CHƯƠNG II - THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CỦA TRÁI ĐẤT ppsx

Trong đó có khoảng 10 khoáng vật tự sinh có thể tích tụ tạo thành các mỏ có giá trị công nghiệp như Au, Ag,…  Các khoáng vật nhóm oxit: Đây là nhóm lớn, trong đó nguyên tử oxi kết hợp v

Trang 1

CHƯƠNG II THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CỦA TRÁI ĐẤT

Trang 2

Sơ đồ mô tả thành phần vật chất của trái dất

Nguyên tố hóa học Nguyên tố hóa học Nguyên tố hóa học

Trái đất

Khoáng vật

Trang 3

THÀNH PHẦN HÓA HỌC

 Việc nghiên cứu thành phần vật chất

của trái đất chủ yếu được tiến hành dựa

trên phân tích hàng chục ngàn mẫu vật

lấy trên bề mặt hoặc trong các giếng

khoan trong phạm vi lớp vỏ nông của

trái đất Thành phần vật chất ở dưới sâu

chỉ được dự đoán thông qua các

phương pháp nghiên cứu gián tiếp

 Các nguyên tố phổ biến nhất trong lớp

vỏ trái đất là oxi, silic, nhôm, sắt, canxi,

natri, kali và magie Tám nguyên tố này

chiếm tới 98.5% tổng trọng lượng của

lớp vỏ

Nguyên tố hóa học trong lớp vỏ trái

đất

Tỷ lệ phần trăm khối lượng

Trang 4

THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT

 Khoáng vật là sự kết hợp tự nhiên của một hoặc

nhiều các nguyên tố hóa học ở trạng thái rắn

 Ví dụ:

 Khoáng vật 1 nguyên tố: Than, Kim cương

(C)

 Khoáng vật nhiều nguyên tố: Canxit (CaCO3)

 Các tinh thể khoáng vật rất đa dạng về hình thái

kết tinh, phụ thuộc vào kích thước các nguyên tử

tham gia vào thành phần khoáng vật, nhiệt độ và

áp suất khi kết tinh

 Hầu hết các khoáng vật đều có sự tham gia của

silic (tạo thành các khoáng vật silicat) Chỉ vài

trăm trong số hàng ngàn khoáng vật đã biết là các

khoáng vật tạo đá quan trọng Và chúng được tạo

thành từ 8 nguyên tố phổ biết nhất trong lớp vỏ

trái đất

Tinh thể khoáng vật phát triển theo 3 chiều

a – kim cương; a - Pyrite

Tinh thể khoáng vật phát triển theo 1 chiều

c– Thạch anh; d- tourmaline

Tinh thể khoáng vật phát triển theo 2 chiều: Mica

Trang 5

Phân loại khoáng vật

 Các nguyên tố tự sinh (native elements): Khoảng 20 nguyên tố tồn tại ở trạng thái các

khoángvật tự sinh (không liên kết với các nguyên tố khác) Trong đó có khoảng 10 khoáng vật tự sinh có thể tích tụ tạo thành các mỏ có giá trị công nghiệp như Au, Ag,…

 Các khoáng vật nhóm oxit: Đây là nhóm lớn, trong đó nguyên tử oxi kết hợp với một hoặc

nhiều nguyên tố kim loại Liên quan đến nhóm này là các loại quặng của Fe, Mn, Sn, Cr, U,…

 Các khoáng vật nhóm sunfua: Nguyên tố lưu huỳnh kết hợp với một hoặc nhiều nguyên tố kim

loại Nhóm này thường tạo thành một số mỏ khoáng rất có giá trị kink tế của một số kim loại màu như Cu, Zn, Mo, Ag, Au, Co, Hg, Ni, …

 Các khoáng vật nhóm sunfat: Là các khoáng vật có chứa nhóm gốc (SO4)2- (vd: thạck cao),

thường được thành tạo do sự bốc hơi của nước biển hoặc các hồ muối.

 Các khoáng vật nhóm phốt phát: Có chứa nhóm gốc (PO4)3- (vd: apatit)

 Các khoáng vật nhóm cacbonat: Nhóm gốc (CO3)2- là cơ sở cho hai loại khoáng vật tạo đá phổ

biến nhất thuộc nhóm này là calcite (CaCO3) và dolomite (CaMgCO3)

 Các khoáng vật nhóm silicate: Nhóm gốc cơ bản của các khoáng vật silicat là (SiO4)4-. Đây là

nhóm khoáng vật phổ biến nhất và chiếm tới 90% trọng lượng vỏ trái đất Và tồn tại dưới dạng các khoáng vật dạng chuỗi, tấm,…

Trang 6

Các tính chất vật lý của khoáng vật

 Độ cứng là khả năng của khoáng vật chống lại tác động của ngoại lực Độ

cứng tương đối được phân loại theo thang độ cứng của Mohs Các nhà địa

chất thường dùng mũi dao với độ cứng ~5 để thử độ cứng các khoáng vật

Độ cứng tuyệt đối được xác định cụ thể qua các thiết bị đo áp suất và mức

độ xuyên cắt vào bề mặt khoáng vật

 Màu khoáng vật: Một khoáng vật có thể có nhiều màu khác nhau do hàm

lượng tạp chất lẫn trong đó Màu quan sát trên bề mặt khoáng vật không

phải luôn luôn phản ánh đúng màu của khoáng vật so sự giao thoa và tán

sắc của ánh sáng trên bề mặt Màu thật của khoáng vật (màu vết vạch –

màu bột) là màu quan sát được khi ta vạch khoáng vật đó lên bề mặt tấm

sứ (vd Pyrite nhìn có màu vàng rơm nhưng màu thật lại là màu đen)

 Ánh: là đặc điểm ánh sáng phản xạ trên bề mặt khoáng vật Theo cường

độ phản xa mà chia thành ánh kim, ánh thủy tinh, ánh nhựa và ánh đất

 Hình thái tinh thể: Mỗi khoáng vật có một hình thái tinh thể đặc trưng khi

kết tinh Hình thái đó càng phát triển hoàn thiện khi tinh thể được kết tinh

chậm chạp, nhiệt độ hạ thấp từ từ Theo mức độ kết tinh hoàn chỉnh có

thẻ chia thành các cấp: tự hình, bán tự hình và tha hình

Khoáng vật chuẩn Độ cứng Mohs

Thạch cao 2 Calcite 3 Fluorite 4 Apatite 5 Orthoclase

(Feldspar) 6 Thạch anh 7

Corundum 9 Kim cương 10

Trang 7

 Tính cát khai: là xu hướng của khoáng vật bị tách vỡ theo các bề mặt nhất định mà ở đó có lực liên kết nguyên tử yếu Thông thường mặt cát khai trùng với mặt tinh thể khoáng vật Góc tạo bởi giữa các bề mặt tinh thể khoáng vật thường đặc trưng cho các nhóm khoáng vật khác nhau, có thể được nhận biết bằng mắt thường hoặc dưới kính hiển vi và là một trong những dấu hiệu đơn giản để nhận biết nhanh khoáng vật

 Từ tính: một số khoáng vật có chứa sắt thường bị nhiễm từ trường của trái đất trong quá trình kết tinh (vd Magntite – Fe3O4) Trục từ của các tinh thể khoáng vật này thường được sử dụng để nghiên cứu sự đảo từ

 Tỷ trọng của khoáng vật: khối lượng/thể tích Trọng lượng riêng của khoáng vật: tỷ trọng của khoáng vật/tỷ trọng của nước Do tỷ trọng của nước bằng 1 nên trọng lượng riêng (không có đơn vị đo) = tỷ trọng (có đơn vị đo)

 Căn cứ váo tỷ trọng khoáng vật được chia thành hai nhóm: khoáng vật nặng (>2.9 g/cm3) và khoáng vật nhẹ (<2.9 g/cm3)

Các tính chất vật lý của khoáng vật

Trang 8

 Đá là tập hợp tự nhiên của một hoặc nhiều

khoáng vật tạo thành

 Đá tạo thành từ một khoáng vật gọi là đá đơn

khoáng (đá vôi – calcite), đá tạo thành từ nhiều

khoáng vật gọi là đá đa khoáng (granite: thạch

anh, feldspar, mica,…)

 Theo nguồn gốc thành tạo, đá được chia thành ba

nhóm:

1. đá magma,

2. đá trầm tích

3. đá biến chất

Chu trình tạo đá:

 Đá magma khi xuất lộ trên bề mặt trái đất bị phong hóa dưới tác dụng của thời tiết, các khối đá cứng bị phá hủy, hòa tan tạo thành dung dịch hoặc các mảnh vụn đá

 Dung dịch và các mảnh vụn được nước, gió, băng hà vận chuyển, lắng đọng ở các địa hình thấp, chôn vùi, gắn kết tạo thành đá trầm tích

 Đá trầm tích tiếp tục bị chôn vui, biến chất tạo thành đá biến chất Khi nhiệt độ, áp suất tăng cao sẽ nóng chảy thành dung nham magma xuyên lên trên đông cứng tạo thành đá magma

 Không chỉ có đá magma, các đá trầm tích và đá biến chất cũng xuất lộ, phong hóa và bóc mòn

 Đá magmaf và đá biến chất cũng bị biến chất khi có tác dụng của nhiệt độ và áp suất cao

Trang 9

ĐÁ MAGMA

 Đá magma: hình thành do sự đông cứng vật chất nóng chảy từ dưới sâu đưa lên Đường đi của dung nham nóng chảy thường là các hệ thống đứt gãy, khe nứt, các mặt tách lớp, vvv

 Nếu vật chất nóng chảy đông cứng bên dưới bề mặt trái đất sẽ tạo thành đá magma xâm nhập, nếu dung nham magma trào lên bề mặt trái đất sẽ tạo thành đá magma phun trào

Trang 10

SỰ PHÂN DỊ VÀ PHÂN LOẠI ĐÁ MAGMA

 Khi dung nham magma nguội lạnh, các phản ứng hóa học diễn ra tạo thành một loạt các khoáng vật khác nhau Quá trình đó gọi là phân dị magma Sự phân dị magma diễn ra theo hai nhánh:

 Nhánh gián đoạn: Các khoáng vật theo nhánh này được hình thành ở các khoảng nhiệt độ riêng biệt và không thành tạo liên tiếp nhau khi nhiệt độ hạ thấp Đặc trưng của khoáng vật nhánh gián đoạn là có làm lượng Fe, Mg cao, tạo lên các khoáng vật tối màu (xanh đen – đen) Trình tự kết tinh: Olivine => pyroxene => amphibole => biotite

 Nhánh liên tục: tạo lên các khoáng vật nhóm plagioclase feldspar, tỉ lệ Ca/Na giảm liên tục khi nhiệt độ hạ thấp tạo lên các khoáng vật feldspar có màu sắc thay đổi từ màu hồng => tan => nâu => trắng

Trang 11

MÔ TẢ SƠ BỘ ĐÁ MAGMA CHÍNH

Siêu mafic (siêu bazơ): là loại đá ít phổ biến, hoàn toàn chỉ có các khoáng vật giàu Fe, Mg mà không có các khoáng vật thạch anh, feldspar (<45% Silic) Đá được hình thành từ dung nham dưới lớp mantle đi lên, chủ yếu là các khoáng vật olivine, pyroxene tối màu

Basalt: được kết tinh từ dùng nham giàu Fe, Mg với thành

phần Silic từ 25-50%; Đá có màu xanh đậm, xám, đen

Mafic (gabbro): Silic >50%, hoàm lượng Fe,Mg khá cao, đá tối màu

Andesite: có màu xanh xám nhạt hơn, giàu hàm lượng

feldspar plagioclase hơn so với basalt

Diorite: silic 50 – 65%, đá có cả các khoáng vật giàu Fe,

Mg và Si, màu sắc sáng dần khi chuyển dần về đá acid

Rhryolite: là loại đá magma acid giàu silic nhất (>65%)

và rất ít Fe, Mg làm cho đá có màu tan, hồng hoặc kem

Granite: đá có hàm lượng Silic =>65%, tinh thể khá tự hình, màu sáng

Trang 14

CẤU TẠO VÀ KIẾN TRÚC ĐÁ MAGMA

 Kiến trúc: thể hiện trình độ kết tinh

cuả tinh thể khoáng vật tạo đá

 Các đá magma phun trào được đông

cứng khi nhiệt độ giảm nhanh thường

có kiến trúc kết tinh hạt nhỏ, hoặc thủy

tinh hoặc kiến trúc porphyr (gồm các

ban tinh hạt to nổi trên nền là thủy tinh

hoặc các tinh thể hạt nhỏ)

 Các đá magma xâm nhập có thời gian

nguội lạnh từ từ và lâu dài nên có kiến

trúc hạt to, tự hình hơn

 Cấu tạo: phản ánh đặc điểm phân bố

không gian của các khoáng vật Đá

xâm nhập thường có cấu tạo khối, cấu

tạo dyke mạch xuyên cắt vào các đá

vây quanh trong khi các đá phun trào

thường có cấu tạo dòn chảy, cấu tạo

phân lớp, xuyên phủ lên các đá bên

dưới

Basalt cầu gối phun trào dưới đáy đại dươngt

Cột đá basalt hình lăng trụ

Hình thành khi kết tinh

Đá magma granite xuyên cắt Vào đá vây quanh

Trang 15

ĐÁ TRẦM TÍCH

 Các đá bị phong hóa, phá hủy dưới tác

dụng của khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, gió,

băng hà, ) Các vật liệu này sau đó được

vận chuyển xuống các vùng địa hình thấp

dưới tác dụng của trọng lực, nước trên

mặt, nước dưới đất, băng hà, gió, … lắng

đọng, chôn vùi và gắn kết tạo thành đá

trầm tích

 Đá trầm tích chỉ chiếm khoảng 5% trọng

lượng vỏ trái đất nhưng bao phủ đến 75%

diện tích bề mặt trái đất

 Rất nhiều đá trầm tích có giá trị kinh tế

cao như dầu khí, than, các mỏ trầm tích

của Au, Ti,…

 Đặc trưng cơ bản của đá trầm tích là có

tính phân lớp

Trang 16

 Lớp đá: là đơn vị địa tầng có dạng tấm nhỏ

nhất mà ở đó lớp đá được đặc trưng bởi

thành phần, màu sắc, cấu tạo,… riêng biệt

 Về mặt hình thái, lớp đá phát triển mạnh về

chiều dài và chiều rộng, chiều dày kém phát

triển hơn

 Các lớp đá được ngăn cách với nhau bởi mặt

phân lớp Mặt lớp đá thành tạo sớm nhất

được gọi là đáy lớp, mặt thành tạo muộn nhất

được gọi là nóc lớp

 Trong không gian, mặt lớp nằm dưới gọi là

mặt trụ, mặt lớp nằm trên gọi là mặt vách

Trong điều kiện thường thì trụ ~đáy và vách

~ nóc nhưng khi thế nằm bị đảo lộn thì ngược

lại

 Trong các lớp đá trầm tích thường có chứa

các hóa thạch – đây là những dấu tích quan

trọng để xác định tuổi và điều kiện thành tạo

đá trầm tích

 Trong nội bộ lớp đá thường có cấu tạo khối,

dải, tấm, xiên chéo hoặc chuyển cấp hạt Trên

mặt lớp thường có các dấu vết hoạt động của

sinh vật, các khe nứt khi đá co rút thể tích,…

Nóc = Vách

Đáy = trụ

Đáy = vách

Đáy = trụ

Thế nằm thuận Thế nằm đảo

Hạt chuyển cấp Cấu tạo xiên chéo

Khe nứt trên mặt đá bùn

Hóa thạch

Trang 17

Phân loại đá trầm tích

 Đá trầm tích được chia thành ba phụ loại

chính:

1 Đá trầm tích cơ học: được thành tạo từ

các mảnh vụn phá hủy từ đá bị phong

hóa, trải qua quá trình lắng đọng và gắn

kết lại với nhau Mảnh vụn theo kích

thước được chia thành sét, bột, cát, sạn,

sỏi, cuội, tảng Khi gắn kết tạo đá được

gọi theo tên tương ứng là sét kết, … tảng

kết

2 Đá trầm tích hóa học: hình thành do sự

lắng đọng, kết tủa trực tiếp từ các dung

dịch hòa tan Vd: các loại muối, trầm tích

cacbonate, …

3 Trầm tích sinh học: Hình thành từ các

mảnh vụn tàn dư từ các cơ thể sinh vật

khi chết được chôn vùi nhanh chóng.

Đường kính mảnh vụn

Tảng

Cuội

Cuội kết (nếu mảnh vụn tròn

cạnh) Dăm kết nếu mảnh vụn sắc canh

256

-Cuội

64

-Sỏi

2 - -

1/16 - -

-Bột

Bùn

Bột kết

Đá bùn kết 1/256 -

-Sét

Sét kết Hoặc đá phiến sét

Trang 18

ĐÁ BIẾN CHẤT

 - Hình thành do sự biến đổi thành phần hóa học, thành phần khoáng

vật, kiến trúc, cấu tạo của các đá có từ trước dưới tác dụng của nhiệt

độ, áp suất cao và các dung dịch nhiệt dịch cùng các chất bốc trong

lòng đất

 Đặc trưng cơ bản của đá biến chất: Cấu tạo phân dải, phân phiến, cà

nát, sừng hoặc khối, kiến trúc biến tinh, ẩn tinh, có hiện tượng tái kết

tinh,

PHÂN LOẠI ĐÁ BIẾN CHẤT:

 Đá biến chất nhiệt động (khu vực): phân bố trên quy mô lớn, chịu tác

động của nhiệt độ và áp suất cao Phổ biến cho nhóm này là các loại đá

phiến, đá gơnai

 Đá biến chất nhiệt: hình thành ở những nơi có nhiệt độ cao (500 -

1200oC), áp suất lớn (3000 bar): đá sừng, đá hoa, đóa quaczit

Gơnai

Đá phiến

Biến Chất Nhiệt

Trang 19

 Đá biến chất động lực: dưới tác động cuả áp suất cao, các đá bị dập vỡ và định hướng trong các đới dập vỡ kiến tạo Theo mức độ dập vỡ cà nát và kích thước mảnh vụn, đá biến chất động lực được chia thành: dăm kết (hặt dăm >2 mm), kataclazit (mảnh vụn từ 1-2 mm), milonit (mảnh vụn <1-2 mm), blatomilonit (không nhận biết được khoáng vật nguyên thủy) và filonit (hạt rất min đi kèm vi uốn nếp)

thành phần axit, axit kiềm với các đá cacbonat Điển hình cho nhóm đá này là các thành tạo scacnơ

Scacnơ

Vành biến chất tiếp xúc

Trang 20

Để mô tả mức độ và đặc điểm biến chất, người ta đưa ra khai khái niệm:

 Trình độ (cường độ) biến chất: phản ánh cường độ biến chất dưới tác dụng của tác nhân quan trọng nhất là nhiệt

độ và áp suất (chia thành biến chất trình độ thấp, trung bình, cao, siêu biến chất,…)

 Tướng biến chất: Tập hợp các đá biến chất nằm kề cận nhau và được thành tạo trong cùng một điều kiện hóa lý (T,P)

Đá magma Đá trầm tích Đá biến chất

- Nguồn gốc nội sinh: kết tinh dung

nham magma nóng chảy ở nhiệt

độ cao

- Có thể hình thành ở trên hoặc bên

dưới bề mặt trái đất

- Nguồn gốc ngoại sinh, hình trong điều kiện nhiệt độ và áp suất trên hoặc gần bề mặt trái đất

- Hình thành ở phần trên cùng bề mặt trái đất

- Nguồn gốc nội sinh, liên quan đến các chuyển động kiến tạo hoặc các hoạt động magma

- Có thể hình thành dưới sâu hoặc gàn bề mặt trái đất

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	6,18 MB