C1 modau 1 p ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

• Nghiên cứu Trái đất như chúng ta thấy hiện nay, lịch sử của Trái đất và sự tiến hóa của nó trong điều kiện hiện nay.. *ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU • Trái đất, thế giới vô cơ và hữu

ĐỊA CHẤT CƠ SỞ

(PHYSICAL GEOLOGY)

[1] Bộ môn Địa chất Cơ sở & Môi trường – Đại học Bách khoa, Địa chất Cơ sở (giáo trình)

biên dịch từ Physical Geology của Judson, Karffman - 1990, tái bản lần 4 - Đại học quốc gia

Tp HCM, 2002

[2] Võ Năng Lạc, Địa chất đại cương, NXB Giao thông vận tải, 2002

[3] Tống Duy Thanh, Địa chất cơ sở, NXB ÐHQG Hà Nội, 2010

[4] Earth: portrait of a planet Stephen Marshak Stephen Marshak,W.W Norton and Company,

Inc Fourth edition

[5] Stephen A Nelson , Physical Geology, Tulane University,2012

• 1 Vai trò của địa chất học (*)

• 2 Thành phần vật chất và các quá trình của

Trái đất

• 2.1 Quá trình địa chất ngoại sinh

• 2.2 Qua trình địa chất nội sinh

• 3 Nguyên lý đồng nhất- hiện tại luận

• 4 Năng lượng Trái đất

• 5 Sự di chuyển nhiệt của Trái đất

• 6 Địa nhiệt

• 7 Cấu trúc Trái đất (*)

• 7.1 Cấu trúc bên trong

• 7.2 Hình thái bề mặt Trái đất

• 8 Kiến tạo mảng (*)

1 Vai trò địa chất học

• Khoa học về Trái đất, nghiên cứu về các quá trình trên bề mặt của Trái đất, đáy đại dương và cấu trúc bên trong của Trái đất

• Nghiên cứu Trái đất như chúng ta thấy

hiện nay, lịch sử của Trái đất và sự tiến

hóa của nó trong điều kiện hiện nay

(*)ĐỊA CHẤT HỌC

(*)ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

• Trái đất, thế giới vô cơ và hữu

cơ cùng các quá trình tự nhiên

đã và đang xảy ra + Các thiên thể trong Hệ mặt trời.

• Thạch quyển =Vỏ Trái đất

và phần trên của Manti trên

• Địa chất cơ sở: phần nhập môn, khái quát để hiểu biết về địa chất học, giới thiệu những lý

luận chung, những khái niệm cơ

(*)Địa chất học và các khoa học khác

•Địa chất kinh tế

•Địa chất thủy văn

•Địa chất công trình

(*)Các khoa học Đia chất

• Khoáng vật học là khoa học về các đơn chất và hợp chất cĩ trong tự nhiên gọi là khoáng vật

• Thạch học nghiên cứu về các loại đá hợp thành vỏ Trái Đất

• Địa hoá học nghiên cứu thành phần hoá học của Trái Đất

mà trước hết là của thạch quyển quy luật phân bớ và đặc

tính di chuyển của chúng trong thạch quyển

• Địa chất khoáng sản nghiên cứu thành phần và quy luật

sinh thành, quy luật phân bớ của khoáng sản

1 Nhóm nghiên cứu thành phần vật chất của Trái đất

• Địa tầng học nghiên cứu và xác định quy luật và

lịch sử hình thành các tầng đá của vỏ Trái Đất nhờ

đó mà chúng ta xác định được tuổi

• Kiến tạo học lại là khoa học nghiên cứu về lịch

sử, quy luật hoạt động và cấu trúc của vỏ Trái

(*)3 Nhóm địa chất ứng dụng

• Địa vật lý ứng dụng các tri thức các thành tựu của Vật lý học để nghiên cứu về Trái Đất

• Địa chất thuỷ văn - nghiên cứu về thành phần và quy luật phân bớ nước ngầm

• Địa chất cơng trình là mợt khoa học địa chất ứng dụng mà khơng cĩ nĩ các cơng trình xây dựng như các đập thuỷ

điện, các cơng trình xây dựng cơng nghiệp, văn hoá, giao thơng vận tải sẽ khơng đảm bảo được sự an tồn

• Địa chất Đệ Tứ nghiên cứu các quá trình địa chất và

hậu quả của chúng trong giai đoạn trẻ nhất của lịch sử

• Địa chất biển nghiên cứu của nĩ là các hoạt đợng địa

chất và hệ quả của chúng ở các đại dương trước hết là ở đáy đại dương và thềm lục địa

2 Vật chất Trái đất & các quá trình địa

chất

• Nguyên tố, khoáng vật, đá

• Quá trình địa chất xảy ra chậm

• Quá trình địa chất xảy ra đột ngột,

nhanh chóng

Quá trình địa chất

• Quá trình địa chất nội sinh: năng lượng bên trong Trái đất

• Quá trình địa chất ngoại sinh: năng lượng Mặt trời và trọng lực:

(*)3.Phương pháp nghiên cứu

• Nghiên cứu ngoài trời.

• Đối tượng nghiên cứu chiếm

khoảng không gian sâu rộng.

• Thời gian diễn biến có thể rất

dài

• hoặc rất ngắn.

• Môi trường của các quá trình địa chất phức tạp.

• P/p nghiên cứu ngoài thực địa.

• P/p nghiên cứu trong phòng.

(*)Thuyết đờng nhất (Uniformitarianism)

- Các quá trình tự nhiên đang xảy

ra trên bề mặt trái đất ngày

nay cũng đã từng xảy ra trong

quá khứ- quy luật của tự nhiên là không thay đổi.

-Các quá trình địa chất thay đổi từ từ, đồng biến

-P/p“Hiện tại luận” : Hiện tại là

của quá khứ.

Thuyết tai biến

Các quá trình địa chất thay đổi

đột ngột

P/p đối sánh địa chất

- Năng lượng bức xạ MT

- Năng lượng nguyên tử: năng lượng được lưu trữ hay giải phóng trong các kết hợp

nguyên tử (nguồn năng lượng chủ yếu bên trong Trái đất)

5 Sự trao đổi nhiệt

• Cơ chế trao đổi nhiệt:

- Dẫn nhiệt: từ nhiệt độ cao (rung động nhanh) đến nhiệt độ thấp (rung động chậm hơn) trong Vỏ Trái đất.

- Đối lưu: nhiệt di chuyển cùng với vật chất (trong manti và khí quyển)

- Bức xạ

6 Địa nhiệt (geothermal)

- Địa nhiệt tăng theo độ sâu.

-Gần mặt đất nhiệt độ tăng từ

15 to 35oC/ km

- Tâm Trái đất: khoảng 45000 C

(*)7 Trái đất và nguồn gốc TĐ

Hội nghị trắc địa thế giới lần thứ XVI (IUGG) ở Grenoble,

1975, xác định a = 6.378,140km  5m; b = 6356,779

km và d = 1/298,275 (a: bán kính ở xích đạo, b: bán kính ở cực)

Trái đất có dạng elipsoid (do tác dụng của lực hấp dẫn

bị ép theo phương trục quay

Độ dẹt d của trái đất

d

Bán kính xích đạo (a):

Diện tích trên mặt:

5,1007x10km Thể tích (V):

1,0832x1012km2 Trọng khối (M):

(5,942+0,0006) x1012 kg

Cấu trúc bên trong Trái đất

Mật độ, nhiệt độ và áp suất tăng theo độ sâu

Theo thành phần gồm các lớp:

- Vỏ trái đất co bề dày thay đổi: lục địa 10 - 50 km

Đại dương 8 - 10 km

-Manti: 3488 km, cấu tạo bởi peridotite

- Nhân: 2883 km, cấu tạo bởi Iron (Fe) và Nickel (Ni)

Theo tính chất vật lý:

-Thạch quyển (lithosphere) dày khoảng 100 km (dưới lục địa sâu hơn)

- Quyển mềm (Asthenosphere) sâu từ 250 km đến 350

km, đá rắn nhưng mềm và dễ chảy

- Man ti trong dày khoảng 2500 km, đá rắn nhưng vẫn

có khả năng chảy

- Nhân ngoài dày 2250 km, gồm Fe và Ni,  lỏng

A S đ v trí các quy nơ ồ ị ể B S đ v trí quy n m m và ơ ồ ị ể ề

Th ch quy nạ ể

Căn cứ các tài liệu địa vật lý chia ra 2 kiểu

chính: vỏ lục địa, vỏ đại dương và 2 kiểu phụ: vỏ á lục địa và vỏ á đại dương.

Vỏ lục địa (continental crust) có bề dày không đều

Ở vùng nền (vùng ổn định) có bề dày 35 – 40 km

Vùng tạo núi trẻ có bề dày 55 – 70 km

Vùng núi Hymalaya, Andes có bề dày 70 – 75 km

Từ trên xuống gồm:

-Lớp 1: trầm tích dày vài km, Vp= 3,5, d= 2- 2,5

-Lớp 2: dày từ 20- 70km, phần trên là lớp granit (Vp= 5,6, d= 2,7) và dưới là basalt được ngăn cách bằng -

Vỏ đại dương

Nằm dưới tầng nước biển và từ trên xuống dưới gồm:

-Lớp trầm tích có bề dày từ 0m (ở vùng

SNGĐD) đến vài km (ở gần lục địa), trung bình 300m, Vp=2, d=1,93- 2,3

Lớp móng basalt: chủ yếu là basalt, dày

khoảng 2,5km, Vp= 4-6, d=2,55

Lớp đại dương, gồm serpentin, được hình

thành do quá trình hydrat hóa của phần trên của

S đ c u trúc V Trái đ t ơ ồ ấ ỏ ấ

Địa hình Trái

- Chuyển động kiến tạo (tectonics): dịch chuyển cơ học và biến dạng của Vỏ Trái đất, có liên quan đến thuyết trôi dạt lục địa

- Mảng (plate): các mảng Vỏ Trái đất dày khoảng 100km, dịch chuyển trên quyển mềm

8 Kiến tạo mảng (plate tectonic)

Ranh giới các mảng

- Ranh giới phân kỳ (divergent boundary)

- Ranh giới hội tụ (convergent boundary)

Hút chìm

Va mảng (Continental Collisions)

Mảng Ấn độ - mảng Âu Á hình thành dãy

Himalaya

- Ranh giới biến dạng (Transform Boundary)

Đứt gãy San Andreas

Gồm 9 hành tinh, khoảng

64 vệ tinh, hàng ngàn

hành tinh nhỏ, hàng triệu thiên thạch và hàng tỷ

sao chổi

Tất cả quay xung quanh

Mặt trời, tạo thành một hệ thống có đường kính có thể lớn hơn

HỆ MẶT TRỜI (TRƯỚC 8/2006)

• Các nhà thiên văn Mỹ đã phát hiện thiên thể mang tên 2003-UB313 là hành tinh thứ 10 của Hệ Mặt trời.

• Khoảng cách từ hành tinh đến Mặt trời xa gấp 3 lần khoảng cách từ Mặt trời đến hành tinh thứ 9 là Diêm Vương

• Lớn hơn Diêm Vương, được cấu tạo bởi đá và băng, được nhìn thấy đầu tiên vào ngày 21-10-2003, sau đó mất tích và ngày 8-01-2005 xuất hiện lại và được xác nhận là một hành tinh ngày 29-7-2005

Công bố gây chấn động thế giới: Hệ Mặt trời

chỉ còn 8 hành tinh

• Sau 12 ngày thảo luận sôi nổi, hôm 24-8-2006, tại cuộc họp lịch sử diễn ra ở thủ đô Prague (Cộng hòa Czech), khoảng 2.500 nhà khoa học tham gia cuộc hội thảo của Hiệp hội Thiên văn học quốc tế đã bỏ phiếu thông qua “định nghĩa về hành tinh” Từ đây, hệ Mặt trời chỉ còn lại 8 hành tinh thay vì 9 như cả thế giới đã từng biết, sau khi danh hiệu “hành tinh” của sao Diêm Vương bị tước bỏ

Hệ Mặt trời sau "định nghĩa về hành tinh" -

Ảnh: BBC

Chiếu theo tiêu chuẩn mới, con người phải chào tạm biệt sao Diêm Vương như một hành tinh vì quĩ đạo hình êlip dẹt của nó cắt quĩ đạo của sao Hải Vương Từ nay, thiên thể nhỏ bé

và rất xa xôi này sẽ bị “xuống hạng” và được gọi là “tiểu hành tinh” (dwarf planet).

• Định nghĩa về hành tinh: hành tinh là một thiên thể bay trong quĩ đạo quanh Mặt trời, với trọng lượng đủ lớn để tạo ra lực hấp dẫn

và quĩ đạo của nó phải tách bạch với các vật thể khác

Định nghĩa trên cũng “chiếu mệnh” cho các thiên thể như Charon, Ceres và 2003 UB313 được phát hiện gần đây và chúng cũng sẽ được gọi là tiểu hành tinh

Trước đây, thiên thể Charon được xem là một mặt trăng của sao Diêm Vương, nhưng xét về kích cỡ thì một số chuyên gia coi nó là hành tinh song sinh.

Được xem là một thiên thạch, Ceres là vật thể lớn nhất trong vành đai giữa sao Hỏa và sao Thổ, và có hình cầu giống như một hành tinh.

Hệ Mặt trời hiện nay

Hành tinh Hành tinh Hành tinh Hành tinh