Đồ án Khảo sát địa chất mỏ sắt Thạch Khê, huyện Thạch Hà – Hà Tĩnh

quạt theo hướng ra phía biển với diện tích khoảng trên 2km2. Thân quặng nằm ngang hay cắm rất thoải trong phần thấp của trầm tích Neogen hoặc trải trực tiếp trên bề mặt bào mòn của đá gốc, một phần nhỏ nằm trực tiếp lên thân quặng gốc. Trong những trường hợp quặng deluvi nằm trực tiếp trên bề mặt đá gốc, việc phân biệt ranh giới giữa quặng deluvi và quặng gốc gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là ở phần phía Bắc, nơi mà quặng manhetit nguyên sinh bi oxy hóa mạnh. Phân biệt quặng deluvi và quặng manhetit nguyên sinh bị oxy hóa mạnh chủ yếu dựa vào bị trí không gian diện phân bố các dấu hiệu của quá trình vận chuyển như độ mài tròn hòn cục, và thông thường đối với quặng deluvi có hàm lượng P cao hơn trong quặng oxy hóa. Chiều dày quặng deluvi thay đổi từ 1.5m đến gần 100m. Quặng deluvi có thành phần rất phức tạp, gồm các tảng, hòn cục. Thành phần hóa học trung bình của quặng deluvi trong phạm vi bờ moong khai thác dự kiến như sau: Thành phần Quặng giàu Quặng nghèo Fe 52.740 % 28.050 % Mn 0.160 % 0.061 % Zn 0.037 % 0.028 % S 0.016 % 0.042 % P 0.081 % 0.183 % Thành phần khoán vật quặng deluvi gồm: hematite, manhetit, hydroxyt sắt và những khoáng vật phi quặng. B/ Thân quặng gốc Thân quặng gốc có phương kéo dài theo Đông Bắc-Tây Nam phương vị 100-150 chiều dài khoảng 3000m. Thân quặng nằm trong tiếp xúc của khối granit với các đá cacbonat và alumosilicat dọc theo đới cà nát kiến tạo của đứt gãy số (I) Trong thực tế thân quặng bị đứt gãy III4 phân chia thành hai phần: Phần Nam bắt đầu từ giữa tuyến LXXIX với tuyến LXXX trở về Nam và phần Bắc bắt đầu từ giữa tuyến LXXIX với tuyến LXXX trở về Bắc. Quặng manhetit phần phía Nam hầu như chưa bị oxy hóa, trừ trên một vài tuyến do lộ ra ngoài đá cổ, phần trên mặt có bị oxy hóa nhưng không đáng kể. Càng về phía Nam thân quặng chìm dần vào trong đá cổ và bị chắn bởi tầng đá sừng tuổi T2-3. Trên các mặt cắt địa chất thấy rõ: nửa phần phía Đông thân quặng nằm trong tiếp xúc giữa tầng đá sừng T2-3 và đá hoa C2P1, có dạng vỉa vát mỏng từ từ về phía Đông, chiều dày vỉa trung bình từ 70 đến 80m, rộng từ 200 đến 400m, kéo dài trên 600m, kể từ tuyến LXXIX trở về phía Nam chiều dày quặng duy trì tương đối bình ổn. Phần thân quặng phía Tây có hình dạng rất phức tạp, trên các mặt cắt địa chất chúng thể hiện dạng vỉa phân nhánh cắm dốc về phía Tây với góc dốc 60-700. Chiều dày gặp quặng trong các lỗ khoan tương đối lớn, lớn nhất là 420m. Chiều dày gặp quặng tại các nhánh thay đổi từ vài chục mét đến trên 100m. Các nhánh quặng phát triển theo các mặt bong lớp hoặc theo những khe nứt lớn hình thành trong quá trình hoạt động kiến tạo. Trên các hình đồ phân tầng theo các mức cao đặt biệt trên các mặt cắt dọc thấy rõ hiện tượng phân nhánh gần như hình thành những quặng biệt lập. Chiều rộng thân quặng phần phía Nam khoảng 600-700m, chiều dày (biểu kiến) gặp quặng nhỏ nhất 17.5m, lớn nhất 403.4m, trung bình khoảng 150m. Nóc quặng bắt gặp nông nhất ở độ cao -42.18m, sâu nhất ở -658.2m Phần phía Bắc thân quặng manhetit nằm trong đới tụt của vùng có hoạt động kiến tạo mạnh mẽ, do đó quặng bị vỡ vụn và bị oxy hóa triệt để. Do ảnh hưởng của các hoạt động kiến tạo nên hình dạng thân quặng bị phức tạp hóa. Trên các mặt cắt địa chất quan sát thân quặng có dạng “chân sứa” “các chân” cũng tương tự như phần quặng phía Nam cắm dốc về phía Tây tuy vậy nửa phần Đông thân quặng “các chân sứa” không đơn thuần chúng có sự thay đổi kích thước. Từ tuyến LXXXI có chiều hướng mở rộng kéo dài và đến tuyến LXXXVIII thì không còn giữ nguyên hình dạng nữa để rồi đến tuyến XC thì co ngắn lại. Chiều rộng thân quặng trong phạm vi phần phía Bắc có sự biến đổi, từ tuyến LXXXIV đến tuyến XC chiều rộng thân quặng khoảng 300-400m. Phía Nam tuyến LXXXII tăng lến đến 700m, chiều dày gặp quặng trong các lỗ khoan dao động từ 22m (LK 80 LXXXIV) đến 273m (LK 79 LXXXIV) và có xu hướng giảm dần về phía Bắc. Nóc quặng bắt gặp nông nhất trọng khoảng độ cao -14.3m (LK 221 LXXXI) đến 189.7m (LK 73A LXXX). Đáy quặng bắt gặp sâu nhất ở độ cao -415.14m (LK 79 LXXXIV). Hiện nay có một số ý kiến vẫn cho rằng phần quặng oxy hóa phía Bắc không phải quặng manhetit nguyên sinh bị oxy hóa mà là quặng lấp đầy vào các trũng cactơ, các trũng của bề mặt bào mòn, lý do chính là ở trong một số lỗ khoan tại nhưng độ sâu lớn vẫn quan sát được những hòn “cuội” manhetit hoặc trong các đá vây quanh. Theo tác giả phần phía Bắc thân quặng manhetit Thạch Khê vẫn là quặng manhetit nguyên sinh bị oxy hóa và có nguồn gốc cactơ thực thụ bởi vì phần phía Tây vẫn tồn tại các nhánh quặng cắm về Tây đặc biệt trong các lỗ khoan 309, 223 T.LXXXI ở phần rìa của các “chân sứa” vẫn gặp riềm quặng chứa nhiều S mà hiện tượng này khá phát triển. Ở phần phía Nam quặng manhetit nguyên sinh không bị oxy hóa. Còn trong các đá vây quanh không tồn tại riềm metaxomatit là do ở phần Bắc hiện tượng thay thế metaxomatit bằng manhetit trong đó quá trình tạo quặng xảy ra mạnh mẽ hơn. Trong tất cả các lỗ khoan ở phần phía Bắc đá metaxomatit chỉ tồn tại trong lỗ khoan 110 T.XC tại độ sâu 140.3 đến 264.8m. Còn những hòn cuội manhetit ở những độ sâu lớn trong một số lỗ khoan chính là hiện tượng gặm mòn các hòn cục quặng, tảng quặng manhetit trong quá trình oxy hóa. Trong phần phía Bắc cũng như phía Nam ranh giới giữa quặng và đá vây quanh rất rõ rệt, đột ngột bằng mắt thường có thể quan sát, phân biệt một cách dễ dàng. Có hiện tượng như vậy là do tại đây đã xảy ra quá trình thay thế hoàn toàn đá xcacnơ của manhetit. Trong thân quặng gốc manhetit Thạch Khê có rất ít đá kẹp. Hình 4: Bình đồ địa chất mức cao 50-100m Hình 5: Bình đồ địa chất mức cao 150-200m Hình 6: Bình đồ địa chất mức cao 250-300m Hình 7: Bình độ địa chất mức cao 350-400m Hình 8: Bình đồ địa chất mức cao 450-500m Hình 9: Bình đồ địa chất mức cao 550-600m THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT QUẶNG: + Quặng nguyên sinh: manhetit (95-99%), hematite (1-10%), hydroxyt sắt (2-5%), pirit (nhỏ hơn 1 đến 32%), chancopirit (1-2%) và các khoáng vật phi quặng (đến 40%). + Quặng oxy hóa và quặng deluvi: hematite (90-100%), manhetit (15-20%), hydroxyt sắt (40-50%). THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA QUẶNG: Kết quả phân tích 4851 mẫu hóa cơ bản và 863 mẫu nhóm cho thấy quặng sắt Thạch Khê thuộc loại quặng giàu, không cần làm giàu khi sử dụng. Hàm lượng sắt trung bình cho toàn mỏ là 58.04%, hàm lượng các nguyên tố có ích: Mn 0.251%, hàm lượng các tạp chất có hại rất bé. Trong quặng oxy hóa phần phía Bắc hàm lượng S chỉ đạt đến 0.032%. Trong quặng nguyên sinh phần phía Nam hàm lượng lưu huỳnh là 0.188% nếu tách riêng các khối trữ lượng có S lớn hơn 1% thì hàm lượng S trong quặng manhetit là 0.07%. Theo thành phần của các oxyt tạo xỉ, quặng sắt manhetit Thạch Khê có thuộc tính axit. CẤU TẠO KIẾN TRÚC QUẶNG: Quặng manhetit Thạch Khê chủ yếu có cấu tạo khối đặc sít, ranh giới giữa quặng manhetit dạng khối và các đá vây quanh rất rõ ràng. Kiến trúc hạt là phổ biến, ngoài ra còn gặp kiến trúc tha hình, kiến trúc nửa tự hình, kiến trúc hạt tự hình, kiến trúc xen lấp và kiến trúc vỡ vụn. Trong mỏ ngoài cấu tạo khối còn quan sát cấu tạo xâm tán mạch, xen lấp thay thế và cấu tạo dăm kết nhưng không đáng kể và chiếm khoảng 10%. CÁC DẠNG QUẶNG TỰ NHIÊN: Dựa vào thành phần khoáng vật, hóa học và tính chất cơ lý, quặng sắt Thạch Khê chia làm 3 dạng tự nhiên sau đây: 1/ Quặng manhettit nguyên sinh chiếm 62% trữ lượng quặng gốc mỏ phân bố từ tuyến LXXX trở về Nam. Quặng màu đen, cấu tạo khối, do ảnh hưởng của hoạt động kiến tạo ở một số nơi quặng bị dập vỡ vụn nát. Ngoài ra trong một số lỗ khoan quặng sắt manhetit dạng xâm tán chiếm một tỷ lệ không đáng kể chúng thường nằm ở rìa thân quặng. Tại rìa phía Tây thân quặng cục bộ gặp nhiều pirit trong manhetit chứa lưu huỳnh thường tập trung ở rìa. 2/ Quặng manhetit bị oxy hóa chiếm 38% trữ lượng quặng gốc mỏ, phân bố từ tuyến LXXIX về phía Bắc và gồm: + Quặng oxy hóa yếu (nửa mactit) + Quặng oxy hóa mạnh (mactit) + Quặng oxy hóa mạnh (mactit dạng đất lẫn sét) 3/ Quặng deluvi chiếm 5% trữ lượng toàn mỏ bao gồm: + Quặng deluvi dạng cuội kết lẫn sét + Quặng deluvi dạng đất. Trong lại quặng này tỷ lệ % các hòn cục, mảnh quặng manhetit rất thấp, chủ yếu sét limonit màu đỏ. IV/ Nguồn gốc mỏ Mở sắt Thạch Khê, một mỏ có quy mô trữ lượng lớn, cấu trúc thân quặng khá phức tạp, từ trước tới nay đã được nhiều nhà địa chất lưu tâm đến nhất là vấn đề nguồn gốc thành tạo quặng. Dưới đây là những quan điểm của một số nhà địa chất khi bàn về nguồn gốc của mỏ sắt Thạch Khê: Nguyễn Ngọc Liên-Phạm Hòe cho rằng quặng manhetit Thạch Khê có nguồn gốc xcacnơ và xảy ra trong 2 giai đoạn: Giai đoạn 1 là giai đoạn xcacnơ magie, giai đoạn 2 là xcacnơ canxi chồng gối lên, tiếp theo là quá trình nhiệt dịch, chính giai đoạn xcacnơ là giai đoạn hình thành những thân quặng manhetit có quy mô lớn. Đặng Trung Ngần-Vũ Đức Kha-Bùi Thọ cho rằng mỏ sắt Thạch Khê có nguồn gốc nội sinh. Sự tạo quặng manhetit có liên quan chặc chẽ với hoạt động xâm nhập, với quá trình nhiệt dịch, gắn với quá trình tiếp xúc trao đổi. Quặng tập trung trong đới cà nát kiến tạo và thay thế đá cacbonat. Tập thể tác giả đã xếp mỏ có nguồn gốc nhiệt dịch-nhiệt độ cao. Vũ Minh Quân-Phan Trường Thị cho rằng quặng manhetit Thạch Khê có nguồn gốc xcacnơ tuổi cổ sắt ở đây được vận động lên từ các đá của các hệ tầng phun trào tiền cambric đưa từ dưới sâu lên theo đứt gãy cổ và tập trung trong tầng cacbonat chứa dolomite và dĩ nhiên các đá trong vùng mỏ phải có tuổi cổ hơn. Ngô Thế Thái cho rằng quặng manhetit Thạch Khê hình thành bằng cách thay thế và nằm trùng với đá xcacnơ, khối lượng quặng chủ yếu được hình thành sau giai đoạn tạo đá xcacnơ nên đá xcacnơ chỉ còn lại dưới dạng riềm mỏng bao quanh thân quặng có chiều dày không đáng kể hoặc có thể từ trong thân quặng. Những nhà địa chất đã công tác ở mỏ bằng những tài liệu thực tế từ hàng trăm lỗ khoan thấy rằng: quặng manhetit Thạch Khê có nguồn gốc tiếp xúc thay thế trao đổi lấp đầy và quá trình xcacnơ ở mỏ mà theo đó để hình thành quặng manhetit chủ yếu là xcacnơ-canxi. Quan điểm có được chứng minh bằng những tài liệu thực tế sau: 1/ Quá trình xcacnơ hóa xảy ra có 2 giai đoạn: giai đoạn 1 là xcacnơ-magie. Giai đoạn 2 là xcacnơ-canxi chồng gối lên, tiếp theo đó là giai đoạn sinh thành quặng manhetit, kèm theo actinolit, epidot, hematit, và sau cùng là giai đoạn nhiệt dịch tạo ra những thân quặng sunfua: pirit, chancopirit, pirotin, xfalerit.. Những thân quặng giàu lưu huỳnh này thường nằm ở đáy hoặc phần ngoài rìa của nhưng nhánh manhetit. Riêng ở Nam Thạch Khê tạo thành thân quặng sunfua biệt lập. 2/ Hình dạng thân quặng thể hiện đặc trưng của thân quặng xcacnơ. Ranh giới ngoài của nó cong queo, khúc khuỷu. Theo đường phương cũng như hướng cắm thân quặng biến đổi mạnh từ dạng vỉa nằm ngang, sạng vỉa phân nhánh cắm dốc. Ở phần phía Nam đến sang chân sứa kéo dài trải rộng ở phần phía Bắc. 3/ Thành phần khoáng vật quặng khá đơn giản chủ yếu: manhetit ít hematite và pirit. 4/ Thân quặng nằm giữa tiếp xúc của granit với đá cacbonat (ở phần phía Bắc), trong các khe nứt lớn, các mặt phân lớp của đá cacbonat với trầm tích lục nguyên tuổi T2-3 (ở phần còn lại). 5/ Thân quặng tập trung chủ yếu trong đới dập vỡ cà nát của đứt gãy có phương á kinh tuyến, thay thế mạnh mẽ các thân xcacnơ được hình thành trước nó trong đới tiếp xúc này. Chương 4: Điều kiện địa chất thủy văn Trong giai đoạn thăm dò tỷ mỷ mỏ sắt Thạch Khê cùng với công tác thăm dò địa chất, công tác địa chất thủy văn đã thực hiện một khối lượng lớn, nhằm chính xác hóa điều kiện phân bố các đơn vị cụ thể là: + Chính xác hóa điều kiện phân bố các đơn vị chứa nước + Chính xác hóa các thông số địa chất thủy văn và chất lượng nước của các đơn vị chứa nước. + Xác định rõ quan hệ thủy lực giữa nước mặt với nước dưới đất và giữa các đơn vị chứa nước với nhau. + Dự tính lượng nước chảy vào công trường khai thác A/ Khối lượng công tác và biện pháp kỹ thuật đã thực hiện I/ Bảng tổng hợp khối lượng công tác địa chất thủy văn đã thực hiện: TT Dạng công tác Đơn vị tính Khối lượng Giai đoạn 1981-1984 Giai đoạn thăm dò tỷ mỷ Tổng cộng 1 Lộ trình đo vẽ đctv-đcct Tỷ lệ 1:25000 Tỷ lệ 1:10000 Tỷ lệ 1:200 km2 km2 km2 km2 56 15 16 - - - 56 15 16 2 Khoan dctv chuyên môn 3 Khoan đctv-đcct kết hợp địa chất 4 Quan trắc đctv khi khoan LK 68 77 145 5 Múc nước thí nghiệm G 4 - 4 6 Hút nước thí nghiệm + Hút đơn + Hút chùm LK 31 20 51 7 Quan trắc lâu dài động thái nước mặt + Nước tầng nông + Nước tầng sâu Trạm CG, LK LK 2 9 11 2 13 19 4 22 30 8 Công tác mẫu + Mẫu hóa nước + Mẫu vi trùng nước + Mẫu vi nguyên tối m m m m 238 11 10 100 - - 338 11 10 II/ Biện pháp kỹ thuật đã thực hiện 1/ Khoan địa chất thủy văn chuyên môn và khoan địa chất thủy văn kết hợp địa chất: Trong giai đoạn thăm dò tỷ mỷ, ngoài công tác khoan đctv kết hợp với địa chất đã tiến hành một số khối lượng lớn lỗ khoan ĐCTV chuyên môn. Nguyên tắc phân bố các lỗ khoan này trên diện tích cũng như trong các đơn vị chứa nước đều dựa theo mức độ nghiên cứu và mức độ phức tạp của điều kiện địa chất thủy văn. Phương pháp khoan được áp dụng là phương pháp khoan xoay lấy mẫu. Trong trường hợp những lỗ khoan sâu do sự cố khi khoan như mất nước trầm trọng, thành lỗ khoan bị sập lở mạnh phải chống ống thẳng cấp đường kính ngoài dự kiến thì đường kính ngoài dự kiến thì đường kính cuối cùng của lỗ khoan bị ảnh hưởng. Dung dịch chủ yếu là nước lã, riêng trong tầng phủ bở rời phải dùng dung dịch sét khoan để chống sập lở. Tầng chứa nước dự định hút nước thí nghiệm được đặt ống lọc lưới (trường hợp tầng phủ bở rời hoặc gắn kết yếu), ống lọc trần (đới nứt nẻ vỡ vụn mạnh) và không đặc ống lọc (đá gốc có mức độ ổn định cao). Ngoài ra để cách ly các tầng chứa nước phía trên đã tiến hành chống ống đặc có trám ximăng ở chân ống. Những lỗ khoan trong tầng phủ khi khoan phải sử dụng dung dịch sét. Sau khi kết thúc công việc khoan và chống ống lọc đã tiến hành bơm rữa bằng máy bơm khoan đến khi lỗ khoan sạch nước trong mới dừng. Công tác khoan nhìn chung đã thực hiện đúng theo qui chế kỹ thuật, cấc trúc các lỗ khoan địa chất thủy văn hợp lý, bảo đảm chất lượng kỹ thuật cho công tác hút nước thí nghiệm. Hình 10: Sơ đồ vị trí ĐCTV-ĐCCT mỏ sắt Thạch Khê 2/ Quan trắc ĐCTV khi khoan Trong giai đoạn thăm dò tỷ mỷ, tất cả những lỗ khoan thăm dò tiến hành quan trắc địa chất thủy văn khi khoan, song tùy thuộc mục đích nghiên cứu ở từng lỗ khoan mà mức độ quan trắc có khác nhau. Công tác quan trắc ĐCTV khi khoan đã thực hiện đúng theo quy chế kỹ thuật, tài liệu nhìn chung về mặt định tính đã phản ảnh mức độ chứa nước, cách nước của các tầng, lớp đất đá mà lỗ khoan đi qua. 3/ Hút nước thí nghiệm Mỏ sắc Thạch Khê có điều kiện địa chất thủy văn rất phức tạp, vì diện tích khu mỏ nhỏ (4km2) các giai đoạn nghiên cứu trước đặc biệt là giai đoạn thăm dò sơ bộ đã hút nước thí nghiệm khá nhiều. Trong giai đoạn thăm dò tỷ mỷ lần này đã tiến hành hút nước thí nghiệm một khối lượng rất lớn nhằm chính xác hóa điều kiện ĐCTV nói chung và các thông số ĐCTV nói riêng. Phương pháp hút nước thí nghiệm ngoài các dạng hút đơn, hút chum với thời gian từ 3-6 ngày đêm như trước đây, lần này có tiến hành cả những trường hợp hút nước chum 2-3 lỗ khoan trung tâm và thời gian hút nước khá dài. Ngoài ra để nghiên cứu quan hệ thủy lức giữa các tầng chứa nước đã bố trí 7 cụm lỗ khoan (mỗi cụm từ 2-3 LK cách nhau 5-10m). Khi hút nước thí nghiệm từng lỗ khoan tiến hành quan trắc đông thời tất cả các lỗ khoan trong cụm. + LK 1022-C1; 1022A-N; 1022B-03 + LK 532-g4-T3; 532A-N + LK 541-C2-PD; 542A-N; 541B-Q + LK 1054 ; 1060 J; 1049 Q4; 1059-N + LK 72II-; 72IV-Q4 + LK 116I-; 1047-1048-Q4 + LK 256I-II-III-C2-P1, 256IV-N Bảng thống kê lỗ khoan hút nước thí nghiệm Hệ số ngập nước thay đổi từ 1.2-4, mực nước trong lỗ khoan trung tâm được đo bằng thước đo điện, còn lỗ khoan quan sát đo bằng thước dây gắn quả dọi. Lưu lượng đo bằng thùng có dung tích bảo đảm thời gian nước chảy đầy thùng. Chế độ đo mực nước khi hút cũng như khi hồi phục được tiến hành như sau: 30 phút đầu: 1 phút đo 1 lần 30 phút tiếp: 5 phút đo 1 lần 120 phút tiếp: 10 phút đo 1 lần 5 giờ tiếp: 30 phút đo 1 lần Sau đó: 1 giờ đo 1 lần Hút nước thí nghiệm theo phương pháp lưu lượng không đổi, hút rửa, thử 5-10 giờ sau đó mực nước hồi phục, xác định mực nước tĩnh và tiến hành hút nước thí nghiệm một đợt chính thức. Phương pháp chủ đạo để tính toán thông số địa chất thủy văn là phương pháp phân tích đô thị cho nên trong quá trình hút nước thí nghiệm đã tiến hành dựng đồ thị S-f(lgt) để theo dõi chất lượng hút nước, và khi tài liệu đủ đảm bảo để tính thông số địa chất thủy văn thì đình hút và tiến hành đo mực nước hồi phục. Công tác hút nước trong giai đoạn thăm dò tỷ mỷ đã tuân theo quy chế kỹ thuật. Trong quá trình thi công đã biết phân tích, giải thích được cá dị thường trên đồ thị theo dõi hút nước S-f(lgt), đã biết chọn thời điểm kết thúc thí nghiệm hợp lý, đồng thời đã biết tận dụng các lỗ khaon cũ để quan trắc nhằm tăng thêm nguồn thông tin và không ngừng nâng cao hiệu suất kinh tế. Chất lượng tài liệu có mức độ tin cậy cao, phản ánh đúng mức độ giàu nghèo nước của từng đơn vị chứa nước cũng như từng vị trí trong khu mỏ. 4/ Quan trắc lâu dài động thái nước Để nghiên cứu quy luật động thái nước mặt, nước dưới đất đồng thời làm rõ quan hệ thủy lực giữa nước mặt với nước dưới đất, điều kiện cung cấp, điều kiện thoát. Trong giai đoạn thăm dò tỷ mỷ đã chọn 34 công trình đặc trưng tiến hành quan trắc lâu dài động thái nước. Nội dung quan trắc bao gồm đo mực nước bằng máy, đo chiều sâu mực nước bằng thước dây gắn quả dọi (đối với nước dưới đất), đo nhiệt độ nước, nhiệt độ không khí bằng nhiệt kế bách phân và mô tả chi tiết. Chu kỳ quan trắc được chọn theo quy phạm hiện hành: 3 ngày đo 1 lần (vào khoảng thời gian 14 đến 16 giờ chiều), tiến hành quan trắc bổ sung vào những ngày không thuận lợi. Ngoài công tác quan trắc lâu dài động thái nước dưới đất theo chế độ trên, đã tiến hành một số dạng quan trắc chuyên môn để giải quyết những nhiệm vụ cụ thể. Để xác định được biên độ dao động mực nước, mức độ lệch pha theo dao động thủy triều, đã tiến hành quan trắc 26 LK đặc trưng trong khu mỏ theo chế độ 15ph đo 1 lần trong 5 ngày. Để xác định tương quan tương quan mực nước trong các đơn vị chứa nước với nhau, làm cơ sở xác định quan hệ thủy lực giữa chúng và điều kiện cung cấp, điều kiện thoát, đã tiến hành quan trắc 2 cụm lỗ khoan theo chế độ 1 giờ đo 1 lần. + Cụm các lỗ khoan sát biển phía đông gồm 5 trạm. + Các cụm lỗ khoan sát sông Thạch Đồng phía Tây gồm 5 trạm. Công tác quan trắc lâu dài động thái nước đã thực hiện đúng theo quy phạm kỹ thuật, chất lượng tài liệu tốt, phản ánh đúng chế độ động thái nước mặt và nước dưới đất trong khu mỏ. 5/ Công tác lấy mẫu: a/ Mẫu nước: Để làm chính xác hóa thành phần hóa học của nước mặt cũng như nước dưới đất, trong giai đoạn thăm dò tỷ mỷ đã tiến hành lấy 100 mẫu hóa nước. Mẫu được lấy theo nguyên tắc một lỗ khoan nước thí nghiệm lấu 1 mẫu vào cuối đợt hút nước. Riêng với những chùm giếng do tiến hành trong thời gian dài nên mỗi ngày lấy 1 mẫu. Ngoài ra còn tiến hành lấy 6 mẫu nước mặt và 1 mẫu nước mưa. Công việc lấy mẫu, bảo quản và vận chuyển mẫu hóa học nước đều tuân thủ theo quy định kỹ thuật. B/ Điều kiện địa chất thủy văn. I/ Khái quát đặc điểm địa chất thủy văn vùng. 1/ Nước mặt: Vùng mỏ sắt Thạch Khê thuộc địa phận 5 xã ven biển (Thạch Khê, Thạch Đình, Thạch Hải, Thạch Lạc và Thạch Trị) có địa hình nhấp nhô gợn sóng, độ cao thay đổi từ 2 đến 15m. Riêng đồi Kiều Mộc ở phía Tây Bắc có độ cao 83m. Xung quanh vùng mỏ 3 phía bao bọc bởi những khối nước mặt lớn. Cách trung tâm vùng mỏ khoảng 3.2km về phía Tây là sông Thạch Đồng, 4.2km về phía Tây Bắc, 1.7km về phía Đông-Đông Bắc là biển. Trên diện tích vùng mỏ mạng lưới nước mặt ít phát triển, chỉ tồn tại một số suối và hồ nhỏ (ở đây chỉ mô tả sông Thạch Đồng, còn suối, còn suối, hồ và biển sẽ mô tả chi tiết ở phần sau. Sông Thạch Đồng: Bắt nguồn từ phía Tây vùng nghiên cứu, vòng quanh phía Tây-Tây Bắc khu mỏ và đổ ra biển. Đoạn sông phía Tây vùng mỏ có bề rộng khoản g150m, sâu 4-9m. Bờ phía Đông (phía vùng mỏ) thoải, còn phía Tây lõm sâu, vật chất đáy sông chủ yếu là bùn màu đen. Nước sông Thạch Đồng đoạn chảy quanh vùng mỏ chịu ảnh hưởng của thủy triều mãnh liệt, mỗi ngày nước sông lên xuống 1 lần, thỉnh thoảng còn có thêm con nước lợ. Theo tài liệu quan trắc mực nước sông cao nhất là 1.04m thấp nhất là -1.05m, biên độ dao động mực nước theo triều lớn nhất 2.04m nhỏ nhất 0.1m, trung bình 1.36m. Nước sông Thạch Đồng là loại nước mặn thuộc loại Clorua Natri, tổng độ khoáng hóa thay đổi từ 19.5 đến 15 g/l. 2/ Nước dưới đất. Địa tầng địa chất thủy văn vùng mỏ từ trên xuống dưới được phân chia như sau: + Phức hệ chứa nước trầm tích đệ tứ + Phức hệ chứa nước trầm tích Neogen + Đới chứa nước nứt nẻ đá gốc và thân quặng manhetit (P2 + Fe) Sau đây là mô tả khái quát từng đơn vị chứa nước: a/ Phức hệ chứa nước trầm tích đệ tứ. Phức hệ chứa nước trầm tích đệ tứ phổ biến gần khắp vùng mỏ (trừ khối núi Kiều Mộc và Nam Giới ở phía Tây-Tây Bắc), phần chứa nước là cát thạch anh màu xám vàng, xám đen lẫn vỏ sò hến, độ hạt thay đổi từ nhỏ trung (ở tầng trên) đến nhỏ mịn (ở tầng dưới). Ngăn cách giữa hai tầng cát chứa nước này là lớp sét, sét cát cách nước phổ biến khá liên tục. Chiều dày phức hệ chứa nước này thay đổi từ 39.2m đến 12m, trung bình đạt 27.27m. Chiều sâu mực nước ngầm thay đổi rất mạnh từ 5.57m đến 0.30m, ở phía Đông (gần biển) và phía Tây (gần sông Thạch Đồng) mực nước dao động theo thủy triều. Điều kiện cung cấp là nước mưa, còn về mùa khô chủ yếu là sự ngưng tụ độ ẩm từ các đụn cát phía Tây và Đông vùng mỏ. Còn điều kiện thoát nước là chảy ra các suối, hồ và tiếp tục chảy ra sông Thạch Đồng, biển ở phía Đông. Theo kết quả hút nước thí nghiệm của 6 chùm và 4 lỗ khoan đơn, lưu lượng thay đổi từ 3.45l/s đến 0.37l/s, tương ứng trị số hạ thấp mực nước 9.27m-17.42m. Tỷ lưu lượng thay đổi từ 0.75l/s đến 0.02l/s. Theo diện tích mức độ giàu nước thay đổi không theo quy luật, còn theo chiều sâu nhìn chung tầng trên giàu nước hơn tầng dưới với hệ số thấm thay đổi từ 19.16 m/ngđ đến 1.85 m/ngđ. Nước của phức hệ này vị nhạt, không màu, không mùi, đặc trưng bicacbonat canxy natri. Tổng độ khoáng hóa thay đổi từ 0.46g/l đến 0.04g/l, riêng các lỗ khoang cách sông Thạch Đồng 10m nước là nước mặn có tên Clorua Natri, tổng độ khoáng hóa thay đổi từ 22.7g/l đến 7.95g/l. Hình 11: Bản đồ ĐCTV trầm tích đệ tứ b/ Phức hệ chứa nước trầm tích Neogen. Phức hệ chứa nước trầm tích Neogen phổ biến gần khắp vùng mỏ trừ khu vực 2 khối núi Kiều Mộc và Nam Giới ở phía Tây Bắc phạm vi mỏ. Nham thạch trầm tích Neogen bao gồm các lớp cát, cuội, sỏi gắn kết yếu chứa nước xen lẫn các lớp sét, sét cát gắn kết cách nước. Các lớp này (cả cách nước lẫn chứa nước) phát triển nhìn chung không liên tục có nhiều chỗ dạng thấu kính dạng vát mỏng. Tồng chiều dày toàn bộ phức hệ chứa nước trầm tích Neogen thay đổi từ 197.7m đến 1-2m, trung bình 70.76m. Nước của phức hệ này có áp, chiều sâu mực nước tĩnh thay đổi từ 7.9m đến 0.24m, trung bình 3.37m ở phía Đông (gần biển) và phía Tây (gần sông Thạch Đồng), mực nước dao đông theo thủy triều. Mực nước của phức hệ chứa nước này nằm thấp hơn mực nước của tầng chứa nước có áp trầm tích đệ tứ dưới và nằm cao hơn mực nước của đới chứa nước nứt nẻ đá gốc và thân quặng Nguồn cung cấp là thấm từ các tầng chứa nước phía trên xuống, còn điều kiện thoát nước là chảy ra biển. Ranh giới của miền thoát nước được xác định gần đúng như sau: Chúng ta xem một đợt thủy triều xuống như một “đợt bơm” hạ thấp mực nước từ đỉnh triều đến chân triều, lấy tài liệu quan trắc theo chế độ 1 giờ đo 1 lần để lập bản đồ thủy đẳng áp là ví dụ: Với thời gian “bơm” là 12h, biên của bán kính ảnh hưởng được xác định bằng biên của miền ảnh hưởng thủy triều đó là lỗ khoan 262. Hệ số truyền áp đặc trưng cho phức hệ chứa nước trầm tích Neogen là 3.3×106 m2/ng. Theo công thức tính toán bán kính ảnh hưởng , chúng ta xác định được bán kính ảnh hưởng, tức là khoảng cách từ ranh giới miền thoát nước của phức hệ chứa nước trầm tích Neogen ngoài biển đến lỗ khoan 262. Vậy Trong lúc đó khoảng cách từ LK 262 đến bờ biển là 1600m. Kết hợp với tài liệu đo điện trở suất lớp nước ở đáy biển, tài liệu ảnh chụp vệ tinh.. Chúng ta sơ bộ xác định được ranh giới miềm thoát nước của phức hệ chứa nước trầm tích Neogen cách bờ biển 400m. Theo kết quả hút nước thí nghiệm của 4 chùm và 9 LK đơn lưu lượng thay đổi từ 19.23l/s đến 0.32l/s tương ứng trị số hạ thấp mực nước từ 10.24m đến 27.52m, tỷ lưu lượng thay đổi từ 2.25l/s đến 0.012l/s. Hệ số dẫn nước thay đổi từ 38m2/ng đến 30m2/ng. Hệ số truyền áp thay đổi từ 3.3 105 m2/ng đến 1.5 105 m2/ng. Nước của phức hệ chứa nước này là nước nhạt, không màu không mùi, có trên đặc trưng là đicacbonat canxi natri và clorua natri. Nồng độ khoáng hóa thay đổi từ 1.5g/l đến 0.12g/l. Riêng khu vực cách sông Thạch Đồng 10m ở phía Tây nước có tên clorua natri tổng khoáng hóa bằng 2.7g/l. Hình 12: Bản