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: Đánh giá tiềm năng khoáng sản kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam và định hướng sử dụng, cho các bạn làm luận án tham khảo

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
LÊ ĐỖ TRÍ
ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KHOÁNG SẢN KAOLIN
VÙNG BẮC BỘ VIỆT NAM VÀ ĐỊNH HƢỚNG SỬ DỤNG
LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
Hà Nội - Năm 2016

2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
LÊ ĐỖ TRÍ
ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KHOÁNG SẢN KAOLIN
VÙNG BẮC BỘ VIỆT NAM VÀ ĐỊNH HƢỚNG SỬ DỤNG
Ngành: Kỹ thuật địa chất
Mã số: 62.52.05.01
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS.TS Nguyễn Văn Lâm
2. TS Trần Ngọc Thái
Hà Nội - Năm 2016

3. 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 ai
công bố trong bất kỳ công trình nào.
Nghiên cứu sinh
Lê Đỗ Trí

4. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN
KPH: Không phân hạng
VLCL: Vật liệu chịu lửa
TN: Tài nguyên
XNK: Xuất nhập khẩu
THCSKV: Tổ hợp cộng sinh khoáng vật
VPH: Vỏ phong hóa
DGMV: Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam

5. DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Khái quát các đặc điểm chính của các khoáng vật nhóm kaolinit
Bảng 2.2. Mối quan hệ giữa mức độ phong hóa, kiểu VPH với kaolin phong
hoá từ pegmatit, granit
Bảng 2.3. Mối quan hệ giữa mức độ phong hóa, kiểu VPH với kaolin phong
hoá từ magma xâm nhập thành phần bazơ (biến đổi gần hoàn toàn)
Bảng 3.1. Vị trí phân bố khoáng vật halloysit trong VPH phức hệ Tân Phương
Bảng 3.2. Kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần chính của kaolin
mỏ Láng Đồng
Bảng 3.3. Kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần chính của kaolin
khu vực Yên Thái - Báo Đáp
Bảng 3.4. Kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần chính của kaolin
mỏ Đồng Bến
Bảng 3.5. Kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần chính của kaolin
mỏ Phú Lạc
Bảng 3.6. Kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần chính của kaolin
mỏ Minh Tân
Bảng 3.7. Kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần hóa chính của
kaolin mỏ Khe Mo
Bảng 3.8. Kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần chính của kaolin
mỏ Pạc Sẹc Lẻng
Bảng 3.9. Kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần chính của kaolin
mỏ Minh Xương
Bảng 3.10. Tổng hợp đặc điểm kaolin ở một số mỏ vùng Bắc Bộ Việt Nam
Bảng 4.1. Tổng hợp tài nguyên kaolin xác định vùng Bắc Bộ Việt Nam
Bảng 4.2. Tài nguyên dự báo kaolin một số khu vực vùng Bắc Bộ Việt Nam
Bảng 4.3. Tổng hợp tài nguyên kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam

6. Bảng 4.4. Tài nguyên các hạng kaolin - pyrophyllit công nghiệp mỏ Pạc Sẹc Lẻng
Bảng 4.5. Tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp mỏ Láng Đồng
Bảng 4.6. Tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp khu Văn Yên - Trấn Yên
Bảng 4.7. Tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp mỏ Đồng Bến
Bảng 4.8. Tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp mỏ Minh Tân
Bảng 4.9. Tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp mỏ Phú Lạc
Bảng 4.10. Tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp mỏ Khe Mo
Bảng 4.11. Tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp mỏ Minh Xương
Bảng 4.12. Tỷ lệ phần trăm tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp
Bảng 4.13. Tài nguyên kaolin theo hạng kaolin công nghiệp
Bảng 5.1. Thành phần hóa học của kaolin lọc
Bảng 5.2. Thành phần cỡ hạt và chỉ tiêu cơ lý
Bảng 5.3. Yêu cầu chất lượng kaolin dùng sản xuất gạch samot và gạch nửa acid
Bảng 5.4. Yêu cầu, chỉ tiêu kaolin dùng sản xuất gạch samot
Bảng 5.5. Tổng hợp chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu kaolin trong các
ngành công nghiệp theo hàm lượng Al2O3 và Fe2O3
Bảng 5.6. Sản lượng khai thác kaolin tại một số nước trên thế giới
Bảng 5.7. Sản lượng gạch ceramic của 30 nước và toàn thế giới
Bảng 5.8. Sản lượng sản xuất và tiêu dùng nội địa của một số nước trong Asean
Bảng 5.9. Kim ngạch xuất nhập khẩu của một số nước trong Asean
Bảng 5.10. Số liệu xuất khẩu sứ vệ sinh của một số nước trên thế giới
Bảng 5.11. Tổng công suất lắp đặt từ 2008 - 2013
Bảng 5.12. Kim ngạch xuất, nhập khẩu gạch ốp lát giai đoạn 2008 - 2013
Bảng 5.13. Tổng hợp công suất và sản lượng tiêu thụ sứ vệ sinh
Bảng 5.14. Kim ngạch XNK sứ vệ sinh giai đoạn 2008 - 2013

7. DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ không gian vùng nghiên cứu
Hình 1.2. Sơ đồ các đơn vị kiến tạo và hệ thống đứt gãy chính vùng Bắc Bộ
Việt Nam
Hình 2.1. Đường cong mật độ xác suất của quy luật phân bố chuẩn
Hình 3.1. Vị trí phân bố các mỏ, điểm kaolin theo đơn vị hành chính và trên
bình đồ cấu trúc - kiến tạo vùng Bắc Bộ Việt Nam
Hình 3.2. Sơ đồ phân bố dải khoáng hóa kaolin - pyrophyllit trên bình đồ cấu
trúc kiến tạo vùng Bắc Bộ Việt Nam
Hình 3.3. Thân kaolin khu Ngòi Xum - Ngòi Ân, Lào Cai
Hình 3.4. Thân kaolin số 6 khu Yên Thái - Báo Đáp, Yên Bái
Hình 3.5. Sơ đồ địa chất thân kaolin số 6 khu Yên Thái - Báo Đáp
Hình 3.6. Thân kaolin số 8 mỏ Phương Viên, Phú Thọ
Hình 3.7. Thân kaolin Dốc Kẻo, Phú Thọ
Hình 3.8. Ranh giới thân kaolin với đá vây quanh tại mỏ Hang Dơi, Thạch
Khoán, Phú Thọ
Hình 3.9. Thân kaolin mỏ Láng Đồng, Thạch Khoán, Phú Thọ
Hình 3.10. Ranh giới các đới phong hóa tại mỏ Đồng Bến, Tuyên Quang
Hình 3.11. Thân kaolin mỏ Đồng Bến, Hàm Yên, Tuyên Quang
Hình 3.12. Thân kaolin mỏ Phú Lạc, Đại Từ, Thái Nguyên
Hình 3.13. Thân kaolin tại mỏ Nà Thức, Thái Nguyên
Hình 3.14. Thân kaolin mỏ Bích Nhôi, Minh Tân, Hải Dương
Hình 3.15. Thân kaolin mỏ Khe Mo, Thái Nguyên
Hình 3.16. Thân kaolin mỏ Cưa Đá - Tấn Mài, Quảng Ninh
Hình 3.17. Thân kaolin mỏ Minh Xương, Phú Thọ
Hình 3.18. Hình ảnh phân tích SEM mẫu kaolin mỏ Láng Đồng, Phú Thọ
Hình 3.19. Hình ảnh phân tích TEM khoáng vật haloysit mỏ Láng Đồng

8. Hình 3.20. Kết quả phân tích XRD mẫu kaolin mỏ Láng Đồng, Phú Thọ
Hình 3.21. Biểu đồ tần suất xuất hiện mẫu Al2O3 (a) và Fe2O3 (b) mỏ Láng
Đồng, Phú Thọ
Hình 3.22. Biểu đồ tần suất xuất hiện mẫu Al2O3 (a) và Fe2O3 (b) mỏ Đồng
Bến, Thái Nguyên
Hình 3.23. Hình ảnh phân tích SEM mẫu kaolin mỏ Phú Lạc, Thái Nguyên
Hình 3.24. Biểu đồ tần suất xuất hiện mẫu Al2O3 (a) và Fe2O3 (b) mỏ Phú Lạc
Hình 3.25. Hình ảnh phân tích SEM mẫu kaolin mỏ Minh Tân, Hải Dương
Hình 3.26. Biểu đồ tần suất xuất hiện mẫu Al2O3 (a) và Fe2O3 (b) mỏ Minh
Tân, Hải Dương
Hình 3.27. Biểu đồ tần suất xuất hiện mẫu Al2O3 (a) và Fe2O3 (b) mỏ Khe Mo
Hình 3.28. Hình ảnh phân tích SEM mẫu kaolin - pyrophylit mỏ Pạc Sẹc
Lẻng, Quảng Ninh
Hình 3.29. Biểu đồ tần suất xuất hiện mẫu Al2O3 (a) và Fe2O3 (b) mỏ Pạc Sẹc
Lẻng, Quảng Ninh
Hình 3.30. Biểu đồ tần suất xuất hiện mẫu Al2O3 (a) và Fe2O3 (b) mỏ Minh
Xương, Phú Thọ
Hình 5.1. Sơ đồ phân vùng định hướng sử dụng kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam
Phụ lục

9. MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT - KHOÁNG SẢN VÙNG BẮC BỘ
VIỆT NAM ...................................................................................................... 7
1.1. Khái quát điều kiện tự nhiên và lịch sử nghiên cứu địa chất..................... 7
1.1.1. Điều kiện tự nhiên................................................................................... 7
1.1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất và kaolin vùng Bắc Bộ ............................10
1.2. Đặc điểm địa chất - khoáng sản ...............................................................11
1.2.1. Vị trí vùng nghiên cứu trong bình đồ cấu trúc Việt Nam.....................12
1.2.2. Địa tầng .................................................................................................15
1.2.3. Magma xâm nhập..................................................................................19
1.2.4. Khái quát về cấu trúc kiến tạo vùng Bắc Bộ Việt Nam ..........................22
1.2.5. Khoáng sản ...........................................................................................24
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 27
2.1. Cơ sở lý luận ............................................................................................27
2.1.1. Khái niệm về kaolin và nguồn gốc thành tạo........................................27
2.1.2. Một số khái niệm khác có liên quan .....................................................34
2.2. Cấu trúc vỏ phong hóa và các liên quan đến thành tạo kaolin.................35
2.2.1. Khái niệm vỏ phong hóa (VPH) ...........................................................35
2.2.2. Kiểu VPH..............................................................................................35
2.2.3. Sản phẩm phong hóa và đới phong hóa ................................................35
2.3. Các phương pháp nghiên cứu...................................................................38
2.3.1. Phương pháp tiệm cận có hệ thống kết hợp với phương pháp nghiên
cứu địa chất truyền thống................................................................................38
2.3.2. Các phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất ...............................38
2.3.3. Phương pháp mô hình hóa ....................................................................39
2.3.4. Các phương pháp đánh giá tài nguyên..................................................46

10. 2.3.5. Phương pháp dự báo tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp theo mối
quan hệ giữa hàm lượng và tài nguyên ...........................................................50
2.3.6. Phương pháp đối sánh kết hợp với ý kiến chuyên gia ..........................54
CHƢƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM KAOLIN VÙNG BẮC BỘ VIỆT NAM......... 55
3.1. Đặc điểm phân bố.....................................................................................55
3.1.1. Kaolin phong hoá..................................................................................55
3.1.2. Kaolin nguồn gốc nhiệt dịch biến chất trao đổi....................................57
3.1.3. Kaolin tái trầm tích................................................................................58
3.2. Đặc điểm hình thái thân kaolin vùng Bắc Bộ ..........................................58
3.2.1. Hình thái thân kaolin nguồn gốc phong hóa .........................................58
3.2.2. Hình thái thân kaolin nguồn gốc nhiệt dịch biến chất trao đổi.............67
3.2.3. Hình thái thân kaolin tái trầm tích ........................................................67
3.3. Đặc điểm chất lượng kaolin .....................................................................68
3.3.1. Kaolin nguồn gốc phong hóa ................................................................69
3.3.2. Kaolin nguồn gốc nhiệt dịch biến chất trao đổi....................................82
3.3.3. Kaolin nguồn gốc tái trầm tích..............................................................86
CHƢƠNG 4. TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN KAOLIN VÙNG BẮC BỘ
VIỆT NAM.....................................................................................................92
4.1. Tài nguyên xác định.................................................................................92
4.2. Tài nguyên dự báo....................................................................................92
4.3. Dự báo tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp theo mối quan hệ giữa
hàm lượng và tài nguyên.................................................................................95
CHƢƠNG 5. ĐỊNH HƢỚNG VÀ PHÂN CHIA KHU VỰC SỬ DỤNG
KAOLIN VÙNG BẮC BỘ VIỆT NAM....................................................106
5.1. Các lĩnh vực sử dụng kaolin và yêu cầu chất lượng ..............................106
5.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm sử dụng kaolin ................112
5.2.1. Trên thế giới........................................................................................112

11. 5.2.2. Ở Việt Nam .........................................................................................116
5.3. Định hướng sử dụng...............................................................................121
5.3.1. Nguyên tắc định hướng.......................................................................121
5.3.2. Định hướng sử dụng hợp lý kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam...............124
5.4. Phân chia khu vực sử dụng ....................................................................128
5.4.1. Nguyên tắc phân chia..........................................................................128
5.4.2. Phân chia khu vực sử dụng hợp lý kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam ....130
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 135
1. KẾT LUẬN:..............................................................................................135
2. KIẾN NGHỊ: .............................................................................................136

12. 1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Kaolin là loại khoáng chất công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực. Chúng được dùng làm nguyên liệu trong sản xuất gốm sứ, gạch
chịu lửa, xi măng; làm chất độn trong sản xuất giấy, sơn, phân bón, cao su, chất
dẻo v.v. Trong những năm gần đây, các ngành công nghiệp sử dụng kaolin
không ngừng phát triển và trở thành một trong những ngành có đóng góp
không nhỏ cho nền kinh tế của đất nước. Theo Quy hoạch tổng thể phát triển
vật liệu xây dựng đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030 được Thủ tướng
Chính phủ phê duyệt theo Quyết định số 1469/QĐ-TTg ngày 22 tháng 8 năm
2014, nhu cầu các sản phẩm vật liệu ốp lát năm 2015 là 320 triệu m2
; năm 2020
là 470 triệu m2
; sứ vệ sinh 12,69 triệu sản phẩm vào năm 2015 và 20,68 triệu
sản phẩm vào năm 2020 v.v. [13]
Toàn bộ lãnh thổ Việt Nam nói chung và vùng Bắc Bộ Việt Nam nói
riêng, đến nay đã được điều tra lập bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1/500.000
đến tỷ lệ 1/200.000 và phần lớn đã được điều tra lập bản đồ địa chất khoáng
sản tỷ lệ 1/50.000; một số diện tích triển vọng đã được tìm kiếm, thăm dò và
khai thác khoáng sản các loại, trong đó có kaolin. Những công trình nghiên cứu
liên quan đến kaolin về cơ bản đã giải quyết nhiều vấn đề lý luận về nguồn gốc
thành tạo, thành phần vật chất, nhưng chưa có công trình nào nghiên cứu
chuyên sâu về đánh giá tiềm năng tài nguyên kaolin và tài nguyên các hạng
kaolin công nghiệp ở trạng thái nguyên khai với nguồn gốc thành tạo khác
nhau làm cơ sở đề xuất định hướng sử dụng hợp lý, tiết kiệm tài nguyên
khoáng kết hợp với bảo vệ môi trường.
Đề tài “Đánh giá tiềm năng khoáng sản kaolin vùng Bắc Bộ Việt
Nam và định hướng sử dụng” được đặt ra nhằm giải quyết những yêu cầu
cấp bách do thực tiễn đòi hỏi.

13. 2
2. Mục tiêu của luận án
- Nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm phân bố, thành phần vật chất và mối
quan hệ giữa các hạng kaolin công nghiệp ở trạng thái nguyên khai với các
kiểu nguồn gốc thành tạo kaolin ở Bắc Bộ Việt Nam.
- Đánh giá tiềm năng tài nguyên và tài nguyên các hạng kaolin công
nghiệp ở trạng thái nguyên khai, từ đó đề xuất định hướng sử dụng hợp lý,
hiệu quả nguồn tài nguyên kaolin trong vùng nghiên cứu.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án
- Nghiên cứu làm rõ mối quan hệ của khoáng sản kaolin với các thành
tạo địa chất và đặc điểm phân bố kaolin trong vùng Bắc Bộ Việt Nam.
- Nghiên cứu làm sáng tỏ thành phần vật chất, tính chất kỹ thuật và
công nghệ của kaolin làm cơ sở dự báo tài nguyên kaolin và tài nguyên các
hạng kaolin công nghiệp ở trạng thái nguyên khai.
- Đánh giá tài nguyên kaolin và tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp
ở trạng thái nguyên khai trên cơ sở sử dụng tổng hợp các nguồn dữ liệu địa
chất - khoáng sản và kết quả tìm kiếm, thăm dò.
- Định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên kaolin trong phát triển kinh tế
- xã hội, đặc biệt trong chiến lược phát triển công nghiệp sản xuất gốm sứ xây
dựng đến năm 2020, định hướng đến năm 2030.
- Nghiên cứu phân vùng sử dụng kaolin bảo đảm nguyên tắc sử dụng
hiệu quả, tiết kiệm, kết hợp với bảo vệ môi trường.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: các mỏ, điểm khoáng sản kaolin trong vùng
Bắc Bộ Việt Nam.
- Phạm vi nghiên cứu: vùng Bắc Bộ Việt Nam (phần đất liền) được giới
hạn từ biên giới Việt - Trung, Việt - Lào đến hết địa phận tỉnh Ninh Bình.
5. Các phƣơng pháp nghiên cứu chính

14. 3
- Phương pháp tiệm cận có hệ thống kết hợp với phương pháp nghiên
cứu địa chất truyền thống.
- Phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất.
- Phương pháp mô hình hóa.
- Phương pháp đối sánh kết hợp với ý kiến chuyên gia.
6. Những điểm mới của luận án
6.1. Góp phần làm rõ hơn về đặc điểm phân bố và cấu trúc của các kiểu
vỏ phong hóa (VPH) chứa kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam; xác định sự có mặt
của khoáng vật haloysit trong trong pegmatit phong hóa mạnh và trung bình
của phức hệ Tân Phương.
6.2. Kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam có 3 kiểu nguồn gốc và thể hiện rõ
tính không đồng nhất với sự có mặt của 5 hạng kaolin công nghiệp. Trong đó,
hạng I, II, III chủ yếu thuộc kiểu mỏ phong hóa từ pegmatit và kiểu mỏ nhiệt
dịch biến chất trao đổi; hạng IV và không phân hạng (KPH) chủ yếu thuộc
kiểu mỏ phong hóa từ granit, aplit, ryolit, felsit, gabro bị felspat hóa, đá trầm
tích, đá biến chất và kiểu mỏ tái trầm tích.
6.3. Làm rõ mối quan hệ phụ thuộc giữa hàm lượng oxyt sắt (Fe2O3)
với các thông số địa chất thân khoáng cho phép dự báo tài nguyên các hạng
kaolin công nghiệp ở trạng thái nguyên khai theo chỉ tiêu hàm lượng oxyt sắt.
6.4. Đề xuất các nguyên tắc cơ bản về định hướng sử dụng hợp lý
nguyên liệu kaolin theo các hạng quặng công nghiệp phục vụ chiến lược phát
triển ngành công nghiệp sản xuất gốm sứ, VLCL và các ngành công nghiệp
khác có sử dụng kaolin.
6.5. Dựa vào tiềm năng tài nguyên, điều kiện kinh tế - địa lý, cơ sở hạ
tầng và nhu cầu và thị trường tiêu thụ, vùng nghiên cứu được phân thành 4
khu vực nguyên liệu kaolin; trong đó khu vực 1, khu vực 2 và khu vực 3 có vị
trí và vai trò quan trọng phát triển công nghiệp gạch ốp lát, gốm sứ, VLCL.

15. 4
7. Các luận điểm bảo vệ
Luận điểm 1: kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam phân bố tập trung trong
các cấu trúc: địa khu biến chất cao Hoàng Liên Sơn, đai tạo núi nội lục
Paleozoi sớm Đông Bắc Bộ và rift nội lục Paleozoi muộn - Mesozoi An Châu
và có tiềm năng lớn; trong đó kaolin phong hoá từ pegmatit thuộc phức hệ
Tân Phương và phức hệ Tân Hương thuộc địa khu biến chất cao Hoàng Liên
Sơn chiếm trên 50% tổng tiềm năng tài nguyên kaolin vùng nghiên cứu.
Luận điểm 2: thành phần, chất lượng và khả năng sử dụng của kaolin
vùng Bắc Bộ Việt Nam phụ thuộc vào nguồn gốc điều kiện thành tạo; trong đó:
+ Kaolin nguồn gốc nhiệt dịch biến chất trao đổi với các khoáng vật
đặc trưng dickit, nacrit, thạch anh, pyrophylit, alunit, chủ yếu thuộc hạng I, II,
III, giàu Al2O3, nghèo Fe2O3 và độ chịu lửa cao cần ưu tiên sử dụng làm
nguyên liệu sản xuất gạch granit, sứ vệ sinh và VLCL.
+ Kaolin phong hóa từ pegmatit với các khoáng vật đặc trưng kaolinit,
ilit, haloysit, goethit, chủ yếu thuộc hạng I, II, III và có tính khả tuyển cao,
Fe2O3 thấp, độ chịu lửa trung bình đến thấp cần ưu tiên sử dụng làm nguyên
liệu sản xuất sứ vệ sinh, gạch granit, gạch ceramic, men gốm sứ và chất độn
trong sản xuất giấy.
+ Kaolin tái trầm tích và kaolin phong hóa từ đá các đá granit, aplit,
ryolit, felsit, gabro bị felspat hóa, đá trầm tích, đá biến chất chủ yếu thuộc
hạng IV và KPH, Fe2O3 cao cần sử dụng làm nguyên liệu sản xuất xương
gạch ceramic, gốm sứ dân dụng, chất độn trong sản xuất thuốc trừ sâu, xà
phòng...
8. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của luận án
8.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần nhận thức đầy đủ và toàn
diện hơn về diện phân bố, đặc điểm chất lượng, tiềm năng tài nguyên và các

16. 5
lĩnh vực sử dụng kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam; đồng thời góp phần hoàn
thiện phương pháp đánh giá tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp ở trạng
thái nguyên khai trong vùng nghiên cứu nói riêng và khoáng sản kaolin trên
cả nước nói chung.
8.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần cung cấp cho các nhà quản
lý và các cơ quan những số liệu tổng hợp chung về chất lượng, tài nguyên các
hạng kaolin công nghiệp và khả năng khai thác, sử dụng hợp lý nguồn tài
nguyên này phục vụ nhu cầu cho các lĩnh vực công nghiệp khác nhau.
- Định hướng, phân chia khu vực sử dụng sử dụng hợp lý kaolin vùng
Bắc Bộ Việt Nam, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và quản lý Nhà nước
về tài nguyên khoáng sản.
9. Cơ sở tài liệu của luận án
Luận án được hoàn thành trên cơ sở tài liệu thực tế do NCS thu thập,
khảo sát thực địa và phân tích mẫu từ năm 2009 đến nay. NCS đã thu thập và
xử lý bằng phần mềm máy tính hàng nghìn mẫu hóa kaolin, phân tích bổ sung
gần 100 mẫu kaolin, gồm phân tích thành phần hóa, độ hạt (34 mẫu); thạch học
(10 mẫu); nhiệt và rơnghen (24 mẫu), hiển vi điện tử quét, hiển vi điện tử
truyền qua (30 mẫu) thuộc các kiểu nguồn gốc khác nhau. Ngoài ra, NCS còn
thu thập thông tin, số liệu từ các báo cáo đo vẽ bản đồ địa chất khoáng sản khu
vực tỷ lệ 1/200.000 và 1/50.000, các báo cáo tìm kiếm, thăm dò, hiện trạng sản
xuất, chế biến, tiêu thụ kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam, các tài liệu về kaolin đã
công bố trong và ngoài nước trên các tạp chí chuyên ngành, sách xuất bản và
trên mạng internet.
10. Kết cấu của luận án:
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 5 chương:
Chương 1: Đặc điểm địa chất - khoáng sản kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam.

17. 6
Chương 2: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu.
Chương 3: Đặc điểm kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam.
Chương 4: Tài nguyên kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam.
Chương 5: Định hướng sử dụng và phân chia khu vực sử dụng kaolin
vùng Bắc Bộ Việt Nam.
11. Nơi thực hiện luận án
Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, Khoa Địa
chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của
PGS.TS Nguyễn Văn Lâm và TS Trần Ngọc Thái.
Trong quá trình hoàn thành luận án, NCS đã nhận được sự quan tâm,
giúp đỡ của Ban Giám hiệu trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng Đào tạo sau
Đại học, Khoa Địa chất, Bộ môn Tìm kiếm thăm dò, cũng như sự giúp đỡ của
Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Cục Kiểm soát hoạt động
khoáng sản miền Bắc, Cục Kiểm soát hoạt động khoáng sản miền Nam, Sở
Tài nguyên và Môi trường các tỉnh, Viện Thông tin lưu trữ địa chất, Viện
khoa học Địa chất và Khoáng sản, Văn phòng Hội đồng đánh giá trữ lượng
khoáng sản quốc gia, Viện Khoa học công nghệ Vật liệu xây dựng, Liên đoàn
địa chất Đông Bắc, Tây Bắc, và các bạn đồng nghiệp. NCS cũng nhận được
sự động viên, giúp đỡ tận tình của GS.TS Đồng Văn Nhì, PGS.TS Đặng Xuân
Phong, PGS.TS Đỗ Đình Toát, PGS.TS Nguyễn Quang Luật, PGS.TS
Nguyễn Khắc Giảng, PGS.TS Nguyễn Phương, TS Đỗ Văn Nhuận, PGS.TS
Lương Quang Khang, TS Nguyễn Tiến Dũng, PGS.TS Kiều Quý Nam,
PGS.TS Bùi Hoàng Bắc, TS Khương Thế Hùng và nhiều nhà khoa học khác.
NCS xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các cán bộ hướng dẫn, lãnh đạo
các cơ quan và các nhà khoa học đã có các công trình nghiên cứu trước và cho
phép NCS được tham khảo, kế thừa và sử dụng trong luận án này.

18. 7
CHƢƠNG 1
Đ Ặ C Đ I Ể M Đ Ị A C H Ấ T -
K H O Á N G S Ả N V Ù N G B Ắ C B Ộ
V I Ệ T N A M
1.1. Khái quát điều kiện tự nhiên và lịch sử nghiên cứu địa chất
1.1.1. Điều kiện tự nhiên
1.1.1.1. Vị trí vùng nghiên cứu
Vùng Bắc Bộ Việt Nam là một khái niệm để chỉ vùng địa lý ở phía bắc
nước ta gồm 25 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương. Về mặt địa lý tự
nhiên, vùng Bắc Bộ Việt Nam có thể được chia thành ba vùng nhỏ là Đông
Bắc Bộ, Tây Bắc Bộ và Đồng bằng sông Hồng, có ranh giới nghiên cứu: phía
nam từ Ninh Bình trở ra, phía bắc giáp Trung Quốc, phía tây giáp Lào và phía
đông giáp biển Đông; với diện tích116.334 km2
.
Hình 1.1. Sơ đồ không gian vùng nghiên cứu (nguồn: DGMV, 2005)

19. 8
1.1.1.2. Đặc điểm địa hình
Vùng nghiên cứu có địa hình đa dạng và phức tạp, đó là sự đan xen của
các kiểu địa hình núi cao, núi trung bình, đồi núi thấp và địa hình đồng bằng
được hình thành trong những khu vực có điều kiện địa chất - kiến tạo với lịch
sử phát triển riêng. Chính vì vậy, địa hình ở các vùng nhỏ cũng có những đặc
điểm riêng.
- Vùng Đông Bắc Bộ: địa hình rất đa dạng và thay đổi với đặc điểm
chung là các dãy núi đá vôi và thung lũng hướng vòng cung như cánh cung
Sông Gâm, cánh cung Ngân Sơn, cánh cung Bắc Sơn, thung lũng sông Nà Rì,
thung lũng Sông Cầu v.v. Ngoài ra, còn có các bề mặt bán bình nguyên khá
bằng phẳng với độ cao khoảng 2.000m như Tây Côn Lĩnh (2.419m), Kiều
Liêu Ti (2.402m). Giáp với đồng bằng là khu vực trung du với đặc điểm hình
thái gồm những đồi đỉnh bằng, sườn thoải, xen kẽ với những thung lũng rộng,
đáy phẳng.
- Vùng Tây Bắc Bộ: địa hình có đặc điểm là những dãy núi và thung
lũng chạy song song theo phương tây bắc - đông nam với dãy núi cao Hoàng
Liên Sơn có những đỉnh cao nhất Việt Nam như đỉnh Phan Si Pan (3.143m),
Pu Ta Leng (3.096m), Pu Luông (2.985m), Sa Phìn (2.874m). Đặc điểm nổi
bật là các dãy núi có sống núi rõ và hẹp, sườn núi dốc, mức độ phân cắt sâu
và ngang đều lớn, quá trình bóc mòn và xâm thực xảy ra rất mạnh. Tuy nhiên,
vẫn gặp những bề mặt khá bằng phẳng, những bán bình nguyên nằm ở độ cao
khác nhau như cao nguyên Mộc Châu kéo dài từ Yên Châu đến suối Rút, độ
cao trung bình 1.000m. Ngoài ra còn gặp địa hình đồi - đồng bằng - thung
lũng có diện phân bố hạn chế.
- Vùng Đồng bằng Sông Hồng: có địa hình không hoàn toàn đồng nhất,
tương đối bằng phẳng, thấp dần từ tây bắc xuống đông nam, từ các thềm phù
sa cổ cao từ 10 - 15m xuống đến các bãi bồi cao từ 2 - 4m ở trung tâm, với hệ

20. 9
thống sông ngòi dày đặc, đôi khi xuất hiện những đồi núi thấp phân bố đơn lẻ
hoặc tập trung với diện tích hạn chế.
1.1.1.3. Sông suối
Trong vùng có mạng lưới sông suối dày đặc, trung bình trên 1km2
có
gần 1km sông suối với 03 hệ thống sông chính gồm:
- Hệ thống sông Bằng Giang - Kỳ Cùng: gồm hai sông chảy ngược
hướng nhau, nhưng gặp nhau ở Quảng Tây - Trung Quốc. Sông Bằng Giang
bắt nguồn từ Nà Vài ở độ cao khoảng 600m, chảy theo hướng đông nam qua
Thị xã Cao Bằng đến Thủy Khẩu thì sang Trung Quốc. Sông có khoảng 26
phụ lưu, diện tích lưu vực khoảng 4.560km2
. Sông Kỳ Cùng bắt nguồn từ Ba
Xá ở độ cao 625m, chảy theo hướng tây bắc qua Thị xã Lạng Sơn, đến Thất
Khê thì ngoặt sang Trung Quốc. Sông có khoảng 79 phụ lưu, diện tích lưu
vực khoảng 6.660km2
.
- Hệ thống sông Thái Bình: do ba con sông hợp thành là sông Cầu,
sông Thương, sông Lục Nam và đổ ra Biển Đông qua các cửa Nam Triệu, cửa
Cấm, cửa Văn Úc và cửa Thái Bình. Hệ thống sông Thái Bình có diện tích
lưu vực khoảng 12.680km2
, chế độ thuỷ văn cũng có một mùa lũ, một mùa
cạn và lượng phù sa ít hơn nhiều so với hệ thống sông Hồng.
- Hệ thống sông Hồng: đây là hệ thống sông lớn thứ hai trên lãnh thổ
Việt Nam với diện tích lưu vực rộng khoảng 61.400km2
. Sông Hồng chảy qua
nước ta có chiều dài khoảng 556km, chảy theo hướng đông nam qua Lào Cai,
Yên Bái, Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Nội rồi đổ ra vịnh Bắc Bộ ở cửa chính Ba
Lạt, ngoài ra còn 3 cửa phụ của 3 phân lưu là cửa Trà Lý, cửa Lạch Giang và
cửa Đáy. Hệ thống sông Hồng có tới 614 phụ lưu, trong đó 2 phụ lưu quan
trọng nhất là sông Đà và sông Lô. Chế độ thủy văn của hệ thống sông Hồng
có mùa lũ kéo dài 5 tháng (tháng 6 - 10), chiếm khoảng 75% tổng lượng
nước, trong đó đỉnh lũ là tháng 8 hàng năm.

21. 10
1.1.1.4. Cơ sở hạ tầng
Có mạng lưới giao thông tương đối phát triển, nhất là các tỉnh đồng
bằng sông Hồng, bao gồm đường bộ, đường thủy, đường sắt, đường hàng
không. Hiện nay, đang được xây mới, cải tạo nâng cấp theo hướng hiện đại
nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế của vùng và cả nước.
Có mức độ phát triển kinh tế, mật độ dân cư không đồng đều. Trong đó,
miền núi phía Bắc còn nhiều khó khăn, tốc độ phát triển kinh tế chậm, đời
sống của nhân dân thấp và dân trí chưa cao. Các tỉnh trung du và đồng bằng
sông Hồng có mật độ dân số cao, cơ sở hạ tầng và kinh tế phát triển mạnh mẽ
là thị trường tiêu thụ hàng hóa lớn nhất.
1.1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất và kaolin vùng Bắc Bộ
Công tác nghiên cứu khoáng sản kaolin vùng Bắc Bộ Việt Nam gắn
liền với công tác điều tra địa chất, đo vẽ bản đồ khoáng sản, công tác tìm
kiếm, thăm dò và các nghiên cứu chuyên đề khác, có thể chia làm 2 giai đoạn:
- Giai đoạn trước năm 1954: chủ yếu là các công trình của các nhà địa
chất Pháp nghiên cứu về địa chất khu vực kết hợp với tìm kiếm khoáng sản
nhưng ở mức độ sơ lược. Tiêu biểu là các công trình đo vẽ lập bản đồ địa chất
Đông Dương tỷ lệ 1/2.000.000 của J. Fromaget (1937) và một số văn liệu như
"Cấu tạo địa chất, các nham thạch, các mỏ và các mối quan hệ có thể của
chúng với kiến tạo xứ Đông Dương" của J. Fromaget (1941).
- Giai đoạn sau năm 1954: sau ngày miền Bắc được hoàn toàn giải
phóng, công tác điều tra địa chất khu vực, tìm kiếm và thăm dò khoáng sản,
trong đó có kaolin được tiến hành một cách có hệ thống và đạt được nhiều
thành tựu to lớn, tiêu biểu là các công trình nghiên cứu:
+ Công tác điều tra địa chất khu vực có các công trình: đo vẽ bản đồ địa
chất phần miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1/500.000 do A.E. Đovjikov chủ biên năm
1965; Loạt tờ bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1/200.000 thành lập từ năm

22. 11
1969 - 1978 và được hiệu đính vào những năm 1999 - 2000; Loạt tờ bản địa
chất và khoáng sản tỷ lệ 1/50.000; Bản đồ địa chất đệ tứ Việt Nam tỷ lệ
1/1.000.000 (Nguyễn Đức Tâm và Đỗ Tuyết đồng chủ biên, 1994); Bản đồ vỏ
phong hóa và trầm tích Đệ tứ Việt Nam tỷ lệ 1/1.000.000 (Ngô Quang Toàn
chủ biên, 1999).
+ Các đề tài nghiên cứu khoa học liên quan đến kaolin có các công
trình nghiên cứu về: "Quaczit thứ sinh vùng Tấn Mài và một số khoáng sản
liên quan với chúng" Trần Xuân Toản (1983); "Thành phần khoáng vật của
một số kiểu kaolin vỏ phong hóa ở Việt Nam và phương pháp tính định lượng
khoáng vật các thành tạo kaolin phong hóa" Trần Ngọc Thái, Trương Quang
Di và nnk, (1991); "Nghiên cứu các nguồn kaolin ở Hoàng Liên Sơn - Vĩnh
Phú phục vụ sản xuất giấy và xuất khẩu" Lý Bá Tiến và nnk, (1993); "Địa
chất Đệ tứ và đánh giá tiềm năng khoáng sản liên quan" Đề tài KT 01 - 07,
Nguyễn Địch Dỹ chủ biên, (1996); "Nghiên cứu cơ sở khoa học để xây dựng
Quy phạm phân cấp tài nguyên - trữ lượng kaolin Việt Nam, Văn phòng đánh
giá trữ lượng khoáng sản - Đề tài cấp Bộ, (2002); "Đánh giá giá trị kinh tế các
khoáng chất công nghiệp Việt Nam và kiến nghị phương hướng sử dụng"
Nguyễn Viết Lược và nnk, (1998); "Báo cáo xác lập luận cứ khoa học, đánh
giá định lượng, định hướng phát triển việc sử dụng hợp lý tài nguyên khoáng
sản Việt Nam đến năm 2020" Nguyễn Linh Ngọc và nnk, (2001).
Tóm lại: các công trình nghiên cứu nêu trên đã làm sáng tỏ về địa
tầng, magma và khoáng sản liên quan nói chung, kaolin nói riêng, nhưng
chưa có đề cập nghiên cứu chuyên sâu về đánh giá tiềm năng tài nguyên
kaolin và tài nguyên các hạng kaolin công nghiệp ở điều kiện tự nhiên với
nguồn gốc thành tạo khác nhau làm cơ sở đề xuất định hướng sử dụng hợp lý,
tiết kiệm tài nguyên khoáng kết hợp với bảo vệ môi trường.
1.2. Đặc điểm địa chất - khoáng sản

23. 12
1.2.1. Vị trí vùng nghiên cứu trong bình đồ cấu trúc Việt Nam [47]
Theo Trần Văn Trị, Vũ Khúc và nnk (2009), trên bình đồ cấu trúc kiến
tạo Việt Nam, vùng Bắc Bộ Việt Nam thuộc các đơn vị kiến tạo chính được
thể hiện ở hình 1.2, trong đó các đơn vị kiến tạo có liên quan đến kaolin gồm:
1.2.1.1. Các địa khu lục địa tiền Cambri tái cải biến trong Phanerozoi
được đặc trưng bởi địa khu biến chất cao Hoàng Liên Sơn và Phu Hoạt - Nậm
Sư Lư, gồm:
- Địa khu Hoàng Liên Sơn gồm hai á địa khu là Phan Si Pan và Núi
Con Voi, trong đó:
+ Á địa khu Phan Si Pan (đới Phan Si Pan - A.E. Đovjikov, 1965) nằm
kẹp giữa đới đứt gãy Sông Hồng và các đứt gãy phân đoạn Mường Hum,
Nghĩa Lộ, Phù Yên - hồ Hòa Bình.
+ Á địa khu Núi Con Voi (đới Sông Hồng - A.E. Đovjikov, 1965) gồm
các đá biến chất cao và siêu cao có dạng nêm kiến tạo kiểu địa luỹ nằm kẹp
giữa hai địa hào Đệ Tam trên các đới đứt gãy Sông Chảy ở phía đông bắc và
Sông Hồng ở phía tây nam.
- Địa khu Phu Hoạt - Nậm Sư Lư gồm hai á địa khu là Phú Hoạt và
Nậm Sư Lư; trong đó vùng nghiên cứu chỉ có á địa khu Nậm Sư Lư.
Á địa khu Nậm Sư Lư thuộc phần tây bắc của địa khu Phu Hoạt - Nậm
Sư Lư. Ở nhiều nơi, á địa khu này bị che phủ bởi trầm tích Paleozoi nên chỉ
còn lộ ra một vòm đá biến chất khoảng 129 km2
dưới dạng tách biệt ở vùng
Nậm Sư Lư cách Thành phố Điện Biên khoảng 30km về phía đông nam.
1.2.1.2. Hệ tạo núi đa kỳ Neoproterozoi - Mesozoi sớm gồm phân hệ
tạo núi đa kỳ Neoproterozoi - Mesozoi sớm Việt - Trung và phân hệ tạo núi
đa kỳ Paleozoi giữa - Mesozoi sớm Đông Dương, gồm:
- Phân hệ tạo núi đa kỳ Neoproterozoi - Mesozoi sớm Việt - Trung gồm
đai tạo núi nội lục Paleozoi sớm Đông Bắc Bộ và Tây Bắc Bộ, trong đó:

24. 13

25. 14
+ Đai tạo núi nội lục Đông Bắc Bộ phát triển trên vỏ lục địa
Neoproterozoi phân bố ở phía bắc địa khu Hoàng Liên Sơn, gồm các đới Tây
Việt Bắc (phụ đới Sông Lô và phụ đới Sông Gâm) và Đông Bắc Bộ (phụ đới
Đông Việt Bắc và phụ đới Quảng Ninh).
+ Đai tạo núi nội lục Tây Bắc Bộ nằm về phía bắc đới khâu sông Mã,
tiếp giáp với hệ rift Permi muộn - Mesozoi sông Đà - Tú Lệ qua đới đứt gãy
sâu Sơn La - Hà Trung, phía tây bắc bị đứt gãy trượt bằng phải Lai Châu -
Điện Biên cắt chéo.
- Phân hệ tạo núi đa kỳ Paleozoi giữa - Mesozoi sớm Đông Dương gồm
nhiều đai tạo núi, nhưng trong vùng nghiên cứu chỉ có mặt đới Điện Biên -
Luang Prabang thuộc đai tạo núi Indosini Mekong.
Trong vùng nghiên cứu, đới Điện Biên - Luang Prabang chiếm phần cực
tây các tỉnh Lai Châu, Điện Biên. Các thành tạo Paleozoi thượng - Mesozoi tạo
thành phức nếp lõm Nậm U có trục hơi cong theo phương á kinh tuyến.
1.2.1.3. Các trũng nội lục Paleozoi muộn - Kainozoi gồm hệ rift nội lục
Permi muộn - Mesozoi, hệ rift nội lục sau va chạm Mesozoi và trũng nội lục
Kainozoi, gồm:
- Hệ rift nội lục Permi muộn - Mesozoi gồm các trũng nội lục có nguồn
gốc phân dị và thời gian hình thành khác nhau, đó là các rift nội lục Permi
muộn - Mesozoi Sông Hiến - An Châu ở Đông Bắc Bộ và Sông Đà - Tú Lệ ở
Tây Bắc Bộ.
- Hệ rift nội lục sau va chạm Mesozoi được đặc trưng bởi rift Sầm Nưa
- Hoành Sơn. Trong vùng nghiên cứu chỉ xuất hiện phần tây bắc của rift Sầm
Nưa - Hoành Sơn phân bố ở khu vực Điện Biên. Hệ rift này nằm chồng lên
móng không đồng nhất từ tiền Cambri đến Paleozoi.
- Các trũng nội lục Kainozoi nằm chồng trên các móng đa nguồn được
đặc trưng bởi trũng châu thổ Sông Hồng.

26. 15
1.2.2. Địa tầng
Theo loạt bản đồ địa chất Tây Bắc Bộ và Đông Bắc Bộ tỷ lệ 1/200.000
[36], tham gia vào cấu trúc địa chất vùng Bắc Bộ Việt Nam gồm các thành tạo
biến chất, trầm tích lục nguyên xen phun trào, các trầm tích lục nguyên, trầm
tích lục nguyên - carbonat có tuổi từ Tiền Cambri đến Đệ Tứ, với hơn 123 hệ
tầng và hệ Đệ tứ không phân chia [39], [47]. Để phù hợp với mục tiêu nghiên
cứu, Luận án chỉ mô tả những địa tầng có liên quan đến kaolin.
1.2.2.1. Thành tạo Tiền Cambri (PR)
Được phân chia thành loạt Sông Hồng và loạt Xuân Đài, trong đó các
đá của loạt phân bố trong đới Sông Hồng như là một cấu trúc địa luỹ, kẹp
giữa hai đới đứt gãy Sông Hồng và Sông Chảy kéo dài từ biên giới Việt -
Trung đến đồng bằng Bắc Bộ, lộ ra ở địa phận tỉnh Lào Cai, Yên Bái và Phú
Thọ, Vĩnh Phúc và Hà Nội
Các trầm tích ban đầu của hệ tầng chủ yếu gồm trầm tích lục nguyên
(cát kết, bột kết, sét kết) xen ít đá núi lửa thành phần mafic và tuf của chúng,
các lớp, thấu kính đá sét vôi có cấu tạo phân lớp không đều. Thành phần sét
trong trầm tích ban đầu chủ yếu là kaolin - montmorilonit.
Loạt Sông Hồng được chia thành các hệ tầng:
Hệ tầng Núi Con Voi (PR1 nv): phân bố dọc Sông Hồng tại các tỉnh
Tuyên Quang, Yên Bái, Lào Cai. Mặt cắt đặc trưng lộ ra dọc Ngòi Mười, Yên
Bái, thành phần các lớp gồm: a) Plagiogneis biotit - silimanit - almanđin,
nhiều thấu kính amphibolit, đôi nơi có thấu kính đá hoa ở phần trên, >700 m;
b) đá phiến thạch anh - biotit - silimanit - granat - graphit xen gneis điopsiđ,
quarzit, thấu kính gneis amphibol và amphibolit, 300 m.
Hệ tầng Ngòi Chi (PR1-2 nc): có quan hệ chuyển tiếp trên hệ tầng Núi
Con Voi. Đáy là tập quarzit, chuyển lên đá phiến thạch anh - felspat - granat

27. 16
xen đá phiến thạch anh - biotit - silimanit - granat, quarzit, thấu kính
amphibolit và đá hoa.
Liên quan với các đá biến chất của loạt Sông Hồng là các thân
pegmatoid làm nguyên liệu sứ gốm, kaolin hình thành từ các thân pegmatoid
bị phong hoá, là các thân pegmatoid chứa rubi, các đá phiến silimanit cao
nhôm, các mỏ graphit. Các mạch, thấu kính pegmatit có chiều dầy khác nhau,
tập trung thành các mạch, đai mạch xuyên cắt trong các thành tạo biến chất.
Loạt Xuân Đài được chia thành các hệ tầng:
Hệ tầng Suối Chiềng (PR1 sc): phân bố trên cấu trúc Phan Si Pan, rải
rác từ Lào Cai đến tỉnh Hoà Bình. Tại mặt cắt chuẩn ở suối Chiềng, phần
dưới: gneis xen các lớp mỏng quartzit, quartzit biotit, đá phiến thạch anh -
biotit - granat. Dày 700 m; phần trên: amphibolit, gneis amphibol - biotit, xen
với đá phiến biotit, quartzit biotit. Dày 1500 m.
Hệ tầng Thạch Khoán (PR2 -ϵ1 tk): phân bố chủ yếu ở vùng Thanh Sơn
- Thanh Thuỷ (Tân Phương, Phú Cường, Sơn Thủy) và trong một vài diện
tích nhỏ ở Đá Chông và Minh Quang (Ba Vì).
Mặt cắt của hệ tầng lộ ra tốt nhất từ suối Đồi Giòng về Đèo Dài - Thọ
Xuyên. Ở đó hệ tầng có thể phân chia thành 4 phần từ dưới lên trên gồm:
phần dưới (PR2 - ϵ1 tk1): đá phiến thạch anh - hai mica - granat, đá phiến mica
- staurolit - đisthen và các tập mỏng vảy mica xếp đặc sít; phần giữa (PR2 -
ϵ1 tk2): đá phiến thạch anh - hai mica chứa đisthen, ít thấu kính amphibolit xen
kẽ nhịp nhàng các lớp quarzit có độ dày thay đổi, đôi lớp có chứa tinh thể
magnetit kích thước nhỏ; phần trên (PR2 - ϵ1 tk3): đá phiến thạch anh - hai
mica - granat xen kẽ với quarzit chứa muscovit vảy nhỏ, kẹp ít lớp mỏng đá
hoa chứa tremolit; phần trên cùng (PR2 - ϵ1 tk4): quarzit màu trắng sạch. Tổng
bề dày của hệ tầng khoảng 1.000 m.
1.2.2.2. Thành tạo Cambri ()

28. 17
Hệ tầng Thần Sa (ε2-3 ts): gồm các trầm tích lục nguyên xen ít lớp
carbonat, lộ ra ở Thái Nguyên, Bắc Kạn, Cao Bằng. Theo mặt cắt ở vùng Bản
Chấu - Bản Tinh và thung lũng Thần Sa, hệ tầng gồm: phần dưới (ε2-3 ts1): đá
phiến sét màu xám xen bột kết, ít cát kết phân lớp mỏng. Dày 300 - 400m;
phần trên (ε2-3 ts2): đá phiến sét, cát bột kết màu xám, cát kết thạch anh xen
sét vôi phân lớp mỏng, đá vôi cấu tạo sọc dải. Dày 700 - 800m.
1.2.2.3. Thành tạo Devon (D)
Hệ tầng Bản Nguồn (D1 bn): gồm trầm tích lục nguyên xen ít tập đá
vôi, phân bố ở thượng nguồn Sông Mua, hạ lưu sông Đà, trong các vùng Ngã
Hai, Bản Nguồn, Bản Thọc, Hoà Bình - Tu Lý và một dải hẹp từ Mó Tôm qua
Bản Ngùi ở bờ phải sông Đà.
1.2.2.4. Các thành tạo Pecmi - Trias (P - T)
- Hệ tầng Viên Nam (P3c vn): gồm các đá núi lửa mafic và axit á kiềm
phổ biến trong rift sông Đà, chủ yếu gặp ở Sơn La, Hoà Bình, Hà Nội. Mặt
cắt của hệ tầng bao gồm bazan, bazan porphyr, bazan hạnh nhân, tuf bazan.
Đá thường bị propylit hóa với THCSKV có albit - actinolit - epiđot - chlorit -
calcit. Trong mặt cắt đôi khi gặp những lớp ryolit dày vài chục mét đến 100m.
Bề dày hệ tầng từ 800 - 1.500m.
- Hệ tầng Nà Khuất (T2l nk): nằm trong rift An Châu, phân bố chủ yếu
ở Lạng Sơn, Thái Nguyên và bắc Quảng Ninh từ Bình Liêu - Tiên Yên đến
Ba Chẽ. Mặt cắt đặc trưng tại Lạng Sơn có chiều dày khoảng 950m, bao gồm
bột kết chứa vôi xám sẫm, phân lớp mỏng, cát kết thạch anh hạt nhỏ đến vừa,
bột kết xám lục, tím nhạt.
- Hệ tầng Khôn Làng (T2a kl): hệ tầng trầm tích nguồn núi lửa phân bố
ở vùng Việt Bắc. Mặt cắt của hệ tầng gồm: tập 1: cuội kết vôi, sạn - cát kết,
thấu kính sét vôi, ít lớp kẹp đá phiến sét, dày 3 - 4m; tập 2: tuf, ryolit,
ryodacit, felsit, dày 200 - 250m.

29. 18
- Hệ tầng Sông Bôi (T2l-T3c sb): phân bố chủ yếu ở Hòa Bình. Mặt cắt
đặc trưng gồm các lớp: cuội kết cơ sở, cát kết, lớp kẹp bột kết, 100 m; bột kết,
cát kết, đá phiến sét, 100 m; cát kết, 100 m; đá phiến sét, bột kết, sét than, 400
m; cát bột kết, bột kết, 100 m.
- Hệ tầng Văn Lãng (T3n-r vl): phân bố ở bể An Châu - Sông Hiến, chủ
yếu Thái Nguyên và Bắc Giang. Mặt cắt đặc trưng gồm các lớp: cuội kết cơ
sở dày từ 20 - 80m; đá vôi xám đen, lớp kẹp cát kết vôi dày 100m; sét vôi, sét
than, bột kết than, các vỉa than bitum và antracit; đá vôi, sét vôi, cát kết vôi
dày 200m; cát bột kết vôi, sét than, thấu kính than dày 100m.
- Hệ tầng Hòn Gai (T3n-r hg): phân bố rộng rãi ở vùng duyên hải
Quảng Ninh, kéo dài từ đảo Cái Bầu, các vùng mỏ Mông Dương, Cẩm Phả
qua Hoành Bồ, Yên Lập, Tràng Bạch, Mạo Khê, Đông Triều đến Phả Lại, và
ở phía bắc các vùng mỏ này có dải Bảo Đài Yên Tử. Tuy có diện phân bố
rộng như vậy, nhưng có mặt cắt tự nhiên đầy đủ của hệ tầng. Trong công trình
nghiên cứu nhằm đồng danh các vỉa than ở bể than Quảng Ninh (Nguyễn Chí
Hưởng, Đặng Trần Huyên, 1990) đã mô tả hệ tầng với ba phần gồm: phần
dưới: lộ ra ở đảo Cái Bầu, chứa các hoá thạch thực vật và sét than xám đen,
các vỉa than ít giá trị công nghiệp; phần giữa: lộ ra ở phần lớn diện tích bể
than, gồm: cuội kết, sạn kết xám sáng, phân lớp dày đến dạng khối, có nơi là
cuội kết có lỗ hổng xen cát kết hạt thô màu xám và các di tích thực vật, là tập
chứa than có giá trị nhất của hệ tầng Hòn Gai; phần trên: lộ ra chủ yếu ở đỉnh
dãy Yên Tử, trong phần trục của nếp lõm, bao gồm cuội kết và sỏi kết thạch
anh, cát kết hạt thô xen bột kết xám sẫm, sét than xám đen và ít ổ hoặc thấu
kính than.
1.2.2.5. Thành tạo Jura - Creta (J - K)
Hệ tầng Tú Lệ (J3 - K1 tl): phân bố vùng Tây Bắc Bộ tại Yên Bái và Sơn
La. Mặt cắt đặc trưng lộ ra dọc Ngòi Thia, đoạn gần Phu Luông, thành phần

30. 19
gồm ryolit porphyr, ryolit, porphyr thạch anh.
1.2.2.6. Thành tạo Neogen (N)
Hệ tầng Đồng Ho (N1
3
đh): phân bố ở khu vực Hoành Bồ và Đông
Triều, Quảng Ninh; thị trấn Xuân Hoà, Vĩnh Phúc. Mặt cắt đặc trưng lộ ra ở
suối Đồng Ho và đường Trới - Bàng Bê với thành phần các lớp gồm: cuội kết
dày từ 25 - 130m; sạn kết và cát kết dày từ 10 - 100m; bột kết và đá phiến tẩm
dầu, than lignit; cát kết hạt vừa dày từ 10 - 30m; cát kết hạt mịn, cuội kết và
sạn kết dày 8m; sét kết với các thấu kính cát kết, sạn kết và cuội kết dày từ 60
- 70m; cát kết và bột kết dày 10m.
1.2.3. Magma xâm nhập
Các thành tạo magma xâm nhập phong hóa thành kaolin chủ yếu là
magma thành phần axit thuộc pha xâm nhập chính (pha 1) và pha đá mạch
(pegmatit, aplit); ít hơn là đá magma xâm nhập thành phần bazơ. Trong đó,
pegmatit là loại đá có vai trò quan trọng nhất đối với quá trình thành tạo
kaolin nguồn gốc phong hóa. [36], [37], [47]
1.2.3.1. Magma xâm nhập thành phần axit
- Phức hệ Tân Phương (1PZ1 tp): phân bố trong á địa khu Phan Si Pan
- địa khu Hoàng Liên Sơn, chủ yếu lộ ra ở Phú Thọ, gồm hai pha:
a) Pha xâm nhập chính gồm nhiều khối lộ ra ở Thanh Sơn, Thanh Thủy
v.v với thành phần chủ yếu là đá granit dạng gơnai màu xám trắng đến xám,
cấu tạo phân dải. Thành phần khoáng vật chủ yếu gồm felspat 45 - 75%, thạch
anh 25 - 30% và biotit 5 - 17%. Các khoáng vật phụ có apatit, zircon, sfen...;
b) Pha đá mạch gồm nhiều thể pegmatit phân bố rộng rãi ở Phú Thọ và
Vĩnh Phúc. Đá màu trắng đục, cấu tạo khối, kiến trúc hạt tha hình, thành phần
khoáng vật chủ yếu gồm: felspat 45 - 76%, thạch anh 3 - 25%, muscovit từ ít
đến 5%; các khoáng vật khác như granat, turmalin từ ít đến vài %.
- Phức hệ Sông Chảy (PZ1-2 sc): phân bố trong cấu trúc tạo núi nội lục

31. 20
Bắc Bộ, gặp ở Hà Giang, Tuyên Quang, Yên Bái và Vĩnh Phúc, gồm hai pha:
a) Pha xâm nhập chính: granit 2 mica dạng gneis, granit dạng porphyr,
granodioritogneis, plagiogranit dạng gneis;
b) Pha đá mạch: granit aplit, pegmatit sáng màu.
Các đá của phức hệ có màu xám loang lổ, xám trắng. Khoáng vật tạo đá
chính là felspat kali, plagioclas, thạch anh, biotit, muscovit. Các đá thường
thuộc loại cao nhôm, thấp calci và magne.
- Phức hệ Ngân Sơn (aD3 ns): phân bố trong cấu trúc tạo núi nội lục
Bắc Bộ, gặp ở Bắc Kạn, Tuyên Quang bao gồm các thể granit 2 mica, granit
sáng màu có turmalin, gồm hai pha:
a) Pha xâm nhập chính (aD3 ns1): granit biotit hạt vừa; plagiogranit
dạng gneis yếu sáng màu và hạt nhỏ, giàu muscovit, thạch anh; granit 2 mica
hạt nhỏ - vừa dạng porphyr.
b) Pha đá mạch (aD3 ns2): đá mạch aplit, pegmatit sáng màu.
- Phức hệ Tân Hương (γE3-n1 th): phân bố trong á địa khu Núi Con Voi -
địa khu Hoàng Liên Sơn và có quan hệ xuyên cắt, đôi chỗ giả khớp đều với các
đá biến chất thuộc hệ tầng Núi Con Voi và hệ tầng Ngòi Chi. Phức hệ Tân
Hương phân bố ở khu vực Văn Yên - Trấn Yên, tỉnh Yên Bái, gồm hai pha:
a) Pha xâm nhập chính (γE3-n1 th1): có thành phần thạch học gồm
granodiorit màu xám trắng, hạt nhỏ đến mịn, cấu tạo định hướng, kiến trúc hạt
vừa tự hình, bị nứt nẻ mạnh; thành phần khoáng vật: plagioclas 55%,
orthoclas 15%, thạch anh 15%, granat và zircon từ vài hạt đến 2 - 3%.
Plagiogranit biotit chứa granat màu trắng đục, hạt vừa đến nhỏ, cấu tạo định
hướng, kiến trúc hạt nửa tự hình. Thành phần khoáng vật gồm: oligioclas 60%,
orthoclas 2%, thạch anh 28%, biotit 10%, granat vài hạt, monazit vài hạt.
b) Pha đá mạch (γE3-n1 th2): gồm các mạch, thấu kính pegmatit có chiều
dài từ vài mét đến hàng nghìn mét, bề dày từ vài centimét đến vài chục mét.

32. 21
Pegmatit có mràu trắng đục phớt xám, hạt nhỏ đến lớn, cấu tạo khối đến định
hướng, kiến trúc hạt nửa tự hình, bị nứt nẻ mạnh. Thành phần khoáng vật
gồm: felspat kali 45 - 68% (chủ yếu là orthoclas, đôi khi là microclin),
plagioclas 10 - 25% (chủ yếu là oligioclas rất ít là albit), thạch anh 12 - 20%,
biotit <2%, sericit + muscovit <3%, granat vài hạt - 3%. Phần trên của các
thân pegmatit phong hóa thành kaolin màu vàng phớt nâu, trắng phớt vàng.
Đá magma phức hệ Tân Hương có tổng kiềm (Na2O + K2O) chủ yếu
thuộc loại trung bình - cao (7,30 - 8,67%) đến cao (9,3%), kiểu kiềm trội kali
(K2O/ Na2O: 1,16 - 2,87).
- Phức hệ Yê Yên Sun (γE2 ys): phân bố ở phần đỉnh và sườn đông dãy
núi Phan Si Pan, kéo dài theo phương tây bắc - đông nam và tiếp tục phát triển
sang lãnh thổ Trung Quốc. Thành phần thạch học gồm: granit biotit, granit
biotit - amphibol, granodiorit, granosyenit, syenit, các đá mạch granit aplit,
granit hạt nhỏ sáng màu dạng aplit, pegmatit và granit pegmatit, gồm hai pha:
a) Pha xâm nhập chính: granit biotit, granit biotit - amphibol và các đá
lai tính granodiorit, granosyenit, syenit.
b) Pha đá mạch: các đá mạch granit aplit, granit hạt nhỏ sáng màu dạng
aplit, pegmatit và granit pegmatit.
1.2.3.2. Magma xâm nhập thành phần bazơ
Phức hệ magma xâm nhập thành phần bazơ liên quan với thành tạo
kaolin nguồn gốc phong hóa rất hạn chế, hiện mới phát hiện được phức hệ
Núi Chúa phân bố ở Thái Nguyên và Tuyên Quang.
Phức hệ Núi Chúa (ν P3 - T1 nc): phân bố trong cấu trúc nội lục Bắc
Bộ, gặp ở Thái Nguyên và Tuyên Quang. Các khối điển hình gồm Núi Chúa,
Khao Quế, Tam Tao, một số khối nhỏ vùng Tùng Bá - Bắc Mê. Khối Núi Chúa
(Đại Từ, Thái Nguyên), phần kéo dài của khối Núi Chúa bị các trầm tích chứa
than của điệp Văn Lãng phủ trực tiếp tách thành khối Đồng Gianh (Sơn

33. 22
Dương, Tuyên Quang) và khối Công Thổ - Phú Minh. Phức hệ Núi Chúa có
thành phần gồm gabro pyroxen, gabro biotit, gabro - diorit, anocthosit và gabro
pegmatit.
1.2.4. Khái quát về cấu trúc kiến tạo vùng Bắc Bộ Việt Nam [47]
1.2.4.1. Các đơn vị kiến tạo và tổ hợp thạch kiến tạo
1.2.4.1.1. Hệ rift nội lục Permi - Mesozoi Sông Hiến - An Châu gồm
các tổ hợp thạch kiến tạo:
- Tổ hợp thạch kiến tạo rift nội lục trầm tích và núi lửa - pluton Permi
muộn - Trias: tổ hợp này có thành phần đa dạng từ mafic - siêu mafic đến
felsic cũng như các trầm tích lục nguyên - carbonat. Đặc biệt là dãy trầm tích
Trias kiểu biển tiến bắt đầu bằng cuội - sạn kết hỗn tạp, ryolit, ryodacit, tuf …
thuộc hệ tầng Khôn Làng chứa các mỏ, điểm kaolin nguồn gốc nhiệt dịch biến
chất trao đổi.
- Tổ hợp trầm tích lục nguyên á lục địa, lục địa Trias giữa - muộn: các
dãy trầm tích Mesozoi trung - thượng tiếp tục lắng đọng và chuyển dần từ
tướng biển sang tướng lục địa trên rift An Châu, được phân chia ra nhiều dãy
khác nhau. Đặc trưng là các thành tạo đá phiến sét, bột kết xen cát - bột kết,
đá phiến sét vôi hệ tầng Nà Khuất; trầm tích lục nguyên chứa than hệ tầng
Văn Lãng, hệ tầng Hòn Gai liên quan với kaolin nguồn gốc phong hóa.
1.2.4.1.2. Hệ rift nội lục Permi muộn - Mesozoi Sông Đà - Tú Lệ gồm
các tổ hợp thạch kiến tạo:
- Các tổ hợp thạch - kiến tạo rift nội lục Permi muộn - Trias muộn,
Carni: các đá núi lửa cùng với các đá trầm tích và xâm nhập của các tổ hợp
này được chia ra các dãy như sau:
+ Dãy Permi thượng - Trias trung: gồm có loạt núi lửa từ mafic đến
felsic được xếp vào hệ tầng Cẩm Thuỷ, Viên Nam, Suối Bé và Tú Lệ. Đặc
trưng với khối granitoid phức hệ Yê Yên Sun liên quan đến kaolin nguồn gốc

34. 23
phong hóa từ các mạch aplit, pegmatit.
+ Dãy trầm tích Trias trung - thượng: gồm các hệ tầng Mường Trai,
Sông Bôi, Nậm Mu.
- Tổ hợp thạch - kiến tạo trầm tích lục nguyên á lục địa, lục địa Trias
muộn, Nori - Creta: có thể chia làm hai dãy gồm dãy molas á lục địa - lục địa
Trias thượng, Nori - Jura trung gồm cuội kết, cát - bột kết, đá phiến sét chứa
than hệ tầng Suối Bàng và dãy trầm tích lục nguyên lục địa Creta thượng
thuộc hệ tầng Yên Châu.
1.2.4.1.3. Hệ rift nội lục sau va chạm Mesozoi Sầm Nưa - Hoành Sơn
gồm các tổ hợp thạch - kiến tạo rift nội lục Trias giữa, tổ hợp thạch - kiến tạo
chứa than và lục địa màu đỏ Trias muộn, Nori - Jura giữa và tổ hợp thạch -
kiến tạo trầm tích - núi lửa sau cung Jura muộn.
1.2.4.2. Các hệ thống đứt gãy chính
Vùng Bắc Bộ Việt Nam là hậu quả của quá trình vận động địa chất đa
kỳ dưới tác động của nhiều chế độ kiến tạo với quy mô, cường độ khác nhau
của hoạt động uốn nếp, đứt gãy lặp đi lặp lại nhiều lần do tác động trực tiếp
của các sự kiện tạo núi. Các hệ thống đứt gãy chính vùng Bắc Bộ Việt Nam
được trình bày ở hình 1.2, gồm:
- Đới đứt gãy Cao Bằng - Tiên Yên (1): là đứt gãy lớn, kéo dài theo
phương tây bắc - đông nam từ Hà Quảng (Cao Bằng) đến Tiên Yên (Quảng
Ninh) ra vịnh Bắc Bộ với chiều dài hơn 250km [Vũ Văn Chinh, 2002]. Đới
đứt gãy có chiều rộng từ vài trăm m đến hàng chục km.
- Đới đứt gãy Yên Minh - Ngân Sơn (2): là đới trượt lớn có dạng cánh
cung, dài hơn 400km. Đới có lịch sử biến dạng phức tạp, có liên quan đến các
thành tạo magma xâm nhập (Núi Chúa, Ngân Sơn).
- Đới đứt gãy Sông Lô (7): có phương tây bắc - đông nam, gần song
song với các đới cắt trượt Sông Hồng, Sông Chảy. Hoạt động của đứt gãy này

35. 24
mang tính đa kỳ, đặc trưng bởi sự tiếp tục biến dạng mạnh mẽ và các thành
tạo Kainozoi lấp đầy các trũng phát triển dọc theo đới trong giai đoạn sớm.
- Đới đứt gãy Yên Tử - Tấn Mài (9): kéo dài từ Thái Nguyên theo
phương đông - đông nam qua Yên Tử tới Tiên Yên. Đi cùng đới này là các hệ
thống đứt gãy song song có quy mô lớn và có cùng bản chất kiến tạo như đứt
gãy Trung Lương và đứt gãy đường 18 [Vũ Văn Chinh, 2002; Cao Đình
Triều, Phạm Huy Long, 2002]. Các đứt gãy này có diện phân bố kéo dài hàng
trăm km và có chiều rộng của đới ảnh hưởng tới hàng km.
- Đứt gãy sông Chảy (12): kéo dài theo phương tây bắc - đông nam dọc
sông Chảy, đóng vai trò phân chia các cấu trúc lớn ở Đông Bắc Bộ và Tây
Bắc Bộ [Dovjikov và nnk, 1965, Trần Văn Trị và nnk, 1977].
- Đới đứt gãy sông Hồng (13): kéo dài hơn 1.000km từ Tây Tạng tới
vịnh Bắc Bộ. Đới cắt trượt Sông Hồng gồm 4 dải biến chất nhiệt độ cao, trong
lãnh thổ Việt Nam là dãy Núi Con Voi kéo dài từ biên giới Việt - Trung đến
Việt Trì. Đứt gãy có chiều sâu phát triển đạt 30 - 40km [Phạm Khoản, 1996]
và 60km [Cao Đình Triều, 1997].
1.2.5. Khoáng sản [38], [47]
Vùng Bắc Bộ Việt Nam rất phong phú và đa dạng về khoáng sản, trong
đó có những loại khoáng sản có tiềm năng lớn như than, sắt, đồng, chì - kẽm,
đất hiếm, kaolin, felspat, talc, đá ốp lát v.v. phân bố trong các thành tạo địa
chất khác nhau.
- Khoáng sản nhiên liệu: than khoáng vùng Bắc Bộ Việt Nam phân bố
trong các bể than Quảng Ninh, Thái Nguyên - An Châu, Sông Hồng, Sông Đà
và rải rác một số dải, diện tích chứa than nhỏ như dải Cao Bằng - Lạng Sơn,
dọc sông Hồng, sông Chảy thuộc địa phận các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Phú
Thọ, Tuyên Quang. Các tích tụ than có ý nghĩa kinh tế nhất hiện nay hầu hết
được thành tạo vào Trias muộn, Nori - Ret; các tụ khoáng than được thành tạo

36. 25
vào Đệ Tam (Oligocen - Miocen) có quy mô lớn, nhưng chưa được khai thác
quy mô công nghiệp.
- Khoáng sản phóng xạ: uran - thori phát triển trong đá biến chất cổ hệ
tầng Suối Chiềng và hệ tầng Sin Quyền (Phú Thọ) Lào Cai, Lai Châu, Yên
Bái, Thái Nguyên, Quảng Ninh v.v).
- Khoáng sản kim loại: sắt, phân bố không đồng đều ở các tỉnh Yên
Bái, Phú Thọ, Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Cạn, Thái Nguyên; mangan, phần
lớn các mỏ và điểm quặng mangan phân bố ở Đông Bắc Bắc Bộ và hầu hết
các mỏ có giá trị công nghiệp đều tập trung ở vùng Trùng Khánh, Cao
Băng. Ở vùng Chiêm Hóa, Tuyên Quang có các mỏ tập trung xung quanh
khu vực Đèo Bụt. Ở vùng Hà Giang các điểm quặng phân bố rải rác ở Bắc
Quang, Tòng Bá. Các thành tạo quặng mangan thường liên quan đến các
đá có tuổi Devon muộn - Cacbon sớm; đồng, phân bố trong các đá biến
chất hệ tầng Sin Quyền ở Lào Cai, Yên Bái, trong các đá trầm tích - phun
trào mafic hệ tầng Sông Mã, bazan - trachit hệ tầng Viên Nam ở Sơn La và
đá cát kết màu xám và đá phiến sét, sét vôi của hệ tầng Mẫu Sơn ở Bắc
Giang; chì - kẽm, phân bố chủ yếu trong các đá vôi, đá hoa, đá phiến vôi
hệ tầng Phia Khao và đá phiến sét sericit, đá phiến vôi, đá vôi, đá hoa, cát
bột kết vôi, đá phiến silic, có nơi gặp ryolit, albitophyr, tuf nhiễm mangan
hệ tầng Pia Phương ở Bắc Cạn, Thái Nguyên, Tuyên Quang và trong các
đá lục nguyên - carbonat có tuổi Paleozoi và Mesozoi ở Thái Nguyên,
Tuyên Quang, Phú Thọ; vàng (Phú Thọ, Hà Giang, Lai Châu, Sơn La, Bắc
Kạn, Hòa Bình v.v); titan (Thái Nguyên, Tuyên Quang); đất hiếm (Lai
Châu, Yên Bái, Lào Cai), mangan (Cao Bằng, Hà Giang v.v); thiếc -
vonfram (Cao Bằng, Tuyên Quang, Thái Nguyên v.v) v.v.; bauxit, các
thành tạo bauxit nguồn gốc trầm tích (một số bị biến chất) có tuổi Permi
muộn nằm trên mặt bào mòn của đá vôi Carbon - Permi, rất ít mỏ nằm trên

37. 26
mặt bào mòn đá vôi tuổi Devon, phân bố ở các tỉnh Hà Giang, Cao Bằng,
Lạng Sơn, Bắc Giang và rải rác một vài nơi khác như ở Sơn La. Các thành
tạo bauxit nguồn gốc phong hóa từ đá bazan có tuổi Neogen - Đệ Tứ phân
bố ở Lai Châu.
- Khoáng chất công nghiệp: kaolin và felspat (Lào Cai, Yên Bái, Phú
Thọ, Vĩnh Phúc, Tuyên Quang, Hòa Bình, Thái Nguyên, Quảng Ninh v.v);
talc liên quan với các phân vị địa tầng tuôi Paleozoi giàu carbonat bị dolomit hóa
(Phú Thọ, Sơn La); serpentin (Lào Cai, Phú Thọ); apatit có nguồn gốc trầm tích
- biến chất thuộc hệ tầng Cam Đường (Lào Cai), barit nguồn gốc nhiệt dịch trong
hệ tầng Mẫu Sơn (Tuyên Quang, Phú Thọ, Bắc Giang) v.v.
- Vật liệu xây dựng: đá ốp lát (Yên Bái); đá vôi và sét xi măng (Phú
Thọ, Ninh Bình, Hà Nam, Quảng Ninh, Thái Nguyên, Tuyên Quang..); đá xây
dựng thông thường, cát sỏi và sét gạch ngói phong hóa chủ yếu từ trầm tích
Neogen của các hệ tầng Na Dương, Giếng Đáy; sét làm nguyên liệu xi măng
là thành tạo lục nguyên tuổi Trias của các hệ tầng Sông Hiến, Lạng Sơn,
Đồng Trầu, Sông Bôi, Mẫu Sơn và rải rác trong các trầm tích lục nguyên của
hệ Jura, Devon với quy mô lớn.
- Đá quý và bán quý: rubi, saphia, corindon, turmalin, thạch anh (Yên
Bái, Phú Thọ v.v).
- Nước khoáng, nước nóng (Phú Thọ, Lào Cai, Quảng Ninh, Tuyên
Quang, Hòa Bình v.v).

38. 27
CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Cơ sở lý luận
2.1.1. Khái niệm về kaolin và nguồn gốc thành tạo
2.1.1.1. Khái niệm chung
a) Kaolin: hay khoáng sản kaolin là thuật ngữ dùng để chỉ loại khoáng
chất công nghiệp có thành phần khoáng vật chủ yếu là kaolinit cùng một số
khoáng vật khác như ilit, montmorilonit, thạch anh v.v.
b) Kaolinit: nằm trong nhóm khoáng vật sét, hiện nay, trên thế giới còn
nhiều quan điểm về việc phân loại khoáng vật sét nên cũng có nhiều kiểu
phân loại, xếp nhóm kaolinit khác nhau.
- Các nhà khoáng vật học Liên Xô cũ (Lazarenko, Milopski...) phân các
khoáng vật sét thành bốn họ, trong đó họ sét kaolin gồm kaolinit, dickit,
nacrit; họ sét haloysit: haloysit, (garnierit), alophan.
- Một số nhà khoáng vật học phương tây có phân loại khác:
+ Keit Frye (1981) đã phân nhóm kaolinit: bao gồm các khoáng vật
thuộc loạt kaolinit - haloysit và loạt serpentin (lizardit và chrysotil).
+ William Ness (1991), Deer và nnk (1993) dựa vào đặc điểm thành
phần hoá học, cấu trúc ô mạng đã phân họ sét kaolinit: với công thức chung
là: Al4 [SiO10] (OH)8, bao gồm nhóm kaolinit (còn có tên gọi là kandit, gồm
các khoáng vật kaolinit, dickit, nacrit) và nhóm haloysit.
Năm 2006, Hiệp hội nghiên cứu sét quốc tế đã phân loại các khoáng vật
sét gồm 10 nhóm với khoảng 56 khoáng vật, trong đó bao gồm cả những
khoáng vật trước đây không được coi là khoáng vật sét như nhóm serpentin,
pyrophylit, chlorit.... Theo phân loại của Hiệp hội nghiên cứu sét quốc tế
AIPEA (theo Robert M và nnk, 2013), nhóm kaolinit gồm các khoáng vật:
kaolinit, dickit, nacrit có chung công thức lý thuyết Al2(OH)4[Si2O5]; haloysit

39. 28
7Ao
có công thức lý thuyết Al2(OH)4[Si2O5], haloysit 10Ao
có công thức lý
thuyết Al2(OH)4[Si2O5].2H2O và hisingerit có công thức lý thuyết
(Fe3+
)2(OH)4[Si2O5].2H2O.
Đặc điểm cấu trúc: kaolinit có cấu trúc lớp với hai tầng (được ký hiệu là
1/1 hay T - O, gồm một tầng tứ diện và 1 tầng bát diện), trong đó tầng tứ diện
SiO4 gắn với một tầng bao gồm các bát diện Al(O,OH)6 với các nút mạng ở
tâm là ion Al3+
. Đóng vai trò ion liên kết ở hai đỉnh trên (gắn với các tứ diện)
là các anion oxi (O2-
), còn tại vị trí của hai đỉnh phía dưới và hai đỉnh bên
cạnh là các nhóm (OH)-
. Tổng hợp các tầng này trung hòa về điện tích trong
một đơn vị ô mạng cơ sở {Al4(OH)8[Si4O10]}, trong đó 13 điện tích dương
của 4 cation nhôm được trung hoà bằng 6 điện tích âm của tầng tứ diện cộng
với 6 điện tích âm của nhóm (OH)-
. Đặc điểm của cấu trúc kiểu này là mức độ
gắn kết khá chặt chẽ, dẫn đến khoáng vật có cấu trúc này khá bền về mặt hoá
học (khó bị phong hoá hơn) các khoáng vật sét có kiểu cấu trúc khác. Trong
cấu trúc lớp hai tầng của các khoáng vật sét, giữa các lớp thường không có
các cation kim loại kiềm (hoặc kiềm thổ) đóng vai trò liên kết, do vậy tầng bát
diện của lớp thứ nhất thường khá gần gũi với tầng tứ diện của lớp thứ 2. Điều
đó dẫn đến đặc điểm của cấu trúc kiểu này là khoảng cách giữa các họ mặt
mạng, thông số c (d) trong ô mạng cơ sở thường nhỏ, ít khi vượt quá 8Ao
.
Đặc điểm này giải thích mức độ bền vững khá tốt của cấu trúc của khoáng vật
và do không có các cation phụ giữa các lớp và khoảng không gian giữa các
lớp rất hẹp nên các khoáng vật nhóm kaolinit ít có khả năng hấp thụ nước,
khả năng trao đổi ion và trương nở cũng rất kém [22].
Đặc điểm hình thái: khoáng vật kaolinit nói riêng và các khoáng vật sét
nói chung có kích thước tinh thể rất nhỏ, phần lớn chỉ quan sát được dưới
kinh hiển vi điện tử với độ phóng đại từ hàng ngàn lần đến hàng trăm ngàn
lần. Hình thái đơn tinh thể của kaolinit, dickit và nacrit có dạng tấm, vẩy hình

40. 29
lục giác; haloysit có dạng sợi hoặc ống. Chúng thường có tập hợp dạng đất
mềm bở, gắn kết yếu hoặc bở rời, riêng các khoáng vật kaolin nguồn gốc
nhiệt dịch biến chất trao đổi thường có tập hợp dạng đặc xít hoặc vẩy, hạt và
có mức độ gắn kết khá chặt chẽ. Các đặc điểm chính của các khoáng vật
nhóm kaolinit được mô tả ở bảng 2.1 [22].
Bảng 2.1. Khái quát các đặc điểm chính của các khoáng vật nhóm kaolinit
Các đặc điểm Mô tả
Kiểu cấu trúc 1:1 tứ diện và bát diện
Tổ phần bát diện Di - octahedral (lưỡng bát diện)
Cation chính giữa các lớp Hầu như không có
Nước giữa các lớp Chỉ có ở haloysit (một lớp phân tử nước)
Thông số hàng mạng 7,1A0
(10A0
đối với haloysit)
Công thức Al4(OH)8[SiO10] có biến đổi chút ít
Tác dụng với axit Ít khi tan trong axit loãng
Nung ở 2000
C
Haloysit bị xẹp xuống 7,4A0
, các khoáng vật
khác trong nhóm không bị ảnh hưởng
Nung ở 6500 Kaolinit => metakaolinit (14A0
); dickit =>
metadikit (14A0
)
Nguồn gốc
Biến đổi từ các đá felsit, felspat… trong điều
kiện axit
2.1.1.2. Nguồn gốc thành tạo
Kết quả nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam đã xác nhận có ba loại
nguồn gốc thành tạo kaolin là phong hóa, nhiệt dịch biến chất trao đổi và tái
trầm tích.
- Nguồn gốc phong hóa: rất phổ biến trong tự nhiên, chúng được hình
thành do phong hóa các đá magma thành phần từ axit đến bazơ, đá biến chất
và đá trầm tích giàu khoáng vật felspat. Tùy thuộc vào điều kiện môi trường,
các khoáng vật alumosilicat mà chủ yếu từ khoáng vật phổ biến nhất trong các
đá mẹ là felspat có thể bị biến đổi thành các khoáng vật khác nhau. Trong quá
trình phong hóa kaolinit được hình thành trong điều kiện có sự cân bằng hàm
lượng giữa Al+3
và Si+4
, ngoài ra hàm lượng ion H+
phải cao (môi trường

41. 30
axit), không có Mg và các kiềm - kiềm thổ khác theo phản ứng:
2KAlSi3O8 + 2H+
+ H2O  2K+
+ 4Si(OH)4 + Al2(OH)4[Si2O5]
Hay
CaAl2Si2O8 + H2CO3+ 1/2O2  (Ca2+
+ CO3
2-
) + Al2(OH)4[Si2O5]
Trong môi trường giàu Mg+2
, kaolinit có thể biến thành chlorit, tương
tự như giai đoạn đầu của quá trình biến chất; trong môi trường giàu Mg+2
và
Na+
, kaolinit có thể biến thành montmorilonit hoặc (saponit); trong điều kiện
môi trường kiềm, mức độ phong hoá vừa phải, felspat (orthoclas) sẽ bị phong
hóa thành hydromica (ilit).
Haloysit là kết quả của quá trình phong hoá rất nhanh của felspat,
chúng được thành tạo tại những vị trí có nồng độ Al+3
xấp xỉ nồng độ Si+4
(Evan và Bin, 1978)… và còn là sản phẩm tái kết tinh của các alumosilicat vô
định hình kiểu như alophan thành cầu trúc có mức độ kết tinh chặt chẽ hơn
cùng với thời gian trong môi trường thành tạo có nồng độ ion H+
phải cao và
nồng độ các bazơ thấp hoặc hầu như không có. [22]
Trong điều kiện thuận lợi, tổ phần (K,Na,Ca...)(OH) bị mang đi ngay
sau khi hình thành thì quá trình phong hóa tạo kaolinit xảy ra mạnh sẽ tạo mỏ
kaolin với THCSKV đặc trưng là kaolinit - thạch anh; trong điều kiện quá bão
hòa nước lưu thông sẽ tạo mỏ kaolin với THCSKV đặc trưng là kaolinit -
haloysit (metahaloysit) - thạch anh; trong điều kiện (K,Na,Ca...)(OH) bị
mang đi từ từ cũng sẽ tạo mỏ kaolin phong hóa với THCSKV đặc trưng là
kaolinit ( haloysit, metahaloysit) - ilit - thạch anh; còn trong điều kiện nước
lưu thông kém tổ phần (K,Na,Ca)(OH) không bị mang đi hoặc mang đi chậm
chạp sẽ không tạo mỏ kaolin.
- Nguồn gốc nhiệt dịch biến chất trao đổi: không phổ biến như các loại
nguồn gốc khác, nhưng thường có một số khoáng sản khác có giá trị đi cùng
như alunit, pyrophylit, quarzit cao nhôm v.v.

42. 31
Trong quá trình nhiệt dịch, các khoáng vật nhóm kaolinit được hình
thành do phản ứng thay thế trao đổi giữa dung dịch nhiệt dịch có độ pH<7
mang tính oxy hóa với các khoáng vật alumosilicat ở đới nông, gần mặt đất
trong điều kiện nhiệt độ thấp. Trong điều kiện dung dịch nhiệt dịch có pH từ 4
đến 6 sẽ tạo thành đá biến đổi có THCSKV đặc trưng là dickit - nacrit  ilit -
thạch anh. Trong điều kiện dung dịch nhiệt dịch giàu SO4
-2
với pH<4 và các
đá bị thay thế trao đổi giàu nhôm sẽ tạo thành loại đá biến đổi có THCSKV
đặc trưng là dickit - nacrit - alunit ( boemit, diaspor) - thạch anh.
- Nguồn gốc tái trầm tích: trong quá trình trầm tích, các khoáng vật
nhóm kaolinit được lắng đọng cùng các vật liệu trầm tích khác trong các trũng
nội lục hoặc trong các đầm, hồ, vũng vịnh ven biển. Trong điều kiện nội lục
kaolinit thường lắng đọng cùng haloysit, metahaloysit, ilit; còn trong điều
kiện của các vũng vịnh, đầm, hồ ven biển kaolinit thường lắng đọng cùng
hydromuscovit.
2.1.1.3. Vai trò của các yếu tố trong thành tạo khoáng sản kaolin vùng
Bắc Bộ Việt Nam
Vùng Bắc Bộ Việt Nam có cấu tạo địa chất rất phức tạp với sự tham gia
của những thành tạo địa chất có tuổi khác nhau, phản ánh nhiều chế độ kiến
tạo - magma khác nhau. Sự phức tạp này kéo theo tính đa dạng và phức tạp
của các loại khoáng sản đa nguồn gốc, trong đó có khoáng sản kaolin. Chính
vì vậy, việc xác định các thành tạo địa chất và đánh giá vai trò của chúng với
quá trình thành tạo kaolin gặp không ít khó khăn.
Trong vùng Bắc Bộ, khoáng sản kaolin chỉ liên quan với một số các
thành tạo địa chất nhất định. Trong đó nổi bật là mối quan hệ của kaolin
phong hóa với các đá magma thành phần axit có tuổi từ Paleozoi đến
Mesozoi. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu cho thấy, yếu tố magma, kiến tạo,
thạch - địa tầng và các yếu tố khác có vai trò quan trọng đối với quá trình

43. 32
thành tạo kaolin trong vùng nghiên cứu.
- Vai trò của các thành tạo magma: khoáng sản kaolin nguồn gốc ngoại
sinh và nội sinh được phát hiện chủ yếu liên quan đến các thành tạo magma
xâm nhập và phun trào thành phần axit, chiếm tới trên 80% số lượng mỏ và
điểm mỏ đã phát hiện. Ngoài ra, kaolin phong hóa còn liên quan đến các đá
xâm nhập thành phần bazơ; kaolin liên quan đến quá trình nhiệt dịch biến chất
trao đổi.
Đối với đá magma thành phần axit, thành phần khoáng vật chủ yếu là
felspat, thạch anh, mica. Các đá này đều thuận lợi cho quá trình thành tạo
kaolin nguồn gốc phong hóa. Tuy nhiên, pegmatit dễ bị phá huỷ, phong hóa,
biến đổi thành kaolin hơn so với các loại đá khác trong cùng điều kiện địa
chất nội và ngoại lực do các khoáng vật felspat thường có kích thước lớn, độ
tập trung khá cao và bị dập vỡ mạnh; thạch anh kích thước nhỏ và ít tập trung.
Các thân kaolin nguồn gốc phong hóa có hình thái tương đối đa dạng, thường
kéo dài phù hợp với phương phát triển của các thành tạo magma, điển hình là
các thân pegmatit.
Trong vùng nghiên cứu, kaolin nguồn gốc nội sinh được thành tạo do
quá trình nhiệt dịch biến chất trao đổi giữa các dung dịch nhiệt dịch với đá
phun trào ryolit, ryolit porphyr, felsit và tuf của chúng. Đây là kiểu nguồn gốc
ít phổ biến. Các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay đều xác nhận vai trò
quan trọng của dung dịch nhiệt dịch từ dưới sâu đi lên và tầng đá thuận lợi đối
với quá trình thành tạo các thân quặng. Tuy nhiên, việc nghiên cứu mối quan
hệ và cơ chế thành tạo của quá trình biến chất trao đổi giữa các dung dịch
nhiệt dịch với đá phun trào còn hạn chế.
Như vậy, các thành tạo magma đóng vai trò quan trọng (nguồn nguyên
liệu) trong quá trình thành tạo kaolin nguồn gốc phong hóa và nhiệt dịch biến
chất trao đổi, đặc biệt là các pegmatit tuổi Paleozoi và Mesozoi.

44. 33
- Vai trò của các thành tạo trầm tích lục nguyên và biến chất: kaolin
nằm trong VPH các đá trầm tích lục nguyên thành phần cuội, sạn, cát bột sét
kết hoặc đá biến chất tuổi cổ không phổ biến, chiếm tỷ lệ nhỏ. Nguyên nhân
chính là do các thành tạo trầm tích lục nguyên thường có sự xen kẽ các lớp đá
thành phần đa khoáng chứa ít khoáng vật felspat. Vì vậy, chỉ các lớp đá giàu
felspat mới có vai trò quyết định đối với quá trình phong hóa thành tạo kaolin
đạt yêu cầu chất lượng và số lượng. Trong trường hợp này, các thân kaolin
thường có dạng thấu kính, dạng ổ có phương kéo dài trùng với phương phát
triển của các lớp đá gốc.
- Vai trò của các yếu tố cấu trúc - kiến tạo: mối quan hệ giữa các yếu tố
cấu trúc kiến tạo với quá trình tạo kaolin vừa mang tính gián tiếp và trực tiếp.
Các yếu tố này được phân chia theo quy mô như sau:
+ Yếu tố cấu trúc kiến tạo khu vực: đó là các hệ thống đứt gãy có
phương khác nhau, đặc biệt là hệ thống phương tây bắc - đông nam có vai trò
khống chế các hoạt động magma và sự phân bố của chúng trong những cấu
trúc thuận lợi. Biểu hiện rõ nét là mức độ tập trung cao của các thành tạo
pegmatit granit có kích thước khác nhau và phần lớn có phương trùng với
phương của đới cấu trúc Sông Hồng. Ở đây đã ghi nhận được các trường
pegmatit granit lớn là Phú Thọ, Yên Bái, Lào Cai với hơn 700 thân mạch mà
phần lớn chúng phong hóa thành kaolin.
+ Các yếu tố cấu trúc kiến tạo cục bộ: gồm các đứt gãy nhỏ, các hệ
thống khe nứt cắt qua và phá huỷ các thân pegmatit granit và các loại đá phun
trào thành phần axit và trầm tích giàu felspat. Chúng có vai trò nhất định
trong việc thúc đẩy quá trình phong hóa các đá này thành kaolin. Ngoài ra,
đối với kaolin nguồn gốc nhiệt dịch biến chất trao đổi, chúng có vai trò vừa là
kênh dẫn dung dịch nhiệt dịch đi lên, vừa là nơi cư trú, định vị thân khoáng.
- Vai trò của các yếu tố khác: gồm khí hậu, địa hình, thời gian là những

45. 34
điều kiện cần thiết để thành tạo kaolin.
+ Khí hậu thích hợp nhất để quá trình phong hóa các đá giàu felspat
thành kaolin là khí hậu nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới, có mùa mưa xen kẽ mùa
khô. Trong mùa mưa, nước cùng không khí thấm qua khe nứt, lỗ hổng của đá,
quá trình phong hóa hóa học diễn ra và các khoáng vật như felspat bị biến đổi
thành kaolinit. Trong mùa khô, các đá bị nứt nẻ, vỡ vụn tạo điều kiện thuận lợi
để tác dụng phong hóa hóa học phát triển xuống sâu. Sự xen kẽ giữa các mùa
kế tiếp nhau một cách có chu kỳ làm cho tác dụng phá huỷ cơ học và hóa học
xảy ra mạnh mẽ, ngày càng xuống sâu, có thể tới vài chục mét hoặc trăm mét.
+ Địa hình thích hợp để diễn ra quá trình phong hóa và bảo tồn kaolin
là địa hình đồi núi phân cắt không mạnh, có sườn thoải với độ dốc ≤ 300
. Nếu
địa hình dốc, núi cao, bị phân cắt mạnh thì nước mặt chảy xiết sẽ phá huỷ,
cuốn trôi các sản phẩm phong hóa cơ học và hóa học.
+ Thời gian để thành tạo kaolin trong vỏ phong hóa phải lâu dài và
trong thời gian đó điều kiện khí hậu ít thay đổi. Yếu tố này bảo đảm cho các
quá trình phong hóa diễn ra liên tục trong môi trường vật lý và địa hóa tương
đối đồng nhất.
2.1.2. Một số khái niệm khác có liên quan
- Mỏ khoáng (mỏ, mỏ quặng): là nơi tích tụ khoáng sản trong tự nhiên,
hiện nay có thể khai thác được, hoặc trong tương lai không xa có thể khai thác
được với điều kiện kinh tế có lợi và kỹ thuật cho phép.
- Điểm khoáng sản (điểm quặng): là tích tụ khoáng sản tự nhiên, về quy
mô thường không lớn, nhưng chất lượng đáp ứng yêu cầu công nghiệp (biểu
hiện quặng thường đã được đánh giá sơ bộ).
- Biểu hiện khoáng sản (khoáng hóa): là tích tụ tự nhiên các khoáng sản
chưa được đánh giá về quy mô cũng như chất lượng và trong điều kiện hiện
nay không thể xem là đối tượng khai thác.

46. 35
- Kiểu quặng tự nhiên của khoáng sản: là những tích tụ khoáng sản có
những đặc trưng riêng về thành phần khoáng vật, thành phần hóa học, đặc
điểm cấu tạo và kiến trúc. Như vậy, trong một mỏ khoáng có thể có một hoặc
hai kiểu quặng tự nhiên.
- Hạng quặng công nghiệp của khoáng sản: được phân biệt với nhau
bởi sự tập trung của thành phần có ích hoặc tạp chất có hại.
2.2. Cấu trúc vỏ phong hóa và các liên quan đến thành tạo kaolin
2.2.1. Khái niệm vỏ phong hóa (VPH)
+ B.B Polưnov: VPH là phần trên cùng của thạch quyển bao gồm các
sản phẩm bở rời do sự phân huỷ các đá trầm tích, đá magma và đá biến chất.
+ Phạm Văn An (1996): VPH là một phần của thạch quyển, gồm các
sản phẩm bở rời hình thành từ quá trình phân huỷ tại chỗ các loại đá và quặng
dưới tác dụng của các yếu tố phong hóa (T0
; H2O; O2 v.v).
+ Trần Ngọc Thái (2004): VPH là một phần của thạch quyển, gồm các
sản phẩm được hình thành trong đới biểu sinh do quá trình phân hủy tại chỗ
các thể địa chất dưới tác dụng của các yếu tố phong hóa.
2.2.2. Kiểu VPH
Là một tổ hợp tự nhiên các sản phẩm phong hóa giống nhau về thành
phần vật chất và tương tự nhau về hoàn cảnh địa chất thành tạo.
2.2.3. Sản phẩm phong hóa và đới phong hóa
Tổ hợp vật chất cấu thành VPH được gọi là sản phẩm phong hóa. Sự
sắp xếp có quy luật của sản phẩm phong hóa trên mặt cắt VPH tạo thành các
đới phong hóa. Trong mỗi đới phong hóa, sản phẩm phong hóa có thành phần
vật chất, cấu tạo và kiến trúc xác định, phản ánh nguồn gốc và điều kiện thành
tạo của đới trong tiến trình tạo VPH. Việc phân chia và đặt tên VPH dựa vào
các cơ sở sau:
- Thành phần hóa học: căn cứ vào mối quan hệ hàm lượng giữa ba hợp

47. 36
phần SiO2, Al2O3, Fe2O3 của sản phẩm phong hóa, VPH được chia ra các kiểu
gồm: Allit (Al), Ferrit (Fe), Alferrit (AlFe), Ferrallit (FeAl), Ferrosiallit
(FeSiAl), Sialferrit (SiAlFe), Siallit (SiAl), Silicit (Si).
- Thành phần khoáng vật: theo mối quan hệ hàm lượng của các khoáng
vật tạo mới trong sản phẩm phong hóa chia ra: đới Goethit ± gibsit, đới
Goethit ± gibsit - kaolinit, đới Kaolinit - goethit ± gibsit - Ilit, đới Ilit -
kaolinit.
- Mức độ phong hóa: căn cứ vào mối quan hệ hàm lượng giữa các hợp
phần tạo mới với thành phần tàn dư trong sản phẩm phong hóa chia ra:
+ Đới phong hóa rất mạnh (hợp phần tạo mới chiếm > 90%, không còn
cấu tạo kiến trúc đá gốc tạo vỏ).
+ Đới phong hóa mạnh (hợp phần tạo mới chiếm 50 - 90%, tàn dư đá
gốc tạo vỏ chiếm 10 - 50%).
+ Đới phong hóa trung bình (hợp phần tạo mới chiếm 10 - 50%, tàn dư
đá gốc tạo vỏ chiếm 50 - 90%).
+ Đới phong hóa yếu (hợp phần tạo mới chiếm <10%, trên 90% là tàn
dư đá gốc tạo vỏ), sản phẩm phong hóa có cấu tạo khung tàn dư, rắn chắc.
Vùng Bắc Bộ - Việt Nam có nền địa chất đa dạng là một trong những
tiền đề phát sinh nhiều kiểu VPH khác nhau. Ở miền đồi núi, quá trình phong
hóa xảy ra muộn nhất là từ Paleogen, kết quả tạo ra những kiểu VPH phát
triển khá sâu.
Kết quả nghiên cứu về VPH [41], [42], [43], [44], [45], [46], [50], [58]
cho thấy vùng Bắc Bộ Việt Nam kaolin phân bố chủ yếu trong các VPH sau:
+ Kiểu VPH Siallit (SiAl): trên các đá magma axit như granit,
pegmatit, aplit, felsit và ryolit, daxit nghèo khoáng vật mầu.
Mối quan hệ giữa mức độ phong hóa, kiểu VPH với kaolin phong hóa
từ pegmatit, granit và magma xâm nhập thành phần bazơ được trình bày ở

48. 37
bảng 2.2 và bảng 2.3.
Bảng 2.2. Mối quan hệ giữa mức độ phong hóa, kiểu VPH với kaolin phong
hoá từ pegmatit, granit
Mức độ
phong hóa
Kiểu địa
hóa VPH
Khoáng vật
chính
Khoáng sản
chính
Mạnh
Siallit
Kaolinit - goethit(ít)
KaolinKaolinit ± haloysit - ilit
Trung bình
Kaolinit - ilit ± haloysit
Yếu Felspat - thạch anh Felspat
+ Kiểu VPH Siallit - Sialferrit (SiAl - SiAlFe): trên các đá magma xâm
nhập thành phần bazơ.
Bảng 2.3. Mối quan hệ giữa mức độ phong hóa, kiểu VPH với kaolin phong
hoá từ magma xâm nhập thành phần bazơ (biến đổi gần hoàn toàn)
Mức độ
phong hóa
Kiểu địa
hóa VPH
Khoáng vật
chính
Khoáng sản
chính
Mạnh
Sialfellit -
Siallit
Kaolinit - goethit
Kaolin
Siallit
Kaolinit - ilit ± vermiculit ±
montmorilonit - goethit
Trung bình
Ilit - vermiculit ±
montmorilonit ± kaolinit
Sét hấp phụ
Yếu
Gabro bị
biến đổi
mạnh
Plagioclas - biotit - thạch anh
+ Kiểu VPH Sialferrit (SiAlFe): trên các các đá trầm tích và đá biến
chất giầu alumosilicat và trên các đá magma axit, magma trung tính.

49. 38
Các kiểu VPH này hình thành theo cơ chế tàn dư hoặc tàn dư thấm
đọng và phân bố tương đối rộng khắp trên các dạng địa hình; phổ biến nhất ở
các bậc địa hình có độ cao trung bình.
Thực tế cho thấy, trong VPH phát triển trên các đá biến chất có thành
phần không đồng nhất, đặc biệt là các đá biến chất trao đổi thường xuất hiện
kiểu vỏ hỗn hợp, là kiểu vỏ được hình thành do sự xuất hiện đồng thời, sự
đan xen không thể tách rời của vài ba kiểu vỏ trong cùng địa điểm và trên
cùng một phân vị địa chất.
2.3. Các phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phƣơng pháp tiệm cận có hệ thống kết hợp với phƣơng pháp
nghiên cứu địa chất truyền thống
Đây là hệ phương pháp rất quan trọng trong nghiên cứu địa chất -
khoáng sản. Phương pháp tiệm cận có hệ thống cho phép nghiên cứu, nhận
thức bản chất của đối tượng nghiên cứu từ khái quát đến cụ thể, từ vĩ mô đến vi
mô. Trên cơ sở áp dụng phương pháp này, NCS đã tiến hành thu thập tổng hợp
các tài liệu về đo vẽ bản đồ địa chất khu vực tỷ lệ 1/200.000, 1/50.000 [36],
[37] các báo kết quả tìm kiếm, thăm dò, khai thác kaolin vùng Bắc Bộ Việt
Nam và các công trình nghiên cứu chuyên đề, các bài báo, báo cáo trong các
hội nghị có liên quan [2], [15], [16], [18], [20], [21], [23], [27], [28], [35], [40],
[48], [52], [53]. Áp dụng phương pháp địa chất truyền thống chủ yếu là khảo
sát, nghiên cứu thực địa, thu thập các tài liệu địa chất - khoáng sản tại các công
trình địa chất, moong khai thác; đồng thời lấy mẫu nghiên cứu bổ sung thành
phần khoáng vật của đá gốc và thành phần vật chất của kaolin.
2.3.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu thành phần vật chất
Bao gồm các phương pháp mà khi áp dụng cho phép nghiên cứu toàn
diện về thành phần vật chất của đá gốc và sản phẩm kaolin phong hóa, gồm:
2.3.2.1. Phương pháp phân tích hiển vi điện tử quét (SEM)

50. 39
Là phương pháp dùng dòng thứ cấp và các điện tử bức xạ từ vật liệu bị
bắn phá bởi nguồn điện tử để tạo thành một hình ảnh về cường độ của vật
liệu. Kết quả là cho ta thấy hình ảnh mẫu theo dạng không gian ba chiều.
Phương pháp này rất hữu ích trong việc xác định kết cấu và hình dáng của tập
hợp các hạt khoáng vật.
2.3.2.2. Phương pháp phân tích nhiệt
Là phương pháp cho phép xác định những thay đổi về cấu trúc và
chuyển đổi pha của khoáng vật trong quá trình nung. Phương pháp phân tích
nhiệt có thể định lượng tốt (hàm lượng %) đối với các khoáng vật chứa các tổ
phần dễ bị phân hủy, bốc hơi (OH-
, CO3
-2
.v.v) trong quá trình nung nóng như:
kaolinit, hydromica, montmorilonit….
2.3.2.3. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen
Là phương pháp cho phép xác định tất cả các loại khoáng vật cũng như
hàm lượng (%) của chúng một cách định tính hoặc bán định lượng, trong một
số trường hợp, kết hợp với các phương pháp khác có thể phân tích một cách
định lượng mối quan hệ của các khoáng vật có mặt trong mẫu.
2.3.2.4. Phương pháp phân tích thành phần hóa
Là phương pháp nhằm xác định thành phần hóa học các tổ phần có ích và
có hại trong nguyên liệu khoáng. Phân tích hóa xác định các thành phần (%):
SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, TiO2, CaO, MgO, SO3, Na2O, K2O, P2O5, MKN.
2.3.3. Phương pháp mô hình hóa
Là phương pháp thể hiện một cách trừu tượng hay thực tế của một quá
trình hay một hiện tượng sao cho tương đương với đối tượng hay quá trình
đang được nghiên cứu theo một ý nghĩa nào đó. Mô hình hóa cấu trúc địa chất
và các tính chất quan trọng của khoáng sản có ích trong lòng đất được dựa
trên cơ sở tài liệu thực tế là phương pháp cơ bản để nhận thức quy luật biến
hóa và mối quan hệ không gian của chúng với các yếu tố địa chất khác. Mỏ

51. 40
khoáng, thân khoáng và từng khu vực riêng biệt của chúng là đối tượng của
mô hình hóa ở các giai đoạn khác nhau của quá trình nghiên cứu lòng đất.
Hiện nay, để nhận thức kết quả của công tác nghiên cứu địa chất nói chung,
mỏ khoáng nói riêng, thường sử dụng mô hình biểu đồ, mô hình "hình học
hóa mỏ khoáng", mô hình toán - địa chất. [26], [30], [31]
2.3.3.1. Mô hình biểu đồ (cụ thể)
Là mô hình truyền thống và phổ biến nhất trong đo vẽ bản đồ địa chất,
tìm kiếm, thăm dò và khai thác các mỏ khoáng. Áp dụng phương pháp này
cho phép mô hình hóa các tính chất quan trọng của đối tượng nghiên cứu dưới
dạng hệ các mặt cắt liên hợp giao nhau. Đây là những tài liệu quan trọng
không chỉ thể hiện cấu trúc địa chất, đặc điểm biến hóa của cấu trúc vây
quanh quặng và hình thái của những tích tụ khoáng sản cần tìm kiếm và thăm
dò, mà còn là cơ sở để thiết kế công trình thăm dò, tính trữ lượng và thiết kế
khai thác mỏ. Trong tìm kiếm và thăm dò, việc thành lập các mặt cắt theo
phương nào đó là tuỳ thuộc vào đặc điểm hình dạng, điều kiện thế nằm của
đới chứa quặng hoặc thân khoáng và phương thức bố trí công trình. Trong
thực tế thường thành lập các loại mặt cắt: mặt cắt thẳng đứng, mặt cắt nằm
ngang, mặt cắt dọc thẳng đứng, mặt cắt xiên.
2.3.3.2. Mô hình toán địa chất
Là mô hình trừu tượng được áp dụng rộng rãi trong tìm kiếm, thăm dò
và khai thác mỏ, đặc biệt khi có sự trợ giúp của công nghệ tin học. Sử dụng
các phương pháp toán địa chất cho phép mô tả định lượng đặc trưng biến hóa
của các thông số nghiên cứu, cũng như đánh giá định lượng mức độ chi tiết
hóa của tài nguyên, trữ lượng khoáng sản. Tùy thuộc vào sự phức tạp về hình
dạng và cấu trúc của đối tượng, kích thước mẫu và khoảng cách giữa các
điểm quan sát kề nhau mà các tài liệu thực nghiệm nhận được có thể là tập
hợp những đại lượng ngẫu nhiên, đại lượng ngẫu nhiên tự tương quan hoặc