User Login

Tên đăng nhập:
Mật khẩu:
 

Các Hoạt động Tài nguyên khoáng sản

ĐỔI MỚI KĨ THUẬT ĐỊA CHẤT TRONG CÔNG TÁC TÌM KIẾM VÀ ĐÁNH GIÁ KHOÁNG SẢN CÓ ÍCH

(Click vào ảnh để xem ảnh lớn)

Liên hệ

 ĐỔI MỚI KĨ THUẬT ĐỊA CHẤT TRONG CÔNG TÁC TÌM KIẾM

VÀ ĐÁNH GIÁ KHOÁNG SẢN CÓ ÍCH

 

               Trích trong cuốn “Nguồn nguyên liệu khoáng trong nền kinh tế thế giới và nước Nga”,

                tác giả E.A. Kozlovsky,  Moscơva- 2014..

 

Phương pháp luận tư duy sáng tạo kỹ thuật hiện đại phân ra bốn nhóm đổi mới tư duy theo nội dung và hiệu quả tương ứng:

- Thiết lập được cơ cấu chức năng mới, hoặc tìm được phạm vi sử dụng mới đảm bảo nâng cao hiệu suất từ 10 đến 100 lần

- Sử dụng các nguyên lý mới của các ngành khoa học: Vật lý, Hóa học, Sinh học, Tổ chức -Điều khiển học… cho phép nâng cao hiệu quả trong khoảng 2 – 10 lần

- Thiết lập được những cơ cấu giải pháp mới trong khuôn khổ các nguyên lý đã biết, đem lại hiệu quả tăng lên 10 – 50 %

- Phương pháp tính toán và tối ưu hóa các thông số kỹ thuật, cơ cấu kinh tế cho khả năng tăng hiệu quả lên 2 – 10%

Theo kết quả điều tra thống kê do “ Trường Đại học quốc gia toàn Nga về giám định phát minh” ( Trường Đại học giám định phát minh sáng chế quốc gia toàn Nga) thực hiện cho thấy các đề tài nghiên cứu khoa học, nghiên cứu thiết kế, bằng phát minh sáng chế của các chuyên gia dân sự được thiết lập theo hướng đổi mới sáng tạo kỹ thuật theo nhóm thứ nhất và thứ hai ( nhóm đổi mới có hiệu quả cao) chỉ chiếm 5% còn lại 95% là thuộc vào các dạng nhóm khác có hiệu quả kinh tế thấp hơn

Kinh nghiệm tiên tiến cho thấy trong nhóm đổi mới thứ nhất và thứ hai, nội dung về hoàn thiện công nghệ chiếm 40 – 60 %. Như chúng ta biết các tác giả kinh điển đã nói hình thái kinh tế - xã hội khác nhau không phải ở chỗ nó hình thành thế nào mà là nó phát triển ra sao. Hiện nay điều khẳng định đó đã không còn phù hợp với thực tại. Cùng với điều đó hiện này đang tồn tại những điều kiện tiên quyết để phân ra thêm một hướng đổi mới nữa – Hướng số không. Nội dung đổi mới của nó là tạo ra giá trị sử dụng mà trước đó chưa được biết.

Cách phân loại trên, tất nhiên nó có quyền được tồn tại và là cơ sở cần thiết hướng tới sự nhận thức khúc triết các vấn đề và sáng lập điều kiện tiên quyết đối với những hướng phát minh mới.

Với khả năng có thể, chúng ta tập hợp các khái niệm của mình vào một hệ thống nghiên cứu mới theo hương kĩ thuật địa chất trong công tác tìm kiếm và đánh giá mỏ khoáng sản có ích. Nhưng bây giờ chúng ta chưa có ý định ghi chúng vào hệ thống các nhóm đổi mới sáng tạo kĩ thuật vì thấy rằng nó chưa đầy đủ cơ sở. Tuy nhiên một số phương hướng mà chúng ta đưa ra ở đây hoàn toàn là quan điểm tất yếu.

 

6.1. Nhiệm vụ toàn cầu trong nghiên cứu Địa chất:

     Sự phát triển nền văn minh của nhân loại thời kì này đang kéo theo sự thâm nhập mạnh mẽ vào vũ trụ, đại dương và Trái đất. Trong đó sự thâm nhập vào một trong ba lĩnh vực gần gũi hơn cả với con người là bề sâu Trái đất, lĩnh vực này đã được nghiên cứu, nhưng có thể mới là ở mức nhở nhất. Các nhà Địa chất trên cơ sở dữ liệu còn hạn chế của Địa vật lí đã xây dựng một số mô hình khác nhau về cấu tạo bên trong Trái đất của chúng ta, nhưng những mô hình này sau thời gian không lâu đã không nhận được sự xác nhận của thực tế

     Từ khi hình thành Trái đất, đã qua gần 4,6 tỉ năm và 10-15 tỉ năm kể từ sau “ Vụ nổ lớn – Big Bang” gây ra từ vũ trụ và vật chất trên quan điểm của các nhà thiên văn học, Trái đấtlà một phần của Hệ Mặt trời. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu từ các vệ tinh và Mặt trăng, Sao Hỏa và Sao Kim cho phép giải đoán được các giai đoạn hình thành của nó. Tuy vậy không hoàn toàn thay thế được các công trình nghiên cứu trực tiếp, những chuyển biến cơ bản trong nhận thức của chúng ta về lòng đất bắt đầu từ nửa sau của thế kỷ trước, khi đặt ra những nhiệm vụ và bắt đầu tạo ra các trang bị kĩ thuật để thâm nhập vào chiều sâu của nó

     Trái đất, tính từ trong ra ngoài là hành tinh thứ ba của hệ Mặt trời và nó quay quanh Mặt trời theo quỹ đạo gần như một đường tròn, (độ lệch tâm của quỹ đạo là € = 0,0167) ở khoảng cách trung bình là 149,6 triệu km. Nếu nhìn từ phía cực bắc của thiên cầu thì Trái đất, cũng như các hành tinh khác có chiều quay ngược chiều kim đồng hồ. Tốc độ chuyển động trung bình của Trái đất trên quĩ đạo là 29,765 km/s, chu kỳ (khoảng thời gian một năm) là 365,24 ngày đêm mặt trời, hay là 3,147.107s. Trái đất có trực quay riêng theo hướng thẳng ( tức là cũng ngược chiều kim đồng hồ, nếu nhìn từ phía cực Bắc), chu kì trục quay của Trái đất là 23 giờ 56 phút 4,1 giây, hay là 8,616.104 giây. Trọng khối của Trái đất là Mg= 5,98.1027 g,  bán kính trung bình Rg= 6371 km, diện tích bề mặt: 5,1.1018 cm2 (510,08 triệu km2), mật độ trung bình ƿ=5,52 g/cm3, gia tốc trọng lực trên bề mặt g=981 Ga. Trái đất có dạng geoit, nó là bề mặt đẳng thế của lực hấp dẫn.

     Bên ngoài các lục địa geoit giống bề mặt nước không bị nhiễu của đại dương. Ở trên các lục địa, bề mặt được tính toán theo số liệu đo trọng lực hay là theo quan trắc của vệ tinh. Đơn giản hơn ta coi quả đất có dạng elipsoid. Độ lệch của geoit so với elipsoid không vượt quá +86  và -105m. Do sự phân bố không đồng nhất của trọng khối trong Trái đất, cũng như các quá trình động lực học xảy ra trong lớp vỏ thạch quyển, độ dẹt của geoit được xác định bởi tốc độ quay của Trái đất xung quanh trục cực. Trái đất có bán kính ở cực  Rc= 6356,78km, bán kính xích đạo R­x=6378,16km, do vậy độ dẹt e =   = . Gia tốc ly tâm của trọng lực trên xích đạo là glt= -3,392 Ga

     Từ đây ta có thể phỏng đoán được, như O.G.Xorokhtin viết, vật chất ở trong lòng Trái đất cũng ở trạng thái lỏng, mặc dù độ nhớt của “chất lỏng” đó có thể rất cao ( tương tự như hắc ín)                

 

     Momen quán tính của Trái đất tương ứng với trục quay I=8,041044 Gcm2, khi đó bán kính quán tính trung bình không thứ nguyên là J= I/MR2= 0,33076, điều đó chứng minh rằng vật chất của Trái đất bị nén đáng kể theo hướng  tâm ( đối với trường hợp mật độ đồng nhất J=0,4)

     Như đã biết, Trái đất có từ trường riêng, cường đó lớn nhất của nó khoảng 0,6-0,7 De và quan sát thấy ở gần các cực từ, ở xích đạo cường độ giảm xuống còn khoảng 0,25-0,42 De (De-oxtet, 1De= .103 ). Thành phần cơ bản của trường từ là lưỡng cực từ. Trục của lưỡng cực từ hiện này nghiêng về phía trục quay của Trái đất một góc 10,5 độ, tuy vậy vị trí trung bình của nó sau vài chục nghìn năm vẫn trùng với trục địa lý.

     Một phần nội nhiệt của Trái đất luôn luôn bị mất mát qua bề mặt của nó. Hiện nay tổng dòng nhiệt thoát ra bề mặt Trái đất khoảng là 4,2-4,4.1020 ec/s, có thể trung bình là 4,3.1020ec/s (ND: 1ec/s=10-7W). Dòng nhiệt trung bình thoát ra qua các lục địa khoảng 1,43.1020kal/cm.s và qua đấy đại dương là 2,37.10-6 kal/cm.s. Như vậy tổng lượng nhiệt mất mát qua các lục địa khoảng 1,2.1020 ec/s. Trong khi đó mất mát qua đáy đại dương lớn hơn khoảng 2,5 lần, tức là khoảng 3,1.1020 ec/s.

     Sự quan tâm đến chiều sâu của Trái đất – không đơn giản là tính ham hiểu biết. Lòng đất bí ẩn chứa đựng trong đó những lời giải đáp về lịch sử Trái đất, quá trình phát triển của nó và đặc điểm thành tạo quặng, trong lòng đất chứa đựng trữ lưỡng mới và cả nguồn gốc của nguyên liệu khoáng cũng như năng lượng mà chúng ta chưa được biết, ở độ sâu lớn có thể lộ rõ những chất đang ở trong trạng thái không bình thường. Việc phát hiện và khám phá các quá trình và hiện tượng trong lòng đất đem lại các kết quả khoa học quan trọng mà khó có thể nói trước được cho thực tế

     Trái đất là một hệ địa động lực phức tạp, trong lòng đất và trên bề mặt của nó trải qua nhiều tỷ năm diễn ra quá trình hình thành và phá hủy đá ngoại sinh và nội sinh rất đa dạng. Các quá trình này trong những điều kiện thuận lợi sẽ dẫn đến sự hình thành các mỏ khoáng sản có ích, nên công tác tìm kiếm và thăm dò là nhiệm vụ cơ bản của địa chất ứng dụng. Hiệu quả của công tác thăm dò địa chất ở  tất cả các giai đoạn thực hiện phụ thuộc vào mức độ hiểu biết địa chất và quy luật phân bố các mỏ và quá trình thành tạo chúng. Thành phần của các lớp đất đá không chỉ xuất lộ ở trên bề mặt mà còn ở các tầng sâu. Nhà bác học lỗi lạc, chủ tịch đầu tiên của Viện Hàn lâm Khoa học Liên xô, Viện sỹ, A.P.Karpensky có câu nói nổi tiếng về tầm nhìn xa trông rộng “ Cả Trái đất cần cho người địa chất”. Cả Trái đất ở đây không chỉ là bề mặt của nó mà ở cả dưới lòng đất. Nếu không như vậy thì không thể hiểu hết và đánh giá được cấu trúc vật chất cũng như điều kiện nhiệt động lực của quá trình hình thành các mỏ dầu và khí, mỏ than, mỏ quặng và phi quặng, do đó không có được phương pháp dự báo và tìm kiếm chúng một cách đúng đắn. Khi đo vẽ bản đồ địa chất mặt đất, phụ thuộc vào mức độ xói mòn và đặc điểm xuất lộ có thể đánh giá được thành phần và cấu trúc của thể địa chất trên mặt cắt thẳng đứng tới độ sâu không quá một vài trăm mét ở vùng đồng bằng và không quá một vài km ở vùng núi. Ở chiều sâu lớn hơn không thể quan sát bằng mắt thường. Trong những trường hợp này, nhờ các phương pháp Địa vật lí, cho phép các nhà địa chất dựa vào sự thay đổi trường vật lí và đặc tính của chúng để xét đoán về cấu tạo các lớp ở phía trên vỏ Trái đất. Với mục đích dó, ta sử dụng các phương pháp Địa vật lí khác nhau: phương pháp thăm dò trọng lực, phương pháp thăm dò từ, phương pháp thăm dò điện, phương pháp đo vẽ địa chất…..Đặc biệt là phương pháp thăm dò địa chấn sâu, dựa vào đặc tinsh và tốc độ lan truyền sóng đàn hồi ta có thể phân định được ranh giới vật lý của các lớp đất đá trong lòng Trái đất. Sự khác biệt về tốc độ lan truyền sóng đàn hồi cho phép các nhà khoa học phân ra một số bề mặt ngăn cách các địa quyển chính của Trái đất: Vỏ Trái đất, manti trên và dưới, nhân trong và nhân ngoài.

     Khái niệm đã tồn tại trong nhiều năm về cấu trúc phân lớp của Trái đất ( Vỏ-Manti-Nhân) trong những năm gần đây gần như bị bác bỏ trên cơ sở kết quả phương pháp địa vật lý mới là phương pháp địa chấn đồ khối. Phương pháp này cho thấy các bề mặt phân lớp địa quyển có địa hình phức tjap và đặc trưng bằng sự xen kẽ các vùng trũng và gò, trong đó dạng nếp uốn chiếm tỷ lệ lớn. Hiện tượng này có liên quan đến các cấu trúc tạo xoáy của quá trình dịch chuyển khối, cũng như quá trình tích tụ và chuyển dời nguyên liệu khoáng đã được hình thành suốt lịch sử Trái đất. Giải thích được bản chất của chúng là một trong những nhiệm vụ chủ yếu của khoa học địa chất hiện đại, để lan truyền được điều đó sự hỗ trỡ của các lỗ khoan sâu và cực sâu đóng vai trò rất quan trọng.

     Trong cuốn sách “Cuộc sống của Trái đất” (2007), GS.Tiến sĩ Toán-Lý O.G.Xorokhtin đã mô tả sự phát triển của Trái đất trên cở sở nghiên cứu của tác giả cùng với X.A.Usakov về thuyết năng lượng tiến hóa hành tinh chúng ta. Thuyết này được dựa trên hai giả thuyết và một nguyên lý cơ bản của Vật lí. Giả thuyết thứ nhất là dự đoán về tính đồng nhất của tầng bụi khó mây nguyên thủy, từ đó hình thành Mặt trời và tất cả các hành tinh xung quanh nó. Giả thuyết này được nhiều nhà bác học nghiên cứu về vấn đề hình thành Trái đất ủng hộ; giả thuyết thứ hai do O.G.Xorokhtin đề xuất từ những năm 70 của thế kỉ trước, giả thuyết này cho rằng lớp ngoài (thể lỏng) của nhân Trái đất được cấu tạo từ eutectic hợp kim sắt và oxit của nó, và nhân trong là từ hợp kim sắt với niken. Thực nghiệm cách đây không lâu của P.Biereler khí nén các liên kết của sắt ở điều kiện nhiệt độ cao đã khẳng định những vấn đề cơ bản của giả thuyết này. Ngoài hai giả thuyết trên O.G.Xorokhtin đã xây dựng thêm một giả thuyết phụ về sự hình thành của Mặt trăng và sự ảnh hưởng đáng kể đến chính các giai đoạn phát triển sơ khai của Trái đất. Giả thuyết này rất phù hợp với khái niệm chung về sự phát triển của Hệ Trái đất – Mặt trăng ứng dụng vào công trình định luật nhiệt động học thứ nhất, cho thấy động năng trong lòng Trái đất được thoát ra chủ yếu là do sự giảm thế năng  được tích tụ trong quá trình  của hệ Trái đất – Mặt trời. Như trong lời giới thiệu cuốn sách nói trên, viện sĩ A.N. Dimitrievxky viết: “Sự kết hợp các giả thuyết sơ khai với định luật nhiệt động học thứ nhất hoàn toàn đủ cơ sở để xây dựng lý thuyết chỉnh hợp và bất chỉnh hợp về sự phát triển địa chất của Trái đất”. Đặc biệt tác giả đã chú ý đến quá trình tạo ra năng lượng nội sinh trong lòng Trái đất và bản chất của nó trong hoạt động kiến tạo. Trong khuôn khổ của lý thuyết này, mà cơ sở của nó là thuyế năng lượng, tác giả đã thành công trong việc nghiên cứu và giải thích phần lớn các quá trình địa chất toàn cầu xảy ra trong lòng Trái đất. Bắt đầu từ sự phân chia Trái đất ra phần oxit sắt ở thể đặc lớp manti silicat dư và kết thúc bằng quá trình hình thành các đại dương, vỏ Trái đất cùng với những quy luật cơ bản về phát triển sự sống. Đồng thời, tất cả các kết luận tiếp theo của thuyết này đều là hệ quả của các giả thuyết nói trên và việc ứng dụng các định luật vật lý đối với từng giai đoạn phát triển của Trái đất. Về phương diện này, lý thuyết sự phát triển của Trái đất nêu ra ở trên là vật lý đơn thuần mặc dù nó được trình bày bằng ngôn ngữ dễ hiểu đối với các nhà địa chất. Tuy vậy cũng cần phải nói thêm là sau những luận điểm và kết luận đơn giản ấy là cả một khối lượng tính toán toán học lớn.

        Lớp trên cùng của địa quyển là Vỏ trái đất. Khái niệm đương đại về vỏ Trái đất được dựa trên đặc tính địa chấn của đất đá và nó liên quan đến tên tuổi của nhà địa chấn học Nam tư là A.Mokhorovich. Khi nghiên cứu địa chấn đồ của các trận động đất, ông xác định được ở lớp trên cùng của Trái đất, sóng địa chấn lan truyền với vận tốc nhỏ hơn (gần 6 km/s) vận tốc  lan truyền sóng ở độ sâu lớn (8-8,5 km/s). Lớp có vận tốc lan truyền nhỏ sau này được gọi là Vỏ Trái đất, còn ranh giới địa chấn, phân cách lớp này với các tầng sâu hơn của Trái đất (manti) được gọi là ranh giới Mokhorovich (hay gọi tắt là Mokho, ranh giới M) để tưởng nhớ đến người đầu tiên đã phát hiện ra nó. Trong phạm vi của các lục địa, Vỏ Trái đất có chiều dày 40-60 km, tức là không lớn hơn 1% bán kính Trái đất, còn ở vùng nước sâu của đại dương thì khoảng 10-12 km. Theo tài liệu địa chất và địa hóa đã xác định được thành phần đất đá của Vỏ Trái đất đến độ sâu 16 km. Giá trị hàm lượng trung bình của các nguyên tố riêng biệt được gọi là số Clark (theo tên của nhà bác học Mỹ Ph.Clark, và số này được xác định lần đầu tiên vào năm 1889). Các số này theo tài liệu thu thập vẫn liên tục được chính xác hóa. Hiện này hàm lượng trung bình của các nguyên tố (tính bằng %) như sau: Oxi: 47; Silic: 27,5; Nhôm: 8,6; Sắt: 5; Canxi, Natri, Kali: 10,5; tất cả các nguyên tố còn lại chiếm gần 1,5; trong đó Titan chiếm 0,6; Cacbon: 0,1; Chì: 0,0016; Vàng: 0,0000005.

     Vỏ Trái đất cùng với lớp trên của Manti ở thể rắn hình thành khái niệm “thạch quyển” còn tập hợp vỏ Trái đất và lớp Manti trên gọi là “quyển kiến tạo”. Vỏ Trái đất có mật độ và khối lượng chung khá nhỏ so với lớp Manti và nhân. Ở phần trên của nó tại ranh giới của thạch quyển với thủy quyển và khí quyển phát triển mạnh mẽ các quá trình biến đổi vật chất hữu cơ và vô cơ, thành tạo các mỏ trầm tích dầu, khí, than đá, một số mỏ kim loại (sắt, nhôm, mangan .v…v..) , mỏ muối và một số dạng khoáng sản có ích khác. Do vị trí ranh giới của vỏ Trái đất là một thể không đồng nhất đặc biệt theo hướng ngang và phương thẳng đứng. Lớp trên cùng nhất là lớp bị biến vị và biến chất ở mức độ thấp bởi các loại đất đá trầm tích có nguồn gốc lục địa (cát kết, sỏi kết, cuội kết và sét); đất đá cacbonat,muối và các phức hệ khác nằm chủ yếu ở các khối trũng của vỏ Trái đất. Với các loại đất đá này, chiều dày của chúng từ 1-2 km trên các nền và đến 10-20 km ở các miễn võng sâu, chúng có liên quan đến các mỏ dầu, khí, than đá và các mỏ muối, photphorit, vật liệu xây dựng. Ngoài những mỏ khoáng sản phi kim loại, trong các tầng trầm tích có các mỏ kim loại (đồng, chì, kẽm, sắt, v.v…).

       Nằm dưới lớp phủ trầm tích là các đá kết tinh có nguồn gốc biến chất magma với thành phần chủ yếu là axit và trung tính, chúng có mật độ lớn cho nên vận tốc lan truyền sóng địa chấn cao. Thành phần tạo đá chính của đất đá là silic oxit, nhôm oxi, canxi, magie, chất kiềm và titan, v.v. Ở trong tầng trầm tích, trong số các thành phần tạo đá còn có Cacbon, các hợp chất của photpho và một số nguyên tố khác. Trong tất cả các loại đất đá ở mức độ này hay mức độ khác đều có nước (có khi tới nhiều phần trăm). Trong vỏ Trái đất rất phổ biến là các thành tạo magma (phun trào và xâm nhập), chúng khác nhau về hàm lượng của thành phần chính là silic oxit, hàm lượng của nó quyết định độ axit-độ kiềm của đá. Theo dấu hiệu này, đá magma biến chất chia ra: Axit (hàm lượng silic oxit từ 65-70 %), trung tính (53-64%), kiềm (45-52%) và siêu kiềm (40-44%). Chỉ số độ kiềm của đá là hàm lượng Natri và Kali.

       Hàm lượng silic oxit và kiềm quyết định số lượng và sự phân bố thành phần quặng trong đá magma biến chất. Như vậy đá axit (trong đó đá xâm nhập là granit, còn trong đá phun trào là loparit, riolit, v.v..) chúng được làm giàu bằng các nguyên tố: Molipđen, Vonfram, Uran, Beri .v.v.. Ngược lại trong siêu kiềm số lượng các nguyên tố này ít hơn hai đến ba lần, nhưng hàm lượng của các chất ưa sắt tăng lêm, tức là các đồng đằng của sắt và kim loại như Crom, Niken, Coban .v…v.

       Dưới lớp granit biến chất (trên lục địa ở độ sâu khoảng 10 -15 km) là các thành tạo, theo thông số vật lý (chủ yếu là vận tốc độ truyền sóng đàn hồi) chúng đồng nhất với đá magma có thành phần kiềm (chủ yếu là bazan) hoặc là đá bị biến chất có độ kiềm cao, lý do vì chúng nằm dưới granit nên lớp này gọi là bazan.

       Trong địa chất ứng dụng, công tác tìm kiếm và thăm dò mỏ khoáng sản có ích hiện nay chưa vượt khỏi giới hạn của lớp trầm tích và granit biến chất. Tuy vậy, các nhà địa chất cũng cần thông tin về các tầng ở độ sâu lớn để lý giải điều kiện thành tạo các mỏ, đồng thời để giải thích nguyên nhân gây ra núi lửa, động đất và các hiện tượng khác. Theo thời gian, chiều sâu khai thác tất cả các loại mỏ đều có xu hướng tăng lên. Việc tăng chiều sâu khai thác khoáng sản có ích hiệu quả khí có đầy đủ thông tin không chỉ về chiều sâu, cấu tạo địa chất của các khu vực tương ứng mà còn cả các thông số vật lí của môi trường như nhiệt độ, áp suất, hàm lượng khí, vv...Để có được điều đó, trước hết công tác khoan các giếng sâu và cực sâu phải đi trước cùng với việc nghiên cứu chi tiết thành phần và cấu trúc đất đá cũng như các thông số nhiệt động học các các lớp trầm tích và granit biến chất.

 

 

Hoạt động liên quan

Hỗ trợ trực tuyến

Video

Liên kết website

christian louboutin outlet Bvlgari replica Moncler Outlet Online Christian Louboutin Replica christian louboutin replica Christian Louboutin Replica lululemon outlet online Moncler Outlet Online