Luận án Quá trình thành tạo quặng nickel biểu sinh tại một số khối siêu mafic miền Bắc Việt Nam

 và đới saprolit, đá có 
màu xám xanh, hơi ngả vàng, bị dập vỡ mạnh, vẫn giữ nguyên cấu trúc của đá gốc. 
+ Độ sâu 11,2 -14,5 m: đá gốc bị phong hóa mạnh hơn, màu xám sáng, ngả 
vàng, bị dập vỡ mạnh, đôi chỗ phát hiện các mạch khoáng vật garnierit màu xanh 
ngọc. 
+ Độ sâu 8,5 - 11,2 m: đá gốc bị phong hóa mạnh, không còn thấy cấu trúc 
đá gốc, không quan sát thấy các khoáng vật garnierit. 
+ Độ sâu 7 - 8,5 m: tầng đất không đồng nhất màu xám hơi vàng, có mặt các 
ổ sét mịn. 
- Đới limonit 
+ Độ sâu 4 - 7 m: tầng đất màu nâu vàng, đôi chỗ gặp các ổ màu nâu đỏ cùng 
kết vón laterit. 
57 
+ Độ sâu 0,5 - 4 m: tầng đất màu nâu đỏ, vàng chứa những ổ kết vón laterit. 
Phần trên cùng, 
+ Độ sâu 0 - 0,3m là lớp đất trồng màu xám đỏ chứa nhiều rễ cây. 
 Hình ảnh biểu kiến của mặt cắt được thể hiện trên hình 3.4. Tại mặt cắt này, 
NCS thu thập 15 mẫu trong đới phong hóa ở các độ sâu khác nhau. 
Ảnh 3.2. Hình ảnh lõi khoan LK90 và sơ đồ lấy mẫu phong hóa (Mặt cắt HT-LK90) 
Ảnh 3.3. Mẫu đá gốc ĐG-HT/2 (Mặt cắt HT-LK90) 
58 
Hình 3.4.Hình ảnh biểu kiến mặt cắt HT-LK-90 
59 
3.1.1.2.1. Thành phần khoáng vật 
Thành phần khoáng vật trong mặt cắt HT-LK90 được thể hiện trong bảng 
3.4. Từ bảng 3.4 có thể thấy mặt cắt HT-LK90 tại khu vực phía Bắc của khối Hà Trì 
cũng có sự biến đổi rõ rệt về thành phần khoáng vật của mặt cắt phong hóa theo 
chiều sâu. Tại độ sâu 15 m (mẫu LK-15) cho thấy thành phần khoáng vật khá tương 
đồng với đá gốc, vẫn có mặt các khoáng vật serpentin, chlorit, talc cùng tỉ lệ ít hơn 
của olivin, pyroxen, amphibol. Lên đến độ sâu 13 m (mẫu LK-13) tại phần giữa của 
đới saprolit thô, lúc này các khoáng vật olivin và pyroxen gặp với lượng không 
đáng kể, chủ yếu có mặt các khoáng vật serpentin, chlorit, talc. Tại độ sâu này xuất 
hiện các khoáng vật niken biểu sinh nhóm garnierit như willemsit 
[(Ni,Mg)3Si4O10(OH)2], nepouit [(Ni,Mg)3Si2O5(OH)4], tuy nhiên tỷ lệ các khoáng 
vật nhóm garnierit này ít hơn nhiều so với các mẫu trong mặt cắt HT-01. Chuyển 
sang đới saprolit mịn, độ sâu 9 m (mẫu LK-09), vẫn còn thấy các khoáng vật 
serpentin, chlorit, talc với tỷ lệ tương đối nhỏ, không còn sự có mặt của olivin, 
pyroxen, amphibol, và nhóm các khoáng vật nhóm “garnierit”, tuy nhiên xuất hiện 
thêm khoáng vật sét nontronit. Tại ranh giới đới saprolit và limonit, các khoáng vật 
sét (nontronit, montmorillonit) phong phú hơn, cùng với đó là biểu hiện của các 
khoáng vật giàu sắt (goethit, hematit). Sang đới limonit, tại độ sâu 7 m (mẫu LK-
07) các khoáng vật nhóm oxidhydroxit sắt bắt đầu chiếm ưu thế, kaolinit bắt đầu 
xuất hiện. Ngoài ra tại đây vẫn thấy sự có mặt của khoáng vật sét nontrolit nhưng 
với tỷ lệ ít hơn. Từ độ sâu 4 m trở lên, mặt cắt chủ yếu gồm các khoáng vật giàu sắt 
như goethit, hematit và một tỷ lệ nhỏ của kaolinit (mẫu Lk-04, Lk-03). Chi tiết kết 
quả phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) và sự biến đổi các khoáng vật theo độ sâu được 
thể hiện trong hình 3.5 và bảng 3.4. 
60 
Bảng 3.4. Thành phần khoáng vật trong mặt cắt phong hóa HT-LK90, khu vực Hà Trì (xác định bằng XRD) 
Khoáng vật 
 Vật liệu phong hóa tại mặt cắt phong hóa HT-LK90 tại khối Hà Trì 
Đá 
gốc 
Đới saprolit thô Đới saprolit mịn Limonit vàng Limonit đỏ 
Ký hiệu mẫu 
DG-
HT/1 
LK-
15 
LK-
14 
LK-
13 
LK-
12 
LK-
11 
LK-
10 
LK-
09 
LK-
08 
LK-
07 
LK-
06 
LK-
05 
LK-
04 
LK-
03 
LK-
02 
LK-
01 
Độ sâu 17m 15m 14m 13m 12m 11m 10m 9m 8m 7m 6m 5m 4m 3m 2m 1m 
Olivin ++++ +++ ++ + - - - - - - - - - - - - 
Pyroxen +++ ++ ++ + - - - - - - - - - - - - 
Amphibol ++ ++ ++ + - - - - - - - - - - - - 
Hematit - - - - - - - - - - + ++ ++ ++ +++ +++ 
Goethit - - - - - - - - + ++ ++ +++ +++ +++ +++ ++++ 
Kaolinit - - - - - - - - + ++ ++ ++ + - - - 
Lizardit ++ ++ ++ ++ ++ + + + + + - - - - - - 
Chlorit ++ ++ ++ ++ ++ ++ + + + + - - - - - - 
Willemseit - - - +++ ++ + - - - - - - - - - - 
Nepouit - - - +++ ++ + - - - - - - - - - - 
Talc ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ + + + - - - - - - 
Nontronit - - - - - + ++ +++ ++ + + - - - - - 
Montmorillonit - - - - - - ++ +++ ++ + - - - - - - 
Ký hiệu: ++++: rất phong phú; +++: phong phú; ++: có biểu hiện; +: ít biểu hiện; - không xác định
61 
Hình 3.5. Phổ nhiễu xạ XRD của một số mẫu trong mặt cắt phong hóa HT-LK90, khu vực Hà Trì. 
(Ol-Olivin; Px-Pyroxen; Amp-Amphibol; Liz-Lizardit; Chl-Chlorit, Talc-Talc; Will-Willemseit; 
Nep-Nepouit; Nte-Nontronit; Mte-Montmorillonit; Gt-Goethit; Hem-Hematit; Ka-Kaolinit) 
62 
3.1.1.2.2. Thành phần hóa học 
Kết quả phân tích thành phần nguyên tố chính các sản phẩm phong hóa đá 
siêu mafic tại mặt cắt HT-LK90 được tổng hợp trong bảng 3.5. Quy luật biến đổi 
hàm lượng các nguyên tố chính quan sát được từ bảng 3.5 và hình 3.6. Theo mặt cắt 
từ đá gốc lên bề mặt, hàm lượng SiO2, MgO giảm đi rõ rệt tương ứng từ 40.78% 
xuống 17.05%; 25.34 xuống 1.32%. Hàm lượng các nguyên tố kiềm CaO, Na2O, 
K2O giảm rất mạnh, tương ứng từ 2.56%, 0.24%, 0.31% xuống dưới giới hạn dò tìm 
của máy ngay khi sang phần thấp nhất của đới limonit. Trong khi đó hàm lượng Fe 
tăng rất mạnh từ 13.84% trong đá gốc, 14.35% trong đới saprolit lên 45.01% ở phần 
cao nhất của đới limonit. Ni cũng cho thấy sự gia tăng hàm lượng trong toàn bộ mặt 
cắt so với đá gốc tương tự tại mặt cắt HT-01, hàm lượng Ni cao nhất tập trung tại 
phần dưới đến giữa của đới saprolit, nơi có mặt các khoáng vật garnierit màu xanh 
lục (0,87 - 1,74% NiO); tại đới limonit, hàm lượng Ni trong khoảng từ 0.43-0.78%, 
tuy nhiên hàm lượng cực đại của Ni tại đây (1.74% Ni) thấp hơn nhiều so với tại 
mặt cắt HT-01 (3.01% Ni). Điều này có thể do tỷ lệ có mặt của khoáng vật 
“garnierit” tại đây ít hơn. Al, Mn và Co cũng cho thấy sự gia tăng hàm lượng tại 
phần phía trên của đới limonit so với đá gốc, tương ứng từ 6.86% lên 11.24%; 
0.16% lên 0.23% và 0.02% lên 0.05%. Trong mặt cắt này, Cr cũng là nguyên tố thể 
hiện hành vi biến đổi hàm lượng không nhiều trong toàn bộ mặt cắt phong hóa so 
với đá gốc, hàm lượng dao động từ 0.30-0.36%. 
63 
Bảng 3.5. Thành phần các mẫu trong mặt cắt phong hóa HT-01 khu vực Hà Trì, phân tích bằng XRF (%) 
Thành 
phần 
 Đá 
gốc 
Vật liệu phong hóa mặt cắt HT-LK90 
Đới saprolit thô Đới saprolit mịn Đới limonit vàng Đới limonit đỏ 
KHM 
DG-
HT/2 
LK-15 LK-14 LK-13 LK-12 LK-11 LK-10 LK-9 LK-8 LK-7 LK-6 LK-5 LK-4 LK-3 LK-2 LK-1 
Độ sâu 17m 15m 14m 13m 12m 11m 10m 9m 8m 7m 6m 5m 4m 3m 2m 1m 
SiO2 40.78 39.4 38.67 37.34 36.75 35.79 35.03 34.54 32.18 25.37 22.74 20.38 19.47 19.26 18.71 17.05 
Fe 13.84 14.35 14.47 14.62 14.68 15.35 15.57 17.28 18.64 28.72 31.85 37.29 42.05 42.18 43.87 45.01 
Al2O3 6.86 4.37 4.39 4.98 5.02 5.46 5.79 5.72 6.03 7.75 7.86 8.47 10.87 11.24 10.68 9.23 
MgO 25.34 23.37 21.84 20.22 19.34 14.02 12.41 12.38 10.05 5.62 3.14 2.27 2.06 2.01 1.54 1.32 
NiO 0.30 1.04 1.74 1.35 1.16 1.26 1.27 1.25 0.87 0.75 0.63 0.57 0.54 0.52 0.52 0.5 
MnO 0.16 0.15 0.16 0.16 0.15 0.14 0.14 0.15 0.15 0.17 0.16 0.19 0.21 0.23 0.23 0.2 
CoO 0.02 0.02 0.021 0.021 0.022 0.024 0.028 0.029 0.031 0.035 0.041 0.045 0.047 0.048 0.051 0.05 
CaO 2.56 1.26 1.05 1.01 0.74 0.45 0.34 0.3 0.11 0 0 0 0 0 0 0 
Na2O 0.24 0.11 0.06 0.04 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0 0 0 0 0 0 0 
K2O 0.31 0.19 0.12 0.08 0.05 0.05 0.04 0.04 0.03 0.01 0 0 0 0 0 0 
Cr2O3 0.30 0.34 0.32 0.32 0.34 0.36 0.35 0.33 0.34 0.32 0.32 0.34 0.34 0.35 0.33 0.33 
LOI 
8.41 14.54 16.54 18.16 19.98 26.87 27.43 26.45 29.99 29.69 31.96 29.34 23.45 23.31 22.41 24.74 
Tổng 
99.12 99.14 99.38 98.30 98.24 99.78 98.41 98.48 98.42 98.44 98.70 98.90 99.04 99.15 98.34 98.43 
64 
Hình 3.6. Biến đổi hàm lượng các nguyên tố theo độ sâu trong mặt cắt phong hóa 
HT-LK90 khu vực Hà Trì 
65 
Kết quả tính toán cân bằng khối lượng tại mặt cắt HT-LK90 được thể hiện 
trong bảng 3.6. 
Bảng 3.6. Kết quả tính toán cân bằng khối lượng trong mặt cắt phong hóa HT-
LK90 khu vực Hà Trì 
Vật liệu phong hóa tại mặt cắt HT-LK90 
 Đới saprolit thô Đới saprolit mịn Đới limonit vàng Đới limonit đỏ 
Ký 
hiệu 
mẫu 
LK-
15 
LK-
14 
LK-
13 
LK-
12 
LK-
11 
LK-
10 
LK-
09 
LK-
08 
LK-
07 
LK-
06 
LK-
05 
LK-
04 
LK-
03 
LK-
02 
LK-
01 
Độ sâu 15m 14m 13m 12m 11m 10m 9m 8m 7m 6m 5m 4m 3m 2m 1m 
SiO2 -14.8 -11.1 -14.2 -20.5 -26.9 -26.4 -23.0 -30.4 -41.7 -47.7 -55.9 -57.9 -59.5 -58.3 -62.0 
Fe2O3t -8.5 -2.0 -1.0 -6.4 -7.6 -3.6 13.5 18.8 94.5 115.7 137.7 168.1 161.2 188.2 195.7 
Al2O3 -43.8 -40.0 -31.9 -35.4 -33.7 -27.7 -24.2 -22.4 5.9 7.4 8.9 39.8 40.4 41.5 22.3 
MgO -18.6 -19.2 -25.2 -32.7 -53.9 -58.0 -55.6 -65.0 -79.2 -88.4 -92.1 -92.8 -93.2 -94.5 -95.3 
NiO 205.9 443.8 321.9 241.2 250.0 262.9 278.8 155.9 134.4 96.9 67.6 58.8 48.6 57.6 51.5 
MnO -17.3 -6.3 -6.3 -17.3 -27.1 -25.0 -14.8 -17.3 -0.4 -6.3 4.8 15.8 23.2 53.4 13.6 
CoO -11.8 -1.6 -1.6 -2.9 0.0 20.0 31.8 36.8 64.1 92.2 98.5 107.4 105.7 131.8 127.3 
CaO -56.6 -61.5 -63.0 -74.5 -85.4 -88.6 -89.3 -96.2 -100 -100 -100 -100 -100 -100 -100 
Na2O -59.6 -76.6 -84.4 -96.3 -96.5 -96.4 -96.2 -96.4 -100 -100 -100 -100 -100 -100 -100 
K2O -45.9 -63.7 -75.8 -85.8 -86.6 -88.9 -88.3 -91.5 -97.0 -100 -100 -100 -100 -100 -100 
Cr2O3* 0.34 0.32 0.32 0.34 0.36 0.35 0.33 0.34 0.32 0.32 0.34 0.34 0.35 0.33 0.33 
* Chrom (Cr) được chọn làm nguyên tố kém linh động giả định và được sử dụng 
làm phần tử chuẩn hóa. 
Kết quả tính toán cân bằng khối lượng cho thấy tại mặt cắt HT-LK90 các 
nguyên tố nhóm silicat và kiềm (Si, Mg, Ca, Na, K) cũng bị rửa lũa mạnh nhất, các 
nguyên tố này có xu hướng bị loại bỏ nhiều nhất tại khu vực phía trên của mặt cắt 
phong hóa (đới limonit). Si bị mất đi phần lớn, với hơn 60% (K= −62,0) trong 
limonit và khoảng 30% (K = -30,4) trong saprolit. Hơn 95% lượng Mg (K = -95,3) 
bị rửa lũa ở đới limonit và gần 60 % trong số chúng đã bị loại bỏ (K = -58,0) ở đới 
saprolit. Na và K bị loại bỏ khỏi mặt cắt rất mãnh liệt ngay tại đới saprolit. Cũng 
giống với mặt cắt HT-01, ngoài các nguyên tố bị rửa lũa, mặt cắt HT-LK90 khi còn 
cho thấy sự làm giàu của (Ni, Fe, Co, Mn) trong quá trình phong hóa. Fe được làm 
giàu lên đến gần 200% (K= 195,7) tại phần trên cùng của mặt cắt. Co cũng được 
làm giàu làm giàu tại đới limonit, hệ số làm giàu cao nhất đạt hơn 131% (K=131,8) 
66 
tại mặt cắt HT-01. Niken cũng được làm giàu trong toàn bộ mặt cắt, trong đới 
limonit hệ số làm giàu tương đương với mặt cắt HT-01 với mức làm giàu tối đa 
khoảng 135% (K=134,4); tuy nhiên sang đới saprolit hệ số làm giàu của Ni thấp 
hơn sơ với tại mặt cắt HT-01 với hệ số làm giàu cực đại chỉ là 443% (K=443,8), 
bằng một nửa so với 800% (K = 784.30) tại mặt cắt HT-01, điều này phù hợp với 
các kết quả thành phần khoáng vật trong mặt cắt HT-LK90 khi mà tỷ lệ có mặt của 
khoáng vật “garnierit” tại đây ít hơn nhiều so với tại mặt cắt HT-01. 
3.1.2. Mức độ laterit hóa ở khối Hà Trì 
Như đã trình bày trong phần phương pháp nghiên cứu, để đánh giá mức độ 
phong hóa của đá siêu mafic khối Hà Trì, NCS sử dụng chỉ số UMIA (chỉ số biến 
đổi đá siêu mafic [1]) và S/SAF (Hill, I.G, 2000 với công thức tính sau: 
UMIA = 100 × [(Al2O3 + Fe2O3) / (SiO2 + MgO + Al2O3 + Fe2O3)] 
S/SAF = SiO2 / (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) 
Các kết quả tính toán các chỉ số S/SAF và UMIA trong hai mặt cắt phong 
hóa khu vực Hà Trì được thể hiện trong bảng 3.7. 
Bảng 3. 7. Kết quả tính toán các chỉ số S/SAF và UMIA trong hai mặt cắt phong 
hóa khu vực Hà Trì 
Mặt 
cắt 
HT-
LK90 
LK-
15 
LK-
14 
LK-
13 
LK-
12 
LK-
11 
LK-
10 
LK-
9 
LK-
8 
LK-
7 
LK-
6 
LK-
5 
LK-
4 
LK-
3 
LK-
2 
LK-
1 
S/SAF 0.68 0.67 0.66 0.65 0.63 0.62 0.60 0.57 0.41 0.36 0.31 0.27 0.26 0.26 0.24 
UMIA 23.0 23.8 25.4 26.0 29.5 31.0 32.9 36.9 54.1 60.5 66.9 71.1 71.5 72.9 74.7 
Mặt 
cắt 
HH-01 
PH-
08 
PH-
07 
PH-
06 
PH-
05 
PH-
04 
PH-
03 
PH-
02 
PH-
01 
S/SAF 0.71 0.70 0.64 0.63 0.37 0.30 0.27 0.25 
UMIA 20.4 22.0 26.8 30.5 54.5 68.1 72.5 74.2 
Các chỉ số này được lựa chọn bởi vì trong quá trình phong hóa các đá siêu 
mafic MgO và SiO2 có xu hướng bị loại bỏ trong khi Al2O3 và Fe2O3 thường được 
làm giàu và chúng phản ánh tốt mức độ phân dị của mặt cắt phong hóa. Theo chỉ số 
S/SAF, các mẫu trong mặt cắt phong hóa Hà Trì có giá trị S / SAF dao động trong 
khoảng 0.25 đến 0.71, chỉ số này cao hơn so với mặt cắt Ni laterit trong điều kiện 
67 
rừng mưa nhiệt đới ở Kolonodale, Đảo Sulawesi, Indonesia với giá trị S/SAF dao 
động trong khoảng 0.04 -0.66 (Fu, 2014). Các mẫu saprolite trong nghiên cứu này 
có giá trị UMIA dao động trong khoảng 20 đến 30, trong khi đó các mẫu của đới 
limonite đạt tới giá trị UMIA từ 60 đến 74. Tuy nhiên, tất cả các giá trị UMIA này 
thấp hơn nhiều so với các trường hợp được đánh giá là laterit mạnh có chỉ số UMIA 
trên 90 như ở Cuba và Cộng hòa Dominican [1]. 
Trên biểu đồ SiO2-Al2O3-Fe2O3 [105], tất cả các mẫu đều nằm trong miền 
laterit yếu đến trung bình (hình 3.7). Từ các kết quả trên có thể thấy rằng quá trình 
laterit hóa tại mặt cắt phong hóa khối Hà Trì chỉ ở mức độ yếu đến trung bình. Điều 
này phù hợp với việc các khoáng vật nhóm garnierit “khoáng vật chứa niken đặc 
trưng có trong các mỏ niken biểu sinh nổi tiếng) chỉ xuất hiện tại một số không gian 
mở (các khe nứt, đứt gãy) trong mặt cắt phong hóa chứ không xuất hiện dày đặc 
trong đới saprolit như tại các khu vực được cho là laterit mạnh tại Cộng hòa 
Dominican, Indonesia 
Hình 3.7. Biểu đồ SiO2-Al2O3-Fe2O3 đánh giá mực độ laterit hóa khu vực Hà Trì 
(Các trường phân chia theo Wei Fu, 2019 [105]) 
68 
3.1.3. Khoáng hóa nickel biểu sinh ở khối Hà Trì 
Kết quả nghiên cứu cho thấy trong mặt cắt phong hóa ở khối Hà Trì tồn tại 
cả ba kiểu khoáng hóa Ni biểu sinh: kiểu A (silicat Ni-Mg ngậm nước), kiểu B (sét 
silicat chứa Ni) và kiểu C (oxyt) 
3.1.3.1.Khoáng hóa kiểu A (silicat Ni-Mg ngậm nước) 
Như đã trình bày trong những phần trước, khoáng hóa nickel biểu sinh kiểu 
A (silicat Ni-Mg ngậm nước) là loại hình quan trọng và có ý nghĩa nhất trong các 
loại hình quặng hóa nickel biểu sinh bởi hàm lượng nickel cao hơn hẳn các kiểu 
khác và khả năng tập trung cao trong một khu vực nhất định trong mặt cắt phong 
hóa, thường có mặt tại phần dưới sâu trong đới saprolit. Chúng được xác định dựa 
vào sự có mặt của các khoáng vật “garnierit” chứa quặng với hàm lượng nikel cao. 
Trong các đới phong hóa khối Hà Trì, nhóm khoáng vật “garnierit” có màu 
xanh lục đặc trưng xuất hiện dạng lấp đầy hoặc bám dính theo bề mặt các khe nứt 
phát triển trong các đá siêu mafic bị phong hóa dở dang ở phần giữa của đới saprolit 
(Ảnh 3.4). Bề dày của các mạch garnierit từ vài mm đến 1cm và chiều dài có thể từ 
vài cm đến hàng chục cm. Bên cạnh garnierit dạng mạch, chúng còn xuất hiện dưới 
dạng lớp phủ mỏng trên bề mặt các khe nứt với độ dày vài mm (Ảnh 3.4). Dưới 
kính hiển vi điện tử quét (SEM), garnierit khu vực Hà Trì có dạng mâm xôi, hoặc 
lớp phủ tạo thành các đới liên tiếp bên ngoài đá siêu mafic bị phong hóa dở dang 
(Ảnh 3.5) điều này cho thấy ganierit được hình thành bởi nhiều giai đoạn thành tạo 
khác nhau (Villanova-de-Benavent et al, 2014; Wei Fua et al, 2018). 
Ảnh 3.4. Hình ảnh khoáng vật nhóm “garnierit” màu xanh ngọc trong mặt cắt phong 
hóa đá siêu mafic khối Hà Trì 
69 
Ảnh 3.5. Garnierit dưới kính hiển vi điện tử quyét (SEM). (Gar- garnierit) 
70 
Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) (hình 3.8) cho thấy các mẫu 
garnierit G1, G2 có peak nhiễu xạ cực đại tại 14,34 Å, trùng với đặc điểm nhóm 
khoáng vật chlorite, gồm các khoáng vật trong dãy đồng hình clinochlore-minite 
[(Ni,Mg,Al)6(Si,Al)4)O10(OH)8]. Các mẫu G90.1, G90.2 có peak nhiễu xạ cực đại tại 
9.9 Å, tương ứng với khoáng vật nhóm talc, gồm các khoáng vật trong dãy đồng 
hình: talc - willemseit [(Ni,Mg)3SiO4O10(OH)2]. Các mẫu G3, G4 có peak nhiễu xạ 
cực đại tại 7.29 Å, tương ứng với đặc điểm nhóm khoáng vật nhóm serpentin, gồm 
các khoáng vật trong dãy đồng hình lizardite – nepouite [(Ni,Mg)3Si2O5(OH)4]. 
Các kết quả này cho thấy “garnierit” khu vực Hà Trì đặc trưng cho cấu trúc 
của các khoáng vật nhóm chlorite, talc và serpentine. Đặc biệt trong các mẫu 
garnierit kiểu talc (G90.1, G90.2) ngoài các peak đặc trưng tại ~10 Å, còn thấy xuất 
hiện peak nhiễu xạ ~7 Å đặc trưng cho kiểu serpentine (với cường độ yếu hơn) và 
ngược lại tại các mẫu garnierit kiểu serpentine (G3, G4) cũng thấy xuất hiện peak 
nhiễu xạ ~10 Å với cường độ yếu hơn đặc trưng của kiểu talc (với cường độ yếu 
hơn). Điều này chỉ ra rằng các khoáng vật nhóm garnierit tại khu vực Hà Trì tồn tại 
dưới dạng một hỗn hợp với sự pha trộn lẫn nhau của các pha kiểu talc, kiểu 
serpentine và kiểu chlorite (Villanova-de-Benavent et al, 2014). 
Thành phần hóa học của “garnierit” khu vực Hà Trì phân tích bằng phương 
pháp vi dò điện tử (EPMA) được tổng hợp trong bảng 3.8, các kết quả cho thấy hàm 
lượng Ni dao động trong khoảng từ 25,50-40,02%, Mg từ 6,45-19,57%, Fe từ 0.02-
0.91%, Al <0.02%. 
Sử dụng giản đồ phân loại garnierit theo tỉ lệ các thành phần Si-Mg-(Ni+Fe) 
[10] (hình 3.9) cho thấy các mẫu G90.1, G90.2 thuộc loạt talc và tập trung tại 
trường willemseite. Các mẫu G3, G4 thuộc loạt serpentin, trong đó G3 nằm trong 
trường Ni-lizadit, G4 nằm trong trường nepouit. Mẫu G1 thuộc trường mimit trong 
khi mẫu G2 phân bố tại trường nickeloan chlorit. Các kết quả này hoàn toàn phù 
hợp với kết quả phân tích pha khoáng vật bằng XRD, với các khoáng vật nhóm 
garnierit trong khu vực Cao Bằng gồm ba loại chính là kiểu serpentin, kiểu talc và 
kiểu chlorit. 
71 
Hình 3.8. Phổ nhiễu xạ tia X của các khoáng vật nhóm “garnierit” khu vực Hà Trì 
72 
Bảng 3.8. Thành phần hóa học của “garnierit” khu vực Hà Trì, phân tích bằng 
EPMA (%) 
Sample SiO2 Al2O3 Fe2O3 Cr2O3 NiO MgO CaO Total 
G1 22.28 0.02 0.23 0.00 37.13 14.85 0.02 74.53 
G2 24.09 0.02 0.27 0.00 31.61 19.57 0.02 75.58 
G3 25.42 0.02 0.83 0.01 33.64 15.70 0.03 75.65 
G4 30.00 0.01 0.91 0.01 25.50 19.50 0.02 75.94 
G90.1 34.15 0.02 0.11 0.00 37.12 7.37 0.04 78.81 
G90.2 33.24 0.02 0.1 0.00 40.02 6.45 0.04 79.87 
Gar1-a2 37.89 0.01 0.02 0.01 46.06 5.25 0.01 89.25 
P-Green 38.49 0.03 0.12 0.00 49.65 2.27 0.01 90.57 
Ghi chú: Mẫu G1- G90.2 tại khu vực Hà Trì 
 Mẫu Gar1-a2 tại Dominican Republic (Cristina Villanova-de-Benavent., 2014) 
 Mẫu P-Green: New Caledonia (Michel Cathelineau et al., 2015) 
Hình 3.9. Biểu đồ tương quan tỉ lệ Si-Mg-(Ni+Fe) trong “garnierit” tại khu vực Hà 
Trì với các trường phân loại theo Brand et al. 1998 [10] 
73 
Kết quả phân tích cho thấy thành phần của garnierit khu vực Hà Trì đặc 
trưng bởi hàm lượng Ni cao (25,50 - 40,02%), hàm lượng Fe thấp (0,09 - 0,9%) và 
gần như không chứa Al (<0,02%) tương tự garnierit tại khu vực các mỏ nickel nổi 
tiếng trên thế giới như New Caledonia, Dominican Republic và nhiều nơi khác. Đặc 
biệt hàm lượng Ni và Mg có tương quan nghịch đảo rõ nét thể hiện sự thay thế cho 
nhau trong các pha thành tạo (Villanova-de-Benavent et al, 2014; Wei Fua et al, 
2018) (hình 3.10). 
Hình 3.10. Tương quan hàm lượng Ni và Mg trong garnierit khu vực Hà Trì (trên cơ 
sở kết quả phân tích EPMA) 
Tương quan nghịch của Ni và Mg còn được thấy rõ trên các kết quả phân tích 
SEM (ảnh 3.6, hình 3.11), sử dụng detector EDX để xác định thành phần hai điểm 
spot1 và spot2 trên mẫu nickel biểu sinh, các kết quả cho thấy tại điểm spot2 hàm 
lượng Ni: 10.78 % ; Mg : 4.18% ; tại điểm spot1 khi hàm lượng Ni cao hơn nhiều 
lần 30.31% thì hàm lượng Mg lại giảm đi chỉ còn 1.47%. 
74 
Ảnh 3.6. Hình ảnh khoáng vật garnierit khu vực Hà Trì và các điểm xác định thành 
phần bằng SEM-EDX (FEI Quanta 650) 
Element 
Weight 
% 
Atomic 
% 
Net Int. Error % 
C K 4.35 7.83 8.59 23.78 
O K 44.36 59.96 449.59 7.5 
MgK 4.18 7.28 124.32 9.14 
AlK 2.75 2.21 45.72 11.56 
SiK 19.58 15.07 363.4 5.62 
NiK 10.78 7.65 50.03 11.6 
Element Weight % 
Atomic 
% 
Net Int. Error % 
C K 4.46 8.39 11.53 19.56 
O K 44.87 63.33 555.7 7.18 
MgK 1.47 1.36 23.3 18.21 
AlK 2.29 1.92 43.98 12.83 
SiK 16.6 13.34 361.18 5.81