Giáo trình địa chất đại cương và địa chất lịch sử phùng ngọc đĩnh, lương hồng hược

cấu trúc địa chất, các quá trình địa chất, thuyết địa kiến tạo, cơ sở cổ sinh vật, các mốc chính trong lịch sử phát triển vỏ Trái Đất nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho sinh viên học tiếp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

DỰ ẤN ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN THCS

LOAN No 1718 - VIE (SF) PHUNG NGOC DINH - LUONG HONG HUGG

DIA CHẤT ĐẠI CƯƠNG

a7

Cee PHUNG NGỌC ĐĨNH - LƯƠNG HONG HƯỢC

Cáo trình

ĐỊA CHẤT ĐẠICƯƠNG

VA DIA CHAT LICH SU

(Giáo trình Cao đẳng Sư phạm)

[Dal AL HOC a DUC

(TRINGTảM (.THÔNGTIN THƯVIỆN

LỜI MỞ ĐẦU

Giáo trình Địa chát đại cương và Địa chát lịch sử là hai học phần

cơ sở giảng dạy cho sinh viên địa lí các trường Cao đẳng Sư phạm

Giáo trình cung cấp những kiến thức cơ bản về cấu tạo Trái Đất,

khoáng vật và đá cấu trúc địa chất, các quá trình địa chất, thuyết địa kiến tạo, cơ sở cổ sinh vật, các mốc chính trong lịch sử phát triển vỏ Trái Đất nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho sinh viên học tiếp các học

phần khác của khoa học Địa lí Cấu trúc giáo trình gồm hai phần chính:

Phần A: Địa chát dại cương do Phùng Ngọc Đĩnh biên soạn

Phần B: Địa chất lịch sử do Lương Hồng Hược biên soạn

Trong mỗi phần ngoài những kiến thức cơ bản còn có các câu hỏi

ôn tập, bài tập thực hành trên lớp nhằm củng cố và mở rộng kiến thức

Để phục vụ cho hai chương trình đào tạo giáo viên THCS, chúng tôi dành một chương để trình bày những nội dung về giảng dạy cho mỗi chương trình và vận dụng kiến thức trong giáo trình để giảng dạy

ở nhà trường phổ thông

Giáo trình được biên soạn trên cơ sở giáo trình Địa chát đại cương

và Địa chất lịch sử trước đây, có tham khảo giáo trình của trường Đại học Sư phạm và các trường đại học chuyên ngành khác nhằm đảm

bảo chất lượng và cập nhật những kiến thức mới về địa chất hiện nay

Mặc dù đã có cố gắng rất nhiều song chắc chắn còn nhiều khiếm

khuyết Chúng tôi mong được sự góp ý của các nhà nghiên cứu, các bạn đồng nghiệp và các bạn sinh viên khi sử dụng giáo trình

Cuối cùng chúng tôi xin chân thành cảm ơn GS TSKH Tống Duy

Thanh khoa Địa chất Đại học Khoa học Tự nhiên — Đại học Quốc gia Hà Nội,

TS Hà Văn Hải khoa Địa chất trường Đại học Mỏ — Địa chất đã dành thời gian đọc và góp nhiều ý kiến quý báu

Chúng tôi chân thành cảm ơn GS TS Nguyễn Viết Thịnh Chủ

nhiệm khoa Địa lí trường Đại học Sư phạm Hà Nội và Dự án đào tạo

giáo viên THCS đã động viên và tạo điểu kiện để cuốn giáo trình này

đến với các bạn

Đại học Sư phạm Hà Nội Hè 2003

Những người biên soạn

MỤC LỤC

Lời mở đầu

Mục lục

Phần A: Địa chát đại cương

Chương I Tổng quan về Địa chất học, cấu tạo và các tính chát vật li,

hoá học của Trái Đất

§1 Tổng quan về Địa chất học

1.1 Đối tượng và nhiệm vụ của Địa chất học

1.2 Các phương pháp nghiên cứu Trái Đất

1.3 Vai trò của Địa chất học

§2 Cấu tạo, các tính chất vật lí — hoá học của Trái Đất

2.1 Các phương pháp nghiên cứu cấu tạo Trái Đất

2.2 Cấu tạo và các trạng thái vật chất bên trong Trái Đất

2.3 Các tính chất vật lí của Trái Đất

2.4 Thành phần hoá học của vỏ Trái Đất

Chương II Đại cương về khoáng vật và đá

Chương III Khái niệm cơ bản về địa chất cấu trúc

2.2 Các yếu tố của nếp uốn

2.3 Phân loại nếp uốn

§3 Vứt nẻ và đứt gãy

3.1 Nứt nẻ

3.2 Đứt gãy

Chương IV Các quá trình địa chất

§1 Các quá trình địa chất của macma

1.1 Khái quát về macma

1.2 Các quá trình địa chất macma

§2 Động đất

2.1 Khái niệm và phân loại

2.2 Sự đi chuyển và phân bố cường độ sóng chấn động,

2.3 Phương pháp nghiên cứu cường độ chấn động -

2.4 Phân bố động đất trên thế giới và Việt Nam

§3 Chuyển động kiến tạo

3.1 Chuyển động kiến tạo

3.2 Phân loại chuyển động kiến tạo và phương pháp nghiên cứu

§4 Các quá trình địa chất có nguồn gốc khí quyển

4.1 Quá trình phong hoá

4.2 Các quá trình địa chất của gió

§5 Các quá trình địa chát của nước

5.1 Các quá trình địa chất của nước chảy trên mặt dat

5.2 Các quá trình địa chất của nước dưới bề mặt đất

§6 Các quá trình địa chất của biến và đại dương 81

6:1 Dia hinh day bién va dai duong ` : 81

6.2 Các quá trình địa chất của biển và đại dương 82

§7 Các quá trình địa chất của hồ và đầm lay 86 7.1 Hồ và các quá trình địa chất của hồ 86 7.2 Đảm lay và các quá trình địa chất của đầm lầy 87

§8 Các quá trình địa chát của băng ha 88

§.1 Khái niệm về băng và phân loại 88 8.2 Các quá trình địa chất của băng hà 89 8.3 Cac nguyên nhân gây nên hiện tượng bang ha 90

§9 Các quá trình địa chát của sinh vát 91 9.1 Quá trình địa chất của giới thực vật 9J 9.2 Quá trình địa chất của giới động vật 92 9.3 Quá trình địa chất do loài người , 93

Chương V Các thuyết địa kiến tạo chính, quan điểm phán chia những — 97

đơn vị kiến trúc chính của vở Trái Đát

§1 Các thuyết địa kiến tạo 97

§2 Quan điểm phan chia các đơn vi kién trúc chính của vỏ Trái Đất 104

2.1 Phân chia theo quan điểm thuyết Địa máng 104 2.2 Phân chia cấu trúc vỏ Trái Đất theo quan điểm thuyết Kiến tạo mảng — 106

Phần Thực hành 109

Bai 1: Lam quen một số khoáng vật chính 109 Bai 2: Lam quen với một số mẫu đá chính 123

Bai 3: Do thé nam bang dia ban dia chat 132

Bài 4: Vẽ mặt cắt địa chất đơn giản 135

Phần B: Địa chất lịch sử

Chương VỊ Đối tượng, nhiệm vụ, phương pháp nghiên cứu của Địa chất

lịch sử Địa niên biểu và đại cương về cổ sinh vật

§1 Đối tượng, nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu của Dia chat

lịch sử

§2 Phan chia địa tầng và Địa niên biểu

§3 Đại cương về cổ sinh vật

Chương VII Các giai đoạn phát triển địa chất của vỏ Trái Dat

§1 Liên dai Kriptozoi

§2 Liên đại Phanerozoi

Phần Thực hành

Chương VIII Lí luận giảng dạy giáo trình Địa chất đại cương và Địa chát

lịch sử

§1 Lí luận giảng dạy cho phần Địa chất đại cương

§2 Lí luận giảng dạy phần Địa chát lịch sử

Tài liệu tham khảo chính

Phén A: DIG CHấT Đại CƯƠNG

Chương I'

TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHẤT HỌC, CẤU TẠO

VÀ CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÍ, HOÁ HỌC CỦA TRÁI ĐẤT

§1 TONG QUAN VE DIA CHAT HOC

1.1 Đối tượng và nhiệm vụ của Địa chất học

Trái Đất được hình thành từ bao giờ và như thế nào các đặc điểm vật chất cấu tao nén Trái Đất, các hiện tượng diễn ra bên trong hoặc trên bể mặt Trái Đất, là

những điều đã được loài người tìm hiểu qua rất nhiều thế hệ Trước thế kí XIX khi

khoa học Địa chất còn phôi thai những vấn đề trên chủ yếu được các nhà triết học như Kant, Laplace ; các nhà tự nhiên học Buffon, Layen Dolo nghiên cứu và đưa

ra các giả thuyết, những nguyên lí đặt nền móng cho sự phát triển trong các thế kỉ sau Ngày nay, Địa chất học đã trở thành một khoa học trong hệ thống nhiều khoa học khác nhau nghiên cứu về Trái Đất

a) Đối tượng nghiên cứu chính của Địa chất học

~ Cấu tạo và trang thái vật chất, các tính chất vật lí và hoá học của Trái Đất

— Cac khoáng vật các đá cấu tạo nên vỏ Trái Đất

~ Các hiện tượng, các quá trình địa chất diễn ra bên trong và trên bẻ mặt Trái Đất

~ Thế giới hữu cơ đã tồn tại trong suốt quá trình phát triển của vỏ Trái Đất b) Nhiệm vụ của Địa chát học

— Thu thập các mẫu vật, số liệu, các diễn biến của các quá trình địa chất ở

nhiều nơi, phân tích tổng hợp so sánh, rút ra kết luận

+ Làm sáng tỏ quy luật phát sinh, phát triển và biến đổi các đối tượng trên

trong quá khứ, hiện tại và dự đoán tương lai.

+ Lầm sáng tỏ mối quan hệ giữa các đối tượng trên trong quá khứ hiện tại và

dự đoán tương lai

— Tìm ra những mặt có lợi của các đối tượng trên nhằm phục vụ đời sống đồng thời phát hiện những mặt có hại để có biện pháp khắc phục

1.2 Các phương pháp nghiên cứu của Dia chat hoc Trái Đất là một thể địa chất phức tạp, sự phức tạp không chỉ do vật chất cấu tạo nên mà còn bởi sự chỉ phối của các nhân tố có nguồn gốc Vũ Trụ Muốn nghiên cứu

Trái Đất, các nhà địa chất phải kế thừa thành tựu của các ngành khoa học khác như:

Thiên văn học Toán học, Vật lí học, Sinh vật học, Hoá học, v.v

Có nhiều phương pháp nghiên cứu Địa chất học song có thể tập hợp thành ba nhóm

phương pháp lớn:

a) Nhóm phương pháp nghiên cứu trực tiếp

Gồm các phương pháp quan :

mô tả, ghỉ chép thông qua thú thập các mẫu

vật (đá, khoáng vật cố sinh vật), các số liệu đo đạc ở các tuyến khảo sát các 16 khoan, các khu vực khai thác mỏ Tập hợp các tài liệu ở nhiều nơi nhiều vùng trên

Trái Đất để so sánh tổng hợp và rút ra nhận xét, kết luận

b) Nhóm phương pháp thí nghiệm Được tiến hành trong phòng thí nghiệm nhằm kiểm chứng những vấn dẻ lí thuyết Các quá trình lí hoá diễn ra trên bể mặt và bên trong Trái Đất rất phức tạp phân bố trên diện rộng và Kéo dài hàng triệu năm hoặc hơn nữa Vì vậy không thể làm những thí nghiệm vẻ các quá trình tạo núi hoặc về quá trình nóng chảy các đá bén trong Trái Đất Các nhà khoa học chỉ có thể tiến hành một số thực nghiệm mang tính mô hình để tìm hiểu một vài khía cạnh của những hiện

tượng sự kiện trên qua các phương pháp nghiên cứu của Vật lí học Hoá học

Sinh học.v.v `

©) Nhóm phương pháp xảy dựng các học thuyết khoa học Dựa trên các dữ liệu thu thập của các khoa học nghiên cứu về Trái Đất và các thành tựu của nhiều khoa học khác (Toán học Vật lí học, Hoá học, Thiên văn hoc)

để

xây dựng các học thuyết khoa học Những học thuyết này nhằm lí giải những

đối tượng nghiên cứu và định hướng nghiên cứu các đối tượng đó Hiện nay Địa chất học có bốn hướng nghiẻn cứu chính:

— Nghiên cứu thành phần vật chất và cấu tạo của Trái Đất Thuộc hướng này

có các bộ môn: Tỉnh thể học, Khoáng vật học, Thạch học Địa hoá học

— Nghiên cứu các quá trình địa chất Thuộc hướng này có các khoa học bộ phận:

Kiến tạo học Hoả sơn học Địa chấn học, Địa mạo học

— Nghiên cứu lịch sử phát triển của vỏ Trái Đất Thuộc hướng này có các khoa học

bộ phận: Địa tầng học, Thạch học trầm tích Cổ địa lí, Cổ từ học Địa chất

lịch sử, Cổ sinh vật học

— Nghiên cứu ứng dụng Thuộc hướng này có các khoa học bộ phận: Địa chất

khoáng sản, Tìm kiếm thăm dò Địa vật lí, Địa chất công trình Dia chất

thuỷ văn

Địa chất đại cương Địa chất lịch sử là những môn học của khoa học Địa chất

Địa chất dại cương là môn học mở đầu về khoa học Địa chất nhằm cung cấp

những kiến thức cơ bản về cấu tạo khoáng vật đá và các quá trình địa chất

dang diễn ra hiện nay của Trái Đất Địa chất lịch sử cung cấp những Kiến thức

chung về quá trình phát triển của vỏ Trái Đất cùng với các điều kiện tự nhiên

trong thời gian quá khứ Những kiến thức này là cơ sở để đi sâu vào các môn

học khác của khoa học Địa chất cũng như nhiều khoa học khác trong đó có

khoa học Địa lí

1.3 Vai trò của Địa chát học

Địa chất học có vai trò rất lớn trong sự phát triển kinh tế và quốc phòng của

mỗi quốc gia Vai trò hàng đầu của nó là tìm kiếm khoáng sản thông qua việc

thành lập những ban đồ địa chất phục vụ cho các ngành kinh tế trong hiện tại và

tương lai

Các bản đồ địa chất còn là cơ sở để nghiên cứu địa chất công trình địa chất

thuỷ văn, thổ nhưỡng phục vụ cho các ngành giao thông vận tải, xây dựng

nông nghiệp Ngoài ra còn nhằm phát hiện những quy luật phát sinh phát triển

của các quá trình địa chất để dự báo các tai biến địa chất như: sụt lở động đất

núi lửa

Cùng với vai trò thực tiễn trên, Địa chất học còn giúp chúng ta nhận thức

về thiên nhiên một cách tổng hợp Sự phát sinh, phát triển và biến đổi của các

đối tượng trong thiên nhiên đều ràng buộc lẫn nhau trong một thể thống nhất,

không chỉ trong một khu vực hoặc toàn bộ Trái Đất mà còn bị chỉ phối bởi các

nhân tố vũ trụ

l1

Hiểu được vấn đẻ này sẽ giúp cho mỗi người có những suy nghĩ dúng dắn

về các hiện tượng điễn ra trong thiên nhiên vào thời gian quá khứ, hiện tại và tương lai Chỉ có như vậy mới có những hướng khai thác tối ưu, cũng như bảo vệ

Trái Đất — nơi mà loài người sinh sống

§2 CẤU TẠO, CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÍ ~ HOÁ HỌC CỦA TRÁI ĐẤT

2.1 Các phương pháp nghiên cứu cấu tạo Trái Đất

Trái Đất là một thể vật chất vô cùng lớn, có cấu tạo vật chất và các đặc điểm lí — hoá rất phức tạp Với những nghiên cứu trực tiếp qua các mặt cắt dọc theo các sông

suối, các con đường mới mở ở miền núi, các lò, giếng khai thác mỏ, các lỗ khoan

sâu đạt trên 10km thì sự hiểu biết về Trái Đất không vượt quá 0,1% toàn bộ thể tích

của nó Vì vậy con người phải thông qua các phương pháp nghiên cứu gián tiếp để

suy đoán cấu tạo cũng như các tính chất khác của Trái Đất

Sau đây là một số phương pháp thường được sử dụng trong nghiên cứu cấu tạo Trái Đất:

Hình 1.1 Sơ đồ truyền sóng chấn động bên trong Trái Dat (km/h)

1 Sóng doc (V,) : 2 Song ngang (V,)

12

Phương pháp này dựa trên cơ sở nghiên cứu sự thay đổi tốc độ truyền sóng

chấn động (dọc và ngang) qua các trận động đất, các vụ nổ nhân tạo, khi di chuyển qua

các lớp vật chất bên trong Trái Đất để từ đó nội suy về cấu tạo và trạng thái vật chất

Khi có chấn động sẽ phát sinh sóng chấn động dọc và sóng chấn động ngang

Sóng chấn động đọc lan truyền trong mọi môi trường: khí, lỏng, rắn Sóng chấn

động ngang chỉ di chuyển trong môi trường rắn Ngay trong một môi trường, nếu có

nhiều lớp vật chất có thành phần và tính chất vật lí khác nhau thì tốc độ lan truyền

trong mỗi lớp cũng khác nhau Từ đó người ta có thể suy ra trạng thái và thành

phần vật chất, độ dày của mỗi lớp Bằng phương pháp tổng hợp số liệu thu thập tại

nhiều địa điểm, qua nhiều nám, người ta nhận thấy rằng: tốc độ lan truyền của hai

sóng chấn động dọc và ngang có bước nhảy lần thứ nhất ở độ sâu trung bình

40km, lần thứ hai ở độ sâu 900km, lần thứ ba ở độ sâu 2900km (Hình 1.1) Từ độ

sâu 2900km tiếp tục vào sâu hơn nữa, tốc độ truyền sóng chấn động dọc giảm từ

13km/s xuống 7,9km/s và sau đó tăng lên rất chậm vào trung tâm Riêng sóng

chấn động ngang không di chuyển tiếp mà bị phản xạ hoàn toàn Như vậy là có ba

lần thay đổi tốc độ truyền sóng chấn động lớn tạo nên ba mật ranh giới

Ranh giới đầu được A Môhônôvixic — nhà Địa vật lí người Nam Tư (cũ) phát

hiện năm 1910 và gọi là mặt Móhô

b) Phương pháp trọng lực

Cơ sở của phương pháp này là dựa trên sự khác biệt giữa trị số đo trọng lực tại

điểm nghiên cứu với trị số tính toán theo lí thuyết Nơi khác biệt ấy được gọi là

dị thường trọng lực Dị thường đương thường phân bố ở vùng núi hoặc nơi vật chất :

có cấu tạo chặt xít Dị thường âm thường phân bố ở vùng đại dương hoặc nơi vật chất

có cấu tạo kém chặt xít hơn Phương pháp này cho phép xác định tỉ trọng vật chất

trong mỗi lớp bên trong Trái Đất

c) Phương pháp từ trường

Cơ sở của phương pháp này cũng tương tự như phương pháp trọng lực Sự khác biệt

trị số đo và trị số tính toán được gọi là đƒ :hường rừ DỊ thường từ có thể do khả

năng nhiễm từ khác nhau của đá ở từng địa điểm nghiên cứu hoặc do có cấu tạo

địa chất không đồng nhất trong vỏ Trái Đất

đ) Phương pháp nghiên cứu thiên thạch

Phương pháp này dựa trên sự nghiên cứu thành phần của các mảnh thiên

thạch rơi xuống mặt đất Từ đó so sánh với số liệu thu thập được ở Trái Đất để

13

suy đoán thành phản vật chất ở mỗi lớp Qua nghiên cứu, thiên thạch gồm bà nhóm chính:

— Nhóm thiên thạch sắt hay còn gọi là siderit: chủ yếu là các nguyên tố Fc NỈ,

Pb, một ít Co

— Nhóm thiên thạch sắt — đá hay còn gọi là siderolit: với các nguyên tố chủ yếu

là Fe Mg và các khoáng vật nhóm silicat

— Nhóm thiên thạch đá hay còn gọi là acrolit: chủ yếu là các khoáng vật nhóm

silicat giàu Fe

Qua so sánh người ta nhận thấy: nhóm thiên thạch đá gần giống thành phản

của đá macma ứng với vỏ Trái Đất, còn nhóm thiên thạch sắt và nhóm thiên thạch

sắt — đá giống thành phần các lớp bên dưới của vỏ Trái Đất

2.2 Cấu tạo và các trạng thái vật chát bên trong Trái Đất

Trái Đất có cấu tạo vòng quyển hoặc lớp bao Về việc phân chia vòng quyển cũng như quan niệm vẻ trạng thái và thành phần vật chất bên trong của nó còn có

nhiều ý kiến khác nhau

Sau đây là cách phân chia vòng quyển được nhiều người thừa nhận

Lớp hoặc tảng Độ dày (km) OL (lớp bao) ranh giới dưới (km)

Điện li 80 - 2000 60 - 2000

Khí quyền Bình lưu 35—40 40-55

Thuy quyén ¥quye Nà 0-11

Trong 2270 6370

14

Hình 1.2 — Sơ đỗ cấu tạo Trái Đất

A So dé vị trí các quyển : B Sơ đỏ vị trí quyển mềm và thạch quyển :

C So dé cau tao vỏ Trái Đất (Theo Tống Duy Thanh 2003)

Các vòng khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển thuộc phạm vỉ nghiên cứu của

khoa học Địa lí Đối tượng nghiên cứu của Địa chất học là ba vòng quyền còn lại

a) Vỏ Trái Đất và thạch quyển

—Vở Trái Đất là lớp ngoài cùng thuộc phần cứng của Trái Đất, ngăn cách với

lớp Mant bên dưới bằng mật ranh giới Môhô, có bẻ dày thay đổi từ

5 — 10km ở đại dương đến 20 — 70km ở lục địa Vỏ Trái Đất chiếm khoảng

15% thể tích và khoảng 1% trọng lượng của Trái Đất Tỉ trọng trung bình

15

(d) là 2.89g/cm” Thành phan vo Trái Đất có mặt hầu hết các nguyên tố

hoá học trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev, trong đó chủ yếu là các

nguyên tố O¿, AI, Sỉ Na, K, Ca, Fe, Mg và được gọi là các nguyên tố tạo dá chính Trước đây, con người ta coi vỏ Trái Đất đồng nghĩa với thạch quyển Hiện

nay người ta đã biết rõ vỏ Trái Đất được cấu tạo bởi các lớp có thành phần khác nhau nên đã chia ra hai kiểu vỏ: vỏ lục địa và vỏ đại dương

+ Vớ lực địa bao gồm: trên cùng là lớp trầm tích cổ với bể dày từ 3 — 5km, tốc

do séng chan dong doc (Vp) là 3,5km/s, tỉ trọng d = 2 — 2.5g/cm” Ở giữa là lớp granit có bể dày 20km, Vụ = 5.6km/s, d = 2.7g/cm` Dưới cùng là lớp

bazan có bẻ dày là 20km Vụ = 6.2km/s, d = 2,7 — 2,9g/cm” Giữa lớp granit

và lớp bazan là mặt gián đoạn Conrad

+ Vở đại ditong phan bố ở dưới tầng nước biển và đại dương, từ trên xuống bao gồm:

lớp trầm tích trẻ có bề dày từ 0m (vùng sống núi đại dương) tới vài km(vùng

gần lục địa), trung bình khoang 300m, Vp = 2km/s, d = 1.93 — 2.3g/cm'

Lớp giữa chủ yếu là bazan nên gọi là lớp bazan, bề day 1,7 + 0,8km, Vp = 4 — 6km/s,

d= 2.558/cm” Dưới cùng là lớp đại dương, người ta cho rằng lớp này thành phần là serpentint được hình thành do quá trình hyđrat hoá phần trên cùng

của Manti Bé day 4,8 + 1,4km, Vp = 6,7km/s, d = 2,95g/cm’

— Thạch quyển là phần cứng ngoài cùng của vỏ Trái Đất so với phần vat chat

bên dưới được gọi là quyển mềm Về cấu tạo thạch quyển bao gồm vỏ Trái Đất

(đã trình bày ở trên) và phần cứng trên cùng của Manti, chiều dày đạt tới

100km (Devis va Atwater 1974) cé Vp = 8km/s, d = 3,4g/cm`

b) Manti

Lớp này ngăn cách với vỏ Trái Đất bằng mặt Môhô và ngăn cách với nhân

Trái Đất bằng mặt Gutenberg ở độ sâu 2900km Manti được chia ra hai phan:

Manti ngoài và Manti trong

—Mamri ngoài nằm dưới bề mặt Môhô, ranh giới dưới ở độ sâu 960km Thành phần hoá học chủ yếu là Si và Mg Căn cứ vào tốc độ truyền sóng chấn động được chia ra: lớp cứng trên cùng là phân dưới của thạch quyển (đã trình bày

(1) Srpentin (từ tiếng latin serpens) = thuộc nhóm khoáng vật có công thức chung Mpg,(OH),[Si.O,] được thành tạo chủ yếu do olivin và piroxen trong các đá siêu mafic bị biến đổi

16

ở trên), tiếp đó là lớp vật chất có tính dẻo nên được gọi là quyển mẻm

(do Vụ giảm đến 7,8km/s sau đó tăng đến 10km/§) Tại đây vật chất ở trạng

thái nửa nóng chảy nửa kết tỉnh nên đã hình thành các dòng đối lưu theo

chiều thắng đứng và nằm ngang Do sự di chuyển thẳng đứng tác động vào

thạch quyển gây nứt vỡ Vật chất nóng chảy theo khe nứt xâm nhập vào vỏ

Trái Đất và nằm lại là hiện tượng xâm nhập hoặc thoát ra ngoài bể mặt đó là

hiện tượng phun trào Tại các đại dương quyển mềm ở độ sáu khoảng

50 — 60km bề dày đạt 300 — 400km Còn ở lục địa tới độ sâu 100km mới

gặp quyển mềm và xuống sâu tới 700km Dưới quyển mềm, tới độ sâu

960km Vụ tăng tới 11,4km/s, do vậy trạng thái vật chất có thể chặt xít hơn

quyển mềm

—Mami trong phân bố từ độ sâu 960 — 2900km nằm trên mặt ranh giới

Gutenberg Thanh phan vật chất mang tính chuyển tiếp giữa Manti ngoài và

nhân Trái Đất Ngoài các nguyên tố S¡ và Mg ở đây còn phổ biến Fe, Cr, Ni

là những nguyên tố đặc trưng cho nhân Trái Đất Cấu trúc tương đối đồng

nhất và đơn giản với d = 5.6g/cmẺ, Vp= 11,4 - 13,7km/s

c) Nhan Trai Dat

Từ độ sâu 2900km đến 6371km Tại đây sóng chấn động ngang phản xạ hoàn toàn,

chỉ có sóng chấn động dọc di chuyển qua, song tốc độ giảm hẳn (từ 13km/s xuống

7km/s), sau đó lại tăng nhưng rất chậm Căn cứ vào sự thay đổi tốc độ của sóng dọc

mà chia ra nhân ngoài và nhân trong Ở nhân ngoài: vật chất gần như lỏng, ở nhân

trong có thể cứng hơn Theo Molodenxki và Xavaren, vật chất của quyển nhân ở

trạng thái gần như lỏng Gần tới nhân vật chất có cứng hơn Áp suất ở đây vô cùng

lớn nên vành điện tử của các nguyên tố hoá học bị phá huỷ dẫn tới hiện tượng mọi

nguyên tố đều có tỉ trọng như các nguyên tố kim loại Vì vậy các ông cho rằng ở

trong nhân không chỉ có Fe và Ni như trước đây đã quan

Các vật thể trên bể mật đất luôn chịu một lực hút về tâm đồng thời còn chịu

một lực lí tâm hình thành do việc Trái Đất quay xung quanh trục Tổng hợp hai lực này được gọi là trọng lực Vẻ mặt lí thuyết các trị số đo trọng lực tăng đẩn từ xích dao

vẻ hai cực Nhưng thực tế các trị số đo tại các điểm thường có sự sai khác so với trị số tính toán Sự sai khác này được gọi là đj lường trọng lực Dị thường này có thể xuất hiện do sự thay đổi bẻ dày của các lớp vật chất trạng thái lí hoá của nó hoặc

do cấu tạo địa chất bên trong của vỏ Trái Đất

©) Từ trường

Trái Đất là một khối nam châm vô cùng lớn nên đã tạo ra một khoảng không gian từ trường bao quanh bằng 10 lần bán kính của nó Khoảng không gian này được gọi là từ quyền Vị trí của cực từ trường không trùng với cực địa lí nén trục từ trường và trục địa lí Trái Đất luôn tạo ra một góc nhất dịnh Do vị trí cực của

từ trường luôn thay đổi theo thời gian nên góc hợp bởi trục từ trường và trục Trái

Đất cũng thay đổi: năm 1540 góc nay 1a 17° ; nam 1600 1a 11° ; nam 1720 1a 11°: nam 1900 1a 16” và năm 1960 là I 1°

Đơn vị từ trường được biểu thị bằng Ởxtec và cũng biến đổi theo thời gian

Theo các nhà khoa học thì khoảng 2000 năm trở lại đây, cường độ từ trường giảm hai lần Vì cực từ khóng trùng với cực địa lí nên tại mỗi điểm trên bẻ mặt Trái Đất giữa mat phang kinh tuyến địa lí và mặt phẳng kinh tuyến từ tạo thành một góc nhất định

được gọi là góc từ thiên (D) Góc D tính từ phía bắc địa lí có giá trị từ 0° đến 1807

dương khi mặt phẳng kinh tuyến từ ở phía đông và âm khi kinh tuyến từ ở phía kinh tuyến địa lí Đường nối các trị số góc D bằng nhau được gọi là đường đẳng thiền

đường có trị số bằng 0 được gọi là kiuft tryế: từ Trừ các điểm xung quanh đường xích đạo

18

còn ở tất cả các diểm khác trên bẻ mật Trái Đất, kim địa bàn đều hợp với bề mặtnằm

ngàng một góc nhất định Trị số góc này được gọi là độ từ khuynh Các điểm ở xích đạo có trị số từ khuynh bằng 0 đường nối các này được gọi là xích: đạo từ

Độ từ khuynh tăng dần từ xích dạo về phía hai cực, ở hai cực trị số này là 90”

Trong thực tế, trị số đo này tại các điểm trên bề mật đất thường lệch với trị số tính toán Sự chênh lệch này dược gọi là di thường từ Dị thường từ có thể xuất hiện do các đá cổ nhiễm từ khi chúng hình thành hoặc các vỉa quặng có từ tính (quặng manhetit, hemati) Đây là cơ sở để tìm kiếm, thăm dò mỏ sắt, thành lập các bản đồ cổ từ để suy đoán cực của Trái Đất trong thời gian quá khứ từ đó suy

ra các điều kiện cổ địa lí Ngoài ra dị thường từ còn liên quan tới các vận động của

vỏ Trái Đất như động dất núi lửa các hoạt động kiến tạo Sự biến đổi từ trường của toàn bộ Trái Đất thường liên quan tới các nhân tố vũ trụ Trong đó “Chu kì bừng sáng" của Mặt Trời đã được chú ý nghiên cứu từ lâu

d) Nhiệt của Trái Đất

Có hai nguồn cung cấp nhiệt cho Trái Đất: nhiệt do năng lượng của ánh sáng Mặt Trời và nhiệt do hoạt động của các phản ứng hoá học toả nhiệt, sự phân huỷ các nguyên tố phóng xạ nằm trong vỏ Trái Đất

Lượng nhiệt do Mặt Trời cung cấp tại mỗi nơi trên bể mặt đất thường khác

nhau và phụ thuộc vào vĩ độ địa lí, độ cao của bề mặt đất, các dòng không khí, dòng biển, lớp phủ thực vật Nhìn chung tại mỗi nơi, nhiệt có xu hướng giảm dần theo chiều sâu, tới một độ sâu nào đó, nhiệt độ không tiếp tục giảm nữa và có trị số bằng nhiệt độ trung bình hàng năm trên bể mặt Liên kết các điểm này dưới bẻ mặt đất sẽ hình thành rđng thường ôn Như vậy nơi nào có biên độ dao động nhiệt độ lớn thì độ sâu tầng thường ôn lớn và ngược lại Độ sâu trung bình của tầng thường

ôn từ 2m đến 40m Bên dưới tầng thường ôn nhiệt độ lại tăng dần theo chiều sâu Nhiệt độ tăng do gần nơi phân huỷ các nguyên tố phóng xạ các phản ứng hoá học toả nhiệt Ngoài ra còn phụ thuộc tính dẫn nhiệt, độ nứt nẻ, thế năm của đá Số mét

xuống sâu để tăng I”C dược gọi là địa nhiệt cấp Trị số này thay đổi ở từng

khu vực ; trung bình là 33m Số độ bách phân tăng lên khi xuống sâu 100m được gọi là đ¿œ nhiệt vuất, có trị số trung bình từ 3 đến 5°C

Hiện nay ở một số nơi trên thế giới như Italia, Hoa Kì, Băng Dao (Iceland) người ta đã sử dụng nguồn nhiệt bên trong của Trái Đất để sưởi ấm và xây dựng các nhà máy điện Ở nước ta nguồn địa nhiệt rất phong phú Người ta đã phát hiện

hàng trăm điểm lộ nước nóng, trong đó có 62 nguồn có nhiệt độ trén 50°C

Theo các nhà nghiên cứu thì tại Mộ Đức (Quảng Ngãi), nguồn địa nhiệt có khả năng

xây dựng nhà máy điện với công suất 300kW

19

2.4 Thành phần hoá học của vỏ Trái Đất

Hiện nay con người mới chỉ biết được thành phần hoá học của vỏ Trái Đất ở

độ sâu không quá 15km Năm 1920, Clac — nhà khoa học người Mĩ đã công bố kết quả tính toán trị số trung bình của các nguyên tố hoá học trong vỏ Trái Đất dược

gọi là trị số Clac Trị số này cũng được nhiều nhà khoa học tính toán và công bố

kết quả vào các năm sau

Về thành phần các dạng hợp chất hoá hoc, theo Gonsmit (V M Goldschmidt)

cũng biến đổi theo độ sâu

Độ sâu (km) Tên quyển Thành phần hợp chất hoá học chủ yếu

0-60 Vo Trai Dat Cac hop chat silicat trong đá granit bazan

60 ~ 2900 Manti Các hợp chất silicat với thành phản chủ yếu là sulfur

kim loai (Fe Mg)

2900 - 6371 Nhan Chủ yếu là các hợp chat sulfur sat, niken

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Những phương pháp nghiên cứu cấu tạo Trái Đất

2 Đối tượng và nhiệm vụ của Địa chất học

3 Cấu tạo và trạng thái vật chất từng quyển của Trái Đất

4 Những tính chất vật lí của Trái Đất

20

Chương II ĐẠI CƯƠNG VỀ KHOÁNG VẬT VÀ ĐÁ

§1 KHOANG VAT

1.1 Khái niệm '

Khoáng vật là những don chất, những hợp chất hoá học của hai hoặc nhiều

nguyên tố kết hợp với nhau theo một quy luật nhất định, có cấu tạo và những tính chất

vat lí — hoá học xác định Chúng là kết quả hoạt động của các quá trình lí — hoá do các

quá trình địa chất xảy ra trong vỏ hoặc trên bề mặt Trái Đất, hoặc do các hoạt động

của sinh vật Trong thiên nhiên, đa số khoáng vật ở trạng thái cứng rắn như thạch anh,

hêmatit, canxit Số còn lại ở trạng thái lỏng như thuỷ ngân, dầu mỏ hoặc ở trạng

thái khí như cacbonic, các khí cacbuahidrô

Hiện nay, người ta mới biết khoảng trên 2000 khoáng vật Trong số này có

khoảng 450 khoáng vật thường gặp trong thiên nhiên Những khoáng vật cấu tạo

nên đá có khoảng 200 và được gọi là khoáng vật tạo đá, còn lại được gọi là khoáng

vật tạo quặng Môn học nghiên cứu nguồn gốc, quá trình biến đổi và phát triển, cùng quy luật phân bố của các khoáng vật được gọi là Khoáng vật học

Khoáng vật ở trạng thái rắn có ba dạng tồn tại: dạng kết tỉnh tạo nên những hình khối không gian nhiều mặt được gọi là tỉnh thể, dạng khối đặc xít và dạng vô

định hình Môn học nghiên cứu hình dạng bên ngoài, cấu tạo bên trong cùng với

các tính chất lí — hoá, nguồn gốc, quá trình phát triển và tồn tại của tinh thể được

gọi là Tỉnh thể học

a) Khoáng vật ở trạng thái kết tỉnh

Ngày nay, nhờ các phân tích bằng tia Rơnghen và các phương pháp hiện đại khác, Tỉnh thể học đã cho biết mỗi khoáng vật ở trang thái kết tỉnh đều có một hình khối không gian xác định — dù rất nhỏ bé Hình đạng của chúng phụ thuộc vào thành phần, cấu tạo và điều kiện môi trường đã hình thành nên chúng Mỗi tỉnh thể được cấu tạo bằng các hạt vật chất cơ bản: các nguyên tử, các ion, các

21

phân tử phân bố trong không gian theo những đường thẳng khác nhau Vị trí cát nhau của những đường thắng tạo nên những nút mạng, tại những nút mạng này phân bố các ion, nguyên tử hoặc phân tử Những nút mạng này liên kết với nhau thành một dường thẳng tạo nên hàng mạng Ba nút mạng không cùng trên mới

có màu xám đến xám đen không trong suốt, độ cứng rất thấp (1)

a) C

Hinh 2.1 ~ Sơ đỏ cấu trúc tình thể graphit (a) và kim cương (b) va mudi natri (c)

Các tỉnh thể khoáng vật phần lớn sinh ra từ các dung dịch quá bão hoà Ban đầu tỉnh thể là những ô mạng cơ sở Sau một thời gian, khi điểu kiện môi trường thiên nhiên thuận lợi (nhiệt độ, áp suất) các ö mạng này lớn dần lên do kết hợp các ô mạng cơ sở với nhau tạo thành những tỉnh thể lớn hơn Trong thiên nhiên thường ít gặp những tỉnh thể khoáng vật lớn và có hình dạng hoàn chỉnh vì trong quá trình lớn lên, chúng bị chỉ phối bởi các điều kiện vật chất, môi trường theo các phương khác nhau

b) Khoáng vật hình thành từ các hạt keo

Tuy theo điều kiện môi trường trong thiên nhiên là axít hoặc kiểm mà tạo nên các dung dịch keo khác nhau Dung dịch keo thường gặp trong thiên nhiên là keo sắt caolin, keo silic, keo bùn thối, keo nhôm Sự hình thành các khoáng vật có nguồn gốc từ các hạt keo rất phức tạp có thể do sự trung hoà điện tích của các hạt keo

làm chúng liên kết lại rồi lắng xuống đáy (hiện tượng phù sa lắng đọng ở các cửa

sông giáp biển là kiểu thành tạo này), hoặc sự thay đổi nhiệt độ, áp suất, hoạt động

aa

của sinh vật, quá trình phân huỷ các nguyên tố phóng xạ Các tích tụ silic ở cứa

nguồn nước nóng cacbonat canxi trong hang động có nguồn gốc do sự thay

đổi nhiệt độ áp suất,

1.2 Các yếu tố hình dạng và các yếu tố đối xứng của tỉnh thể khoáng vật

a) Các yếu tố hình dạng của tỉnh thể

Do tính thể có hình khối xác định trong không gian nén chúng có các mặt giới Ị 8 gg 8 al g

hạn giữa các ö mạng cơ sở theo e phương khác nhau Mặt giới hạn này được gọi

là mặt của tỉnh thể Giao tuyến giữa hai mặt tỉnh thể tạo nén cạnh tính thể Giao

điểm của các cạnh tính thể tạo nên đỉnh tỉnh thế

b) Các yếu tố đối xứng của tinh thé

Tâm đới xứng là một điểm tưởng tượng nằm trong tính thể Tại điểm này

mọi đường thắng đi qua nó nằm giới hạn trong tính thể được chía ra hai

đoạn bằng nhau Tâm đối xứng kí hiệu là C (Hình 2.2) Mọi tính thể khoáng vật

đều có tâm đối xứng

~Trục dối xứng là một đường thẳng tưởng tượng di qua tỉnh thể để khi quay

tỉnh thể một góc 360” thì tất cả các yếu tố giới hạn bên ngoài của nó sẽ lặp

lại nhiều lần Trục đối xứng kí hiệu là L

Khi quay tỉnh thể quanh trục đối xứng nếu yếu tố hình dạng bên ngoài của

tinh thé lap lại một lần thì có trục bậc 2 — kí hiệu Lạ, lặp lại hai lần thì có trục bậc 3

kí hiệu là Lạ Trong một tỉnh thể nếu thay đổi trục đối xứng theo các phương khác

nhau sẽ được nhiều lần trục có bậc giống nhau Khi đó số lần của bậc trục được

ghi phía trước của bậc trục Thí dụ có hai trục bậc 2 được kí hiệu 2L; hoặc 4 trục

bậc 3 được kí hiệu là 4L

Mặc dù trong thiên nhiên hình dạng của tính thể rất da dạng, song chúng chỉ có các

bậc trục đối xứng sau: trục bậc 2 (L;) trục bậc 3 (Lạ) trục bậc 4 (L„) truc bac 6 (Lg)

Không có trục bậc 5 và trục bậc lớn hơn 6

Mặt phẳng dối xứng là một mặt phẳng tưởng tượng đi qua tỉnh thể chia

tỉnh thể ra hai phần bằng nhau Mọi yếu tố của tỉnh thể ở hai phần đó đều

đối xứng nhau qua mặt phẳng đối xứng tựa như ảnh của vật qua gương

Mat đối xứng được kí hiệu là P (Hình 2.2) Bằng phương pháp tố hợp các

yếu tố đơn của vô vàn các tỉnh thể khoáng vật trong thiên nhiên các nhà

tỉnh thể học rút ra được bảy nhóm lớn - hay bảy tỉnh hệ với tập hợp các

yếu tố đối xứng sau,

23

Hình 2.2 — Các yếu tố đối xứng của tỉnh thể và bảy tỉnh hệ khoáng vật:

: Lập phương (1): Sáu phương (2): Ba phương (3): Bốn phương (4):

“Trực thoi (5): Một nghiêng (6): Ba nghiêng (7) và các trục đối xứng của nó

1.3 Tính chất vát lí của khoáng vật

Do có thành phần hoá học xác định, có cấu tạo tỉnh thể đặc trưng nên mỗi

khoáng vật có các tính chất vật lí riêng Sau đây là các tính chất vật lí chính

a) Màu

Mỗi khoáng vật có màu sắc riêng, màu đó có thể là màu của nguyên tố hoá học tạo nên khoáng vật và được gọi là màu tự sắc Thí dụ: lưu huỳnh có màu vàng, hêmatit có màu đỏ của Fe Song trong thực tế, nhiều khoáng vật ngoài màu tự sắc

còn có nhiều màu sắc khác Thí dụ: thạch anh có màu trắng, song trong tự nhiên

còn có màu hồng, lục; fenspat có màu trắng song còn có màu nâu, xám, xanh lục

Các màu kể trên của thạch anh và fenspat được gọi là màu ngoại sắc do các

nguyên tố hoá học có màu khác lẫn vào Các nguyên tố có màu như sắt (đỏ)

mangan (đen), đồng (xanh)

vật học người Áo đã đưa ra thang độ cứng tương đối với 10 bậc Mỗi bậc được

đặc trưng bằng một khoáng vật tiêu biểu Độ cứng lớn nhất là 10 và nhỏ nhất là 1

Độ cứng I1: Tan công thức hoá học Mga(Si¿O¡o)(OH);

Độ cứng 2: Thạch cao công thức hoá học CaSO,.2H;O

Độ cứng 3: Canxit công thức hod hoc CaCO;

Độ cứng 4: Fluorit công thức hoá học CaF;

Độ cứng 5: Apatit công thức hoá học Cas(PO,)s(F.C])

Độ cứng 6: Octocla công thức hoá học K(AISizOs)

Độ cứng 7: Thạch anh công thức hoá học SiOz

Độ cứng 8: Topa công thức hoá học Al;(SiO.)(OH;)

Độ cứng 9: Corindon công thức hoá học Al;Oa

Độ cứng 10: Kim cương công thức hoá học C

Trong thực tế, người ta xác định độ cứng tương đối của các khoáng vật

bằng kinh nghiệm sau: khoáng vật sờ bẩn tay hoặc cạo nhẹ được bằng móng

tay thì có độ cứng tương đương 1; nếu rạch được bằng móng tay thì có độ cứng

tương đương 2; nếu cạo nhẹ được bằng dao thì có độ cứng tương đương 3; nếu rạch

được bằng mũi dao thì có độ cứng tương đương 4; nếu khoáng vật không rạch

được tấm kính thì có độ cứng tương đương 5; nếu rạch được tấm kính thì có độ cứng

tương đương 6

Trong kĩ thuật, độ cứng được xác định bằng máy vi độ cứng, tính bằng đơn vị

kg/mm? và được gọi là độ cứng tuyệt đối

Độ cứng được quyết định bởi sự liên kết của các hạt vật chất cấu tạo nên tỉnh thể

khoáng vật theo các phương khác nhau Lực liên kết tăng khi khoảng cách giữa

các hạt vật chất càng nhỏ và ngược lại Trong một khoáng vật, độ cứng có thể

không giống nhau theo mỗi phương hay còn gọi là tính dị hướng của độ cứng Thí dụ:

khoáng vật disten (Al; SiO;) có độ cứng 4 — 5 theo phương kéo dài cia tinh thể

này, còn theo phương vuông góc với phương trên thì có độ cứng là 6 — 7

c) Ti trong

Thông thường, tỉ trọng của khoáng vật được xác định ở thực địa là tỉ trọng

tương đối — nghĩa là tỉ trọng so sánh giữa hai hoặc nhiều khoáng vật với nhau Tỉ trọng

tương đối được chia thành ba nhóm:

25

được gọi là tỉ trọng tuyệt đối (g/cm'`)

Ti trọng khoáng vật phụ thuộc vào trọng lượng nguyên tử của các nguyên 16 hoá học tạo nên khoáng vật

— Ảnh thuỷ tỉnh là ánh trong suốt tựa như thuỷ tỉnh thuộc loại này có khoáng vật

thạch anh muscovit (mica trắng)

— Ảnh xà cừ là ánh khi nhìn trên bể mặt không trong suốt thấy xuất hiện sự

tắn sắc trông tựa như phần phía trong của vỏ con trai thuộc loại này có Khoáng vật canXit, apatL

— Ánh sợi (ánh tơ) là ánh khi nhìn trên bẻ mặt khoáng vật thấy các sợi mỏng óng ánh thuộc loại này có khoáng vật atbet, thạch cao

— Ánh mỡ là ánh khi nhìn trên bể mặt khoáng vật thấy tựa như có một lớp màng mỏng bóng thuộc loại này có khoáng vật graphit tan

nhiều khoáng vật cho màu vết vạch khác với màu khoáng vật Thí dụ: hematit có

màu nâu, vết vạch màu đỏ rượu vang: pirit có màu vàng rơm, ết vạch có màu xám

đen; thạch anh có nhiều màu, vết vạch chí là vết hằn trên bản sứ

tác dụng một lực nhỏ trên bẻ mặt chúng sẽ tách ra từng khối nhó như canxit hoặc rất khó tách như thạch anh

Tính cắt khai phụ thuộc vào lực liên kết giữa các hạt vật chất cấu tạo nên khoáng vật Người ta chia ra 4 loại cất khai:

~ Cất khai rất hoàn toàn điển hình là khoáng vật mica

~ Cất khai hoàn toàn điển hình là khoáng vật canxi

— Cắt khai trung bình diển hình là khoáng vật fenspat

— Cắt khai không hoàn toàn, gặp ở nhiều khoáng vật

Trong thiên nhiên, tính cắt khai thường ít đặc trưng vì cdc tinh thể khoáng vật thường rất nhỏ Mặt khác do điều kiện hình thành và quá trình cộng sinh nhiều khoáng vật nên làm cho việc xác dịnh tính cắt khai của chúng giảm độ chính xác

g) Vet vo

Khi dùng búa đập vào khoáng vật khoáng vật sẽ bị vỡ ra với các dạng vỡ Khác

nhau: dạng hạt như khoáng vật pirit galen; đạng bột (đất) như Khoáng vat caolinit,

ật thạch cao, atbet; dạng vỏ trai như khoáng vật thạch

Có nhiều cách phân loại khác nhau tuỳ thuộc vào mục đích nghiên cứu hoặc

sử dụng Theo thành phần hoá học, khoáng vật được chia thành tám lớp

a) Lớp các nguyên tố tt nhiên là các khoáng vật chỉ gồm một nguyên tố hoá học

và chiếm khoảng 0.1% trọng lượng của vỏ Trái Đất Đặc điểm của lớp này là có màu sắc cố định, rất bền vững trong thiên nhiên như các khoáng vật vàng bạc

kim cương graphit, lưu huỳnh

b) Lóp su{fur là hợp chất gồm hai hoặc nhiều nguyên tố hoá học của các kim loại

hoặc á kim với lưu huỳnh chiếm 0.15% trọng lượng vỏ Trái Đất Các khoáng vật

của lớp có đặc điểm: màu sắc đa dạng, không ổn định song thường sẵm màu:

tỉ trọng từ 3 đến 4; độ cứng từ 3 đến 6; ánh kim loại hoặc ánh xà cừ; tính cắt khai

từ trung bình đến yếu Thí dụ như chancopirit (CuFeS;), pirit (FeS;), galenit

(PbS,), sfalerit

27

Các khoáng vật lớp sulfur dễ bị phá huỷ trong đới phong hoá thông qua phản ứng oxi hoá có nước tham gia để trở thành khoáng vật khác

c) Lớp haloit là hợp chất gồm hai hoặc nhiều nguyên tố hoá học của các kim loại hoặc á kim với clo, flo; chiếm khoảng 0,1% trọng lượng vỏ Trái Đất Các

khoáng vật của lớp có đặc điểm: sáng màu, màu sắc đa dạng; tỉ trọng từ 2 đến 3,

độ cứng từ 3 đến 4 tính cắt khai trung bình; vết vỡ dạng hạt; có hình khối tỉnh thể

tương đối rõ như muối mo (NaCl), fluorit (CaF) dé bi pha huỷ trong thiên nhiên d) Lop oxit là hợp chất gồm hai hoặc nhiều nguyên tố hoá học của các kim loại hoặc á kim với oxi; chiếm khoảng 17% trọng lượng vỏ Trái Đất Các khoáng vật của lớp có đặc điểm: màu sắc da dạng, độ cứng thường từ 4 đến 9; tỉ trọng từ 2 đến 4: khó cắt khai; vết vỡ dạng hạt hoặc vỏ sò; bền vững trong thiên nhiên Được chia ra làm hai phụ lớp: phụ lớp không chứa nước như corindon (AlzOa), thạch anh

(SiO2) hêmatit (FeaOa): phụ lớp chứa nước như opan (SiO¿ nH¿z0), limônit (FeaO

nH;O)

đ) Lóp cacbonat là hợp chất gồm hai hoặc nhiều nguyên tố hoá học của các

kim loại hoặc á kim với [COa] _ `; chiếm khoảng 1,7% trọng lượng của vỏ Trái

Đất Các khoáng vật của lớp có đặc điểm: màu sắc đa dạng; độ cứng từ 2 đến 5; tỉ trọng từ 2 đến 4; ánh xà cừ hoặc ánh thuỷ tinh; cắt khai trung bình; vết vỡ dạng hạt; không bền vững trong thiên nhiên, dễ bị hoà tan Được chia ra làm hai phụ lớp: phụ lớp không chứa nước như canxit (CaCO3), azurit (CuCO3) va phụ lớp chứa nước như malachit (CuCO; nH;O)

e) Lớp sun/at là hợp chất gồm hai hoặc nhiều nguyên tố hoá học của các kim loại hoặc á kim với [SO„] ~; chiếm 0,1% trọng lượng vỏ Trái Đất Khoáng vật của

lớp có đặc điểm màu sắc đa dạng; độ cứng từ 1 đến 5; tỉ trọng từ 2 đến 3; ánh xà

cừ hoặc ánh tơ; vết vỡ dạng hạt, dạng sợi, dạng bột đất; không bền vững trong thiên nhiên Được chia ra làm hai phụ lớp: phụ lớp không chứa nước như barit

(BaSO,), anhydrit (CaSO,) và phụ lớp chứa nước như thạch cao (CaSO, nH,0)

g) Lớp phốt phát là hợp chất gồm hai hoặc nhiều nguyên tố hoá học của kim loại hoặc á kim với [PO,] `; chiếm khoảng 6,1% trọng lượng vỏ Trái Dat

Các khoáng vật của lớp có dặc điểm: thường tối màu; độ cứng từ 4 dến 6;

tỉ trọng từ 2 đến 3; ánh xà cừ, ánh thuỷ tinh vết vỡ dạng đất, dạng hạt; không bền

vững trong thiên nhiên Thí dụ như apatit Cas(CI,F) [POx]z, photphorit

h) Lớp silicat là hợp chất gồm hai hoặc nhiều nguyên tố hoá học của các

kim loại hoặc á kim với nhóm [SiO;]_ˆ, [SiO;Al]; chiếm khoảng 75% trọng lượng

vỏ Trái Đất, có vai trò tạo đá chủ yếu (khoảng 800 khoáng vật)

28

ee a ee tT

Các khoáng vật của lớp có đặc điểm: màu sắc đa dạng và ốn định; tỉ trọng

từ I đến 3; độ cứng từ I đến 6; ánh thuỷ tỉnh hoặc ánh xà cừ, ánh sợi dễ bị

phá huỷ trong thiên nhiên thông qua phản ứng thuỷ phân tạo nên khoáng vật mới

bên vững Lớp silicat chia ra hai phụ lớp: phụ lớp không chứa nước biotit

K[MgFe](Si;AIO¡o)(OH Pe và phụ lớp chứa nước như: tan (3Mg„SiO; nH;O)

caolin, fenspat

§2 ĐÁ

2.1 Khái niệm và phán loại

a) Khái niệm

Đá là tập hợp có quy luật của một hay nhiều khoáng vật, tạo thành một thể

địa chất độc lập và là bộ phận chủ yếu cấu tạo nên vỏ Trái Đất Mỗi thể địa chất

phải có thành phần vật chất xác định, có nguồn gốc hình thành trong quá trình địa chất

riêng, có cấu trúc và dạng nằm xác định Môn học nghiên cứu quá trình phát sinh

biến đổi, thành phần vật chất và phân loại các đá gọi là Thạch học

Đá thông thường cứng như đá vôi, đá cát kết, nhưng cũng có thể mềm dẻo như

đá sét Đá do một khoáng vật tạo nên gọi là đá đơn khoáng như đá thạch anh đá sét

Đá do nhiều khoáng vật tạo nên gọi là đá đa khoáng, như đá granit gồm các

khoáng vật: thạch anh, biotit fenspat, plagiocla tạo nên

Cần phân biệt đá với quặng và đất trồng Đá được tạo nên bởi những nguyên tố

hoá học chiếm 90% trọng lượng vỏ Trái Đất, các nguyên tố tạo đá chính là O, Sĩ,

Al, Fe, Ca, K, Na Quang được quy định bởi hàm lượng các nguyên tố hoá học có

giá trị công nghiệp trong một khối lượng đá Đất trồng là lớp phủ trên bề mặt đất,

là sản phẩm phá huỷ của đá cùng với các chất mùn hữu cơ, được nghiên cứu bởi

bộ môn Thổ nhưng học

b) Phan loại

Có nhiều cách phân loại đá Cách phân loại theo nguồn gốc và thành phần

vật chất thường được sử dụng trong địa chất, với ba nhóm đá chính: macma, trầm tích

và biến chất Sự khác nhau của các nhóm cũng như từng loại đá trong mỗi nhóm

thể hiện qua các dấu hiệu sau đây:

~ Thế nằm là đặc điểm vẻ hình dạng, kích thước và sự phân bố không gian

của đá trong vỏ hoặc trên bể mặt Trái Đất

29

— Cấu tạo là sự sắp xếp và phần bố không gian giữa các thành phần vật chát

tạo nén đá Nó đặc trưng cho tính đồng nhất hoặc không đồng nhất vẻ vật chất:

kích thước vật chất theo các phương

— Kiển trúc là những dấu hiệu quy định bởi trình độ kết tỉnh của khoáng vật hoặc kích thước: hình dạng tỉnh thể khoáng vật, các hạt vụn trong mối quan

hệ giữa chúng với nhau

Thành phần hoá học khoáng vật chính là những khoáng vật, thành phản hoá học chủ yếu cấu tạo nên từng nhóm hoặc từng loại đá

Có hai cách phân loại đá macma:

— Phán loại theo độ xản thành tụo

+ Đá macma xâm nhập là các đá macma được thành tạo trong vỏ Trái Đất Nếu ở độ sâu so với bề mặt đất trên 1500m được gọi là đá macma xâm nhập sâu Còn ở độ sâu nhỏ hơn 1500m được gọi là đá macma xâm nhap nong Do cic chuyển động nâng cao của vỏ Trái Đất cùng với quá trình xâm thực bào mòn rất lâu dài nên ngày nay chúng lộ ra trên

bề mặt Người ta đoán biết chúng là đá macma xâm nhập sâu hoặc

xâm nhập nông là nhờ phân tích các đặc điểm về dang nằm cấu tạo,

kiến trúc

+ Đá macma phun trào là các macma bên trong được dưa ra ngoài bẻ mặt đất qua các khe nứt, miệng núi lửa sau đó đông cứng lại Người ta đoán biết chúng là đá phun trào cổ hoặc trẻ nhờ phân tích mối quan hệ của chúng với các đá xung quanh

— Phản loại theo thành phần hoá học

Cơ sở của việc phân loại này là dựa vào hàm lượng SiOa, Fe, Mg có trong dá

+ Đá macma axít: khi hàm lượng SiO, trong đá > 65% Đá có đặc điểm sáng màu tỉ trọng từ 2.5 đến 2,7

+ Đá macma trung tính: khi hầm lugng SiO, trong da tir 52 dén 65% Da co

đặc điểm sáng màu tí trọng nhẹ đến trung bình (2.7 — 2.8)

+ Da macma mafic: khi him lượng SiO; trong đá từ 40 đến 45% hàm lượng

các khoáng vật chứa sắt manhẻ tăng Đá có đặc điểm sắm màu đến rất sảm

màu, tí trọng nặng (2.9 — 3.1)

+ Đá macma siêu mafic: khi hàm lượng SiO; trong đá nhỏ hơn 40% hàm lượng

Fe va Mg rất cao Đá rất sim mau, ti trọng nặng (trên 3.1)

b) Thế nằm của đá macrna

Thế nằm của đá macma là một đặc điểm phản ánh điều kiện thành tạo Thế

nằm phụ thuộc vào thành phần tính linh động của macma, mức độ chuyển động

của vỏ Trái Đất và đặc điểm của các đá xung quanh

Dựa vào kích thước, hình dạng chia ra các thể chính:

— Các thể đặc trưng cho đá macma xâm nhập sau

+ Thể nên (batolit): có kích thước rất lớn: rộng dài tới hàng chục, hàng trăm km

Đường ranh giới lộ ra trên bể mặt đất không đều đặn ở dưới phình to và có

- sườn đốc đứng (Hình 2.3) Khối granit Sông Chảy phân bố ở Việt Bắc Điện Biến

(Tây Bắc) là một thể nền điển hình

+ Thể trụ (stockơ): có dạng hình trụ, thường là nhánh của thể nền ranh giới lộ

ra trên bẻ mặt đất thường đẳng thước khép kín với diện tích nhỏ

Hai thể trên thường có nguồn gốc từ các macma có thành phần axít tính linh động

kém và nằm trong vùng có hoạt động của vỏ Trái Đất mạnh trùng với các đới uốn nếp

nâng cao tạo núi

— Các thể đặc trưng cho đá macma xâm nhập nóng

+ Thể vỉa: nằm kẹp giữa các lớp đá trầm tích gần như song song Bẻ dày vía từ vài

mét tới hàng chục mét kéo dài từ vài km tới hàng chục km (Hình 2.3)

+ Thể nấm: có hình dạng như một cái nấm nằm kẹp giữa hai lớp đá trắm tích

Lộ ra trên mặt thường có đạng gần tròn hoặc bầu dục, bể dày từ vài chục

mét tới hàng trăm mét (Hình 2.3)

+ Thể thấu kính: có hình đạng tựa như một thấu kính nằm kẹp giữa hai lớp đá

trầm tích (Hình 2.3) Khối dunit ở Bản Xang, Tạ Khoa — Sơn La là thể thấu

kính điển hình ở Việt Nam

31

6 Thé via 7 Thé vom 8 Thé vom phủ 9 Thể lớp phủ

Tuy theo hinh dang mà còn được chia ra: thể chậu, thể yên, thể liềm

Các thể trên thường có nguồn gốc macma thành phần trung tính, mafic hoặc siéu mafic, dễ linh động và thường phân bố ở vùng các đá có nhiều khe nứt, uốn nếp không hoàn chỉnh

— Các thể đặc trưng cho đá macma phun trào

+ Thể dòng được hình thành từ macma có thành phần dễ linh động, thoát ra ở miệng núi lửa chảy theo sườn dốc xuống các thung lũng xung quanh

+ Thể vòm được hình thành từ đá macma có thành phần ít linh động, khi thoát

ra không di chuyển mà nằm tại miệng núi lửa, có hình vòm, hình kim Điển hình

thể vòm là miệng núi Ita Pélé trên đảo Martinique, có độ cao 300m

+ Thể vòm phủ được hình thành từ các macma trung tính nằm trên sườn dốc

xen kẽ với các lớp mảnh vụn đá, tro bụi — điển hình là thể vòm phủ núi lửa

Veduvo (Italia)

+ Thể lớp phủ được hình thành từ macma có thành phần linh động, theo các

khe nứt của vỏ Trái Đất (các đứt gãy) thoát ra ngoài và chảy tràn trên bề

mặt đất, sau đó đông cứng lại (Hình 2.3) Ở Việt Nam, thể lớp phủ gap o

Phu Quy — Nghé An véi diện tích 200km?, bé day 200m và ở nhiều nơi khác

như khu vực Nam Trung Bộ

c) Cấu tạo đá macima

— Cấu tạo khối đồng chất là cấu tạo khi các khoáng vật phân bố đều đặn trên

toàn bộ khối đá theo các phương khác nhau Điều này chứng tỏ khi thành

tạo thì điều kiện môi trường ở mọi diểm như nhau

— Cấu tạo khối cầu là cấu tạo khi các khoáng vật sắp xếp theo những lớp đồng tâm,

hình thành các khối cầu nhỏ trong toàn bộ khối đá Điều này chứng tỏ khi

thành tạo đá phải có các trung tâm kết tỉnh lôi kéo các thành phần khác bao

quanh để tạo nên khối cầu

— Cấu tạo dạng dải là cấu tạo gồm các dải có độ hạt hoặc màu sắc khác nhau,

xen kẽ nhau kéo dài Điều này chứng tỏ khi thành tạo đá có sự phân dị các |

khoáng vật theo kích thước, tỉ trọng

— Cấu tạo lỗ hổng, cấu tạo bọt là cấu tạo có các lỗ hồng với kích thước khác

nhau trong khối đá Điều này chứng tỏ macma có nhiều thành phần khí, khi

được đưa ra ngoài mặt, do áp suất, nhiệt độ giảm nhanh, phần ngoài cùng

đông cứng trước không cho các chất khí thoát ra Sau khi toàn bộ khổF

macma đông đặc, các chất khí mới thoát được ra ngoài, để lại các lỗ hổng -

trong đá

Ngoài những cấu tạo thường gặp trên, còn gặp các cấu tạo khác như: cấu tạo

dòng chảy, cấu tạo mạch

d) Kiến trúc đá macma

Cơ sở phân loại là trình độ kết tỉnh, hình dáng, kích thước các hạt khoáng vật

trong khối đá macma

33

Hình 2.-4— Một số kiến trúc chính của đá macma

1 Kiến trúc toàn tĩnh hạt đều: 2 Kiến trúc toàn tỉnh hạt không đều:

3 Kiến trúc poocphia: 4 Kiến trúc pecmatit (chữ cổ)

— Kiến trúc toàn tỉnh hạt đều khi toàn bộ khối đá là những hạt tỉnh thể khoáng vật

có kích thước như nhau Nếu hạt lớn trên 5mm là kiến trúc hạt thô: hạt vừa

là từ 1 — 5mm Loại kiến trúc này đặc trưng cho các đá macma xâm nhập, thành tạo ở các độ sâu khác nhau (Hình 2.4)

— Kiến trúc toàn tỉnh hạt không dêu khi trong toàn bộ khối đá là những hạt khoáng vật có kích thước khác nhau nằm xen kẽ nhau Điều này chứng to da

macma được hình thành ở hai giai đoạn khác nhau Giai đoạn đầu macma ở sâu mới hình thành nên áp suất, nhiệt độ giảm chậm chạp, thành phần vật chất còn giàu nên thuận lợi để hình thành những tỉnh thể lớn Giai đoạn sau, do hoạt động của vỏ Trái Đất làm thay đổi nhanh áp suất, nhiệt độ cùng với

hiện tượng giảm thành phần vật chất nên chỉ thành tạo những tỉnh thể nhỏ

Khi các tỉnh thể khoáng vật méo mó, màu sắc khác nhau xen kẽ kéo dài thì

được gọi là kiến trúc pecmatit hoặc vân chữ

~ Kiến trúc poocphia khi trên bề mặt đá là những tỉnh thể khoáng vật màu rất nhỏ (vi tỉnh) nổi lên những tỉnh thể lớn có nhiều màu khác nhau (màu trắng thường là fenspat, thạch anh) Loại kiến trúc này đặc trưng cho đá phun trào riolit (Hình 2.4)

~ Kiến trúc thuỷ tỉnh khi trên toàn bộ mặt đá là vô định hình, trông tựa như bề mặt

d) Thành phần khoáng vật chính

thuỷ tỉnh Kiến trúc này được hình thành do macma khi ra ng

đột ngột không kịp kết tỉnh thành tỉnh thể khoáng vật — điển hình là đá

ôpxidien

„ dông cứng

Đá macma gồm hai nhóm khoáng vật chính: Nhóm silic gồm những khoáng

vật sáng màu như: thạch anh, fenspat: nhóm femic gồm những khoáng vat sam

màu như: hocnblen, pirôxen, ôlivin

Phân loại và đặc điểm các đá macma chính

dá Hoá học & vụ chủ yếu chủ

chính yếu nhập cổ Mới

Sil > alae ; hoac | h Khối Porfi

© | 65% : P sẽ ỗ Granic Riolit

vat mau sam) poocphia

= | đến 65% 7 2Á) [4/47 a Sienit š Trachit

Trung tinh mau ‘ nền hạt bé is a

Mau E tính và khoáng vật | vừa hoạc thô yet : K Khối Diorit |_ Porfiarit a Andézit a

sam Ẹ : hạt

sam mau

, Plagiocla bazơ và [Toàn tỉnh hạt Hạt

_ |SiO; 45% 5 i ` he

Samy |G _ |đến 55% cờ các khoáng vật : h 8Ä vừa hoặc thô | Khoi: Lấ< sả

- | Gabro Diabaz Bazan

Mafic 2 AI 9o s

Đen Ogit Ôlivin và các | Toàn tỉnh hat

hoặc | SiO: < 45% | khoáng vật quặng | bé hoặc lớn lộ moles

2.3 Đá trầm tích

a) Nguồn gốc và phân loại

Đá trầm tích là sản phẩm phá huỷ của các đá có trước (macma, trầm tích, biến

chất), sản phẩm hoạt động của núi lửa (cuội, cát, tro bụi), kết quả của các quá trình hoá học, hoạt động sinh vật được vận chuyển (do dòng nước mặt, gió, băng hà, dong biển) hoặc ở ngay tại chỗ; được tích tụ trong môi trường nước hoặc trên cạn Sau đó các sản phẩm tích tụ trải qua một quá trình biến đổi lâu dài dưới nhiệt độ,

áp suất khác nhau rồi gắn kết lại thành đá trầm tích

Quá trình tích tụ lại và lắng đọng các sản phẩm không giống nhau ở mọi địa điểm, phụ thuộc vào điều kiện môi trường (nhiệt độ, áp suất, độ sâu độ dốc

của đáy trầm tích, tốc độ dòng nước) và bản thân hình dáng, tỉ trọng, thành phản

hoá học của chúng Sự thay đổi quá trình lắng đọng các vật liệu được gọi

là quá trình phân dị trầm tích Nhờ quá trình này mà các vật chất hỗn hợp

phức tạp, đa dạng biến đổi thành những vật thể đơn giản Có hai quá trình

phân dị chính:

— Phân đị vật lí sẽ làm hình thành các đá có cùng cỡ hạt, cùng hình dáng hoặc

cùng tỉ trọng Yếu tố quyết định sự phân dị này là hình dáng kích thước, tỉ trọng

của vật liệu và điều kiện môi trường trầm tích (nông, sâu)

— Phân dị hoá học dẫn tới hình thành các đá có cùng thành phần hoá học

Yếu tố quyết định sự phân dị này là nồng độ chất hoà tan, các điều kiện

môi trường (khí hậu, độ pH ) Thí dụ trong điều kiện khí hậu nóng ẩm

sẽ thuận lợi cho quá trình hình thành các tích tụ cácbonat, sét, kaolin để tạo nên đá vôi, đá sét; khí hậu lạnh hình thành các tích tụ silic để tạo nên

mảnh vụn có kích thước khác nhau, các vật liệu vụn của núi lửa Dưới đây là

bảng phân loại các đá có nguồn gốc vụn theo kích thước hạt

36

Kích thước hạt vụn Tên các đá chưa gắn kết (bở rời) Tên các đá gắn két

— Đá trầm tích hoá học là sản phẩm tích tụ từ các quá trình hoá học như: đá vôi

hoá học, đá đôlômit, đá sét, đá silic, đá tuf vôi :

— Đá trầm tích hữu cơ là sản phẩm tích tụ của một phần hoặc toàn bộ cơ thể

sinh vật như: đá vôi vỏ sò, đá vôi san hô, đá vôi Trùng tiền, than đá

— Đá trầm tích hỗn hợp là sản phẩm tích tụ hỗn hợp của hai hoặc ba loại có

nguồn gốc trên như: đá vôi trứng cá, đá vôi hạt đậu, đá sét vôi

b) Thế nằm đá trầm tích

Đa số các đá trầm tích khi mới hình thành có thế nằm ngang hoặc gần nằm

ngang với các lớp có kích thước hạt hoặc thành phần, màu sắc khác nhau, xen ké

nhau Do tác dụng của các chuyển động vỏ Trái Đất sau này, chúng thay đổi thế

nằm ngang ban đầu thành các nếp uốn lồi, nếp uốn lõm kế tiếp nhau hoặc bị đứt ra

rồi di chuyển theo chiều thẳng đứng hoặc nằm ngang Thế nằm của đá trầm tích

hiện nay mà chúng ta quan sát tại các điểm lộ bên sườn hoặc ở các suối ở miền núi

là kết quả của các chuyển động vỏ Trái Đất trong quá khứ Nghiên cứu hình dạng

và kích thước nếp uốn cho phép người ta suy đoán về nguồn gốc cũng như cường

độ các chuyển động của vỏ Trái Đất trong quá khứ

e) Cấu tạo đá trầm tích

Đa số các đá trầm tích vụn có cấu tạo lớp Khi hình thành, mỗi lớp đá trầm

tích đều bị chỉ phối bởi nhiều yếu tố ngoại sinh như gió, dòng chảy, sóng, hoạt

động sinh vật, vì vậy trên mặt lớp thường để lại những dấu vết này Nghiên cứu

những dấu vết trên, người ta có thể suy đoán ra điều kiện môi trường trầm tích

trong quá khứ

at

Trong một lớp đá trầm tích có thể có các cấu tạo như sau:

— Cẩm tạo dòng nhất: Khi trong lớp theo các phương có thành phản, độ hạt

như nhau Tuỳ theo kích thước hạt có khối hạt thô hạt nhỏ, hạt mịn

— Cấu tạo thớ lớp hay phân lớp:

+ Phân lớp nằm ngàng: khi mặt phân lớp giữa các lớp theo các mật phẳng gần song song, đặc trưng cho các đá trầm tích hình thành trong các bỏn

trầm tích lớn

+ Phân lớp lượn sóng: khi mặt phân lớp giữa các lớp bị uốn cong lượn sóng ranh giới không rõ ràng đặc trưng cho các đá hình thành ven hồ, ven biển + Phân lớp xiên: Trường hợp phân lớp xiên theo một góc cố định thì được gọi

là phân lớp xiên đơn, đặc trưng cho trầm tích ở môi trường nước chảy Khi

„ các lớp xiên đan chéo nhau thành từng tập góc nghiêng thay đổi được gọi là phân lớp xiên chéo đặc trưng cho các đá trầm tích vùng tam giác châu, hoang mạc

+ Phân lớp tuần hoàn: là kiểu phân lớp có tính chu kì, mỗi tập có thể bắt đầu là

lớp hạt mịn, sau đó là hạt thô lap lại nhiều lần Kiểu này có thể do sự thay đổi khí hậu có tính chu kì hoặc sự thay đổi độ sâu trầm tích có tính chu kì

tạo nên

Ngoài ra tuỳ theo điều kiện hình thành, đá trầm tích còn có cấu tạo kết hạch,

cấu tạo trứng cá hạt đậu

Hình 2.5 — Các dạng cấu tạo phân lớp

I ~ Lượn sóng: 2 Song song: 3 - Xiên đơn: 4-— Xiên chéo

đ) Kiến trúc đá trầm tích

Tuỳ thuộc vào từng nhóm đá mà có nhiều kiểu kiến trúc khác nhau Với đá

trầm tích hạt vụn (cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết) kiến trúc gồm hai phần: các

hạt vụn do phá huỷ từ trước (vụn đá tròn như cuội, sắc cạnh như dăm, cát hoặc

những khoáng vật bền vững như vẩy vàng, inmênit, fenspat); xi măng gắn kết các

hạt vụn trên được tạo thành khi hình thành đá Mỗi phần có đặc trưng riêng, đặc

trưng kiến trúc hạt vụn chủ yếu là kích thước rồi đến hình dáng (tròn, méo) và số

lượng của chúng trong đá Còn kiến trúc xi mãng là mức độ biến đổi và mối quan

hệ với các hạt vụn tạo thành đá Trên cơ sở kích thước và hình dáng của hạt, kiến

trúc đá trầm tích được chia ra như sau:

d) Thanh phan vat chat

~ Thành phần khoáng vật gồm hai loại: Khoáng vật tha sinh là các khoáng vật

còn lại của các đá bị phá huỷ (thạch anh, rutin) và các khoáng vật tự sinh là

các khoáng vật sinh: thành khi trầm tích biến thành đá như kaolinit, thạch

cao, glauconit, sét

— Các đi tích sinh vật: Gồm một phần hoặc toàn phần của sinh vật như các

mảnh vỏ, xương, cành, lá, rễ, bào tử phấn hoa

— Các dấu vết của môi trường trầm tích: vết gợn sóng, giọt mưa, khe nứt khô

39

` =Thành phần hoá học: Hàm lượng trung bình FezOa và FeO trong đá trầm tích lớn hơn đá macma Tỉ lệ K;O/Na¿O trong đá trầm tích luôn luôn lớn

hơn 1 Ham lượng HO, CO¿, S trong đá trầm tích lớn hơn trong đá macma

quá trình địa chất xảy ra ở các độ sâu khác nhau trong vỏ Trái Đất Với áp suất

lớn, nhiệt độ cao, các đá có trước không chỉ biến đổi thành phần hoá học, thành

phần khoáng vật mà cả vẻ cấu tạo và kiến trúc nữa Các yếu tố làm biến đổi các

đá bao gồm:

— Nhiệt dộ: Nhiệt độ có tác dụng thúc đẩy các phản ứng hoá học giữa các vật chất

trong đá Sự tăng nhiệt độ của đá có liên quan tới các khối macma, phân huỷ

các nguyên tố phóng xạ, các phản ứng hoá học toả nhiệt

~ Áp suất, gồm hai loại

+ Áp suất thuỷ tĩnh hay áp suất tải trọng sinh ra do các lớp đá trên dè lên các

đá nằm dưới Cứ xuống sâu Ikm, áp suất tăng từ 250 đến 300 bar Áp suất này dẫn tới sự phân dị trọng lượng của khoáng vật và làm tăng nhiệt độ kết tỉnh của khoáng vật

+ Áp suất định hướng sinh ra do các vận động của vỏ Trái Dat, phân bố 6 phan trên cùng của vỏ và giảm theo chiều sâu Áp suất này dẫn tới sự tăng cường tốc độ của các phản ứng hoá học, làm biến dạng thế nằm, phá huỷ đá thành

các mảnh vụn

— Các dung dịch biến chất có thể ở trạng thái lỏng hoặc khí, có tác dụng tăng

cường áp suất thuỷ tĩnh, thúc đẩy các phản ứng hoá học hoạt động

Ngoài ba yếu tố trên, còn phải kể đến thời gian, thành phần nguyên thuỷ của

đá biến chất Thời gian bảo đảm tính triệt để của quá trình biến chất Còn thành

phần đá nguyên thuỷ quyết định tốc độ biến đổi nhanh hoặc chậm (các đá có

thành phần thạch anh, cacbonat khó biến đổi; ngược lại các đá có thành phần sét

dễ biến đổi hơn)

40