Các loại hình khoáng sản và các phương pháp tìm kiếm và chuẩn đoán khoáng sản thiếc

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Phần 1: TỔNG QUAN VỀ KHOÁNG SẢN THIẾC Chương I: Khái quát về lịch sử tìm kiếm – khai thác thiếc I.1. Khái quát về lịch sử tìm kiếm – khai thác thiếc trên thế giới 6 I.2. Khái quát về lịch sử tìm kiếm – khai thác thiếc ở Việt Nam 6 Chương II: Tổng quan về thiếc II.1. Tính chất 8 II.2. Đặc điểm khoáng vật 8 II.3. Đặc điểm địa hóa 12 II.4. Kinh tế nguyên liệu khoáng 13 II.5. Công dụng 13 Phần 2: NGUỒN GỐC, ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ CÁC LOẠI HÌNH KHOÁNG SẢN THIẾC Chương III. Các kiểu nguồn gốc và kiểu mỏ công nghiệp của khoáng sản thiếc III.1. Đặc điểm địa chất các mỏ thiếc 16 III.2. Các kiểu mỏ khoáng. Liên hệ trên thế giới 17 III.3. Các kiểu công nghiệp. Liên hệ trên thế giới 28 III.4. Các kiểu mỏ khoáng và kiểu công nghiệp ở Việt Nam 29 Phần III: CÁC TIỀN ĐỀ, DẤU HIỆU TÌM KIẾM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÌM KIẾM THIẾC Chương IV: Các tiền đề tìm kiếm IV.1. Tiền đề magma 38 IV.2. Tiền đề cấu trúc – kiến tạo 40 IV.3. Tiền đề nguồn biến chất – nhiệt dịch 41 IV.4. Tiền đề địa mạo 42 Chương V. Các dấu hiệu tìm kiếm V.1. Vết lộ thân quặng 44 V.2. Các vành phân tán tản lăng và trọng sa 44 V.3. Các vành phân tán thạch địa hóa (nguyên sinh và thứ sinh) 45 V.4. Các dấu hiệu địa vật lý 46 V.5. Các đới biến đổi nhiệt dịch 47 Chương VI: Các phương pháp tìm kiếm VI.1. Phương pháp đo vẽ địa chất 48 VI.2. Phương pháp tảng lăn 49 VI.3. Phương pháp ảnh viễn thám 51 VI.4. Phương pháp địa hóa 51 VI.5. Phương pháp trọng sa 53 VI.6. Phương pháp khoan và khai đào 55 Phần IV: ĐẶC ĐIỂM KHOÁNG SẢN THIẾC VÙNG ĐÔNG NÚI KHOR – LÂM ĐỒNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÌM KIẾM Chương VII. Mở đầu Chương VIII. Khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên – Kinh tế – Nhân văn VIII.1. Vị trí địa lý 58 VIII.2. Địa hình 58 VIII.3. Sông suối 58 VIII.4. Giao thông 58 VIII.5. Dân cư, kinh tế 59 Chương IX. KẾT QUẢ CÔNG TÁC ĐIỀU TRA CHI TIẾT IX.1. Đặc điểm địa chất khu vực 60 IX.1.1. Địa tầng 60 IX.2.2. Magma xâm nhập 71 IX.1.3. Kiến tạo 77 IX.2. Đặc điểm khoáng sản thiếc 77 IX.2.1. Tiểu khu Cap Hirt 77 IX.2.2. Tiểu khu Núi Khor 83 IX.2.3. Nguồn gốc và sự phân bố quặng hóa 94 Chương X. Các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm X.1. Các tiền đề tìm kiếm 99 X.1.1. Tiền đề magma 99 X.1.2. Tiền đề cấu trúc 99 X.2. Các dấu hiệu tìm kiếm 100 X.2.1. Vết lộ thân quặng 100 X.2.2. Đới đá biến đổi 100 X.2.3. Dị thường địa vật lý 100 X.2.4. Dị thường địa hóa 101 X.2.5. Dị thường trọng sa 103 Chương XI. Các phương pháp tìm kiếm và khối lượng thực hiện NHẬN XÉT KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ KHOÁNG SẢN THIẾC CHƯƠNG I KHÁI QUÁT VỀ LỊCH SỬ TÌM KIẾM – KHAI THÁC THIẾC I.1. Khái quát về lịch sử tìm kiếm – khai thác thiếc trên thế giới Thiếc là một trong những kim loại đầu tiên mà loài người đã phát hiện được. Việc sử dụng nó làm hợp kim với đồng đã trải qua một thời kì lâu dài và quan trọng trong thời đại đồ đồng. Đồng đen cổ nhất đã được tìm thấy ở Ơfrat (Messopotania) vào 3500 – 3200 năm trước Công Nguyên. Vào khoảng 1800 – 1500 năm trước Công Nguyên, ở Trung Quốc đã sử dụng rộng rãi đồng đen. Ngày xưa, ở Anh (mỏ Coocmuon), nam Trung Quốc, Bolivin, Liên Xô đã khai thác thiếc với quy mô lớn. Năm 1940, thế giới khai thác được 240.000 tấn (trừ Liên Xô). Năm 1957, thế giới sản xuất được 200.000 tấn (không kể Liên Xô và Trung Quốc). Liên Xô đã phát hiện được nhiều vùng quặng thiếc rất lớn (Zabaical, tiểu Khingan, Xkhote – Albitin và đặc biệt là trên lãnh thổ rộng lớn miền đông bắc). I.2. Khái quát về lịch sử tìm kiếm – khai thác thiếc ở Việt Nam Ở Việt Nam quặng thiếc có ở 3 khu vực chính Cao Bằng, Sơn Dương và Quỳ Hợp. Theo kết quả tiềm kiếm – thăm dò trong thời gian qua đã xác định tài nguyên thiếc 80 nghìn tấn, trữ lượng công nghiệp 50 nghìn tấn, trong đó trữ lượng ở các vùng quặng như sau: Tĩnh Túc (Cao Bằng): 15 nghìn tấn thiếc Sơn Dương (Tuyên Quang): 11 nghìn tấn thiếc Quỳ Hợp (Nghệ An): 23 nghìn tấn thiếc Tổng TN – TL thiếc Việt Nam được thể hiện ở bảng. Bảng I.1. Sản lượng khai thác thiếc qua các thời kỳ như sau (nghìn tấn SnO2) Năm  1850  1913  1937  1941  1945  1950  1955  1960  1966  1971  1981  1991  1995   Sản lượng tính quặng  84  127  196  244,5  87  164  170  137  166  185  243  197  250   Từ 1910 đến 1914 thực dân Pháp đã khai thác ở Pia Oac đươc 32.473 tấn Sn kèm theo 137 kg Au. Từ năm 1950 đến năm 1956 khai thác thủ công được 440 tấn SnO2; 1957 – 1980 sản lượng khai thác ở vùng Pia Oac đạt 9.901 tấn SnO2 với hàm lượng trung bình 1305 g/m3. Ở Tam Đảo đạt 3.500 tấn SnO2 với hàm lượng 1348 g/m3. Trước năm 1988, sản lượng hàng năm chỉ đạt 600 tấn, năm cao nhất 1000 tấn. Ở Sơn Dương khai thác từ 1965 đến 1984 được 4 nghìn tấn, trung bình 210 tấn/năm. Hàm lượng thiếc trung bình 2400 g/m3. Ở Quỳ Hợp khai thác từ 1961 với qui mô nhỏ. CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ THIẾC II.1. Tính chất Thiếc là kim loại mềm, có màu trắng bạc, dễ dát thành lát mỏng 0,005mm. Sn được ưa chuộng trong kỹ thuật và đời sống do Sn có sức chống ăn mòn cao, muối Sn không độc, Sn dễ nấu chảy và có thể luyện thành hợp kim cao cấp. II.2. Đặc điểm khoáng vật Thiếc tồn tại trong khoáng vật thuộc các nhóm oXt, sulfostanat, surful, silicat, borat và niobat. Khoáng vật quan trọng nhất của thiếc là cassiterit (SnO2) chứa 69-78 % Sn, stannin (Cu2FeSnS4) chứa 19-24 % Sn, tilit (PbSnS2) chứa 30,4 % Sn, cylinđrit (Pb3Sn4Sb2S14) chứa khoảng 25,12 % Sn, franckeit (Pb3Sn4Sb2S14) chứa từ 9,5 - 17,1 % Sn. Tuy nhiên, chỉ có cassiterit và stannin là tạo thành tụ khoáng. Cassiterit là khoáng vật bền vững trong điều kiện phong hóa, do vậy có thể tạo nên những mỏ sa khoáng lớn, ngược lại stannin rất dễ bị phá hủy, cho nên chỉ tồn tại trong quặng gốc. Cassiterit (SnO2) với thành phần: Sn = 78,62%; O = 21,38%; tỷ trọng 6,8 – 7,1; độ cứng 6 – 7 . Trong thực tế luôn có Fe, Mn, Ư, Ta, Nb, In, Ge, Be, Zr, SiO2 đôi khi có cả V, Ni, Sb, Se… Tinh thể có dạng lăng trụ thường hình kim đôi khi có dạng tháp đôi. Các mặt lăng trụ thường vết thẳng đứng, còn các mặt của hình tháp lại có vết khía song song với các cạnh của chúng. Rất hay gặp các song tinh cassiterit. Ngoài dạng kết tinh, còn có dạng khác của cassiterit, đó là dạng thiếc thớ gỗ. Thiếc thớ gỗ thường có dạng nhũ hình quả lê, hình giọt nước với cấu tạo tỏa tia đồng tâm do các gel SnO2 đông kết. Stannin (Cu2FeSnS4) với thành phần lý thuyết: Cu = 29,6%, Fe = 13%, Sn = 27,6%, S = 29,8%; tỷ trọng 4,3 – 5,2; độ cứng 3 – 4. Hàm lượng thiếc thực tế biến động từ 24,08 – 29,08%; thường có Zn (đến 8,71%), Cd (đến 0,83%), Bi (đến 0,2%), Sb (0,2%), đôi khi có Pb và Ag. Stannin thường rất ít gặp so với cassiterit; nó thường chỉ có mặt trong các thành tạo quặng thiếc thuộc thành hệ cassiterit – surful. Ngoài ra, người ta còn tìm thấy gần 40 khoáng vật khác nhau có chứa thiếc, tuy nhiên các khoáng vật này ít phổ biến, và nếu có thì cũng không đủ hàm lượng để khai thác công nghiệp. Hàm lượng thiếc tùy thuộc vào thành phần hóa học của khoáng vật. BảngII.1. Bảng thống kê các khoáng vật chứa thiếc Tên khoáng vật  Công thức khoáng vật  Tỷ trọng  Độ cứng  Hàm lượng thiếc (%)   Cassiterite  SnO2  6.4 – 7.1  6 – 7  78.77   Oulankaite  (Pd,Pt)5(Cu,Fe)4SnTe2S2  10.27  3.5 – 4  8.94   Canfieldite  Ag8SnS6  6.28  2.5  10.11   Kuramite  Cu3SnS4  4.56  5  27.13   Ferrokesterite  Cu2(Fe,Zn)SnS4   4  27.46   Stannite  Cu2FeSnS4  4.3 – 4.5  3.5 – 4  27.61   Kesterite  Cu2(Zn,Fe)SnS4  4.54 – 4.59  4.5  32.65   Cernyite  Cu2CdSnS4  4.776  4  24.40   Velikite  Cu2HgSnS4  5.45  4  20.66   Hocassiteritrtite  Ag2FeSnS4  4.77  4  22.89   Pirtquitasite  Ag2ZnSnS4  4.822  4  22.48   Sakuraiite  (Cu,Zn,Fe,In,Sn)4S4   4  2.8   Petrukite  (Cu,Fe,Zn)2(Sn,In)S4  4.61  4.5  25.00   Rhodostannite  Cu2FeSn3S8   4  41.83   Toyohaite  Ag2FeSn3S8  4.94  4  40.28   Stannoidite  Cu8Fe3Sn2S12  4.29  4  18.29   Volfsonite  Cu10Cu2+Fe2+Fe3+2Sn3S16   4  20.52   Chatkalbitite  Cu6FeSn2S8  5  4.5  25.50   Mawsonite  Cu6Fe2SnS8  4.66  3.5 – 4  13.67   Hemuscovitsite  Cu6SnMoS8  4.47  4  13.93   Kiddcreekite  Cu6SnWS8   4  12.62   Vinciennite  Cu10Fe4Sn(As,Sb)S16  4.29  4.5  7.47   Nekrasovite  Cu26V2(Sn,As,Sb)6S32  4.62  4.5 – 5  10.39   Colusite  Cu12V(As,Sb,Sn,Ge)3S16  4.2  3 – 4  4.26   Stibiocolusite  Cu13V(Sb,As,Sn)3S16   4 – 4.5  2.20   Herzenbergite  SnS  5.197  2  78.73   Stistaite  SnSb  6.91  3  49.37   Mohite  Cu2SnS3  4.86  4  34.71   Tealbitlite  PbSnS2  6.4  1.5 – 2  30.44   Surfulredaite  PbSnS3  5.54 – 5.88  2.5 – 3  30.41   Potosiite  Pb6Sn2FeSb2S14  6.2  2.5  10.65   Levyclaudite  Pb8Sn7Cu3(Bi,Sb)3S28   2.5 – 3  19.97   Franckeite  (Pb,Sn)6FeSn2Sb2S14  5.5 – 5.9  2.5  13.68   Cylindrite  Pb3Sn4FeSb2S14  5.4 – 5.42  2.5  25.74   Yuanjiangite  AuSn  11.7 – 11.9  3.5 – 4  37.60   Ottemannite  Sn2S3  4.835  2  71.17   Berndtite  SnS2  4.5  1 – 2  64.92   Vurroite  Pb21SnAs11Bi11S50Cl8Se    1.24   II.3. Đặc điểm địa hóa Thiếc có tên Latinh là stannum, ký hiệu Sn, là nguyên tố hóa học nhóm IV trong hệ thống tuần hoàn Mendeleev. Thiếc kim loại có màu trắng bạc, kết tinh ở dạng tứ diện. Khối lượng nguyên tử 118,69. Trọng lượng riêng 7,3g/cm³. Nhiệt độ chảy 231,9ºC. Nhiệt độ sôi 2270ºC. Thiếc thuộc kim loại khan hiếm. Thiếc có hai dạng thụ hình là αSn và βSn. Ở nhiệt độ thường, thiếc tồn tại ở dạng βSn, đó là một loại thiếc trắng mà mọi người đều biết. Ở nhiệt dộ dưới +13,2 ºC, αSn bền hơn, là một loại bột dạng tinh thể rất mịn có màu xám. Thiếc trắng (βSn) biến thành thiếc xám (αSn) xảy ra rất nhanh ở nhiệt độ -33 ºC. Quá trình biến hóa đó mang một cái tên hình tượng là “bệnh dịch hạch thiếc”. Sn có trị số Clack 2,5.10-4%. Sn có 10 đồng vị với mức độ phổ biến %: Sn112 - 0,96%; Sn114 - 0,66%; Sn115 - 0,35%; Sn116 - 14,3%; Sn117 - 7,61%; Sn118 - 24,04; Sn119 - 8,58%; Sn120 - 32,85%; Sn122 - 4,72%; Sn124 - 5,94%. Thiếc có tính bền hóa học cao, trong đá magma aXt cao hơn đá mafic. Ở nhiệt độ dưới 100 ºC thiếc không bị oxy hóa, ở bề mặt bị phủ một lớp mỏng SnO2. Thiếc đẩy hydro rất chậm từ dung dịch pha loãng H2SO4 và HCl, tan nhanh trong H2SO4 nóng đậm đặc và kiềm đậm đặc, tan trong HNO3 ngay cả trong dung dịch nóng và nguội. Trong các hợp chất, thiếc có hóa trị Sn4+ và Sn2+. Trong điều kiện nội sinh, thiếc di chuyển được nhờ có F và B liên quan với hoạt động magma aXt. Thiếc là nguyên tố linh động, dễ di chuyển vì bản chất hai mặt, vừa là ion dương trong muối đơn và phức, vừa là ion âm trong stanat và sulfostanat, nên dung dịch chứa thiếc có thể di chuyển đi xa lên phần trên của vỏ Trái đất. Có lẽ vì thế mà khoáng hoá thiếc liên quan với magma aXt có thể đi lên phần cao nhất của vỏ Trái đất, tồn tại trong vỏ sial, hoặc đến phần nóc của thể magma liên quan với chúng. Ở dưới sâu bên dưới vỏ sial, các đá magma nghèo hoặc không có thiếc (Sn – deficient magma). Thiếc là nguyên tố lưỡng tính, vừa có tính ưa đá vừa có tính ưa đồng. Kích thước bán kính ion Sn4+ (0,074(m) gần với kích thước bán kính ion Nb5+, Ta5+, và Ti4+ nên thường tạo thành những hỗn hợp đồng hình trong các titanat và tatalo – niobat cũng như dưới dạng hỗn hợp đồng hình của thiếc trong quặng xám (đến 1,5%). Tính ưa đá của thiếc thể hiện ở sự thường xuyên có mặt trong các khoáng vật tạo đá như biotit, muscovit, felspat, sphen, hiếm hơn còn gặp trong amphibol, pyroxen, granat. Trong môi trường aXt tính ưa đồng thể hiện ở sự tham gia của Sn4+ trong các phức anion thành tạo stanat và sulfostanat. Ngoài ra thiếc còn có mặt trong các hợp phần của bor (gunsit, nordensendin…) và các khoáng vật skarn khác. II.4. Kinh tế nguyên liệu khoáng Các mỏ rất lớn có trữ lượng >100 ngàn tấn, lớn 25 - 100 ngàn tấn, trung bình 5 - 25 ngàn tấn, nhỏ 1% Sn, trung bình 1 - 0,4%, nghèo 0,1- 0,04%. Các mỏ sa khoáng được khai thác khi hàm lượng Sn 100 - 200g/m3. Trữ lượng Sn cơ sở của thế giới: 10 triệu tấn. Sản lượng khai thác năm 1993: 175 ngàn tấn. Giá thành: 4.900USD/tấn. Nước sản xuất chủ yếu (%): Trung Quốc (24), Brazin (10), IndoneXa (14,3), Bolivia (8,6), Thái Lan (8), Malaysia (8). II.5. Công dụng Từ năm 1820 do biết được cách chế tạo sắt tây nên Sn đã trở thành một trong những nguyên liệu quan trọng bậc nhất. Khoảng 40% tổng lượng thiếc dung vào mục đích này. Hợp kim batit (Sn-Pb-Sb) dùng để đúc ổ trục máy móc, Sn là kim loại không thể thiếu được của nhiều ngành kỹ thuật hiện đại. Muối Sn dùng để chế màu, chất men, làm kính, clorua Sn dùng trong ngành sơn và công nghiệp thủy tinh, surfua Sn dùng trong ngành đúc, sắt tây dùng làm đồ hộp. Sn dùng trong công nghiệp quốc phòng, là kim loại chiến lược quan trọng. Thiếc dùng để sản xuất đồng thanh, hợp kim hàn và babit. Đối với lĩnh vực này yêu cầu hơn 50% tổng lượng thiếc, trong đó một nửa hàng để sản xuất hợp kim hàn.Một số lượng thiếc dùng ở dạng lá mỏng để bao gói. Gần đây người ta dùng thiếc trong hợp kim với nhôm và titian dùng trong kỹ thuật du hành vũ trụ. PHẦN 2 NGUỒN GỐC, ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ CÁC LOẠI HÌNH KHOÁNG SẢN THIẾC CHƯƠNG III CÁC KIỂU NGUỒN GỐC VÀ KIỂU MỎ CÔNG NGHIỆP CỦA KHOÁNG SẢN THIẾC III.1. Đặc điểm địa chất các mỏ thiếc Khoáng sàng thiếc phát triển ở vùng uốn nếp địa vồng, các địa khối trung tâm và cả trong các đới hoạt hóa của khiên và của nền. Những công trình nghiên cứu cho rằng vị trí các đai khoáng hóa thiếc trùng với các nơi dát mỏng của vỏ Trái Đất với bề dày các trầm tích lớn, nghĩa là phân bố ở những nơi hoạt động mạnh của vỏ Trái Đất, gồm: - Đới thành tạo võng lâu dài và được lấp đầy bởi các đá phiến – cát kết - Những đai uốn nếp quanh các địa khối trung tâm (vi lục địa) - Những nơi nứt tách sâu và những nơi giao nhau của các đứt gãy phá hủy sâu trên miền nền mà nơi đó xuất hiện các thành tạo xâm nhập. Các thể granit chứa thiếc và những vùng mỏ quặng thiếc được khống chế bởi các yếu tố kiến trúc như sau: - Vùng bản lề của các cấu trúc nếp uốn vồng và những nơi uốn cong của cấu trúc nếp uốn bị chia cắt nhiều đứt gãy phá hủy có tuổi khác nhau - Đứt gãy sâu, đặc biệt nơi giao nhau giữa chúng và nếp uốn. Đôi khi trong những vùng rộng lớn quặng hóa thiếc phân bố ở ven rìa các thể xâm nhập, và phổ biến là ở vòm các khối xâm nhập. Ngoài ra thành phần thạch học của các đá vây quanh cũng đóng vai trò quan trọng – nghĩa là quặng hóa (thể quặng) phân bố ở các tầng trầm tích xen kẽ của đá cát kết và phiến, tại những nơi với các lớp đá dòn, dễ vỡ như cát kết, quartzit, plagiogneiss amphibol. Về mặt phân bố, mỏ thạch anh – cassiterit được thành tạo theo hai nhóm chính: - Trên các thân xâm nhập, phân bố trong các tầng đá phiến – cát kết vây quanh - Trong các thể xâm nhập granitoit (nơi phần lồi, phần nhô) với khoảng cách quặng hóa từ 1,5 – 2km Phụ thuộc vào hình dạng các thể xâm nhập, sự có mặt các đứt gãy phá hủy trước quặng mà các thể mạch quặng có thể có nhiều dạng khác nhau: hình vòng, kéo dài hoặc là mạng mạch quặng phức tạp. Các yếu tố kiến tạo địa phương khống chế sự phân bố quặng hóa: - Quặng hóa dạng mạng mạch: Tại những nơi tiếp giáp của các đứt gãy có nhiều phương khác nhau Tại ven rìa các khối xâm nhập nơi mà phổ biến nhiều khe nứt được thành tạo trong các quá trình kết tinh Trong các vùng họng núi lửa - Các thân quặng trong các khe nứt vỡ vụn - Các thân quặng trong các hệ thống khe nứt liên hợp và các nứt tách Tuy nhiên các cấu trúc thuận lợi hơn có giá trị công nghiệp là kiểu quặng hóa mạng mạch và một phần liên quan với các thành tạo núi lửa. Các mỏ phân bố trong các thành tạo núi lửa đặc trưng là thường có kích thước lớn và lịch sử phát triển phức tạp, bắt đầu từ lúc xâm nhập các đai mạch có nhiều tuổi, thành phần khoáng vật các mạch (từ giai đoạn nhiệt độ cao đến nhiệt độ thấp) rất khác nhau và cuối cùng là các dịch chuyển kiến tạo sau quặng. III.2. Các kiểu mỏ khoáng. Liên hệ trên thế giới III.2.1. Mỏ pegmatit Thiếc gặp trong các kiểu khác nhau của pegmatit, nhưng chỉ có loại natri liti thì hàm lượng cassiterit cao và có giá trị công nghiệp. Đối với pegmatit chứa thiếc, thường greizen hóa và albit hóa. Quá trình đó cũng thường xảy ra ở đới nội, ngoại tiếp xúc của các khối granit chứa thiếc và có khi xa ranh giới tiếp xúc đến 1 – 2 km hoặc hơn. Nhiều nhà nghiên cứu phân ra thành 2 loại là: - Pegmatit thạch anh - microlin - Thạch anh – microlin – spodumen pegmatit chứa thiếc Phổ biến nhất là pegmatit thạch anh – microlin và chúng bị albit hóa, muscovit hóa mạnh mẽ. Thành phần khoáng vật là albit và các khoáng vật khác đi kèm có các loại photphat, tourmalin crom và columbit phát triển nhiều trong mạch. Các thành tạo có greizen cùng với cassiterit có dạng ổ, thấu kính và các thể méo mó khác ở ven rìa. Đôi khi còn gặp surful cùng với thạch anh được thành tạo ở giai đoạn sớm. Các khoáng vật thành tạo ở giai đoạn sau (chồng gối) của pegmatit thạch anh – microlin – spodumen làm cho spodumen bị biến đổi thành tạo tập hợp albit – mica. Các thể pegmatit chứa thiếc có dạng tấm ổ, thấu kính và hiếm hơn là dạng ống. Cassiterit đặc trưng cho thành hệ pegmatit có dạng tinh thể tháp đôi 4 phương rất ngắn (K = 1), tỷ trọng 6,83, màu đen nâu, nâu đen, đa sắc mạnh, chứa nhiều Ta, Nb (khoảng 0,5 – 1%). Kiểu mỏ pegmatit có quy mô nhỏ, hàm lượng Sn trong quặng nghèo dưới 0,1% nên không có ý nghĩa công nghiệp Liên hệ trên thế giới Kiểu này gặp ở Liên Xô (Trung Á), Ruanda, Zair, Brazin. Pegmatit chứa thiếc ở Trung Á phân bố thành dãy kéo dài dọc theo đường phân thủy của dãy núi, trong các đá phiến tuổi Paleozoi trung và các thể xâm nhập granit. Mỏ phân bố bên trong các thể granit cũng như ở đới cạnh tiếp xúc. Theo Beus A.A (1948) thì pegmatit chứa thiếc của vùng phát triển cấu tạo đới thuộc giai đoạn kết tinh ban đầu, và cả thành tạo đới thuộc giai đoạn thay thế. Đối với pegmatit kết tinh ban đầu chia thành 6 đới: 1/ granit pegmatoit; 2/ dạng aplit; 3/ đới vân chữ (chữ cổ); 4/ đới thạch anh – felspat hạt trung và lớn; 5/ đới felspat dạng khối và 6/ đới thạch anh dạng khối và thạch anh – spodumen. Các đới đó phân bố định hướng theo độ dày từ ven rìa tới trung tâm của mạch pegmatit và theo cả chiều thẳng đứng. Các đới do thay thế như sau: muscovit, albit, lepidomelan và greizen. Đới muscovit với thành phần khoáng vật là fosfat mangan và sắt, muscovit và thạch anh; đới albit gồm có albit, tourmalin, fosfat mangan và sắt. Trong đới lepidolit có albit, lepidolit và thạch anh. Đới g gồm có muscovit, thạch anh, albit và cassiterit. Ngoài ra còn có columbit (Fe, Mn) (Nb, Ta)2O6. Hàm lượng thiếc trong pegmatit thay đổi từ 0,1 – 0,2%. Theo Strelkin M.F thì pegmatit albit chứa thiếc có hai loại: 1/ Klevelandit (albit dạng tấm) – spodumen; 2/ greizen cassiterit phân bố cộng sinh chặt chẽ với albit và mica greizen. Ở Châu Phi phổ biến rộng rãi pegmatit liên quan với các thành tạo granit tiền Cambri và Paleozoi hạ. Tại đó chúng tập trung trong 5 giải cấu trúc. Granit chứa thiếc có tuổi Paleozoi hạ (800 – 1015 triệu năm) và đi cùng với chúng (về thời gian và không gian) là pegmatit chứa thiếc thuộc phạm vị giải trung Châu Phi kéo dài đến 1100 km. Ở đây phổ biến nhiều loại pegmatit mà thành tạo của chúng phụ thuộc vào chế độ kiến tạo cũng như nhiệt độ kết tinh của dung thể magma. Pegmatit chứa thiếc thường phân bố ở phần ven rìa của khối granit chứa thiếc và đới ngoại tiếp xúc. Khoáng hóa công nghiệp chủ yếu ở đới ngoại tiếp xúc, trong đó có mỏ Manono – Kitotolo khá điển hình ở tỉnh Saba, Zair. Ở mỏ này phát hiện hai thân pegmatit, mỗi thân kéo dài khoảng 5 km với bề rộng 400 m. Pegmatit cấu tạo đới, theo đó từ ven rìa vào trung tâm gồm các đới sau: 1/ thạch anh với muscovit (hoặc không có), 2/ a – aplit; 3/ natri – liti. Các khoáng vật quặng trong pegmatit có cassiterit và tourmalin, rutil, torolit (SnTa2O7), leningit (acsenit của Fe, Co, Ni-Fe[As2], arsenopyrit, pyrit và ilmenit. Đá vây quanh (rìa) của các thân pegmatit là phiến mica. Cassiterit phân bố không đồng đều trong đá pegmatit, nhưng thường tập trung ở đới thạch anh – muscovit, thành tạo những tinh thể lưỡng tháp màu nâu sẫm. Khai thác kèm theo cassiterit là columbit – tantanit. Hiện nay khai thác quặng gốc còn tươi lấy khoảng 2 kg cassiterit trong khoảng 1m3 pegmatit. Tuy mỏ cassiterit pegmatit không có ý nghĩa lớn trong công nghiệp nói chung, nhưng từ đấy cung cấp cassiterit trong sa khoáng, và khai thác cùng với quặng thiếc còn có Ta, Li và đôi khi cả Be nữa. III.2.2. Mỏ Skarn Kiểu mỏ này đặc trưng bởi sự thành tạo cassiterit trong đới skarn rất giàu magnetit và surful. Thể quặng dạng lớp có thế nằm dốc hoặc thoải tại nơi tiếp xúc của granitoit với đá vôi, hoặc dạng ống nơi giao nhau của các đứt gãy, liền kề nhau hoặc nơi uốn võng hoặc dạng lớp. Thiếc chủ yếu phân bố trong skarn dưới dạng cassiterit và đi kèm mật thiết với các khoáng vật magnetit và các khoáng surful khác, trong đó phổ biến là arsenopyrit, pyrotin … Các nhà nghiên cứu phân chia skarn cassiterit thành hai kiểu khoáng sàng magnetit và surful. Kiểu đầu trong thành phần của quặng rất giàu magnetit, kiểu này thường gặp nhưng ý nghĩa công nghiệp lại hạn chế, không lớn. Sự thành tạo khoáng vật của kiểu mỏ này thường có nhiều giai đoạn, trong đó magnetit thành tạo muộn hơn các khoáng vật skarn nhưng đôi nơi vẫn thấy có sự xen kẽ giữa magnetit và granat, như vậy có lẽ chúng thành tạo đồng thời với các khoáng vật alumosilicat. Cassiterit là những hạt rất nhỏ và về cơ bản kết tinh muộn cùng các surful sắt, kẽm và các kim loại khác. Tuy nhiên trong một vài mỏ thấy có sự chuyển tiếp từ kiểu cassiterit – magnetit sang kiểu cassiterit – surful. Trong kiểu mỏ skarn – cassiterit giàu surful thì thường phổ biến các dạng borat, trong đó có danburit (CaB2Si2O8), datolit {CaB(SiO4)(OH)}… hoặc ở một vài mỏ lại có stanoborat. Cassiterit thường đi cùng với clorit và các loại surful như pyrotin, chalcopyrit, sphalerit, stannin, bornit, kubanit, ngoài ra còn gặp bismut trong một vài mỏ. Kiểu mỏ skarn ít phổ biến và có ý nghĩa thứ yếu đối với Sn. Liên hệ trên thế giới Mỏ skarn nam Trung Quốc phổ biến ở vùng quặng thiếc Tây Nam như mỏ GenXu. Vùng mỏ kéo dài dọc theo ven rìa miền nền đến 80 km, nhưng những mỏ thiếc lớn chỉ tập trung ở phần đông nam trên một diện tích không lớn. Tại vùng GenXu đã khai thác trên 60% khối lượng thiếc ở Trung Quốc. Về vị trí địa chất thì mỏ phân bố đại trũng (hố trũng) nền kéo dài theo phương đông bắc và ở phía tây nam thì bị chi phối bởi đứt gãy lớn giới hạn vùng nền. Vùng có cấu tạo khối tảng uốn nếp và thành tạo những địa lũy, địa hào với những biến vị tỉnh trong các đá của lớp phủ nền, và chính uốn nếp biến vị đó tạo nên chuyển động khối tảng của miền nền. Các thành tạo đá vôi Trias là nơi thuận lợi cho việc tạo quặng cũng bị vò nhàu uốn nếp dạng vòm thoải. Ở đây các đứt gãy lớn đoạn tầng Genxuxun xuyên surfulốt trung tâm vùng quặng. Các đá magma gồm có bazan, diabaz, cũng như granitoit với thành phần từ granodiorit và syenit. Granitoit gây biến chất tiếp xúc với đá vôi thành tạo đá hoa và đá sừng từ phiến – cát kết. Vùng mỏ có hai nơi lớn nhất là Laostan và Kafan. Cả hai mỏ này kết hợp lại bởi uốn nếp dạng vòm bị chia cắt phức tạp bởi các đứt gãy. Mỏ Laostan phân bố ở sườn đông bắc nếp uốn, còn mỏ Kafan thì phân bố ở trung tâm vòm cạnh khối nhỏ granitoit. Một khối khác tương tự phát hiện ở dưới sâu của vùng mỏ Laostan. Quặng hóa liên quan chặt chẽ với skarn được thành tạo theo tiếp xúc của granitoit với đá vôi và bị phức tạp hóa bởi các đứt gãy phá hủy tạo thành lớp tấm trong đá cacbonat ở mái. Phần lớn skarn nghèo quặng. Tuy nhiên ở những nơi lộ ra hoặc ở những vòm nhỏ của các khối xâm nhập thì quặng surful có cassiterit xâm tán trên skarn và đá hoa, đôi khi rải rác hoặc tạo thành khối đặc sít bị khống chế bởi đứt gãy. Dọc theo các đoạn tầng phương đông bắc có các mạch cassiterit – tourmalin. Thể quặng tương đối lớn Laostan phân bố cạnh đứt gãy vĩ tuyến. Tham gia vào thành phần quặng gồm có thạch anh, cassiterit, arsenopyrit, cả wolfram và beril. III.2.3. Mỏ thạch anh - cassiterit Mỏ thiếc kiểu này liên quan với các thành tạo granit aXt và siêu aXt bị biến đổi hậu magma cùng với sự thành tạo các khoáng vật như topaz, tourmalin, fluorit, mica fluor và liti. Các thành tạo xâm nhập đó chủ yếu thành tạo ở dưới sâu, đôi khi độ sâu trung bình. Tuổi của chúng từ Arkeiozoi, Proterozoi sớm đến Mesozoi muộn và Đệ tam. Leviski O.D chia ra làm các thành hệ sau: - Thành hệ greizen chứa thiếc - Thành hệ cassiterit – topaz – thạch anh - Thành hệ cassiterit – felspat – thạch anh - Thành hệ cassiterit – thạch anh Các mỏ thuộc các kiểu thành hệ này có nhiều đặc điểm chung, chỉ khác ở tỷ lệ giữa các khoáng vật, trong đó chủ yếu là thạch anh, topaz, muscovit và giữa chúng có sự chuyển tiếp. Các mỏ kiểu thạch anh – cassiterit liên quan với khối granit lớn thành tạo ở độ sâu lớn và vừa. Các thành tạo granit đó thường bị biến đổi sau magma xảy ra tại các đới ngoại tiếp xúc và ngay trong chính bản thân khối granit. Những granit chứa quặng đó rất gần gũi với granit liên quan với các thành tạo pegmatit chứa thiếc. Quặng hóa phân bố ngay trong khối granit và ngay cả trong đới ngoại tiếp xúc. Trong một vài trường hợp ở ven rìa các trường quặng thường xuất hiện các mạch quặng surful đồng và chì – kẽm được thành tạo ở giai đoạn khoáng hóa muộn. Đa số các mạch quặng cassiterit – thạch anh lấp đầy khe nứt tách và phân đoạn. Mỏ kiểu mạng mạch đóng vai trò thứ yếu. Các mạch kéo dài từ vài chục mét đến hàng trăm mét với bề dày thay đổi từ 0,1 – 1m và dần dần thay đổi độ dày. Các mạch quặng thường tách rời các thể bướu. Ven rìa mạch (ranh giới) rõ, chứng tỏ chúng được thành tạo do lấp đầy Thành phần khoáng vật quặng phổ biến là thạch anh, ít hơn có muscovit và tourmalin. Đôi khi tourmalin ít phổ biến hoặc không có. Các khoáng vật đóng vai trò phụ gồm có felspat kali, albit, beryl, topaz, fluorit, ambligonit {LiAl(F,OH)PO4}… Khoáng vật quặng phổ biến là cassiterit, wolframit và arsenopyrit. Hàm lượng các khoáng vật surful không đáng kể. Khoáng hóa xảy ra ở nhiều giai đoạn, trong đó thạch anh và một vài khoáng vật khác có nhiều thế hệ. Đôi khi trong một vài mỏ phát hiện canxedoan thành tạo giai đoạn muộn và cả surful thường cộng sinh với cacbonat sắt. Đá vây quanh bị biến đổi muscovit hóa, topaz – muscovit và các loại greizen hóa. Kiểu mỏ thạch anh – cassiterit là nguồn cung cấp thiếc quan trọng có ý nghĩa công nghiệp. Liên hệ trên thế giới Mỏ thạch anh – cassiterit phát triển ở nhiều quốc gia như Malaysia, Trung Phi, Tây Âu, Đông Úc và Sibiri (Nga). Mỏ bán đảo Kornuelsk ở Anh quốc đã khai thác được trên 200 năm và lấy được 2 triệu tấn thiếc, trong đó có 750 tấn là sa khoáng. Trong thời gian gần đây đang khai thác hai mỏ Saus – Krofti và Givor. Cấu trúc địa chất của vùng là miền uốn nếp VariX với các thành tạo trầm tích phiến – cát kết với các lớp xen kẹp cuội kết tuổi Devon – Cacbon. Ở vùng Devonsir, các trầm tích Cacbon bị phủ bởi các trầm tích vụn màu đỏ và các thành tạo nguồn núi lửa tuổi Pecmi. Phía đông của vùng là các thành tạo Mesozoi của bể London. Trầm tích Devon – Cacbon bị biến vị mạnh mẽ, vò nhàu, uốn nếp theo phương á vĩ tuyến, bị chia cắt bởi nhiều đứt gãy và bị 5 thể granit tuổi Cacbon – Pecmi xuyên cắt. Granit hai mica, nhiều pha và đi kèm là các thành tạo pegmatit. Về thạch hóa, granit có hàm lượng K2O lớn hơn Na2O. Các thể quặng phân bố theo các đứt gãy phá hủy trong granit cũng như trong đá phiến – cát kết vây quanh. Các thể mạch liên quan với các khe nứt thớ chẻ và có kích thước lớn dọc theo các phá hủy dăm kết. Quặng gồm nhiều khoáng vật (tới hơn 220), trong đó chủ yếu là cassiterit, stannin, chalcopyrit, arsenopyrit và wolframit. Hiếm hơn có seelit, quặng xám, sphalerit, bismutin, acxenit của Ni, Co, nhựa Uran, bocnit, galenit... Các khoáng vật mạch chủ yếu là thạch anh, ít hơn clorit, tourmalin và fluorit. Các khoáng vật phân bố theo đới. Trong các mạch phân bố trong granit, ở dưới sâu 800 – 1200m phổ biến thạch anh với cassiterit. Ở độ sâu 300 – 800m cùng với cassiterit còn có surful của đồng và wolfram. Cao hơn (gần mặt đất) chủ yếu là quặng surful. Ngoài ra quặng cũng phân bố theo đới ngang. Phần lớn các mạch thiếc phân bố trong granit và đá sừng; cách xa granit thì giàu surful, còn ở sườn của trường quặng thì phân bố quặng chì – kẽm. Tuy nhiên, sự phân đới như vậy không cố định và đôi khi trong granit cũng phát hiện nhiều quặng surful. Mạch tương đối lớn, kéo dài 7 km với bề dày khoảng 1 m. Mạch Dolkoaf kéo dài đến 6 km và khai thác đến độ sâu 950m. Hàm lượng thiếc trong quặng 0,7 – 1,2 %. Mỏ Saus – Krofti trong phạm vi vùng quặng phân bố các đá biến chất phiến – cát kết (Kilas). Ở dưới sâu chúng bị granit Kariluri xuyên cắt. Trong đá “Kilas” có thể lớp (sila) đá lục với bề dày đến 100m. Mặt tiếp xúc của granit với đá “Kilas” nghiêng về hướng bắc và càng xuống sâu thì thoải hơn. Các đá bị hệ thống đai mạch porphyr thạch anh xuyên cắt theo phương đông bắc. Nơi bị phá hủy là ở ranh giới tiếp xúc thoải của granit với các đá “Kilas” và cũng tại đo phát triển nhiều mạch quặng. Các nhà nghiên cứu cho rằng, vùng quặng phân bố nhiều đứt gãy phá hủy sau quặng có phương tây bắc, trong đó lớn nhất là đứt gãy Dolkoatsk làm dịch chuyển mạch quặng đến 100 – 120 m. Tuy nhiên, nơi giao nhau của đứt gãy với mạch quặng có phương đông bắc rất giàu quặng. Điều đó có thể cho rằng đứt gãy được thành tạo ngay cả trước tạo quặng. Quặng hóa thiếc phân bố trong các mạch hoặc một phần của chúng nằm trong granit. Các mạch quặng trong granit thường ranh giới không rõ ràng và phân tách ra hàng loạt những vi mạch phân bố cạnh nhau và lấp đầy clorit, thạch anh và các khoáng vật khác. Bề dày của mạch thay đổi từ 0,3 – 1,5 m, các mạch đều kèm theo biến đổi nhiệt dịch với bề dày đạt đến 3 m. Đá vây quanh bị biến đổi thạch anh hóa, sericit hóa, clorit hóa và tourmalin với tỷ lệ khác nhau. Trong các đá bị biến đổi hầu như đều có cassiterit xâm tán. Trong chính các mạch đó, cassiterit thành tạo từng đám, cụm ở những nơi tập trung tourmalin màu xanh da trời thành tạo muộn và cũng chính trong các mạch ấy, nơi nào không có tourmalin màu xanh da trời thì không có cassiterit. Ở một vài nơi của các mạch đặc trưng trong mỏ đã xuất hiện những vi mạch thạch anh – fluorit được thành tạo muộn hơn quặng thiếc. Ở những nơi đó hàm lượng thiếc không cao, nhưng trong đá vây quanh lại thấy khoáng vật jilbertit và hiếm hơn là rybelit. Ở Nga, mỏ thạch anh – cassiterit phát hiện ở Zabaical và một vài nơi khác. Mỏ kiểu này ở Zabaical thuộc kiểu mạng mạch. Diện tích vùng quặng phân bố các đá phiến tuổi Paleozoi hạ bị vò nhàu, cà ép và uốn nếp mạnh mẽ, bị chia cắt bởi nhiều đứt gãy. Một vài đứt gãy phá hủy có phương tây bắc được lấp đầy bởi các đai mạch lamprofir. Ngay chính mỏ quặng lại có vùng các đá phiến bị dập vỡ mạnh mẽ, có nhiều chỗ giao nhau của đứt gãy có phương vĩ tuyến và kinh tuyến. Nơi giao nhau – nút quặng phát triển nhiều mạng mạch thiếc với những vi mạch thạch anh hoặc những vùng có diện lộ méo mó giàu thạch anh, cassiterit và một ít surful. III.2.4. Mỏ cassiterit – surful Mỏ kiểu này có trị công nghiệp và cassiterit luôn đi cùng với các khoáng vật surful của sắt, đồng, chì, kẽm và các kim loại khác. Các mỏ cassiterit – surful được thành tạo liên quan với các đá xâm nhập aXt – granitoit có tính bazơ cao hơn như granodiorit và cả diorit thạch anh. Về đặc điểm địa chất phân bố thì các mỏ này tương tự như các mỏ surful và mỏ quặng vàng. Các mỏ surful – cassiterit thành tạo ở độ sâu không lớn so với mặt đất; trong các miền uốn nếp thì độ sâu khoảng 1000 m theo chiều đứng. Dung dịch quặng tạo mỏ thường có hàm lượng lưu huỳnh ít. Vì vậy mà khoáng surful sắt trong quặng chủ yếu là pegmatitirotin và phổ biến nhiều clorit sắt. Biến đổi cạnh quặng thường là clorit, tourmalin hóa, sericit hóa và propylit hóa. Theo Smirnov S.S và Rakevits E.A thì kiểu này có thể chia thành các thành hệ quặng sau: - Thành hệ cassiterit – tourmalin – surful - Thành hệ cassiterit – surful trong đó phổ biến surful sắt - Thành hệ cassiterit – surful trong đó phổ biến surful chì, kẽm - Thành hệ cassiterit – surful trong đó phổ biến muối surful (surfulsol) của bạc Thành hệ cassiterit – tourmalin – surful Các thành tạo xâm nhập granit có mặt trong các vùng mỏ cassiterit – tourmalin – surful thường có hàm lượng B (bor) cao. Trong hàng loạt các vùng mỏ, quá trình trao đổi biến chất sau magma đã làm cho B thải ra và thành tạo đá greizen giàu tourmalin, sừng tourmalin trong các đá phiến vây quanh (ngoại tiếp xúc), cũng như skarn tourmalin – corundum và cuối cùng là các mạch thạch anh – tourmalin có cassiterit và surful. Trong các mỏ kiểu này, các đới khoáng hóa thường phân bố tại nơi dập vỡ và các mạch trong granit chỉ ở trong các đá của mái. Các khoáng vật điển hình của mỏ: tourmalin, thạch anh và cassiterit. Cùng với chúng có muscovit, clorit, wolframit, arsenopyrit, pyrit và một vài khoáng vật khoáng vật khác như trong các mỏ thạch anh – cassiterit. Tourmalin được thành tạo thay thế các khoáng vật tạo đá của đá vây quanh và thường đi kèm thạch anh. Ngoài ra đôi khi còn gặp tourmalin cộng sinh với topaz là khoáng vật luôn thành tạo trước tourmalin. Tourmalin được thành tạo trong nhiều giai đoạn khoáng hóa, tourmalin thành tạo ở giai đoạn muộn đi cùng với cassiterit và thường có arsenopyrit. Các khoáng surful khác thành tạo sau chồng gối so với cassiterit. Liên hệ trên thế giới Mỏ kiểu thành hệ này tương đối khá phổ biến và đã phát hiện ở các nước Anh quốc, Úc, đảo Tasmania. Ở Nam Phi đã phát hiện hàng loạt mỏ kiểu này trong granit khối Butsveld, ở Nga phát hiện ở vùng Zabaical, Lacutia, vùng thượng Kolum, Tsukhot... Mỏ Maunt – Bisof (đảo Tasmania) là mỏ thiếc lớn nhất ở Úc. Mỏ phân bố trong các thành tạo biến chất trước Cambri (loạt Dundas) bị vò nhàu, uốn nếp mạnh. Chúng bị phủ bởi đá trầm tích Đệ tam (cát, gravelit) và bazan olivin. Loạt Dundas bị các đai mạch cổ gabro, pyroxenit, pegmatoit và granit trẻ xuyên cắt. Cùng với granit có các đai mạch porphyr thạch anh phân bố theo hệ tống đứt gãy cắt nhau thẳng góc. Khoáng hóa thiếc liên quan với các đai mạch porphyr thạch anh bị biến đổi chuyển sang loại đá khác (pitiknit – là khoáng topaz dạng cột lăng trụ) có topaz, tourmalin, cassiterit và các khoáng surful thành tạo sau. Tại những nơi giao nhau của mạch thạch anh với những đứt gãy đoạn tầng hàm lượng quặng tương đối giàu hơn. Ngoài ra còn gặp các mạch thạch anh – cassiterit. Các thể quặng gặp nhiều surful (pyrotin, pyrit và mackazit) có khi đến 50%, phần còn lại là thạch anh, talc, cacbonat magie – canX – mangan và cassiterit. Thành hệ cassiterit – surful trong đó phổ biến surful sắt Kiểu thành hệ này khá phổ biến và là kiểu chuyển tiếp, liên quan với kiểu thành hệ cassiterit – tourmalin nhiệt độ cao. Đặc điểm chung của kiểu này là phân bố khá xa các thành tạo xâm nhập quặng hóa. Trong thành phần của quặng, các surful sắt mà trước hết là pyrotin phát triển khá rộng rãi clorit sắt. Phụ thuộc vào sự vượt trội của clorit hoặc surful sắt mà có thể thành tạo mạch clorit và đới surful với hàm lượng thấp, phụ hoặc các thành tạo cassiterit – surful đi kèm với quá trình clorit hóa đá vây quanh như ở các mỏ thiếc đảo Tasmania, Úc, Nga và các vùng khác. Mỏ kiểu này thường phổ biến các thể quặng dạng mạch phân bố theo các khe nứt có dăm cũng như đới mạng mạch, thường kéo dài theo hàng loạt các đứt gãy phức tạp, hoặc ở những vùng phân nhánh từ những đới khâu khoáng hóa kiến tạo với nhiều khe nứt kéo theo. Với những điều kiện như vậy mà các mạch có thể chuyển sang đới mạng mạch. Thành phần khoáng vật chủ yếu: pyrotin, đôi khi có pyrit hoặc chalcopyrit, arsenopyrit, clorit sắt và cassiterit. Các khoáng vật thứ yếu là sphalerit, stannin. Ở một vài mỏ có hàm lượng không đáng kể còn có galenit, đôi khi có muối surful hoặc bismutin và bimutin tự sinh. Do thiếu lượng lưu huỳnh trong dung dịch mà thành tạo tổ hợp (đá) đặc biệt magnetit – clorit chứa thiếc. Quá trình tạo quặng xảy ra trong 4 – 5 giai đoạn. Liên hệ trên thế giới Mỏ Khaptseranginsk (Zabaical) là mỏ điển hình của kiểu cassiterit – surful với hàm lượng vượt trội surful sắt và clorit. Cấu trúc địa chất vùng mỏ với các thành tạo Paleozoi – chủ yếu trầm tích Pecmi. Ở phía tây nam vùng mỏ granitoit Trias xuyên cắt và về phía bắc là các thành tạo granit porphyr Jura muộn. Các thể quặng mỏ Khaptseranginsk xuyên trong trầm tích phiến – cát kết Pecmi sớm có bề dày trên 2000 m. Phần dưới của mặt cắt phổ biến trầm tích sét than và phiến sét – silic, phần trên grauac và cát kết ackoz. Các thành tạo trầm tích đó bị vò nhàu uốn nếp với phương nếp uốn vĩ tuyến. Quặng hóa được chia thành 4 đới kéo dài theo phương tây bắc. Trong các đới đó đã xác nhận 20 mạch quặng thiếc. Thành phần khoáng vật của mỗi đới không ổn định. Đới trung tâm tương đối giàu thiếc, đới phía tây chủ yếu là chì – kẽm. Các thành tạo xâm nhập granit tuổi Mesozoi xuyên cắt các thành tạo trầm tích phiến và cát kết tuổi Paleozoi và gây biến chất tiếp xúc đá vây quanh. Granitoit bị greizen hóa đi kèm khoáng hóa kim loại hiếm chủ yếu ở đới nội tiếp xúc của khối. Dần vào trung tâm khối, từ rìa phía nam của khối, granit bị greizen hóa và microlin hóa, tạo thành đới (đới I) kéo dài theo ranh giới phía nam của khối. Các thể quặng dạng mạch xuyên cắt đá vây quanh, phần lớn thuộc đới biến chất ngoại tiếp xúc theo phương bắc tây bắc và được xếpegmatit vào đới II – đới khoáng hóa thạch anh – arsenopyrit – cassiterit. Đới III – đới clorit – surful – cassiterit với nhiều mạch nhỏ cũng có phương bắc tây bắc. Đới IV – cách xa dần diện lộ khối granitoit về phía nam – chủ yếu khoáng hóa galenit – sphalerit. Tại các vùng quặng hóa (II – III – IV) đều gặp nhiều đứt gãy trẻ, sau quặng có phương tây bắc. Mỏ được coi là điển hình của kiểu khoáng hóa nhiệt dịch nhiệt độ trung bình. Thành hệ cassiterit – surful trong đó phổ biến surful chì, kẽm Mỏ kiểu thành hệ này với thành phần surful vuợt trội là surful chì và kẽm như các mỏ ở viễn đông của Nga – mỏ Khrustalbit. Mỏ phân bố ở cánh phía tây của phức nếp lõm lớn với thành phần trầm tích phiến và cát kết tuổi Trias muộn và Jura. Các mạch quặng phân bố trong đới kiến tạo có phương á kinh tuyến và tại đây có nhiều đai mạch porphyrit. Những đai mạch porphyrit horblend có phương đông bắc và kinh tuyến và có tuổi cổ hơn các mạch quặng. Những đai mạch diabaz porphyrit được thành tạo sau khi thành tạo các mạch thạch anh – cassiterit – surful, nhưng trước các thành tạo thạch anh màu trắng sữa, fluorit và canXt (giai đoạn 4, 5). Cuối cùng muộn nhất là các đá bazan, có khi tạo thành mạch và đôi nơi lấp đầy trong các tinh đám thạch anh. Các mạch quặng có phương chủ yếu là vĩ tuyến và tây bắc. Các mạch quặng có phương vĩ tuyến phân bố theo các khe nứt dăm (đoạn tầng nghịch). Chúng kéo dài 1 – 3 km, có khi kèm theo các thể nhánh. Khi chuyển từ các đá bột sang cát kết dòn, các mạch quặng thường phân nhánh tạo thành đới xâm tán vi mạch. Các mạch quặng có phương tây bắc lấp đầy trong các khe nứt cắt, phân bố dưới dạng cánh gà và không liên tục. Quá trình tạo quặng xảy ra trong 5 giai đoạn với nhiệt độ từ 45 – 800C: 1/ thạch anh – cassiterit; 2/ arsenopyrit – pyrit – pyrotin có chalcopyrit, sphalerit và stannin; 3/ galenit – sphalerit; 4/ thạch anh (muộn); 5/ fluorit – cacbonat. Tuổi của mỏ 88 – 89 triệu năm. Thành hệ cassiterit – surful trong đó phổ biến các muối surful (sulfosol) của bạc Mỏ đặc trưng cho kiểu thành hệ này là mỏ Potosi ở Bolivi, và phân bố ở phần phía nam giải Bolivi xuyên dọc theo dãy phía đông Andes. Vùng mỏ liên quan với thể porphyr thạch anh có dạng phễu (etmolit) xuyên trong các thành tạo trầm tích Paleozoi và Đệ tam. Ở dưới sâu, thể xâm nhập hình phễu chuyển sang dạng đai mạch porphyr thạch anh bị biến đổi nhiệt dịch mạnh mẽ đến nổi không thể nhận biết thành phần ban đầu của đá. Trên diện lộ ghi nhận trên 30 thể quặng phân bố trong porphyr thạch anh và cả trong đá vây quanh. Mạch quặng cassiterit – surful có phương kinh tuyến với bề dày thay đổi 0,1 – 0,3 m, có nơi pegmatithình ra đạt đến 1 – 1,5 m. Ở phần trên mặt đôi khi tạo thành đới mạng mạch có kích thước 4,5 – 10 m. Ở dưới sâu, các mạch nhỏ lại và số lượng các thể quặng giảm đi Các mạch quặng thường kèm theo đới biến đổi nhiệt dịch – propylit hóa đá vây quanh và sau đó là thạch anh hóa, sericit hóa. Những khoáng vật chủ yếu của mạch quặng: pyrit và thạch anh. Ít hơn là cassiterit, tetraedrit, stannin, matildit, chalcopyrit, burnoit, arsenopyrit, pyrargirit, prustit; tetraedrit chứa bạc thành tạo xen kẽ tạo nên các giải khoáng vật chứa bạc và giải giàu cassiterit. Cassiterit thành tạo những khối đặc sít với tập hợp hạt nhỏ và tinh thể hình kim, đôi khi là thể dạng keo. Các sulfo muối của bạc gặp chủ yếu trong các mạch độc lập thạch anh – barit – canXt có chứa ít oxyt thiếc. Mỏ đã khai thác tới độ sâu 800 m. Mỏ được khai thác từ năm 1645 và đã thu 30.000 tấn bạc. Khai thác lấy thiếc từ 1840. Hàm lượng thiếc trong quặng 1 – 1,2 %. III.2.5. Sa khoáng Cassiterit khá bền vững trong tự nhiên, nên trong quá trình tồn tại, mỏ gốc bị phân hủy – phong hóa như mỏ kiểu pegmatit, thạch anh – cassiterit, greizen, và một vài kiểu mỏ cassiterit như skarn chứa thiếc, thạch anh – cassiterit – tourmalin… hình thành nên các thung lũng chứa thiếc. Cassiterit sau khi bị phong hóa sẽ bị vận chuyển xuống chân sườn hoặc tích tụ ở những thung lũng giữa núi. Nhìn chung sa khoáng cassiterit thường thành tạo từ các mỏ cassiterit kết tinh hạt lớn. Kiểu mỏ sa khoáng bao gồm sa khoáng eluvi, deluvi, aluvi. Loại này có ý nghĩa quan trọng về trữ lượng và sản lượng khai thác quặng cassiterit trên thế giới. Ngoài Sn còn khai thác kèm W, Au, Ta. Mỏ sa khoáng phổ biến ở nước Đông Nam Á: MalaiXa, IndoneXa, miền nam Trung Quốc, Phần Lan, Úc. III.3. Các kiểu công nghiệp. Liên hệ trên thế giới III.3.1. Mỏ thạch anh – cassiterit Kiểu mỏ này là một trong những nguồn khai thác quặng thiếc có giá trị công nghiệp, bao gồm các thành hệ sau: - Thành hệ greizen chứa thiếc - Thành hệ cassiterit – topaz – thạch anh - Thành hệ cassiterit – felspat – thạch anh - Thành hệ cassiterit – thạch anh Mỏ thạch anh – cassiterit phát triển ở nhiều quốc gia như Malaysia, Trung Phi, Tây Âu, Đông Úc và Sibiri (Nga). III.3.2. Mỏ cassiterit – sulfur Mỏ kiểu này có trị công nghiệp và cassiterit luôn đi cùng với các khoáng vật surful của sắt, đồng, chì, kẽm và các kim loại khác. Chúng được chia ra các thành hệ quặng sau: Thành hệ cassiterit – tourmalin – surful Mỏ kiểu thành hệ này tương đối khá phổ biến và đã phát hiện ở các nước Anh quốc, Úc, đảo Tasmania. Ở Nam Phi đã phát hiện hàng loạt mỏ kiểu này trong granit khối Butsveld, ở Nga phát hiện ở vùng Zabaical, Lacutia, vùng thượng Kolum, Tsukhot... Thành hệ cassiterit – surful trong đó phổ biến surful sắt Mỏ kiểu thành hệ này phân bố ở đảo Tasmania (Úc), Nga và các vùng khác. Thành hệ cassiterit – surful trong đó phổ biến surful chì, kẽm Điển hình như các mỏ viễn đông của Nga – mỏ Khrustal. Thành hệ cassiterit – surful trong đó phổ biến muối surful (surfulsol) của bạc Mỏ đặc trưng cho kiểu thành hệ này là mỏ Potosi ở Bolivi, và phân bố ở phần phía nam giải Bolivi xuyên dọc theo dãy phía đông Andes. III.3.3. Sa khoáng Loại này có ý nghĩa quan trọng về trữ lượng và sản lượng khai thác quặng cassiterit trên thế giới. Ngoài Sn còn khai thác kèm W, Au, Ta. Mỏ sa khoáng phổ biến ở nước Đông Nam Á: MalaiXa, IndoneXa, miền nam Trung Quốc, Phần Lan, Úc. III.4. Các kiểu mỏ khoáng và kiểu công nghiệp ở Việt Nam Ở Việt Nam, các vùng khoáng hóa thiếc có nhiều triển vọng nhất là Pia Oac (Cao Bằng), Tam Đảo, Quỳ Hợp (Nghệ An), Bãi Thượng, Sông Chu, Bù Me (Thanh Hóa), Trà Mi, Đại Lộc (Quảng Nam), Bà Nà (Đà Nẵng), Xuân Thu – Minh Long (Quảng Ngãi), Đạ Chais, Tây Sơn, Phú Sơn (Lâm Đồng), Hòn Bồ (Đà Lạt). Khoáng hóa thiếc thường đi kèm với khoáng hóa wolfram. III.4.1. Kiểu mỏ thạch anh – cassiterit Vùng Pia Oac Ở nước ta điển hình cho loại mỏ thạch anh – cassiterit là mỏ thiếc Tĩnh Túc (Cao Bằng). Vùng mỏ phát triển ở phần nhân nếp lồi ngắn Tống Tinh và ở phía Bắc vòng cung Cốc Xô. Phía bắc sườn núi Pia Oac là mỏ W – Sn gốc, chia ra 2 khu: Saint Alexandra và Camille. Ở chân sườn phía bắc là mỏ sa khoáng thiếc Tĩnh Túc và Nậm Kép. Ở sườn phía nam núi Pia Oac là mỏ gốc W – Sn Lũng Mười. Xa hơn nữa về phía nam và tây nam là mỏ Tà Sỏong gồm 3 khu: Tà Soỏng, Lê A và Bản Ổ. Ở sườn phía tây là mỏ Bình Đường gồm 2 khu: Thái Lạc và Bình Đường. Pia Oac nằm cách Cao Bằng khoảng 42km về phía Tây và cách Hà Nội 338km về phía Bắc. Tham gia vào cấu trúc địa chất của vùng gồm các thành tạo trầm tích: đá cát kết biến chất, đá macnơ, đá vôi và đá phiến tuổi Devon; đá vôi, sét bột kết tuổi Cacbon – Permi và các thành tạo phun trào rhyolit Trias cũng như các trầm tích bở rời tuổi Đệ tứ như cát, sét, cuội phân bố dọc theo các thung lũng sông, bãi bồi và phần lớn nơi này là các mỏ sa khoáng thiếc (như Tĩnh Túc) đã khai thác nhiều năm nay. Vùng Pia Oac theo đánh giá trữ lượng các mỏ sa khoáng aluvi có thể khai thác là 23000 tấn SnO2 (tạp chí Công Nghiệp nặng số 5, 1991) Khoáng hóa thiếc vùng Pia Oac liên quan với các thành tạo xâm nhập granitoit phức hệ Pia Oac tuổi Kreta (85 – 90 triệu năm). Granitoit bị biến đổi mạnh mẽ như felspat hóa và greizen hóa. Trọng phạm vi và đới ngoại tiếp xúc của các thành tạo xâm nhập bắt gặp các mạch thạch anh cassiterit, wolframit là chủ yếu. Ngoài ra với hàm lượng thấp còn gặp các sulfur pyrit, galenit, sphalerit, molipdenit, tourmalin gặp rải rác. Trong các đới cà nát của granitoit đã phát hiện các màng mỏng autunit và torbernit (khoáng vật của uran). Vùng Sông Chu, Bù Me, Bãi Thượng (Thanh Hóa) Tại các vùng này đã phát hiện khoáng hóa thiếc, wolfram, song chưa tiến hành tìm kiếm, đánh giá chi tiết. Granitoit liên quan với khoáng hóa thiếc, wolfram và niobi-tantal của vùng bị biến đổi sau magma rất mạnh mẽ và thể hiện trên toàn bộ của khối magma xâm nhập: đó là quá trình albit hóa và greizen hóa. Tại khối granit Bù Me do quá trình albit hóa đã hình thành các mạch albitit (gồm albit và ít thạch anh, orthocla và ít khoáng vật phụ zircon, niobat – tantalat (?)). Chúng bị các mạch greizen (thạch anh và muscovit) và thạch anh có topaz xuyên cắt (Huỳnh Trung, Nguyễn Văn Sĩ, 1973). Granit bị greizen hóa mạnh (muscovit hóa, thạch anh hóa) chủ yếu ở phần vòm của khối. Quá trình biến đổi sau magma của granitoit khối Sông Chu thể hiện mạnh mẽ nhất là quá trình thạch anh hóa và đã thành tạo những ổ, thấu kính gồm nhiều ổ thạch anh màu trắng trong suốt khá đẹp, rất có giá trị trong công nghiệp và chế tác đồ trang sức. III.4.2. Kiểu mỏ cassiterit – sulfur Vùng Tam Đảo Nằm cách Hà Nội 130km về phía Bắc. Tham gia vào cấu trúc địa chất vùng Tam Đảo (Sơn Dương, Khuôn Phây, Thiện Kế, Núi Pháo, Đá Liền…) gồm có các thành tạo trầm tích biến chất tuổi Paleozoi dưới: đá vôi, phiến sericit; tuổi Ordovic – Silua: đá phiến và cát kết; tuổi Devon: cát kết và phiến sét; tuổi Trias giữa: trầm tích vụn, đá phun trào rhyolit; tuổi Trias muộn: trầm tích than, sét kết; tuổi Jura: trầm tích màu đỏ; tuổi Đệ tứ: aluvi. Các thành tạo xâm nhập granitoit của vùng được xếp vào phức hệ Núi Điệng tuổi Trias trung và đi kèm với các thành tạo phun trào aXt của vùng. Granit khối Thiện Kế là granit hai mica (Lê Thạc Xnh, Phạm Tuấn Thịnh, 1990). Có lẽ chúng bị biến đổi hậu magma – greizen hóa, nhưng ở mức thấp. Kiểu khoáng hóa thiếc, wolfram vùng Tam Đảo theo các tài liệu mô tả có thể liệt vào kiểu mỏ cassiterit – sulfur, thuộc thành hệ cassiterit – tourmalin – sulfur. Tổ hợp cộng sinh các khoáng vật trong mạch được chia thành 3 loại: - Thạch anh – cassiterit – wolframit - Thạch anh – cassiterit – sulfur - Thạch anh – tourmalin – cassiterit – sulfur Tại vùng Đá Liền phát hiện nhiều thể skarn trong khối granit, trong đó các nguyên tố chủ yếu là wonfram, bismut và beril. Trữ lượng quặng gốc vùng Tam Đảo là 15.000 tấn Sn, 45.000 tấn WO3, 17.000 tấn Be và 30.000 tấn Bi (Tạp chí Công Nghiệp nặng, 5-1991). Mỏ thiếc Sơn Dương gồm 4 khu chính: Trúc Khe, Khuôn Phầy, Ngòi Lẹm, Ngòi Chò với diện tích chúng khoảng 15 km. Khoáng hóa thiếc biểu hiện trong đá xâm nhập, đá trầm tích biến mất và cả trong rhyolit. Thân quặng có dạng mạch, stock, kéo dài không liên tục, chiều dài thân quặng có khi đạt tới 200 – 300 m. Đá vây quanh quặng thường bị tourmalin, clorit hóa, sericit hóa, silic hóa. Quặng gồm thạch anh, tourmalin, cassiterit, pyrit, chancopyrit, arsenopyrit. Ngoài ra còn nhiều khoáng vật chứa Bi. Quặng thiếc gốc là nguồn cung cấp vật liệu để tạo sa khoáng đối tượng khai thác công nghiệp hiện nay. Về nguồn gốc mỏ thiếc Sơn Dương còn tồn tại nhiều ý kiến khác nhau: + Ý kiến thứ nhất cho là quặng hóa thiếc Sơn Dương liên quan với granit ở sâu thuộc phức hệ Pia Oac lộ ra Thiện Kế. +Ý kiến thứ hai cho là quặng hóa thiếc Sơn Dương liên quan với granit ở Trúc Khê, Núi Điệng và phun trào rhyolit tuổi Trias.