Tµi nguyªn ®¸ èp l¸t ViÖt Nam
vµ c«ng nghÖ khai th¸c

TrÇn BØnh Ch­

§¹i häc Má - §Þa chÊt, §«ng Ng¹c, Tõ Liªm, Hµ Néi

Tãm t¾t: Trong ®Þa chÊt, ®¸ èp l¸t th­êng ®­îc ph©n lo¹i theo nguån gèc vµ lÜnh vùc sö dông. Ph©n lo¹i ®¸ èp l¸t theo gi¸ trÞ kinh tÕ ®­îc sö dông ë c¸c n­íc cã nÒn kinh tÕ thÞ tr­êng ph¸t triÓn. ViÖt Nam cã nguån tµi nguyªn ®¸ èp l¸t phong phó vµ ®a d¹ng; ®Æc biÖt lµ ë miÒn Trung vµ Nam Trung Bé, tµi nguyªn ®¸ èp l¸t nguån gèc magma dåi dµo cã thÓ khai th¸c th­¬ng m¹i.

§Ó khai th¸c víi quy m« c«ng nghiÖp, cÇn ¸p dông c«ng nghÖ hiÖn ®¹i, tiªn tiÕn - c¾t b»ng d©y kim c­¬ng. C­a d©y kim c­¬ng lµ c«ng nghÖ duy nhÊt kh«ng ph¸ hñy ®¸ gèc, b¶o vÖ tµi nguyªn thiªn nhiªn, cho phÐp ta xÎ nh÷ng khèi ®¸ cã quy c¸ch, kÝch th­íc vµ ®é liÒn khèi chuÈn, ®¹t yªu cÇu xuÊt khÈu.

Kho¸ng s¶n kh«ng kim lo¹i hoÆc ®¸ vµ kho¸ng chÊt c«ng nghiÖp kh«ng ph¶i lµ nguyªn liÖu ®Ó thu håi kim lo¹i vµ còng kh«ng ph¶i lµm nhiªn liÖu [4]. Kho¸ng s¶n kh«ng kim lo¹i hoÆc ®­îc sö dông trùc tiÕp ë d¹ng ®¸ tù nhiªn hoÆc qua gia c«ng chÕ biÕn ®¬n gi¶n. S¶n l­îng khai th¸c kho¸ng s¶n kh«ng kim lo¹i nãi chung vµ ®¸ èp l¸t nãi riªng t¨ng rÊt lín vµ lu«n lu«n v­ît tréi kho¸ng s¶n kim lo¹i c¶ vÒ gi¸ trÞ kinh tÕ [6] . §Æc biÖt, gi¸ trÞ kinh tÕ cña ®¸ èp l¸t cµng lín bao nhiªu cµng phô thuéc vµo ®é nguyªn khèi vµ c«ng nghÖ khai th¸c bÊy nhiªu. [2, 3, 5]

I. Kh¸i qu¸t vÒ ph©n lo¹i ®¸ èp l¸t

Trong ®iÒu kiÖn hiÖn nay, ý nghÜa kinh tÕ cña ®¸ tù nhiªn ngµy cµng t¨ng, ®Æc biÖt lµ ®¸ èp l¸t (®¸ cã kÝch th­íc tiªu chuÈn - Dimensional stones, facing stones) tÝnh chÊt trang trÝ kh«ng nh÷ng phô thuéc vµo mµu s¾c, hoa v¨n mµ cßn phô thuéc vµo kÝch th­íc vµ ®é bÒn cña chóng. Trong ®Þa chÊt, ®¸ x©y dùng vµ ®¸ èp l¸t th­êng ®­îc ph©n lo¹i theo nguån gèc thµnh t¹o vµ theo lÜnh vùc sö dông. Tuy nhiªn, hiÖn nay trong c¸c n­íc kinh tÕ ph¸t triÓn (T©y ¢u, Mü, Canada, Australia, v.v...) tån t¹i c¸ch ph©n lo¹i ®¸ theo gi¸ trÞ kinh tÕ (hay ph©n lo¹i th­¬ng m¹i) [1, 3].

1. Ph©n lo¹i ®¸ èp l¸t theo nguån gèc

§¸ èp l¸t cã nguån gèc trÇm tÝch (®¸ v«i, c¸t kÕt), nguån gèc magma (granit, gabro, diorit, ...), nguån gèc biÕn chÊt (®¸ hoa, quarzit).

a. §¸ èp l¸t nguån gèc trÇm tÝch.

ë ViÖt Nam, ®¸ v«i chñ yÕu ®­îc dïng lµm vËt liÖu x©y dùng (®¸ x©y dùng, nguyªn liÖu s¶n xuÊt xi m¨ng), nguyªn liÖu ho¸ häc, trî dung luyÖn kim, v.v… §¸ v«i tuæi Carbon sím vµ tuæi Carbon gi÷a - Permi sím ph¸t triÓn réng r·i ë miÒn B¾c cã mµu x¸m ®en, x¸m s¸ng, ph©n líp dµy ®Õn d¹ng khèi, kiÕn tróc h¹t mÞn vµ trung b×nh, chÊt l­îng tèt. §¸ v«i tuæi Trias t¹o thµnh c¸c d¶i lín (S¬n La - Thanh Ho¸) hoÆc r¶i r¸c ë vïng duyªn h¶i, cã ý nghÜa c«ng nghiÖp rÊt lín.

Tæng tµi nguyªn - tr÷ l­îng ®¸ v«i ViÖt Nam kho¶ng 130.707 triÖu tÊn, trong ®ã B + C1 lµ 7.310 triÖu tÊn [7].

§¸ v«i mµu x¸m ®en, mµu ®en (Nói Nhåi, Nói BÒn, Thanh Ho¸) hoÆc mµu sÆc sì (CÈm V©n, Thanh Ho¸) ®· vµ ®ang ®­îc khai th¸c lµm ®¸ èp l¸t (trong ®ã cã c«ng tr×nh L¨ng Chñ tÞch Hå ChÝ Minh).

b. §¸ èp l¸t nguån gèc magma.

ë ViÖt Nam, ®¸ magma lµm vËt liÖu x©y dùng bao gåm ®¸ x©m nhËp vµ ®¸ phun trµo; thµnh phÇn axit (granit), trung tÝnh (diorit) vµ mafic - siªu mafic (gabro).

§¸ magma x©m nhËp lµ lo¹i ®¸ chñ yÕu cung cÊp ®¸ x©y dùng vµ ®¸ èp l¸t cã quy m« lín, chÊt l­îng cao. Chóng thuéc c¸c phøc hÖ Phia Bioc, Ba V×, Nói Chóa, Phï Mü, V©n Canh, H¶i V©n, Cµ N¸, §Þnh Qu¸n vµ §Ìo C¶.

C¸c má cã gi¸ trÞ c«ng nghiÖp chñ yÕu tËp trung tõ Qu¶ng Nam ®Õn Bµ RÞa – Vòng Tµu. §iÓn h×nh lµ má granit mµu ®á An Tr­êng (B×nh §Þnh). Má An Tr­êng cã 8 th©n, trong ®ã 5 th©n ®á ®Ëm, 3 th©n ®á nh¹t. PhÈm chÊt ®¸ èp l¸t tèt, mµu s¾c ®Ñp, dung träng kh« trung b×nh 2,56 g/cm3. C­êng ®é chÞu nÐn kh« trung b×nh 2005 kg/cm2. §é mµi mßn trung b×nh 0,29 g/cm2. §é bãng 73 ¸ 90%. §é thu håi cì > 8 m3 lµ 12,11; cì 8 ¸ 6 m3 lµ 10,59; cì 6 ¸ 4,5 m3 lµ 13,35; vµ cì 4,5 ¸ 2,0 m3 lµ 34,17. Tµi nguyªn - tr÷ l­îng ®¸ èp l¸t cña má lµ 1,709 ngh×n m3 (C1 + C2) vµ 6.619 ngh×n tÊn (P1).

§¸ magma phun trµo gåm c¸c ®¸ phun trµo trung tÝnh, ryolit, ryolit porphyr, bazan bät vµ bazan ®Æc sÝt. C¸c ®¸ phun trµo axit, mafic cã gi¸ trÞ n»m trong c¸c hÖ tÇng Viªn Nam (P2 - T1 vn), §ång TrÇu (T2 ®t), CÈm Thñy (P2 ct), B¶o Léc (J3 bl), Long B×nh (J3 lb), Nha Trang (K nt), §¬n D­¬ng (K2 ®d) vµ Xu©n Léc (Q12 xl), v.v...

Tµi nguyªn - tr÷ l­îng ®¸ èp l¸t, ®¸ x©y dùng ViÖt Nam theo trÝch dÉn ë B¶ng 1 [7].

2. Ph©n lo¹i ®¸ èp l¸t theo gi¸ trÞ th­¬ng m¹i

Trong ngµnh c«ng nghiÖp ®¸ èp l¸t, ®¸ èp l¸t thùc tÕ ph©n lµm ba nhãm: ®¸ hoa (marble), ®¸ hoa c­¬ng (granit) vµ ®¸ quarzit (c¸t kÕt, gneis, ®¸ sõng, v.v…).

Trong ph©n lo¹i theo gi¸ trÞ th­¬ng m¹i, t¸c gi¶ lÊy c¸ch ph©n lo¹i cña F. Bradley [1]. §¸ hoa gåm cã ®¸ hoa (marble) thùc thô, ®¸ v«i vµ travertin. C¬ së ph©n lo¹i th­¬ng m¹i ®¸ hoa còng nh­ ®¸ granit, v.v... lµ ®Æc ®iÓm thÞ hiÕu, ®Æc tÝnh kü thuËt vµ kh¶ n¨ng cã thÓ cã ®­îc [4].

2.1. Theo thÞ hiÕu

ThÞ hiÕu ng­êi tiªu dïng lµ ®Æc ®iÓm quan träng nhÊt vµ ph©n lo¹i theo mµu s¾c, cÊu t¹o (v©n hoa) vµ ®é h¹t cña ®¸.

Mµu s¾c lµ ®Æc ®iÓm thÞ hiÕu hµng ®Çu vµ tïy thuéc vµo tõng vïng, tõng d©n téc. ThÞ hiÕu ®èi víi mµu s¾c vµ ph©n lo¹i ®¸ hoa theo ®Æc tr­ng thÞ tr­êng vµ mµu s¾c thÓ hiÖn ë b¶ng 2.

B¶ng 1. Tæng tµi nguyªn - tr÷ l­îng ®¸ x©y dùng cao cÊp (èp l¸t)
®¸ magma x©m nhËp axit - trung tÝnh ViÖt Nam (triÖu m3)

(theo tµi liÖu cña TrÇn V¨n TrÞ vµ nnk, 2000)

 

TL-I + II

TL - III

TN - 3

TN - 4

Tæng céng

B+C1

45,0 (62,3)

-

-

-

45,0 (62,3)

C1 + C2

-

1.760,7 (179,1)

-

-

1.760,7 (179,1)

P1 + P2

-

-

- 3. 0,00 (2978,0)

-

0 0,00 (1978,0)

P3

-

-

-

>100.000 (5000)

>100.000 (5000)

Tæng céng

45,0 (62,0)

1.760,7 (179,4)

-3. 0,00 (2978,1)

>100.000 (5000)

14900 (8219,4)

 

Tµi nguyªn - tr÷ l­îng ®¸ x©y dùng (èp l¸t) phun trµo axit, trung tÝnh ViÖt Nam (triÖu m3)

 

TL-I + II

TL - III

TN - 3

TN - 4

Tæng céng

B+C1

149,4 (1,7)

-

-

-

149,4 (1,7)

C1 + C2

-

173,9 (9,9)

-

-

173,9 (9,9)

P1 + P2

-

-

328,7 (1,3)

1000 (30)

1328,7 (31,3)

Tæng céng

149,4 (1,7)

173,9 (9,9)

328,7 (1,3)

1000 (30)

1625,0 (42,9)

Tµi nguyªn - tr÷ l­îng ®¸ x©y dùng (èp l¸t) ®¸ x©m nhËp mafic ViÖt Nam (triÖu m3)

 

TL-I + II

TL - III

TN - 3

TN - 4

Tæng céng

B+C1

2,1 (8,09)

-

-

-

2,1 (8,09)

C1 + C2

 

1,9 (123,36)

 

-

1,9 (123,36)

P1 + P2

 

 

(126,00)

1500 (500)

3151,0 (626,00)

Tæng céng

2,1 (8,09)

1,9 (123,36)

123. 0,00 (126,00)

1500 (500)

3155,0 (757,45)

Tµi nguyªn - tr÷ l­îng ®¸ x©y dùng (èp l¸t) phun trµo mafic ViÖt Nam (triÖu m3)

 

TL-I + II

TL - III

TN - 3

TN - 4

Tæng céng

B+C1

15,9

-

-

-

15,9

C1 + C2

-

19,6 (11,8)

-

-

19,6 (11,8)**

P1 + P2

-

-

419,5 (34,0)

1000 (100)

1419,5 (134,0)

Tæng céng

15,9

19,6 (11,8)

419,5 (34,0)

1000 (100)

1455,0 (145,8)

Tæng tµi nguyªn - tr÷ l­îng ®¸ hoa ViÖt Nam (triÖu m3)

 

TL-I + II

TL - III

TN - 3

Tæng céng

B+C1

- (4,80)

-

-

- (4,80)

C1 + C2

-

45,80 (22,85)

-

45,80 (22,85)

P1 + P2

-

-

227,00 (78,50)

227,00 (78,50)

Tæng céng

- (4,80)

45,80 (22,85)

227,00 (78,50)

272,80 (106,15)

(theo tµi liÖu t×m kiÕm -th¨m dß 1956 - 1996, tÝnh theo triÖu m3)

()** Trong ngoÆc lµ ®¸ èp l¸t.

B¶ng 2. Ph©n lo¹i ®¸ hoa theo ®Æc tr­ng thÞ tr­êng vµ mµu s¾c

ThÞ tr­êng ®¸ hoa (cÈm th¹ch, marble)

Nhãm mµu s¾c

ChÊt l­îng cao, gi¸ thµnh cao - trung b×nh: dÔ sö dông, cÇu > cung, kh¶ n¨ng cung cÊp nãi chung æn ®Þnh.

Tr¾ng (kinh ®iÓn)

Hång

§en

§á

Xanh lam

ChÊt l­îng cao, gi¸ thµnh cao - trung b×nh: sö dông Ýt h¬n lo¹i ®¸ hoa "kinh ®iÓn"; nhu cÇu cã thÓ thay ®æi; kh¶ n¨ng cung cÊp kh«ng æn ®Þnh.

TÝm

Vµng (®Æc biÖt)

N©u

ChÊt l­îng trung b×nh, gi¸ thµnh t­¬ng ®èi thÊp, kh¶ n¨ng cung cÊp rÊt tèt vµ æn ®Þnh

X¸m (th«ng th­êng)

Mµu cña ®¸ hoa (cÈm th¹ch hay marble) cã thÓ tr¾ng (do tinh khiÕt), cã thÓ ®á vµ hång (do cã c¸c vi tinh thÓ hematit), mµu vµng hoÆc n©u (do cã limonit), mµu tÝm (do cã oxyt mangan), mµu x¸m (do cã c¸c vi tinh pyrit), mµu x¸m ®en vµ mµu ®en (do cã vËt chÊt h÷u c¬).

CÊu t¹o cña ®¸: theo quan ®iÓm thÞ tr­êng, ®¸ hoa cã c¸c cÊu t¹o sau ®©y: cÊu t¹o ®ång nhÊt, cÊu t¹o v©n/vi m¹ch, cÊu t¹o v©n ch÷, cÊu t¹o d¹ng m©y, cÊu t¹o g­¬ng.

§é h¹t: h¹t mÞn, h¹t trung b×nh vµ h¹t th«.

2.2. Theo ®Æc tÝnh kü thuËt

§Æc tÝnh kü thuËt cña ®¸ x¸c ®Þnh tiÒm n¨ng sö dông cña chóng, bao gåm ®Æc ®iÓm th¹ch häc, kho¸ng vËt, thµnh phÇn ho¸ häc vµ ®Æc ®iÓm c¬ - lý. Trong sè c¸c ®Æc ®iÓm c¬ - lý, quan träng nhÊt lµ ®é bÒn (c­êng ®é kh¸ng nÐn) ë tr¹ng th¸i kh«, tr¹ng th¸i b·o hßa, ®é cøng.Kh¶ n¨ng cã thÓ cung cÊp: ®¸ èp l¸t trªn thÞ tr­êng cã kh¶ n¨ng ®¸p øng vÒ mµu s¾c, vÒ sè l­îng vµ vÒ kÝch th­íc chuÈn hay kh«ng.

II. C«ng nghÖ khai th¸c ®¸ èp l¸t

1. Kh¸i niÖm

Ph­¬ng ph¸p khai th¸c x¸c ®Þnh tuÇn tù khai th¸c vµ kiÓu khai th¸c. §¸ èp l¸t cã thÓ ®­îc khai th¸c b»ng ph­¬ng ph¸p lé thiªn vµ ph­¬ng ph¸p hÇm lß, th­êng khai th¸c tõ trªn xuèng d­íi.

2. ThiÕt bÞ khai th¸c

Kh¸c víi ®¸ x©y dùng (khai th¸c b»ng ph­¬ng ph¸p næ m×n), ®¸ èp l¸t ®­îc khai th¸c b»ng c¸ch c¾t hay c­a b»ng d©y kim c­¬ng, l­ìi kim c­¬ng vµ c­a xÝch, v.v... HiÖn nay, ë c¸c n­íc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn, ®Æc biÖt lµ ë Italia, T©y Ban Nha, Bå §µo Nha, Mü, v.v.... d©y kim c­¬ng ®­îc sö dông phæ biÕn.

3. C«ng nghÖ khai th¸c ®¸ èp l¸t b»ng d©y kim c­¬ng

a. M¸y c¾t b»ng d©y kim c­¬ng.

M¸y c¾t b»ng d©y kim c­¬ng gåm cã ®éng c¬ b¸nh ®µ hîp kim nèi víi nguån ®iÖn; ®éng c¬ ®ã cã thÓ di chuyÓn däc theo ®­êng ray. Bé phËn c¾t/ c­a lµ d©y kim c­¬ng. D©y kim c­¬ng ®­îc vßng qua khèi ®¸ ®Þnh c¾t vµ ch¹y däc theo mÐp ngoµi cña b¸nh ®µ kÐo. ChuyÓn ®éng cña b¸nh ®µ lµm cho d©y kim c­¬ng tú vµo ®¸ vµ c¾t dÇn b»ng c¸ch mµi. §éng c¬ b¸nh ®µ cã thÓ quay ®­îc c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau ®Ó c¾t ®øng, ngang hay lÖch [1].

b. C«ng nghÖ khai th¸c.

§Ó cã thÓ khai th¸c ®¸ èp l¸t b»ng d©y kim c­¬ng tr­íc hÕt ph¶i khoan t¹o lç khoan ®Ó luån d©y kim c­¬ng vµo. Ba lç khoan ph¶i gÆp nhau t¹i mét ®iÓm. Sau ®ã c¾t ®øng vµ c¾t ngang. C¾t ngang còng cã thÓ thùc hiÖn ®­îc b»ng c­a xÝch.

Sau ®ã, vËn chuyÓn khèi ®¸ ®· c¾t ra b»ng c¸ch kÐo ra b»ng cÇn cÈu vµ chuyÓn lªn xe vÒ nhµ m¸y xÎ tÊm, ®¸nh bãng.

III. ChÕ biÕn

Sau khi c¸c khèi ®· ®­îc vËn chuyÓn vÒ nhµ m¸y chÕ biÕn, nã cã thÓ ®­îc xÎ tÊm b»ng hÖ thèng c­a dµn, hay c­a ®Üa vµ sau ®ã mµi ®¸nh bãng.

KÕt luËn: tµi nguyªn ®¸ èp l¸t ViÖt Nam dåi dµo vµ ®a d¹ng. §Ó khai th¸c quy m« c«ng nghiÖp cÇn øng dông c«ng nghÖ khai th¸c hiÖn ®¹i cña c¸c n­íc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn (Italia, Canada...). Khai th¸c ®¸ èp l¸t b»ng c­a d©y kim c­¬ng lµ c«ng nghÖ duy nhÊt kh«ng ph¸ hñy ®¸ gèc, b¶o vÖ tµi nguyªn thiªn nhiªn cho phÐp ta xÎ c¸c khèi ®¸ cã quy c¸ch kÝch th­íc vµ ®é liÒn khèi chuÈn, ®¹t yªu cÇu xuÊt khÈu.

V¨n liÖu

1. Bradley F., 1999. Books for the Stone Industry/ Marble quarrying. Promorama srl. Italy.

2. Dimension Stone Industry. 41, 2001, 41.

3. Dimension Stone Industry. 42, 2001. 42.

4. Evans A., 1993. Ore geology and Industrial Mineral. Oxford, Blackwell Scientific Publications, QE 390.E92.

5. Stone world. Business New Publ. Co., 2001.

6. TrÇn Anh Ngoan, 1993. §Þa chÊt c¸c má kho¸ng c«ng nghiÖp. TËp II. §¹i häc Má - §Þa chÊt. Hµ Néi.

7. TrÇn V¨n TrÞ (chñ biªn), 2000. Tµi nguyªn kho¸ng s¶n ViÖt Nam. Côc §Þa chÊt vµ Kho¸ng s¶n ViÖt Nam, Hµ Néi.