dia chat hoc - DHSPTN

Chương 1 CẤU TẠO, CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ - HÓA HỌCCỦA TRÁI ĐẤT Lý thuyết 02, thảo luận 01 * Mục tiêu: - Kiến thức: Nắm vững được cấu tạo của Trái Đất, các tính chất vật lý cơ bản và thành

` ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

o0o

ThS : Nguyễn Thị Mây

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG

ĐỊA CHẤT HỌC 1(TÀI LIỆU DÙNG CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC SƯ PHẠM)

SỐ ĐVHT: 02 (LÝ THUYẾT 20, THỰC HÀNH 6, THẢO LUẬN 4)

Thái Nguyên, tháng 5/2011

Chương 1 CẤU TẠO, CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ - HÓA HỌC

CỦA TRÁI ĐẤT

(Lý thuyết 02, thảo luận 01)

* Mục tiêu:

- Kiến thức: Nắm vững được cấu tạo của Trái Đất, các tính chất vật lý

cơ bản và thành phần hoá học của Trái Đất.

- Kỹ năng: Áp dụng tính chất từ tính trong việc xác định phương hướng, sử dụng được địa bàn địa chất

- Thái độ: Sinh viên hiểu được những hiện tượng tự nhiên do cấu tạo của Trái Đất mang lại Biết cách ứng phó với các hiện tượng tự nhiên và bảo

vệ Trái Đất, hành tinh xanh duy nhất trong hệ Mặt Trời

1.1 Cấu tạo và trạng thái vật chất bên trong Trái Đất

Bằng phương pháp gián tiếp đặc biệt là phương pháp địa chấn cho phép các nhà khoa học giả thiết rằng Trái Đất được cấu tạo bởi ba quyển: vỏ, manti

và nhân Các quyển này khác nhau về thành phần hay trạng thái vật chất

- Vỏ lục địa: phân bố ở nền lục địa có một phần nằm dưới mực nước

biển Bề dày trung bình 35 - 40km, ở miền núi cao có thể đạt tới 70km Về cấu tạo gồm: lớp trầm tích cổ, lớp granit và lớp bazan

- Vỏ đại dương: phân bố ở nền đại dương, dưới tầng nước biển và đại

dương Bề dày trung bình 5 - 10 km Về cấu tạo gồm: lớp trầm tích trẻ và lớp bazan

Thành phần hoá học của vỏ 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 O2, Si, Al, Na, K, Ca, Fe, Mg Trong tám nguyên tố này, Si và Al

có hàm lượng lớn nhất nên còn được gọi là quyển Sial.

1.1.2 Quyển Manti

Quyển Manti ngăn cách với vỏ Trái Đất bằng mặt Moho và ngăn cách với nhân Trái Đất bằng mặt Gutenberg ở độ sâu 70 - 2900 km Căn cứ vào tốc

độ truyền sóng chấn động chia ra: lớp cứng trên cùng là phần dưới của thạch

quyển, tiếp đó là lớp vật chất có tính dẻo nên được gọi là quyển mềm Phần

Thành phần hóa học: Trước kia người ta cho rằng toàn bộ nhân là sắt

và niken nên còn có tên gọi là Nife Ngày nay nhiều nhà khoa học cho rằng,

nhân khác các quyển nằm trên nó không phải do thành phần mà chủ yếu do trạng thái vật chất của nó Với áp suất lớn trong nhân (3,5 triệu atm) vật chất tồn tại ở dạng ion mang điện.

1.2 Các tính chất vật lý của Trái Đất

1.2.1 Tỉ trọng

Do khối lượng các lớp bên trên đè nén các lớp bên dưới, nên vật chất ở các lớp dưới bị nén chặt làm tăng mật độ vật chất dẫn tới tăng tỉ trọng Như vậy ta thấy tỉ trọng của Trái Đất tăng dần theo chiều sâu

1.2.2 Áp suất: (áp suất gồm 2 loại)

- Áp suất thủy tĩnh hay áp suất tải trọng sinh ra do trọng lượng các lớp bên trên đè nén các lớp bên dưới, áp suất thủy tĩnh tăng theo chiều sâu

- Áp suất địng hướng sinh ra do các chuyển động kiến tạo của vỏ Trái Đất Chúng phân bố theo phương nằm ngang ở phần trên của vỏ Trái Đất và giảm dần theo chiều sâu

1.2.3 Trọng lực

Trọng lực là tổng hợp của hai lực: lực hút của Trái Đất và lực ly tâm sinh ra do sự tự quay của Trái Đất (do lực ly tâm nhỏ chỉ ~ 0,34% nên hướng của trọng lực vẫn là hướng tâm)

1.2.4 Nhiệt của Trái Đất

Nhiệt của Trái Đất gồm có nhiệt bên ngoài (do Mặt Trời cung cấp) và nhiệt bên trong Trái Đất

- Nhiệt bên ngoài: hàng ngày Mặt Trời bức xạ một lượng nhiệt rất lớn

về Trái Đất nhưng Trái Đất không hấp thụ hết mà chỉ hấp thụ một phần, còn lại đa số bức xạ lên không trung Lượng nhiệt mà mỗi điểm của mặt đất nhận được từ Mặt Trời không những phụ thuộc vào sức nóng của Mặt Trời mà còn phụ thuộc vào vĩ độ địa lí, độ cao địa hình, bề dày thảm thực vật, sự phân bố lục địa, đại dương

Nhiệt Mặt Trời chỉ làm nóng Trái Đất đến một độ sâu nhất định và xuống tới một độ sâu nào đó, nhiệt độ không còn phụ thuộc vào nhiệt Mặt

Trời thì tầng đó gọi là tầng thường ôn Nhiệt độ của tầng thường ôn bằng nhiệt độ trung bình năm trên mặt đất, tầng này nằm ở những độ sâu khác nhau tùy theo miền và tùy theo tính dẫn nhiệt của đất đá nằm trên, trung bình ở độ sâu từ 2 - 40m.

- Nhiệt bên trong: là do hoạt động của các phản ứng hóa học tỏa nhiệt,

sự phân hủy các nguyên tố phóng xạ hay nhiệt toả ra từ các lò magma trong

vỏ Trái Đất Bên dưới tầng thường ôn, càng xuống sâu nhiệt độ càng tăng dần, song không đều vì còn phụ thuộc vào điều kiện địa chất và môi trường địa lý Ví dụ: mỏ đồng luôn nóng hơn mỏ than, gần núi lửa hoạt động thì nhiệt độ tăng cao

+ Cấp địa nhiệt: Là khoảng độ sâu tính bằng mét để nhiệt độ tăng lên

10C, cấp địa nhiệt trung bình của vỏ Trái Đất là 33m

1.2.5 Từ tính của Trái Đất

Trái Đất là một nam châm khổng lồ, khoảng không gian chịu ảnh hưởng của nam châm đó gọi là từ trường của Trái Đất (địa từ trường), khoảng không gian chịu ảnh hưởng bằng 10 lần bán kính Trái Đất

Nguyên nhân Trái Đất có từ trường: do sự dịch chuyển các dòng vật chất trong nhân, do đá của vỏ Trái Đất chứa các khoáng vật có từ tính, sự không đồng nhất mật độ vật chất giữa các lớp bên trong Trái Đất

Do vị trí của cực từ trường không trùng với cực địa lý nên trục từ trường và trục địa lý hợp thành một góc nhất định Mặt khác vị trí của từ cực luôn thay đổi theo thời gian nên góc hợp bởi giữa trục từ trường và trục Trái Đất cũng thay đổi Hiện nay vào khoảng 11.50 Các từ cực không trùng với các địa cực là

do sự phân bố đất liền trên bề mặt Trái Đất không đều ở hai bán cầu

Hình 1.2 Sơ đồ từ trường của Trái Đất

- Từ trường của Trái Đất được thể hiện bởi ba đại lượng: độ từ thiên,

độ từ khuynh và cường độ từ trường

+ Độ từ thiên (D): Là góc lệch giữa phương bắc nam theo kim địa bàn chỉ với phương bắc nam địa lý Ở nước ta góc này không lớn, khoảng 50 phút (ở Groenlan gần 600) Đường nối những điểm có độ từ thiên bằng nhau gọi là

đường đẳng thiên, đường có trị số độ từ thiên bằng 0 được gọi là kinh tuyến

từ, (khi kim lệch về phía đông có từ thiên đông (+), về phía tây có từ thiên tây (-)

+ Độ từ khuynh: Là góc lệch giữa kim địa bàn với mặt phẳng nằm ngang.Tại các điểm xung quanh đường xích đạo độ từ khuynh bằng 0, đi về 2 cực độ từ khuynh tăng dần tới 900 (ở cực bắc kim địa bàn thẳng đứng, đầu kim bắc chỉ xuống dưới) Đường nối những điểm có độ từ khuynh = 0 gọi là đường xích đạo từ Đường nối những điểm có cùng trị số độ từ khuynh gọi là đường đẳng khuynh

+ Cường độ từ trường được biểu thị bằng đơn vị ơxtét hoặc gamma Theo

các nhà nghiên cứu thì trong khoảng 2000 năm trở lại đây cường độ từ trường giảm 2 lần Trong thực tế, trị số cường độ từ trường tại các điểm trên bề mặt Trái Đất thường lệch với trị số tính toán - gọi là dị thường từ.

1.3 Thành phần hóa học của Trái Đất

- Các nguyên tố hóa học của Trái Đất phân bố rất không đều nhau, có những nguyên tố chiếm tỉ lệ lớn song có những nguyên tố chiếm một tỉ lệ rất nhỏ

- Có 8 nguyên tố chính : O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg = 97,24%

- Các nguyên tố khác = 2,76%

Trong số nhiều nhà khoa học thì Clac, nhà khoa học Mỹ năm 1889 đã công bố kết quả sau nhiều năm phân tích thống kê, tìm ra tỉ lệ % trọng lượng các nguyên tố Số liệu công bố của ông đã gây lên sự chú ý mạnh mẽ trong giới khoa học Để ghi nhớ công lao của của ông người ta gọi các trị số đó là trị số C.lac

* Tài liệu học tập:

1 Trần Anh Châu, (1992), Địa chất đại cương, Nxb giáo dục Hà Nội.

2 Phùng Ngọc Đĩnh - Lương Hồng Hược, (2004), Địa chất đại cương, Nxb

Đại học Sư Phạm Hà Nội

3 Võ Năng Lạc, (1998), Địa chất đại cương, Nxb Giao thông vận tải Hà Nội.

* Câu hỏi thảo luận:

1 Khi học từng quyển cấu tạo Trái Đất theo anh (chị) cần lưu ý những điều gì nhất Vì sao ?

2 Ý nghĩa thực tiễn của việc nghiên cứu nhiệt bên trong Trái Đất ?

3 Cơ sở nào suy đoán được trạng thái của vật chất bên trong Trái Đất ?

4 Cho biết những quan niệm cũ và mới về thành phần vật chất của nhân Trái Đất

Chương 2 ĐẠI CƯƠNG VỀ KHOÁNG VẬT VÀ ĐÁ

- Kĩ năng: Phân biệt được một số khoáng vật phổ biến trong tự nhiên và nhận biết ở ngoài thực tế các loại đá thông dụng

- Thái độ: Sinh viên cần hiểu được tầm quan trọng của khoáng vật và đá đồng thời có ý thức bảo vệ vì đó chính là các tài nguyên, khoáng sản của mỗi quốc gia

2.1.1.2 Hình thái và cấu trúc

Khoáng vật có dạng kết tinh, dạng vô định hình và dạng keo

- Dạng kết tinh: Là khoáng vật hình thành do sự kết tinh các nguyên tố

hóa học thành những tinh thể và gắn kết lại với nhau

- Dạng vô định hình: Là các khoáng vật mà các nguyên tử, ion hay

phân tử sắp xếp một cách hỗn độn không theo một qui luật nào như ô mạng tinh thể của thủy tinh, dầu mỏ

- Dạng keo: Là khoáng vật ở trạng thái keo hoặc từ chất keo kết tinh

lại,

chất keo gồm những hạt keo có kích thước từ 1 - 100 µm (1µm = 10-6mm) hòa tan trong nước.

- Kích thước khoáng vật: Có thể lớn bé rất khác nhau, rất đa dạng,

chúng dao động từ vài mm đến vài m

- Một số hiện tượng biến đổi của khoáng vật:

Ở khoáng vật kết tinh, có thể có hiện tượng đa hình, đồng hình hoặc giả hình

+ Hiện tượng đa hình: Là hiện tượng khi một nguyên tố hay hợp chất hóa học do điều kiện khác nhau kết tinh ở dạng tinh thể khác nhau, kèm theo

sự thay đổi các tính chất vật lý (ví dụ như than chì và kim cương)

+ Hiện tượng đồng hình: Là hiện tượng khi 2 khoáng vật thành phần khác nhau cùng kết tinh ở một dạng tinh thể như nhau, ví dụ như manhêzit (MgCO3) và sidêrit (FeCO3)

+ Hiện tượng giả hình: Là hiện tượng những khoáng vật có dạng tinh thể của khoáng vật khác mà chúng là sản phẩm phong hóa

2.1.2 Tính đối xứng của tinh thể

Tính đối xứng của tinh thể thể hiện bằng sự lặp lại đều đặn các yếu tố giới hạn của chúng Các yếu tố giới hạn đó là mặt, cạnh, đỉnh và các yếu tố đối xứng gồm: tâm đối xứng, trục đối xứng và mặt phẳng đối xứng

Bằng phương pháp tổ hợp các yếu tố đối xứng của tất cả các tinh thể khoáng vật trong thiên nhiên, các nhà tinh thể học rút ra được bảy nhóm lớn hay bảy tinh hệ với các yếu tố đối xứng sau

2.1.3 Tính chất vật lí của khoáng vật

- Độ cứng (độ rắn)

Là khả năng của khoáng vật chống lại sự cọ xát của khoáng vật khác lên trên bề mặt của nó Thường dùng bảng độ cứng tương đối Mohs với 10 bậc, mỗi bậc dùng 1 khoáng vật thường gặp làm vật chuẩn, xếp theo độ cứng tăng dần từ 1 dến 10

Độ cứng 1: Tan, công thức hóa học: Mg3(Si4O10)(OH)2

Độ cứng 2: Thạc cao, công thức hóa học: CaSO4.2H2O

Độ cứng 3: Canxit, thức hóa học: CaCO3

Độ cứng 4: Fluorit, công thức hóa học: CaF2

Độ cứng 5: Apatit, công thức hóa học: Ca5 (PO4)3(F.Cl)

Độ cứng 6: Octocla, công thức hóa học: K(AlSi3O8)

Độ cứng 7: Thạch anh, công thức hóa học: SiO2

Độ cứng 8: Topa, công thức hóa học: Al2(SiO4)(OH)2

Độ cứng 9: Corindon, công thức hóa học: Al2O3

Độ cứng 10: Kim cương, công thức hóa học:C

- Tỉ trọng

Khoáng vật trong thiên nhiên có tỉ trọng từ 0,8 - 21 Thông thường, tỉ

trọng của khoáng vật được xác định 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 3 nhóm:

Cát khai rất hoàn toàn, khi khoáng vật dễ dàng tách ra thành tấm mỏng, tạo nên mặt cát khai bằng phẳng óng ánh, điển hình là khoáng vật mica.

Cát khai hoàn toàn, lấy búa gõ vào khoáng vật tách thành những miếng nhỏ giới hạn bởi những mặt cát khai, điển hình là khoáng vật canxit

Cát khai trung bình, khi vỡ ra vừa có mặt cát khai vừa không có mặt cát khai, điển hình là khoáng vật fenspat

Cát khai không hoàn toàn, khó tìm thấy mặt cát khai, gặp ở nhiều khoáng vật

- Vết vỡ

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

vỡ khác nhau: người ta phân biệt các loại sau: vết vỡ vỏ trai, hình móc, sợi, hạt, đất…

- Màu

Mỗi khoáng vật có màu sắc riêng, màu do màu của nguyên tố hóa học tạo nên khoáng vật gọi là màu tự sắc Song trong thực tế, nhiều khoáng vật ngoài màu tự sắc còn có nhiều màu sắc khác Chẳng hạn thạch anh có màu trắng, song trong tự nhiên còn có màu hồng, tím, xám, lục… Màu đó được gọi

là màu ngoại sắc, do các nguyên tố hóa học có màu khác lẫn vào Màu thay đổi do sự giao thoa của ánh sáng gọi là màu giả sắc

- Màu vết vạch

Màu của bột khoáng vật còn để lại khi vạch khoáng vật trên bản sứ trắng không tráng men Đa số màu vết vạch giống màu khoáng vật Tuy nhiên cũng có

nhiều khoáng vật có màu vết vạch khác với màu khoáng vật Màu vết vạch là dấu hiệu tốt để xác định khoáng vật

- Ánh

Ánh là khả năng phản xạ ánh sáng của khoáng vật Có hai loại ánh là:+ Ánh kim loại: Các khoáng vật chứa kim loại

+ Ánh phi kim: Trong ánh phi kim chia ra: ánh thủy tinh, ánh kim

cương, xà cừ, tơ, mỡ

- Từ tính

Một số khoáng vật có từ tính như sắt, bạch kim Một số có từ tính yếu như pirotin và một số lại có tính phản từ (bị nam châm đẩy) như bismut tự nhiên

Ngoài các tính chất nêu trên, một số khoáng vật còn có tính chất khác như tính phóng xạ, tính dẫn nhiệt, dẫn điện tính chất vật lí nêu trên được dùng để xác định khoáng vật, ngoài ra người ta còn dùng một số tính chất hóa học như mùi, vị, phản ứng với axit

2.1.4 Phân loại khoáng vật

Có nhiều cách phân loại tùy theo quan điểm khác nhau, có thể phân loại theo nguồn gốc phát sinh, theo công dụng thực tiễn, theo thành phần hóa học

Phân loại theo thành phần hóa học được sử dụng nhiều nhất, theo cách phân loại này khoáng vật được chia ra làm 8 lớp:

- Lớp các nguyên tố tự nhiên: Là các khoáng vật chỉ gồm một nguyên

tố hóa học Đặc điểm là có màu sắc cố định, rất bền vững trong thiên nhiên như các khoáng vật vàng, bạc, platin, kim cương, graphit

- Lớp Sunfua: Là hợp chất của kim loại hoặc á kim với lưu huỳnh

Chúng thường là khoáng vật quặng có giá trị công nghiệp về kim loại màu và kim loại hiếm như pirit (FeS2), chancopirit (CuFeS2), galenit (PbS2), sfalerit (ZnS2), thần sa (HgS)

- Lớp haloit: Là hợp chất của kim loại hoặc á kim với nhóm halogien:

(F,Cl, Br, I) như muối mỏ (NaCl), fluorit (CaF2)

- Lớp oxyt: Là hợp chất của kim loại hoặc á kim với oxy Được chia

làm 2 phụ lớp: phụ lớp khan nước như thạch anh, corindon, hematit (Fe2O3)

và phụ lớp

ngậm nước như opan (SiO2 nH2O), limonit (Fe2O3 nH2O)

- Lớp carbonat: Là hợp chất của các kim loại hoặc á kim với [CO]2- Được chia ra 2 phụ lớp: khan nước như canxit, azurit (CuCO3) và ngậm nước như malachit (CuCO3 nH2O).

- Lớp sunfat: Là hợp chất của các kim loại hoặc á kim với [SO]2- Được

chia ra làm 2 phụ lớp: khan nước như barit (BaSO4), anhydrit (CaSO4) và phụ lớp ngậm nước như thạch cao (CaSO4 nH2O)

- Lớp phốt phát: Là hợp chất của kim loại hoặc á kim với [PO4]2 Thí dụ: apatít Ca5(Cl,F) [PO4]3, photphorit

- Lớp silicat: Là hợp chất gồm 2 hoặc nhiều nguyên tố hóa học của các

kim loại hoặc á kim với nhóm [SiO2]- [SiO2Al] Chia ra hai phụ lớp: khan nước: như octocla (K[AlSi3O8]) và phụ lớp chứa nước như tan (Mg3[Si4010](OH)2)

Khi nghiên cứu về đá cần phải xét tới kiến trúc, cấu tạo và thế nằm của

nó vì chúng phản ánh điều kiện thành tạo của đá

2.2.1.2 Phân loại

Có nhiều cách phân loại: phân loại theo thành phần hóa học, nguồn gốc phát sinh, thành phần các oxit Một trong cách phân loại ưu điểm là cách phân loại theo nguồn gốc, theo cách phân loại này tất cả mọi đá tạo nên vỏ Trái Đất được chia ra làm 3 loại: đá magma, trầm tích và biến chất

2.2.2 Đá magma

2.2.2.1 Khái niệm và phân loại

- Khái niệm: Đá magma là loại đá được thành tạo do quá trình ngưng

kết

của các silicat nóng chảy gọi là magma xảy ra trong lòng hoặc ở trên bề mặt Trái Đất.

- Phân loại magma: có hai cách phân loại:

* Phân loại theo độ sâu thành tạo:

+ Đá magma xâm nhập: là các đá magma được thành tạo do dung nham magma xâm nhập vào vỏ Trái Đất rồi ngưng kết lại

+ Đá magma phun trào: là các đá được thành tạo do magma phun lên mặt đất rồi mới ngưng kết lại

* Phân loại theo thành phần hóa học:

Dựa vào hàm lượng SiO2 chia ra:

+ Nhóm đá siêu axit khi hàm lượng SiO2 > 75%

+ Nhóm đá axit khi hàm lượng SiO2 = 65 - 75%

+ Nhóm đá trung tính khi hàm lượng SiO2 = 52 - 65%

+ Nhóm đá bazơ khi hàm lượng SiO2 = 40 - 52%

+ Nhóm đá siêu bazơ khi hàm lượng SiO2 < 40%

2.2.2.2 Kiến trúc của đá magma

Do điều kiện thành tạo tương đối phức tạp nên đá magma có nhiều kiến trúc khác nhau

- Kiến trúc toàn tinh (kiến trúc hạt): Là kiến trúc trong đó toàn khối đá

có cấu trúc tinh thể (tất cả các khoáng vật đều kết tinh)

- Kiến trúc vi tinh: Là kiến trúc mà các tinh thể bé, mắt thường khó

nhìn thấy được Kiến trúc này thành tạo khi magma phun lên mặt đất gặp nhiệt độ và áp suất thấp nên dung nham nguội nhanh, khoáng vật không đủ thời gian để kết tinh thành tinh thể lớn

- Kiến trúc thủy tinh: Là kiến trúc các khoáng vật ở trong đá không kết

tinh thành tinh thể mà kết tinh ở dạng vô định hình

2.2.2.3 Cấu tạo của đá magma

- Cấu tạo của đá xâm nhập: đá xâm nhập thường có cấu tạo khối và

cấu tạo gơnai

+ Cấu tạo khối (đồng nhất): Là trường hợp các khoáng vật trong đá được phân bố ở mọi chỗ đều nhau (tất cả các bộ phận đều giống nhau).

+ Cấu tạo gơnai: là trường hợp các khoáng vật sắp xếp song song nằm

theo 1 hướng nhất định, tạo nên các dải có nhữg màu sắc khác nhau (tối màu xen kẽ với sáng màu)

- Cấu tạo của đá phun trào:

+ Cấu tạo xốp: là cấu tạo mà trong đá có những lỗ để lại do các chất khí thoát ra khi dung thể magma ngưng kết

+ Cấu tạo bọt: là một loại của cấu tạo xốp, thường được thành tạo ở

phần rìa của dòng dung nham phun trào

+ Cấu tạo dòng chảy: là cấu tạo mà đá còn giữ được dấu vết dòng chảy của dung nham

2.2.2.4 Dạng nằm của đá magma (thế nằm)

- Dạng nằm của đá magma xâm nhập:

+ Thể vỉa: hình thành do magma có áp lực xuyên vào khoảng giữa hai lớp đá, tách các lớp ra và lấp đầy khoảng không gian đã được dọn nên

+ Thể nằm: có hình dạng giống như bánh dầy hoặc 1 cái nấm, nằm kẹp giữa hai lớp đá trầm tích Lộ ra trên mặt thường có dạng gần tròn hoặc bầu dục ở

của vỏ Trái Đất với hai mặt gần song song, dốc đứng kéo dài tựa như bức tường

+ Thể cổ (họng núi lửa): là một phần của núi lửa cổ kiểu trung tâm, nó được lấp đầy magma đã ngưng kết đôi khi chứa đầy vụn núi lửa

+ Thể nền (batôlit): lấy tên từ tiếng Hy Lạp “batos” có nghĩa là độ sâu Có

kích thước rất lớn rộng, dài tới hàng chục hàng trăm km Đường ranh giới lộ

ra trên bề mặt đất không đều đặn ở dưới phình to và có sườn dốc đứng

- Dạng nằm của đá phun trào

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

+ Thể vòm phủ: là dạng thế nằm của đá phun trào khi dung nham đông cứng có dạng vòm, thường được thành tạo khi dung nham có độ nhớt cao

+ Lớp phủ: dung nham theo khe nứt lên bề mặt và phủ trên mặt đất bằng phẳng Ở Việt Nam, thể lớp phủ bazan gặp ở Phủ Qùy - Nghệ An với diện tích 200 km2 bề dày 200m và ở nhiều nơi khác như khu vực Nam Trung

Bộ, Vĩnh Linh - Quảng Trị

2.2.3 Đá trầm tích

2.2.3.1 Khái niệm và phân loại

- Khái niệm: Đá trầm tích là đá được thành tạo từ các sản phẩm phá

hủy của các đá có trước, sản phẩm hoạt động của núi lửa, kết quả của các quá trình hóa học và hoạt động của sinh vật Các sản phẩm này có thể tích tụ tại chỗ hoặc được gió, nước chảy, băng hà mang đi và tích đọng ở biển, hồ và một phần trên đường vận chuyển (lòng sông, suối)

Quá trình lắng đọng trầm tích xảy ra ở biển được gọi là trầm tích biển.Quá trình lắng đọng trầm tích xảy ra ở trong lục địa được gọi là trầm tích lục địa Trầm tích lắng đọng ở biển nhưng vật liệu lắng đọng được đưa từ lục địa ra được gọi là trầm tích lục nguyên Đá trầm tích chiếm 5% tổng khối lượng các

đá trong vỏ Trái Đất, song lộ ra tới 75% diện tích bề mặt đất

- Phân loại: Dựa theo nguồn gốc thành tạo, đá trầm tích chia làm 4

nhóm:

+ Đá trầm tích cơ học: là đá phổ biến nhất trong các đá trầm tích, được thành tạo do sự phá hủy cơ học của các đá có trước sau đó được lắng đọng lại Tùy theo mức độ gắn kết chia làm 2 loại:

* Đá vụn không gắn kết:

* Đá vụn gắn kết: Thực chất là đá vụn không gắn kết được gắn kết lại bởi xi măng Gọi tên theo tên đá vụn không gắn kết nhưng thêm đuôi kết vào phía sau, ví dụ: dăm kết, cuội kết, sạn kết, sỏi kết, cát kết, bột kết, sét kết

+ Đá trầm tích hữu cơ: Là đá trầm tích mà toàn bộ hay một phần là sản phẩm của sinh vật

* Đá vôi: thành phần khoáng vật chủ yếu là canxit, có thể lẫn đolomit, sét, thạch anh, than Màu sắc không cố định có thể trắng, xám, nâu đỏ hoặc đen Độ cứng trung bình dao rạch được, dễ sủi bọt với HCl Bề ngoài là loại

đá đặc xít, hạt mịn

Nguồn gốc: được thành tạo từ trầm tích vỏ vôi của một số động vật biển hoặc từ các ám tiêu san hô Tùy theo di tích của động vật biển tạo nên

mà đá có

tên tương ứng: đá vôi fusulin, nummulites, đá vôi vỏ sò, đá vôi san hô

* Than đá: Than đá được thành tạo là do các di tích thực vật bị chôn vùi dưới đất rồi bị tác dụng lên men mà thành trong điều kiện không có oxy

+ Đá trầm tích hóa học: là đá được thành tạo nhờ con đường hóa học như kết tủa từ dung dịch thật và dung dịch keo

* Tuf vôi: được thành tạo do sự kết tủa của dung dịch giàu cacbonat Thành phần khoáng vật là canxit, đá có kiến trúc toàn tinh, cấu tạo khối, màu trắng hơi vàng sủi bọt mạnh với HCl loãng, độ gắn kết yếu

Hay gặp ở các cửa hiện các suối giàu cacbonatcanxi hòa tan và tách ra

từ nước trong các hang động tạo nên các chuông đá, măng đá, cột đá

* Đolomit, boxit

+ Đá trầm tích hỗn hợp: là sản phẩm tích tụ hỗn hợp của hai hoặc ba loại có nguồn gốc trên :

* Đá vôi trứng cá, đá vôi hạt đậu

* Sét vôi

2.2.4 Đá biến chất

2.2.4.1 Khái niệm về đá biến chất

Đá biến chất là đá magma hoặc đá trầm tích nguyên sinh bị biến đổi sâu sắc tạo thành

Nguyên nhân gây biến chất có thể do: tác dụng magma, dung dịch nhiệt dịch, nhiệt độ, áp suất cao trong Trái Đất

2.2.4.2 Kiến trúc đá biến chất

Theo mức độ kết tinh chia ra:

kiến trúc toàn tinh, ẩn tinh, thủy

2.2.4.3 Cấu tạo của đá biến chất

Đá biến chất có thể có các kiểu cấu tạo sau: cấu tạo phân phiến, dạng dải, dạng sợi, dạng mắt, vi uốn nếp, dạng khối

2.2.4.4 Phân loại đá biến chất

- Đá biến chất tiếp xúc: đá biến chất tiếp xúc được thành tạo do quá trình biến chất xảy ra tại ranh giới tiếp xúc giữa các khối magma xâm nhập và

đá vây quanh Được chia làm hai loại: biến chất tiếp xúc nhiệt và biến chất tiếp xúc trao đổi

+ Đá biến chất tiếp xúc nhiệt: đá hoa là đá biến chất tiếp xúc nhiệt được thành tạo từ đá nguyên thủy là đá vôi, đá có màu trắng, kiến trúc toàn tinh, cấu tạo khối

H2.1 Đá gơnai

+ Đá biến chất tiếp xúc trao đổi: là đá được thành tạo khi có sự tiếp xúc

và trao đổi thành phần vật chất giữa khối xâm nhập và đá vây quanh Ví dụ đá skarnơ là đá biến chất trao đổi khi khối xâm nhập có thành phần axit và các

đá vây quanh có thành phần cacbonat

- Đá biến chất động lực: là đá được thành tạo do tác động của áp lực Dưới áp lực lớn các đá có thể bị vỡ vụn, vò nhàu, cà nát hoặc có thể bị biến

vị, uốn nếp, đứt gãy Các đá biến chất động lực thường gặp là dăm kết kiến tạo, kataclazit, milonit

* Tài liệu học tập:

1 Trần Anh Châu, (1992), Địa chất đại cương, Nxb giáo dục Hà Nội.

2 Phùng Ngọc Đĩnh - Lương Hồng Hược, (2004), Địa chất đại cương, Nxb

Đại học Sư Phạm Hà Nội

3 Võ Năng Lạc, (1998), Địa chất đại cương, Nxb Giao thông vận tải Hà

2 Người ta nghiên cứu các tính chất vật lý của khoáng vật để làm gì ?

3 Có bao nhiêu lớp khoáng vật? lớp khoáng vật nào là phổ biến nhất ?

4 Đá và khoáng vật khác nhau như thế nào ? Những đặc điểm gì giúp ta phân biệt được khoáng vật với đá ngoài thực địa ?

5 Các kiểu kiến trúc của đá magma và nguyên nhân hình thành chúng ?

6 Hãy giải thích rõ tại sao các đá trầm tích là những tài liệu quý trong việc nghiên cứu các điều kiện cổ địa lý tự nhiên

* Tự học :

Chương 3 CÁC QUÁ TRÌNH ĐỊA CHẤT NỘI SINH

(Lý thuyết 04, thảo luận 01)

* Mục tiêu:

- Kiến thức: Nắm vững khái niệm về magma, các quá trình địa chất của magma - núi lửa Quá trình hoạt động và phân bố của động đất Các phương pháp nghiên cứu vận động dao động, các yếu tố của nếp uốn và đứt gãy

- Kĩ năng: Nhận biết được các dấu hiệu hoạt động của các vận động kiến tạo trên bề mặt địa hình

- Thái độ: Qua bài học sinh viên thấy được các quá trình địa chất nội sinh

là các quá trình phức tạp, ảnh hưởng trực tiếp tới môi trường bề mặt Trái Đất Cần có những hiểu biết nhất định về các quá trình địa chất nội sinh để phòng chống và bảo vệ môi trường

3.1 Các quá trình địa chất của magma - núi lửa

3.1.1 Các quá trình địa chất của magma

3.1.1.1 Khái niệm về magma

Magma là những thể vật chất nóng chảy trong tự nhiên, có thành phần chủ yếu là các hợp chất silicat nhiệt độ cao, áp suất rất lớn khiến cho các chất bốc (hơi nước, F, Cl, CO2, H2S, SO2 ) được giữ lại và hòa tan trong magma

- Trạng thái của magma

- Thành phần của magma gồm: SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, MgO, CaO,

K2O, Na2O, các hợp chất bốc như hơi nước, CO2, CO, S2O, H2, N2, S, H2S và một số nguyên tố: Cl, Br, F

- Nhiệt độ: khoảng 800 - 900oC

3.1.1.2 Các quá trình địa chất của magma

- Quá trình phân dị kết tinh của magma

Trong quá trình dung thể magma mất nhiệt trong vỏ Trái Đất, chúng sẽ kết tinh và chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn kết tinh theo các giai đoạn sau:

* Giai đoạn phân dị tiền kết tinh: quá trình này xảy ra khi magma bắt đầu xâm nhập vào lớp vỏ Trái Đất, dung thể magma vẫn đang trong trạng thái lỏng, nóng chảy Đây là hiện tượng phân dị trọng lực, kết quả là dung thể được phân ra thành các lớp có tỉ trọng khác nhau

* Giai đoạn phân dị kết tinh: Trong quá trình dung thể magma nguội dần, các tinh thể bắt đầu được kết tinh Quá trình kết tinh tuân theo một tuần

- Quá trình xâm nhập, biến chất và phun trào

Khi xâm nhập vào lớp vỏ Trái Đất, do có nhiệt độ cao và áp suất lớn do vậy gây biến chất đồng thời xô ép làm thay đổi thế nằm ban đầu hoặc làm nứt

vỡ các đá xung quanh

Ở những nơi vỏ Trái Đất xung yếu, magma với áp lực lớn sẽ phá vỡ tầng đá trên cùng rồi phun ra ngoài mặt đất gọi là quá trình phun trào magma (núi lửa)

3.1.2 Núi lửa

3.1.2.1 Khái niệm về núi lửa

Núi lửa là kiểu kiến trúc có

lối thoát mà từ đó theo từng thời

gian nhất

định lại có các sản phẩm của núi

lửa được đưa lên

- Tùy theo hình dạng của lỗ

* Núi lửa trung tâm: có dạng hình chóp cụt, nơi các sản phẩm thoát

ra ngoài tạo ra một cái miệng hình phễu gọi là miệng núi lửa, miệng nối với ống dẫn magma từ dưới lên gọi là họng núi lửa

* Núi lửa khe nứt: có miệng kéo dài trùng với khe nứt kiến tạo

- Dựa vào thời gian hoạt động phân biệt:

* Núi lửa đã tắt: trong lịch sử, truyền thuyết không nhắc tới

* Núi lửa hoạt động: phun liên tục hoặc phun theo chu kì

3.1.2.2 Qúa trình hoạt động của núi lửa

Hoạt động của núi lửa thường được biểu hiện qua các dấu hiệu báo trước Ban đầu núi lửa phun ra khói trắng, tiếp theo là xuất hiện những tiếng ì

ầm ngày càng to dần, các suối trong vùng bị khô cạn hoặc xuất hiện nước nóng, nhiệt độ trong vùng tăng lên, xuất hiện khe nứt mới, biến đổi từ trường Cuối cùng là tiếng nổ khủng khiếp và một cột khí bốc lên cao hàng

km rồi tỏa ra xung quanh tựa như một cây nấm khổng lồ Sau cùng là magma nóng chảy được gọi là lava phun ra

3.1.2.3 Các sản phẩm của núi lửa

+ Bazơ: thường có độ linh động cao nên di chuyển nhanh trên sườn dốc (30km/h)

3.1.2.4 Phân bố núi lửa trên thế giới

và Việt Nam

- Vòng đai núi lửa Thái Bình

Dương: chiếm 61,7% tổng số núi

lửa hiện

nay đang hoạt động

- Địa Trung Hải xuyên Á: theo

hướng gần vĩ tuyến từ Gibranta qua

Nam Âu, Nam Á tới Indonexia H 1.6 vành đai lửa thái Bình Dương

- Đại Tây Dương: theo hướng gần kinh tuyến từ quần đảo Capve qua đảo

Canari tới Băng đảo

- Dải phía Đông châu Phi: phân bố theo hướng kinh tuyến từ Etiôpia qua Kenia tới Mozămbic

- Ở Việt Nam miệng núi lửa đã tắt gặp ở Pleiku - tỉnh Giarai, Đăcsong - tỉnh Đắc Nông, Đức Trọng - tỉnh Lâm Đồng

3.2 Động đất

3.2.1 Khái niệm và phân loại

3.2.1.1 Khái niệm: Động đất là những rung động xảy ra trong vỏ hay trên bề

mặt Trái Đất với cường độ khác nhau lan truyền trên một diện tích rộng lớn Động đất thường diễn ra đột ngột, nhanh chóng và gây ra những thảm họa cho loài người

3.2.1.2 Phân loại: Dựa vào nguồn gốc, động đất chia ra:

- Động đất do trượt đất, sụt trần hang động, va chạm các mảnh thiên thạch lớn với bề mặt đất Loại này có tâm chấn động ở trên bề mặt đất, cường

độ nhỏ, đường đẳng chấn bao quanh nơi xảy ra chấn động

- Động đất do núi lửa có miền chấn động với bán kính không vượt quá 50km và đường đẳng chấn bao quanh khu vực hoạt động núi lửa.

- Động đất do hoạt động kiến tạo liên quan tới các chuyển dịch khối của đứt gãy kiến tạo Động đất kiến tạo chiếm tới 90% các trận động đất xảy

ra trên thế giới Tâm động đất loại này nằm ở những độ sâu khác nhau trong

vỏ Trái Đất và trong phần trên của quyển Manti Phạm vi ảnh hưởng của động đất có thể tới mức rất lớn, bán kính ảnh hưởng chấn động đạt tới 2000km

Động đất ở đáy biển có khi làm cho sóng biển dâng rất cao, người ta quen

gọi là sóng thần Sóng thần là những thảm hoạ khủng khiếp mà nhiều quốc gia trên thế giới đã từng gặp phải, ví dụ như sóng thần ở Ấn Độ Dương (2004) các nước bị ảnh hưởng nặng nề gồm Indonexia, Srilanka, Ấn Độ, Nam Phi, Malaixia, Thái Lan, cướp đi sinh mạng của 225.000 người Nhật Bản (3/2011), trận động đất được ghi nhận là lớn nhất trong lịch sử với cường độ 9.0 độ Richter, kéo theo cơn sóng thần cao 10 mét quét thẳng vào vùng bờ biển đông bắc Nhật bản Số lượng người chết đã lên tới hơn 3.000 người và hàng chục ngàn người khác được cho là mất tích Thảm họa này ước tính thiệt hại có thể lên tới 50 tỷ USD

3.2.2 Sự di chuyển và phân bố cường độ sóng chấn động

Hình 3.1 Sơ đồ di chuyển sóng chấn động

Tia chấn động (cả sóng chấn động dọc và ngang);

tia chấn động chỉ có sóng dọc.

1 Tâm chấn động; 2 Tâm ngoài; 3 Tâm đối;

4 Khu vực không có tia chấn động tới (bóng râm động đất).

- Tâm động đất: là nơi phát sinh chấn động

- Cường độ động đất: Xác định cường độ có thể dựa vào hậu quả của chúng và người ta chia ra làm 12 cấp Việc xác định cường độ động đất theo thang 12 cấp dễ làm song có nhược điểm là có thể có những sai lầm do nhiều nhân tố chủ quan, vì thế B Gutenberg và S Richte đã nghiên cứu thang cư-ờng độ động đất liên quan tới năng lượng của chúng Trong thang này động đất yếu nhất có cường độ 0 và mạnh nhất có cường độ 9 (độ Richte)

3.2.3 Phân bố địa lí động đất

Động đất không phân bố đều trên

Trái Đất mà tập trung vào một số nơi

nhất định gọi là các vành đai động đất

Về không gian các đai động đất này nằm

trùng với các vành đai núi lửa trên Trái

Đất như vành đai Thái Bình Dương, Địa

Trung Hải, Đông Phi, các sống núi giữa đại dương

3.3 Vận động kiến tạo của vỏ trái đất

3.3.1 Vận động dao động (thăng trầm)

3.3.1.1 Khái niệm

Vận động dao động là những vận động nâng lên hay hạ xuống theo phương thẳng đứng một cách hết sức chậm chạp của vỏ Trái Đất Vận động này có thể xảy ra ở những khu vực khác nhau, hoặc có thể xảy ra ở cùng một khu vực nhưng trong các thời kì địa chất khác nhau

3.3.1.2 Phân loại

Dựa vào thời gian xuất hiện vận động dao động được chia ra hai loại:

- Vận động dao động mới (tân kiến tạo), là những vận động diễn ra trong khoảng thời gian từ kỉ Neogen tới nay

- Vận động dao động cổ: là những vận động diễn ra trong khoảng thời gian từ trước kỉ Neogen

3.3.1.3 Phương pháp nghiên cứu

- Vận động dao động mới

+ Phương pháp lịch sử: Dựa trên cơ sở những truyện truyền thuyết, truyện cổ tích, sự thay đổi các di chỉ văn hóa, các công trình xây dựng, khu vực quần cư để nội suy các chuyển động kiến tạo

+ Phương pháp trắc địa: dựa trên số liệu đo đạc kinh, vĩ độ hoặc xây dựng bản đồ địa hình qua nhiều năm tại một khu vực nào đó Sau đó so sánh chúng

với nhau để nội suy các vận động dao động mới

+ Phương pháp địa mạo: phát hiện các vận động dao động trên cơ sở nghiên cứu dấu vết chúng còn để lại trên bề mặt đất Ví dụ như độ cao bề mặt san bằng, hốc sóng vỗ, bậc thềm sông, thềm biển, các mực hang động

+ Phương pháp địa chất: phát hiện các vận động dao động của vỏ Trái Đất thông qua nghiên cứu thay đổi qui luật trầm tích, độ dày trầm tích Trong

mặt cắt địa chất, cột địa tầng địa chất các đá trầm tích biến đổi dần từ hạt thô đến mịn là kết quả của quá trình biển thoái, ngược lại từ mịn đến thô là biển tiến.

- Vận động dao động cổ

Do được hình thành rất lâu nên bị các trầm tích trẻ phủ lên trên nên không còn các dấu vết trên bề mặt đất Vì vậy để phát hiện vận động dao động cổ chủ yếu dựa vào phương pháp địa chất

+ Phương pháp phân tích quy luật và bề dày trầm tích (giống ở trên).+ Phương pháp phân tích mối quan hệ giữa các đá có tuổi khác nhau: Dựa trên cơ sở phân tích sự có mặt các đá theo thứ tự thời gian từ cổ đến trẻ

Sự vắng mặt các đá trong một khoảng thời gian nào đó chứng tỏ vỏ Trái Đất nâng cao mạnh nên không có quá trình tích tụ Ngược lại nếu có mặt liên tục theo thời gian thì chứng tỏ vỏ Trái Đất có quá trình hạ thấp liên tục

3.3.2 Vận động uốn nếp

3.3.2.1 Khái niệm

Vận động uốn nếp là những vận động dẫn đến sự vò nhàu của các lớp

đá, tạo nên các nếp uốn, song vẫn giữ được tính liên tục của chúng

Hiện tượng uốn nếp có thể xảy ra với các loại đá, song có thể quan sát

rõ ràng đối với đá trầm tích do tính phân lớp của chúng

3.3.2.2 Các yếu tố của uốn nếp

Nếp uốn có hai dạng: nếp uốn lồi và nếp uốn lõm

- Nếp uốn lồi: Có phần vòm hướng lên phía trên, các lớp đá thành

tạo

trước nằm ở trung tâm các lớp thành tạo sau nằm ở ngoài

- Nếp uốn lõm: có phần vòm hướng xuống phía dưới, các lớp đá thành

tạo trước nằm ở ngoài, các lớp thành tạo sau nằm ở trung tâm

- Các yếu tố cơ bản của nếp uốn bao gồm: (hình 3.2)

+ Nhân nếp uốn: là lớp đá trong cùng, tạo nên phần uốn cong của nếp uốn.+ Vòm: là phần uốn cong nhất của mỗi lớp đá

+ Cánh: là phần tiếp theo của vòm hướng về hai phía Nếp lồi và lõm kế tiếp nhau có chung một cánh.

Hình 3.2 Sơ đồ không gian các yếu tố uốn nếp

Nếp uốn lồi (a); Nếp uốn lõm (b) Nhân (1c); Vòm (2c); Cánh (3c); Góc (4c) ;Bản lề (5c) Mặt trục (6c); Trục (7c); Độ cao nếp uốn (h); Độ rộng nếp uốn (AB-d)

+ Góc nếp uốn: khi kéo dài hai cánh nếp uốn về phía vòm của nó, chúng sẽ cắt nhau hình thành góc nếp uốn

+ Bản lề: là đường nối các điểm ở nơi uốn cong nhất của nếp uốn

+ Mặt trục: là mặt phẳng hoặc cong do các điểm bản lề của nếp uốn tạo nên.+ Trục nếp uốn: là đường giao nhau giữa mặt trục và bề mặt địa hình

+ Độ cao nếp uốn: là khoảng cách thẳng đứng giữa bản lề nếp uốn lồi và nếp uốn lõm kế tiếp nhau

+ Độ rộng nếp uốn : là khoảng cách giữa hai trục nếp lồi hoặc hai trục nếp lõm

kế tiếp nhau

3.3.2.3 Phân loại nếp uốn

Có nhiều cách phân loại khác nhau như theo nguồn gốc hình thành, đặc điểm hình thành, vị trí mặt trục và độ nghiêng của cánh, tỉ lệ giữa chiều dài, chiều rộng của nếp uốn…

Cách phân loại dựa trên vị trí mặt trục và độ nghiêng của cánh:

a, Nếp uốn thẳng: Mặt trục thẳng đứng và hai cánh nghiêng đều nhau

b, Nếp uốn nghiêng: Mặt trục nghiêng và hai cánh nghiêng theo hai góc khác nhau và đổ về hai phía.

- Đường phương: là giao tuyến giữa mặt phẳng nằm ngang với mặt phẳng của lớp đá Trên những lớp đá có vô vàn đường phương song song với nhau

- Góc phương vị đường phương: là góc hợp bởi hướng bắc địa lý với đường phương của lớp tính theo chiều kim đồng hồ Có 2 góc phương vị hơn kém nhau 1800, đó là α và 1800 + α .

- Đường dốc: là đường thẳng nằm trên mặt lớp, vuông góc với đường phương Đường dốc thể hiện độ dốc lớn nhất của mặt lớp đá so với mặt phẳng nằm ngang.

- Hướng dốc: là hình chiếu của đường dốc lên mặt phẳng nằm ngang, chỉ hướng của đường dốc Khi thể hiện trên mặt phẳng nằm ngang, đường dốc trùng

với hướng dốc và vuông góc với đường phương

- Góc phương vị hướng dốc: là góc hợp bởi hướng bắc địa lý với đường dốc tính theo chiều kim đồng hồ Muốn xác định các yếu tố thế nằm của lớp

đá chỉ cần dùng địa bàn địa chất thu thập 2 số liệu: góc dốc và góc phương vị hướng dốc Từ 2 vị trí này nội dung suy ra các yếu tố khác Hai vị trí này liên

hệ với nhau bằng kí hiệu L và được gọi là thế nằm của đá.

Trị số phương vị hướng dốc L trị số góc dốc 270 L 30

3.3.3 Vận động đứt gãy

* Khái niệm: Vận động kiến tạo làm cho các đá bị gãy vỡ và di chuyển tương đối với nhau gọi là vận động đứt gãy

* Các yếu tố của đứt gãy:

- Mặt trượt (mặt đứt gãy): là một bề mặt mà dọc theo nó có xảy ra sự dịch chuyển của đất đá

Hình 3.3 Các yếu tố của đứt gãy

AB: Mặt trượt, α : góc dốc mặt đứt gãy.

1: Cánh nâng, 2: Cánh hạ, 3: Lớp đá ban đầu Hướng di chuyển, MN: Cự li đứng, NL: Cự li ngang

- Cánh đứt gãy: là 2 phần của lớp đá bị đứt ra, di chuyển trên mặt đứt gãy Phần di chuyển lên được gọi là cánh nâng Phần di chuyển xuống được gọi là cánh hạ

- Đứt gãy thuận: là đứt gãy có mặt đứt gãy nghiêng cùng chiều với cánh

hạ xuống Đứt gãy thuận đặc trưng cho sự căng giãn của vỏ Trái Đất

- Đứt gãy nghịch: là đứt gãy có mặt đứt gãy nghiêng ngược chiều cánh

hạ xuống Đứt gãy nghịch đặc trưng cho sự nén ép của vỏ Trái Đất

- Đứt gãy ngang: là đứt gãy các cánh đứt ra di chuyển theo phương nằm ngang

- Địa hào: là hệ thống đứt gãy thuận hay

nghịch, có đặc điểm là đá ở phần trung tâm trẻ hơn

các đá ở hai bên (phần trung tâm hạ xuống tương

đối)

Ở Việt Nam, vùng trũng đồng bằng Bắc Bộ là một

địa hào phức tạp, phân bậc, được lấp đầy các trầm

tích Neogen và Đệ Tứ

- Địa lũy: là hệ thống đứt gãy thuận hoặc nghịch có đặc điểm là các đá

ở phần trung tâm có tuổi cổ hơn các đá ở hai bên (phần trung tâm nâng lên tương đối) Dải núi con voi nằm ở bờ sông Hồng là địa lũy điển hình nằm kẹp giữa hai đứt gãy: sông Hồng và sông Chảy

- Đứt gãy sâu: có chiều sâu lớn (vài km đến vài chục km) đôi khi cắt qua vỏ Trái Đất Chiều dài từ vài chục đến vài trăm km, hàng nghìn km Đới phá hủy có bề rộng từ vài trăm mét tới hàng nghìn mét Thời gian hoạt động kéo dài nhiều thế kỷ địa chất Sau 1 thời gian hoạt động có thể ngừng nghỉ rồi lại hoạt động tiếp

- Rift: đây là hệ thống địa hào, địa

lũy cỡ hành tinh phân bố ở các sống núi

giữa đại dương hoặc trên lục địa Một

trong những Rift dài nhất trên lục địa

kéo dài khoảng 400km, chiều rộng đạt

tới 200km, phân bố từ hạ lưu sông

Zămbia đến vịnh Ađen phía đông châu

Phi, vách địa hào gần như thẳng đứng và

- Sự xuất hiện mặt trượt

- Có dăm kết kiến tạo dọc theo đới phá hủy

- Các đá nằm cạnh nhau, khác biệt nhau về thế nằm hoặc thời gian thành tạo (tuổi của đá), và thành phần thạch học

Đứt gãy Đông Phi

Tại nơi nào thấy xuất hiện càng nhiều các dấu hiệu thì việc xác định sự

có mặt của các đứt gãy càng chính xác

* Tài liệu học tập:

1 Phùng Ngọc Đĩnh - Lương Hồng Hược, (2004), Địa chất đại cương, Nxb

Đại học Sư Phạm Hà Nội

2 Võ Năng Lạc, (1998), Địa chất đại cương, Nxb Giao thông vận tải Hà Nội.

3 Huỳnh Thị Minh Hằng, (2001), Địa chất cơ sở, Nxb ĐHQG TP Hồ Chí

Minh

* Câu hỏi:

1 Khái niệm núi lửa và phân bố của núi lửa

2 Anh (chị) hãy cho biết mối liên quan giữa tính chất của dung nham với hình dạng núi lửa

3 Vào kỷ Đệ Tứ, ở Việt Nam núi lửa hoạt động như thế nào ? Vì sao biết ?

4 Bên cạnh những thảm họa, núi lửa có mang lại lợi ích cho con người không

?

5 Có mấy loại nguyên nhân gây động đất ? Động đất do nguyên nhân nào hay xảy ra và có tác hại lớn nhất ?

6 Giải thích hiện tượng sóng thần

7 Hãy sưu tầm tài liệu về những trận động đất gây thảm hoạ lớn xảy ra trong thế kỉ XX (có ảnh kèm theo)

8 Anh (chị) hãy cho biết các phương pháp để nghiên cứu vận động dao động mới

9 Các yếu tố của một nếp uốn ?

10 Các yếu tố thế nằm của một lớp đá?

11 Các yếu tố của một đứt gãy ?

Chương 4 CÁC QUÁ TRÌNH ĐỊA CHẤT NGOẠI SINH

(Lý thuyết 08, thảo luận 02)

* Mục tiêu:

- Kiến thức: Nắm vững khái niệm phong hoá, phân loại và các kiểu vỏ phong hoá Hiểu biết các quá trình địa chất của gió, nước trên mặt và nước dưới đất Các yếu tố hình thái đáy biển và đại dương, các tính chất vật lý của nước biển, hồ, đầm lầy

- Kĩ năng: Nhận biết các dạng địa hình do gió, nước chảy trên mặt, dưới đất trên bề mặt địa hình

- Thái độ: Qua bài học sinh viên hiểu về các quá trình cân bằng vật chất trong

tự nhiên Chúng ta, vì sinh tồn đã hàng ngày phá vỡ sự cân bằng đó, cần phải

có thái độ nghiêm túc trong bảo vệ tự nhiên và cân bằng sinh thái

4.1 Quá trình phong hoá

4.1.1 Khái niệm và phân loại

4.1.1.1 Khái niệm

Quá trình phong hóa là quá trình phá hủy cơ học và phân giải hóa học các khoáng vật và đá dưới tác dụng của các tác nhân nhiệt độ, nước, oxi, cacbonnic và của sinh vật

Quá trình phong hóa xảy ra mạnh mẽ ở gần bề mặt Trái Đất, do tại đây chịu tác động trực tiếp của ánh sáng Mặt Trời, khí quyển, thủy quyển và sinh quyển

kích thước khác nhau do tác dụng cơ học mà về cơ bản không có sự biến đổi về

- Đá càng bị nứt nẻ nhiều càng bị phong hóa mạnh

+ Phong hóa cơ học: là sự phá hủy đá

- Do nước đóng băng

- Do kết tinh của muối

- Do đá bị tẩm ướt và phơi khô theo chu kì

- Do sinh vật: sự lớn lên của rễ cây, hoạt động của con người

* Phong hóa hóa học: Là sự phá hủy đá dưới tác động của oxi, nước,

khí cacbonnic, sinh vật thông qua các phản ứng hóa học Phong hóa hóa học làm đá bị biến đổi sâu sắc về các tính chất vật lí, cấu tạo, kiến trúc và thành phần hóa học

+ Quá trình oxi hóa: là quá trình các nguyên tố oxi tự do tham gia vào quá trình oxi hóa

Quá trình oxi hóa luôn có xu hướng làm cho các nguyên tố chuyển từ hóa trị thấp lên hóa trị cao theo hướng từ kém bền vững sang bền vững hơn

Quá trình oxi hóa các đá giàu sắt là điều kiện thuận lợi để tích tụ sắt, hình thành các mỏ sắt có nguồn gốc phong hóa

+ Quá trình hydrat hóa: là sự tham gia của nước theo một tỉ lệ nhất định vào mạng lưới cấu trúc của tinh thể để thành tạo nên những khoáng vật mới,đồng

thời tăng thể tích làm vỡ các đá vây quanh

Quá trình này còn biến đổi các khoáng vật oxít khan nước, ít bền vững

thành khoáng vật mới bền vững

+ Quá trình hòa tan:

Nước trong thiên nhiên thường phân li thành ion H+ và anion OH- Sự phân li phụ thuộc vào nhiệt độ và lượng CO2 có mặt trong nước Nếu nhiệt độ của nước tăng từ 00C lên 300C thì sự phân li tăng 2 lần Còn nếu trong nước hàm lượng khí CO2 tự do tăng 10% thì nồng độ H+ tăng 300 lần

Quá trình hòa tan phụ thuộc vào nồng độ H+ có trong nước, nồng độ H+

tăng làm quá trình hòa tan tăng và ngược lại Ngoài ra quá trình này còn phụ thuộc vào khả năng hòa tan của khoáng vật trong nước Các muối halogen có mức độ hòa tan cao nhất, mức độ hòa tan giảm dần tới các muối sunfat, khó hòa tan nhất là các muối silicat

+ Quá trình thủy phân:

Là quá trình phá hủy cấu trúc các khoáng vật silicat hoặc đá có thành phần silicat

4.1.2 Những nhân tố ảnh hưởng tới quá trình phong hóa

- Khí hậu: (nhiệt độ, độ ẩm)

- Địa hình

- Thời gian

- Tính chất của đá

4.1.3 Tính giai đoạn của quá trình phong hoá

Quá trình phong hóa trải qua 4 giai đoạn chính:

- Giai đoạn vỡ vụn

- Giai đoạn Sialit vôi (kiềm)

- Giai đoạn Sialit (axit)

- Giai đoạn alit

Các sản phẩm phong hóa không bị lôi cuốn đi nằm trên mặt đá gốc dần dần tập trung thành vỏ phong hóa

4.1.4 Vỏ phong hóa

Kết quả của quá trình phong hóa hình thành nên 3 loại sản phẩm:

- Vật liệu vụn (vụn đá, vụn khoáng vật bền vững như thạch anh, mica, canxitêrit )

- Vật liệu sinh thành mới không hòa tan (sét, caolin )

- Vật chất hòa tan (K2O, Na2O, CaO, MgO )

Hai sản phẩm đầu nằm lại tại chỗ được gọi là vỏ phong hóa Sản phẩm hòa tan được nước di chuyển đi nơi khác

Độ dày và thành phần vỏ phong hóa phụ thuộc vào :

+ Khí hậu+ Địa hình+ Lớp phủ thực vật+ Đá gốc

+ Thời gianTheo mật độ phong hóa và thành phần vật chất phân bố theo chiều sâu, người ta chia vỏ phong hóa ra từng đới, số lượng các đới phụ thuộc vào tính chất đá gốc và điều kiện tự nhiên

Ở Việt Nam theo một số nhà nghiên cứu có 1 số loại vỏ phong hóa sau:

- Vỏ phong hóa feralit: có thành phần oxit sắt và oxit nhôm tương đương, loại này phổ biến rộng rãi

- Vỏ phong hóa alit: thành phần oxit nhôm nhiều hơn oxit sắt

- Vỏ phong hóa magalit: chủ yếu là khoáng vật monmorilonit Phân bố

ở vùng núi cao, vùng đá giàu cacbonnat, mùn hữu cơ dày

- Vỏ phong hóa magalit - feralit: chủ yếu là khoáng vật monmorilonit

và khoáng vật caolinnit

Vỏ phong hóa là nơi tập trung nhiều khoáng sản như kim loại đen, kim loại màu, nguyên liệu gốm sứ - chịu lửa, vật liệu xây dựng như: bauxit, fenspat, sét, caolin Vỏ phong hóa có loại là những loại đất màu mỡ, thuận lợi phát triển cây trồng

4.2 Các quá trình địa chất của gió

4.2.1 Quá trình phá hủy

- Quá trình thổi mòn: là

quá trình gió thổi làm cho các vật

liệu vụn, bở rời được đưa đi xa

- Quá trình gặm mòn (bào

mòn): là quá trình phá hủy cơ

học của gió, trong quá trình vận

chuyển, gió mang theo các vật

liệu vụn đập vào đá và dần dần

bào mòn các chướng ngại vật

trên đường gió di chuyển

Trầm tích do gió tạo nên thường có độ gắn kết yếu các hạt tương đối đồng đều, độ chọn lọc cao, thường có màu vàng hoặc trắng, thành phần thạch anh tương đối cao.

Hoạt động tích tụ của gió có thể tạo nên một loại đất có màu vàng, tơi

xốp, màu mỡ gọi là đất hoàng thổ hay đất loss Đây là loại đất rất có giá trị trong nông nghiệp

4.3 Các quá trình địa chất của nước

4.3.1 Các quá trình địa chất của nước chảy trên mặt

4.3.1.1 Nước chảy tràn trên mặt

Là nước xuất hiện khi có mưa lớn hoặc vào mùa băng tuyết tan chúng thường không có dòng và không có hướng chảy cố định, mặc dù chúng phủ trên một diện tích rộng nhưng do động năng và lưu lượng nhỏ nên khả năng phá hủy yếu

- Tác dụng xâm thực của nước chảy tràn hình thành nên dạng địa hình ống khói nàng tiên hoặc đào khoét tạo nên các mương xói trên các sườn núi

- Các vật liệu phá hủy di chuyển theo nước bằng 2 cách: Vật liệu mịn cuốn trong nước, vật liệu thô thì lăn, trượt trên sườn dốc địa hình

- Khi động năng dòng nước giảm do những điều kiện thuận lợi như gặp các vật chắn (bụi cây, bậc đá ) các ô trũng vật liệu được tích tụ lại gọi là lũ tích Lũ tích có thành phần phức tạp, kích thước hạt khác nhau như cát, bột, sét, mảnh đá độ chọn lọc và bào mòn kém và luôn thay đổi hướng phân bố.4.3.1.2 Nước trong các dòng tạm thời

Dòng chảy tạm thời là dòng chảy chỉ có nước vào mùa mưa, mùa tuyết tan và khô cạn vào mùa khô

- Quá trình phá hủy: thường đào khoét tạo nên những rãnh sâu còn gọi

là quá trình xâm thực dọc hay xâm thực sâu Quá trình phá hủy đá ở hai bên

bờ dòng chảy, mở rộng thung lũng do động năng dòng nước và các vật liệu

cứng va đập khi dòng nước di chuyển được gọi là xâm thực bên hoặc xâm thực ngang.

- Quá trình vận chuyển: dòng không thường xuyên vận chuyển vật liệu phá hủy bằng 2 cách: các vật liệu mịn và nhỏ cuốn trôi theo dòng nước, các vật

liệu thô lăn, trượt trên bề mặt đáy của khe rãnh

- Quá trình tích tụ: tại cửa tỏa nước động năng của dòng nước giảm, vật liệu phá hủy tích tụ lại được gọi là nón phóng vật

4.3.1.3 Nước trong dòng chảy thường xuyên

Dòng có nước chảy quanh năm không phụ thuộc vào khí hậu được gọi

là dòng chảy thường xuyên (sông, suối) Nguồn nước cung cấp là nước mưa, nước băng tuyết tan, nước hồ và nước dưới đất

* Quá trình phá hủy: chia 2 loại:

- Xâm thực dọc: còn gọi là quá trình đào sâu lòng sông xảy ra mạnh mẽ

ở trung lưu của sông vì ở đó lưu lượng nước và vận tốc dòng chảy lớn Hiện tượng xâm thực sâu sẽ được dừng lại khi sông đạt trắc diện cân bằng

+ Khi sông đạt trắc diện cân bằng tức sông đã thực hiện xong 1 chu kì xâm thực, trắc diện dọc của sông là 1 đường cong trơn, dốc ở thượng lưu và tương đối bằng phẳng ở hạ lưu

+ Trong thực tế, cả con sông không bao giờ đạt được trạng thái cân bằng hoàn toàn bởi vì sông chảy qua nhiều khu vực có độ cứng của đá hoặc hoạt động

kiến tạo của vỏ Trái Đất khác nhau

+ Quá trình xâm thực dọc còn dẫn tới hiện tượng cướp dòng (dòng sông này thu một phần nước ở vùng thượng nguồn của một dòng chảy khác) Hiện tượng này thường xảy ra ở 2 con sông có cùng 1 đường chia nước nhưng

có mực xâm thực khác nhau, các nhánh sông bên sườn có mực xâm thực thấp thường có tốc độ xâm thực dọc lớn sẽ phá hủy đường chia nước cũ lấn sang gặp một nhánh nào đó ở phần thượng lưu của dòng chảy về phía bên kia