan NP -053.133
Hình 4.7. Sơ đồ phân bố theo độ sâu của các nguyên tố có ích tại lỗ khoan NP 68A.133
Hình 4.8. Sơ đồ phân bố theo độ sâu của các nguyên tố có ích tại lỗ khoan NP 80....134
Hình 4.9. Sơ đồ phân bố theo độ sâu của các nguyên tố có ích tại lỗ khoan NP 100..134
Hình 4.10. Sơ đồ phân bố theo độ sâu của các nguyên tố có ích tại lỗ khoan NP 139135
Hình 5.1. Biểu đồ Rb-(Y+Nb) phân chia các kiểu magma (theo Pearce, 1984))
cho tổ hợp magma đồng va chạm mảng tuổi Kreta muộn phức hệ Pia
Oắc. Các trường: VAG- granit cung núi lửa; syn-COLG- granit đồng
chạm mảng; WPG- granit nội mảng; ORG- granit sống núi giữa đại
dương, vị trí của khối Đá liền là các hình elip màu đỏ. .......................141
Hình 5.2. Biểu đồ sự phụ thuộc của tỷ lệ (A) và hàm lượng các oxyt kiềm (B) vào
hàm lượng oxyt silic trong các đá magma của các mỏ skarn-sheelit-sulfua
điển hình...................................................................................................144
Hình 5.3. Các đặc trưng thạch hóa cơ bản của các phức hệ granit chứa wolfram của
các mỏ skarn-sheelit-sulfua điển hình .....................................................144
Hình 5.4. Vị trí của granit khối Đá Liền trên các biểu đồ so sánh các mối tương
quan tương tự của các kiểu mỏ skarn chính trên thế giới (Meinert, 1995).
..................................................................................................................145
Hình 5.5.Vị trí của granit Đá Liền trên các biểu đồ so sánh các mối tương quan giữa
MgO và K2O với SiO2 của các kiểu mỏ skarn chính trên thế giới (Meinert,
1995).........................................................................................................146
Hình 5.6. Vị trí của các khối granit trong sinh khoáng skarn theo biểu đồ hàm lượng
Rb-Sc và V-Ni (Meinert, 1995). ..............................................................149
Hình 5.7. Khả năng sinh quặng của granit theo độ oxy hóa khử (A) và trong biểu đồ
sinh khoáng magma (B)...........................................................................150
Hình 5.8. Mô hình nguồn gốc magma - quặng mỏ skarn sheelit-sulphua .............157
Hình 5.9. Mô hình nguồn gốc mỏ wolfram - đa kim Núi Pháo ..............................157

11. ix
Ảnh 1.1. Granit khối Núi Pháo thuộc phức hệ Núi Điệng, mẫu lõi khoan NP 16....25
Ảnh 1.2. Đá granit Núi Pháo dạng porphyr, mẫu lát mỏng 05, chụp dưới hai Nicol
vuông góc...................................................................................................25
Ảnh 1.3. Hình ảnh chụp các hạt zircon và điểm bắn của đá granit khối Núi Pháo ..29
Ảnh 1.4. Đá granit hai mica Đá Liền tại lỗ khoan NP 54.........................................31
Ảnh 1.5. Granit hai mica Đá Liền, mẫu LM 01, dưới hai nicol vuông góc..............32
Ảnh 1.6. Hình ảnh hạt và điểm bắn zircon của granit khối Đá Liền ........................35
Ảnh 1.7. Cấu tạo phân phiến S1 trong pha biến dạng thứ nhất bị biến dạng các nếp
uốn thế hệ 2 thuộc pha 2, [6] .....................................................................38
Ảnh 1.8. Một nếp uốn đẳng cánh U1 quan sát được trong mẫu lõi khoan, vết mặt
trục của nếp uốn U1 gần song song với cánh của nếp uốn , [6] ................38
Ảnh 1.9. Cấu tạo mylonit trong đá granit Núi Pháo, [6]...........................................39
Ảnh 1.10. Cấu tạo siêu mylonit trong đá granit Núi Pháo, [6] .................................39
Ảnh 1.11. Cấu tạo phân phiến bị biến dạng uốn nếp bởi pha biến dạng thứ 2 .........40
Ảnh 1.12. Cấu tạo thớ chẻ mặt trục trong pha biến dạng D2, [6].............................40
Ảnh 1.13. Nếp uốn U2 (vết mặt trục là đường màu đỏ trong mẫu lõi khoan, [6].....41
Ảnh 1.14. Các đứt gãy thuộc pha biến dạng thứ 3 làm dập vỡ các đá skarn của tổ
hợp thạch kiến tạo 1, [6] ............................................................................41
Ảnh 1.15. Một mạch quặng bị uốn nếp bởi nếp uốn U3 của pha biến dạng thứ 4,
(ảnh chụp mẫu TS 24, độ phóng đại 4x)....................................................42
Ảnh 1.16. Đới dăm kết sản phẩm của pha biến dạng thứ 5, trong thành phần dăm có
các mảnh vụn đá skarn, [6]........................................................................43
Ảnh 2.1. Mỏ dạng mạch thạch anh - sheelit tại mỏ Mittersill, Áo . (ảnh trái-quan sát
dưới ánh sáng thường, ảnh phải-quan sát dưới ánh sáng đèn tia cực tím).55
Ảnh 3.1. Ảnh đá hoa, ảnh chụp dưới kính hiển vi điện tử mẫu khoan NP 206 độ sâu
48m, các tinh thể calxit chiếm chủ yếu trên nền đá (chụp dưới 2 nikol)...81
Ảnh 3.2. Thành tạo đá sừng, ảnh chụp mẫu lỗ khoan Np 209, độ sâu 69m, dưới kính
hiển vi điện tử, thấy rõ các tinh thể khoáng vật tremolit trên nền đá (chụp
dưới 2 nikol). ..............................................................................................82
Ảnh 3.3. Đá skarn giai đoạn sớm với khoáng vật granat, pyroxen với tổ hợp khoáng
vật pyroxen xiên - visuvian đặc trưng, dưới kính hiển vi điện tử (hai nicol
+)................................................................................................................83
Ảnh 3.4. Skarn giai đoạn giữa với khoáng vật chủ yếu là hastingsit + khoáng vật
sulfua và bị biotit của giai đoạn sau xuyên cắt (hai nikol +).....................84
Ảnh 3.5. Đá skarn muộn, với tổ hợp khoáng vật bioti+ danalit, mẫu LM 4, chụp
dưới kính hiển vi điện tử (2 nicol +)..........................................................85

12. x
Ảnh 3.6. Các đá biến chất trao đổi felspat với các khoáng vật đặc trưng albit.........86
Ảnh 3.7. Các đá biến chất trao đổi felspat với các khoáng vật đặc trưng microclin 86
Ảnh 3.8. Greisen biotit với tổ hợp khoáng vật thạch anh- sheelit - fluorit , mẫu LM
11/1, dưới 1 nicol.......................................................................................88
Ảnh 3.9. Greisen biotit với tổ hợp khoáng vật khoáng vật plagioclas, sheelit, chlorit,
mẫu LM 04.................................................................................................88
Ảnh 3.10. Greisen muscovit với tổ hợp khoáng vật thạch anh-sheelit -fluorit được
các khoáng vật quặng thay thế, gắn kết (1 nicol). .....................................89
Ảnh 3.11. Biến đổi cạnh mạch thạch anh hóa với tổ hợp khoáng vật thạch anh-
sericit, mẫu NP 203 (nicol +).....................................................................90
Ảnh 4.1.Magnetit đi cùng pyrotin I (Pyr) và chalcopyrit I (Chp) tạo thành 1
THCSKV.................................................................................................104
Ảnh 4.2. Magnetit (mt) kiến trúc hạt nửa tự hình, tha hình, cấu tạo dải trong nền đá
skarn.........................................................................................................104
Ảnh 4.3. Khoáng vật sheelit thế hệ I trong quặng mỏ Núi Pháo, cùng chalcopyritI,
pyrotinI, tạo thành 1 THCSKV (các ảnh A,B). ......................................107
Ảnh 4.4. Sheelit thế hệ I dưới kính hiển vi phản xạ (ảnh A) & dưới kính hiển vi điện
tử quét có các điểm kiểm tra thành phần khoáng vật (ảnh B). ................107
Ảnh 4.5. Sheelit II phân bố trong greisen ngoại và greisen nội tạo THCSKV thạch
anh I-Sheelit II-Fluorit (đã được mô tả ở trên)........................................109
Ảnh 4.6. Tổ hợp cộng sinh khoáng vật magnetit- pyrotin I- Chalcopyrit I trong đá
skarn giai đoạn giữa (ảnh A, B)...............................................................111
Ảnh 4.7. Pyrotin II & chalcopyrrit II gắn kết sheelit II (ảnh 4.8-A) và xuyên lấp
theo vi khe nứt của sheelit II (ảnh 4.8-B). ...............................................112
Ảnh 4.8. Chalcopyrit II hạt tha hình cấu tạo mạch (ảnh A), xâm tán (ảnh B), ổ nhỏ
(ảnh C, D) và tổ hợp cộng sinh khoáng vật chalcopyrit II-pyrotin II-Bi-
sphalerit trong đá skarn bị greisen hóa (ảnh C) và trong đá granit bị
greisen hóa (ảnh D)..................................................................................113
Ảnh 4.9. Khoáng vật Bismut tự sinh hạt hình cầu (ảnh A), hình bán lập phương (ảnh
B), hạt tha hình xâm tán cùng pyrotin II (ảnh C), hạt tha hình xâm tán
thành đám hạt cùng bismutin trên nền đá (ảnh C), hạt tha hình xuyên lấp
theo vi khe nứt của đá cùng pyrotin II, chalcopyrit II (ảnh E), hạt tha hình
xâm tán thành đám hạt (ảnh F). ...............................................................114
Ảnh 4.10. Molybdenit (Mo) tấm mỏng, vẩy mỏng xâm tán thành đám nhỏ, ổ nhỏ
trong đá greisen (ảnh A) và trong thạch anh cắt qua nền đá skarn có xâm
tán magnetit (Mt), pyrotin (Pyr) hạt nhỏ tha hình (ảnh B). .....................115

13. xi
Ảnh 4.11. Khoáng vật fluorit (dưới 1 Nikon) thường xuất hiện cùng biotit, thạch
anh, và được các khoáng vật sulfua thay thế, gắn kết .............................116
Ảnh 4.12. Wolframit (Wf) xâm tán trên nền đá granit bị greisen hóa bị pyrotin
(Pyr) thay thế. ..........................................................................................116
Ảnh 4.13-A: Sphalerit hạt tha hình (spl) xâm tán trong nền đá skarn cùng pyrotin
(pyr) và chalcopyrit (chp) - Ảnh chụp dưới kính hiển vi Khoáng tướng.117
Ảnh 4.13-B: Ảnh chụp sphalerit, pyrotin, chalcopyrit mẫu SKN 8 dưới kính hiển vi
điện tử quét (SEM) và các điểm chọn kiểm tra k.v. ................................117
Ảnh 4.14. Mẫu Lm 8964 : Đá skarn sớm - tổ hợp khoáng vật pyroxen (hedenbergit)
- vesuvian. (Nicol +). ...............................................................................120
Ảnh 4.15. Khoáng vật granat bị xuyên cắt bởi các khoáng vật quặng (ảnh A), bị
thay thể bởi hastingsit (ảnh B). Chụp dưới 1 Nikon................................120
Ảnh 4.16. Hastingsit bị thay thế bởi biotit, danburit (ảnh A) và gặm mòn bởi các
khoáng vật quặng sheelit, flourit (ảnh B). ...............................................121
Ảnh 4.17. Khoáng vật biotit xuất hiện cùng các khoáng vật của quá trình greisen
hóa (ảnh A) và các khoáng vật quặng (ảnh B).........................................121
Ảnh 4.18. Pyrotin (Pyr) tập hợp hạt tha hình, cấu tạo ổ đặc xít, chứa tàn dư của đá
skarn chưa bị thay thế hết (ảnh mẫu 08978)............................................122
Ảnh 4.19. Magnetit (mt) vi hạt tha hình xâm tán khá dày trên nền đá skarn..........123
Ảnh 4.20. Các vi hạt sheelit (She) tha hình xâm tán thành đám hạt trên nên đá skarn..123
Ảnh 4.21. Pyrotin (Pyr), chalcopyrit(Chp) tạo vi mạch lấp đầy theo vi khe nứt trong
thạch anh..................................................................................................124
Ảnh 4.22. Sheelit vi hạt tự hình xâm tán trên nên đá..............................................125
Ảnh 4.23. Pyrit vi hạt tự hình xâm tán trên nền đá.................................................125
Ảnh 4.24. Sheelit hạt tha hình xâm tán trong đá.....................................................125
Ảnh 4.25. Pyrotin tạo vi mạch lấp đầy theo vi khe nứt của đá ...............................126
Ảnh 4.26. Bi tự sinh (Bi) cùng chalcopyrit(Chp) xuyên lấp theo vi khe nứt tạo vi
mạch lấp đầy trong nền đá skarn. ............................................................126
Ảnh 4.27. Magnetit bị magemit (Mag) thay thế giả hình trong nền đá skarn.........127

14. 1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Mỏ skarn chứa sheelit là một trong những kiểu nguồn gốc chính của các mỏ
wolfram ở Việt Nam cũng như trên thế giới đang được khai thác hiện nay. Trên thế
giới sản lượng khai thác quặng wolfram từ các mỏ nguồn gốc skarn chiếm tới 60%,
trong khi đó trữ lượng quặng wolfram của kiểu nguồn gốc này không vượt quá 30%
tổng trữ lượng quặng của tất cả các kiểu nguồn gốc mỏ wolfram.
Ở Đông bắc Việt Nam có một mỏ W lớn kiểu skarn đó là mỏ W Núi Pháo thuộc
huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. Quặng của mỏ W Núi Pháo cũng như quặng của đa
số các mỏ W cùng kiểu trên thế giới thuộc loại quặng tổng hợp: ngoài W còn có Cu,
Bi, Au và các nguyên tố khác. Vì vậy mỏ Núi Pháo còn được gọi là mỏ wolfram-đa
kim, mỏ wolfram-đa kim Núi Pháo đang được khai thác với sản lượng khai thác
chiếm tới 90% sản lượng khai thác chung của các mỏ wolfram ở Việt Nam.
Hiện nay việc gia tăng nguyên liệu khoáng wolfram ở nhiều nước trên thế giới
đang diễn ra theo hướng tìm kiếm và khai thác các mỏ có trữ lượng lớn nhưng có
hàm lượng WO3 thấp (0,15 - 0,20%). Đó là các đối tượng kiểu stratiform (dạng
tầng) và stocverc (mạng mạch xâm nhiễm) đã được phát hiện ở Australia (King-
Ailend), Áo (Ferbeltal), Pháp (Salo), Bắc Kavkaz thuộc LB Nga (Kti-Teberda),
Trung tâm Kazacxtan (Kairactư, Koctenkol, …) và nhiều vùng khác trên thế giới.
Tính thời sự của việc nghiên cứu “Đặc điểm quặng hóa wolfram - đa kim mỏ
Núi Pháo, Đại Từ - Thái Nguyên” là ở chỗ mỏ Núi Pháo được xem như một mỏ
chuẩn điển hình, các kết quả nghiên cứu sẽ tạo cơ sở khoa học tin cậy cao trong việc
giúp phát hiện không chỉ kiểu mỏ skarn - sheelit - sulfua mà còn phát hiện cả các
mỏ mới kiểu nguồn gốc khác ở những vùng chưa được nghiên cứu kỹ. Điều này có
thể thúc đẩy việc mở rộng cơ sở nguyên liệu khoáng ở Đông Bắc Việt Nam nói
riêng và trên cả lãnh thổ Việt Nam nói chung.
Theo truyền thống, việc dự báo khu vực và địa phương được dựa trên sự hiểu
biết về các mỏ điển hình (mỏ chuẩn): hoàn cảnh địa chất phân bố của mỏ, mối liên

15. 2
quan với một kiểu thạch hóa nhất định của đá magma, các điều kiện và hình thức
biểu hiện của các quá trình hậu magma dẫn đến sự thành tạo quặng hóa wolfram.Vì
vậy việc nghiên cứu chi tiết về địa chất, thành phần vật chất và nguồn gốc mỏ W-đa
kim Núi Pháo như là một mỏ điển hình ở Việt Nam là một nhu cầu cấp thiết.
Mặc dù đã được nghiên cứu và hiện đang trong quá trình khai thác, song mỏ
W Núi Pháo vẫn còn nhiều vấn đề cấp thiết chưa được làm sáng tỏ hoặc còn nhiều
tranh luận, cụ thể như: quặng hóa wolfram liên quan nguồn gốc với granit của phức
hệ magma nào trong khu mỏ; các THCS khoáng vật quặng ứng với từng kiểu quặng
và mối quan hệ thời gian - không gian của chúng với các kiểu đá biến chất trao đổi
trong khu mỏ chưa được phân chia & luận giải một cách hệ thống; mối quan hệ giữa
quặng hóa wolfram và đá skarn là đồng thời, kéo theo hay nằm chồng; mối quan hệ
giữa các giai đoạn thành tạo skarn với giai đoạn greisen và giai đoạn nhiệt dịch
chưa được làm rõ; mô hình nguồn gốc mỏ cũng chưa được xây dựng.
Đề tài Luận án “Đặc điểm quặng hóa wolfram-đa kim mỏ Núi Pháo, Đại
Từ- Thái Nguyên” được NCS lựa chọn hoàn toàn xuất phát từ những yêu cầu cấp
thiết của thực tiễn khách quan nhằm giải quyết những vấn đề tồn tại nêu trên, tạo
cơ sở khoa học cho việc dự báo, tìm kiếm và đánh giá kiểu mỏ skarn-sheelit-
sulfua ở Việt Nam.
2. Mục tiêu của luận án
Luận án có mục tiêu làm sáng tỏ thành phần vật chất và bản chất nguồn gốc
quặng hóa wolfram- đa kim của mỏ Núi Pháo, làm cơ sở khoa học cho công tác dự
báo, tìm kiếm - thăm dò, khai thác và chế biến loại hình khoáng sản này.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Quặng wolfram - đa kim và các thành tạo địa chất liên quan quặng hóa wolfram
- đa kim trong toàn diện tích mỏ Núi Pháo thuộc huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
- Vùng nghiên cứu thuộc phần tây nam đứt gãy sâu Sông Hồng tại nơi giao
nhau của 3 đới kiến tạo: đai tạo núi nội lục Paleozoi sớm Tây Việt Bắc, Đông Bắc
Bộ và hệ rift nội lục Permi muộn - Mesozoi trũng An Châu. Diện tích mỏ 0.92 km2
.

16. 3
4. Nhiệm vụ của luận án
Để đạt được mục tiêu nêu trên, luận án tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Nghiên cứu hoàn cảnh địa chất và vị trí mỏ Núi Pháo trong bình đồ cấu trúc
khu vực.
- Nghiên cứu các yếu tố kiến trúc tạo nên cấu trúc mỏ Núi Pháo và vai trò của
các yếu tố này trong sự thành tạo và định vị quặng hóa wolfram - đa kim, bao gồm:
yếu tố cấu trúc kiến tạo, yếu tố magma, yếu tố thạch học - địa tầng, yếu tố đá biến
chất trao đổi.
- Nghiên cứu đặc điểm phân bố và đặc điểm hình thái, cấu trúc các thân quặng
wolfram - đa kim.
- Nghiên cứu thành phần vật chất, cấu tạo và kiến trúc quặng wolfram - đa
kim, xác định các thời kỳ và giai đoạn tạo khoáng trong mỏ Núi Pháo.
- Nghiên cứu điều kiện thành tạo và xây dựng mô hình nguồn gốc tổng quát
mỏ wolfram-đa kim Núi Pháo trên cơ sở các công tác đã tiến hành ở các bước trên.
5. Các phương pháp nghiên cứu
Luận án được tổng hợp, xử lý và xây dựng trên cơ sở kết quả của các phương
pháp nghiên cứu truyền thống kết hợp phương pháp hiện đại như sau:
* Tổ hợp các phương pháp nghiên cứu tại thực địa:
- Xác định vị trí các thân quặng trong các mặt cắt địa chất chính cắt qua khu mỏ.
- Xác định mối liên quan (hoặc không liên quan) của quặng hóa với các đá
xâm nhập.
- Xác định thành phần các đá vây quanh quặng.
- Xác định các điều kiện kiến tạo khống chế định vị thân quặng.
- Xác định hình thái, kích thước và thành phần của các thân quặng và v.v..
- Mô tả mẫu khoan, hiện trường
- Thu thập các loại mẫu tại khai trường, vết lộ cũng như mẫu lõi khoan.
* Tổ hợp các phương pháp nghiên cứu trong phòng:
- Phương pháp phân tích khoáng tướng,
- Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học

17. 4
- Phương pháp phân tích hoá silicat,
- Phương pháp phân tích quang phổ plasma (ICP, ICP-MS),
- Phương pháp phân tích hiển vi điện tử quét (SEM).
- Phương pháp phân tích tuổi đồng vị U-Pb zircon,
- Phương pháp phân tích tuổi đồng vị Re-Os molybdenit,
- Phương pháp tin học trong tổng hợp, xử lý, đối sánh và luận giải số liệu,
- Phương pháp so sánh tương tự,
- Phương pháp Toán địa chất nhận dạng và so sánh các đối tượng địa chất,
- Phương pháp mô hình hóa các quá trình tạo quặng.
6. Những điểm mới của luận án
Kết quả nghiên cứu của luận án đã đạt được một số điểm mới sau:
1 - Luận án đã làm rõ 3 yếu tố quan trọng khống chế sự thành tạo skarn và
quặng hóa trong mỏ Núi Pháo là yếu tố magma (khối granit 2 mica Đá Liền-Phức
hệ Pia Oắc tuổi K2), yếu tố thạch học-địa tầng (tầng đá carbonat-hệ tầng Phú Ngữ)
và yếu tố đá biến chất trao đổi (các thể đá skarn, các thể đá bị greisen hóa). Khả
năng sinh quặng W-đa kim của khối granit 2 mica Đá Liền đã được chứng minh,
làm rõ.
2 - Làm rõ điều kiện thế nằm, đặc điểm phân bố cũng như hình thái và cấu trúc
các thể đá biến đổi cũng như các thân quặng W - đa kim trong mỏ Núi Pháo. Làm
rõ quan hệ giữa skarn và quặng hóa là quan hệ nằm chồng. Những kết quả nghiên
cứu mới về tuổi đồng vị U-Pb zircon của 2 phức hệ magma: Núi Điệng và Pia Oắc
có mặt trong mỏ đã góp phần làm sáng tỏ thêm và khẳng định về tiến trình hoạt
động magma cũng như yếu tố magma khống chế quặng hóa W-đa kim trong mỏ.
Đồng thời, kết quả xác định tuổi đồng vị Re-Os từ molybdenit ủng hộ quan điểm về
mối liên quan của quặng hóa W - đa kim với phức hệ Pia Oắc.
3 - Nghiên cứu có hệ thống thành phần vật chất, nghiên cứu đặc điểm
khoáng vật của các đá biến đổi và quặng đã phân chia có cơ sở khoa học các thời
kỳ và giai đoạn tạo đá biến đổi cũng như các tổ hợp cộng sinh khoáng vật trong
quặng W - đa kim, từ đó xác định trình tự các giai đoạn tạo khoáng xảy ra trong

18. 5
mỏ Núi Pháo. Phát hiện thêm các khoáng vật trong đá biến đổi như hedenbergit,
hastingsit, danburit, danalit, và một số khoáng vật quặng quan trọng như:
molybdenit, sphalerit, bismutin, woframit.
4 - Xây dựng mô hình tổng quát sự thành tạo mỏ kiểu skarn - sheelit - sulfua
Núi Pháo và mô hình nguồn gốc tổng quát của hệ magma - quặng (HMQ) trên cơ
sở nghiên cứu thành phần vật chất cũng như điều kiện địa chất và hóa - lý thành tạo
quặng W - đa kim trong khu mỏ.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- Ý nghĩa khoa học:
- Kết quả nghiên cứu của luận án đã làm sáng tỏ đặc điểm quặng hóa và xác
định mỏ W-đa kim Núi Pháo thuộc kiểu mỏ Skarn-sheelit-sulfua trên cơ sở nghiên
cứu có hệ thống thành phần vật chất của các đá biến đổi và quặng, đồng thời phân
chia có cơ sở khoa học các thời kỳ và giai đoạn tạo đá biến đổi cũng như tạo quặng
trong khu mỏ;
- Kết quả nghiên cứu đã xây dựng được mô hình tổng quát sự thành tạo mỏ
kiểu skarn - sheelit - sulfua Núi Pháo và mô hình nguồn gốc tổng quát của hệ
magma - quặng trên cơ sở nghiên cứu thành phần vật chất cũng như điều kiện địa
chất và hóa lý thành tạo quặng Wolfram - đa kim trong khu mỏ. Đây được xem như
là các mô hình chuẩn giúp định hướng cho việc nghiên cứu khoánh sản W thuộc
kiểu mỏ Skarn-sheelit-sulfua trong những hoàn cảnh địa chất tương tự ở Việt Nam.
- Ý nghĩa thực tiễn
- Kết quả nghiên cứu về hình thái và cấu trúc các thân khoáng trong khu mỏ
góp phần quan trọng nâng cao hiệu quả của công tác thăm dò và thiết kế khai thác
quặng W - đa kim ở mỏ Núi Pháo.
- Các kết quả nghiên cứu thành phần khoáng vật, thành phần hóa học, tổ hợp
cộng sinh khoáng vật, cấu tạo và kiến trúc quặng W - đa kim giúp cho các nhà tuyển
khoáng lựa chọn công nghệ tuyển luyện và thu hồi hợp lý nhất các hợp phần có ích
trong quặng, giảm thiểu tối đa sự lãng phí tài nguyên và bảo vệ môi trường.

19. 6
8. Các luận điểm bảo vệ của luận án
Luận điểm 1: Mỏ wolfram - đa kim Núi Pháo thuộc kiểu mỏ skarn - sheelit - sulfua
và gồm 2 kiểu quặng: thạch anh - sheelit và thạch anh - pyrotin - chalcopyrit - bismut.
Luận điểm 2: Đá skarn và quặng hóa sheelit - sulfua liên quan nguồn gốc
với tổ hợp granit 2 mica kiểu S khối Đá Liền tuổi K2 thuộc phức hệ Pia Oắc,
trong đó quặng hóa sheelit - sulfua công nghiệp hình thành vào các giai đoạn
muộn hơn nằm chồng lên các thể đá skarn thành tạo trước (skarn và quặng hóa
nằm chồng).
9. Cơ sở tài liệu của luận án
Luận án được hoàn thành trên cơ sở tài liệu bổ sung khảo sát thực tế toàn khu
mỏ và kết quả nghiên cứu đặc điểm địa chất quặng hóa cũng như đặc điểm thành
phần vật chất quặng hoá wolfram ở mỏ Núi Pháo của chính bản thân NCS trong
thời gian thực hiện luận án. NCS đã trực tiếp phân tích, xử lý, tổng hợp số liệu từ
hơn 500 mẫu khoáng tướng, 500 mẫu thạch học lát mỏng, 30 mẫu hoá, 35 mẫu phân
tích ICP các nguyên tố hiếm, vết trong đá magma, 35 mẫu hoá silicat, 8 mẫu phân
tích tuổi đồng vị U-Pb zircon, 5 mẫu phân tích tuổi đồng vị Re-Os molybdenit, 20
mẫu phân tích các nguyên tố đất hiếm, 30 mẫu phân tích hiển vi điện tử quét
(SEM), các mẫu được phân tích tại Trung tâm phân tích thí nghiệm Địa chất Hà
Nội, Viện nghiên cứu Khoa học Địa chất và Khoáng sản; Phòng thí nghiệm Công
nghệ cao; Phòng thí nghiệm hiển vi khoáng tướng, Phòng thí nghiệm hiển vi thạch
học - Trường Đại học Mỏ - Địa chất; Phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia thuộc
Đại học Địa chất Trung Quốc (Bắc Kinh); Phòng thí nghiệm Đại học Tây An Trung
Quốc; Phòng thí nghiệm Amdel Australia; Phòng thí nghiệm của Công ty CP Khai
thác Chế biến Khoáng sản Việt. Ngoài ra tác giả còn tham khảo, sử dụng các kết
quả nghiên cứu, thăm dò mỏ Núi Pháo của Công ty Tibron Mineral Ltd từ 1999 tới
2013 mà NCS cũng là một thành viên. Đồng thời các kết quả nghiên cứu của các đề
án, các công trình đã được công bố trong và ngoài nước về mỏ Núi Pháo cũng được
NCS kế thừa trong từng phần nội dung của luận án.

20. 7
10. Nơi thực hiện đề tài và lời cám ơn
Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Khoáng sản, Khoa Khoa học và Kỹ
thuật Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của Phó
Giáo sư - Tiến sĩ Địa lý - Địa chất Nguyễn Quang Luật và Tiến sĩ Địa chất Trần Mỹ
Dũng. Tác giả xin được bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc đến các cán bộ hướng dẫn đã
tận tình, sâu sát hướng dẫn trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Trong quá trình thực hiện luận án, tác giả đã nhận được sự quan tâm tạo điều
kiện và nhiều ý kiến đóng góp của TS. Đỗ Văn Nhuận, PGS.TS. Trần Bỉnh Chư;
PGS.TS Trần Thanh Hải, PGS.TS. Nguyễn Văn Phổ; TS. Đào Thái Bắc; ThS.
Nguyễn Kim Long; ThS. Ngô Xuân Đắc; ThS. Nguyễn Hữu Thương; ThS. Nguyễn
Đình Luyện; ThS. Lê Thị Thu; KS.Vũ Mạnh Long; KS. Nguyễn Ngọc Hướng; KS.
Hoàng Văn Vượng cùng nhiều nhà khoa học và đồng nghiệp khác. Tác giả xin gửi
lời cảm ơn sâu sắc đến các nhà khoa học và đồng nghiệp nêu trên.
Tác giả chân thành cảm ơn sự hỗ trợ, giúp đỡ của Ban Giám hiệu Trường Đại
học Mỏ - Địa chất, Phòng Đào tạo sau đại học, BCN Khoa KH&KT Địa chất; Bộ
môn Khoáng sản, đặc biệt là sự tạo điều kiện thuận lợi và sự giúp đỡ về mọi mặt
của Công ty TNHH Khai thác Chế biến Khoáng sản Núi Pháo (NPM), Công ty CP
Khai Thác Chế biến Khoáng sản Việt (VMPCo), Công ty CP Đầu tư Bảo Lai (BLG)
trong suốt quá trình tác giả thực hiện luận án.
Tác giả xin cám ơn gia đình, người thân đã luôn động viên, sát cánh giúp đỡ,
tạo động lực để tác giả hoàn thành luận án.

21. 8
Chương 1
ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT MỎ WOLFRAM -ĐA KIM NÚI PHÁO
1.1. Vị trí mỏ Núi Pháo trên bình đồ cấu trúc - kiến tạo khu vực
Mỏ wolfram - đa kim Núi Pháo có diện tích thăm dò là 42 km2
và được cấp phép
khai thác trên diện tích 0.92 km2
, thuộc huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên, cách Hà
Nội khoảng 120 km về phía Tây Bắc, được thể hiện tại hình 1.1.
Hình 1.1. Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu trong bình đồ cấu trúc khu vực Đông Bắc
Việt Nam.
Khu vực mỏ có tọa độ:
210
37’40” đến 210
45’31” vĩ độ Bắc.
1050
32’16” đến 1050
44’36” kinh độ Đông.

22. 9
Theo công trình Địa chất và Tài nguyên Việt Nam [29], vùng Đại Từ thuộc
đới cấu trúc Đông Bắc Bộ Việt Nam, hệ tạo núi đa kỳ Neoproterozoi-Mesozoi sớm,
phân hệ Việt - Trung, thuộc đai tạo núi nội lục Đông Bắc Bộ, đới này phân bố ở phía
đông đứt gãy Sông Đáy trải ra tận rìa Tây vịnh Bắc Bộ, nối tiếp sang Quảng Tây,
Quảng Đông (Trung Quốc), có thể chia ra hai phụ đới Đông Việt Bắc và Quảng Ninh
và bị hệ rift nội lục Sông Hiến - An Châu che phủ, chia cắt ra nhiều phần, vùng
nghiên cứu thuộc phụ đới Đông Việt Bắc: chiếm phần lớn diện tích các tỉnh Thái
Nguyên, Bắc Kạn, Cao Bằng, Lạng Sơn, v.v.. Địa hình phụ đới này có những dãy núi
hình cánh cung theo phương Bắc Đông Bắc như các dãy Phia Bioc (1554 m), Ngân
Sơn (1763 m) - Cốc Xô (1131 m), chuyển dần sang phương Đông Bắc và á vĩ tuyến
với các dãy núi thấp dần như Bồ Cu (539 m) cũng như các vùng núi karst Bắc Sơn.
Vùng nghiên cứu đã được quan tâm bởi nhiều công trình khảo sát khác nhau,
nhìn chung các công trình này ít nhiều đều đề cập đến đặc điểm cấu tạo - kiến trúc
khu vực. Tuy nhiên có nhiều điểm không thống nhất trong cách phân loại các pha
biến dạng nên việc tổng hợp và mô tả còn gặp nhiều khó khăn. Bằng việc tổng hợp
các tài liệu đo vẽ bản đồ địa chất có trước cùng với sự phân tích, luận giải đặc điểm
các cấu trúc kiến tạo trong vùng; dựa vào thành phần chính, mối quan hệ không
gian, nguồn gốc và tuổi tương đối của các thành tạo địa chất, các đá trong khu vực
nghiên cứu có thể được xếp vào các tổ hợp thạch kiến tạo riêng biệt. Mỗi tổ hợp
thạch kiến tạo bao gồm một hoặc một số tổ hợp thạch học có thành phần, nguồn
gốc, tuổi và quan hệ không gian gần gũi nhau. Trong vùng nghiên cứu có các tổ hợp
thạch kiến tạo chính sau:
Tổ hợp thạch kiến tạo 1: Tổ hợp lục nguyên carbonat tướng rìa lục địa thụ
động Ordovic- Silur
Tổ hợp thạch kiến tạo này lộ ra tại trung tâm vùng nghiên cứu với diện tích
khoảng 110 km2
, bao gồm các đá có tuổi cổ nhất trong vùng của hệ tầng Phú Ngữ
tuổi Ordovic - Silur (O-Spn). Thành phần chủ yếu của tổ hợp thạch kiến tạo này là
các trầm tích hạt vụn gồm cát kết, cát bột kết đã bị biến chất thành đá phiến sét phân
lớp, đá phiến thạch anh - mica, đá sừng amphibol. Bề dày của tổ hợp thạch kiến tạo

23. 10
này khoảng 2400m. Tổ hợp thạch kiến tạo 1 bị phức tạp hóa bởi các phá hủy biến
dạng và biến chất tiếp xúc nhiệt bao gồm các cấu tạo phân phiến khu vực và bị uốn
nếp bởi các nếp uốn đẳng cánh với thế nằm của đá ở cánh khá dốc từ 45-700.
Đi
kèm sự biến dạng của đá là sự biến chất khu vực tướng phiến lục.
Tổ hợp thạch kiến tạo 2: Tổ hợp lục nguyên carbonat thềm rìa lục địa thụ
động Devon
Tổ hợp thạch kiến tạo 2 lộ ra ở 3 khu vực riêng biệt trên khu vực Tây Bắc,
Đông Bắc và Tây Nam vùng nghiên cứu, cấu tạo bởi các đá của hệ tầng Sông Cầu
tuổi Devon (D1-2sc) với thành phần chính là đá phiến sét, đá phiến sét màu đen, sét
sericit màu xám đen, xám lục, đá phiến silic, silic màu đen, đá vôi, đá vôi silic, đá
vôi sét và những lớp mỏng cát kết, Các đá của tổ hợp này bị biến dạng mạnh trong
môi trường dẻo tạo nên các cấu tạo phiến và uốn nếp bởi các nếp uốn có phương
tương đồng với phương nếp uốn trong tổ hợp thạch kiến tạo 1. Tổ hợp thạch kiến
tạo 2 phân chia với các đá của tổ hợp thạch kiến tạo 1 bằng các ranh giới kiến tạo.
Chiều dày trung bình của tổ hợp thạch kiến tạo 2 khoảng 2500m.
Tổ hợp thạch kiến tạo 3: Tổ hợp rìa lục địa tích cực Permi muộn Trias
sớm (PZ3)
Tổ hợp thạch học này phân bố ở trung tâm và phía nam khu vực nghiên cứu,
gồm chủ yếu là các đá xâm nhập tướng rìa lục địa tích cực có thành phần từ axit
như granit biotit thuộc phức hệ Núi Điệng (T3nđ) đến mafic, siêu mafic như các đá
gabro thuộc phức hệ Núi Chúa (T3nnc). Các đá của tổ hợp này xuyên cắt một phần
các cấu tạo của biến dạng dẻo nhưng bản thân chúng cũng có nơi bị biến dạng, ép
dẹt và tạo phiến, đặc biệt trong đá granitoid thuộc phức hệ Núi Điệng. Những tác
động kiến tạo mạnh mẽ lên tổ hợp thạch kiến tạo này là những đới dập vỡ địa
phương liên quan đến các chế độ biến dạng giòn xảy ra muộn hơn sau này.
Tổ hợp thạch kiến tạo 4: Tổ hợp đồng tạo núi Mesozoi
Tổ hợp thạch kiến tạo này phân bố ở phía nam đường 13 A và một phần nhỏ
phía Đông Nam vùng nghiên cứu. Cấu thành nên tổ hợp thạch kiến tạo đồng tạo núi
Mesozoi là:

24. 11
- Tổ hợp thạch học trầm tích molass màu xám chứa than: gồm các đá thuộc
hệ tầng Văn Lãng tuổi Trias (T3 n-r vl), thành phần chính gồm cát bột kết, cuội kết,
thạch anh silic, tổ hợp thạch học này bị phong hóa mạnh.
- Tổ hợp thạch học xâm nhập axit: gồm các đá granitoid thuộc phức hệ
Pia Oắc (K2po), thành phần chính gồm granit hai mica và granit muscovit, tổ
hợp thạch học này lộ ra ở phía bắc đường 13A và tại trung tâm mỏ W- đa kim
Núi Pháo. Các đá của tổ hợp thạch học này thường bị gresen hóa, xuyên cắt và
làm sừng hóa các đá vây quanh.
Các trầm tích bở rời
Phân bố dọc thung lũng Sông Lô, Sông Đáy, Sông Công trong khu vực,
ngoài ra chúng còn nằm trong hố sụt khép kín. Tổ thạch học này gồm các trầm
tích bở rời thuộc hệ Đệ Tứ với bề dày từ 20 - 40 mét hình thành nên các bậc
thềm liên quan đến các chuyển động tân kiến tạo và quá trình hình thành các bề
mặt địa hình hiện tại.
1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản khu vực Đại Từ, Thái Nguyên
1.2.1. Giai đoạn trước năm 1945
Từ những năm đầu thế kỷ 20, khu vực nghiên cứu đã được các nhà địa chất
Pháp nghiên cứu khảo sát về địa chất, khoáng sản. Tiêu biểu là các công trình:
- Năm 1907, H. Lantenois và Zeiller thành lập bản đồ địa chất Bắc bộ tỷ lệ
1:500.000 với mức độ còn rất sơ lược, tuy nhiên các tác giả cũng đã phát hiện và
khoanh định được các phân vị địa tầng chứa hóa đá spirifer tuổi Silur- Devon, và
cũng nêu được một số đặc điểm về giai đoạn uốn nếp Hecxini trong toàn vùng. Đây
là những cơ sở đầu tiên cho các công tác khảo sát tiếp theo.
- Năm 1919-1937, các nhà địa chất R. Bourret (1919-1925), E. Patte
(1922-1927), J. Fromaget (1934-1937) đã có các công trình khảo sát cho khu vực
nghiên cứu trong các lĩnh vực cổ sinh, hóa đá, thạch học và có một số chuyên
khảo về các thành tạo magma trong vùng. Công trình thành lập bản đồ địa chất
Đông bắc bộ tỷ lệ 1:300.000 là chi tiết và có giá trị hơn cả, mang tính định
hướng cho các công tác tiếp theo.

25. 12
Cũng trong thời gian trên, các nhà địa chất - mỏ người Pháp cũng đã tiến hành
thăm dò và khai thác một số điểm quặng và mỏ trong khu vực, như mỏ chì - kẽm ở xã
Côi Kỳ, mỏ than ở xã Phấn Mễ tỉnh Thái Nguyên, mỏ chì - kẽm, barit ở Tuyên Quang.
1.2.2. Giai đoạn sau năm 1945
Sau Cách mạng Tháng 8 năm 1945, đặc biệt là sau năm 1954 khi miền Bắc
hoàn toàn giải phóng, công tác khảo sát địa chất khoáng sản cho miền Bắc Việt
Nam được đẩy mạnh. Nhiều công trình nghiên cứu đã được tiến hành đầy đủ và chi
tiết hơn, đáng chú ý là các công trình sau đây:
- Năm 1965, các nhà Địa chất Việt Nam thuộc Đoàn 20 cùng các chuyên gia
Liên Xô do A.E. Dovjikov chủ trì đã hoàn thành bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam
tỷ lệ 1:500.000 và bản thuyết minh. Kèm theo là bản đồ các vành phân tán trọng sa,
bản đồ quang phổ mẫu bùn cùng tỷ lệ và các bản thuyết minh tương ứng. Việc hoàn
thành bản đồ địa chất 1:500.000 đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc nghiên
cứu địa chất Việt Nam và đã vạch ra được những tiền đề, dấu hiệu tìm kiếm khoáng
sản cho từng khu vực trên lãnh thổ miền bắc trong đó có vùng Núi Pháo.
Trong cùng thời gian này còn có các công trình tìm kiếm thăm dò khoáng
sản và chi tiết hóa đặc điểm địa chất như lập “Bản đồ địa chất và tìm kiếm tỷ lệ
1:50.000” của Lê Phùng Lễ năm 1963, “Sơ đồ phân bố quặng thiếc của vùng Sơn
Dương tỷ lệ 1:25.000” của Đoàn 14 năm 1964, “Sơ đồ địa chất khoáng sản Cù Vân
tỷ lệ 1:10.000” của Huỳnh Minh Cương năm 1965, “Sơ đồ địa chất khoáng sản khu
vực Đá Liền” của Phan Thanh Hải năm 1966. Tuy nhiên các công trình này mới chỉ
tập trung cho các khu vực riêng lẻ chứ chưa có tính hệ thống cho cả vùng.
- Năm 1965-1968, Phạm Đình Long chủ biên công trình đo vẽ bản đồ địa
chất 1:200.000 nhóm tờ Tuyên Quang [19].
- Năm 1974, Nguyễn Văn Trang và các nhà địa chất thuộc Liên đoàn Địa
chất Đông Bắc đã tiến hành thành lập bản đồ địa chất 1:50.000 nhóm tờ Sơn Dương
- Yên Lãng [27]
- Năm 1984, Nguyễn Văn Phát làm chủ biên và các nhà địa chất thuộc Liên
đoàn Địa chất Đông bắc đã tiến hành lập Bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1:50.000

26. 13
nhóm tờ Thiện Kế - Đá Liền. Các đề án thành lập Bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 là
công trình khảo sát chi tiết, tổng thể nhất trên phạm vi toàn vùng [22].
- Năm 1992, Ngô Đức Kế chủ biên phương án “Tìm kiếm đánh giá tiềm năng
W- bismut khu vực Núi Pháo, Đại Từ, Thái Nguyên”, Công trình này đã khoanh
định được các đới khoáng hóa W, Cu, và Bi trong vùng [16].
- Năm 1994, Nguyễn Xuân Bương chủ nhiệm đề án “Thăm dò thiếc gốc tây
Núi Pháo”. Kết quả của công trình đã khoanh nối được 24 thân quặng thiếc gốc với
tổng trữ lượng cấp 122 là 5,000 tấn thiếc kim loại.
- Năm 1997-2003, Công ty Tiberon Minerals Ltd của Canada đã tiến hành
khảo sát địa chất và thăm dò khoáng sản trên diện tích 47.65km2
bằng một chương
trình thăm dò bài bản, chi tiết. Kết quả của công tác thăm dò đã sơ bộ xác định các
thân khoáng wolfram đa kim có trữ lượng lớn nguồn gốc skarn và greisen và hiện
tại mỏ đang được tiến hành khai thác công nghiệp [10].
- Năm 2004, Trần Thanh Hải và nnk đã nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và sự
khống chế quặng hóa tại mỏ Đa kim Núi Pháo, nghiên cứu này đã rút ra kết luận
vùng Núi Pháo chịu tác động bởi ít nhất 3 pha biến dạng khu vực, trong đó có
hai pha biến dạng dẻo và một pha biến dạng giòn. Pha biến dạng thứ nhất làm
uốn nếp mạnh mẽ các đá trầm tích lục nguyên - carbonat thuộc hệ tầng Phú Ngữ,
tạo nên hàng loạt nếp uốn đẳng cánh làm dày các trầm tích lên nhiều lần. Pha
biến dạng thứ hai tái uốn nếp các cấu tạo hình thành trong pha 1 và tạo nên hình
thái cấu trúc chủ yếu của khu vực. Các biến dạng giòn thuộc pha 3 làm phức tạp
hoá các thành tạo có trước nhưng không làm thay đổi đáng kể bình đồ cấu trúc
khu vực [13].
- Năm 2008, Võ Tiến Dũng đã nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất và mối
liên quan đến khoáng hóa đa kim tại mỏ Núi Pháo trong công trình luận văn thạc sỹ
khoa học địa chất học. Tác giả đã phân chia các pha biến dạng trong vùng thành 5
pha và bước đầu minh giải mối liên quan của các pha biến dạng với khoáng hóa
trong vùng [6].

27. 14
Năm 2012 và 2014, các tác giả Võ Tiến Dũng, Nguyễn Hữu Thương, Nguyễn
Đình Luyện đã có những nghiên cứu bước đầu về thành phần vật chất của quặng
hóa tại một số vị trí của mỏ wolfram - đa kim Núi Pháo [7].
Năm 2011, Kenzo Sanematsu và Shunso Ishihara đã nghiên cứu tuổi tuyệt đối
của granit khối Đá Liền thuộc phức hệ Pia Oắc và mối liên hệ với khoáng hóa W ở
miền Bắc Việt Nam. Tuổi tuyệt đối của khối này là 82.5+/- 0.3 triệu năm [41].
Năm 2013, Nguyễn Thị Bích Thủy, Phạm Thành Chung đã nghiên cứu tuổi
tuyệt đối của khối granit Núi Pháo thuộc phức hệ Núi Điệng. Tuổi kết tinh của khối
này là 248+/- 9.9 triệu năm [26].
Năm 2015, Jacqueline, Trần Thanh Hải và nnk đã công bố tuổi tuyệt đối của
các phức hệ magma tại Đông Bắc Việt Nam bằng phương pháp U-Pb zircon trong
đó có khối granit Núi Điệng khoảng 245 triệu năm [33].
Ngoài ra còn có các nghiên cứu khác trong quá trình khảo sát thăm dò phục vụ
sản xuất trong khu vực.
1.3. Đặc điểm cấu trúc địa chất vùng Đại Từ
Cấu trúc địa chất vùng Đại Từ đã được điều tra bằng các loạt Bản đồ địa
chất tỷ lệ từ 1:500.000 đến tỷ lệ 1:200.000 và 1:50.000, và được cập nhật bởi các
kết quả thăm dò của Công ty Tiberon Mineral Ltd, các tờ Bản đồ địa chất được
đo vẽ và thành lập ở những khoảng thời gian hết sức khác nhau nên tồn tại nhiều
điểm khác biệt giữa các tờ, nhóm tờ về địa tầng, magma, kiến tạo... Trong luận
án đã sử dụng tài liệu của kết quả đo vẽ Bản đồ địa chất 1:50.000 nhóm tờ Sơn
Dương -Văn Lãng của Nguyễn Văn Trang và nnk năm 1974 có cập nhật kết quả
thăm dò của Công ty Tiberon và kết quả nghiên cứu mới của NCS để mô tả đặc
điểm địa chất mỏ.
Trong vùng Đại Từ, đặc điểm địa chất mỏ bao gồm các thành tạo trầm tích có
tuổi từ Paleozoi đến Đệ Tứ, và các phức hệ magma tuổi Trias đến và Kreta muộn.
Đặc điểm địa chất vùng Đại Từ thể hiện trong (hình 1.2) và được mô tả như sau:

28. 15
Hình 1.2. Sơ đồ địa chất vùng Đại Từ, Thái Nguyên

29. 16
1.3.1. Địa tầng
Giới Paleozoi: Hệ Ordovic-Hệ Silur, Hệ tầng Phú Ngữ (O-Spn):
Hệ tầng Phú Ngữ do Phạm Đình Long xác lập lần đầu năm 1968 trên cơ sở
mặt cắt Gia Tông - Chợ Chu với các di tích bút đá (trilobita), ông xếp hệ tầng Phú
Ngữ vào tuổi Ordovic giữa - muộn. Năm 1974, trong công trình thành lập Bản đồ
địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Sơn Dương - Văn Lãng,
Nguyễn Văn Trang đã phát hiện thêm một số hóa đá có giới hạn tuổi từ Ordovic đến
Permi do đó ông đề nghị xếp tuổi hệ tầng Phú Ngũ vào Ordovic - Silur. Tổng chiều
dày hệ tầng Phú Ngữ đạt tới 2200 đến 2300 m.
Dựa vào đặc điểm địa tầng, thành phần thạch học, cấu tạo, hệ tầng Phú Ngữ
chia thành 5 phụ hệ tầng.
- Phụ hệ tầng 1 (O-Spn1): lộ ra ở vùng phía nam và trung tâm khu vực nghiên
cứu với diện tích khoảng 20km2
. Thành phần của phụ hệ tầng này gồm quartzit,
quartzit sericit, quartzit graphit màu xám trắng phân lớp mỏng, đôi khi có cấu tạo
khối. Xen kẽ quartzit là các loại đá phiến thạch anh - mica, đá phiến graphit màu
xám đen, đá sừng thạch anh - pyroxen, hiếm khi xen kẽ những lớp mỏng đá hoa
màu trắng, silic màu đen.
- Phụ hệ tầng 2 (O-Spn2): nằm chuyển tiếp lên phụ hệ tầng 1, chúng lộ ra
thành những giải hẹp kéo dài theo hướng đông bắc - tây nam, chiếm diện tích
khoảng 10km2
.
Thành phần của phụ hệ tầng 2 gồm đá phiến sét màu đen, giàu vật chất than,
đá phiến sét silic màu đen, xen kẽ ít lớp mỏng đá phiến sét - sericit, thạch anh màu
xám nhạt, xám tro, cát kết hạt nhỏ màu xám trắng. Thế nằm của đá thay đổi từ 310-
2600
/_ 40-500
.
Do ảnh hưởng của thể xâm nhập gabro Núi Chúa, đá của phụ hệ tầng 2 bị biến
chất khá mạnh mẽ. Các đá của phụ hệ tầng 2 có thành phần khá đồng nhất, và là
phần chứa vật chất than phong phú nhất của hệ tầng Phú Ngữ. Đá bị biến chất
mạnh, mức độ biến chất phụ thuộc vào đường phương và vị trí không gian của đá.
Tổng chiều dày của phụ hệ tầng 2 là 200-230m.

30. 17
- Phụ hệ tầng 3 (O-Spn3): là phần nằm chuyển tiếp từ từ lên các thành tạo trầm
tích của phụ hệ tầng 2, đá của phụ hệ tầng 3 tạo thành 1 dải riêng biệt về phía bắc
của vùng nghiên cứu.
Thành phần của phụ hệ tầng gồm đá phiến sét-sericit, đá phiến sericit thạch
anh thỉnh thoảng xen kẽ các lớp mỏng đá phiến thạch anh sericit, cát kết hạt nhỏ,
thấu kính sét vôi silic, đá phiến sét silic màu đen. Trong đá phiến sericit -thạch anh
phát hiện có hóa đá brachiopoda và vết tích thực vật cổ.
Tuy đặc điểm thành phần lắng đọng trầm tích của phụ hệ tầng đồng nhất, nhưng
do ảnh hưởng của quá trình địa chất về sau đặc biệt là các pha hoạt động xâm nhập
trước sát nori trong khu vực nên ở những vị trí phân bố khác nhau, vật liệu nguyên
thủy của phụ hệ tầng đã bị biến đổi. Đặc trưng cho quá trình biến đổi là sự biến chất
tiếp xúc nhiệt đã gây nên hiện tượng sừng hóa của các đá quanh các thể xâm nhập
axit và bazơ một cách mạnh mẽ, chiều dày của phụ hệ tầng 3 khoảng 600m.
- Phụ hệ tầng 4 (O-Spn4): nằm chuyển tiếp lên mặt cắt phụ hệ tầng 3, trong
vùng nghiên cứu phụ hệ tầng 4 lộ ra thành 1 dải ở phía bắc với diện tích khoảng 3.5
km2
. Đặc điểm thành phần thạch học của phụ hệ tầng 4 tương tự như phụ hệ tầng 2,
thành phần chủ yếu gồm đá phiến sét-silic, đá phiến sét sericit, sét màu đen, xen kẽ
những lớp mỏng đá phiến thạch anh-pyroxen màu xám đen, đá phiến cordierit màu
xám tro. Thế nằm của đá thay đổi từ 290-310/_40-600
. Chiều dày của phụ hệ tầng
đạt tới 240m.
- Phụ hệ tầng 5 (O-Spn5): phân bố ở phía bắc khu vực nghiên cứu chiếm diện
tích khoảng 7.5 km2
, nằm chuyển tiếp lên mặt cắt phụ hệ tầng 4, quan hệ của phụ hệ
tầng 5 với các phân vị địa tầng khác trong vùng là quan hệ tiếp xúc kiến tạo. Thành
phần chủ yếu của phụ hệ tầng 5 gồm chủ yếu là đá phiến sericit thạch anh, đá phiến
thạch anh-sericit, xen ít lớp mỏng đá phiến sét màu đen, đá phiến silic màu đen, cát
kết thạch anh hạt nhỏ hoặc đá vôi hoa hóa màu trắng xám. Chiều dày mặt cắt phụ hệ
tầng 5 là 600m.
Trong khu vực mỏ Núi Pháo, đá của hệ tầng Phú Ngữ phân bố ở khu vực trung
tâm vùng nghiên cứu với diện tích khoảng 26 km2
, bị biến chất mạnh mẽ do bị

31. 18
xuyên cắt bởi magma khối Đá Liền ở phía Bắc, tại mặt cắt quan sát được ở moong
khai thác mỏ Núi Pháo phần trên của phụ hệ tầng Phú Ngữ bị biến chất nhiệt thành
các đá sừng, đá hoa, phần dưới bị biến chất trao đổi thành các thành tạo skarn sẫm
màu chứa nhiều khoáng vật quặng.
* Hệ Devon, Thống dưới - giữa, Hệ tầng Sông Cầu (D1-2sc):
Hệ tầng Sông Cầu do Phạm Đình Long xác lập năm 1968 trong công trình
thành lập bản đồ địa chất tờ Tuyên Quang 1:200.000 (Phạm Đình Long, 1968)
do phát hiện được các hóa đá tuổi Rifeli, mặt cắt chuẩn được xác lập ở thung
lũng Sông Cầu nên lấy tên Sông Cầu đặt cho phân vị địa tầng. Năm 1974 trong
quá trình lập Bản đồ địa chất khoáng sản nhóm tờ Sơn Dương - Yên Lãng,
(Nguyễn văn Trang, 1974) đã phát hiện thêm các hóa đá tuổi Devon sớm giữa
trong trầm tích hệ tầng này và xác lập tuổi Devon sớm - giữa cho hệ tầng. Trong
khu vực nghiên cứu hệ tầng Sông Cầu lộ ra ở phía tây bắc, đông bắc và tây nam
vùng Đại Từ với tổng diện tích khoảng 15 km2
.
Thành phần chính của hệ tầng Sông Cầu gồm đá phiến sét, sét sericit màu xám
đen, xám lục, đá phiến silic, silic màu đen, đá vôi, đá vôi - silic, đá vôi sét và những
lớp mỏng cát kết. Tùy theo vị trí phân bố không gian đất đá của hệ tầng với các thể
xâm nhập mà chúng có mức độ biến chất khác nhau từ thấp đến cao như đá phiến
sét sericit, đá phiến sericit - thạch anh, đá phiến mica, đá phiến graphit, đá phiến
cordierit, sừng thạch anh-pyroxen.
Dựa vào đặc điểm thạch học và so sánh mặt cắt, từ dưới lên hệ tầng Sông Cầu
được chia thành 5 phụ hệ tầng. Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng Sông Cầu lộ ra
gồm 3 phụ hệ tầng.
- Phụ hệ tầng 1 (D1-2sc1): có mặt tại cả 3 khu vực Tây Bắc, Đông Bắc và Tây
Nam khu vực nghiên cứu với tổng diện tích khoảng 5 km2
.
Thành phần chính của phụ hệ tầng 1 là đá phiến sét, sét sericit màu đen xen kẽ
lớp mỏng silic, cát kết nhỏ màu xám trắng.
Phụ hệ tầng 1 chia được chia thành 2 tập
Tập I: gồm đá phiến sét màu đen có xen kẹp ít lớp mỏng hoặc thấu kính cát
kết thạch anh. Từ dưới lên, tập I gồm các hệ lớp sau đây:

32. 19
Hệ lớp đá phiến màu xám đen vàng phân lớp, phân phiến mỏng, dày 80m.
Lớp cát kết màu xám trắng có chứa vảy nhỏ muscovit màu phớt lục dày 30m.
Đá phiến màu xám vàng tro dày 30 m.
Đá phiến cát kết hạt nhỏ có muscovit xen kẹp lớp mỏng đá phiến sét màu đen,
dày 20m.
Đá phiến sét phong hóa màu xám vàng, xám trắng, dày 40m.
Lớp cát kết hạt nhỏ màu xám sáng, xám vàng, dày khoảng 40m.
Chiều dày tập I khoảng 230m.
Tập II: gồm đá phiến sét màu đen ở phần dưới chủ yếu là đá phiến sét, sét
sericit màu xám tro, xám vàng, ở phần trên chủ yếu là đá phiến sét màu đen phân
phiến, phân lớp mỏng, khi phong hóa cho màu trắng xám hoặc vàng nhạt. Trong đá
có phát hiện các hóa đá bảo tồn xấu.
Tổng chiều dày phụ hệ tầng 1 khoảng 600m.
- Phụ hệ tầng 2 (D1-2sc2): phân bố chủ yếu tại vùng đông bắc khu vực nghiên
cứu với diện tích khoảng 30km2
, thành phần chủ yếu gồm đá phiến silic, silic màu
đen, xám cà phê sữa, phân lớp dạng dọc dải thanh nét, xen kẽ lớp mỏng thấu kính
đá phiến sét, sét vôi màu xám đen, cát kết, cát kết dạng quartzit.
Chiều dày của phụ hệ tầng 2 khoảng 550-600m.
- Phụ hệ tầng 3 (D1-2sc3): phân bố ở góc phía đông bắc vùng nghiên cứu,
chiếm diện tích khoảng 12 km2
, chúng nằm chuyển tiếp dần lên trầm tích phụ hệ
tầng 2 và tiếp xúc kiến tạo với các đá hệ tầng Phú Ngữ.
Thành phần chính của các đá phụ hệ tầng 3 gồm các loại đá vôi. silic xen kẽ cát kết
dạng quartzit và đá phiến carbonat. Tùy thuộc vào vị trí phân bố không gian mà các trầm
tích nói trên có mức độ biến chất nhiệt khác nhau do sự ảnh hưởng của các khối xâm
nhập phức hệ Núi Chúa, Pia Oắc. Chiều dày của phụ hệ tầng 3 khoảng 500m.
Trên cơ sở các tài liệu về cổ sinh địa tầng, so sánh mặt cắt cấu tạo. Hệ tầng
Sông Cầu được xếp vào tuổi Devon thống dưới dến giữa.
Hệ tầng Sông Cầu phân bố ở khá xa khu vực mỏ và được phân chia với khối
granit Núi Pháo thuộc phức hệ Núi Điệng bằng các đứt gãy phương tây bắc- đông
nam, và không được nghiên cứu chi tiết trong công trình này.

33. 20
* Giới Mesozoi, Thống giữa: Hệ tầng Nà Khuất (T2 nk)
Trong vùng nghiên cứu, hệ tầng phân bố trong một diện lớn ở vùng đèo Nhe,
phía đông nam dãy núi Tam Đảo, Đông nam thành phố Thái Nguyên và nam Núi
Pháo. Các thành tạo của hệ tầng Nà Khuất được chia ra làm 2 phụ hệ tầng.
Phân hệ tầng dưới (T2nk1): Đá phiến sét, sét vôi, cát kết, bột kết, chuyển lên
trên lượng cát kết tăng dần. Đá phân lớp mỏng đến trung bình, màu xám lục nhạt
hay phớt nâu đỏ do phong hoá. Chứa Costatoria proharpa, Cassianella ecki,
Velopecten albertii, Entolium discites tuổi Anisi. Dày 440 - 560m.
Phụ hệ tầng trên (T2nk2): Đá phiến sét, cát kết, bột kết màu đỏ nhạt phớt hồng, phân
lớp mỏng đến vừa. Dày 500 - 650m. Chứa hoá thạch: Trigonodus tonkinensis, T.
trapezoidalis, T. sp., Costatoria goldfussi, C. cf. inaequicostata, Entolium cf. discites, thuộc
phức hệ Costatoria-Trigonodus tuổi Lađin thấyở nhiều nơi trên đất nước ta và lân cận.
Bề dày chung của hệ tầng đạt khoảng 1000-1200m.
Hệ tầng Nà Khuất nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Tam Đảo, quan sát thấy ở vùng
đèo Nhe, và không chỉnh hợp dưới hệ tầng Văn Lãng hay hệ tầng Hà Cối. Dựa vào
hoá thạch thu thập được ở cả 2 phân hệ tầng, và trên quan hệ địa tầng nói trên, hệ
tầng Nà Khuất được xác định có tuổi Trias giữa.
* Giới Mesozoi, Thống trên, Bậc Nori-Reti: Hệ tầng Văn Lãng (T3n-rvl)
Các trầm tích Hệ tầng Văn Lãng do Nguyễn Văn Trang xác lập năm 1982,
trong khu vực nghiên cứu lộ ra ở phía đông nam và tây nam với diện tích khoảng
3.5 km2
tại khu vực Văn Lãng, Núi Hồng, Cù Vân, và Bình Thuận huyện Đại Từ,
tỉnh Thái Nguyên, với thành phần chính là các trầm tích màu xám chứa than. Trên
cơ sở phân tích đặc điểm thành phần thạch học, tính chất thay đổi tướng và cấu tạo
địa chất, hệ tầng Văn Lãng được chia thành 3 phụ hệ tầng.
- Phụ hệ tầng 1 (T3n-rvl1): phân bố chủ yếu tại khu vực Văn Lãng, Núi Hồng
và dọc quốc lộ 13A với diện tích khá nhỏ. Thành phần chủ yếu gồm cát bột kết xen
kẽ đá sét than chứa các vỉa than, đá vôi sét màu đen phân lớp mỏng, cát bột kết màu
đỏ gụ, sạn kết. Theo đường phương, đá thay đổi tướng phức tạp. Bề dày của phụ hệ
tầng 1 khoảng 450-500m.

34. 21
- Phụ hệ tầng 2 (T3n-rvl2): phân bố ở khu vực Núi Hồng, thành phần chính
của phụ hệ tầng giữa là các trầm tích hạt thô gồm cuội kết thạch anh silic, sạn kết và
cát kết xen kẽ, ít cát bột kết màu xám nhạt, xám ghi xi măng, trong cát bột kết có lỗ
hổng méo mó lấp đầy vật
- Phụ hệ tầng 3 (T3n-rvl3): lộ diện hẹp ở khu vực Cù Vân và nằm chuyển tiếp
dần lên phụ hệ tầng 2. Thành phần của phụ hệ tầng bao gồm các trầm tích hạt mịn
gồm cát kết màu đỏ gụ, màu xám ghi xi măng, xen kẽ những lớp mỏng và thấu kính
cuội kết thạch anh - silic dày hàng chục mét đến hàng trăm mét. Bề dày của phụ hệ
tầng trên khoảng 390 m.
Tổng bề dày của hệ tầng Văn Lãng khoảng 100-1300m, Đá của hệ tầng Văn
Lãng bị phong hóa mạnh. Do thành phần của đá chứa nhiều sắt nên đá khi bị phong
hóa thường có màu đỏ, đa sắc. Dưới kính hiển vi thành phần của đá gồm: thạch anh
70%, silic, quartzit 2%, vài mảnh muscovit, xi măng sét, oxit sắt >15%.
Hệ tầng Văn Lãng phân bố phía đông nam vùng nghiên cứu và cũng không
được nghiên cứu chi tiết trong công trình này.
* Giới Kainozoi: Hệ Đệ Tứ
Trầm tích Đệ Tứ phân bố rộng rãi trong vùng nghiên cứu, chiếm một diện tích
khoảng 50km2
dọc thung lũng các Sông Lô, Sông Cầu, Sông Đáy, Sông Công và
các hố sụt địa võng. Thành phần bao gồm trầm tích cuội sỏi và cát cuội thạch anh
chứa các tảng cuội đá granit Núi Pháo, Đá Liền.
Trầm tích Đệ Tứ trong khu vực nghiên cứu được chia thành 4 phụ hệ tầng:
- Các tích tụ bồi tích có tuổi Pleistoxen sớm (QI): lộ ra rải rác trong khu vực
nghiên cứu và chiếm diện tích không đá kể. Thành phần chính của trầm tích QI gồm
cát pha sét, cuội sỏi và các mảnh vụn laterit. Phần dưới cuội sỏi đã bị gắn kết yếu
bởi hydroxit sắt màu nâu đen. Cuội sỏi có độ mài mòn cấp 2-3, kích thước cuội
trung bình 1-5 cm gồm thạch anh, quartzit, cát silic và các đá xâm nhập. Bề dày của
tầng này là 5-20m.
- Các tích tụ bồi tích tuổi Pleistoxen giữa (QII): phân bố dọc theo các thung
lũng Sông Lô, Sông Đáy chiếm diện tích khoảng 15 km2
, chúng là những bề mặt

35. 22
dạng đới phân cắt, độ cao tương đối từ 10-15m đến 18-25m trên thềm bậc III. Vật
liệu aluvi bao gồm sỏi cuội tảng được gắn kết yếu bởi sét pha cát màu đỏ, vàng phớt
nâu. Cuội có kích thước phổ biến từ 5-7cm, đá tảng từ 10-15cm, độ mài tròn cấp 2-
3 nhiều chỗ cấp 1-2, phân lớp kém. Thành phần cuội tảng chủ yếu là thạch anh,
quartzit, silic, cát kết và các đá xâm nhập, chúng bị phong hóa mạnh nên dễ bị dập
vỡ. Bề dày của tầng này khoảng 3 m.
- Các tích tụ bồi tích tuổi Pleistoxen muộn (QIII): phân khắp trong các thung
lũng Sông Lô, Sông Đáy, Sông Công và các thung lũng suối, chiếm diện tích
khoảng 30km2
. Chúng thường là những bề mặt kéo dài đến hàng trăm mét và có độ
cao tương đối từ 6-8m của thềm bậc II. Vật chất tích tụ gồm cát pha sét, cuội tảng
lăn, kích thước cuội trung bình từ 3-6cm. Thành phần bao gồm thạch anh, quartzit,
cát kết, cuội kết, sạn kết, silic gabro, granit. Bề dày tầng này là 5-8m.
- Những tích tụ bồi tích Holocen (QIV): phân bố khá rộng rãi trong các thung
lũng Sông Lô, Sông Đáy, Sông Công và những thung lũng suối trong khu vực
nghiên cứu với diện tích khoảng 100 km2
. Chúng là những bề mặt phẳng có độ cao
tương đối từ 2-3m đến 6-10m của thềm bậc I.
Vật chất aluvi bao gồm cát, cát pha sét, sét, cuội, sỏi, tảng. Cuội có kích thước
phổ biến từ 3-7cm, tảng từ 10-15cm, độ mài tròn 3-4. Thành phần cuội sỏi gồm
thạch anh, quartzit, và các đá xâm nhập. Các tích tụ bở rời thường phân lớp rõ,
nhiều chỗ chúng xen kẹp những lớp cát, sét, cuội sỏi rất đều đặn và thường có kích
thước hạt khác nhau.
1.3.2. Đặc điểm magma xâm nhập
Khu vực nghiên cứu có hoạt động magma mạnh mẽ gây nên các quá trình biến
đổi các đá trầm tích trong khu vực, trong luận án này tác giả sử dụng tài liệu của
Bùi Minh Tâm và nnk năm 2010 [24], cập nhật thêm kết quả nghiên cứu của NCS
về thành phần hóa học, thành phần oxyt chính, thành phần nguyên tố đất hiếm và
tuổi thành tạo để để mô tả rõ các thành tạo magma trong vùng.
Phức hệ Núi Chúa (T3nc)
Phức hệ Núi Chúa do Dovjikov và các nhà địa chất xác lập năm 1965, phân bố
ở cấu trúc Lô Gâm và Phú Ngữ, lộ ra về phía tây thị trấn Phú Lương tỉnh Thái

36. 23
Nguyên với diện tích khoảng 4.5 km2
có hình dạng méo mó xuyên lên các thành tạo
trầm tích hệ tầng Phú Ngữ, phần phía đông bắc tiếp xúc kiến tạo với trầm tích hệ
tầng Sông Cầu, Theo [24] đặc điểm phức hệ Núi Cháu được mô tả như sau:
- Đặc điểm địa chất: Phức hệ Núi Chúa được cấu tạo chủ yếu bởi các đá
gabro olivin, gabronorit, gabro pegmatit, gabrodiabas, diabas, pyroxenit có cấu tạo
khối, đặc sít, hạt trung, màu xám sẫm và xám xanh nhạt. Trong đới nội tiếp xúc của
khối các loại hạt vừa của đá chuyển thành dạng porphyr với nền hạt nhỏ. Các đá nói
trên hình thành do hai quá trình phân dị kết tinh hết sức phức tạp chúng tạo thành
các đá có thành phần khác nhau. Khối Núi Chúa bị các đứt gãy nghịch và dịch bằng
cắt qua, và các đá bị phá hủy cà nát mạnh.
- Đặc điểm thạch học- khoáng vật: các đá của phức hệ Núi Chúa đều có thành
phần chứa nhiều oxyt nhôm, hàm lượng của oxyt nhôm bị biến động mạnh do phụ
thuộc vào thành phần của felspat và các khoáng vật sẫm màu, đó là dấu hiệu của quá
trình phân dị. Trên biểu đồ thạch hóa gabro thường tạo thành nhóm véc tơ riêng biệt và
không có quan hệ chuyển tiếp theo thành phần. Diabas có thành phần hóa học giống
gabro, đặc trưng cho các diabas spilit và các đá khác thành phần bazơ có mức độ biến
đổi thứ sinh rất cao, trong đó có quá trình albit hóa, sericit hóa felspat.
+ Plagiocla: là những tinh thể nửa tự hình, dạng lăng trụ dài, kích thước hạt
trung bình từ 0.15-0.25mm. Trong tất cả các loại gabro thì plagiocla đều là bitaonit,
đôi khi thành phần có thay đổi đến labrado. Khi lượng plagiocla lớn hơn 65% thì đá
chuyển thành leicogabro. Trong gabroolivin, plagiocla thường không bị biến đổi
còn trong gabropyroxen thấy có hiện tượng seruxit hóa.
+ Pyroxen xiên: đặc trưng bởi khối nứt nhỏ hoặc bằng titan - augit đa sắc yếu.
Phần ngoài rìa bị thay thế bằng uralit, chlorit và amphibol.
+ Pyroxen thoi: theo hằng số quang học ứng với hypersthen, hiếm hơn là
enstatit. Thường gặp dưới dạng tinh thể độc lập lớn đều kích thước 5mm, dạng tấm
tạo nên riềm phản ứng xung quanh pyroxen xiên đơn. Khi hàm lượng pyroxen thoi
trong đá lớn hơn 5% thì gabro chuyển thành gabro-norit. Kiến trúc của norit
thường là hạt tha hình.

37. 24
+ Olivin: trong lát mỏng gặp dưới dạng hạt tròn thường bị thay thế bằng các
khoáng vật mica và serpentin. Gabro tương đối giàu khoáng vật màu chứa một
lượng nhỏ olivin và chuyển thành gabro-diabas. Khi lượng olivin lớn hơn 5% thì đá
được gọi là gabro olivin.
+ Amphibol: phát triển trong gabro theo pyroxen, màu nâu nhạt, lục nhạt.
Amphibol hóa pyroxen xảy ra do kết quả của quá trình biến chất tiếp xúc của các
xâm nhập muộn hơn.
- Đặc điểm địa hóa: theo kết quả phân tích quang phổ thì các nguyên tố Ni,
Co, Cr, Cu, Ti, Vi, Ba có hàm lượng cao hơn so với trị số clark của chúng. Trong
các nguyên tố tạo quặng thì Cr là một trong những nguyên tố có độ tập trung cao
(0.01%) và bền vững hơn cả. Ngoài ra một số mẫu cho thấy hàm lượng của Sn đạt
từ 0.02-0.03%. Trong mặt cắt xâm thực hiện đại, khối Núi Chúa được bao quanh
bằng dị thường địa hóa Cr hàm lượng 0.01-0.02%, Ni hàm lượng 0.003-0.005%,
dựa vào kết quả mẫu khoan biểu hiện rõ vành địa hóa nguyên sinh của Ti hàm
lượng 0.1-0.3%, Co: 0.001-0.02%, Cr: 0.005-0.03%, Ni: 0.05-0.3%, Cu: 0.001-
0.05% ở độ sâu 300m.
- Đặc điểm khoáng sản: Khối gabro Núi Chúa liên quan đến khoáng sản
ilmenit, ngoài ra còn phát hiện các dấu hiệu chứa vàng và cinabar tại đới ngoại tiếp
xúc của khối Núi Chúa. Trong thành phần của đá gabroit xác định có ilmenit,
zircon, apatit, khoáng vật quặng gồm chalcopyrit, pyrit, penlandit.
- Vị trí tuổi và môi trường địa động lực: Các thành tạo Núi Chúa xuyên cắt
và gây biến chất tiếp xúc với các đá trầm tích hệ tầng Phú Ngữ. Kết quả phân tích
tuổi đồng vị U-Pb zircon do Trần Tuấn Anh thực hiện năm 2008 cho thấy khối Núi
Chúa có tuổi tuyệt đối là 251+/- 3.4 triệu năm [14].
Phức hệ Núi Điệng (T3nđ)
Phức hệ Núi Điệng lộ ra ở phía nam diện tích nghiên cứu là các đá của khối
Núi Pháo với diện tích 4,5 km2
, ranh giới với hệ tầng Phú Ngữ là một đới trượt
chờm nghịch. Đặc điểm của khối magma này được mô tả như sau [24]:
- Đặc điểm địa chất: Khối Núi Pháo có thành phần chủ yếu granit
granophyr, granit biotit-amphibol. Đá có kiến trúc granophyr, ít hơn có

38. 25
granodiorit và granit aplit. Trong khu vực nghiên cứu đá granit Núi Pháo có màu
sẫm, dạng porphyr (ảnh 1.1). Đá granit khối Núi Pháo chứa nhiều mạch thạch
anh nhiệt dịch chứa sulfua và cassiterit.
Ảnh 1.1. Granit khối Núi Pháo thuộc phức hệ Núi Điệng, mẫu lõi khoan NP 16
- Đặc điểm thạch học - khoáng vật: Granophyr là loại đá phổ biến trong
các khối xâm nhập của phức hệ, thường có kiến trúc hạt đều, song cũng phổ biến
kiến trúc porphyr với các ban tinh là plagioclas hoặc felpat kali, thạch anh, biotit
với tương quan định lượng khá biến động. Thành phần khoáng vật chủ yếu là
plagioclas, felspat kali, thạch anh, biotit với tương quan định lượng khá biến động:
thạch anh (20-35%), orthoclas + plagioclas (50-75%), biotite (5-15%) (ảnh 1.2).
Các khoáng vật phụ gồm zircon, zoizit, sphen, carbonat, khoáng vật thứ sinh gồm
sericit, chlorit, epidot, và oxyt sắt.
Ảnh 1.2. Đá granit Núi Pháo dạng porphyr, mẫu lát mỏng 05,
chụp dưới hai Nicol vuông góc

39. 26
- Đặc điểm địa hóa:
Kết quả phân tích thành phần hóa học của granitoid phức hệ Núi Điệng cho thấy
chúng chủ yếu tương ứng với granit, ít hơn có granodiorit vớ sự biến động khá lớn về
hàm lượng các oxyt tạo đá (Đào Đình Thực, Huỳnh Trung, và nnk, 1995). Tuy nhiên
về cơ bản, granitoid này có hàm lượng tổng kiềm trung bình đến cao tương quan chủ
yếu thuộc kiểu cao kali và trội kali hơn natri tương tự các đá núi lửa felsic đi kèm.
Trong luận án, NCS đã tiến hành phân tích thành phần hóa cơ bản, thành
phần hóa học các nguyên tố đất hiếm và thành phần các nguyên tố kim loại liên
quan đến mỏ Núi Pháo của đá granit khối Núi Pháo, kết quả như sau:
+ Thành phần hóa cơ bản: Đá granit khối Núi Pháo là đá magma giàu sắt,
với tổng hàm lượng oxyt sắt lên đến 5 %, tổng lượng kiềm trung bình với hàm
lượng K+Na khoảng 6%, đây cũng là một granit giàu nhôm với hàm lượng oxyt
nhôm đạt đến 14.5% (bảng 1.1).
Bảng 1.1. Thành phần hóa cơ bản của đá granit khối Núi Pháo
TT KHM
Hàm lượng chỉ tiêu phân tích (%)
SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 FeO CaO MgO K2O Na2O MnO P2O5
1 NP1701 67,98 13,83 0,80 0,95 3,96 1,58 1,79 3,77 2,24 0,09 0,17
2 NP1702 68,54 13,40 0,77 1,18 3,65 1,79 1,69 3,87 2,13 0,10 0,17
3 NP1703 68,24 13,85 0,76 0,78 3,88 1,65 1,64 4,10 2,25 0,09 0,17
4 NP1704 68,12 13,49 0,86 1,34 3,90 1,65 1,79 3,90 2,09 0,10 0,19
5 NP1705 67,80 13,85 0,84 1,12 3,74 1,50 1,84 4,19 2,25 0,09 0,18
+ Thành phần các nguyên tố kim loại tạo quặng: Với đối tượng nghiên cứu
của đề tài luận án là khoáng hóa W-đa kim của mỏ Núi Pháo, các nguyên tố kim
loại tạo nên khoáng hóa tại mỏ đã được phân tích bằng phương pháp hấp phụ
nguyên tử ICP tại trung tâm phân tích thí nghiệm địa chất để xem xét khả năng sinh
khoáng của khối granit Núi Pháo (bảng 1.2), Kết quả cho thấy hàm lượng W, As,
Bi và Mo trong khối Núi Pháo là thấp hơn giới hạn phát hiện của thiết bị phân tích,

40. 27
trong khi đó khả năng sinh Sn, Pb và Zn của khối xâm nhập này khá cao với hàm
lượng các nguyên tố này trong đá gấp hàng trăm lần trị số clark của chúng.
Bảng 1.2. Thành phần hóa học các nghuyên tố kim loại tạo quặng
của đá granit khối Núi Pháo
Mẫu NP 1701 NP 1702 NP 1703 NP 1704 NP 1705
Nguyên tố Hàm lượng (ppm)
As <20 <20 <20 <20 <20
Bi <10 <10 <10 <10 <10
Cu 5 20 26 5 12.9
Mo <5 <5 <5 <5 <5
Pb 95.3 23.2 101.1 <5 12.1
Sn 12.3 18 <10 <10 21
W <20 <20 <20 <20 <20
Zn 310 111 285 92 101
+ Thành phần các nguyên tố đất hiếm: để có thêm cơ sở dữ liệu đạt mục
tiêu của đề tài, các thành phần nguyên tố đất hiếm của khối Núi Pháo đã được
phân tích (bảng 1.3). Kết quả chuẩn hóa các nguyên tố đất hiếm của các tập
mẫu với granit sống núi giữa đại dương (ORG) [30] cho thấy các nguyên tố đất
hiếm nhẹ (LREE) như Ce trong tập mẫu NP của granit khối Núi Pháo cao hơn
ORG; còn hàm lượng các nguyên tố Sm, Y và Yb nghèo hơn ORG. Như vậy,
các tập mẫu ở đây nhiều khả năng đa nguồn hoặc dị nguồn và có thể chúng
được tạo thành từ dung thể magma không đơn thuần là nguồn vỏ mà còn có ảnh
hưởng của nguồn gốc manti. Còn trong biểu đồ qui chuẩn theo thành phần
Chondrite [33], các tập mẫu granit Núi Pháo (NP) có thành phần LREE giàu
hơn rất nhiều so với HREE. Tỷ số đất hiếm nhẹ trên đất hiếm nặng cao (La/Yb
= 12.56-1015.7, Ce/Yb = 25.41-189.82). Đường biểu diễn có độ nghiêng âm,
độ dốc lớn ở các nguyên tố đất hiếm nhẹ, cho thấy tập mẫu được sinh ra từ một
nguồn khá giàu các nguyên tố trên.

41. 28
Bảng 1.3. Thành phần nguyên tố đất hiếm trong đá granit khối Núi Pháo
Số hiệu mẫu NP01 NP02 NP03 NP04 NP05
Nguyên tố Hàm lượng (ppm)
Sc 12.3 13.2 11.6 10.4 11.1
Y 41.0 41.3 26.8 27.5 44.7
La 43.6 45.9 40.8 38.7 45.0
Ce 85.2 91.5 82.6 77.5 87.2
Pr 10.2 11.1 9.8 9.2 10.3
Nd 35.7 39.4 35.4 32.2 36.8
Sm 7.0 7.6 6.9 6.3 7.0
Eu 1.2 1.3 1.1 1.0 1.5
Gd 6.9 7.1 6.0 5.9 7.1
Tb 1.1 1.1 0.8 0.8 1.1
Dy 6.0 6.5 4.8 4.9 6.6
Ho 1.0 1.2 0.8 0.8 1.3
Er 3.5 3.6 2.4 2.4 3.7
Tm 0.2 0.3 0.5 0.2 0.3
Yb 1.1 1.7 3.3 1.6 2.0
Lu 0.1 0.3 0.5 0.2 0.3
Th 6.6 8.4 8.4 10.1 9.8
U 0.2 0.3 0.5 0.2 0.3
- Tuổi thành tạo: Tuổi của Phức hệ Núi Điệng trước đây được xác định là
Trias giữa dựa trên cơ sở tài liệu địa chất về mối liên quan của granitoid với các đá
phun trào tương ứng. Nghiên cứu mới nhất tuổi của khối Núi Pháo là Trias (254+/-9
M.a) [26]
Trong quá trình làm luận án, NCS đã phân tích tuổi tuyệt đối của khối granit
Núi Pháo bằng phương pháp tuổi đồng vị U-Pb zircon tại Phòng Thí nghiệm Trọng
điểm Quốc gia về Địa chất & Khoáng sản thuộc Đại học Khoa học Địa chất Trung
Quốc (Bắc Kinh), Các hạt zircon được tách từ mẫu thu thập tại lỗ khoan thăm dò và
tại moong khai thác lộ thiên (ảnh 1.3). Kết quả xác định khối lượng đồng vị U-Pb
thể hiện tại bảng 1.4.

42. 29
Ảnh 1.3. Hình ảnh chụp các hạt zircon và điểm bắn của đá granit khối Núi Pháo
Bảng 1.4. Kết quả phân tích thành phần đồng vị U-Pb trên zircon khối Núi Pháo
SH Mẫu
Các tỷ số đồng vị Tuổi ( Tr.n)
207Pb/
235U
Sai số
206Pb/
238U
Sai số
207Pb/23
5U
Sai số
206Pb/23
8U
Sai số
Ratio 1sigma Ratio 1sigma Age (Ma) 1sigma Age (Ma) 1sigma
D016760-01 0.287 0.0153 0.0401 0.0005 256 12 253 3.4
D016760-02 0.289 0.0156 0.0401 0.0005 258 12.3 253 3.4
D016760-03 0.2586 0.012 0.0397 0.0005 234 9.7 251 2.8
D016760-04 0.2817 0.0142 0.0402 0.0005 252 11.2 254 3.4
D016760-06 0.2747 0.0172 0.0377 0.0007 246 13.7 239 4.6
D016760-07 0.2844 0.0116 0.0406 0.0005 254 9.2 256 3
D016760-08 0.2773 0.0122 0.0398 0.0005 249 9.7 252 2.9
D016760-09 0.2607 0.0136 0.0369 0.0006 235 11 234 3.5
D016760-10 0.2763 0.0147 0.0399 0.0005 248 11.7 252 3.2
D016760-12 0.3115 0.0174 0.0406 0.0007 275 13.5 256 4.1
D016760-13 0.2678 0.0133 0.0405 0.0006 241 10.7 256 3.5
D016760-15 0.2609 0.0132 0.0407 0.0006 235 10.7 257 3.5
D016760-16 0.2631 0.0109 0.0404 0.0004 237 8.7 255 2.6
D016760-21 0.2872 0.0122 0.0407 0.0005 256 9.6 257 3
D016760-22 0.2699 0.0112 0.0397 0.0004 243 8.9 251 2.7
D016760-24 0.2964 0.0129 0.0397 0.0004 264 10.1 251 2.6

43. 30
Hình 1.3. Biểu đồ khoảng tuổi của granit khối Núi Pháo
Hình 1.4. Biểu đồ concordia U-Pb zircon tách từ granit khối Núi Pháo
Kết quả phân tích cho thấy, Tuổi 207
U/235
Pb dao động từ 239-257 M.a, trung
bình là 254+/-1.9 M.a (hình 1.3). Biểu đồ đẳng thời concordia (hình 1.4) cũng thể
hiện sự tập trung của kết quả phân tích đã đạt được và phù hợp với các kết quả
nghiên cứu trước đây.
242
246
250
254
258
262
266
data-point error symbols are 2sTrung bình 254 +/1.6 Ma.
220
230
240
250
260
270
0.034
0.036
0.038
0.040
0.042
0.044
0.20 0.24 0.28 0.32 0.36
206Pb/238U
207Pb/235U
data-point error ellipses are 2s

44. 31
Phức hệ Pia Oắc (K2 po)
Phức hệ Pia Oắc do Izokh E.P xác lập trong quá trình đo vẽ bản đồ địa chất
miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1/500.000 (Dovjikov và nnk, 1965) và được nghiên cứu
bổ sung [24]. Đá của phức hệ Pia Oắc lộ ra ở khu vực trung tâm mỏ với diện tích
1.5 km2
, hình dạng méo mó tạo nên khối granit Đá Liền.
- Đặc điểm địa chất: Thành phần thạch học của của khối Đá Liền tương đối
đồng nhất với các đá granit hai mica, granit muscovit, có kiến trúc dạng porphyr với
độ hạt thay đổi từ lớn đến vừa và nhỏ, chiếm ưu thế hơn cả là granit hai mica hạt
lớn dạng porphyr thường phân bố ở phần trung tâm và vòm của khối. Granitoid Đá
Liền có tính đơn pha, song quá trình phân dị tại chỗ biểu hiện rõ ràng. Các loại đá
thuộc khối Đá Liền bị biến đổi sau magma rất mạnh mẽ bởi các quá trình albit hóa,
muscovit hóa, thạch anh hóa, greisen hóa và skarn hóa (ảnh 1.4).
Ảnh 1.4. Đá granit hai mica Đá Liền tại lỗ khoan NP 54
- Đặc điểm thạch học, khoáng vật: Granit hai mica thuộc khối Đá Liền sáng
màu, phớt hồng hoặc phớt vàng, các ban tinh felspat kali có dạng kéo dài từ 2-6cm,
nổi rõ trên nền hạt vừa hoặc nhỏ, đều (ảnh 1.5). Số lượng ban tinh thay đổi trong
khoảng từ 30-50%. Thành phần khoáng vật: felspat kali 30-35%, plagioclas 25-30%,
thạch anh 25-38%, biotit 0-5%, muscovit 5-10%, các khoáng vật phụ gồm: apatit,
zircon, topaz, monazit, xenotim, turmalin, flourit, granat, ilmenit, magnetit, cassiterit,
wolframit. Các khoáng vật chính của phức hệ Pia Oắc được mô tả như sau [24]:
+ Felspat kali: có song tinh dạng ô mạng từ mờ đến rất rõ hay bị khảm bởi
albit, thạch anh, từng phần bị albit hóa, đôi mẫu có mirmekit phát triển ở rìa hạt
plagioclas.