ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN
^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ «1^ »ị/ ^ ^ ^ ^ vj^ ^
RÁO CÁO ĐỂ TÀI
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG
BÀI T O Ả X ỵ H i Ì \ I)ẠA(Ỉ
TRONG ĐIỂU TRA TÌM KIÊM
KHOÁNG SẢN
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊA HÓA
MÃ SỐ: QT- 04 - 22
Chủ trì để tài: TS. Đặng Mai
ĐAI HOC QUÔ C GIA HÀ NỘì
ỈRUNG TÂM THÔNG TIN THI I \/IỆfv
O T í 5 -í ?
- HÀ NỘI - 2005-
BÁO CÁO TÓM TẮT
a ) Tên đề tài: Đánh giá khả năng áp dựng bài toán nhận dạng trong điểu tra tìm
kiếm khoáng sản bằng phương pháp địa hóa
Mã số: QT 04 - 22
b) Chủ trì đề tài: TS. Đặng Mai
c) Các cán bộ tham gia:
d) Mục tiêu và nội dung nghiên cứu:
Đề tài nhàm xây dựnơ các mô hình toán học áp dụng vào điều tra tìm kiếm
khoáng sán và đánh giá hiệu quả của chúng.
Để đạt mục đích đó. đã lựa chọn 3 khu vực có đặc điểm khoáng hóa khác
nhau là vàng - Lương Sơn (Hòa Binh), vàng - Na (Bắc Cạn) và chì kẽm - Chợ
Đồn (Bác Cạn). Trên ba khu vực này đã có các tài liệu điều tra địa chất và tìm
kiếm chi tiết, là cơ sở để kiểm định các mô hình và thuật toán đưa ra. Các tập
mẫu địa hóa ơồm kết quả phân tích định lượng các nguyên tố như Cu, Pb, Zn. Sb,
As, Mn, Co, Ni, Sn đã được xử lý theo các nội dung sau: nhận dạng vùng triển
vọng quặng, nhận dạng vị trí và hàm lượng thân quặng, nhận dạng kiểu quặng.

3. Về bài toán nhận dạng kiểu quặng
Thuật toán phân tích phân biệt đã được thử nghiệm cho ba tập mẫu hấp thụ
nsuyên tử thuộc ba kiểu quặng nêu trên. Kết quả chứng tỏ ràng tỉụiật toán này
cho xác suất nhận dạn° đúnơ khá cao (96,2%). Chúng có dạng:
D,= 3,107Sbln - 2,408 Pbln + 4,754Znln + 0,64Asln- 11,67
D2 = -2,148 Sbln + 1.779 Pbln + 1,663 Znln + 3,703 Asln -14,546
dỘ = - 0,949 Sbln + 3,51 Pbln + 2,966 Zn,„ + 4,00lAs,„-35,008
tưcfng ứng với ba kiểu quặng Lương Sơn, Na Rì và Chợ Đồn.
f) Tình hình sử dụng kinh phí của để tài
Kinh phí hỗ trợ: 10.000.000 đ
Kinh phí được cấp: 9.300.000 đ
Vật tư văn phòng
900.000 đ
' Hội nghị
1.000.000 đ
i Công tác phí
1.000.000 đ
! Chi phí thuê, mướn
6.000.000 đ
: Thanh toán điện, nước
400.000 đ -
9.300.000 đ
KHOA QUẢN LÝ
(Ký và ghi rõ họ tên)
CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI
(Ký và ghi rõ họ tên)
TS. Đặng Mai
C ơ QUAN CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI
SUMMARY
a. Title of the Project: Evaluation of capibiỉity of usinơ geochemical method -

transmigratory model and Solovev - model of content distribution, it has been
found that the unapplicable both these models for project area.
iv
M ục lục
Mục lụ c 1
Mở đầu

.
2
Chương 1 4
Khái quát về đặc điểm địa lý, địa chất và khoáng sản các khu vực nghiên cứu 4
1.1. Khu vực Lương Sơn 4
1.2. Khu vực Na Rì 6
1.3. Khu vực Chợ Đồn
7
Chương 2 9
Nhận dạng vùng triển vọng quặng 9
2.1. Mô hình tuyến tính tổnơ quát 9
2.2. Phàn tích thành phần thành phần chính 15
2.3. Mô hình phân phối xác suất 18
Ch ươn 2 3 25
Nhận dạng vị trí thân quặng và hàm lượnc quặng 25
3.1. iMò hình dịch chuyển nguyên tố 25
3.2. Mô hình phân bố nồng độ 29
Chương 4 31
Nhận dạng kiểu quặng 31
4.1. Thiết lập mô hình
31
4.2. Kết quả áp dụng mô hình 32
Kết luận 34

Vị trí địa lý và các đực điểm tự nhiên khác của các khu vực này sẽ được
mô tả chi tiết trong chương 1.
Sỡ dĩ ba khu vực này được chọn, là vì ở đó công tác điều tra địa chất và
tìm kiếm khoáng sản đã được tiến hành khá chi tiết, các vùng quặng, vị trí thân
quặng và nhiều tính chất quặng hóa khác đã được xác định. Mật khác, mức độ
2
phân dị về khoána, sản trong ba khu vực đó được thể hiện ở các cấp độ khác nhau,
thuận lợi cho việc kiểm nshiệm thuật toán phân tích phàn biệt - một trong những
thuật toán nhận dạng quan trọng.
Dưới góc độ phương pháp địa hóa tìm kiếm khoáng sản, các bài toán nhận
dạnơ được đặt ra và giải quyết trong đề tài này bao gồm:
1 - Nhận dạng vùng triển vọng quặng
2 - Nhận dạng vị trí thân quặng và hàm lượng quặng
3 - Nhận dạng kiểu quặng
Cơ sở tài liệu và sổ liệu để giải các bài toán này được thu thập từ các
phương án lập bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản của Liên đoàn Địa chất
Đôna Bắc và Liên đoàn Địa chất Tây Bắc về các khu vực liên quan. Chúng bao
gồm các bản đổ địa chất khoáng sán, các số liệu phân tích mẫu kim lượng bằng
nhiều phươns pháp khác nhau như quang phổ phát xạ (QPPX), quang phổ plasma
(PLM), hấp thụ nguyên tử (HTNT), trong đó:
+ Khu vực Lươn2 Sơn gồm 6.200 mẫu QPPX, 590 mẫu PLM và 125 mẫu
HTNT
+ Khu vực Na Rì 2ồm 2570 mẫu QPPX, 552 mẫu PLM
+ Khu vực Chợ Đồn gồm 4100 mẫu QPPX, 143 mẫu HTNT
Đề tài này được hoàn thành nhờ vào sự hỗ trợ kinh phí của Đại học Quốc
gia Hà Nội, sự giúp đỡ, động viên của phòng Khoa học Công nghệ và phòng Tài
vụ Trườn2 Đại học Khoa học Tự nhiên. Tác giả xin chân thành cảm ơn.
3
Chương 1
KHÁI QUÁT VỀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ,

4
Hình 1.1. Sơ ĐÓ ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN
KHU Vực LƯƠNG SƠN - HÒA BÌNH
200m Ổ 2Ồ0m
Thành lập theo tài liệu của
Liên Đ oàn Địa chất Tỗy Bốc
CHỈ DẪN
Lđg
T,cnJ
T,cnJ
Hê Đè tứ
Hệ tầng đổng Giao
Đá vôi màu xám, phớt hồng, cấu tạo khối
Hệ tầng Cò Nòi: Tập 3
Bột kết tuf, phản lớp mỏng đến trung bình
màu xám phớt trắng
Hệ tầng Cò Nòi: Tập 2
Đá vôi, vôi sét màu xám tro, phân lớp mỏng
Hệ tầng Cò Nòi: Tập 1
Cuội kết, cát kết, bột kết, phiến sét màu
xám nâu. tím gụ phán lớp mỏng
ÍT.vin,]
Hệ tầng Viên Nam: Tập 3
Tuf trachyt, tuf Aglomerat màu xám nâu,
tím gụ phân lớp mòng
Hệ tầng Viên Nam: Tập 2
Trachyt, trachyt pocíia màu xám phớt trắng
Hệ tầng Viên Nam: Tập 1
Bazan hạt mịn, bazan hạnh nhân, bazan poctia,
điaba màu xám lục

hiện được điểm quặng nào. Các thân quặng vàng tập trung tại ba vùng chính là
Làng Sen, Xóm Vần và Làng Gên. Tại điểm quặng Làng Sen có 8 mạch quặng
dạng thấu kính. Hàm lượng quặng trong các mạch này dao động từ 1 g/t đến 7 g/t.
Điểm quặng Xóm Vần gồm bốn thân quặng phân bố trong một đới khoáng hóa
dày hơn lOOm. Hàm lượng trung bình của vàng giao động từ 1,5 đến 2,9 g/t, một
vài nơi đạt tới 7 - 8 g/t. Điểm quặng Làng Gên thuộc phạm vi xã Tiên Sơn của
huyện Lương Sơn. Tại đây đã phát hiện bốn thân quặng vàng gốc đều nằm trong
tập đá trachyt hạt thô dưới dạng mạch thạch anh - suníua chứa vàng. Thành phần
khoáng vật của cả bốn thân quặng đều giống nhau, gồm pyrit, chancopyrit.
pyrotin và vàng tự sinh.
1.2. Khu vực Na Rì
Bao gồm các xã Bình Văn, Yên Hân, Thần Sa và Sang Mộc thuộc huyện
Na Rì (Bác Cạn); nằm trong phạm vi các tọa độ địa lý:
51°51'27" - 51°55'41" vĩ độ Bắc, và
105°34'31" - 105°58'53" kinh độ Đông
Từ năm 1995 - 1997. Liên đoàn Địa chất Đông Bắc đã tiến hành tìm kiếm
chi tiết vàng ở vùng này.
Khu vực nghiên cứu thuộc miền đồi núi thấp, độ cao thay đổi từ 100 đến
900m. Địa hình bị phân cắt mạnh mẽ tạo ra nhiều rãnh xâm thực: độ dốc sườn
khá lớn, từ 35 đến 40°. Mạng sông suối trong vùng thưa thớt,jchỉ có duy nhất một
con sông Cầu chảy qua. Các thung lũng suối thường có dạng chữ "V", đa phần đổ
ra sông Cầu, một số ít chảy về suối Na Rì.
Đá vây quanh quặng thuộc hai hệ tầng:Thần Sa và Bắc Sơn (hình 1.2).
Hệ tầng Thần Sa (€ì ts) bao gồm đá phiến sét, đá phiến silic, cát bột kết, đá
phiến sét vôi. Chiểu dày của hệ tầng: 1200 - 1500 m. Các đá của hệ tầng này đều
chứa các mạch thạch anh, thạch anh - sunfua - vàng kéo dài theo hướng Đông Băc
Tây Nam. Hệ tầng Bắc Sơn chiếm một diện tích nhỏ ở phía Đông Bắc khu vực
nahiên cứu, bao gồm đá vôi lẫn sét màu trắng hạt mịn, phân lớp dày, đá vôi màu
xám trắng, cấu tạo khối và đá vôi bị hoa hóa, màu xám sáng hạt mịn. Chiều dày
hệ tầng: 650 - 800 m.

1.3. Khu vực Chợ Đỏn
Khu vực nahiên cứu nằm trong phạm vi các toạ độ địa lý:
22° 05’ 00” - 21° 09’ 30” vĩ độ Bắc và
105° 28’ 30” -105° 36’ 00” kinh độ Đông
thuộc huyện Chợ Đồn tinh Bắc Cạn, phía Bắc có những dãy núi cao trên 1000 m
như Phia Bioc, Tam Tao, Sam Sao giảm thấp dần về phía Nam với độ cao vài trăm
mét. Trong nhữns vùng đá vôi phát triển, địa hình thường bị chia cắt mạnh.
Tham gia vào cấu trúc địa chất khu vực có hệ tầng Phú Ngữ (O3 - S|pn), hệ
tầng Phia Phương (Sa - Địpp) và hệ tầng Cốc Xô (Dr D2cx) (hình 1.3). Hệ tầng
Phú Naữ phân bố ở góc Đông Nam của khu vực, tiếp xúc kiến tạo với hệ tầng Cốc
Xô. Thành phần thạch học gồm các loại đá phiến thạch anh xen cát, bột kêt.
Trong trám tích của hệ tầng Phú Ngữ không gặp khoáng hóa chì - kẽm. Bề dày
của hệ tầng 850 - 900 m. Hệ tầng Phia Phương phân bố ở pEía Tây và Tây Bắc,
kéo dài theo phương Đôn2 Bắc Tây Nam, gồm đá phiến thạch anh xêrixit, đá vôi
bị hoa hóa, vò nhàu, uốn nếp mạnh, đá phiến thạch anh xen cát kết dạng quaczit.
Khoán ạ hóa chì kẽm thường gặp trong các tập đá vôi hoặc ở ranh giới giữa hai
tập đá. Trầm tích hệ tầng Cốc Xô kéo dài thành giải ở trung tâm của khu vực.
Thành phần trầm tích bao gồm cát kết, đá vôi, đá phiến, đá vôi bị hoa hóa.
Khoáng hóa chì kẽm chủ yếu tập trung trong hệ tầng này.
Magma xâm nhập trong khu vực Chợ Đồn thuộc các phức hệ Phiabioc,
Chợ Đồn và Núi Chúa. Thành phần chính của phức hệ thứ nhất bao gồm các thể
granit-biotit sẫm màu và granodiorit. Phức hệ Chợ Đồn gồm các thể xienit,
piroxenit và granit bị xerixit hóa. Điabaz, gabrodiabaz là thành phần chính cua
phức hệ Núi Chúa.
Hoạt động đứt gãy trong khu vực xẩy ra khá mạnh mẽ, gồm 3 hệ thống
chính: Tây Bắc Đông Nam, Đông Bắc Tây Nam và hệ thống theo phương á vĩ
tuyến.
Khoáng hóa chì - kẽm Chợ Đồn thuộc kiểu sphalerit - galenit - pyrit. Theo
báo cáo đánh giá gần đây (1994) của Liên đoàn Địa chất Đông Băc, quặng hóa
tập trung thành 8 tụ khoáng Nà Tùm, Ba Bồ, Nà Bưa, Khuổi Giang, Bó Pia, Nà


1 Hê tầng Phú N gữíOa-S^n,): đá phiến
thạch anh, xerixit xen đá cát kết, bột kết
B I Granit phức hệ Piabioc (ỴPb-T2n)
1 1 Xienit phức hệ Chợ đồn ( £cơ K2)
Ị ~1 Gabro phức hê Núi Chúa (Ỵnc-T3n)
Ranh giới địa chất
Đứt gây a. Xác định b. Dư đoán
Ẹgg Thân quăng
Sông, suối
tiêu biểu galenit - sphalerit - pyrit. Giai đoạn 3 kết thúc thời kỳ tạo khoáng nhiệt
dịch, hình thành tổ hợp cộns sinh canxit - pyrit - macazit.
Trong khu vực nghiên cứu, đáng chú ý là các tụ khoáng Nà Bốp và Nà
Tùm. Tụ khoáng Nà Bốp nằm ở phía Tây - Tày Nam thị trấn Bằng Lũng với diện
tích khoảng 9km:. Tron2 vùna có mật các trầm tích thuộc hệ tầng Cốc Xô, gồm
đá lục nguyên xen cacbonat nằm ở phần trên và đá phiến thạch anh xen cát kết
nằm ở phần dưới. Kết quả công tác tìm kiếm chi tiết đã phát hiện được tại tụ
khoáns Nà Bốp 10 thân quặns chi kẽm có chiều dài từ vài chục mét đến vài trăm
mét, chiều dày từ l-2m đến 15m. Thành phần khoáng vật tạo quặng gồm chủ yếu
là sphalerit, aalenit, pyrit, macazit, ngoài ra còn có arsenopirrit, pirotin,
chancopirit.
Tụ khoáng Nà Tùm cách trung tàm Bằng Lũng 2 km về phía Tày Bác. ở
đây các thân quặng nằm trong trầm tích lục nguyên xen cacbonat thuộc hệ tầng
Cốc Xô. Tại Nà Tùm, đoàn Địa chất 108 đã phát hiện 4 thân quặng chì - kẽm có
chiều dài từ 200 đến 900m, chiều dày 6 - 50m. Thành phần khoáng vật chủ yếu
của các thân quặng là galenit. sphalerit, pyrit; các khoáng vật thứ yếu gồm
arsenopirit, chancopyrit, pyrotin
8
Chương 2
NHẬN DẠNG VÙNG TRIỂN VỌNG QUẶNG

9
Bắc thu tập trước dày. Tuy nhiên cũng cần nhấn mạnh rằng, đây chi là một cách
tiếp cận mới nhằm bổ sung cho phương pháp cổ điển.
Thiết lập mô hình
Xuất phát từ quan niệm rằng, hàm lượng nguyên tố trong trường địa hoá
thứ sinh thay đổi liên tục trong không gian phụ thuộc vào toạ độ địa lý, mô hình
tuyến tính tổng quát được thiết lập bằng một đa thức 2 biến bậc 6 dạng z = f (x, y)
= a,) + a,x + a2y + + anv6 (*); trong đó, z là hàm lượng nội suy của nguyên tố tại
toạ độ địa lý X. y; ao, a , M an là các hệ số của đa thức tìm được từ phương pháp
bình phương tối thiểu.
Bản đồ z của một nguyên tố chỉ thị được xem như bề mặt phông của nó,
đồng thời phản ánh xu hướng biến đổi hàm lượng của nguyên tô' đó trong diện
tích nghiên cứu. Hiệu số d = y - z (với y là giá trị hàm lượng thực đo được) được
ơọi lù phẩn dư, phản ánh các thăng giáng địa phương của nguyên tố. Bản đổ phần
dư là cơ sở để xác định các dị thường địa hoá trong trường thứ sinh.
Bằng phần mềm SPSS, các mô hình cụ thể của trường địa hoá thứ sinh khu
vực Chợ Đồn được thiết lập cho các nguyên tố chỉ thị Pb, Zn, Cu. Các hệ số đa
thức đưa ra trong bảng 1.
Bảng 2.1. Hệ số các da thức (*)
Hê SỐ
Biến số
Pb Zn
Cu
a<)
(tự do)
158,70
46,66
2,76
a,
X

X4
-132,98
-71,15
-0,06
a9
y4
-102,22
-92,97
-0,01
a K>
X5
22,54
-5,31
-0,17
an y5
3,23
0,70
0,03
ai2
X6
27,76
10,60
0,03
ai.t
y6
.
18,22
18,43
0 ,0 2
Áp dụng mô hình

bắc xuống nam ở phần trên của bản đồ lại khá lớn, được biểu hiện bằng sự
chuyển tiếp khá mau của các đường đẳng trị. Mặt khác, Zn cũng biểu hiện xu thế
tăng hàm lượng theo chiều từ tây sang đông, rõ rệt nhất là từ giữa bản đồ. Tốc độ
biến đổi hàm lượng khá đồng đều và các đường xu hướng phân bố với các giao độ
đồna đều.
Bản đồ phẩn dư của Zn (hình 2.4) thể hiện 3 vùng dị thường dương và 5
vùn° dị thường âm rõ rệt. Vùng dị thường dương phía nam bao phủ các thân
quặng phía nam Lũng Váng, Nà Bốp, với mật độ các đường dương khá dày đặc.
12
Vùnơ dị thường phía bắc biểu hiện yếu hơn, là sản phẩm của quá trình phân tán từ
các thân quặng nhỏ nằm ở phía tày thị trấn Bằng Lũng. Vùng dị thường dương tây
bắc kéo dài từ phía nam Ba Bổ đến Nà Bốp và trùng với các thân quặng trên khu
vực này. Đối sánh với vị trí các thân quặng đã được xác định trên bản đồ địa chất,
(hình 1.3) ta thấy rằng, cường độ các dị thường ở đây biểu hiện yếu trong khi thân
quặnơ khá lớn và tập truna dày đặc. Điều này có thể do kẽm là nguyên tố rất linh
độns trong đới biểu sinh dẫn đến sự san bằng nồng độ trong mẫu kim lượng. Đó
chính là một hạn chế của Zn với vai trò là một nguyên tô' chỉ thị.
Vùnơ dị thường âm rộng nhất của Zn nằm ở khu trung tâm. Ranh giới phía
tày nam của nó chay men theo rìa của vùng quặng Nà Bốp, Lũng Váng; phía bắc
và đôns theo rìa vùng quăng Nà Tùm và đông thị trấn Bằng Lũng. Các vùng dị
thườnơ âm«còn lại có diện tích bé hơn và đều nằm trong phạm vi các vùng không
chứa quặng, ở đây, kẽm đã thể hiện như là một chỉ thị đáng tin tướng.
13
Hình 2.4. Phần dư của Zn * khu Chợ Đồn
Nguxên tô'đổng
Xu thế biến đổi chủ yếu của Cu là tăng dần hàm lượng từ hai phía đông và
tày vào truns tâm với sradian không đồng đều (hình 2.5). Gián cách giữa các
đường đẳng trị ở phần phía tày tương đối hẹp chứng tỏ tốc độ tăng hàm lượng ở
đây khá lớn. Trong khi đó, ở phần phía đông, gián cách giữa các đường đẳng trị
thưa thớt tạo nên một bề mặt thoải, biểu hiện tốc độ tăng chậm của hàm lượng

chuyên môn. Sau đây, ta sẽ đi sâu phân tích hiệu quả thực tế của chúng.
14
Hình 2.6. Phần dư của Cu - khu Chợ Đồn