Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông
Khu vực các bể trầm tích Nam Côn Sơn và Tư Chính - Vũng Mây được dự báo còn có tiềm năng lớn về khoáng sản rắn đáy biển liên
quan đến kết hạch sắt mangan (Fe-Mn) hay vỏ Fe-Mn. Kết quả phân tích mẫu oxide Fe-Mn ở phía Tây Nam Biển Đông cho thấy các mẫu
được nghiên cứu có hàm lượng Fe-Mn trung bình từ 15 - 21%, đi kèm là các nguyên tố kim loại có giá trị khác như Ni (1.932 ppm), Co
(485 ppm), Cu (286 ppm), Ba (3.836 ppm), Ti (11.092 ppm), Mo (240 ppm), V (516 ppm), Pb (1.455 ppm), Zn (573 ppm) Ngoài ra, các
nguyên tố hiếm cũng chiếm tỷ lệ khá cao (trung bình 370 ppm/mẫu), trong đó hàm lượng La (52 ppm), Ce (168 ppm), Nd (43 ppm) có
tỷ lệ lớn hơn các nguyên tố khác. Các mẫu này được hình thành chủ yếu trong quá trình hydro hóa (hydrogenetic) và quá trình hỗn hợp
giữa hydro hóa và thủy nhiệt (hydrothermal). Nguồn gốc hình thành các mẫu oxide Fe-Mn này liên quan chặt chẽ tới quá trình tích tụ các
nguyên tố đất hiếm như La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.
![Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 1 Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 1](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2022/01/11/1486/nghien-cuu-tiem-nang-khoang-san-ran-day-bien-hien-dien-trong-trang-1_rDyZG3HFjH.jpg)
Trang 1
![Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 2 Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 2](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2022/01/11/1486/nghien-cuu-tiem-nang-khoang-san-ran-day-bien-hien-dien-trong-trang-2_7XLsLJjO5W.jpg)
Trang 2
![Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 3 Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 3](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2022/01/11/1486/nghien-cuu-tiem-nang-khoang-san-ran-day-bien-hien-dien-trong-trang-3_QIeSCpyHSx.jpg)
Trang 3
![Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 4 Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 4](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2022/01/11/1486/nghien-cuu-tiem-nang-khoang-san-ran-day-bien-hien-dien-trong-trang-4_AudTu13TBM.jpg)
Trang 4
![Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 5 Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 5](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2022/01/11/1486/nghien-cuu-tiem-nang-khoang-san-ran-day-bien-hien-dien-trong-trang-5_wbrOF79AKO.jpg)
Trang 5
![Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 6 Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 6](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2022/01/11/1486/nghien-cuu-tiem-nang-khoang-san-ran-day-bien-hien-dien-trong-trang-6_PDSNv5WZjS.jpg)
Trang 6
![Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 7 Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 7](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2022/01/11/1486/nghien-cuu-tiem-nang-khoang-san-ran-day-bien-hien-dien-trong-trang-7_3czw3xHaEg.jpg)
Trang 7
![Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 8 Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 8](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2022/01/11/1486/nghien-cuu-tiem-nang-khoang-san-ran-day-bien-hien-dien-trong-trang-8_LXHiuv8yM6.jpg)
Trang 8
![Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 9 Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 9](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2022/01/11/1486/nghien-cuu-tiem-nang-khoang-san-ran-day-bien-hien-dien-trong-trang-9_OyuiaUZTln.jpg)
Trang 9
![Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 10 Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông trang 10](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2022/01/11/1486/nghien-cuu-tiem-nang-khoang-san-ran-day-bien-hien-dien-trong-trang-10_vFpfBnxfYJ.jpg)
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông
![Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông Nghiên cứu tiềm năng khoáng sản rắn đáy biển hiện diện trong các mẫu oxide sắt mangan ở phía Tây Nam Biển Đông](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/thumb/2022/01/11/nghien-cuu-tiem-nang-khoang-san-ran-day-bien-hien-dien-trong_Gu6IDg0xqo.jpg)
34 DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ NGHIÊN CỨU TIỀM NĂNG KHOÁNG SẢN RẮN ĐÁY BIỂN HIỆN DIỆN TRONG CÁC MẪU OXIDE SẮT MANGAN Ở PHÍA TÂY NAM BIỂN ĐÔNG TẠP CHÍ DẦU KHÍ Số 8 - 2020, trang 34 - 44 ISSN 2615-9902 Nguyễn Thị Thắm1, Phạm Bá Trung2, Hoàng Nhật Hưng1, Nguyễn Hoài Chung1, Lê Chi Mai1 Nguyễn Thanh Tuyến1, Tạ Thị Hòa1, Nguyễn Văn Hiếu1, Nguyễn Quang Tuấn1 1Viện Dầu khí Việt Nam 2Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Email: thamnt@vpi.pvn.vn Tóm tắt Khu vực các bể trầm tích Nam Côn Sơn và Tư Chính - Vũng Mây được dự báo còn có tiềm năng lớn về khoáng sản rắn đáy biển liên quan đến kết hạch sắt mangan (Fe-Mn) hay vỏ Fe-Mn. Kết quả phân tích mẫu oxide Fe-Mn ở phía Tây Nam Biển Đông cho thấy các mẫu được nghiên cứu có hàm lượng Fe-Mn trung bình từ 15 - 21%, đi kèm là các nguyên tố kim loại có giá trị khác như Ni (1.932 ppm), Co (485 ppm), Cu (286 ppm), Ba (3.836 ppm), Ti (11.092 ppm), Mo (240 ppm), V (516 ppm), Pb (1.455 ppm), Zn (573 ppm) Ngoài ra, các nguyên tố hiếm cũng chiếm tỷ lệ khá cao (trung bình 370 ppm/mẫu), trong đó hàm lượng La (52 ppm), Ce (168 ppm), Nd (43 ppm) có tỷ lệ lớn hơn các nguyên tố khác. Các mẫu này được hình thành chủ yếu trong quá trình hydro hóa (hydrogenetic) và quá trình hỗn hợp giữa hydro hóa và thủy nhiệt (hydrothermal). Nguồn gốc hình thành các mẫu oxide Fe-Mn này liên quan chặt chẽ tới quá trình tích tụ các nguyên tố đất hiếm như La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu... Từ khóa: Khoáng sản rắn, quá trình hydro hóa, thủy nhiệt, Pliocene - Đệ tứ, oxide Fe-Mn, bể Nam Côn Sơn, bể Tư Chính - Vũng Mây, Tây Nam Biển Đông. 1. Giới thiệu Khu vực nghiên cứu được giới hạn trong một phần diện tích phía Tây Nam Biển Đông (109 - 112o N và 9 - 11o E) (Hình 1). Khu vực này có địa hình phức tạp, nước biển thay đổi từ vài chục mét tại các bãi ngầm đến 2.800 m ở khu vực trũng sâu. Địa hình đáy biển phân dị mạnh theo phương Đông Bắc - Tây Nam, có xu hướng trũng sâu ở khu vực trung tâm khi đi từ Tây Nam lên Đông Bắc. Đáy biển thay đổi rất nhanh, bề mặt gồ ghề, nâng hạ không đều theo móng granite của sườn lục địa, tạo ra những cấu trúc phân dị phức tạp như các khối nhô, các bán địa hào do hoạt động của các núi lửa cổ cũng như núi lửa hiện đại cùng với các đới thành tạo carbonate và ám tiêu san hô. Địa hình đáy biển trong giai đoạn Pliocene - Đệ tứ tới hiện tại cho thấy hoạt động kiến tạo tương đối bình ổn, với cơ chế lún chìm nhiệt chiếm ưu thế. Các hoạt động núi lửa trong khu vực được xếp vào giai đoạn phun trào magma basalt Cenozoic muộn (Neogene - Đệ tứ). Trầm tích Pliocene - Đệ tứ ở khu vực Thái Bình Dương chứa hàm lượng lớn kết hạch Fe-Mn hay vỏ Fe-Mn [1]. Các trầm tích Fe-Mn được hình thành dưới 3 cơ chế: quá trình hydro hóa, thủy nhiệt và quá trình thành đá (diagenetic) trong các bối cảnh địa chất và đại dương khác nhau. Quá trình hydro hóa (hydrogenesis) là quá trình trong đó các khoáng vật được kết tủa trực tiếp từ nước biển nhiệt độ thấp. Quá trình thủy nhiệt là quá trình các ion kim loại kết tủa từ nguồn nước nóng liên quan đến các vùng dị thường nhiệt dưới đáy đại dương hoặc núi lửa. Quá trình thành đá là quá trình các ion kim loại được làm giàu, được kết tủa từ nước lỗ rỗng trầm tích - là nước biển bị thay đổi bởi các phản ứng hóa học ở bên trong trầm tích. Các kết hạch Fe-Mn hay vỏ Fe-Mn hình thành theo quá trình hydro hóa có tốc độ phát triển rất chậm, khoảng 1 - 15 mm/triệu năm, trong khi các kết hạch hay vỏ Fe-Mn hình thành theo quá trình thành đá thì tốc độ vài trăm mm/ triệu năm [2] và các kết hạch Fe-Mn hay vỏ Fe-Mn thành tạo trong quá trình hydro hóa (1 - 15 mm/triệu năm) chậm hơn quá trình thủy nhiệt (15 - 20 mm/triệu năm) [3]. Để nghiên cứu thành phần vật chất, nguồn gốc thành tạo các mẫu này, nhóm tác giả đã thực hiện các phương pháp nghiên cứu chuyên sâu cho khoáng sản rắn đáy biển như: phương pháp cổ sinh địa tầng, thạch học lát mỏng, nhiễu xạ tia X (XRD), khoáng tướng, quang phổ huỳnh quang tia X (XRF), quang phổ plasma cặp Ngày nhận bài: 4/3/2020. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 5/3 - 11/5/2020. Ngày bài báo được duyệt đăng: 20/7/2020. 35DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 PETROVIETNAM cảm ứng (ICP-MS)... Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu mới nhất dựa trên các kết quả phân tích vi cổ sinh, tảo vôi, XRF, ICP-MS và tính chất vật lý của mẫu thu được trong quá trình triển khai nhiệm vụ “Xây dựng quy trình phân tích một số chỉ tiêu mới cho trầm tích Pliocene - Đệ tứ ở bể Nam Côn Sơn và Tư Chính - Vũng Mây”. 2. Cơ sở dữ liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1. Cơ sở dữ liệu Các mẫu oxide Fe-Mn đã được cung cấp bởi Viện Hải dương học. Các mẫu này đã được thu thập trong khảo sát nghiên cứu biển và thềm lục địa Việt Nam và vùng biển sâu. Trong giai đoạn 1981 - 2019, 35 chuyến khảo sát biển và thềm lục địa Việt Nam đã được thực hiện trên các tàu nghiên cứu khoa học thuộc hạm đội tàu vùng Viễn Đông và đặc biệt hợp tác Việt - Pháp về địa chất - địa vật lý biển bằng tàu L’Atalante (5/1993). Tổng cộng có 7 mẫu vỏ Fe-Mn được nghiên cứu, các mẫu này được lấy ở khu vực phía Tây Nam Biển Đông, có màu từ đen đến nâu đen, nằm trong khoảng tọa độ từ 109 - 112° N và 9 - 11° E, có độ sâu cột nước trong khoảng 346 - 1.300 m (Hình 1, Bảng 1). 2.2. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp cổ sinh - địa tầng: Áp dụng 2 phương pháp là phân tích vi cổ sinh và phân tích tảo vôi. Các mẫu được gia công theo quy trình phân tích của Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) và được phân tích dưới kính hiển vi soi nổi và kính hiển vi phân cực. Tiêu chuẩn phân chia đới foram trôi nổi được sử dụng theo các bảng phân đới của W.H.Blow [4], Bridget S.Wade và cộng sự [5] và các tiêu chuẩn phân đới của tảo vôi theo tiêu chuẩn phân đới của E.Martinii [6], Jan Backman và cộng sự [7]. - Phương pháp quang phổ huỳnh quang tia X (XRF) phân tích định tính và bán định lượng, xác định chính xác ... ứ). Các đá basalt thành tạo trong giai đoạn này phân bố ở các đảo ven biển như đảo Phú Quý, Lý Sơn, Cồn Cỏ. Đây cũng là bằng chứng giải thích cơ chế hình thành một số mẫu trong nghiên cứu có nguồn gốc hỗn hợp thủy nhiệt và hydro hóa. Hình 4. Kết quả nghiên cứu cổ sinh địa tầng ở các mẫu nghiên cứu Sa... M1 M1 PT1b N22 N22 N22 N22 N22 N22 PT1b PT1a 500 100 4 447 175 1010 9 458 279 Pleistocene muộn Pleistocene muộn Pleistocene muộn Pleistocene muộn Pleistocene muộn Pleistocene sớm Pleistocene sớm NN21 - NN20 NN19 NN21 - NN20 NN21 - NN20 NN21- NN20 NN21 - NN20 NN19 CNPL11 CNPL8 CNPL11 CNPL11 CNPL11 CNPL11 CNPL10 M2 M2 M3 M3 M4 M4 M5 M5 M6 M6 M7 M7 Sa... Chronostratigraphy Nannozonation (Martinii, 1971) Pleis. nanno (Rw, Cv excluded) presence/absence Nannop Pleis. foram Foraminifera set (Rw, Cv excluded) FA: Foram Agglu FC: Foram Calc LBF: Large Foram FP: Foram Plank Na nn oz on at ion (B ac km an et al , 2 01 2) Pe rio d/ Ep Zo ne Zo ne Zo ne Zo ne NA G ep hy ro ca ps a s m all NA H eli co sp ha er a s ell ii NA Ca lci dis cu s l ep to po ru s NA G ep hy ro ca ps a o ce an ica NA Rh ad os ph ae ra st yli fer a NA Ps eu do em ilia nia la cu no sa To ta l c ou nt FO P G lob or ot ali a t ru nc at uli no ide s FO P G lob or ot ali a t os ae ns is FO P S ph ae ro idi ne lla de his ce ns FO P G lob or ot ali a t um ida FO P P ull en iat ina ob liq uil oc ula ta Fo ra m zo ne Fo ra m zo ne 41DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 PETROVIETNAM Hình 5. Biểu đồ FMC Hình 6. Hàm lượng nguyên tố hiếm phân bố trong mẫu và đối sánh với hàm lượng nguyên tố phần trên vỏ lục địa N T Kh u vự c n gh iê n cứ u Đ ôn g Bắ c Bi ển Đ ôn g Tâ y Bắ c B iể n Đ ôn g pp m M 1 M 2 M 3 M 3 M 4 M 5a M 5b M 6a M 6b M 7 05 E2 04 - 1 10 E2 04 - 2 10 E2 04 B- 1 05 E2 04 B- 3 05 E1 05 - 2- 18 05 E1 05 - 2- 19 ZX 31 - 1 05 E1 07 - 1 05 E1 07 - 3 05 E1 07 - 5 05 E1 07 - 6 05 E1 07 - 7 09 KJ 22 - 3- 1 09 KJ 22 - 3- 2 Co 68 5 18 20 10 23 20 - 10 83 0 22 6, 7 18 6, 7 61 1, 3 19 7, 8 10 1, 1 19 ,8 35 ,4 16 48 15 05 13 29 15 33 11 06 13 58 99 2, 2 N i 13 60 4 80 0 30 81 4 18 50 70 57 2 50 22 90 1 69 0 50 1, 1 35 6, 9 10 51 57 5, 7 26 0, 5 19 ,8 35 ,4 27 67 32 06 65 81 75 82 85 55 38 87 38 83 Cu 33 4 52 3 70 10 3 23 5 10 0 12 4 50 30 0 16 3 83 ,6 65 ,3 21 6, 3 38 ,6 6 4, 8 24 ,9 52 3, 1 46 2, 5 73 3 96 1 95 5, 6 78 2, 5 81 0, 5 Ba 17 80 0 16 70 15 30 20 94 8 20 0 33 00 1 39 0 69 01 11 4, 4 34 8, 8 10 7, 1 53 ,1 65 ,1 17 0, 5 10 05 10 35 12 13 13 28 11 36 10 39 1 11 14 0 V 51 2 96 0 15 0 39 2 44 1 15 0 20 0 79 9 40 0, 6 11 00 11 37 44 5, 4 27 1, 4 25 8, 8 29 3, 1 37 1, 9 36 9, 5 37 2, 6 36 5 37 6, 3 67 9, 8 47 5, 5 Cr 23 3 20 95 10 0 10 0 20 6 44 7 35 7, 2 15 7, 3 25 6, 9 15 3, 5 65 ,9 15 2, 3 23 ,9 25 ,5 26 ,7 29 ,6 26 ,3 11 ,5 11 ,1 M o 13 0 57 1 2 36 16 7 5 5 27 2 48 9 35 ,3 18 ,4 43 ,8 35 ,7 21 ,2 25 ,6 20 ,7 67 ,6 51 ,3 57 ,8 71 ,1 10 7, 7 55 ,2 11 5, 2 Pb 13 50 5 35 0 50 29 8 47 9 50 24 5 10 0 22 60 48 5, 7 22 4, 3 96 0, 7 16 2, 9 63 ,5 68 ,2 97 ,8 22 18 22 55 16 26 12 80 14 07 22 63 19 54 Zn 51 1 10 50 30 38 2 80 7 30 36 6 70 76 6 35 1, 3 57 4, 6 60 4, 3 37 1, 7 13 7, 3 11 1, 2 14 6, 7 47 9, 6 50 8, 5 64 0, 8 71 1, 7 83 8, 1 65 3, 5 66 3, 3 Bả ng 6. So sá nh m ột số ki m lo ại có gi á t rị ở kh u v ực ng hiê n c ứu vớ i k hu vự c Đ ôn g B ắc và Tâ y B ắc Bi ển Đ ôn g [ 10 ] Hyd ro h óa Hydro hóa Fe Mn (Co+Ni+Ce) × 10 M5 M3 M1 M2 7 M4 M6 Điều kiệ n th ủy n hiệt (hyd roth ern ana l) chiế m ư u th ế Quá trình hyd roge netic chiế m ưu thế Kết tinh trong quá trình thành tạo đá (diagenesis)) La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Nguyên tố hiếm Hà m lư ợn g ( pp m ) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 Phần trên vỏ lục địa 10 1 Ce /C e* 0,1 0,1 1 10 Nd (ppm) 100 1000 Quá trình hydrogenetic Quá trình diageneticQuá trình hydrothermal M2 M7 M1 M6 M4 M3 M5 Ce /C e* Trường dị thường âm của Ce Trường dị thường dương của La Trường dị thường dương của Ce Pr/Pr* 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 2,5 2,3 2,2 1,9 1,7 1,5 1,3 1,1 0,9 0,7 0,5 M1 M6 M2 M7 M4 M3 M5 (a) (b) Hình 7. Mối tương quan tỷ lệ hàm lượng dị thường cerium và praseodymi (a) và neodymium (b) 42 DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ Các thành tạo Fe-Mn liên quan đến điều kiện thủy nhiệt thường xảy ra gần các miệng núi lửa, những cung núi lửa dưới biển và ít khi ở vùng trung tâm núi lửa [21]. 5. Kết luận Những kết quả phân tích trên cho thấy, các mẫu oxide Fe-Mn thu thập được thành tạo chủ yếu trong môi trường biển nông thềm giữa trong giai đoạn Pleistocene - Holocene. Trên cơ sở luận giải kết quả phân tích XRF và ICP-MS, các mẫu này có hàm lượng Fe-Mn trung bình từ 15 - 21%, đi kèm là các nguyên tố kim loại khác Cu, Co, Ni, Ba, Ti, Pb, Zn Ngoài ra, các nguyên tố hiếm cũng chiếm tỷ lệ khá cao (trung bình 370 ppm/mẫu), được hình thành chủ yếu trong quá trình hydro hóa và một số ít trong quá trình nhiệt dịch với tốc độ lắng tụ khác nhau, từ nhanh (thủy nhiệt) đến chậm (hydro hóa). Các mẫu liên quan đến quá trình thủy nhiệt có được cho là có liên quan đến hoạt động núi lửa trong khu vực [14, 22]. Theo đó, các mẫu M3-M5 được lắng tụ nhanh, trong vùng có ảnh hưởng của hoạt động của núi lửa, trong khi đó, các mẫu M1, M4, M2, M7, M6 có tốc độ tích tụ chậm hơn trong trầm tích basalt. Hàm lượng các nguyên tố và nguồn gốc hình thành có quan hệ chặt chẽ đến quá trình tích tụ các nguyên tố đất hiếm như La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. 1 0,5 0 0,1 1 10 100 1000 Hà m lư ợn g d ị t hư ờn g C e* -0,5 Nd (ppm) Quá trình kết tinh chậm M2 M7 M5 M1 M6 M4 M3 Hình 8. Mối tương quan tỷ lệ hàm lượng dị thường cerium và neodymium Hình 9. Mặt cắt địa chấn minh họa cho sự phân bố núi lửa trẻ trong giai đoạn Pliocene trong khu vực nghiên cứu Hình 10. Vị trí một số mẫu nghiên cứu trên mặt cắt địa chấn 43DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 PETROVIETNAM Tài liệu tham khảo [1] P.E.Mikhailik, E.V.Mikhailik, N.V.Zarubina, N.N.Barinov, V.T.S’edin, and E.P.Lelikov, "Composition and distribution of REE in ferromanganese crusts of the Belyaevsky and Medvedev seamounts in the Sea of Japan", Russian Journal of Pacific Geology, Vol. 8, No. 5, pp. 315 - 329, 2014. Doi: 10.1134/S1819714014050029. [2] James R.Hein, "The geology of cobalt-rich ferromanganese crusts", 2013, pp. 7 - 14. [3] James R.Hein, Francesca Spinardi, Nobuyuki Okamoto, Kira Mizell, Darryl Thorburn, and Akuila Tawake, "Critical metals in manganese nodules from the Cook Islands EEZ, abundances and distributions", Ore Geology Reviews, Vol. 68, pp. 97 - 116, 2015. Doi: 10.1016/j. oregeorev.2014.12.011. [4] W.H.Blow, "Late Middle Eocene to recent planktonic foraminiferal biostratigraphy", The First International Conference on Planktonic Microfossils, Geneva, 1969, pp. 199 - 421. [5] Bridget S.Wade, Paul N.Pearson, William A.Berggren, and Heiko Pälike, "Review and revision of Cenozoic tropical planktonic foraminiferal biostratigraphy and calibration to the geomagnetic polarity and astronomical time scale", Earth-Science Reviews, Vol. 104, No. 1, pp. 111 - 142, 2011. Doi: 10.1016/j. earscirev.2010.09.003. [6] E.Martinii, "Standard Tertiary and Quaternary calcareous nannoplankton zonation", Poceedings of the SecondPlanktonic Conference, Roma, 1971, Vol. 2: EdizioniTechnoscienza, pp. 739 - 785. [7] Jan Backman, Isabella Raffi, Domenico Rio, Eliana Fornaciari, and Heiko Pälike, "Biozonation and biochronology of Miocene through Pleistocene calcareous nannofossils from low and middle latitudes", Newsletters on Stratigraphy, Vol. 45, No. 3, pp. 221 - 244, 2012. Doi: 10.1127/0078-0421/2012/0022. [8] Yi Zhong, Zhong Chen, Francisco Javier González, James R.Hein, Xufeng Zheng, Gang Li, Yun Luo, Aibin Mo, Yuhang Tian, and Shuhong Wang, "Composition and genesis of ferromanganese deposits from the northern South China Sea", Journal of Asian Earth Sciences, Vol. 138, pp. 110 - 128, 2017. Doi: 10.1016/j.jseaes.2017.02.015 [9] James R.Hein, Andrea Koschinsky, Michael Bau, Frank T.Manheim, Jung-Keuk Kang, and Leanne Robert, "Cobalt-rich ferromanganese crusts in the Pacific", Handbook of Marine Mineral Deposits, 2000. [10] M.Bau, K.Schmidt, A.Koschinsky, J.Hein, T.Kuhn, and A.Usui, "Discriminating between different genetic types of marine ferro-manganese crusts and nodules based on rare earth elements and yttrium", Chemical Geology, Vol. 381, pp. 1 - 9, 2014. Doi: 10.1016/j. chemgeo.2014.05.004. [11] E.Bonatti, T.Kraemer, and H.Rydell, "Classification and genesis of submarine iron-manganese deposits", Ferromanganese Deposits on the Ocean Floor, pp. 149 - 165, 1972. [12] James R.Hein, and Andrea Koschinsky, "Deep- Ocean Ferromanganese Crusts and Nodules", Treatise on Geochemistry, Vol. 13, 2014. [13] James R.Hein, Natalia Konstantinova, Mariah Mikesell, Kira Mizell, Jessica Fitzsimmons, Phoebe J. Lam, Laramie Jensen, Yang Xiang, Amy Gartman, Georgy Cherkashov, Deborah R.Hutchinson, and Claire P.Till, "Arctic Deep Water Ferromanganese-Oxide Deposits Reflect the Unique Characteristics of the Arctic Ocean", Geochemistry, Geophysics, Geosystems, Vol. 18, No. 11, pp. 3771 - 3800, 2017. Doi: 10.1002/2017GC007186. [14] Claude Lalou, "Genesis of Ferromanganese Deposit: Hydrothermal origin", Hydrothermal Processes at Seafloor Spreading Centers, pp. 503 - 504, 1983. [15] Tanushree Dutta, Ki-Hyun Kim, Minori Uchimiya, Eilhann E.Kwon, Byong-Hun Jeon, Akash Deep, and Seong- Taek Yun, "Global demand for rare earth resources and strategies for green mining", Environmental Research, Vol. 150, pp. 182 - 190, 2016. Doi: 10.1016/j.envres.2016.05.052. [16] Scott M.Mclennan, "Rare earth elements in sedimentary rocks; influence of provenance and sedimentary processes", Geochemistry and mineralogy of the rare earth elements: reviews in Mineralogy, 1989. [17] Christopher R.German, B renda P.Holliday, and Henry Elderfield, "Redox cycling of rare earth elements in the suboxic zone of the Black Sea", Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 55, pp. 3553 - 3558, 1991. Doi: 10.1016/0016-7037(91)90055-A. [18] S.Morad and S.Felitsyn, "Identification of primary Ce-anomaly signatures in fossil biogenic apatite: implication for the Cambrian oceanic anoxia and phosphogenesis", Sedimentary Geology, Vol. 143, No. 3 - 4, pp. 259 - 264, 2001. Doi: 10.1016/S0037-0738(01)00093-8. 44 DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ [19] Zunli Lu, Hugh C.Jenkyns, and Rosalind E.M.Rickaby, "Iodine to calcium ratios in marine carbonate as a paleo-redox proxy during oceanic anoxic events", Geology, Vol. 38, No. 12, pp. 1107 - 1110, 2010. Doi: 10.1130/G31145.1. [20] Judith Wright, Hans Schrader, and William T.Holser, "Paleoredox variations in ancient oceans recorded by rare earth elements in fossil apatite", Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 51, No. 3, pp. 631 - 644, 1987. Doi: 10.1016/0016-7037(87)90075-5. [21] James R.Hein, Yeh Hsueh-Wen, Susan H.Gunn, Ann E.Gibbs, and Wang Chung-ho, "Composition and origin of hydrothermal ironstones from central Pacific seamounts", Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 58, No. 1, pp. 179 - 189, 1994. Doi: 10.1016/0016-7037(94)90455-3. [22] D.S.Cronan, "Chapter 2 Deep-Sea Nodules: Distribution and Geochemistry", Elsevier Oceanography Series, Vol. 15, pp. 11 - 44, 1977. Summary Nam Con Son and Tu Chinh - Vung May basins are considered to have big potential of seabed hard minerals such as ferromanganese (Fe-Mn) crusts or aggregates. Analysis of samples collected from the southwestern area of the East Sea shows that the Fe-Mn content varies from 15 - 21% along with the presence of other valuable metal elements such as Ti (11.092 ppm), Ba (3.836 ppm), and Ni (1.932 ppm), etc. Moreover, some rare earth elements are also encountered with fairly high fraction (roughly 370 ppm/sample in average), of which Ce (168 ppm), La (52 ppm), and Nd (43 ppm) are predominant. These samples were formed mainly by hydrogenetic and hydrothermal processes. The formation of the Fe-Mn oxide samples is closely relating to accumulation of rare earth elements such as La, Ce, Pr, Sm, Eu, etc. Key words: Hard minerals, hydrogenetic process, hydrothermal, Pliocene - Quaternary, Fe-Mn oxide, Nam Con Son basin, Tu Chinh - Vung May basin, southwestern area of the East Sea. SOME PRELIMINARY RESULTS FROM STUDY OF THE POTENTIAL OF FERROMANGANESE CRUSTS IN PLIOCENE - QUATERNARY SEDIMENTS, OFFSHORE SOUTHWESTERN VIETNAM Nguyen Thi Tham1, Pham Ba Trung2, Hoang Nhat Hung1, Nguyen Hoai Chung1, Le Chi Mai1 Nguyen Thanh Tuyen1, Ta Thi Hoa1, Nguyen Van Hieu1, Nguyen Quang Tuan1 1Vietnam Petroleum Institute 2Institute of Oceanography, Vietnam Academy of Science and Technology Email: thamnt@vpi.pvn.vn
File đính kèm:
nghien_cuu_tiem_nang_khoang_san_ran_day_bien_hien_dien_trong.pdf