Luận văn
Nghiên cứu đặc điểm thạch học các đá magma và biến
chất khu vực thị trấn Cốc Pài, huyện Xín Mần, tỉnh
Hà Giang phục vụ đánh giá điều kiện địa chất công
trình cho thủy điện Sông Chảy 6
1
MỞ ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, việc phát triển
ngành công nghiệp năng lượng đã trở thành một tiền đề cho sự phát triển của các
ngành công nghiệp khác. Việt Nam là một đất nước có hệ thống sông ngòi chằng
chịt nên có rất nhiều tiềm năng để phát triển ngành công nghiệp năng lượng này.
Hiện nay nước ra có rất nhiều các nhà máy thủy điện lớn nhỏ như : Hòa Bình, Yaly,
Trị An, Hàm Thuận, Đa Mi, Đa Nhim, Thác Mơ, Thác Bà,… Tuy nhiên tình trạng
thiếu điện vẫn thường xuyên xảy ra, vấn đề đặt ra là phải xây dựng thêm các nhà
máy thủy điện để sớm đáp ứng nhu cầu sử dụng điện trong sản xuất và tiêu dùng.
Các nhà máy thủy điện thường được xây dựng hầu hết ở các vùng núi, nơi
kinh tế xã hội còn chậm phát triển. Hà Giang là một tỉnh miền núi phía bắc của Tổ
quốc, đang có nhiều thay đổi to lớn trong mọi lĩnh vực của đời sống, kinh tế xã hội.
Tỉnh đang có chủ trương tập trung phát triển cơ sở hạ tầng, các công trình công
nghiệp và dịch vụ để phát triển kinh tế, chính vì vậy như cầu điện phục vụ cho sản
xuất và sinh hoạt của tỉnh là rất lớn. Trên địa bàn tỉnh Hà Giang có một số tuyến
sông chính. Đó là hệ thống sông Nho Quế, hệ thống sông Gâm, hệ thống sông
Chảy. Trên các tuyến sông và chi nhánh của chúng đã và đang tiến hành các công
tác khảo sát và xây dựng các công trình thủy điện vừa và nhỏ. Hệ thống Sông Chảy
trên địa bàn tỉnh Hà Giang thuộc phần thượng lưu nằm trên địa bàn các huyện Xín
2
Mần, và Hoàng Su Phì, theo quy hoạch sẽ xây dựng 5 công trình thủy điện nhỏ. Dự
án thủy điện Sông Chảy 6 là một trong các dự án trên.
Được sự đồng ý của Ban giám hiệu trường Đại học Mỏ- địa chất, Ban chủ
nhiệm khoa địa chất, Bộ môn Khoáng Thạch, dưới sự hướng dẫn của cô Phạm Thị
Vân Anh và thây Lê Tiến Dũng, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài tốt nghiệp với tiêu

thành phần, cấu tạo, kiến trúc và xácđịnh tên đá dưới kính hiển vi phân cực. Kích
thước của mẫu (2x3x4)cm.
Cấu trúc đồ án bao gồm các chương mục sau:
Mở đầu
4
Chương 1. Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế, nhân văn và lịch sử nghiên
của địa chất vùng Xín Mần.
Chương 2. Cấu trúc địa chất vùng Xín Mần- Hà Giang
Chương 3. Đặc điểm các đá magma và biến chất khu vực Xín Mần
Chương 4. Đánh giá điều kiện địa chất công trình phục vụ xây dựng
thủy điện Sông Chảy 6.
Kết luận
Trong thời gian đi thực tập và làm đồ án tốt nghiệp tôi luôn nhận được sự
giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Khoáng Thạch, Đặc biệt là sự
giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của Th.S Phạm Thị Vân Anh và PGS.TS Lê Tiến
Dũng.Tôi xin bảy tỏ lòng cảm ơn chân thành đối với tất cả sự giúp đỡ quý báu đó.
Do kiến thức còn hạn chế cộng với đối tượng nghiên cứu còn mới mẻ do đó
bản đồ án của tôi không tránh khỏi những thiếu và sai sót, rất mong sự đóng góp ý
kiến của các thầy, ác cô cùng các bạn đồng nghiệp để bản đồ án được hoàn thiện
hơn.
Xin chân thành cảm ơn !
5
Chương 1
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ, NHÂN VĂN VÀ LỊCH SỬ
NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT VÙNG XÍN MẦN
1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên.
1.1.1 Vị trí địa lý
Vùng nghiên cứu nằm ở phía tây tỉnh Hà Giang, thuộc thị trấn Cốc Pài,
huyện Xín Mần, cách thị xã Hà Giang khoảng 120km, cách Hà Nội 400km về phía
bắc. Toàn bộ vùng nghiên cứu nằm về phía thượng lưu cầu Cốc Pài khoảng 0,3-

Đoạn tuyến đập, sông Chảy có phương á kinh tuyến, lòng sông mở rộng một
chút so với thượng lưu. Bề mặt sườn phải thoải hơn so với bên bờ trái. Các đá gốc
lộ khá mạnh sát mép bờ sông nhất là bên bờ trái. Lòng sông lấp đầy bởi tầng cát và
cuội, chiều dày theo tài liệu khoan và địa vật lý đến 15m.
Các nhánh Sông Chảy
Trong đoạn hồ chứa, sông Chảy có một số nhánh nhỏ ở hai bên bờ phải và
bờ trái. Các suối nhánh có lưu vực không lớn từ vài km
2
đến 40-50 km
2
. Suối
nhánh lớn nhất là suối Nấm Dần có cửa nằm cách tuyến đập 500m về phía bờ trái.
Suối Nấm Dần gồm có hai nhánh lớn, diện tích lưu vực gần 150 km
2
. Trên dòng
suối này sẽ có dự án thủy điện nhỏ với công suất 5-6MW. Các suối nhánh khác như
Tà Lai, Đồng Ké, Tà Đồng Lủng, Nà Sai, Nậm Hai đều là các suối nhỏ, diện tích
lưu vực không quá 20 km
2
. Trừ suối Nấm Dần, các suối khác đều rất dốc và ngắn.
Trên dòng suối lộ rất nhiều đá gốc tạo nên các thác và ghềnh rất đẹp.
1.1.4 Đặc điểm khí hậu
Khu vực nghiên cứu thuộc tỉnh miền núi cao nên khí hậu mang tính chất
nhiệt đới gió mùa, lạnh rõ rệt so với vùng thấp và trung du kế cận Độ ẩm trong
năm cao, mưa nhiều và kéo dài nhiệt độ mát và lạnh. Nhiệt độ trung bình ở Xín
mần dao động từ 18- 20˚C .Dao động nhiệt độ ngày đêm diễn ra mạnh mẽ hơn
9
vùng đồng bằng. Biên độ nhiệt trong năm có sự dao động trên 10˚C và trong ngày
cũng từ 6 - 7˚C. Hàng năm được phân thành 2 mùa: mùa mưa và mùa khô
Mùa mưa: từ tháng 4 đến tháng 10

vào mùa khô. Dự án thủy điện Sông Chảy 6 nằm sát tuyến đường nhựa nói trên do
đó khá thuận lợi cho công tác khảo sát và xây dựng.
1.2.3 Kinh tế
Vùng nghiên cứu gồm các xã của tỉnh miền núi phía Bắc. Kinh tế nhìn chung
còn gặp nhiều khó khăn, chủ yếu là sản xuất nông nghiệp, năng suất cây trồng thấp
chỉ đủ tự cung tự cấp cho nhân dân địa phương.
Do điều kiện địa hình hiểm trở, giao thông bị phân cắt bởi nhiều núi cao, vực
sâu nên việc đi lại của người dân vùng cao này rất khó khăn, mật độ dân cư thấp,
11
phân bố không đều, tập chủ yếu ở các thị trấn và ven đường quốc lộ và các vùng
chuyên canh sản xuất lương thực tập trung nên việc đi lại giao lưu hàng hóa giữa
các vùng trong khu vực và các địa phương khác còn gặp nhiều khó khăn.
Ngoài ra, huyện Xín Mần càng ở thế khó khăn hơn so với các huyện khác
trong tỉnh vì chưa được một doanh nghiệp nào đỡ đầu về hỗ trợ phát triển. Chính
vì vậy huyện Xín Mần giờ vẫn được xét là huyện nghèo với 3884 hộ nghèo/10388,
số hộ cận nghèo cũng lớn đến 6000 hộ.
Bên cạnh những khó khăn hạn chế trên, điều kiện tự nhiên cũng có nhiều
tiềm năng phát triển kinh tế, nhất là phát triển nông - lâm nghiệp và thương mại
-dịch vụ - du lịch với các ưu thế nổi bật như: có diện tích đất đai chưa được khai
thác rất rộng lớn; có nhiều danh lam thắng cảnh với bản sắc văn hóa dân tộc phong
phú. Trong khu vực này đã có lưới điện quốc gia, đáp ứng về cơ bản nhu cầu sử
dụng điện cho sản xuất và sinh hoạt.
Tóm lại: Vùng nghiên cứu nằm trong khu vực địa hình miền núi hiểm trở,
chủ yếu là núi cao, sườn dốc nhưng nhìn chun các đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế,
nhân văn của khu vực vẫn thuận lợi cho công tác nghiên cứu đại chất, các khó khăn
đều có thể khắc phục trong quá trình nghiên cứu.
1.3 Lịch sử nghiên cứu địa chất
12
Công tác nghiên cứu địa chất vùng công tác gắn liền với việc nghiên cứu địa
chất vùng Đông Bắc Việt Nam. Trong hệ thống bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 200.000,

d)đá vôi trứng cá xen những lớp phylit vôi có sericit 200m
e)đá phiến sét-sericit xen lớp mỏng bột kết hoặc thấu kính đá vôi,300m
f)đá phiến bột kết xen đá vôi,500m
Trong vùng công tác và diện tích kế cận, hệ tầng Hà Giang có hai tập thạch
học rất khác nhau. Đó là tập đá phiến thạch anh Sericit và tập đá carbonat Mối quan
hệ địa chất giữa hai tập đá đang mô tả là chuyển tiếp chỉnh hợp. Từ trên cầu Cốc
Pài, có thể quan sát được cấu tạo chỉnh hợp giữa đá vôi ở phần trên và đá trầm tích
lục nguyên ở phần thấp.
Tập dưới (€hg
1
)
Chiếm toàn bộ diện tích khu đầu mối và vùng kế cần. Mặt cắt tiêu biểu có
thể quan sát từ mép nước sông Chảy đoạn tuyến đập lên trên khu vực thị trấn Cốc
Pài. Các hố khoan của dự án hoàn toàn phân bố trong tập dưới của hệ tầng Hà
Giang.
15
Về mặt địa hình địa mạo, tập dưới trùng với các dải địa hình núi có bề mặt
thoải, độ dốc 15-20˚, lớp tàn tích có chiều dày lớn,chủ yếu sét lẫn dăm sạn và cúc
đá. Các lớp đá gốc chỉ được bóc lộ dọc bờ sông và các taluy đường lớn.
Các quan sát ngoài trời cho thấy,thành phần thạch học bao gồm các lớp đá
phiến thạch anh sericit, đá phiến sét, đá phiến argilit,các thấu kính đá phiến sét
than quy mô nhỏ.
Về mặt cấu tạo địa chất tập dưới đóng vai trò là nhân nếp lồi. Tại khu vực
tuyến đập các đá có thế nằm chung là cắm về phía tây nam góc dốc 10˚ đến 20˚.
Do ảnh hưởng của đứt gãy, các lớp đá phiến nguyên thủy bị dịch chuyển thế nằm
xáo trộn khá mạnh nhất là phía bờ phải.
Tập trên (€hg
2
)
Từ cầu Cốc Pài có thể quán sát được các dải núi đá vôi phân cắt rất mạnh mẽ

án, diện tích lòng hồ trùng với một bộ phận của khối Sông Chảy. Ranh giới giữa
địa chất giữa khối Sông Chảy và các trầm tích lục nguyên hệ tầng Hà Giang nằm
cách cầu Cốc Pài về phía thượng lưu ngót 2km. Tại dải đá gốc phía bờ trái khu
tuyến đập, quan sát thấy các thấu kính nhỏ đá granit xuyên cắt chỉnh hợp với các
lớp đá phiến thạch anh sericit.
Thành phần thạch học của khối Sông Chảy bao gồm các đá granit, biotit,
granitognei,granit dạng nổi ban. Đá có cấu tạo gneis và gneis dạng mắt. Kiến trúc
nổi ban, kiến trúc cà nát và milonit.
2.3 Kiến trúc và cấu tạo
Vùng công tác nằm trong đới kiến tạo Đông Bắc Việt Nam thuộc đới tướng
cấu trúc Hà Giang. Về phía tây là dãy núi Con Voi tạo nên bởi các đá biến chất cao
thuộc tướng Amphibolit phức hệ sông Hồng. Phía đông bắc là khối Sông Chảy tạo
nên bởi các đá granitoid dạng gneis.
Các thành tạo của hệ tầng Hà Giang trong vùng dự án có nguồn gốc từ các
trầm tích sét và carbonat, biến chất thấp trong điều kiện nhiệt độ 300-450˚
Trên bình đồ hiện đại, chúng bị uốn nếp và biến dạng mạnh mẽ. Trên quy mô hẹp
của vùng công tác, không các định được chính xác cấu tạo uốn nếp nguyên thủy
18
của các thành tạo địa chất. Các khối núi nằm độc lập hoặc bị che phủ dưới tầng
trầm tích hoặc phong hóa có chiều dày khá lớn.
Cắn cứ theo đặc điểm thành phần vật chất, khu vực công tác được phân chia
thành hai tầng cấu trúc chính như sau:
Tầng cấu trúc dưới : bao gồm toàn bộ diện phân bố của hệ tầng Hà Giang.
Thành phần thạch học bao gồm đá phiến thạch anh sericit và đá vôi, dolomit.
Đường phương cấu trúc chung trong vùng công tác là tây bắc đông nam. Tầng cấu
trúc dưới tạo thành một phức nếp lồi, nhân trùng với các đá phiến thạch anh sericit,
cánh là các đá vôi dolomit. Một bộ phận phần nhân bị khối granit Sông Chảy xuyên
cắt và làm biến dạng.
Tầng cấu trúc trên : trùng với diện phân bố của batholit Sông Chảy. Một đặc
điểm nổi bật và mang tính đặc thù, các đá granit khối Sông Chảy có tính phân

đến hàng trăm mét. Chiều cao của các bậc thang dạo động từ 2-3m đến 40-50m.
Hình thái bậc thang đang mô tả không quan sát thấy hoặc không rõ trong phần vai
phải. Cấu tạo bậc thang liên quan với đứt gãy á kinh tuyến có thể biểu diễn trong
các mặt cắt vùng tuyến.
Dấu hiệu cấu tạo địa chất rõ nhất khi quan sát các khối lộ đá dọc hai bên
Sông Chảy. Tại đây, các mặt trượt kéo dài nghiêng về phía bờ trái với góc dốc 75
đến 80˚. Đồng sinh với đới mặt trượt là các khe nứt tách và dập vỡ yếu trên nền đá.
Do tác động của đứt gãy á kinh tuyến, khối đá cứng đoạn tuyến đập có xu
hướng thu hẹp ở đáy sông và mở rộng khi đi lên cao. Và tạo nên mặt cắt hình chữ
V rất điển hình. Dòng Sông Chảy hiện đại trùng với phần trũng nhất của mặt cắt
đang mô tả.
Căn cứ vào nhận xét trên đây, có thể khái quát hóa đới đứt gãy á kinh tuyến
trong vùng tuyến bằng các mặt trượt cùng phương. Theo phân loại đứt gãy, chúng
tương đương với cấp V và cấp VI hoặc tương đương với các khe nứt lớn.
Trên bản đồ địa chất tỷ lệ 1:2000 vùng tuyến và diện tích kế cận, bản đồ địa
chất tỷ lệ 1:25000 vùng hồ đã thể hiện các hệ thống đứt gãy vừa mô tả.
21
Có thể đứa ra một số nhận xét khái quát sau đây:
- Trong vùng công tác và đặc biệt là vùng tuyến của dự án thủy điện Sông
Chảy 6 không tồn tại các đứt gãy lớn từ cấp III trở lên
- Hiện tại không quan sát thấy các đứt gãy đang hoạt động hoặc các đứt gãy
đương đại.
*Các nếp uốn
Trong vùng nghiên cứu hoạt động uốn nếp phát triển chủ yếu là các nếp lõm
phân bố nửa phía tây của tờ bản đồ. Các nếp lõm ở đây có phương trục theo hướng
đông bắc tây nam và bị các đứt gãy chia cắt mạnh mẽ.
2.4 Đặc điểm địa mạo và tân kiến tạo
Trong vùng tồn tại các dạng địa hình tương phản nhau rất rõ rệt.
Dạng địa hình xâm thực bóc mòn trùng với diện phân bố granitoit Sông
Chảy và tập 1 hệ tầng Hà Giang. Bề mặt địa hình khá thoải, dạng lượn sóng.Lớp vỏ

Một số kết quả phân tích hóa học cho thấy, nguồn nước Sông Chảy không ăn
mòn bê tông và kim loại. Chúng có thể sử dụng để chế tạo dăm bê tông phục vụ
cho công trình thủy điện.
2.4.2 Các tầng chứa nước dưới đất
Liên quan với khu vực khảo sát, nguồn nước ngầm tồn tại dưới dạng các đơn
vị chứa nước sau đây:
Tầng chứa nước trong trầm tích aluvi lòng hiện đại và bãi bồi
Thực chất đây là nước mặt được tích tụ trong các bãi cát, cuội sỏi và đặc biệt
là các trầm tích lòng hiện đại. Nước tồn tại trong các lỗ hổng giữa các hạt cuội
dăm sạn. Khả năng giữ nước rất kém do thành phần sét rất thấp.
Tầng chứa nước trong đới phong hóa tàn tích
Tầng chứa nước có quy mô nhỏ và phụ thuộc vào hoạt động của nước mưa.
Nước tồn tại trong các khe nứt trong đới IA2, IB là chủ yếu. Nơi xuất lộ nước là
các nới địa hình thấp ven suối và ven bờ Sông Chảy. Nước ngầm thoát ra dưới dạng
thẩm rỉ. Nguồn nước này có thể khai thác sử dụng nước sinh hoạt.
24
Đới chưa nước theo các đới đứt gãy kiến tạo
Trong các đới dập vỡ kiến tạo, nước ngầm dễ dàng di chuyển và tích tụ ở các
độ sâu khác nhau. Nguồn nước cung câp cho dạng nước này chính là nước mưa.
Miền thoát chính là các điêm giao giữa đới chứa nước vớicác nơi địa hình thấp như
ven suối và ven sông. Hiện đã quan sát được một vài vết lộ nước thấm dỉ ven dòng
Sông Chảy.
Các kết quả phân tích hóa học nước trong đề án được thể hiện trong bảng
dưới đây. Có thể nhận thấy, nước ngầm và nước mặt đều có chung tính chất nước
Bicarbonat Calci Natri. Căn cứ theo tiêu chuẩn xây dựng, các loại nước trên không
ăn mòn bê tông và kim loại. Có thể sự dụng nước Sông Chảy để chế tạo bê tông
cho công trình xây dựng; các nguồn nước dưới đất có thể sử dụng cho ăn uống và
sinh hoạt.
Ion (mg/l) MO2 HK1 HK16 HK18 HK11
pH