Nghiên cứu đá quý ở Nghệ An

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.34 MB, 41 trang )

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, với tấm lòng biết ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn chân
thành tới cô giáo hướng dẫn Th.S Vũ Thị Thu Thủy và thầy giáo TS.Lương
Hồng Hược – những người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình tìm
hiểu từ đề tài báo cáo khoa học của sinh viên, xây dựng đề cương phát triển
và hồn thành khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn BCN, các thầy cơ trong khoa Địa lí đặc biệt
các Thầy Cơ Bộ mơn Địa lí Tự nhiên – Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã
luôn quan tâm tạo mọi điều kiện thuận lợi để giúp em hồn thành khóa luận
tốt nghiệp.
Xin gửi lời cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi của: Sở
Tài ngun và Mơi trường tỉnh Nghệ An, Phịng Tài ngun và Mơi trường
huyện Quỳ Châu, UBND xã Châu Bình đã giúp đỡ trong quá trình thu thập số
liệu, tư liệu, các thơng tin có liên quan đến nội dung nghiên cứu.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã ủng
hộ, khuyến khích và tạo điều kiện tốt nhất trong quá trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 4 năm 2017

Lê Thị Hiền Linh

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

2

2
2

I. Lí do chọn đề tài
Ruby là một trong những loại đá quý được ưa chuộng và có giá trị cao. Việt
Nam hiện nay được biết đến như một trong các quốc gia có tiềm năng về đá ruby. Và
khi nhắc tới đá đỏ ruby chúng ta không thể không nhắc tới Quỳ Châu – một địa danh từ
những năm 1990 đã khai thác loại khoáng sản này.Và khi nghiên cứu, tìm hiểu về
nguồn tài ngun khống sản ở q hương Nghệ An của mình đã tạo cho em hứng thú
và say mê. Và chắc những sự tìm hiểu này cũng đóng góp phần nhỏ cho các bạn sinh
viên Địa lí khi giảng dạy về Địa lí địa phương sau này.
Hiện nay, vấn đề khai thác đá quý đặc biệt là khai thác Ruby ở nước ta nói
chung và ở Quỳ Châu nói riêng đã và đang bị thu hẹp. Mặc dù gần đây Nhà nước
và tỉnh Nghệ An đã đầu tư vào tìm kiếm, thăm dị nhưng vẫn chưa tăng được trữ
lượng đủ độ tin cậy để đưa vào khai thác. Không những thế thị trường tiêu thụ đá
ruby vẫn đang còn nhiều bất cập, phần lớn đá khai thác đều được tiêu thụ ra
nước ngoài và chủ yếu theo con đường tiểu ngạch. Một trong những nguyên
nhân dẫn đên tình trạng trên là do bản chất nguồn gốc và điệu kiện thành tạo của
Ruby chưa được làm sáng tỏ. Có nhiều quan điểm khác nhau về nguồn gốc ruby
và chúng ta cũng chưa có những hiểu biết cơ bản về chất lượng và giá trị thực
của đá Ruby Quỳ Châu. Bên cạnh đó cũng đã xảy ra nhiều “cuộc chiến đẫm
máu” trong việc khai thác đá đỏ Ruby ở Quỳ Châu. Sở dĩ xảy ra điều này là do
cách thức tổ chức và quản lí của Nhà nước và địa phương chưa chặt chẽ, các biện
pháp giải quyết chưa được thực hiện một cách triệt để…Và khi được biết những
thông tin trên, em quyết định chọn đề tài này.
Qua đề tài em vừa tìm hiểu và nêu ra những thơng tin bổ ích về ruby Quỳ
Châu, đồng thời cũng nêu cách nghĩ của mình về các vấn đề còn tồn tại trong việc
khai thác và sử dụng ruby ở Quỳ Châu tỉnh Nghệ An.
Vì những lý do trên em đã chọn đề tài “Nguồn gốc, đặc điểm và quá trình
hình thành của ruby, tác động của khai thác ruby tới môi trường ở huyện Quỳ Châu
– tỉnh Nghệ An” làm khóa luận.
II. Mục đích nghiên cứu

–

Nâng cao sự hiểu biết của các sinh viên nói chung và cá nhân nói riêng về ruby ở
Quỳ Châu, góp phần tìm hiểu một khía cạnh là đá quý trong một địa phương cụ thể
giúp cho việc giảng dạy Địa lý địa phương.
3

3

–

Đánh giá hiện trạng khai thác ruby ở Quỳ Châu và tác động tới môi trường.
Đề xuất một số giải pháp bảo vệ hợp lí và giảm thiểu ơ nhiễm của việc khai thác
ruby ở Quỳ châu tới môi trường.
III. Nhiệm vụ nghiên cứu
– Tìm hiểu về nguồn gốc, quá trình hình thành và đặc điểm địa chất của mỏ
Ruby ở Quỳ Châu, cấu trúc địa chất khu mỏ, điều kiện biến chất hình thành và tuổi
của Ruby.
– Nêu các đặc điểm khoáng vật học, ngọc học và nhiều đặc điểm lí hóa khác
của Ruby ở Quỳ Châu.
– Phân tích hiện trạng khai thác và bảo vệ ruby ở Quỳ Châu và phân tích tác
động tới mơi trường nước, đất.
– Đưa ra một số giải pháp bảo vệ và giảm thiểu ô nhiễm của việc khai thác
ruby ở Quỳ Châu tới môi trường.
IV. Phương pháp nghiên cứu
– Phương pháp thu thập các nguồn tài liệu và số liệu từ sách, báo, tạp chí, báo cáo
khoa học, các trang web, các số liệu thống kê nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu.
– Phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh chọn lọc và xử lí các nguồn tài
liệu có liên quan đến Ruby ở Quỳ Châu, và sắp xếp theo một trình tự logic. Mặt

khác tiến hành so sánh các đặc điểm của đá Ruby ở hai vùng đặc trưng của Việt
Nam là Quỳ Châu (tỉnh Nghệ An) và Lục Yên (tỉnhYên Bái).
– Phương pháp khảo sát thực địa: nhằm quan sát thực tế các mỏ, các vị trí khai
thác ruby ở Quỳ Châu, thu thập thông tin từ những người dân địa phương đã trực
tiếp khai thác đá này ở huyện Quỳ Châu.
– Phương pháp chuyên gia: thu thập thông tin ý kiến của những nhà nghiên
cứu đã và đang nghiên cứu về ruby như Tiến sĩ Phạm Văn Long (giảng viên của
trường ĐH Khoa học Tự nhiên).
– Phương pháp bản đồ và hệ thơng tin địa lí để lập và khoanh vùng các vị trí
quan trọng về tiềm năng ruby ở Qùy Châu.
V. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là Ruby phân bố trong phạm vi huyện
Quỳ Châu tỉnh Nghệ An, tập trung ở một số xã trong huyện. Về mặt thời gian việc
nghiên cứu này đã tham khảo những nguồn tài liệu từ những năm 1990 cho đến nay.
4

4

Chương 1
NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH RUBY Ở QUỲ CHÂU
1.1. Các điều kiện tự nhiên và điều kiện kinh tế – xã hội liên quan đến vùng mỏ
Vùng mỏ Quỳ Châu nằm ở phía Tây bắc tỉnh Nghệ An, cách thủ đơ Hà Nội
khoảng 200km về phía Tây Nam, diện tích khoảng 27 km 2 thuộc xã Châu Bình,
huyện Quỳ Châu và một phần xã Yên Hợp thuộc huyện Quỳ Hợp. Khu mỏ giới hạn
trong ô tọa độ địa lý: 19027’49” vĩ Bắc và 105012’16” – 105017’52” kinh độ Đơng.
Khu mỏ gồm có hai mỏ là Mỏ ruby Đồi Tỷ, Mỏ ruby Bãi Triệu và hàng loạt các
điểm quặng quy mơ nhỏ bé hơn.
1.1.1. Địa hình, địa mạo vùng Quỳ Châu
Là vùng có địa hình núi cao hiểm trở, bao bọc tạo nên những thung lũng nhỏ và

hẹp trong địa bàn các đới cấu trúc kiến tạo, đới nâng Pù Huống, phức nếp lõm sơng
Hiếu địa hình có nhiều lượn sóng theo hướng từ Tây Bắc xuống Đơng Nam. Sông
Hiếu nằm giữa chạy từ Tây sang Đông cùng với phụ lưu tạo thành những lũng lịng
máng. Địa hình có thể phân ra như sau:
– Địa hình thung lũng bằng phân bố rải rác ở các bãi bồi dọc theo tuyến các con
sông và một số khe suối, chiếm khoảng 1% diện tích tự nhiên của vùng.
– Địa hình đồi: chiếm khoảng 25% diện tích tự nhiên tồn vùng, phân bố chủ
yếu dọc theo quốc lộ 48 và nằm ở triền núi. Phần lớn là dạng đồi lượn sóng có độ
cao 170 – 200 m so với mực nước biển.
– Địa hình núi chiếm khoảng 74% diện tích tự nhiên tồn vùng, trong đó
khoảng 57% là núi thấp từ 170 – 1000 m, còn lại là núi cao trên 1000 m.
Nhìn chung, địa hình Quỳ Châu chủ yếu là núi cao, độ dốc tương đối lớn. Các
dịng sơng hẹp và dốc gây khó khăn cho việc phát triển vận tải đường sông và hạn
chế khả năng điều tiết nguồn nước mặt trong các mùa phục vụ cho canh tác nơng
nghiệp. Tuy nhiên, hệ thống sơng ngịi có độ dốc lớn, với nhiều thác nhỏ là tiềm
năng rất lớn cần được khai thác để phát trển thủy điện. Dựa vào đặc điểm địa hình,
Quỳ Châu được chia thành 4 vùng tiểu sinh thái: [10]
+ Vùng phía bắc: gồm các xã Châu Bình, Châu Tiến, Châu Thuận, Châu Thắng.
+ Vùng tiểu sinh thái trung tâm: gồm các xã Châu Hạnh và thị trấn Tân Lạc.
+ Vùng phía đơng: gồm các xã Châu Bình, Châu Hội, Châu Nga.
+ Vùng tây nam: gồm các xã Châu Phong, Châu Hồn, Diên Lãm. (xem hình 1)
5

5

Hình 1: Bản đồ hành chính huyện Quỳ Châu – Nghệ An

1.1.2. Khí hậu
Khí hậu Quỳ Châu mang đặc điểm chung là nhiệt đới ẩm gió mùa, có mùa nắng

nóng, mùa lạnh và ẩm.
– Chế độ nhiệt: các yếu tố khí hậu trung bình hằng năm cho thấy sự chênh lệch
nhiệt độ giữa các tháng trong năm khá cao. Từ tháng 11 – 4 năm sau, nhiệt độ trung
bình là 21 – 230C, cao nhất 410C, thấp nhất 5oC. Tổng số giờ nắng 581,5 giờ. Từ
tháng 5 – 10, nhiệt độ trung bình là 26,6oC, cao nhất 41,30C, thấp nhất 10,6OC. Tổng
số giờ nắng 1002,6 giờ.
– Chế độ mưa: lượng mưa trung bình năm dao động từ 800 – 1000 mm/năm,
chia thành 2 mùa rõ rệt:
6

6

+ Mùa khô: từ tháng 11 – 4 năm sau, lượng mưa 212,7mm chỉ chiếm 12 – 15%
tổng lượng mưa cả năm.
+ Mùa mưa: từ tháng 5 – 10, lượng mưa 1453,8 mm chiếm 85–90% tổng lượng
mưa cả năm, tháng có mưa nhiều nhất là tháng 8 – 9, lượng mưa từ 250 – 540
mm/tháng, mùa này thường kèm theo gió bão.
– Độ ẩm khơng khí: độ ẩm khơng khí có sự chênh lệch giữa các tiểu vùng theo
mùa. Độ ẩm trung bình năm dao động từ 85 – 90%. Chênh lệch độ ẩm trung bình tháng
ẩm nhất, tháng cao nhất từ 2 – 5%, vùng có độ ẩm cao nhất là phía Bắc,vùng có độ ẩm
thấp nhất là vùng núi phía tây. Lượng bốc hơi bình qn năm từ 300 – 400 mm.
– Chế độ gió: nằm trong vùng chịu ảnh hưởng một phần gió Tây Nam khơ nóng
từ tháng 4 – 8. Đây là vùng có tốc độ gió thấp nhất so với các huyện trong tỉnh, ít bị
ảnh hưởng của bão mà thường chỉ có lốc xốy cục bộ.
1.1.3. Thủy văn
Quỳ Châu có mạng lưới sơng suối với mật độ 5 – 7 km/km 2. Các sông suối lớn
nhỏ đều có nguồn nước dồi dào, thế năng lớn, đáp ứng nhu cầu nước cho sản xuất
và dân sinh. Hai con sơng chính chảy qua huyện đó là sơng Hiếu và sơng Hạt.
Ngồi ra cịn có hàng chục sông nhỏ, khe suối trong mạng lưới nhánh của sông

Hiếu như Nậm Cướm, Nậm Can, Nậm Chai… tạo thành hệ thống cấp nước tự nhiên
cho sản xuất và sinh hoạt của người dân.
Quỳ Châu có lượng mưa hàng năm khá lớn khoảng 1,7 tỉ m 3. Tuy nhiên phân
bố không đều trong năm, đồng thời mưa lớn tập trung cùng với địa hình dốc, thảm
thực vật che phủ bị giảm nên thường gây lũ lụt, khả năng điều tiết nước bị hạn chế
nên một số vùng có thời gian cịn thiếu nước sinh hoạt, khơ hạn. Nhìn chung, Quỳ
Châu có nguồn nước mặt khá lớn, đảm bảo khả năng khai thác cân đối theo yêu cầu
sản xuất và đời sống. Hiện tượng ngập lụt hàng năm chỉ có thể hạn chế khắc phục
được bằng các biện pháp thủy lợi, bảo vệ khoanh nuôi và trồng rừng.
1.1.4. Thổ nhưỡng
Kết quả điều tra nơng hóa thổ nhưỡng cho thấy, trên tồn bộ khu vực Quỳ
Châu có các loại đá chính như: cát kết, đá phiến sét, đá vơi, đá trầm tích hữu cơ. Từ
nền địa chất đó đã hình thành nên các loại đất feralit vàng đỏ ở độ cao dưới 200 m,
trên nền cát kết hoặc đá phiến sét, loại đất này chiếm phần lớn diện tích đất tự nhiên
7

7

của Quỳ Châu, rất thích hợp cho việc trồng rừng, cây công nghiệp và cây ăn quả dài
ngày. Loại đất màu nâu có tầng đất rất dày, phân bố chủ yếu ở vùng có độ thấp
trung bình và đất pha cát có tầng dày, chủ yếu gặp ở hai bên bờ sơng Hiếu.
1.1.5. Tài ngun rừng
Quỳ Châu là huyện có diện tích rừng và đất rừng chiếm phần lớn diện tích tự
nhiên. Tiềm năng tài ngun rừng cịn khá lớn cả về diện tích và trữ lượng, có thể
cho phép phát triển công nghiệp chế biến lâm sản tại chỗ. Rừng ở đây chủ yếu là
rừng giàu, rừng trung bình, đặc biệt rừng nứa phát triển rất mạnh. Rừng Quỳ Châu
có nhiều loại gỗ quý như: samu, lim, nghiến, táu, dồi, kim giao…và các loại cây
thiết thực cho đời sống dân sinh như: nứa, mét, mây, song…Ngoài ra, rừng Quỳ
Châu cịn có nhiều loại cây dược liệu có giá trị cao.

1.1.6. Điều kiện kinh tế – xã hội
Giao thông vận tải trong vùng chưa phát triển. Từ quốc lộ 1A đi vào có
đường 48: Yên Lý – Nghĩa Đàn – Quỳ Châu – Quế Phong và đi ô tô đến Bản
Chiềng. Nói chung các con đường đã có được rải nhựa hoàn chỉnh, tiện lợi cho việc
đi lại vận chuyển của nhân dân.
Nằm vào vùng rẻo cao thuộc phía tây của Tổ quốc, vùng mỏ Quỳ Châu có nhiều
dân tộc khác nhau sinh sống, đông nhất là người Kinh rồi đến người Thổ. Tập trung
thành những làng xã ở đồng bằng hay các triền sông lớn.
Nguồn sống chủ yếu của các dân tộc là sản xuất nơng nghiệp. Ngồi ra cịn có
sản xuất một số nghề phụ khai thác lâm sản, khống sản. Cơng nghiệp khai thác
khống sản trước đây chỉ mang tính tự phát, khai thác một số mỏ Antimon Tà Sỏi,
than Việt Thái, đồng Đơng Sơn, chì kẽm Bao Tre. Những mỏ này đã ngừng khai
thác từ rất lâu, những năm gần đây, loại hình cơng nghiệp này phát triển rầm rộ có
sự quản lí, tổ chức của nhà nước dưới hình thức các xí nghiệp, cơng ty… đã thúc
đẩy thương nghiệp trong vùng phát triển, tạo điều kiện hai miền xuôi ngược trao đổi
liên hệ với nhau. Nhờ đó mà kinh tế trong vùng đã có những bước tiến bộ đáng kể.
1.2. Nguồn gốc hình thành
1.2.1. Cấu trúc địa chất khu mỏ
a) Địa tầng
Trong vùng có mặt nhiều loại đá, được phân chia thành các phân vị địa tầng sau:
8

8

– Hệ tầng Bù Khạng (PR3 – C1bk)
Hệ tầng phân bố ở nhân phức nếp lồi Bù Khạng, trục có phương TB – ĐN. Các
đá biến chất hệ tầng Bù Khạng lộ ra rất phổ biến, chiếm phần lớn diện tích khu mỏ,
phía đơng bắc bị giới hạn bởi đứt gãy đường 48. Theo mức độ biến chất, có thể chia
làm 2 phân hệ tầng:

Phân hệ tầng dưới (PR 3 – C1bk1): lộ ra tại trung tâm khu mỏ và kéo dài về phía
TB, bao gồm hai tập:
+ Tập 1: đá phiến mica-silimanit có anmanđin và plagioclas, cấu tạo dạng dải,
dạng gneis hoặc phân phiến, xen một vài lớp plagiogneis mica silimanit. Đá bị vị
nhàu mạnh mẽ, có biểu hiện micmatit hóa dạng thấu kính, granit hóa nằm theo lớp.
+ Tập 2: đá phiến thạch anh 2 mica có plagioclas – silimanit – granat xen
plagioclas – silimanit – mica. Các đá bị micmatit hoá mạnh, phổ biến micmatit dạng
ruột, dạng theo lớp. Đặc trưng cho tập này là sự có mặt của vài lớp pyroxenit, olit –
bitownit hạt nhỏ màu xanh lục, cấu tạo phân dải và các thấu kính đá hoa.
Phân hệ tầng trên (PR3 – C1bk2): bao xung quanh phần nhân nếp lồi Bù Khạng,
tạo nên phần rìa của khu mỏ, gồm 3 phần chính:
Phần dưới cùng là đá phiến thạch anh – biotit – plagioclas giàu silimanit xen
quarzit biotit – plagioclas hạt nhỏ có các mạch pegmatite 2 mica chứa granat –
tuamalin xuyên theo lớp.
Phần giữa là đá phiến thạch anh – 2 mica – plagioclas chứa đisten, granat xen
các lớp mỏng quarzit biotit.
Phần trên cùng là đá phiến thạch anh – 2 mica – granat xen lớp mỏng quarzit
biotit, trên có chứa thấu kính đá vơi bị hoa hóa, đặc biệt phổ biến các thế
granitogneis theo lớp.
–

Hệ tầng sông Cả (O3-S)sc
Hệ tầng phân bố ở hai cánh Phức uốn nếp lồi Bù Khạng, trong phạm vi khu mỏ các
đá lộ rất hạn chế ở phía đơng bắc, tiếp xúc kiến tạo với các đá Hệ tầng Bù Khạng qua
đứt gãy đường 48 và chỉ bao gồm các đá của phân hệ tầng giữa với hai tầng:
Phân dưới chủ yếu là quarzit mica hạt mịn, phân lớp trung bình đến dày, xen
các lớp kẹp đá phiến mica vẩy mịn.
Phần trên gồm đá phiến mica vảy mịn xen quarzit mica phân lớp mỏng ở dưới,
9

9

đá phiến mica – granat ở trên.
–

Các thành tạo Đệ tứ khơng phân chia (Q)
Các trầm tích này phân bố dọc theo các suối, ven chân núi tạo nên các bậc
thềm, bãi bồi, các dải sườn tích, lũ tích. Thành phần là tảng, cuội, dăm, sỏi, sạn, cát,
bột, sét. Chiều dày từ cỡ decimet đến hàng chục met.
b) Các đá magma xâm nhập
– Phức hệ Đại Lộc (có tuổi sát trước Devon)
Phân bố trên vòm nâng Bù Khạng, xuyên cắt các đá biến chất của hệ tầng Bù
Khạng. Trong phạm vi khu mỏ các đá xâm nhập gồm granitogneis, granit 2 mica
dạng gneis, ít hơn có điorit thạch anh và granđiorit dạng gneis; đá mạch có aplit và
pegmatite chứa tuamalin. Đá cấu tạo dải nằm chỉnh hợp với đá biến chất của hệ tầng
Bù Khạng. Cấu tạo này có thể biểu hiện dưới dạng khối granit có chứa những thể tù
đá phiến kết tinh.
Granitogneis biotit hạt vừa – lớn hơi sẫm màu có: thạch anh (30-35%), fenspat
kali (30 – 60%), plagioclas (20 – 30%), biotit (5%). Khống vật phụ có apatit,
zircon, granat, corđierit.
Granit 2 mica dạng gneis phân dải yếu với ban tinh là thạch anh và fenspat kali
(10 – 50%), plagioclas (20 – 50%), biotit (3 – 14%), muscovit (1-15%). Khống vật
phụ có zircon, apatit, granat, tuamalin, silimanit, đisten.
Granodiorit và điorit thạch anh dạng gneis ít gặp hơn, nghèo thạch anh và giàu
plagioclas hơn các loại trên, thường phân bố ở các rìa khối, có màu xám sẫm.
Pegmatit sáng màu, hạt thô, chứa thạch anh (20-55%), fenspat kali (10-60%),
plagioclas (7-30%), ít muscovite, tuamalin, apatit, silimanit.
Các đá apalit sáng màu, hạt nhỏ, có thành phần tương tự granit 2 mica vi kiến
trúc apalit điển hình.

Về mặt thạch hóa, các đá phức hệ Đại Lộc thuộc loại bão hòa silic (SiO 2= 70 74,27%), cao nhôm (Al2O3=14 – 16,77%), độ kiềm biến thiên rộng từ 5,4 đến 9,5 và
K2O > Na2O (thuộc các loại kali – natri), nghèo canxi (CaO= 0,92 – 1,27).
– Ngồi ra các đá magma xâm nhập cịn thuộc phức hệ Bản Chiềng.
c) Hoạt động biến chất
– Biến chất nhiệt động: theo Phan Trường Thị và Lê Duy Bách (1970) biến chất
10

10

nhiệt động vùng Quỳ Châu có tính phân đới đồng tâm, từ tâm ra có các đới từ nhiệt
độ cao đến nhiệt độ thấp như sau: đới silimanit và siêu biến chất -> đới staurolit
disten -> đới anmadin -> đới biotit -> đới clorit – sericit. Sản phẩm biến chất nhiệt
động như các đá najodac, đá hoa, đá gneis là tiền đề cho thành tạo ruby.
– Biến chất tiếp xúc nhiệt: biến chất nhiệt thể hiện rõ, làm tái kết tinh đá vôi
thành đá hoa tạo riềm xung quanh khối xâm nhập granitoid.
– Biến chất trao đổi: biến chất trao đổi trong diện tích nghiên cứu diễn ra mạnh
mẽ, khá phong phú và đa dạng, nhưng liên quan với ruby chỉ có q trình biến chất
tiếp xúc trao đổi giữa granitoid phức hệ Bản Chiềng và các đá trầm tích – biến chất
lục nguyên – carbonat của hệ tầng Bù Khạng và hệ tầng Mường Lống.
– Biến chất động lực: gồm các biến đổi milonit hóa, kataclasit hóa là tác nhân quan
trọng thúc đẩy q trình phong hóa, xâm thực, hình thành sa khống ruby có ý nghĩa
cơng nghiệp, đồng thời cũng gây nên sự rạn nứt, dập vỡ làm giảm chất lượng ruby.
d) Kiến tạo
– Các cấu trúc kiến tạo:
Trên bình đồ cấu trúc hiện đại, khu mỏ ruby Quỳ Châu ở phần nứt phía đơng
nam phức nếp lồi dạng vòm Bù Khạng, là một bộ phận thuộc đới kiến tạo Phu Hoạt,
miền nếp uốn Việt – Lào, có dạng hình elip với phương kéo dài là TB – ĐN. Phức
hệ thạch kiến tạo Tiền Cambri lộ ra tại khu mỏ là các thành hệ lục nguyên chứa
cacbonat bị biến chất đến tướng amphibolit và bị uốn nếp, biến vị mạnh mẽ.

Các quá trình sinh sau này là biến cải và phức tạp hóa kiến trúc ban đầu của đới
nói chung cũng như trong phạm vi khu mỏ nói riêng. Di chỉ của quá trình cải biến
này là sự có mặt cảu các thành tạo xâm nhập phức hệ Đại Lộc (thuộc kiểu S –
granit) và kèm theo chúng là khối kiến trúc vòm với nhân là các thể granit – gneis
(vòm nâng Bù Khạng).
– Đứt gãy:
Trong khu vực, đóng vai trị phân chia đới Phu Hoạt với đới Hoành Sơn và
khống chế cấu truc địa chất khu mỏ là đứt gãy sông Hiếu (đứt gãy đường 48) theo
phương TB – ĐN. Đây là ranh giới tiếp xúc kiến tạo giữa hai phân vị địa tầng: hệ
tầng Bù Khạng – phân hệ tầng trên và hệ tầng sông Cả – phân hệ tầng giữa.

11

11

Ngồi ra, cịng theo phương tây bắc – đơng nam, hợp với đứt gãy đường 48
thành hệ thống đứt gãy cùng phương cịn có một số đứt gãy khác với quy mô nhỏ.
Hệ thống đứt gãy phương tây bắc – đông nam bị hệ thống đứt gãy trẻ hơn
phương đông bắc – tây nam phá hủy, làm dịch chuyển từng phần với biên độ dịch
chuyển hạn chế.
Do hoạt động của các hệ thống đứt gãy cũng như tương tác của các trường lực
kiến tạo đã hình thành một số cấu tạo phá hủy mang tính tách mở nhiều giai đoạn, là
nơi các xâm nhập khác nhau thành tạo, gây ra sự biến đổi các đá vây quanh cũng
như gây biến đổi lẫn nhau để tạo nên đới đá hỗn nhiễm, trong đó có ruby.
1.2.2 Nguồn gốc và điều kiện biến chất hình thành ruby trong đá hoa
Như phân tích ở trên, vịm Bù Khạng có dạng một cấu trúc biến chất kiểu vòm
nhiệt, tạo nên bởi phần nhân biến chất và phần lớp phủ biến chất thấp hơn cho đến
không biến chất. Các đá thuộc phần lớp phủ bao gồm đá phiến sét chứa pyrit –
sericit – graphit xen lẫn đá phiến vôi và tiếp đến là đá vôi chứa bauxit tuổi C – P.

Các đá này hơi bị phân phiến và bị biến chất rất thấp. Do vậy đặc điểm cấu tạo trầm
tích của các đá này vẫn cịn ngun tính phân lớp trong đó có sự xen kẽ giữa đá
thành phần cacbonat và đá phiến pelit. Trong phần lớp phủ này, tuy đá bị biến chất
thấp, nhưng đặc điểm ở phân đới biến chất vẫn có thể nhận ra, trong đó khi ra xa
trung tâm vịm thì mức độ biến chất giảm dần cho tới không biến chất. Đối với các
đá thuộc phần nhân, thì mức độ biến chất cao hơn hẳn. Ranh giới giữa các đá biến
chất cao ở phần nhân và các đá biến chất thấp ở phần lớp phủ là một đới cắt trượt
thuận (QL 48).
Trong phần nhân, đặc điểm đan xen giữa các dải đá phiến gneis và đá hoa
cũng tương tự như sự phân lớp đan xen giữa các đá phiến sericit và đá vôi – đolomit
ở phần lớp phủ. Tuy nhiên, điều khác biệt giữa hai tầng là mức độ biến chất, trong
đó đá vơi tuổi C – P ở lớp phủ thì chứa bauxit, trong khi đá hoa ở nhân thì chứa
corinđon, ruby hay đá bột mài (najđak). Ngồi ra, trong phần nhân cịn có sự xuất
hiện các đá metasomatit xen giữa đá phiến gneis và đá hoa. Mặt khác, các nghiên
cứu khoáng vật học cho thấy trong đá hoa cịn có cả graphit (vật chất hữu cơ), minh
chứng cho nguồn góc trầm tích ban đầu của chúng. Các nghiên cứu bao thể trong
ruby và đá hoa cho thấy thành phần bao thể rắn chủ yếu là các khoáng vật thành
12

12

phần pelit. Điều này phản ánh ruby được tạo nên từ các vật chất ban đầu có nguồn
gốc trầm tích. Ngoài ra, các nghiên cứu thành phần bao thể lỏng cho thấy chất lỏng
ở bao thể trong ruby và đá hoa đều khơng có nguồn gốc magma và manti mà chỉ có
nguồn gốc trầm tích biển.
Hầu hết các đá biến chất gặp ở mỏ Quỳ Châu thường đi với các tổ hợp khống
vật nhiệt độ cao, trong đó đá phiến gneis thành phần pelit thường đi với các tổ hợp
khoáng vật như biotit giàu Ti, muscovit, plagioclas, felspat – K, silimanit, granat.
Trong khi đó, trong đá hoa cũng bắt gặp các tổ hợp khoáng vật nhiệt độ cao tương

tự calcit – phlogopit – humit – fosterit hoặc calcit – clinopyroxen – olivin – anorthit
– tremolit, calcit – ruby – phlogopit. Sự có mặt của các vật khống vật nhiệt độ cao
và vắng mặt các tổ hợp khoáng vật áp suất cao trong các đá trên cho thấy điều kiện
hình thành chúng tương ứng với phần sâu của tướng amphibolit và phần sâu của
tướng granulit. Mặt khác, các nghiên cứu về địa nhiệt – áp kế của nhóm Jolivet cho
thấy các đá gneis và đá phiến mica trong vòm đã trải qua quá trình biến chất ở
tương ứng với 500 – 670oC và áp suất trung bình cao. Như vậy, có thể nói là các đá
trong vịm Bù Khạng nói chung, và mỏ Quỳ Châu nói riêng đã bị biến chất trong
điều kiện nhiệt độ cao và áp suất trung bình cao, trong đó điều kiện biến chất biến
đổi từ thấp dần tâm ra rìa.
Như vậy các nghiên cứu khác nhau đều cho thấy nguồn gốc trước biến chất
của đá ở mỏ Quỳ Châu là các trầm tích lục nguyên thành phần cacbonat và pelit. Và
có thể nhận ra rằng, thành phần hóa học của các đá bị biến chất ở phần nhân và các
đá chưa bị biến chất ở lớp phủ có đặc điểm tương đồng. Do vậy, có thể dễ dàng
nhận thấy là khi chưa bị biến chất chúng đều có cùng nguồn gốc. Tuy nhiên, sự
phân đới về thành phần trầm tích (chỗ giàu trầm tích thành phần pelit, chỗ giàu
thành phần cacbonat) và sự xen kẽ giữa chúng khi bị biến chất dưới điều kiện nêu
trên đã tạo ra các đá khác nhau: đá phiến gneis, đá hoa và đá metasomatit. Nói tóm
lại, đá hoa chứa ruby ở phần nhân và đá vôi tuổi C – P chứa bauxite trong vùng
nghiên cứu có quan hệ chặt chẽ với nhau về nguồn gốc.
1.2.3. Tuổi thành tạo của ruby và các đá kết tinh trong khối Bù Khạng
Những nghiên cứu về tuổi đồng vị của các đá biến chất, đá magma và đá hoa
chứa ruby trong vùng đã được tiến hành một cách khá chi tiết bằng nhiều phương
13

13

pháp khác nhau. Tuổi thu được trên các đá này đều tập trung vào khoảng Miocen –
Pliocen liên quan chặt chẽ đến hoạt động kiến tạo Cenozoi đã được ghi nhận ở

nhiều nơi trong khu vực.
Tuổi hoạt động biến chất các đá gneis, đá hoa đều được xác định tuổi bằng
phương pháp Ar40/ Ar39.Tuổi của đá hoa và đá phiến gneis xác định trên các khoáng
vật đồng biến chất như biotit, muscovit, phlogopit ở trong khoảng 36 – 22 Tr.n.Theo
mặt cắt vng góc với phương cấu trúc của vịm thì tuổi có xu thế trẻ dần từ rìa TN
(36 tr.n) đến rìa ĐB (21 tr.n).
Các đá xâm nhập granodiorit và granit hạt nhỏ sáng màu gần như không như
bị biến dạng tiêm nhập trong các đá biến chất đều được xác định tuổi đồng vị, các
granitoid này hội tụ vào khoảng 26 – 19 tr.n, trong đó tuổi kết tinh của chúng biến
đổi từ 26 đến 23 tr.n. Còn tuổi nguội lạnh tương ứng với thời điểm đóng kín hệ
đồng vị Rb – Sr trên biotit và felspat – K (300 – 450 0C) là 20 – 19 tr.n. Do các đá
chứa ruby được tìm thấy ở phía đơng của khối Bù Khạng trùng với vị trí của đới
bóc tách với biến dạng dẻo (Đới biến dạng đường QL48), nên các đá mylonit cũng
được định tuổi nhằm tìm hiểu mối quan hệ giữa thành tạo ruby và vai trò của đới
biến dạng này. Tuổi Ar40/ Ar39 của các đá milonit của đới này khoảng 22 – 21 tr.n.
Tuổi thành tạo của ruby Quỳ Châu cũng được xác định trên các khống vật
mica đồng sinh với ruby. Kết quả phân tích trên phlogopit bằng cùng phương pháp
cho thấy ruby có tuổi thành tạo khoảng 25 -21 tr.n.
Như vậy, gần như hầu hết các thành tạo kết tinh trong vòm Bù Khạng đều hình
thành trong Cenozoi, trong khi các thành tạo thuộc lớp phủ trầm tích khơng bị biến
chất lại có tuổi Paleozoi. Do vậy, có thể thấy q trình biến chất – biến dạng xảy ra
trong Cenozoi đã tác động lên các trầm tích và magma tồn tại trước đó và tạo nên
các đá biến chất có tuổi vào 36 – 21 tr.n. Q trình biến chất cao làm nóng chảy một
phần vỏ dưới và một phần vật liệu manti tạo nên các đá xâm nhập thành phần
granodiorit và granit kết tinh từ 26 – 23 tr.n, sau đó nguội lạnh ở 350 oC ở 20 – 19
tr.n. Trong khi các đá hoa chứa ruby đã nguội lạnh ở 350 oC trước đó 1 tr.n (tại
21tr.n). Như vậy, có thể thấy ruby trong đá hoa đã hình thành trong giai đoạn biến
chất, mà không liên quan đến các thành tạo magma. Điều này cũng phù hợp với các
nghiên cứu địa hóa trong bao thể lỏng của ruby và đá hoa vì các thể lỏng tìm thấy
14

14

trong bao thể lỏng đều có nguồn gốc trầm tích, trong khi lị magma được hình thành
có liên quan đến sự nóng chảy của vật liệu manti và vỏ dưới. Các kết quả nghiên
cứu này cho thấy giả thuyết ruby có nguồn gốc biến chất trao đổi do hoạt động
skarn giữa magma và đá hoa cần nghiên cứu chi tiết hơn. Trái lại ruby trong đá hoa
có nguồn gốc biến chất từ trầm tích cacbonat giàu nhơm là hồn tồn phù hợp với
các nghiên cứu ở trên. Trước đây, giả thuyết ruby hình thành liên quan đến quá trình
biến chất trực tiếp từ đá vôi giàu nhôm trong khu vực này khơng được các tác giả đề
cập, vì các đá biến chất của hệ tầng Bù Khạng được coi là có tuổi vào Proterozoi
trong khi các tầng trầm tích cacbonat chứa bauxit lại có tuổi C – P. Vì vậy nguồn
nhôm từ bauxit trong đá hoa được xem như không có liên quan gì đến q trình
hình thành ruby. Tuy nhiên với các kết quả nghiên cứu về tuổi đồng vị cho thấy các
đá đều bị biến chất vào Cenozoi. Do vậy, ruby hình thành liên quan đến quá trình
biến chất các tầng đá vôi chứa bauxit là phù hợp với quan sát thực địa vì các tầng
cacbonat biến chất liên tục từ cao đến thấp dần cho tới không biến chất.
1.3. Quá trình thành tạo
Theo quan điểm thạch luận, corinđon kết tinh trong môi trường nghèo silic và giàu
nhôm. Vì nếu có silic, thì nhơm sẽ lập tức kết hợp với silic để tồn tại trong các khoáng
vật bền vững hơn dưới dạng silicat như: plagioclase, phlogopit, và silicat nhơm.
Corinđon chất lượng ngọc thường hiếm gặp, vì để hình thành chúng không chỉ cần môi
trường giàu nhôm và nghèo silic, mà cịn phải có điều kiện nhiệt độ và áp suất phù hợp
để kết tinh. Tuy nhiên, trường tồn tại của corinđon là rất rộng; nó có thể hình thành
ngay từ bauxit bị biến chất ở điều kiện nhiệt độ thấp (400 oC) cho đến điều kiện của
tướng granulit có nhiệt độ thấp và áp suất thành tạo rất cao. Các nghiên cứu ở trên cho
thấy các đá trong vòm Bù Khạng đã bị biến chất trong điều kiện nhiệt độ cao, tuy nhiên
để hình thành ruby cần có nguồn nhơm dồi dào, vì thành phần chính của ruby là Al2O3.
1.3.1. Nguồn nhơm

Ruby được tìm thấy trong đá hoa, như vậy nhơm có thể có các nguồn gốc sau:
1, nhơm có sẵn trong trầm tích từ một loại carbonat giàu nhơm như đã đề cập ở
trên sau đó bị biến chất đẳng hóa trở thành corinđon hoặc ruby tùy theo điều kiện
môi trường carbonat ban đầu.
2, nhôm liên quan đến các hoạt động magma do quá trình biến chất khơng đẳng
hóa (biến chất trao đổi).
15

15

3, có nguồn gốc từ manti liên quan đến sự phân dị của magma kiềm giàu nhôm
đi vào trong đá hoa dưới dạng thể lỏng.
Tuy nhiên những nghiên cứu thành phần hóa học và thành phần đồng vị của thể
lỏng trong ruby cũng như đá chứa ruby cho thấy rằng khơng có sự tham gia của chất
lỏng nguồn gốc từ manti hay magma nào trong quá trình thành tạo ruby. Mặt khác,
phân tích tổ hợp cộng sinh cho thấy, các tổ hợp đá biến chất trao đổi đều khơng có
ruby. Các kết quả nghiên cứu về tổng đồng vị ở trên cũng chứng tỏ đá chứa ruby
được thành tạo trước khi magma xuyên vào. Như vậy nguồn nhôm không liên quan
tới hoạt động magma hay các dung dịch từ manti. Nguồn nhơm chỉ có thể có ngay
trong trầm tích carbonat. Điều này cũng phù hợp với sự có mặt của bauxit trong
trầm tích carbonat tuổi C – P ở trong vùng này, cũng như đá vơi có chứa bauxit
phân bố trong một số vùng khác ở miền Bắc Việt Nam (Đồng Đăng, Lạng Sơn) và
các nơi khác trong khu vực Đông Nam Á. Các tầng đá vôi được làm giàu nhơm nhờ
q trình phong hóa laterit các đá trầm tích sét giàu nhôm đã tồn tại từ trước ở trong
khu vực. Các sản phẩm phong hóa này được vận chuyển và sau đó tích đọng dưới
dạng bauxit trên bề mặt bào mịn của đá vơi hay trong các lỗ hổng karst của các
tầng đá vơi. Trong q trình này, đá vơi khơng những được làm giàu nhơm mà cịn
được làm giàu Ti, V và Cr từ nguồn trầm tích. Như vậy nguồn nhơm có ngay trong
đá vơi trước biến chất có lẽ là phù hợp với thực tế như đã quan sát thấy đá vôi chứa

bauxit ở Bản Ngọc hay một số nơi khác như ở Đồng Đăng.
1.3.2. Quá trình hình thành ruby Quỳ Châu
Theo kết quả nghiên cứu địa động lực, do ruby được tìm thấy trong đá hoa nằm
chủ yếu trong đới siết trượt của vòm biến chất Bù Khạng, nên có thể thấy sự hình
thành ruby liên quan trực tiếp đến q trình thành tạo vịm. Đơng thời, chính tác
động siết trượt đóng vai trị quan trọng trong quá trình biến chất ruby vì đây là nơi
tập trung hàm lượng chất lỏng cao. Mặt khác theo nghiên cứu thạch luận, ruby được
tạo thành liên quan đến quá trình biến chất từ đá vơi chứa bauxit có trong thành tạo
carbonat lục nguyên tuổi C-P ở điều kiện nhiệt độ cao và áp suất trung bình, tương
ứng với phần sâu của tướng amphibolit. Quá trình biến chất này gắn chặt với bối
cảnh địa động lực tạo vòm biến chất đồng tâm Bù Khạng. Về tuổi thành tạo, ta thấy
hoạt động biến chất xảy ra vào Cenozoi liên quan đến hoạt động va chạm giữa các
mảng Ấn Độ và Á – Âu làm cho phần vỏ khu vực này bị căng giãn, dẫn đến mặt
16

16

Moho dâng cao, gây biến chất các đá trong vùng Bù Khạng. Các nghiên cứu về
thạch học, khoáng vật học và địa chất đồng vị đều cho phép chứng minh nguồn
nhơm hình thành ruby có mặt ngay trong trầm tích carbonat.

Hình 2: Sơ đồ mơ hình tành tạo vịm biến chất Bù Khạng và quá trình biến chất
đá hoa chứa ruby
Nguồn: Nguyễn Ngọc Khơi và nnk (1994)
Q trình thành tạo ruby trong đá hoa ở Quỳ Châu chia làm hai thời kì chính:
Thời kì 1: hình thành các tầng trầm tích pelit và carbonat – lục ngun giàu
nhơm trong thời kì Orđovic – Pecmi – Trias. Quá trình này liên quan đến sự tách
giãn biển Paleotethys, các trầm tích pelit và carbonat – lục ngun hình thành trong
mơi trường rìa lục địa. Tiếp theo do chuyển động kiến tạo, vỏ lục địa này được nâng

cao và q trình phong hóa các đá trầm tích pelit diễn ra, tích đọng trên các bề mặt
bào mòn hay lấp đầy các hang hốc karst của đá vôi. Điều này phù hợp với sự có mặt
của các tầng bauxit trong đá vơi cịn quan sát được ngày nay.
Thời kì 2: quá trình biến chất tạo đá hoa chứa ruby. Hoạt động va chạm giữa
các mảng Ấn Độ và Á – Âu gây biến dạng và biến chất khu vực vỏ Bù Khạng, nơi
có chứa các trầm tích lục ngun và đá vơi giàu nhơm. Hoạt động biến chất khu vực
17

17

liên quan đến sự hình thành vịm Bù Khạng làm biến chất các đá có mặt từ trước,
trong đó có các trầm tích sét giàu nhơm và đá vơi giàu nhôm để tạo nên đá phiến
gneiss và đá hoa chứa corinđon chất lượng ngọc. Ruby tìm thấy ở vùng mỏ Quỳ
Châu được hình thành liên quan đến các đá vơi chứa bauxit bị biến chất thành đá
hoa chứa ruby. Quá trình này đã diễn ra dưới điều kiện biến chất của vòm Bù
Khạng, với nhiệt độ và áp suất biến đổi trong khoảng 500 – 700 oC và 4 – 9 kba.
Trong điều kiện này thì corinđon có thể hình thành theo phản ứng sau:
2AlO(OH)  AL2O3 + H2O
Tùy theo mức độ sạch của bauxit trong môi trường carbonat mà có thể tạo
thành ruby hoặc saphia trong đá hoa. Trong trường hợp bauxit khơng sạch thì sản
phẩm tạo thành từ q trình biến chất các tầng đá vơi chứa bauxit có thể tạo nên đá
bột mài nằm trong đá hoa ngày nay.

18

18

Chương 2

CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA RUBY QUỲ CHÂU (NGHỆ AN)
2.1. Thành phần hóa học
Kết quả phân tích thành phần hóa học ruby Quỳ Châu đã giúp phát hiện các
nguyên tố tạp chất Cr, Fe, Ti, V, Mn, Ca, Ga, Ge, Sc và Zn. Hàm lượng trung bình
của Cr thường cao hơn so với Fe và Ti. So với mỏ Lục Yên thì hàm lượng trung
bình của Cr trong ruby mỏ Quỳ Châu cao hơn. Khi xem xét mối tương quan giữa
các hàm lượng Cr2O3 với Fe2O3 và TiO2 trong ruby trên hai khu mỏ, ta thấy trong
khi tại mỏ Quỳ Châu các tương quan này thường là nghịch thì tại mỏ Lục Yên các
tương quan này thường là thuận. Điều này đã giải thích sự chiếm ưu thế của ruby tại
mỏ Quỳ Châu với một số màu khác so với mỏ Lục Yên.
Bảng 1: Hàm lượng trung bình của ruby và saphia trong sa khoáng ở một số
mỏ và điểm quặng khác nhau ở Việt Nam
Oxit
Oxit
TiO2
Al2O3
Cr2O3
Fe2O3
V2O3
Ga2O3
CaO
MgO
Tổng

Tỉnh Nghệ An
Tỉnh Yên Bái
Quỳ Châu
Quỳ Hợp
Lục Yên
Tân Hương

Trúc Lâu
Rubi
Saphia lam
Rubi
Rubi
Saphia
0,045
0,348
0,050
0,178
0,243
99,460
99,445
99,330
99,490
99,450
0,295
0,227
0,355
0,356
0,086
0.933
0,083
0,086
0,256
0,013
0,110
0,049
0,007
0,008

0,009
0,075
0,043
0,026
0,021
100,007
100,734
99,774
100,109
100,354
Nguồn: Phạm Văn Long và Hoàng Quang Vinh (2003)

2.2. Đặc điểm tinh thể
2.2.1.Đặc điểm cấu trúc tinh thể
Corinđon nằm trong nhóm hematit (X2O3), cấu trúc của nhóm khống vật này
dựa trên hình sáu phương khép kín của nguyên tử oxy với các cation trong khối bát
diện giữa chúng. Trên cơ sở hình chiếu của cấu trúc corinđon chỉ ra rằng có 2/3
khoảng trống của bát diện là được lấp bởi cation Al 3+. Liên kết hóa trị tĩnh điện hoặc
lực lượng liên kết của mối liên kết Al 3+. Bởi vì ion Al3+ được bao quanh bởi sáu ion
oxy, hóa trị tĩnh điện của mỗi sáu liên kết nguyên tử Al – O trong phân tử bằng ½.
19

19

Mỗi ion oxy được chia sẻ giữa bốn khối tám mặt, nghĩa là bốn liên kết nguyên tử
trong phân tử điện hóa trị bằng ½ lượng tỏa ra từ một vị trí oxy. Trong mặt cơ sở
điều này cho phép chỉ hai cặp Al – O liên kết từ mỗi oxy, mà chỉ ra bởi hai khối tám
mặt chung nhau một oxy ở góc.
Mỗi khối bát diện chung một mặt giữa hai lớp kề cận theo chiều thẳng đứng của

các chồng khối tám mặt (sắp xếp chồng lên nhau). Crom tham gia vào mạng của
corinđon dưới dạng một ion hóa trị 3 (Cr+3) thay thế đồng hình ion Al3+.
2.2.2. Đặc điểm hình thái tinh thể
Hầu hết các mẫu nghiên cứu đặc điểm hình thái tinh thể của ruby được lấy từ
đá gốc (đá hoa) với các tinh thể có hình dạng rõ ràng, một số được lấy từ sa khoáng
với những tinh thể cịn giữ được hình dạng tinh thể ban đầu.
Tinh thể ruby trong đá hoa vùng mỏ Quỳ Châu phổ biến nhất ở các dạng lăng
trụ sáu phương ngắn và chúng ít có xu hướng phát triển theo chiều dài (hình 3).
Chính vì vậy mà ruby mỏ Quỳ Châu thường có kích thước ngắn hơn so với các tinh
thể ruby mỏ Lục Yên. Đôi khi tại mỏ Quỳ Châu, ta gặp các tinh thể với sự chiếm ưu
thế của các mặt thoi và mặt song diện làm cho tinh thể thoạt nhìn có dạng bát diện
rất giống với tinh thể của spinel.

Hình 3: Một số dạng quen thuộc của tinh thể ruby mỏ Quỳ Châu
Nguồn: Phạm Văn Long và nnk (1998)
2.3. Đặc điểm ngọc học
2.3.1. Màu sắc
Ruby Quỳ Châu có các gam màu khác nhau từ khơng màu đến hồng, tím, đỏ,
lục, lam, cam với độ đậm nhạt và sắc thái khác nhau. Theo kết quả phân tích
20

20

microsond cho thấy hàm lượng Cr3+ trong ruby Quỳ Châu cao hơn so với ruby Lục
n, chính vì vậy mà ruby Quỳ Châu có màu đỏ đậm hơn rất được thị trường ưa
chuộng (tương tự như ruby từ mỏ Mogok, Myanmar). Mặt khác hàm lượng của Fe
trong ruby Quỳ Châu cũng thường thấp hơn Lục Yên. Đây là lí do vì sao ruby Quỳ
Châu thường có tính phát quang cao hơn, màu tươi hơn so với ruby Lục Yên vì sắt
được coi là nguyên tố “dập” phát quang.

Sự liên hệ giữa màu sắc và thành phần hóa học của corindon được thể hiện ở
bảng sau:
Bảng 2: Thành phần hóa học của ruby Quỳ Châu
Đặc
điểm
màu sắc
QC5
Đỏ
QC3
Tím
hồng
QC6A
Hồng
QC3B
Hồng
tím
QC9B
Tím
hồng
QC1A
Hồng
cam
QC1B
Hồng
QC6B/1 Hồng
QC6B/2 Hồng
tím
QC9A
Cam
QC1

Khơng
màu
QC2
Lam
Số hiệu
mẫu

99,35
99,58

Thành phần hóa học
Cr2O3 TiO2
FeO + V2O5
Fe2O3
0,19
0,05
0,09
0,06

99,70
99,50

0,19
0,13

99,60

0,14

99,60

0,18

0,07

99,85

99,50
99,70
98,65

0,28
0,21
0,08

0,07
0,08

99,85
99,91
99,88

99,00
99,20

0,10

0,12

Al2O3

99,15

Tổng
CaO
99,54
99,78
99,89
99,86

0,23
0,12

1,07
0,05
0,42

0,05
Nguồn: Phạm Văn Long (2003)

99,86

99,27
99,62
99,20

Từ các kết quả phân tích cho thấy trong ruby Quỳ Châu các nguyên tố tạp chất
chính trong corindon là các oxit Cr, Fe và Ti. Oxit Cr ( Cr 2O3) với hàm lượng dao
động trong khoảng 0.05 -> 0,28%, tổng Fe từ 0,06 -> 1,47%, TiO 2 từ 0,05 ->
0,23%. Một số các oxit khác đơi khi cũng có mặt như CaO tới 0,12% (mẫu QC9B).

Một đặc điểm nổi bật của ruby Quỳ Châu là tính phân đới màu. Các đới màu đỏ,
hồng tím, lam và khơng màu thường phân bố song song với nhau. Cấu trúc của đới
màu là các dải, đốm lớn nhỏ khác nhau phân bố dọc theo mặt sinh trưởng. Tuy
21

21

nhiên xét về mặt phổ biến thì corindon Lục Yên thường hay gặp đới màu nhiều hơn
corindon Quỳ Châu và đặc biệt là nếu như ở corindon Quỳ Châu ta chỉ gặp các đới
hoặc dải màu thẳng song song nhau thì ở corindon Lục Yên ta thường gặp các đới
màu lục giác đồng tâm (từ ngoài vào trong). Kiểu phân đới ở ruby Quỳ Châu có thể
khác nhau: bên trong là màu đỏ và chuyển dần ra phía ngồi có các màu hồng, lam
nhạt, lam hoặc ngược lại. Đối với ruby có gam màu hồng hoặc tím thường xuất hiện
các đới màu lam với tơng màu tối tới trung bình. Các dải màu này thường có kích
thước rộng hẹp khơng đều nhau và thường phân bố theo các mặt sinh trưởng, ranh
giới của các đới màu thường rõ nét.
Ngoài các đới màu lam như trên trong ruby Quỳ Châu ta còn quan sát được các
hiện tượng phân đới gồm: các đới màu hồng, hồng cam, đỏ xen kẽ với các đới gần
như không màu. Thường các đới màu này thường hẹp hoặc không rõ nét.
Các đặc trưng màu sắc của ruby từ 2 vùng mỏ Lục Yên và Quỳ Châu được dẫn
ra ở bảng 3:
Bảng 3: So Sánh các đặc trưng màu sắc của ruby Lục Yên và Quỳ Châu
Đặc trưng màu sắc
Gam màu
Cường độ màu
Tông màu
Phân đới màu
Độ đồng đều của màu sắc

Quỳ Châu
Lục Yên
Đỏ (hồng), Lam
Đỏ, hồng, lam, tím
Từ hơi xỉn đến tươi, rất
Từ rất xỉn đến tươi (kém
tươi
hơn so với Quỳ Châu)
Nhạt đến đậm (rất đậm)
Từ nhạt đến đậm
Khá đặc trưng
Rất đặc trưng
Tương đối đều
Từ không đều đến đều
Nguồn: Phạm Văn Long (2003)

2.3.2. Đặc điểm độ tinh khiết của ruby Quỳ Châu
a. Đặc điểm bao thể khoáng vật
Trong ruby Quỳ Châu có các bao thể khống vật sau đây: apatit, bomit,
phlogopit, zircon, canxit, rutin, morazit…
Những bao thể khống vật điển hình, có ảnh hưởng nhiều nhất đến độ tinh khiết
của ruby Quỳ Châu là:
– Canxit: là một trong những bao thể phổ biến trong ruby Quỳ Châu, gồm các
dạng đẳng thước, trịn, bầu dục, méo mó hoặc có hình dạng tinh thể rõ ràng, kích cỡ
khác nhau, không màu hoặc màu trắng. Các bao thể canxit thường đi cùng các bao
22

22

thể zircon, corinđon, apatit, rutin. Sự phổ biến của bao thể canxit đặc trưng cho ruby
thành tạo trong đá hoa.
– Rutin: cũng là một trong những bao thể phổ biến trong ruby Quỳ Châu. Bao
thể này có thể tồn tại dưới dạng các tinh thể lăng trụ hoàn chỉnh màu vàng nâu (bao
thể nguyên sinh) hoặc các tinh thể kim que rất nhỏ, không màu hoặc màu trắng (bao
thể thứ sinh) tạo thành do sự phá hủy dung dịch cứng. Loại rutin thứ sinh là nguyên
nhân gây ra hiệu ứng ánh lụa, màng mây, màng sữa, màng cháo rất phổ biến trong
ruby Quỳ Châu, ảnh hưởng đáng kể đến độ tinh khiết của chúng. Để giảm bớt hiện
tượng này, tức là làm tăng độ tinh khiết của ruby người ta áp dụng cơng nghệ xử lí
nhiệt thích hợp.
– Apatit: thường có dạng tinh thể lăng trụ sáu phương hồn chỉnh, màu vàng
nhạt hoặc không màu, trong suốt.
– Zircon: đặc trưng bởi các riềm tỏa tia bao quanh bao thể, những bao thể zircon
này thường có dạng trịn cạnh, điều này chứng tỏ chúng là các bao thể tiền sinh và
liên quan tới các đá biến chất cao của khu vực đó là Hệ tầng Bù Khạng. Bên cạnh
đó ta cịn gặp các bao thể zircon tương đối tự hình và đẳng thước có lẽ liên quan tới
các khối xâm nhập granit trong vùng.
– Corinđon: cũng là bao thể khá phổ biến trong vùng nghiên cứu, thường gặp
dưới dạng tinh thể khá hồn chỉnh hoặc hình dạng khơng rõ ràng với ranh giới bị
gặm mòn. Bao thể corinđon hay đi kèm với các bao thể canxit, rutin.
– Phlogopit: là bao thể có độ phổ biến thấp nhất trong ruby Quỳ Châu. Thường
tồn tại dưới dạng tấm, màu vàng nâu khá đặc trưng, phân bố rời rạc hoặc tập trung
thành đám.

23

23

Hình 4: Ảnh SEM của tổ hợp bao thể anorthit (Anr) và andalusit (And) trong ruby

mỏ Quỳ Châu và phổ của bao thể anorthit (bên phải)
Nguồn: Phạm Văn Long và nnk (1998)
b. Các khe nứt, mặt nứt, các khoảng trống, vết nứt vỡ chứa các bao thể lỏng và
khí – lỏng.
Các bao thể lỏng, khí – lỏng có mức độ phổ biến kém hơn so với các bao thể
khoáng vật nhưng bắt gặp khá thường xuyên. Trong số này có ảnh hưởng nhiều nhất
đến độ trong suốt là các bao thể lỏng và khí-lỏng dạng vân tay, các khe nứt kích cỡ
khác nhau (được lấp đầy hoặc khơng bị lấp đầy),…
c. Các dấu hiệu sinh trưởng
Trong số các dấu hiệu độ tinh khiết thì các dấu hiệu sinh trưởng trong ruby,
saphia Lục Yên – Quỳ Châu ít ảnh hưởng đến độ tinh khiết của chúng nhất.
Kết quả nghiên cứu cho phép ghi nhận các dấu hiệu sinh trưởng thường quan
sát thấy trong ruby, saphia Lục Yên và Quỳ Châu chủ yếu là các đường sinh trưởng
thẳng góc, gấp khúc kiểu hình nêm. Chúng phản ánh các pha sinh trưởng trong quá
trình thành tạo. Cũng giống như ruby Magok (Myanma) một dạng sinh trưởng khác
cũng hay gặp đó là sinh trưởng xoắn. Dấu hiệu này cho thấy sự thay đổi đột ngột
điều kiện của môi trường kết tinh làm cho tinh thể phát triển các mặt không đều
hoặc dẫn đến sự không đồng nhất về mặt quang học.
So với ruby, saphia Myanma thì các dấu hiệu độ tinh khiết (đặc điểm bên trong)
của corinđon Lục Yên, Quỳ Châu khá giống.
Bảng 4: So sánh các dấu hiệu độ tinh khiết trong ruby Quỳ Châu và các nước
Nước
Dấu hiệu
Apatit
Bơmit
Brukit
Canxit
Chancopirit
Corinđon
Điaspo

Điopxit
24

Quỳ
Châu
(Việt
Nam)
+
+

Lục
Yên

Thái
Lan

Bao thể khoáng vật
+
+
+
+

+
+
+

Sri
Lanka
+
+

+
+

+

Myanm
a

Cambodia

+
+

+
+

+
+
+

+
+
24

+

Đolomit
Fecgusonit
Flogopit

Granat
Graphit
Hematit
Hocblen
Inmenit
Mica
Monazit
Niobit
Olivin
Pirit
Piroclo
Pirotin
Plagiocla
Rutin
nguyên
sinh
Sfalerit
Sợi rutin
Sphen
Spinen
Thorit
Tuamalin
Uranint
Zircon

+
+

+

+

+
+

+

+
+
+

+
+
+

+
+
+
+
+

+

+
+
+
+

+
+

+

+
+

+
+

+
+

+

+

+

+

+

+

+

+

+
+

+
+
+
+

+
+

Bao thể lỏng
Bao thể vân tay
Tinh thể âm
Các vết nứt vỡ

+
+
+
+

Đới màu
Song tinh
Sinh
trưởng
xoắn

+
+
+

+
+

+
+
Các khe nứt, mặt nứt, vết nứt
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Các dấu hiệu sinh trưởng
+
+
+
+
+
+
+

+
+
+
+
+
+
+

+

+
+
+
+

Nguồn: Ngụy Tuyết Nhung (2002)
2.3.3. Các đặc điểm bên trong
a. Song tinh
Ở ruby Quỳ Châu, song tinh cũng tương đối phát triển và bao gồm các song tinh
dạng tấm và song tinh đa hợp. Trong trường hợp có song tinh đa hợp phát triển,
chúng thường kèm theo các bao thể boemit dạng kim, thô, màu trắng phân bố dọc
25

25

I. Lí do chọn đề tàiRuby là một trong những loại đá quý được yêu thích và có giá trị cao. ViệtNam lúc bấy giờ được biết đến như một trong những vương quốc có tiềm năng về đá ruby. Vàkhi nhắc tới đá đỏ ruby tất cả chúng ta không hề không nhắc tới Quỳ Châu – một địa điểm từnhững năm 1990 đã khai thác loại tài nguyên này. Và khi nghiên cứu, khám phá vềnguồn tài ngun khống sản ở q hương Nghệ An của mình đã tạo cho em hứng thúvà mê hồn. Và chắc những sự khám phá này cũng góp thêm phần nhỏ cho những bạn sinhviên Địa lí khi giảng dạy về Địa lí địa phương sau này. Hiện nay, yếu tố khai thác đá quý đặc biệt quan trọng là khai thác Ruby ở nước ta nóichung và ở Quỳ Châu nói riêng đã và đang bị thu hẹp. Mặc dù gần đây Nhà nướcvà tỉnh Nghệ An đã góp vốn đầu tư vào tìm kiếm, thăm dị nhưng vẫn chưa tăng được trữlượng đủ độ an toàn và đáng tin cậy để đưa vào khai thác. Không những thế thị trường tiêu thụ đáruby vẫn đang còn nhiều chưa ổn, phần đông đá khai thác đều được tiêu thụ ranước ngoài và hầu hết theo con đường tiểu ngạch. Một trong những nguyênnhân dẫn đên thực trạng trên là do thực chất nguồn gốc và điệu kiện thành tạo củaRuby chưa được làm sáng tỏ. Có nhiều quan điểm khác nhau về nguồn gốc rubyvà tất cả chúng ta cũng chưa có những hiểu biết cơ bản về chất lượng và giá trị thựccủa đá Ruby Quỳ Châu. Bên cạnh đó cũng đã xảy ra nhiều “ đại chiến đẫmmáu ” trong việc khai thác đá đỏ Ruby ở Quỳ Châu. Sở dĩ xảy ra điều này là docách thức tổ chức triển khai và quản lí của Nhà nước và địa phương chưa ngặt nghèo, những biệnpháp xử lý chưa được triển khai một cách triệt để … Và khi được biết nhữngthông tin trên, em quyết định hành động chọn đề tài này. Qua đề tài em vừa khám phá và nêu ra những thơng tin có ích về ruby QuỳChâu, đồng thời cũng nêu cách nghĩ của mình về những yếu tố còn sống sót trong việckhai thác và sử dụng ruby ở Quỳ Châu tỉnh Nghệ An. Vì những nguyên do trên em đã chọn đề tài “ Nguồn gốc, đặc thù và quá trìnhhình thành của ruby, tác động ảnh hưởng của khai thác ruby tới môi trường tự nhiên ở huyện Quỳ Châu – tỉnh Nghệ An ” làm khóa luận. II. Mục đích nghiên cứuNâng cao sự hiểu biết của những sinh viên nói chung và cá thể nói riêng về ruby ởQuỳ Châu, góp thêm phần khám phá một góc nhìn là đá quý trong một địa phương cụ thểgiúp cho việc giảng dạy Địa lý địa phương. Đánh giá thực trạng khai thác ruby ở Quỳ Châu và tác động ảnh hưởng tới thiên nhiên và môi trường. Đề xuất 1 số ít giải pháp bảo vệ phải chăng và giảm thiểu ơ nhiễm của việc khai thácruby ở Quỳ châu tới môi trường tự nhiên. III. Nhiệm vụ nghiên cứu – Tìm hiểu về nguồn gốc, quy trình hình thành và đặc thù địa chất của mỏRuby ở Quỳ Châu, cấu trúc địa chất khu mỏ, điều kiện kèm theo biến chất hình thành và tuổicủa Ruby. – Nêu những đặc thù khoáng vật học, ngọc học và nhiều đặc thù lí hóa kháccủa Ruby ở Quỳ Châu. – Phân tích thực trạng khai thác và bảo vệ ruby ở Quỳ Châu và nghiên cứu và phân tích tácđộng tới mơi trường nước, đất. – Đưa ra một số ít giải pháp bảo vệ và giảm thiểu ô nhiễm của việc khai thácruby ở Quỳ Châu tới môi trường tự nhiên. IV. Phương pháp nghiên cứu – Phương pháp tích lũy những nguồn tài liệu và số liệu từ sách, báo, tạp chí, báo cáokhoa học, những website, những số liệu thống kê nhằm mục đích ship hàng cho việc nghiên cứu. – Phương pháp nghiên cứu và phân tích, tổng hợp, so sánh tinh lọc và xử lí những nguồn tàiliệu có tương quan đến Ruby ở Quỳ Châu, và sắp xếp theo một trình tự logic. Mặtkhác triển khai so sánh những đặc thù của đá Ruby ở hai vùng đặc trưng của ViệtNam là Quỳ Châu ( tỉnh Nghệ An ) và Lục Yên ( tỉnhYên Bái ). – Phương pháp khảo sát thực địa : nhằm mục đích quan sát trong thực tiễn những mỏ, những vị trí khaithác ruby ở Quỳ Châu, tích lũy thông tin từ những người dân địa phương đã trựctiếp khai thác đá này ở huyện Quỳ Châu. – Phương pháp chuyên viên : tích lũy thông tin quan điểm của những nhà nghiêncứu đã và đang nghiên cứu về ruby như Tiến sĩ Phạm Văn Long ( giảng viên củatrường ĐH Khoa học Tự nhiên ). – Phương pháp map và hệ thơng tin địa lí để lập và khoanh vùng phạm vi những vị tríquan trọng về tiềm năng ruby ở Qùy Châu. V. Đối tượng và khoanh vùng phạm vi nghiên cứuĐối tượng nghiên cứu của khóa luận là Ruby phân bổ trong khoanh vùng phạm vi huyệnQuỳ Châu tỉnh Nghệ An, tập trung chuyên sâu ở 1 số ít xã trong huyện. Về mặt thời hạn việcnghiên cứu này đã tìm hiểu thêm những nguồn tài liệu từ những năm 1990 cho đến nay. Chương 1NGU ỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH RUBY Ở QUỲ CHÂU1. 1. Các điều kiện kèm theo tự nhiên và điều kiện kèm theo kinh tế tài chính – xã hội tương quan đến vùng mỏVùng mỏ Quỳ Châu nằm ở phía Tây bắc tỉnh Nghệ An, cách thủ đơ Hà Nộikhoảng 200 km về phía Tây Nam, diện tích quy hoạnh khoảng chừng 27 km 2 thuộc xã Châu Bình, huyện Quỳ Châu và một phần xã Yên Hợp thuộc huyện Quỳ Hợp. Khu mỏ giới hạntrong ô tọa độ địa lý : 19027 ’ 49 ” vĩ Bắc và 105012 ’ 16 ” – 105017 ’ 52 ” kinh độ Đơng. Khu mỏ gồm có hai mỏ là Mỏ ruby Đồi Tỷ, Mỏ ruby Bãi Triệu và hàng loạt cácđiểm quặng quy mơ nhỏ bé hơn. 1.1.1. Địa hình, địa mạo vùng Quỳ ChâuLà vùng có địa hình núi cao hiểm trở, bảo phủ tạo nên những thung lũng nhỏ vàhẹp trong địa phận những đới cấu trúc xây đắp, đới nâng Pù Huống, phức nếp lõm sơngHiếu địa hình có nhiều lượn sóng theo hướng từ Tây Bắc xuống Đơng Nam. SôngHiếu nằm giữa chạy từ Tây sang Đông cùng với phụ lưu tạo thành những lũng lịngmáng. Địa hình hoàn toàn có thể phân ra như sau : – Địa hình thung lũng bằng phân bổ rải rác ở những bãi bồi dọc theo tuyến những consông và một số ít khe suối, chiếm khoảng chừng 1 % diện tích quy hoạnh tự nhiên của vùng. – Địa hình đồi : chiếm khoảng chừng 25 % diện tích quy hoạnh tự nhiên tồn vùng, phân bổ chủyếu dọc theo quốc lộ 48 và nằm ở triền núi. Phần lớn là dạng đồi lượn sóng có độcao 170 – 200 m so với mực nước biển. – Địa hình núi chiếm khoảng chừng 74 % diện tích quy hoạnh tự nhiên tồn vùng, trong đókhoảng 57 % là núi thấp từ 170 – 1000 m, còn lại là núi cao trên 1000 m. Nhìn chung, địa hình Quỳ Châu đa phần là núi cao, độ dốc tương đối lớn. Cácdịng sơng hẹp và dốc gây khó khăn vất vả cho việc tăng trưởng vận tải đường bộ đường sông và hạnchế năng lực điều tiết nguồn nước mặt trong những mùa ship hàng cho canh tác nơngnghiệp. Tuy nhiên, mạng lưới hệ thống sơng ngịi có độ dốc lớn, với nhiều thác nhỏ là tiềmnăng rất lớn cần được khai thác để phát trển thủy điện. Dựa vào đặc thù địa hình, Quỳ Châu được chia thành 4 vùng tiểu sinh thái : [ 10 ] + Vùng phía bắc : gồm những xã Châu Bình, Châu Tiến, Châu Thuận, Châu Thắng. + Vùng tiểu sinh thái TT : gồm những xã Châu Hạnh và thị xã Tân Lạc. + Vùng phía đơng : gồm những xã Châu Bình, Châu Hội, Châu Nga. + Vùng tây nam : gồm những xã Châu Phong, Châu Hồn, Diên Lãm. ( xem hình 1 ) Hình 1 : Bản đồ hành chính huyện Quỳ Châu – Nghệ An1. 1.2. Khí hậuKhí hậu Quỳ Châu mang đặc thù chung là nhiệt đới gió mùa ẩm gió mùa, có mùa nắngnóng, mùa lạnh và ẩm. – Chế độ nhiệt : những yếu tố khí hậu trung bình hằng năm cho thấy sự chênh lệchnhiệt độ giữa những tháng trong năm khá cao. Từ tháng 11 – 4 năm sau, nhiệt độ trungbình là 21 – 230C, cao nhất 410C, thấp nhất 5 oC. Tổng số giờ nắng 581,5 giờ. Từtháng 5 – 10, nhiệt độ trung bình là 26,6 oC, cao nhất 41,30 C, thấp nhất 10,6 OC. Tổngsố giờ nắng 1002,6 giờ. – Chế độ mưa : lượng mưa trung bình năm xê dịch từ 800 – 1000 mm / năm, chia thành 2 mùa rõ ràng : + Mùa khô : từ tháng 11 – 4 năm sau, lượng mưa 212,7 mm chỉ chiếm 12 – 15 % tổng lượng mưa cả năm. + Mùa mưa : từ tháng 5 – 10, lượng mưa 1453,8 mm chiếm 85 – 90 % tổng lượngmưa cả năm, tháng có mưa nhiều nhất là tháng 8 – 9, lượng mưa từ 250 – 540 mm / tháng, mùa này thường kèm theo gió bão. – Độ ẩm khơng khí : nhiệt độ khơng khí có sự chênh lệch giữa những tiểu vùng theomùa. Độ ẩm trung bình năm dao động từ 85 – 90 %. Chênh lệch nhiệt độ trung bình thángẩm nhất, tháng cao nhất từ 2 – 5 %, vùng có nhiệt độ cao nhất là phía Bắc, vùng có độ ẩmthấp nhất là vùng núi phía tây. Lượng bốc hơi bình qn năm từ 300 – 400 mm. – Chế độ gió : nằm trong vùng chịu tác động ảnh hưởng một phần gió Tây Nam khơ nóngtừ tháng 4 – 8. Đây là vùng có vận tốc gió thấp nhất so với những huyện trong tỉnh, ít bịảnh hưởng của bão mà thường chỉ có lốc xốy cục bộ. 1.1.3. Thủy vănQuỳ Châu có mạng lưới sơng suối với tỷ lệ 5 – 7 km / km 2. Các sông suối lớnnhỏ đều có nguồn nước dồi dào, thế năng lớn, phân phối nhu yếu nước cho sản xuấtvà dân số. Hai con sơng chính chảy qua huyện đó là sơng Hiếu và sơng Hạt. Ngồi ra cịn có hàng chục sông nhỏ, khe suối trong mạng lưới nhánh của sôngHiếu như Nậm Cướm, Nậm Can, Nậm Chai … tạo thành mạng lưới hệ thống cấp nước tự nhiêncho sản xuất và hoạt động và sinh hoạt của dân cư. Quỳ Châu có lượng mưa hàng năm khá lớn khoảng chừng 1,7 tỉ m 3. Tuy nhiên phânbố không đều trong năm, đồng thời mưa lớn tập trung chuyên sâu cùng với địa hình dốc, thảmthực vật bao trùm bị giảm nên thường gây lũ lụt, năng lực điều tiết nước bị hạn chếnên 1 số ít vùng có thời hạn cịn thiếu nước hoạt động và sinh hoạt, khơ hạn. Nhìn chung, QuỳChâu có nguồn nước mặt khá lớn, bảo vệ năng lực khai thác cân đối theo yêu cầusản xuất và đời sống. Hiện tượng ngập lụt hàng năm chỉ hoàn toàn có thể hạn chế khắc phụcđược bằng những giải pháp thủy lợi, bảo vệ khoanh nuôi và trồng rừng. 1.1.4. Thổ nhưỡngKết quả tìm hiểu nơng hóa thổ nhưỡng cho thấy, trên tồn bộ khu vực QuỳChâu có những loại đá chính như : cát kết, đá phiến sét, đá vơi, đá trầm tích hữu cơ. Từnền địa chất đó đã hình thành nên những loại đất feralit vàng đỏ ở độ cao dưới 200 m, trên nền cát kết hoặc đá phiến sét, loại đất này chiếm phần đông diện tích quy hoạnh đất tự nhiêncủa Quỳ Châu, rất thích hợp cho việc trồng rừng, cây công nghiệp và cây ăn quả dàingày. Loại đất màu nâu có tầng đất rất dày, phân bổ đa phần ở vùng có độ thấptrung bình và đất pha cát có tầng dày, hầu hết gặp ở hai bên bờ sơng Hiếu. 1.1.5. Tài ngun rừngQuỳ Châu là huyện có diện tích quy hoạnh rừng và đất rừng chiếm hầu hết diện tích quy hoạnh tựnhiên. Tiềm năng tài ngun rừng cịn khá lớn cả về diện tích quy hoạnh và trữ lượng, có thểcho phép tăng trưởng công nghiệp chế biến lâm sản tại chỗ. Rừng ở đây hầu hết làrừng giàu, rừng trung bình, đặc biệt quan trọng rừng nứa tăng trưởng rất mạnh. Rừng Quỳ Châucó nhiều loại gỗ quý như : samu, lim, nghiến, táu, dồi, kim giao … và những loại câythiết thực cho đời sống dân số như : nứa, mét, mây, tuy nhiên … Ngoài ra, rừng QuỳChâu cịn có nhiều loại cây dược liệu có giá trị cao. 1.1.6. Điều kiện kinh tế tài chính – xã hộiGiao thông vận tải đường bộ trong vùng chưa tăng trưởng. Từ quốc lộ 1A đi vào cóđường 48 : Yên Lý – Nghĩa Đàn – Quỳ Châu – Quế Phong và đi xe hơi đến BảnChiềng. Nói chung những con đường đã có được rải nhựa hoàn hảo, thuận tiện cho việcđi lại luân chuyển của nhân dân. Nằm vào vùng rẻo cao thuộc phía tây của Tổ quốc, vùng mỏ Quỳ Châu có nhiềudân tộc khác nhau sinh sống, đông nhất là người Kinh rồi đến người Thổ. Tập trungthành những làng xã ở đồng bằng hay những triền sông lớn. Nguồn sống hầu hết của những dân tộc bản địa là sản xuất nơng nghiệp. Ngồi ra cịn cósản xuất một số ít nghề phụ khai thác lâm sản, khống sản. Cơng nghiệp khai tháckhống sản trước kia chỉ mang tính tự phát, khai thác 1 số ít mỏ Antimon Tà Sỏi, than Việt Thái, đồng Đơng Sơn, chì kẽm Bao Tre. Những mỏ này đã ngừng khaithác từ rất lâu, những năm gần đây, mô hình cơng nghiệp này tăng trưởng rầm rộ cósự quản lí, tổ chức triển khai của nhà nước dưới hình thức những xí nghiệp sản xuất, cơng ty … đã thúcđẩy thương nghiệp trong vùng tăng trưởng, tạo điều kiện kèm theo hai miền xuôi ngược trao đổiliên hệ với nhau. Nhờ đó mà kinh tế tài chính trong vùng đã có những bước tiến bộ đáng kể. 1.2. Nguồn gốc hình thành1. 2.1. Cấu trúc địa chất khu mỏa ) Địa tầngTrong vùng xuất hiện nhiều loại đá, được phân loại thành những phân vị địa tầng sau : – Hệ tầng Bù Khạng ( PR3 – C1bk ) Hệ tầng phân bổ ở nhân phức nếp lồi Bù Khạng, trục có phương TB – ĐN. Cácđá biến chất hệ tầng Bù Khạng lộ ra rất phổ cập, chiếm phần nhiều diện tích quy hoạnh khu mỏ, phía đơng bắc bị số lượng giới hạn bởi đứt gãy đường 48. Theo mức độ biến chất, hoàn toàn có thể chialàm 2 phân hệ tầng : Phân hệ tầng dưới ( PR 3 – C1bk1 ) : lộ ra tại TT khu mỏ và lê dài về phíaTB, gồm có hai tập : + Tập 1 : đá phiến mica-silimanit có anmanđin và plagioclas, cấu trúc dạng dải, dạng gneis hoặc phân phiến, xen một vài lớp plagiogneis mica silimanit. Đá bị vịnhàu can đảm và mạnh mẽ, có biểu lộ micmatit hóa dạng thấu kính, granit hóa nằm theo lớp. + Tập 2 : đá phiến thạch anh 2 mica có plagioclas – silimanit – granat xenplagioclas – silimanit – mica. Các đá bị micmatit hoá mạnh, thông dụng micmatit dạngruột, dạng theo lớp. Đặc trưng cho tập này là sự xuất hiện của vài lớp pyroxenit, olit – bitownit hạt nhỏ màu xanh lục, cấu trúc phân dải và những thấu kính đá hoa. Phân hệ tầng trên ( PR3 – C1bk2 ) : bao xung quanh phần nhân nếp lồi Bù Khạng, tạo nên phần rìa của khu mỏ, gồm 3 phần chính : Phần dưới cùng là đá phiến thạch anh – biotit – plagioclas giàu silimanit xenquarzit biotit – plagioclas hạt nhỏ có những mạch pegmatite 2 mica chứa granat – tuamalin xuyên theo lớp. Phần giữa là đá phiến thạch anh – 2 mica – plagioclas chứa đisten, granat xencác lớp mỏng dính quarzit biotit. Phần trên cùng là đá phiến thạch anh – 2 mica – granat xen lớp mỏng dính quarzitbiotit, trên có chứa thấu kính đá vơi bị hoa hóa, đặc biệt quan trọng phổ cập những thếgranitogneis theo lớp. Hệ tầng sông Cả ( O3-S ) scHệ tầng phân bổ ở hai cánh Phức uốn nếp lồi Bù Khạng, trong khoanh vùng phạm vi khu mỏ cácđá lộ rất hạn chế ở phía đơng bắc, tiếp xúc xây đắp với những đá Hệ tầng Bù Khạng quađứt gãy đường 48 và chỉ gồm có những đá của phân hệ tầng giữa với hai tầng : Phân dưới đa phần là quarzit mica hạt mịn, phân lớp trung bình đến dày, xencác lớp kẹp đá phiến mica vẩy mịn. Phần trên gồm đá phiến mica vảy mịn xen quarzit mica phân lớp mỏng dính ở dưới, đá phiến mica – granat ở trên. Các thành tạo Đệ tứ khơng phân loại ( Q ) Các trầm tích này phân bổ dọc theo những suối, ven chân núi tạo nên những bậcthềm, bãi bồi, những dải sườn tích, lũ tích. Thành phần là tảng, cuội, dăm, sỏi, sạn, cát, bột, sét. Chiều dày từ cỡ decimet đến hàng chục met. b ) Các đá magma xâm nhập – Phức hệ Đại Lộc ( có tuổi sát trước Devon ) Phân bố trên vòm nâng Bù Khạng, xuyên cắt những đá biến chất của hệ tầng BùKhạng. Trong khoanh vùng phạm vi khu mỏ những đá xâm nhập gồm granitogneis, granit 2 micadạng gneis, ít hơn có điorit thạch anh và granđiorit dạng gneis ; đá mạch có aplit vàpegmatite chứa tuamalin. Đá cấu trúc dải nằm chỉnh hợp với đá biến chất của hệ tầngBù Khạng. Cấu tạo này hoàn toàn có thể bộc lộ dưới dạng khối granit có chứa những thể tùđá phiến kết tinh. Granitogneis biotit hạt vừa – lớn hơi sẫm màu có : thạch anh ( 30-35 % ), fenspatkali ( 30 – 60 % ), plagioclas ( 20 – 30 % ), biotit ( 5 % ). Khống vật phụ có apatit, zircon, granat, corđierit. Granit 2 mica dạng gneis phân dải yếu với ban tinh là thạch anh và fenspat kali ( 10 – 50 % ), plagioclas ( 20 – 50 % ), biotit ( 3 – 14 % ), muscovit ( 1-15 % ). Khống vậtphụ có zircon, apatit, granat, tuamalin, silimanit, đisten. Granodiorit và điorit thạch anh dạng gneis ít gặp hơn, nghèo thạch anh và giàuplagioclas hơn những loại trên, thường phân bổ ở những rìa khối, có màu xám sẫm. Pegmatit sáng màu, hạt thô, chứa thạch anh ( 20-55 % ), fenspat kali ( 10-60 % ), plagioclas ( 7-30 % ), ít muscovite, tuamalin, apatit, silimanit. Các đá apalit sáng màu, hạt nhỏ, có thành phần tương tự như granit 2 mica vi kiếntrúc apalit nổi bật. Về mặt thạch hóa, những đá phức hệ Đại Lộc thuộc loại bão hòa silic ( SiO 2 = 70 74,27 % ), cao nhôm ( Al2O3 = 14 – 16,77 % ), độ kiềm biến thiên rộng từ 5,4 đến 9,5 vàK2O > Na2O ( thuộc những loại kali – natri ), nghèo canxi ( CaO = 0,92 – 1,27 ). – Ngồi ra những đá magma xâm nhập cịn thuộc phức hệ Bản Chiềng. c ) Hoạt động biến chất – Biến chất nhiệt động : theo Phan Trường Thị và Lê Duy Bách ( 1970 ) biến chất1010nhiệt động vùng Quỳ Châu có tính phân đới đồng tâm, từ tâm ra có những đới từ nhiệtđộ cao đến nhiệt độ thấp như sau : đới silimanit và siêu biến chất -> đới staurolitdisten -> đới anmadin -> đới biotit -> đới clorit – sericit. Sản phẩm biến chất nhiệtđộng như những đá najodac, đá hoa, đá gneis là tiền đề cho thành tạo ruby. – Biến chất tiếp xúc nhiệt : biến chất nhiệt biểu lộ rõ, làm tái kết tinh đá vôithành đá hoa tạo riềm xung quanh khối xâm nhập granitoid. – Biến chất trao đổi : biến chất trao đổi trong diện tích quy hoạnh nghiên cứu diễn ra mạnhmẽ, khá đa dạng và phong phú và phong phú, nhưng tương quan với ruby chỉ có q trình biến chấttiếp xúc trao đổi giữa granitoid phức hệ Bản Chiềng và những đá trầm tích – biến chấtlục nguyên – carbonat của hệ tầng Bù Khạng và hệ tầng Mường Lống. – Biến chất động lực : gồm những đổi khác milonit hóa, kataclasit hóa là tác nhân quantrọng thôi thúc q trình phong hóa, xâm thực, hình thành sa khống ruby có ý nghĩacơng nghiệp, đồng thời cũng gây nên sự rạn nứt, dập vỡ làm giảm chất lượng ruby. d ) Kiến tạo – Các cấu trúc thiết kế : Trên bình đồ cấu trúc tân tiến, khu mỏ ruby Quỳ Châu ở phần nứt phía đơngnam phức nếp lồi dạng vòm Bù Khạng, là một bộ phận thuộc đới kiến thiết Phu Hoạt, miền nếp uốn Việt – Lào, có dạng hình elip với phương lê dài là TB – ĐN. Phứchệ thạch xây đắp Tiền Cambri lộ ra tại khu mỏ là những thành hệ lục nguyên chứacacbonat bị biến chất đến tướng amphibolit và bị uốn nếp, biến vị can đảm và mạnh mẽ. Các quy trình sinh sau này là biến cải và phức tạp hóa kiến trúc khởi đầu của đớinói chung cũng như trong khoanh vùng phạm vi khu mỏ nói riêng. Di chỉ của quy trình cải biếnnày là sự xuất hiện cảu những thành tạo xâm nhập phức hệ Đại Lộc ( thuộc kiểu S – granit ) và kèm theo chúng là khối kiến trúc vòm với nhân là những thể granit – gneis ( vòm nâng Bù Khạng ). – Đứt gãy : Trong khu vực, đóng vai trị phân loại đới Phu Hoạt với đới Hoành Sơn vàkhống chế cấu truc địa chất khu mỏ là đứt gãy sông Hiếu ( đứt gãy đường 48 ) theophương TB – ĐN. Đây là ranh giới tiếp xúc thiết kế giữa hai phân vị địa tầng : hệtầng Bù Khạng – phân hệ tầng trên và hệ tầng sông Cả – phân hệ tầng giữa. 1111N gồi ra, cịng theo phương tây bắc – đơng nam, hợp với đứt gãy đường 48 thành mạng lưới hệ thống đứt gãy cùng phương cịn có một số ít đứt gãy khác với quy mô nhỏ. Hệ thống đứt gãy phương tây bắc – đông nam bị mạng lưới hệ thống đứt gãy trẻ hơnphương hướng đông bắc – tây nam hủy hoại, làm di dời từng phần với biên độ dịchchuyển hạn chế. Do hoạt động giải trí của những mạng lưới hệ thống đứt gãy cũng như tương tác của những trường lựckiến tạo đã hình thành 1 số ít cấu trúc hủy hoại mang tính tách mở nhiều quá trình, lànơi những xâm nhập khác nhau thành tạo, gây ra sự đổi khác những đá vây quanh cũngnhư gây biến hóa lẫn nhau để tạo nên đới đá hỗn nhiễm, trong đó có ruby. 1.2.2 Nguồn gốc và điều kiện kèm theo biến chất hình thành ruby trong đá hoaNhư nghiên cứu và phân tích ở trên, vịm Bù Khạng có dạng một cấu trúc biến chất kiểu vòmnhiệt, tạo nên bởi phần nhân biến chất và phần lớp phủ biến chất thấp hơn cho đếnkhông biến chất. Các đá thuộc phần lớp phủ gồm có đá phiến sét chứa pyrit – sericit – graphit xen lẫn đá phiến vôi và tiếp đến là đá vôi chứa bauxit tuổi C – P.Các đá này hơi bị phân phiến và bị biến chất rất thấp. Do vậy đặc thù cấu trúc trầmtích của những đá này vẫn cịn ngun tính phân lớp trong đó có sự xen kẽ giữa đáthành phần cacbonat và đá phiến pelit. Trong phần lớp phủ này, tuy đá bị biến chấtthấp, nhưng đặc thù ở phân đới biến chất vẫn hoàn toàn có thể nhận ra, trong đó khi ra xatrung tâm vịm thì mức độ biến chất giảm dần cho tới không biến chất. Đối với cácđá thuộc phần nhân, thì mức độ biến chất cao hơn hẳn. Ranh giới giữa những đá biếnchất cao ở phần nhân và những đá biến chất thấp ở phần lớp phủ là một đới cắt trượtthuận ( quốc lộ 48 ). Trong phần nhân, đặc thù xen kẽ giữa những dải đá phiến gneis và đá hoacũng tựa như như sự phân lớp xen kẽ giữa những đá phiến sericit và đá vôi – đolomitở phần lớp phủ. Tuy nhiên, điều độc lạ giữa hai tầng là mức độ biến chất, trongđó đá vơi tuổi C – P ở lớp phủ thì chứa bauxit, trong khi đá hoa ở nhân thì chứacorinđon, ruby hay đá bột mài ( najđak ). Ngồi ra, trong phần nhân cịn có sự xuấthiện những đá metasomatit xen giữa đá phiến gneis và đá hoa. Mặt khác, những nghiêncứu khoáng vật học cho thấy trong đá hoa cịn có cả graphit ( vật chất hữu cơ ), minhchứng cho nguồn góc trầm tích khởi đầu của chúng. Các nghiên cứu bao thể trongruby và đá hoa cho thấy thành phần bao thể rắn hầu hết là những khoáng vật thành1212phần pelit. Điều này phản ánh ruby được tạo nên từ những vật chất bắt đầu có nguồngốc trầm tích. Ngoài ra, những nghiên cứu thành phần bao thể lỏng cho thấy chất lỏngở bao thể trong ruby và đá hoa đều khơng có nguồn gốc magma và manti mà chỉ cónguồn gốc trầm tích biển. Hầu hết những đá biến chất gặp ở mỏ Quỳ Châu thường đi với những tổng hợp khốngvật nhiệt độ cao, trong đó đá phiến gneis thành phần pelit thường đi với những tổ hợpkhoáng vật như biotit giàu Ti, muscovit, plagioclas, felspat – K, silimanit, granat. Trong khi đó, trong đá hoa cũng phát hiện những tổng hợp khoáng vật nhiệt độ cao tươngtự calcit – phlogopit – humit – fosterit hoặc calcit – clinopyroxen – olivin – anorthit – tremolit, calcit – ruby – phlogopit. Sự xuất hiện của những vật khống vật nhiệt độ caovà vắng mặt những tổng hợp khoáng vật áp suất cao trong những đá trên cho thấy điều kiệnhình thành chúng tương ứng với phần sâu của tướng amphibolit và phần sâu củatướng granulit. Mặt khác, những nghiên cứu về địa nhiệt – áp kế của nhóm Jolivet chothấy những đá gneis và đá phiến mica trong vòm đã trải qua quy trình biến chất ởtương ứng với 500 – 670 oC và áp suất trung bình cao. Như vậy, hoàn toàn có thể nói là những đátrong vịm Bù Khạng nói chung, và mỏ Quỳ Châu nói riêng đã bị biến chất trongđiều kiện nhiệt độ cao và áp suất trung bình cao, trong đó điều kiện kèm theo biến chất biếnđổi từ thấp dần tâm ra rìa. Như vậy những nghiên cứu khác nhau đều cho thấy nguồn gốc trước biến chấtcủa đá ở mỏ Quỳ Châu là những trầm tích lục nguyên thành phần cacbonat và pelit. Vàcó thể nhận ra rằng, thành phần hóa học của những đá bị biến chất ở phần nhân và cácđá chưa bị biến chất ở lớp phủ có đặc thù tương đương. Do vậy, hoàn toàn có thể dễ dàngnhận thấy là khi chưa bị biến chất chúng đều có cùng nguồn gốc. Tuy nhiên, sựphân đới về thành phần trầm tích ( chỗ giàu trầm tích thành phần pelit, chỗ giàuthành phần cacbonat ) và sự xen kẽ giữa chúng khi bị biến chất dưới điều kiện kèm theo nêutrên đã tạo ra những đá khác nhau : đá phiến gneis, đá hoa và đá metasomatit. Nói tómlại, đá hoa chứa ruby ở phần nhân và đá vôi tuổi C – P chứa bauxite trong vùngnghiên cứu có quan hệ ngặt nghèo với nhau về nguồn gốc. 1.2.3. Tuổi thành tạo của ruby và những đá kết tinh trong khối Bù KhạngNhững nghiên cứu về tuổi đồng vị của những đá biến chất, đá magma và đá hoachứa ruby trong vùng đã được thực thi một cách khá chi tiết cụ thể bằng nhiều phương1313pháp khác nhau. Tuổi thu được trên những đá này đều tập trung chuyên sâu vào lúc Miocen – Pliocen tương quan ngặt nghèo đến hoạt động giải trí thiết kế Cenozoi đã được ghi nhận ởnhiều nơi trong khu vực. Tuổi hoạt động giải trí biến chất những đá gneis, đá hoa đều được xác lập tuổi bằngphương pháp Ar40 / Ar39. Tuổi của đá hoa và đá phiến gneis xác lập trên những khoángvật đồng biến chất như biotit, muscovit, phlogopit ở trong khoảng chừng 36 – 22 Tr. n. Theomặt cắt vng góc với phương cấu trúc của vịm thì tuổi có xu thế trẻ dần từ rìa TN ( 36 tr. n ) đến rìa ĐB ( 21 tr. n ). Các đá xâm nhập granodiorit và granit hạt nhỏ sáng màu gần như không nhưbị biến dạng tiêm nhập trong những đá biến chất đều được xác lập tuổi đồng vị, cácgranitoid này quy tụ vào thời gian 26 – 19 tr. n, trong đó tuổi kết tinh của chúng biếnđổi từ 26 đến 23 tr. n. Còn tuổi nguội lạnh tương ứng với thời gian đóng kín hệđồng vị Rb – Sr trên biotit và felspat – K ( 300 – 450 0C ) là 20 – 19 tr. n. Do những đáchứa ruby được tìm thấy ở phía đơng của khối Bù Khạng trùng với vị trí của đớibóc tách với biến dạng dẻo ( Đới biến dạng đường QL48 ), nên những đá mylonit cũngđược định tuổi nhằm mục đích tìm hiểu và khám phá mối quan hệ giữa thành tạo ruby và vai trò của đớibiến dạng này. Tuổi Ar40 / Ar39 của những đá milonit của đới này khoảng chừng 22 – 21 tr. n. Tuổi thành tạo của ruby Quỳ Châu cũng được xác lập trên những khống vậtmica đồng sinh với ruby. Kết quả nghiên cứu và phân tích trên phlogopit bằng cùng phương phápcho thấy ruby có tuổi thành tạo khoảng chừng 25 – 21 tr. n. Như vậy, gần như là hầu hết những thành tạo kết tinh trong vòm Bù Khạng đều hìnhthành trong Cenozoi, trong khi những thành tạo thuộc lớp phủ trầm tích khơng bị biếnchất lại có tuổi Paleozoi. Do vậy, hoàn toàn có thể thấy q trình biến chất – biến dạng xảy ratrong Cenozoi đã ảnh hưởng tác động lên những trầm tích và magma sống sót trước đó và tạo nêncác đá biến chất có tuổi vào 36 – 21 tr. n. Q trình biến chất cao làm nóng chảy mộtphần vỏ dưới và một phần vật tư manti tạo nên những đá xâm nhập thành phầngranodiorit và granit kết tinh từ 26 – 23 tr. n, sau đó nguội lạnh ở 350 oC ở 20 – 19 tr. n. Trong khi những đá hoa chứa ruby đã nguội lạnh ở 350 oC trước đó 1 tr. n ( tại21tr. n ). Như vậy, hoàn toàn có thể thấy ruby trong đá hoa đã hình thành trong quy trình tiến độ biếnchất, mà không tương quan đến những thành tạo magma. Điều này cũng tương thích với cácnghiên cứu địa hóa trong bao thể lỏng của ruby và đá hoa vì những thể lỏng tìm thấy1414trong bao thể lỏng đều có nguồn gốc trầm tích, trong khi lị magma được hình thànhcó tương quan đến sự nóng chảy của vật tư manti và vỏ dưới. Các tác dụng nghiêncứu này cho thấy giả thuyết ruby có nguồn gốc biến chất trao đổi do hoạt độngskarn giữa magma và đá hoa cần nghiên cứu chi tiết cụ thể hơn. Trái lại ruby trong đá hoacó nguồn gốc biến chất từ trầm tích cacbonat giàu nhơm là hồn tồn tương thích vớicác nghiên cứu ở trên. Trước đây, giả thuyết ruby hình thành tương quan đến quá trìnhbiến chất trực tiếp từ đá vôi giàu nhôm trong khu vực này khơng được những tác giả đềcập, vì những đá biến chất của hệ tầng Bù Khạng được coi là có tuổi vào Proterozoitrong khi những tầng trầm tích cacbonat chứa bauxit lại có tuổi C – P. Vì vậy nguồnnhôm từ bauxit trong đá hoa được xem như không có tương quan gì đến q trìnhhình thành ruby. Tuy nhiên với những hiệu quả nghiên cứu về tuổi đồng vị cho thấy cácđá đều bị biến chất vào Cenozoi. Do vậy, ruby hình thành tương quan đến quá trìnhbiến chất những tầng đá vôi chứa bauxit là tương thích với quan sát thực địa vì những tầngcacbonat biến chất liên tục từ cao đến thấp dần cho tới không biến chất. 1.3. Quá trình thành tạoTheo quan điểm thạch luận, corinđon kết tinh trong môi trường tự nhiên nghèo silic và giàunhôm. Vì nếu có silic, thì nhơm sẽ lập tức phối hợp với silic để sống sót trong những khoángvật vững chắc hơn dưới dạng silicat như : plagioclase, phlogopit, và silicat nhơm. Corinđon chất lượng ngọc thường hiếm gặp, vì để hình thành chúng không chỉ cần môitrường giàu nhôm và nghèo silic, mà cịn phải có điều kiện kèm theo nhiệt độ và áp suất phù hợpđể kết tinh. Tuy nhiên, trường tồn tại của corinđon là rất rộng ; nó hoàn toàn có thể hình thànhngay từ bauxit bị biến chất ở điều kiện kèm theo nhiệt độ thấp ( 400 oC ) cho đến điều kiện kèm theo củatướng granulit có nhiệt độ thấp và áp suất thành tạo rất cao. Các nghiên cứu ở trên chothấy những đá trong vòm Bù Khạng đã bị biến chất trong điều kiện kèm theo nhiệt độ cao, tuy nhiênđể hình thành ruby cần có nguồn nhơm dồi dào, vì thành phần chính của ruby là Al2O3. 1.3.1. Nguồn nhơmRuby được tìm thấy trong đá hoa, như vậy nhơm hoàn toàn có thể có những nguồn gốc sau : 1, nhơm có sẵn trong trầm tích từ một loại carbonat giàu nhơm như đã đề cập ởtrên sau đó bị biến chất đẳng hóa trở thành corinđon hoặc ruby tùy theo điều kiệnmôi trường carbonat bắt đầu. 2, nhôm tương quan đến những hoạt động giải trí magma do quy trình biến chất khơng đẳnghóa ( biến chất trao đổi ). 15153, có nguồn gốc từ manti tương quan đến sự phân dị của magma kiềm giàu nhômđi vào trong đá hoa dưới dạng thể lỏng. Tuy nhiên những nghiên cứu thành phần hóa học và thành phần đồng vị của thểlỏng trong ruby cũng như đá chứa ruby cho thấy rằng khơng có sự tham gia của chấtlỏng nguồn gốc từ manti hay magma nào trong quy trình thành tạo ruby. Mặt khác, nghiên cứu và phân tích tổng hợp cộng sinh cho thấy, những tổng hợp đá biến chất trao đổi đều khơng córuby. Các tác dụng nghiên cứu về tổng đồng vị ở trên cũng chứng tỏ đá chứa rubyđược thành tạo trước khi magma xuyên vào. Như vậy nguồn nhôm không liên quantới hoạt động giải trí magma hay những dung dịch từ manti. Nguồn nhơm chỉ hoàn toàn có thể có ngaytrong trầm tích carbonat. Điều này cũng tương thích với sự xuất hiện của bauxit trongtrầm tích carbonat tuổi C – P ở trong vùng này, cũng như đá vơi có chứa bauxitphân bố trong một số ít vùng khác ở miền Bắc Nước Ta ( Đồng Đăng, Thành Phố Lạng Sơn ) vàcác nơi khác trong khu vực Khu vực Đông Nam Á. Các tầng đá vôi được làm giàu nhơm nhờq trình phong hóa laterit những đá trầm tích sét giàu nhôm đã sống sót từ trước ở trongkhu vực. Các loại sản phẩm phong hóa này được luân chuyển và sau đó tích đọng dướidạng bauxit trên mặt phẳng bào mịn của đá vơi hay trong những lỗ hổng karst của cáctầng đá vơi. Trong q trình này, đá vơi khơng những được làm giàu nhơm mà cịnđược làm giàu Ti, V và Cr từ nguồn trầm tích. Như vậy nguồn nhơm có ngay trongđá vơi trước biến chất có lẽ rằng là tương thích với thực tiễn như đã quan sát thấy đá vôi chứabauxit ở Bản Ngọc hay 1 số ít nơi khác như ở Đồng Đăng. 1.3.2. Quá trình hình thành ruby Quỳ ChâuTheo hiệu quả nghiên cứu địa động lực, do ruby được tìm thấy trong đá hoa nằmchủ yếu trong đới siết trượt của vòm biến chất Bù Khạng, nên hoàn toàn có thể thấy sự hìnhthành ruby tương quan trực tiếp đến q trình thành tạo vịm. Đơng thời, chính tácđộng siết trượt đóng vai trị quan trọng trong quy trình biến chất ruby vì đây là nơitập trung hàm lượng chất lỏng cao. Mặt khác theo nghiên cứu thạch luận, ruby đượctạo thành tương quan đến quy trình biến chất từ đá vơi chứa bauxit có trong thành tạocarbonat lục nguyên tuổi C-P ở điều kiện kèm theo nhiệt độ cao và áp suất trung bình, tươngứng với phần sâu của tướng amphibolit. Quá trình biến chất này gắn chặt với bốicảnh địa động lực tạo vòm biến chất đồng tâm Bù Khạng. Về tuổi thành tạo, ta thấyhoạt động biến chất xảy ra vào Cenozoi tương quan đến hoạt động giải trí va chạm giữa cácmảng Ấn Độ và Á – Âu làm cho phần vỏ khu vực này bị căng giãn, dẫn đến mặt1616Moho dâng cao, gây biến chất những đá trong vùng Bù Khạng. Các nghiên cứu vềthạch học, khoáng vật học và địa chất đồng vị đều được cho phép chứng tỏ nguồnnhơm hình thành ruby xuất hiện ngay trong trầm tích carbonat. Hình 2 : Sơ đồ mơ hình tành tạo vịm biến chất Bù Khạng và quy trình biến chấtđá hoa chứa rubyNguồn : Nguyễn Ngọc Khơi và nnk ( 1994 ) Q trình thành tạo ruby trong đá hoa ở Quỳ Châu chia làm hai thời kì chính : Thời kì 1 : hình thành những tầng trầm tích pelit và carbonat – lục ngun giàunhơm trong thời kì Orđovic – Pecmi – Trias. Quá trình này tương quan đến sự táchgiãn biển Paleotethys, những trầm tích pelit và carbonat – lục ngun hình thành trongmơi trường rìa lục địa. Tiếp theo do hoạt động thiết kế, vỏ lục địa này được nângcao và q trình phong hóa những đá trầm tích pelit diễn ra, tích đọng trên những bề mặtbào mòn hay lấp đầy những hang hốc karst của đá vôi. Điều này tương thích với sự có mặtcủa những tầng bauxit trong đá vơi cịn quan sát được ngày này. Thời kì 2 : quy trình biến chất tạo đá hoa chứa ruby. Hoạt động va chạm giữacác mảng Ấn Độ và Á – Âu gây biến dạng và biến chất khu vực vỏ Bù Khạng, nơicó chứa những trầm tích lục ngun và đá vơi giàu nhơm. Hoạt động biến chất khu vực1717liên quan đến sự hình thành vịm Bù Khạng làm biến chất những đá xuất hiện từ trước, trong đó có những trầm tích sét giàu nhơm và đá vơi giàu nhôm để tạo nên đá phiếngneiss và đá hoa chứa corinđon chất lượng ngọc. Ruby tìm thấy ở vùng mỏ QuỳChâu được hình thành tương quan đến những đá vơi chứa bauxit bị biến chất thành đáhoa chứa ruby. Quá trình này đã diễn ra dưới điều kiện kèm theo biến chất của vòm BùKhạng, với nhiệt độ và áp suất đổi khác trong khoảng chừng 500 – 700 oC và 4 – 9 kba. Trong điều kiện kèm theo này thì corinđon hoàn toàn có thể hình thành theo phản ứng sau : 2A lO ( OH )  AL2O3 + H2OTùy theo mức độ sạch của bauxit trong môi trường tự nhiên carbonat mà hoàn toàn có thể tạothành ruby hoặc saphia trong đá hoa. Trong trường hợp bauxit khơng sạch thì sảnphẩm tạo thành từ q trình biến chất những tầng đá vơi chứa bauxit hoàn toàn có thể tạo nên đábột mài nằm trong đá hoa thời nay. 1818C hương 2C ÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA RUBY QUỲ CHÂU ( NGHỆ AN ) 2.1. Thành phần hóa họcKết quả nghiên cứu và phân tích thành phần hóa học ruby Quỳ Châu đã giúp phát hiện cácnguyên tố tạp chất Cr, Fe, Ti, V, Mn, Ca, Ga, Ge, Sc và Zn. Hàm lượng trung bìnhcủa Cr thường cao hơn so với Fe và Ti. So với mỏ Lục Yên thì hàm lượng trungbình của Cr trong ruby mỏ Quỳ Châu cao hơn. Khi xem xét mối đối sánh tương quan giữacác hàm lượng Cr2O3 với Fe2O3 và TiO2 trong ruby trên hai khu mỏ, ta thấy trongkhi tại mỏ Quỳ Châu những đối sánh tương quan này thường là nghịch thì tại mỏ Lục Yên cáctương quan này thường là thuận. Điều này đã lý giải sự chiếm lợi thế của ruby tạimỏ Quỳ Châu với 1 số ít màu khác so với mỏ Lục Yên. Bảng 1 : Hàm lượng trung bình của ruby và saphia trong sa khoáng ở một sốmỏ và điểm quặng khác nhau ở Việt NamOxitOxitTiO2Al2O3Cr2O3Fe2O3V2O3Ga2O3CaOMgOTổngTỉnh Nghệ AnTỉnh Yên BáiQuỳ ChâuQuỳ HợpLục YênTân HươngTrúc LâuRubiSaphia lamRubiRubiSaphia0, 0450,3480,0500,1780,24399,46099,44599,33099,49099,4500,2950,2270,3550,3560,0860. 9330,0830,0860,2560,0130,1100,0490,0070,0080,0090,0750,0430,0260,021100,007100,73499,774100,109100,354 Nguồn : Phạm Văn Long và Hoàng Quang Vinh ( 2003 ) 2.2. Đặc điểm tinh thể2. 2.1. Đặc điểm cấu trúc tinh thểCorinđon nằm trong nhóm hematit ( X2O3 ), cấu trúc của nhóm khống vật nàydựa trên hình sáu phương khép kín của nguyên tử oxy với những cation trong khối bátdiện giữa chúng. Trên cơ sở hình chiếu của cấu trúc corinđon chỉ ra rằng có 2/3 khoảng trống của bát diện là được lấp bởi cation Al 3 +. Liên kết hóa trị tĩnh điện hoặclực lượng link của mối link Al 3 +. Bởi vì ion Al3 + được bao quanh bởi sáu ionoxy, hóa trị tĩnh điện của mỗi sáu link nguyên tử Al – O trong phân tử bằng ½. 1919M ỗi ion oxy được san sẻ giữa bốn khối tám mặt, nghĩa là bốn link nguyên tửtrong phân tử điện hóa trị bằng ½ lượng tỏa ra từ một vị trí oxy. Trong mặt cơ sởđiều này được cho phép chỉ hai cặp Al – O link từ mỗi oxy, mà chỉ ra bởi hai khối támmặt chung nhau một oxy ở góc. Mỗi khối bát diện chung một mặt giữa hai lớp kề cận theo chiều thẳng đứng củacác chồng khối tám mặt ( sắp xếp chồng lên nhau ). Crom tham gia vào mạng củacorinđon dưới dạng một ion hóa trị 3 ( Cr + 3 ) sửa chữa thay thế đồng hình ion Al3 +. 2.2.2. Đặc điểm hình thái tinh thểHầu hết những mẫu nghiên cứu đặc thù hình thái tinh thể của ruby được lấy từđá gốc ( đá hoa ) với những tinh thể có hình dạng rõ ràng, 1 số ít được lấy từ sa khoángvới những tinh thể cịn giữ được hình dạng tinh thể bắt đầu. Tinh thể ruby trong đá hoa vùng mỏ Quỳ Châu thông dụng nhất ở những dạng lăngtrụ sáu phương ngắn và chúng ít có khuynh hướng tăng trưởng theo chiều dài ( hình 3 ). Chính thế cho nên mà ruby mỏ Quỳ Châu thường có size ngắn hơn so với những tinhthể ruby mỏ Lục Yên. Đôi khi tại mỏ Quỳ Châu, ta gặp những tinh thể với sự chiếm ưuthế của những mặt thoi và mặt tuy nhiên diện làm cho tinh thể thoạt nhìn có dạng bát diệnrất giống với tinh thể của spinel. Hình 3 : Một số dạng quen thuộc của tinh thể ruby mỏ Quỳ ChâuNguồn : Phạm Văn Long và nnk ( 1998 ) 2.3. Đặc điểm ngọc học2. 3.1. Màu sắcRuby Quỳ Châu có những gam màu khác nhau từ khơng màu đến hồng, tím, đỏ, lục, lam, cam với độ đậm nhạt và sắc thái khác nhau. Theo hiệu quả phân tích2020microsond cho thấy hàm lượng Cr3 + trong ruby Quỳ Châu cao hơn so với ruby Lụcn, chính vì thế mà ruby Quỳ Châu có màu đỏ đậm hơn rất được thị trường ưachuộng ( tựa như như ruby từ mỏ Mogok, Myanmar ). Mặt khác hàm lượng của Fetrong ruby Quỳ Châu cũng thường thấp hơn Lục Yên. Đây là lí do vì sao ruby QuỳChâu thường có tính phát quang cao hơn, màu tươi hơn so với ruby Lục Yên vì sắtđược coi là nguyên tố “ dập ” phát quang. Sự liên hệ giữa sắc tố và thành phần hóa học của corindon được biểu lộ ởbảng sau : Bảng 2 : Thành phần hóa học của ruby Quỳ ChâuĐặcđiểmmàu sắcQC5ĐỏQC3TímhồngQC6AHồngQC3BHồngtímQC9BTímhồngQC1AHồngcamQC1BHồngQC6B / 1 HồngQC6B / 2 HồngtímQC9ACamQC1KhơngmàuQC2LamSố hiệumẫu99, 3599,58 Thành phần hóa họcCr2O3 TiO2FeO + V2O5Fe2O30, 190,050,090,0699,7099,500,190,1399,600,1499,600,180,0799,8599,5099,7098,650,280,210,080,070,0899,8599,9199,8899,0099,200,100,12 Al2O399, 15T ổngCaO99, 5499,7899,8999,860,230,121,070,050,420,05 Nguồn : Phạm Văn Long ( 2003 ) 99,8699,2799,6299,20 Từ những tác dụng nghiên cứu và phân tích cho thấy trong ruby Quỳ Châu những nguyên tố tạp chấtchính trong corindon là những oxit Cr, Fe và Ti. Oxit Cr ( Cr 2O3 ) với hàm lượng daođộng trong khoảng chừng 0.05 -> 0,28 %, tổng Fe từ 0,06 -> 1,47 %, TiO 2 từ 0,05 -> 0,23 %. Một số những oxit khác đơi khi cũng xuất hiện như CaO tới 0,12 % ( mẫu QC9B ). Một đặc thù điển hình nổi bật của ruby Quỳ Châu là tính phân đới màu. Các đới màu đỏ, hồng tím, lam và khơng màu thường phân bổ song song với nhau. Cấu trúc của đớimàu là những dải, đốm lớn nhỏ khác nhau phân bổ dọc theo mặt sinh trưởng. Tuy2121nhiên xét về mặt phổ cập thì corindon Lục Yên thường hay gặp đới màu nhiều hơncorindon Quỳ Châu và đặc biệt quan trọng là nếu như ở corindon Quỳ Châu ta chỉ gặp những đớihoặc dải màu thẳng song song nhau thì ở corindon Lục Yên ta thường gặp những đớimàu lục giác đồng tâm ( từ ngoài vào trong ). Kiểu phân đới ở ruby Quỳ Châu có thểkhác nhau : bên trong là màu đỏ và chuyển dần ra phía ngồi có những màu hồng, lamnhạt, lam hoặc ngược lại. Đối với ruby có gam màu hồng hoặc tím thường xuất hiệncác đới màu lam với tơng màu tối tới trung bình. Các dải màu này thường có kíchthước rộng hẹp khơng đều nhau và thường phân bổ theo những mặt sinh trưởng, ranhgiới của những đới màu thường rõ nét. Ngoài những đới màu lam như trên trong ruby Quỳ Châu ta còn quan sát được cáchiện tượng phân đới gồm : những đới màu hồng, hồng cam, đỏ xen kẽ với những đới gầnnhư không màu. Thường những đới màu này thường hẹp hoặc không rõ nét. Các đặc trưng sắc tố của ruby từ 2 vùng mỏ Lục Yên và Quỳ Châu được dẫnra ở bảng 3 : Bảng 3 : So Sánh những đặc trưng sắc tố của ruby Lục Yên và Quỳ ChâuĐặc trưng màu sắcGam màuCường độ màuTông màuPhân đới màuĐộ đồng đều của màu sắcQuỳ ChâuLục YênĐỏ ( hồng ), LamĐỏ, hồng, lam, tímTừ hơi xỉn đến tươi, rấtTừ rất xỉn đến tươi ( kémtươihơn so với Quỳ Châu ) Nhạt đến đậm ( rất đậm ) Từ nhạt đến đậmKhá đặc trưngRất đặc trưngTương đối đềuTừ không đều đến đềuNguồn : Phạm Văn Long ( 2003 ) 2.3.2. Đặc điểm độ tinh khiết của ruby Quỳ Châua. Đặc điểm bao thể khoáng vậtTrong ruby Quỳ Châu có những bao thể khống vật sau đây : apatit, bomit, phlogopit, zircon, canxit, rutin, morazit … Những bao thể khống vật nổi bật, có tác động ảnh hưởng nhiều nhất đến độ tinh khiếtcủa ruby Quỳ Châu là : – Canxit : là một trong những bao thể phổ cập trong ruby Quỳ Châu, gồm cácdạng đẳng thước, trịn, bầu dục, méo mó hoặc có hình dạng tinh thể rõ ràng, kích cỡkhác nhau, không màu hoặc màu trắng. Các bao thể canxit thường đi cùng những bao2222thể zircon, corinđon, apatit, rutin. Sự thông dụng của bao thể canxit đặc trưng cho rubythành tạo trong đá hoa. – Rutin : cũng là một trong những bao thể thông dụng trong ruby Quỳ Châu. Baothể này hoàn toàn có thể sống sót dưới dạng những tinh thể lăng trụ hoàn hảo màu vàng nâu ( baothể nguyên sinh ) hoặc những tinh thể kim que rất nhỏ, không màu hoặc màu trắng ( baothể thứ sinh ) tạo thành do sự hủy hoại dung dịch cứng. Loại rutin thứ sinh là nguyênnhân gây ra hiệu ứng ánh lụa, màng mây, màng sữa, màng cháo rất thông dụng trongruby Quỳ Châu, ảnh hưởng tác động đáng kể đến độ tinh khiết của chúng. Để giảm bớt hiệntượng này, tức là làm tăng độ tinh khiết của ruby người ta vận dụng cơng nghệ xử línhiệt thích hợp. – Apatit : thường có dạng tinh thể lăng trụ sáu phương hồn chỉnh, màu vàngnhạt hoặc không màu, trong suốt. – Zircon : đặc trưng bởi những riềm tỏa tia bao quanh bao thể, những bao thể zirconnày thường có dạng trịn cạnh, điều này chứng tỏ chúng là những bao thể tiền sinh vàliên quan tới những đá biến chất cao của khu vực đó là Hệ tầng Bù Khạng. Bên cạnhđó ta cịn gặp những bao thể zircon tương đối tự hình và đẳng thước có lẽ rằng tương quan tớicác khối xâm nhập granit trong vùng. – Corinđon : cũng là bao thể khá phổ cập trong vùng nghiên cứu, thường gặpdưới dạng tinh thể khá hồn chỉnh hoặc hình dạng khơng rõ ràng với ranh giới bịgặm mòn. Bao thể corinđon hay đi kèm với những bao thể canxit, rutin. – Phlogopit : là bao thể có độ thông dụng thấp nhất trong ruby Quỳ Châu. Thườngtồn tại dưới dạng tấm, màu vàng nâu khá đặc trưng, phân bổ rời rạc hoặc tập trungthành đám. 2323H ình 4 : Ảnh SEM của tổng hợp bao thể anorthit ( Anr ) và andalusit ( And ) trong rubymỏ Quỳ Châu và phổ của bao thể anorthit ( bên phải ) Nguồn : Phạm Văn Long và nnk ( 1998 ) b. Các khe nứt, mặt nứt, những khoảng trống, vết nứt vỡ chứa những bao thể lỏng vàkhí – lỏng. Các bao thể lỏng, khí – lỏng có mức độ phổ cập kém hơn so với những bao thểkhoáng vật nhưng phát hiện khá tiếp tục. Trong số này có ảnh hưởng tác động nhiều nhấtđến độ trong suốt là những bao thể lỏng và khí-lỏng dạng vân tay, những khe nứt kích cỡkhác nhau ( được lấp đầy hoặc khơng bị lấp đầy ), … c. Các tín hiệu sinh trưởngTrong số những tín hiệu độ tinh khiết thì những tín hiệu sinh trưởng trong ruby, saphia Lục Yên – Quỳ Châu ít ảnh hưởng tác động đến độ tinh khiết của chúng nhất. Kết quả nghiên cứu được cho phép ghi nhận những tín hiệu sinh trưởng thường quansát thấy trong ruby, saphia Lục Yên và Quỳ Châu hầu hết là những đường sinh trưởngthẳng góc, gấp khúc kiểu hình nêm. Chúng phản ánh những pha sinh trưởng trong quátrình thành tạo. Cũng giống như ruby Magok ( Myanma ) một dạng sinh trưởng kháccũng hay gặp đó là sinh trưởng xoắn. Dấu hiệu này cho thấy sự đổi khác đột ngộtđiều kiện của thiên nhiên và môi trường kết tinh làm cho tinh thể tăng trưởng những mặt không đềuhoặc dẫn đến sự không giống hệt về mặt quang học. So với ruby, saphia Myanma thì những tín hiệu độ tinh khiết ( đặc thù bên trong ) của corinđon Lục Yên, Quỳ Châu khá giống. Bảng 4 : So sánh những tín hiệu độ tinh khiết trong ruby Quỳ Châu và những nướcNướcDấu hiệuApatitBơmitBrukitCanxitChancopiritCorinđonĐiaspoĐiopxit24QuỳChâu ( ViệtNam ) LụcYênTháiLanBao thể khoáng vậtSriLankaMyanmCambodia24ĐolomitFecgusonitFlogopitGranatGraphitHematitHocblenInmenitMicaMonazitNiobitOlivinPiritPirocloPirotinPlagioclaRutinnguyênsinhSfaleritSợi rutinSphenSpinenThoritTuamalinUranintZirconBao thể lỏngBao thể vân tayTinh thể âmCác vết nứt vỡĐới màuSong tinhSinhtrưởngxoắnCác khe nứt, mặt nứt, vết nứtCác tín hiệu sinh trưởngNguồn : Ngụy Tuyết Nhung ( 2002 ) 2.3.3. Các đặc thù bên tronga. Song tinhỞ ruby Quỳ Châu, tuy nhiên tinh cũng tương đối tăng trưởng và gồm có những tuy nhiên tinhdạng tấm và tuy nhiên tinh đa hợp. Trong trường hợp có tuy nhiên tinh đa hợp tăng trưởng, chúng thường kèm theo những bao thể boemit dạng kim, thô, màu trắng phân bổ dọc2525

Source: https://thoitrangredep.vn
Category: Trang Sức