Đồ án Khai thác mỏ sát Thạch Khê công suất 10 triệu tấn/năm

MỞ ĐẦU Để phục vụ cho mục tiêu xây dựng một nước xã hội chủ nghĩa có công nghiệp, nông nghiệp hiện đại, khoa học kỹ thuật tiên tiến và quốc phòng vững mạnh, việc tìm kiếm thăm dò đánh giá trữ lượng các mỏ khoáng sản là nhiệm vụ hàng đầu của ngành địa chất. Trong đó mỏ sắt Thạch Khê được coi là trọng điểm để chuẩn bị cơ sở nguyên liệu cho khu liên hiệp gang thép do chính phủ xây dựng. Mỏ sắt Thạch Khê được phát hiện từ những năm 1960-1962 do công tác đo vẽ từ hàng không toàn miền Bắc tỷ lệ 1:200000. Từ đó đến nay mỏ được tiến hành tìm kiếm thăm dò khá liên tục, nhất là từ năm 1975 đến nay. Đến đầu năm 1980 Hội đồng trữ lượng nhà nước đã phê chuẩn báo cáo thăm dò sơ bộ mỏ sắt Thạch Khê với trữ lượng tính được khoảng 544 tr tấn. Đồng thời đã nêu ra một số tồn tại trong giai đoạn thăm dò sơ bộ. Trên cơ sở đó đã tiến thành thi công phương án thăm dò tỷ mỷ mỏ sắt Thạch Khê với các mục tiêu sau: 1/ Đánh giá lại trữ lượng mỏ. 2/ Các công tác áp dụng trong giai đoạn thăm dò tỷ mỷ là: địa chất, địa chất thủy văn-địa chất công trình, địa vật lý, trắc địa và khoan máy. Trong giới hạn của Đồ Án chỉ nêu phần đánh giá điều kiện địa chất thủy văn và lượng nước chảy vào moong khai thác theo tài liệu của KS Bùi Quang Ngon. Em xin chân thành cảm ơn thầy PSG TS Nguyễn Việt Kỳ đã hướng dẫn và tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án đúng theo những mục tiêu đã đề ra. Do kiến thức còn nhiều hạn chế, không thể tránh khỏi sơ sót, rất mong thầy cô, các bạn thông cảm và góp ý để em rút kinh nghiệm cho các lần báo cáo sau được tốt hơn. Mục Lục Chương 1: Khái niệm về khu vực thăm dò I/ Vị trí địa lý: Mỏ sắt Thạch Khê nằm trong địa phận 3 xã: Thạch Khê, Thạch Hải, Thạch Đỉnh thuộc huyện Thạch Hà – Hà Tĩnh. Tọa độ địa lý: g Thuộc tờ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:100000 mang ký hiệu E48-56. Mở có diện tích nằm ở phía Đông xã Thạch Khê. Mỏ có trữ lượng lớn, mức độ tập trung quặng khá cao nhưng diện tích bề mặt của nó tương đối hẹp. Trong diện tích 65 km2 đã được khoan nông để vẽ sơ đồ 4 địa chất vùng mỏ, phạm vi thăm dò nằm vào giữa diện tích nghiên cứu lập bản đồ và có diện tích 2.6 km2 (chiều dài theo phương Bắc-Nam 3.2 km, chiều rộng theo phương Đông-Tây 0.8km). Hình 1: Mỏ sắc Thạch Khê – Hà Tĩnh II/ Địa hình sông suối, khí hậu: 1/ Địa hình: Mỏ có địa hình tương đối bằng phẳng diện tích cơ bản là bãi cát ven biển có thể chia khu mỏ ra làm 3 dãi phát triển theo phương Tây-Bắc. Dãy phía Đông: Nằm sát ven biển, có chiều rộng khoảng 1km bao gồm các cồn cát tương đối lớn liên tiếp tạo thành một miền địa hình cao ngăn cách khu mỏ với biển. Dãy trung tâm: Bao trùm toàn bộ phần diện tích có quặng, chiều rộng khoảng 1.5km phần lớn là nơi bằng phẳng có độ cao phổ biến từ 6-7m, ở phía Nam có một số cồn cát nhỏ độ cao từ 10-12m. Dãy phía Tây và Tây Bắc: có chiều rộng khoảng 600-700m gồm có các cồn cát nhỏ nhưng nối tiếp nhau, tạo thành một luống hẹp kéo dài đến tận chân đồi Kiều Mộc. Độ cao phổ biến từ 9-12m. Điều đáng lưu ý ở đây là có sự thay đổi địa hình từ từ do gió thổi hàng năm làm cho các cồn cát dịch chuyển châm theo hướng Tây Nam. 2/ Mạng lưới sông-suối-hồ: Trong phạm vi khu mỏ không có suối lớn, đa phần là các suối chảy theo mùa có nguồn cung cấp nước từ các dãy cồn cát. Toàn bộ các suối này được chia là 2 hệ thống: hệ thống chảy về phía Đông đổ trực tiếp ra biển, hệ thống chảy về phía Tây đổ ra sông Thạch Đồng. Duy nhất chỉ có một suối nước chảy quanh năm được bắt nguồn từ núi Nam Giới chạy dọc theo rìa phía Tây khu mỏ. Lưu lương về mùa khô đạt 1-5 l/s mùa mưa thường đạt 30-40 l/s. Phía Tây cách trung tâm khu mỏ 3km có sông Thạch Đồng chạy theo hướng từ Nam đến Bắc và đổ vào Cửa Sót. Trong khu mỏ, ngay trên diện tích có quặng có 2 hồ nước quanh năm: hồ Bắc Tường (ở phía Bắc) sâu trên dưới 1m, lượng nước thường xuyên vào khoảng 95000 m3; hồ Thành Công (ở phía Nam) cũng có độ sâu tương tự và lượng nước vào khoảng 67500m3. 3/ Giao động thủy triều: Mức nước thấp nhất của thủy triều lên: + 1.70m Mức nước thấp nhất khi không có thủy triều: - 1.67m Biên độ: lớn nhất 2.60m, nhỏ nhất 0.14m, trung bình 1.56m d/ Khí hậu: Khu mỏ có khí hậu nhiệt đới vùng ven biển, hàng năm có 2 mùa rõ rệt: Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau. Lượng nước mưa: tháng mưa lớn nhất là tháng 9 và tháng 10; tháng mưa ít nhất là khoảng tháng 6 , tháng 7 (thường không thể hiện rõ quy luật). Nhiệt độ: thể hiện rõ rệt 4 mùa nhiệt độ vào mùa xuân và mùa thu dao động từ 16-280C, mùa đông có thể xuống đến 50C, mùa hè phổ biến từ 28-310C. III/ Tình hình dân cư - kinh tế - văn hóa: a/ Dân cư: Tổng số dân toàn tỉnh tính đến 2008 là 1.3tr người với lực lượng sản xuất nông nghiệp là chủ yếu, thứ yếu là lực làm nghề biển như đánh cá, là muối và một phần là lực lượng công nhân. b/ Kinh tế: Cơ cấu kinh tế Nông, lâm nghiệp, thuỷ sản: 42,5% Công nghiệp, xây dựng: 21,5% Dịch vụ: 36% GDP/người: 4.579.000 VND/năm (2005) Tốc độ tăng trưởng GDP: trung bình 8% trong 5 năm (2000-2005) IV/ Giao thông vận tải: a/ Đường ô tô: Quốc lộ 1A nối liền Hà Nội với thành phố Vinh và Tp.HCM đi qua thị xã Hà Tĩnh. Tỉnh đã phối hợp với Bộ GTVT chuẩn bị khởi công xây dựng cầu cảng 2 tại cảng Vũng áng. Đồng thời, triển khai thêm nhiều tuyến đường xuống khu mỏ, cảng và khu công nghiệp. Ngoài ra, chúng tôi cũng đang đẩy nhanh tiến độ thi công tuyến đường 12, nối liền cảng Vũng Áng với cửa khẩu Cha Lo (Lào) và khu vực Đông Bắc Thái Lan, nhằm tăng năng lực vận chuyển hàng hoá cho khu vực này. Các hạng mục khác về cơ sở hạ tầng cũng sẽ được triển khai nhằm sớm đưa thị xã Hà Tĩnh trở thành đô thị loại 3. b/ Đường thủy: Phía Tây Bắc mỏ có cửa Sót khoảng cách giữa cửa Sót đến mỏ gần nhất là 3km, từ đó đi ra biển dài them 4km. Cửa Sót có chiều sâu lớn và chiều rộng 1-2km (thay đổi do thủy triều) tàu thuyền có trọng tải lớn đi lại thuận lợi. c/ Đường sắt: Đường sắt thống nhất nối liền từ thủ đô Hà Nội đến Tp.HCM nằm ở phía Tây vùng mỏ, cách vùng mỏ 34km theo đường chim bay. Nếu mở thêm đường sắt nối với mỏ có thể bắt đầu từ ngã ba Hương Châu đi dọc theo đường ô tô về thị xã Hà Tĩnh, chiều dài đường sắt này dài 45km trởi lại. Diện tích mặt đường chủ yếu đi trên vùng ruộng lúa, có khoảng 10km đi trên đồng cỏ và rừng trồng cây ở phần đầu cuối phía Tây đoạn đường. V/ Lịch sử nghiên cứu địa chất vùng mỏ. Vùng mỏ từ trước đến nay đã được nhiều nhà địa chất trong và ngoài nước lưu tâm tới. Vùng mỏ đã được các nhà địa chất Pháp: Deprat, Colani, Lartenois, Fromaget đề cập tới trong tờ bản đồ địa chất Đông Dương tỷ lệ 1:2500000, nhất là các vết lộ Nam Giới, Kiều Mộc. Nhưng cũng chỉ xác định được tuổi của các đá granite và các đá lân cận trong vùng mà thôi. Sau đó, khi hòa bình lập lại, vùng mỏ lại được đoàn địa chất 20 với các chuyên gia Liên Xô do DDoyjjtxov A.E làm trưởng đoàn tiến hành lập bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1:500000, trong đó vùng mỏ cũng là một khu vực được đề cập đến. Trong những năm 1960-1963 trong công tác lập bản đồ từ hàng không của đoàn 35, dị thường từ Thạch Khê đã được phát hiện khi máy bay bay qua vùng trời Thạch Khê ở cao độ 300m. Từ đó công tác nghiên cứu vùng mỏ được tiến hành chi tiết dần theo thời gian và mức độ. Tiếp đó đoàn địa chất 8 (nay là đoàn 402) tiến hành kiểm tra bản chất vật thể gây ra dị thường bằng công tác khoan, và đã phát hiện được thân quặng manhetit Thạch Khê. Để khảo sát chi tiết, năm 1963-1964 đoàn 8 đã tiến hành lập bản đồ đẳng từ tỷ lệ 1:10000 trên diện tích 80km2. Từ năm 1965-1969 công tác nghiên cứu địa chất vùng mỏ bị ngừng trệ do chiến tranh phá hoại của đế quốc Mỹ. Tháng 7-1969 đến 12-1969 đoàn 8 đã tiến hành thành lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1:25000 bằng khoan nông trên diện tích 65km2. Từ tháng 9-1971 đến cuối năm 1974 mỏ được tiến hành tìm kiếm tỷ mỉ bằng khoan máy và đánh giá trữ lượng quặng ở cấp C2. Từ năm 1975 đến cuối 1978 mỏ được thăm dò sơ bộ đánh giá trữ lượng quặng cấp C1 + C2. Từ đầu 1979 đến cuối 1980 thi công khối lượng bổ sung cho giai đoạn thăm dò sơ bộ, cuối 1980 đến 1981 lập báo cáo thăm dò sơ bộ. Từ năm 1981 đến tháng 6-1984 tiến hành công tác thăm dò tỷ mỷ, từ tháng 8-1984 đến 12-1984 lập báo cáo thăm dò tỷ mỷ. Mỏ sắt Thạch Khê là một mỏ có quy mô trữ lượng lớn, cấu trúc địa chất phức tạp, đã thu hút nhiều sự quan tâm của các nhà địa chất Việt Nam. Có một số đề tài chuyên khảo về nguồn gốc thành tạo, về triển vọng quặng được cống bố của nhưng tác giả: Đặng Trung Ngân, Vũ Đức Kha, Nguyễn Ngọc Liên.. VI/ Sơ lược về đặc điểm tìm kiếm, thăm dò địa chất trong các thời kỳ. Vùng mỏ bị phủ bằng trầm tích đệ tứ, nên việc nghiên cứu thân quặng gặp rất nhiều khó khăn. Do đặc điểm là một mỏ mù nên trong công tác tìm kiếm thăm dò đã để lại những tồn tại đáng tiếc, lẽ ra trong giai đoạn tìm kiếm tỷ mỷ, phái xác định được sơ bộ cấu tạo thân quặng để làm cơ sở cho việc thiết kế mạng lưới nâng cấp cho giai đoạn sau, nhưng không làm được nên công tác thăm dò tỷ mỷ đã để lại: + Một số lỗ khoan có độ sâu không cần thiết + Một số lỗ khoan không khống chế được thân quặng + Cấu tạo thân quặng thay đổi khác với dự kiến của phương ánDo nằm gần biển nên từ đầu những người làm công tác thăm dò đã chú ý tới việc nghiên cứu địa chất thủy văn - địa chất công trình. Trong giai đoạn kiểm tra dị thường địa vật lý đã tiến hành khoan bơm 4 lỗ khoan, trong giai đoạn tìm kiếm tỷ mỷ đã tiến hành 3 lỗ khoan bơm, trong giai đoạn thăm dò sơ bộ tiến hành 43 lỗ khoan đơn và các lỗ khoan bơm chum. Trong giai đoạn thăm dò tỷ mỷ đã tiến hành 20 lỗ khoan bơm và 13 chùm lỗ khoan bơm chum, trong đó có một số lỗ khoan bơm đường kính lớn nhằm hạ thấp mực nước trong mỏ để tìm quan hệ thủy lực giữa nước biển và nước ngầm trong mỏ. Từ tháng 10-1980 theo góp ý của các chuyên gia Liên Xô, ở mỏ trong giai đoạn thăm dò tỷ mỷ đã tiến hành thành lập bản đồ địa chất vùng bằng khoan máy nhằm chính xác hóa cấu trúc thân quặng, ranh giới địa tầng, phát hiện các khoáng sản trong đá vây quanh, tầng phủ xác định bãi thải, đặc biệt kiểm tra các dị thường từ và dị thường trọng lực Nam Khê. Những yêu cầu của công tác này không đạt được mỉ mãn vì các dị thường trọng lực Nam Khê không kiểm tra được trọn vẹn vì lỗ khoan 561 thiết kế 1200m để kiểm tra dị thường từ mà chỉ khoan được 1007m vì địa tầng quá phức tạp không thể tiếp tục khoan được. Chương 2: Cấu trúc địa chất vùng. Về cấu trúc địa chất vùng từ trước đến nay đã có nhiều tài liệu được đề cập đến. Bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1:500000 của DDoyjjikov A.E (1965), bản đồ địa chất Việt Nam phần miền Bắc tỷ lệ 1:1000000 của Trần Văn Trị. Bản đồ địa chất Việt Nam tờ Kỳ Anh – Hà Tĩnh tỷ lệ 1:200000 của Trần Tính (1982), những bản đồ tìm kiếm tỷ lệ 1:25000 của Trần Xuân Ba (1971), bản đồ địa chất vùng mỏ tỷ lệ 1:25000 của Bùi Quang Ngôn.. I/ Địa tầng. Tập hợp tài liệu lỗ khoan trong các giai đoạn tìm kiếm, thăm dò, sử dụng kết quả phân tích hóa đá động vật, thực vật, bào tử phấn hoa, so sánh thành phần thạch học với địa chất khu vực, tại vùng mỏ đã xác định được một thang địa tầng gồm: GIỚI PALEOZOI (PZ) – Hệ Devon thống dưới – thống giữa (D1-2) Tầng Thạch Khê (D1-2tk) Các đá trầm tích Devon tập trung ở phía Bắc – Tây Bắc vùng mỏ, lộ ra dưới lớp phủ có dạng một nếp lồi không hoàn chỉnh, nằm trong cánh nâng của đứt gãy cổ có phương á kinh tuyến. Đá của tầng gồm trầm tích lục nguyên: cát kết, bột kết xen kẽ đá phiến sét, phiến silio, đá phiến sét vôi, đá vôi phân lớp mỏng, sọc dải phần trên gặp những thấu kính đá vôi khá dày. Do nằm trong khu vực có hoạt động kiến tạo mạnh mẽ, đặc biệt do sự xuyên lên của khối granit Kiều Mộc, Nam Giới và quá trình tạo quặng manhetit Thạch Khê đá của tầng bị uốn lượn, vỏ nhàu mạnh, hầu hết bị sừng hóa, hoa hóa và quaczit hóa, góc dốc thay đổi từ 45-500 đến 75-800. Phương của đá không được xác định chính xác, nhưng theo mô hình cấu trúc chung của vùng mỏ và so sánh với tài liệu địa chất khu vực có thể kéo dài theo Đông Bắc – Tây Nam, cắm về Nam – Đông Nam. Đá của tầng có màu xám sẫm, xám đen đến đen, thành phần đá rất phức tạp. Tuổi của tầng xác định bằng hóa đá bắt gặp ở lỗ khoan 43, tại độ sâu 137m, được Dương Xuân Hảo xác định có tuổi Devon dưới – giữa. Trên cơ sở đó tạm thời thiết lập tầng Thạch Khê (D1-2tk). Chiều dày của tầng ở vùng mỏ chưa khống chế được, theo tài liệu địa chất khu vực có thể lớn hơn 1000m. HỆ CACBON – Thống dưới (C1) Đây là phân vị địa tầng được thiết lập trên cơ sở tài liệu trực tiếp chưa có xác định chắc chắn bằng hóa đá động vật. Đá của tầng phân bố ở phía Bắc vùng mỏ và nằm về phía Đông đứt gãy có phương á kinh tuyến. Từ dưới lên tầng gần đá phiến sét, phiến silic xen kẽ đá vôi màu xám phân lớp mỏng đến vừa. Do ảnh hưởng của sự xuyên lên của granit Kiều Mộc, Nam Giới và tạo quặng manhetit Thạch Khê trầm tích C1 bị biến chất mạnh thành đá sừng, đá hoa. Tuổi của tầng chứa chưa được xác định chắc chắn vì thiếu hóa đá, nhưng trên các mặt cắt địa chất chúng có quan hệ, chỉnh hợp với trầm tích cacbonat thuần khiết cấu tạo khối có tuổi xác định là C2-P1 nằm trực tiếp trên chúng. Chiều dày của tầng lớn hơn 300m.Trầm tích cacbonat hệ cacbon thống giữa-pecmi thống dưới (C2-P1) làm thành một đáy uốn lượn dạng vòng, bắt đầu từ Đông Nam vùng mỏ kéo dài dọc theo bờ biển lên phía Bắc, đến tuyến XC thì ngoặc lại và chui xuống dưới trầm tích lục nguyên tuổi T giả định, làm thành một cấu trúc lõm không hoàn chỉnh nghiêng về phía Tây. Tầng bao gồm: các loại đá vôi, đá vô dolomite bị hoa hóa khá đồng nhất, có màu xám sáng, xám phớt hồng, kiến trúc hạt nhỏ đến vừa, trong một số ít lỗ khoan gặp loạt hạt lớn. Đá cấu tạo khối, phân lớp dày, thành phần tương đối đồng nhất và chủ yếu là canxit. Phần tiếp xúc với thân quặng manhetit hoặc với xâm nhập granit đá bị hoa hóa mạnh, phương của đá có thể kéo dài theo Tây Bắc-Đông Nam cắm về phía Nam với gốc dốc 45-550. Trong vùng mỏ chiều dày của tầng chưa khống chế đầy đủ, chiều dày của tầng khoảng lớn hơn 400m. Tuổi của tầng xác định được bằng hóa đá. GIỚI MEZOZOI (MZ). Trầm tích xếp giả định vào hệ Trias thống giữa-thống trên (T2-3) tập trung ở phần Nam vùng mỏ, lộ ra dưới lớp phủ bở rời bắt đầu từ tuyến LXXX trở xuống và nằm gọn trong nếp lõm Nam Thạch Khê, ở Đông Nam bị chia cắt bởi khối nâng C2-P1. Tầng gồm cát kết, cột kết, xen kẽ đá phiến sét, phiến silic trong một vài lỗ khoan xuất hiện những trầm tích mỏng đá vôi silic, sạn kết. Đá có cấu tạo phân lớp mỏng, phân lớp thay đổi từ 250 đến 450, trong một số lỗ khoan có khi đạt tới giá trị lớn hơn. Phương của đá không xác định được chắc chắn, nhưng dựa vào mặt tiếp xúc của đá tầng này với C2-P1 cho phép đoán thế nằm của các trầm tích này theo phương Tây Bắc-Đông Nam cắm về phía Tây-Tây Nam. Do ảnh hưởng của hoạt động kiến tạo, của sự xuyên lên của khối granit và của sự tạo quặng, đá của tầng bị biến chất nhiệt gây sự sừng hóa mạnh mẽ. Về tuổi của tầng, hiện nay chưa có tài liệu để xác định một cách đáng tin cậy. Hệ Jura không phân chia. Trầm tích Jura không phân chia phân bố ở phía Tây Nam vùng mỏ, làm thành một dãy kéo dài theo Tây Bắc-Đông Nam (gần như Bắc-Nam) cắm về Tây Nam dốc 45-550. Trong vùng mỏ không có một điểm lộ nào là của hệ Jura. Đá của tầng này phủ trái khớp góc lên tất cả các trầm tích cố hơn nó và phủ lên khối granit trong vùng. Chúng gồm cuội kết, dăm kết, sạn kết, bột kết và sét kết màu nâu tím, nâu đỏ. Thành phần cuội sạn rất phức tạp gồm các mảnh đá tuổi cổ hơn. Cát kết, bột kết, sét kết có cấu tạo phân lớp mỏng và trung bình. Thành phần chính là thạch anh, ít fenpat, xi măng gắn kết là cacbonat. Chiều dày của tầng ở vùng mỏ chưa khống chế được và đạt khoảng trên 500m. GIỚI KAINOZOI (KZ) Trầm tích Neogen phủ trái khớp lên tất cả những đá tuổi cổ và gặp trên toàn diện tích vùng mỏ. Trên cơ sở tài liệu địa chất ở các lỗ khoan có thể phân chia làm 2 phần: Phần dưới gồm: cuội cơ sở, quặng deluvi, cát sạn kết đa khoáng, bột kết, sét kết, trầm tích proluvi màu sắc loang lỗ nâu đỏ xen vàng nhạt, xám phớt lục kẹp những thấu kính sét than, than nâu chất lượng thấp. Đá có cấu tạo phân lớp mỏng, vừa, nằm ngang. Phần hạt thô có mức độ gắn kết yếu. Trong phần hạt mịn các phức hệ bào tử: lygodium sp, polypodiacac gen SP.. với những phấn hoa của thực vật hạt trần pinus sp, poda-carpus sp..hạt kín: querous sp, quercus,.. So sánh với các vùng lân cận xếp chúng tương ứng với Miocen sớm. Phần trên gồm cuội, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết, mềm bở, kẹp những thấu kính sét than màu sắc đa dạng: xám, xám sáng, vàng nhạt, vàng sẫm. Đá phân lớp mỏng, nằm ngang. Căn cứ vào các hóa thạch còn sót lại có thể xếp chúng vào Pliocen. Chiều dày của tầng đạt đến 197m. Hệ thứ tư (Q) Trầm tích hệ thứ tư phủ trái khớp lên trầm tích tuổi cô hơn và khối granit. Chúng phân bố trên toàn bộ diện tích vùng mỏ. Đất đá của tầng gồm chủ yếu cát thạch anh lẫn nhưng khoáng vật nặng inmenit, ziricon, xiderit.. với những mảnh vỡ có nguồn gốc biển và gió. Trên các mặt cắt địa chất thấy rõ giữa tầng thường kẹp những thấu kính sét cát, cát sét kéo dài, chiều dày 1-2 đến 10-15m. Chiều dày của tầng đạt đến 40m. II/ Macma Đá macma chiếm một diện tích khá rộng ở phía Tây, Tây Bắc vùng mỏ, làm thành một dãy kéo dài theo phương gần như Bắc Nam phía Bắc khối mở rộng, về phía Nam thu hẹp lại và gần như chìm sâu, phần lộ ra trên mặt tạo khối Nam Giới và Kiều Mộc ngăn cách nhau bằng đứt gãy (III6). Trên các mặt cắt địa chất thấy rõ khối macma xuyên lên nghiêng về phía Đông và làm biến chất tất cả các trầm tích lục nguyên, trầm tích cacbonat có tuổi D1-2, C1, C2P1, và T2-3. Ngoài ra trong một số lỗ khoan, gặp các đá mạch màu xám sáng, hạt nhỏ. Thành phần khoáng vật và đặc điểm thạch học của các loại đá đã được mô tả chi tiết. Thành phần hóa học granit thấy rõ đá granit vùng mỏ bao gồm loại trung tính, bão hòa nhôm và bão hòa kiềm. Tuổi của granit vùng mỏ được thiết lập dựa trên cơ sở với tuổi tuyệt đối núi ông khoảng 186 triệu năm tương ứng với Trias muộn, tuy nhiên không loại trừ trường hợp thuộc tuổi cổ hơn. III/ Kiến tạo Vùng mỏ được phủ bởi trầm tích hệ thứ tư và Neogen nên việc nghiên cứu kiến tạo chỉ dựa vào tài liệu địa chất lỗ khoan tài liệu địa vật lý và những tài liệu địa chất khu vực đã có. Những tài liệu địa chất trước đây cho thấy vùng mỏ sắt Thạch Khê nằm trên cánh Đông của phức hệ nếp lồi Trường Sơn và là phần Đông Nam của phức hệ nếp lõm sông Cả thuộc miền uốn nếp Đông Dương, trên đó phủ các trầm tích của võng chồng Sầm Nưa. Phân tích tài liệu địa chất hàng trăm lỗ khoan thấy rõ đặc điểm địa chất vùng mỏ mang những nét đặc thù riêng của những khái niệm trên. Vì ở đây xây dựng được một mặt cắt tương đối hoàn chỉnh từ Devon đến Kainozoi. Trên cơ sở tài liệu địa tầng xây dựng được, có thể phân vùng mỏ thành 3 tầng kiến trúc khác nhau về thành phần đất đá, mức độ biến chất cũng như biến dị và thể hiện lịch sử phát triển địa chất của vùng mỏ. + Tầng kiến trúc Paleozoi: Bao gồm các trầm tích lục nguyên, silic, cacbonat có tuổi từ D1-2 đến C2P1. Tầng kiến trúc này chia làm 2 phụ tầng: Phụ tầng kiến trúc dưới: bao gồm các trầm tích lục nguyên silic xen kẽ trầm tích cacbonat tuổi D1-2 Phụ tầng kiến trúc trên: bao gồm trầm tích cacbonat xen trầm tích lục nguyên tuổi C1 và trầm tích cacbonat đơn thuần C2P1 nằm chồng trái lớn lên các đá phụ tầng kiến trúc dưới. + Tầng kiến trúc Mezozoi: bao gồm trầm tích lục nguyên có tuổi giả định T2-3 và trầm tích lục nguyên màu đỏ tuổi J. Tầng kiến trúc này phân thành 2 phụ tầng: Phụ tầng kiến trúc dưới: bao gồm các trầm tích lục nguyên màu xám, xám sẫm phân lớp có tuổi giả định T2-3 Phụ tầng kiến trúc trên: bao gồm các trầm tích màu đỏ tím tuổi J phủ trái khớp lên tất cả những trầm tích có tuổi cổ sinh và thành tạo macma. + Tầng kiến trục Kainozoi: bao gồm các trầm tích trẻ hệ Neogen và hệ thứ tư, có nguồn gốc đầm hồ, lòng sông, bãi bồi, biển và gió. Đất của tầng nhìn chung mềm bở, gắn kết yếu cắm thoải và gần như nằm ngang phủ trái khớp lên các trầm tích cổ và thân quặng manhetit Thạch Khê. Trên mỏ sắt Thạch Khê nhìn trên bản đồ địa chất 1:5000 thể hiện rõ sự phức tạp của chế độ kiến tạo ở đây. Trên phần phía Bắc, Tây-Bắc quan sát thấy cấu trúc của một nếp lồi