địa chất đại cương chương 16 các chuyển động kiến tạo và sự biến dạng vỏ trái đất

Nếu liờn hệ theo chiều ngang trong cựng một thời gian cú thể cho phộp suy ñoỏn sự biến ñổi cổ ñịa lý của cả khu vực và từ ñó thấy ñược chuyển ñộng thăng trầm thể hiện ở khu vực rộng lớn

Chương XVI Các chuyển ñộng kiến tạo và sự biến

dạng vỏ Trái ñất

I Khái niệm về các chuyển ñộng kiến tạo

Các tác dụng ñịa chất nội sinh là mặt ñối lập với các tác dụng ñịa chất

ngoại sinh Tác dụng ñịa chất nội sinh làm cho bề mặt Trái ñất diễn biễn tiến

hoá làm cho bề mặt chịu các lực bên trong trở thành cao lên hoặc thấp ñi

hoặc bị phá huỷ hư hỏng các nhân tố của tác dụng ñịa chất nội sinh bao gồm

các chuyển ñộng kiến tạo, hoạt ñộng macma, ñộng ñất và tác dụng biến chất

nhưng chuyển ñộng kiến tạo là nguyên nhân chính gây ra các hoạt ñộng kia

Chuyển ñộng kiến tạo (tectonic movement) hoặc chuyển ñộng của vỏ

Trái ñất (crustal movement) là chuyển ñộng cơ học của vật chất trái ñất do

các nguyên nhân bên trong của Trái ñất gây ra Kết quả của chuyển ñộng

kiến tạo có thể dẫn tới các hiện tượng như:

- Sự biến ñổi của thạch quyển

- Làm thay ñổi (xuất hiện hoặc mất ñi) biển và lục ñịa

- Làm thay ñổi thế nằm cấu tạo lớp ñá, phá huỷ ñá

- Có thể dẫn ñến các hoạt ñộng ñộng ñất, núi lửa

Các chuyển ñộng kiến tạo theo truyền thống phân chia thành các loại:

Chuyển ñộng tạo lục (epeirogeny) là chuyển ñộng nâng lên hạ xuống

một cách chậm chạp trên một diện tích lớn Cũn gọi là chuyển ñộng thăng

trầm

Chuyển ñộng tạo sơn (orogeny) (tạo núi) là chuyển ñộng nằm ngang

(chuyển ñộng tiếp tuyến) hỡnh thành với quy mụ lớn, tạo ra cỏc nếp uốn,

cỏc phỏ huỷ

Hiện nay cũng thường dùng khái niệm:

Chuyển ñộng thẳng ñứng (vertical movement) là loại chuyển ñộng

phát sinh trên một diện tích rộng lớn, chậm chạp Vị trí, phạm vi lớn nhỏ,

biên ñộ, tốc ñộ của chuyển ñộng dạng sóng, dẫn tới những ñổi thay về biển

và lục ñịa, ñịa thế cao thấp, những di chuyển thẳng ñứng của khối ñá, biến

ñổi thế nằm uốn cong một cách nhẹ nhàng

Chuyển ñộng nằm ngang (horizontal movement): Chuyển ñộng theo

phương tiếp tuyến làm cho vỏ Trái ñất bị nén ép gây ra dịch chuyển ngang,

thậm chí xoay ngang Nó là nguồn gốc làm cho các mảng Trái ñất va húc,

chúi vào nhau, là nguồn gốc chủ yếu tạo ra các ñóy nỳi giữa biển và trờn lục

ñịa, gây biến dạng dẻo và phá huỷ các ñá ở quy mô lớn

Nếu xét về mặt lịch sử, người ta phân ra các loại chuyển ñộng cổ kiến

tạo (paleotectonism) là loại xuất hiện trong lịch sử trước KZ

- Tân kiến tạo (neotectonism), xuất hiện từ kỷ neogen ñến kỷ ñệ tứ

- Kiến tạo hiện ựại (recenttectonism) là loại xuất hiện trong lịch sử laọi người, có ghi chép ựược

II Các biểu hiện của các chuyển ựộng kiến tạo

Những biểu hiện các chuyển ựộng kiến tạo bằng mắt thường không dễ dàng phát hiện ựược Nhờ các máy trắc ựịa chắnh xác, các số liệu từ các trạm quan trắc trên Trái ựất hoặc trên vệ tinh người ta ựó phỏt hiện ra cỏc chuyển ựộng này

1 Biều hiện của chuyển ựộng thẳng ựứng

Lịch sử cũn ghi lại cỏc chuyện về thành phố nhỏ ở vịnh Napolis (ý) ựược xây dựng từ thời La Mó năm 105 trước công nguyên Năm 1749 người

ta phát hiện thành phố dưới lớp tro núi lửa ở thành phố này có 3 cột ựá cao 12m Từ chân cột ựến ựộ cao 3,6m bị tro núi lửa phủ kắn Từ ựộ cao ấy ựi lên thêm 2,7m cột có nhièu vết hang ựộng của các sinh vật sũ hến ở biển ựục khoét, chứng tỏ cột bị nước biển phủ ựến mức 6,3m (ựoạn từ chân ựến 3,6m

do tro núi lửa lấp nên không bị sinh vật phá hoại) Theo các tài liệu sử sách ghi lại thỡ trong năm 1500 các cột bị ngập sâu trong nước biển ựến mức 6,3m, năm 1600 bắt ựầu nâng cao lên cho ựến năm 1800 ở vị trắ cao nhất,

1826 cột bị ngập xuống 0,3m rồi tiếp tục sụt lún; 1878 ngập sâu thêm 0,65m,

1913 ngập 1,53m, 1933 ngập 2,05, 1954 ngập 2,5m Dữ liệu trên chứng minh rằng vùng ựất này trước ựây là nơi sụt lún, sau ựó ựược nâng lên rồi lại tiếp tục sụt lún

Trong vịnh Hạ Long, chưa ựo ựạc chắnh xác nhưng cũng thấy ựược trên các núi ựá vôi các dấu vết sóng vỗ, các ngấn nước biển điều ựó cho thấy là trong giai ựoạn gần ựây vùng vịnh Hạ Long ựang ựược nâng dần lên Các bậc thềm sóng, các hang ựộng cactơ nằm cao trên mực nước ngầm, các ám tiêu san hô nằm cao hẳn trên mặt biển là những biểu hiện của

sự nâng lên Trái lại, nếu ở dưới mặt biển phát hiện có ựịa hỡnh bờ biển, các lũng sông của lục ựịa, than ựầm lầy v.v thỡ chứng tỏ nơi ựó có biểu hiện sụt lún

2 Biều hiện của chuyển ựộng nằm ngang

Các số liệu ựo ựạc chi tiết cho thấy 1 số kết quả sau:

- Khoảng cách giữa Greenwich và Washington trong 13 năm ựó rỳt ngắn

ựi 0,70m

- Quan sát qua vệ tinh nhân tạo cho thấy nước Anh so với bản ựồ cũ ựó vẽ thỡ ựó dịch về bờ biển chõu Âu 190m, cũn cỏc ựảo Scotland lại về nam 63m, về tây 116m

- Một biểu hiện rất ựiển hỡnh là kết quả ựo ựạc ở vùng Califocnia dọc ựới ựứt góy xanh Andres trong quóng 65 năm từ 1882 ựến 1846, do 4 lần ựều thấy các ựiểm tam giác dịch chuyển ngang theo một hướng nhất ựịnh đó

là hướng song song ñường ñứt góy Hai cỏch ñứt góy dịch chuyển ngang theo phương TB-ðN, tốc ñộ dịch chuyển bỡnh quõn mỗi năm là 1mm

- Như vậy là Mioxen hạ ñến nay ñó dịch ngang 260km

Biểu hiện dịch chuyển ngang rừ nhất là ở ñộng ñất Vớ dụ ở San Francisco ñộng ñất vào năm 1906 cho thấy sự dịch chuyển ñó và trước ñây

16 năm ñó dịch chuyển 2,2m Dịch chuyển ngang cũng cú biểu hiện ñang xoay trũn Một khu vực ở gần Tokio trong cỏc năm 1884-1899 và 1924-

1925 ñộng ñất ñó gõy ra dịch chuyển xoay quanh tõm là vựng vịnh nằm ở Tõy nam Tokio

3 Cỏc biểu hiện của chuyển ñộng kiến tạo trong lịch sử phỏt triển ñịa chất Trong ñịa chất học cỏc chuyển ñộng kiến tạo ñược phõn tớch trờn cỏc mặt cắt ñịa chất, cỏc cột ñịa tầng với những phương phỏp ñặc biệt như cỏc phương phỏp phõn tớch cổ ñịa lý tướng ñá, phương phỏp phõn tớch bề dày, phương phỏp phõn tớch mặt tiếp xỳc ñịa tầng

a Theo phương phỏp phõn tớch cổ ñịa lý tướng ñá

Người ta nhận thành phần cỏc trầm tớch ñược thành tạo tuỳ thuộc vào ñiều kiện vật liệu ñưa ñến, song ñặc biệt là tuỳ theo mụi trường hoàn cảnh cổ ñịa lý trầm tớch Tướng ñá ở một nơi nào ñó thay ñổi theo chiều thẳng ñứng phản ỏnh sự biến ñổi của cổ ñịa lý và của thời tiết theo lịch sử ñịa chất, song quyết ñịnh chớnh vẫn là biến ñổi của cổ ñịa lý Mỗi loại tướng ñá phản ỏnh một hoàn cảnh cổ ñịa lý Dựa vào cột ñịa tầng tướng ñá cú thể xỏc ñịnh bồn trũng trầm tớch biến ñổi theo thời gian và qua ñó hiểu ñược sự chuyển ñộng của Trỏi ñất, hiều ñược ñặc ñiểm nõng lờn, hạ xuống của vỏ Trỏi ñất tại bồn trũng (hỡnh 16.1)

Chuyển ñộng thăng trầm nhịp nhàng cú tiết tấu chu kỳ phản ỏnh sự thay ñổi cú tớnh nhịp ở cỏc ñá trầm tớch Mỗi nhịp cú thể thay ñổi từ vài m ñến vài trăm một, cú thể rất nhỏ từ 1-2mm Sự lặp lại theo nhịp này cũn biểu hiện cả ở sự lặp lại của thành phần, ñộ hạt, bề dày, một số tớnh chất vật lý hoặc sinh vật nào ñấy ngoài nguyờn nhõn do sự nõng lờn hạ xuống nhịp nhàng của vỏ Trỏi ñất cũn cú thể cú nguồn gốc do sự biến ñổi cú tớnh chu

kỳ của khớ hậu, của lượng cung cấp vật liệu, của biến ñổi mực nước biển v.v nhưng chuyển ñộng của vỏ trỏi ñất vẫn giữ vai trũ quan trọng

Nếu liờn hệ theo chiều ngang trong cựng một thời gian cú thể cho phộp suy ñoỏn sự biến ñổi cổ ñịa lý của cả khu vực và từ ñó thấy ñược chuyển ñộng thăng trầm thể hiện ở khu vực rộng lớn ấy (h.16.2)

Trong một bồn trầm tớch, tớnh hoàn chỉnh rừ ràng ñầy ñủ hay khụng của cấu tạo nhịp cũng cho phộp phỏn ñoỏn chuyển ñộng kiến tạo thăng trầm phõn bố như thế nào Chẳng hạn tại một khu vực người ta cú ñược 3 kiểu cột ñịa tầng khỏc nhau (hỡnh 16.3) ở vị trớ A chỉ thấy cú biểu hiện của biển

tiến khụng cú biển lựi Càng lựi dần về phớa bờ lục ñịa, sự hoàn chỉnh ñó càng thấy rừ hơn Trờn cột ñịa tầng cú nhiều mặt xõm thực hơn và cỏc ñá thuộc tướng biển tiến phủ lờn mặt xõm thực

Tại ñiểm C tớnh phõn nhịp khụng rừ ràng, cú thể núi là khụng cú nhịp ở ñây khụng cú mặt bào mũn gần như thiếu hẳn trầm tớch vụn lục nguyờn, chỉ cú trầm tớch vụi tướng biển nụng

b, Theo phương phỏp phõn tớch bề dày: Phương phỏp phõn tớch bề dày dựng ñể xỏc ñịnh biờn ñộ nõng hạ của vỏ trỏi ñất cổ Bề dày trầm tớch là 1 dấu hiệu của sự sụt lỳn vỏ Trỏi ñất Nếu trỏi ñất ổn ñịnh, khụng cú sự lỳn sụt hoặc nõng lờn thỡ ứng với mỗi ñộ sõu của cổ ñịa lý phải cú 1 bề dày nhất ñịnh Vựng ven biển bề dày trầm tớch tớnh bỡnh quõn khụng quỏ vài chục một, vựng biển trầm tớch chuyển từ sõu ñến nụng dần Trong thực tế ñịa chất, theo người ta bắt gặp những trầm tớch của biển nụng dày ñến hàng ngàn một Cú những bể than rất nhiều vỉa than Tướng ñá khụng cú gỡ thay ñổi nhưng bề dày rất lớn, cú trị số vượt xa trị số ñộ sõu bỡnh quõn của nơi trầm tớch loại tướng ñá ấy ðiều ñó chứng minh rằng hoạt ñộng ñịa chất của nơi ñó là vừa sụt lỳn vừa ñồng thời trầm tớch, tốc ñộ sụt lỳn v8 tương ñương với tốc ñộ trầm tớch vt ở ñây trị số bề dày chỉ cú thể là chỉ số biờn ñộ sụt lỳn

Vớ dụ ở bờn cạnh (hỡnh 16.4) cho thấy tỡnh hỡnh trầm tớch biển nụng ở cỏc thời kỳ a, b, c tại một bồn trũng biển nụng Biờn ñộ sụt lỳn của

c Theo phương phỏp phõn tớch quan hệ tiếp xỳc ñịa tầng: Nhờ phương phỏp phõn tớch này mà biết ñược bể trầm tớch là luụn luụn sụt lỳn, cú trầm tớch hay là bị nõng lờn, khụng cú lắng ñọng gõy ra sự giỏn ñoạn trong trầm tớch Xột mối tương quan ñịa tầng trong tớnh liờn tục của chỳng, người ta phõn chia ra cỏc loại quan hệ tiếp xỳc như sau:

Quan hệ tiếp xỳc chỉnh hợp: Trong trường hợp bồn trũng trầm tớch luụn luụn chịu sự lắng ñọng, khụng cú lỳc nào bị nõng lờn chịu sự búc mũn xõm thực, thỡ cỏc ñịa tầng trầm tớch cú mối quan hệ tiếp xỳc liờn tục chỉnh hợp với nhau Chỳng cú ñặc trưng là cỏc lớp nằm song song nhau, mặt lớp này tiếp liền mặt lớp kia một cỏch liờn tục khụng bị giỏn ñoạn Vỡ thế lớp nằm dưới bao giừo cũng cú tuổi già hơn lớp nằm trờn (h.16-5) Thành phần thạch học giữa hai lớp liền nhau thường là cú sự biến ñổi từ từ hoặc chuyển

tiếp từ dạng tướng này sang dạng tướng khỏc ðặc biệt cỏc sinh vật (nếu cú) trong cỏc ñá ñược bảo tồn ở dạng hoỏ ñá, cho thấy cú sự phỏt triển liờn tục theo thời gian

Quan hệ tiếp xỳc loại này là cỏc lớp ñịa tầng cú thể song song nhau nhưng về mặt trầm tớch thỡ ñịa tầng lại bị giỏn ñoạn, nghĩa là cú một thời gian ngừng khụng cú sự liờn tục lắng ñọng (h.16-6) Về mặt hỡnh thỏi rất dễ lầm tưởng với chỉnh hợp Vớ dụ cỏc trầm tớch ñá vụi P1 và P2 ở nước ta qua nghiờn cứu kỹ về sinh ñịa tầng thỡ thấy ở nhiều nơi trờn miền bắc nước

ta từng cú sự giỏn ñoạn trầm tớch vào giữa P1 và P2 mặc dự cỏc trầm tớch của chỳng ñều cú thể nằm song song chỉnh hợp nhau, bằng mắt thường quan sỏt tại thực ñịa rất khú phỏt hiện quỏ trỡnh hỡnh thành Cú thể khỏi quỏt ở hỡnh vẽ Trong giai ñoạn 1 cỏc trầm tớch xóy ra liờn tục, bồn trũng sụt lỳn

ñể lắng ñọng cabonat ðến giai ñoạn 2, bồn trũng từ từ nõng lờn, chịu sự búc mũn Sang giai ñoạn 3, bồn trũng lại từ tự hạ xuống ( cũng cú hạ xuống nhanh nhưng khụng làm ñảo nghiờng ñáy ñịa hỡnh) và tiếp tục lắng ñọng cỏc trầm tớch Trờn mặt bào mũn cũng cú thể do tốc ñộ hạ xuống nhanh nờn lại cú cacbonat tiếp tục trầm tớch phủ trờn cỏc trầm tớch cacbonat của giai ñoạn trước

Hỡnh 16.6

Quan hệ tiếp xỳc khụng chỉnh hợp gúc (angular unconformity): Quan

hệ tiếp xỳc chỉnh hợp giả thực chất là 1 loại quan hệ khụng chỉnh hợp song song, tức là cú giỏn ñoạn trầm tớch nhưng cấu tạo khụng biến ñổi Trong trường hợp vỏ Trỏi ñất bị cỏc chuyển ñộng ngang gõy ra những biến dạng ở quy mụ khu vực lớn khụng những làm cho bồn trũng ñược nõng lờn mà cũn làm cho biến ñổi về cấu tạo của cỏc lớp ñá Khỏi quỏt quỏ trỡnh ñó trong sơ

ñồ sau (h.16-7)

ở giai ñoạn 1, bồn trầm tớch chịu sự lắng ñọng 1 cỏch bỡnh thường Cỏc vật liệu trầm tớch thành cỏc lớp sắp xếp song song nhau ở thế nằm ngang nguyờn thuỷ Sang giai ñoạn 2, bồn trầm tớch bị cỏc chuyển ñộng ngang gõy dồn ộp (cũng cú thể là cả chuyển ñộng ñứng) gõy uốn nếp cỏc lớp, ñồng thời cú thể cú xõm thực, phun trào cựng xuất hiện

Giai ñoạn 3, do chuyển ñộng ở giai ñoạn trước, bồn trũng bị xõm thực bào mũn tải ñi nơi khỏc, một số trũng thấp nhỏ trong ñịa hỡnh ñược lấp dần Hai giai ñoạn 3 và 4 là giai ñoạn bị giỏn ñoạn trầm tớch

Hỡnh 16.7

Giai ñoạn 5: ðịa hỡnh bồn trũng tiếp tục sụt lỳn, tiếp tục trầm tớch cỏc vật liệu mới trờn nền bị bào mũn ở ñây bồn trũng tương ñối sõu nờn cỏc trầm tớch hoỏ học, hạt mịn ñược lắng ñọng phủ khụng chỉnh hợp lờn trờn

trầm tớch cuc Thế nằm của lớp trầm tớch mới và thế nằm của cỏc trầm tớch

cũ ở những giai ñoạn trước khụng song song nhau mà tạo thành một gúc và

do ñó giữa chỳng cú mối quan hệ tiếp xỳc khụng chỉnh hợp gúc Biểu hiện tiếp xỳc này phổ biến trong một khu vực rộng lớn phản ảnh một lần chuyển ñộng mạnh mẽ của Trỏi ñất, thường là cú ñi kốm với cỏc hoạt ñộng macma, biến chất, phỏ huỷ ñất ñá

Cần chỳ ý là trong ñịa chất thực ñịa cũng bắt gặp loại quan hệ khụng chỉnh hợp gúc nhưng khụng do chuyển ñộng kiến tạo gõy ra mà do cỏc tỏc ñộng ngoại sinh như sự trượt khối phớa ngoài vỏ trỏi ñất, do ñịa hỡnh nghiờng dốc nguyờn thuỷ của ñáy bồn trũng v.v Những loại hỡnh khụng chỉnh hợp gúc này thường cú quy mụ nhỏ bộ, phõn bố cục bộ, hạn chế, khụng cú cỏc hoạt ñộng nội sinh kốm theo

4 Cỏc biểu hiện của chuyển ñộng kiến tạo trờn sự biến vị và biến dạng của cỏc ñá

Chuyển ñộng kiến tạo cũn thể hiện ở sự biến vị (tức thay ñổi vị trớ lỳc hỡnh thành) và sự biến dạng (thay ñổi trạng thỏi ban ñầu khi hỡnh thành) của cỏc ñá kết quả là làm thay ñổi tớnh ñồng nhất của thành phần của ñặc trưng vật lý, ñặc trưng cấu trỳc của cỏc ñá ban ñầu, thay ñổi trạng thỏi, thay ñổi sự cõn bằng ñịa chất ñó hỡnh thành trước ñó trong cỏc ñá Những biểu hiện thay ñổi ñó tuỳ thuộc theo tớnh chất của cỏc chuyển ñộng

Hỡnh 16.8

- Chuyển ñộng kiến tạo lờn xuống khụng ñồng ñều cú thể làm cho lớp ñá

bị uốn cong cú dạng súng, hoặc bị nghiờng lệch hoặc làm biến ñổi bề dày thậm chớ làm cho lớp ñá bị phỏ huỷ biến vị (hỡnh 16.8)

- Chuyển ñộng kiến tạo nằm ngang gõy dồn ộp làm cho cỏc lớp ñá bị biến dạng uốn nếp, thậm chớ bị phỏ huỷ biến vị (hỡnh 16.9)

- Chuyển ñộng nằm ngang căng dón làm cho cỏc ñá bị tỏch rời ñứt vỡ (h.16-10)

- Chuyển ñộng xoắn xoay quanh một trục hoặc ñiểm cú thể làm cho ñá bị uốn cong, ñứt vỡ, cú thể tạo ra những ñường nứt, khe nứt (hỡnh 16-10) Cỏc biến ñộng kiến tạo trờn quy mụ lớn cú thể thấy ñược qua sự tỏch rời của cỏc mảng, của cỏc bộ phận chõu lục cú tớnh ñồng nhất Cũng do ñó

cú thể men theo ñường biờn của những bộ phận tuy rời nhau nhưng lại cú tớnh giống nhau về thành phần Về cấu tạo, về hoỏ ñá v.v ñể ghộp nối chỳng lại với nhau

Vớ dụ: bộ phận Nam Mỹ và phớa Tõy chõu phi nằm trờn 2 mảng lục ñịa bị tỏch rời nhưng cú thể ghộp nối chỳng lại với nhau vỡ chỳng cú chung ñặc tớnh ñịa chất

Như vậy những biến ựộng kiến tạo là những biến ựộng làm thay ựổi tỡnh trạng phõn bố lỳc nguyờn thuỷ, cấu tạo ban ựầu của vỏ Trỏi ựất Sự thay ựổi cú thể ở mức ựộ làm biến ựổi hỡnh dạng nhưng vẫn giữ ựược tớnh liờn tục của thể ựịa chất hoặc cũng cú thể gõy nờn ựứt vỡ, làm mất tớnh liờn tục và tạo ra cỏc cấu tạo ựứt vỡ Cú thể khỏi quỏt quỏ trỡnh thành tạo cỏc thể ựịa chất ựó như sau:

+ Khụng bi?n d?ng Gi? du?c tr?ng thỏi nguyờn thu? Th?

loại ựá cú dạng tầng, dạng lớp

Lớp ựá (stratum) là ựơn vị cơ bản của cấu tạo cỏc ựá trầm tớch đó là

1 thể ựịa chất tương ựối ựồng nhất cú hai mặt song song hoặc gần song song nhau gọi là mặt lớp (bedding plane) (hỡnh 10-12)

Tuỳ theo sự biến ựổi của 2 mặt lớp mà ta cú cỏc lớp song song, lớp vỏt nhọn và lớp gần song song

Trong một lớp cú cỏc yếu tố cơ bản sau: mặt lớp là yếu tố ựể phõn chia cỏc lớp với nhau về mặt hỡnh thỏi học, nú cú thể bằng phẳng hoặc gợn súng, gồ ghề Núc lớp là mặt lớp nằm ở trờn theo thứ tự ựịa tầng; ựược hỡnh thành sau cựng Ngược lại ựáy lớp là mặt lớp ựược hỡnh thành trước tiờn của lớp ựá Trong vựng cú uốn nếp ựảo lộn, cú khi ựáy lớp trong khụng gian lại nằm ở phớa trờn núc lớp Bề dày của lớp là khoảng cỏch thẳng ựứng giữa hai mặt lớp Tớnh phõn lớp (bedding) là tớnh chất cấu tạo xếp thành lớp nguyờn thuỷ của cỏc trầm tớch Sự xếp lớp thấy rừ ựược nhờ vào sự khỏc biệt của cỏc lớp thể hiện cỏc ựặc tớnh vật lý, thành phần hoỏ học, khúng vật thạch học cũng như cỏc di tớch sinh vật

Hỡnh 16-12

Trong khụng gian, cỏc lớp phõn bố cú thể là nằm ngang, cú thể nằm

nghiờng để xỏc ựịnh sự phõn bố ựó, người ta quy ựịnh vị trớ nằm (thế nằm)

của cỏc lớp và dựng ựịa bàn ựịa chỏt ựể ựo ựạc

2 Cỏc yếu tố thế nằm (elemộnt of attitude): Thế nằm của lớp ựá là vị trớ

nằm trong khụng gian của lớp ựá Thế nằm ựược xỏc ựịnh bằng cỏc yếu tố là

ựường phương (strike) hướng dốc (dip) và gúc dốc (dipangle)

đường phương là ựường biểu thị, thị phương kộo dài của lớp ựá trong

khụng gian (h.16-13) đó là giao tuyến giữa mặt lớp và mặt phẳng nằm

ngang, trờn hỡnh vẽ là ựường MN đường phương (MN) làm thành một gúc

(tớnh từ phương bắc ựịa lý thuận theo chiều kim ựồng hồ ựến ựường

phương) gọi là gúc phương vị ựường phương Sẽ cú số ựo (1 và (2 Chỳng

chờnh nhsu một gúc là 1800

Hướng dốc là yếu tố biểu thị hướng nghiờng cắm vào mặt ựất của lơp

ựá đường thẳng vuụng gúc với ựường phương, vạch xuụi theo mặt lớp là

ựường hướng dốc (trờn hỡnh vẽ là ựường AB) đường hướng dốc chờnh với

ựường phương một gúc là 900 Gúc phương vị hướng dốc ( ựược xỏc ựịnh

tương tự cỏch xỏc ựịnh gúc phương vị ựường phương (h.16-14) trờn mặt

chiếu anừm ngang, ựường phương và hướng dốc lệch nhau 900 (( = (1 +

Cỏc yếu tố thế nằm ựược do tại thực ựịa bằng ựịa bàn ựịa chất và biểu

thị theo quy ước viết nhất ựịnh Vớ dụ trong trường hợp hỡnh vẽ trờn, số

liệu của yếu tố thế nằm là 2250 < 400 (cú nghĩa là gúc cú phương vị hướng

dốc là 2250, gúc dốc là 400 đường phương sẽ suy ra bằng cỏch ( 900 vào

2250)

1 Cỏc dạng thế nằm cơ bản của lớp ựá

Gồm cỏc thế nằm ngang, thế nằm nghiờng, thế nằm thẳng ựứng

a Thế nằm ngang: Phõn bố ở những ựịa tầng cú lớp ựá nằm ngang

hoặc chỉ chờnh nhau 1-20 (gần như song song mặt nước tĩnh) (h.16-16) Gúc

dốc của lớp ở trong quóng 00 ựến 10-20 đặc tớnh ở loại này là lớp nằm trờn

cao sẽ cú ựộ tuổi trẻ hơn lớp nằm ở dưới Trong cựng một lớp nếu nú xuất lộ

Comment [URG1]:

ở bờ dốc thoải thỡ sẽ cú diện tớch phõn bổ lớn hơn nơi cú bờ dốc nghiờng lớn

b Thế nằm nghiờng Loại này khỏ phổ biến vỡ ña số cỏc ñá trầm tớch sau khi hỡnh thành ñều bị biến ñộng kiến tạo làm mất trạng thỏi nằm ngang nguyờn thuỷ Vỡ vậy gốc dốc sẽ từ vài ñộ ñến 900 Lớp cú thế nằm nghiờng gọi là lớp nằm nghiờng (tilted stratum) Cú khi vật liệu trầm tớch lắng ñọng ngay trờn ñáy ban ñầu ñó nghiờng dốc vỡ thế lớp cũng cú dạng nằem nghiờng Loại này gọi là lớp nằm nghiờng nguyờn thuỷ (h16-17) Nú cú liờn quan với ñáy ñịa hỡnh ban ñầu của bồn trầm tớch và phõn bố co giới hạn Trong ñiều kiện biến ñộng kiến tạo bỡnh thường, cỏc lớp trẻ bao giờ cũng nằm phớa trờn mặt nghiờng dốc (h16-18) Trong hỡnh vẽ, theo thứ tự

từ già ñến trẻ là cỏc lớp a, b, c, d, e

Cựng một ñiều kiện bề dày như nhau, diện tớch xuất lộ của cỏc lớp tuỳ thuộc theo ñộ dốc của mặt ñịa hỡnh ở vị trớ mặt ñịa hỡnh cắt vuụng gúc với lớp thỡ diện lộ của lớp bộ nhất, lỳc ñó chiều ngang lộ ra của lớp bằng chiều dày thật của lớp (vị trớ A) (hỡnh 16-19) ở vị trớ khỏc như B, C, D của mặt ñịa hỡnh diện lộ của lớp sẽ thay ñổi và ñều lớn hơn chiều dày thật của lớp

Hỡnh 16-19

b Thế nằm thẳng ñứng: Xuất hiện ở những lớp ñá thẳng ñứng (vertical stratum) ( = 900 Thực tế là 1 dạng ñặc biệt của nằm nghiờng (h16-20) Diện xuất lộ bộ nhất ở những mặt ñịa hỡnh nằm ngang, thoải

IV Khỏi niệm về sự biến dạng của ñá

Cỏc ñá là những thể ñịa chất rắn, cứng Cũng giống như bất kỳ vật rắn nào, khi chịu tỏc ñộng của ngoại lực thỡ trong nội bộ của vật thể sẽ xuất hiện nội lực, cú cựng một ñại lượng như ngoại lực nhưng phương hướng tỏc dụng thỡ ngược lại Nội lực là cỏc lực tỏc dụng lẫn nhau giữa cỏc bộ phận treong

ñá Nội lực tỏc dụng trờn một ñơn vị diện tớch gọi là ứng suất (stress), ñơn

vị tớnh bằng kg/cm2 Người ta phõn ra ứng suất tỏch, ứng suất nộn và ứng suất cắt Khi ứng suất vượt quỏ sức bền của ñá sẽ làm cho ñá biến dạng, phỏ huỷ Sự biến dạng của ñá cũng trải qua 3 giai ñoạn

Giai ñoạn biến dạng dẻo: Sau khi xóy ra biến dạng, vỏ trỏi ñất tuy vẫn giữ ñược sự liờn tục cỏc mỗi liờn kết trong cỏc ñất ñá nhưng hỡnh dạng ñó

bị thay ñổi Cỏc lớp ñá bị uốn cong, nghiờng lệch, hỡnh thành cỏc nếp uốn, nếp oằn, cỏc cấu tạo lồi lừm

Giai ñoạn biến dạng phỏ huỷ: Sự phỏ hoại tăng lờn, vỏ trỏi ñất bị ñứt

vỡ, xờ dịch, cỏc lớp ñất ñá bị phỏ huỷ, góy ñứt, mất hẳn sự liờn tục trong cấu tạo

Những nhõn tố cú ảnh hưởng lớn ñến sự biến dạng của vỏ trỏi ñất là nhiệt ñộ, ỏp lực, thời gian kộo dài tỏc ñộng của cỏc lực gõy biến dạng và kể

cả phương thức tỏc ñộng của lực (nhanh, chậm hay tức thời ñều ñặn), ỏp lực ñều hướng hoặc khụng ñẳng hướng Hỡnh thỏi cú ñược sau biến dạng là kết quả của sự tổng hợp tỏc ñộng của tất cả cỏc nhõn tố trờn Vớ dụ ñá vụi ở ñiều kiện nhiệt ñộ, ỏp suất bỡnh thường thỡ rất dũn, nếu bị lực tỏc ñộng mạnh cú thể bị biến dạng phỏ huỷ, ñứt vỡ Nhưng nếu ñá vụi ấy chịu 1 ỏp suất ñều khắp hướng là 10 x 108 Pa khi bị ộp nộn (ỏp suất này tương ñương

ở vị trớ sõu ñến 40km) thỡ cú thể bị nộn nhỏ ñi 50% thể tớch mà khụng bị phỏ vỡ Ngoài cỏc nhõn tố nờu trờn, trong qỳa trỡnh biến dạng của vỏ trỏi ñất cũn cú thể cú sự gia tăng của 1 số thành phần khỏc như dung dịch, khớ v.v Như vậy sự biến dạng xóy ra ở trỏi ñất vụ cựng phức tạp, chịu sự khống chế của nhiều yếu tố Sự biến dạng gõy ra những biến ñổi thế nằm của cỏc lớp ñá thể hiện ở hai mặt lớn: biến dạng uốn nếp (biến dạng dẻo) và biến dạng phỏ huỷ ñứt vỡ (biến dạng dũn)

V Biến dạng uốn nếp và cỏc cấu tạo nếp uốn

Biến dạng uốn nếp là biến dạng làm cho cỏc lớp ñá bị uốn cong hỡnh thành cỏc nếp uốn (fold) Cỏc lớp ñá khụng bị ñứt rời (h.16-21) Nếp uốn tuỳ mức ñộ biến dạng mà cú rất nhiều kiểu hỡnh thỏi Tuy nhiờn cú thể phõn

ra hai loại nếp uốn cơ bản: nếpuốn lồi và nếp uốn lừm

2 Cỏc yếu tố của nếp uốn (h.16-23)

Nhõn (core) của nếp uốn là phần trung tõm của nếp uốn

Cỏnh (limb) là phần ở hai bờn rỡa của nếp uốn Trong nếp uốn bỡnh thườngg 2 cỏch ở hai bờn nhõn cú thể nằm ñối nhau

Vũm (Hinge zone of fold) là phần uốn cong của nếp uốn chuyển tiếp

4 Một số hỡnh thỏi nếp uốn thường gặp

Căn cứ theo hỡnh thỏi của nếp uốn qua mặt cắt ngang, nếp uốn cú cỏc dạng với tờn gọi nhất ñịnh (hỡnh 16-25)

Cỏch biểu diễn nếp uốn: Nếp uốn ñược thể hiện trờn mặt cắt và trờn bỡnh ñồ (mặt bằng) (h16-26)

cú nghĩa là xuyờn thủng Như ñó biết, trọng lượng riờng của muối luụn nhỏ hơn cỏc lớp ñá trờn (trọng lượng riờng của muối là 2,15 cũn của cỏt kết và sột là 2,5) Cỏc lớp nằm trờn lớp muối dồn ộp lớp muối làm cho

nú ñùn lờn tạo thành vũm dõng cao dần (cú nơi tốc ñộ ñùn lờn ñạt 1cm/năm) Kết quả là lõu dần làm cho cỏc lớp ñá ở trờn bị nứt nẻ, uốn nếp hỡnh thành cỏc nếp uốn dạng ñặc biệt gọi là nếp uốn ñiapia Cơ chế hỡnh thành khỏi quỏt theo hỡnh vẽ 16-29

Trong một số trường hợp cỏc ñá ở lớp dưới tuy khụng phải là muối nhưng do ñộ dẻo khỏ lớn Chẳng hạn như sột, than cũng cú thể bị dồn ộp xuyờn lờn cỏc lớp ñá cứng nằm trờn tạo ra cấu tạo ñi qua

7 Tuổi hỡnh thành nếp uốn

Thời gian uốn nếp cũng là thời gian xóy ra chuyển ñộng kiến tạo Vỡ vậy xỏc ñịnh tuổi uốn nếp bằng cỏch dựa vào quan hệ mặt khụng chỉnh hợp

cú gúc Hiện tượng uốn nếp sẽ xóy ra sau tuổi của lớp ñá trẻ nhất nằm ở dưới mặt khụng chỉnh hợp và xóy ra trước lớp ñá cú tuổi già nhất nằm trờn mặt khụng chỉnh hợp cú gúc Vớ dụ ở mặt cắt bờn, nếp uốn xuất hiện sau P

và trước T3 (hỡnh 16-30)

Ngoài ra cũng cú thể sử dụng mối tương quan về hỡnh thỏi giữa nếp uốn với cỏc cấu tạo khỏc (như ñứt góy, cỏc thể xõm nhập, phun trào ) ñể xỏc ñịnh tuổi hỡnh thành tương ñối của chỳng So sỏnh với tỡnh hỡnh ñịa chất ở cỏc khu vực lõn cận cú thể luận ñoỏn rằng khả năng thời gian xuất hiện nếp uốn phự hợp với cỏc chuyển ñộng kiến tạo xóy ra trong lịch sử phỏt triển của trỏi ñất

VI Biến dạng phỏ huỷ ñứt vỡ

Khi ứng suất rất lớn vượt xa giới hạn bền của ñá thỡ biến dạng mạnh

mẽ, vượt qua cỏc biến dạng ñàn hồi, biến dạng dẻo và ñạt mức biến dạng phỏ huỷ ñứt vỡ Cú khi quỏ trỡnh phỏt triển rất nhanh, từ biến dạng ñàn hồi

ñi ngay ñến phỏ huỷ ñứt vỡ; giai ñoạn biến dạng dẻo xóy ra rất ngắn

Biến dạng phỏ huỷ cú hai mức ñộ biểu hiện:

a Biến dạng gõy cỏc nứt nẻ trong ñá, tuy nhiờn cỏc bộ phận bị phỏ huỷ hầu như khụng cú sự xờ dịch Kết quả của biến dạng là làm phỏt sinh cỏc khe nứt

b Biến dạng gõy cỏc ñứt vỡ với sự dịch chuyển rừ ràng, với cỏc quy mụ từ nhỏ cho ñến hàng km kết quả của biến dạng là thành tạo cỏc loại ñứt góy

1 Khe nứt (joint): Sản phẩm của biến dạng phỏ huỷ khụng cú dịch chuyển trong cỏc lớp ñất ñá Người ta phõn ra khe nứt kiến tạo là loại khe nứt cú liờn quan với cỏc hoạt ñộng kiến tạo, phõn bố ở cỏc vị trớ khỏc nhau của cấu tạo, của nếp uốn, tuỳ thuộc theo tỡnh hỡnh phõn bố và tỏc dụng của cỏc lực kiến tạo khu vực Nếu khe nứt do cỏc nhõn tố ngoại lực tạo thành thỡ gọi

là khe nứt phi kiến tạo Về mặt hỡnh thỏi chỳng khụng khỏc gỡ với cỏc loại khe nứt núi trờn Cũng cú thể kể vào loại này cỏc khe nứt của ñá macma ñược hỡnh thành trong quỏ trỡnh xõm nhập

a Khe nứt kiến tạo trong ñá trầm tớch: Nhỡn chung quy mụ của khe nứt khụng lớn, tuy nhiờn cũng cú trường hợp chỳng tạo nờn những mặt phẳng dài ñến vài mươi một Chỳng cú thể xuất hiện thành chựm, thành mạng (hệ thống khe nứt) Cỏch xỏc ñịnh vị trớ nứt tuỳ theo yờu cầu nghiờn cứu sử dụng

* Phõn loại khe nứt theo hỡnh thỏi học

- Xột theo ñộ hở cú cỏc loại khe nứt hở, khe nứt kớn, khe nứt ẩm

- Xột theo thế nằm cú: khe nứt nằm ngang, khe nứt thoải (gúc dốc 100 - 300), khe nứt dốc, khe nứt thẳng ñứng (gúc dốc từ 800 - 900)

- Xột theo tương quan phõn bố trong khụng gian so với cấu tạo lớn hơn cú: khe nứt dọc, khe nứt ngang, khe nứt cắt chộo, khe nứt theo phương, theo hướng dốc, theo lớp

* Phõn loại khe nứt theo nguồn gốc: Cú cỏc khe nứt kiến tạo, khe nứt phi kiến tạo, khe nứt nguyờn sinh, khe nứt thứ sinh, cỏc thớ chẻ

* Phõn loại khe nứt theo tớnh chất cơ học: cú khe nứt tỏch (căng), khe nứt cắt, khe nứt ộp dẹt

b Khe nứt nguyờn sinh ở ñá macma: Macma trong quỏ trỡnh xõm nhập, di chuyển và ñông nguội lại thỡ tạo ra cỏc nứt nẻ Phõn chia ra khe nứt song song phương di chuyển của macma (khe nứt song song dũng chảy), khe nứt thẳng gúc với dũng chảy, khe nứt song song mặt chảy (mặt tiếp xỳc với

ñá võy quanh) và khe nứt cắt chộo dũng chảy

2 Cỏc ñứt góy (fault)

ðứt góy là hiện tượng ñứt vỡ cú dịch chuyển làm mất sự liờn kết của cỏc ñất ñá Quy mụ cú thể tự rất nhỏ (dịch chuyển trong quóng vài cm ñến vài mươi cm) cho ñến rất lớn (ñường ñứt góy cú thể là giản ñơn (1 lần xuất hiện) cho ñến phức tạp (tỏi phỏt nhiều lần, nhiều hướng khỏc nhau) ðứt góy

cú ý nghĩa quan trọng trong cỏc lĩnh vực ñịa chất

Cỏc yếu tố của dứt góy (h.16-31) bao gồm:

Mặt ñứt góy: mặt AAỊBBỊ Mặt cú thể uún cong

ðường ñứt góy: ðường AAỊ, BBỊ (ñường thẳng, ña số cong)

Cỏnh trờn (cỏnh treo); Bộ phận cú khối BBỊMN, nằm ở trờn mặt ñứt góy

Hỡnh 16-32

Cỏnh dưới (cỏnh nằm): bộ phận cú khối AAỊPQ nằm phớa dưới ñứt góy

Hướng dịch chuyển tương ñối: biểu thị bằng

Cự li dịch chuyển: ðoạn ab ðược phõn chia ra:

- Cự li dịch chuyển thực: ab

- Cự li dịch chuyển ñứng: ac

- Cự li dịch chuyển ngang: bc

- Cự li dịch chuyển ñịa tầng: bd

Cỏc loại ñứt góy thường gặp: (h16-32)

- ðứt góy thuận (normal fault): ñứt góy cú cỏnh trờn trượt xuống, cỏnh dưới ñẩy lờn

- ðứt góy nghịch (reverse fault): ñứt góy cú cỏnh trờn ñẩy lờn, cỏnh dưới trượt xuống

- ðứt góy chờm (chờm nghịch overthrust) là loại ñứt góy nghịch cú gúc ( nhỏ hơn 450 với cự li dịch chuyển lớn, thường ñi liền với uốn nếp Nú ñặc trưng cho miền cấu tạo uốn nếp

Lớp phủ kiến tạo (lớp phủ chờm) (nappe structure) là ñứt góy chờm

cú quy mụ rất lớn, gúc ( càng nhỏ, tương ñối thoải, mặt ñứt góy lượn súng uốn cong

- ðứt góy bằng (strike - slip fault) ñứt góy cú hướng dịch chuyển ngang, mặt ñứt góy cú thể ñứng, nghiờng hoặc nằm ngang

- ðứt góy sõu: Khỏc với ñứt góy lớn cú kớch thước lớn, ñứt góy sõu khụng những cú quy mụ rất lớn dài ñến hàng trăm hàng nghỡn km mà cũn xuyờn sõu vào trong vỏ trỏi ñất ñến cả lớp SiMa, hoạt ñộng thường nhiều lần, bắt ñầu thường từ Paleozoi kộo dài ñến nay Nú cú ý nghĩa lớn ñối với chế ñộ kiến tạo của khu vực vỏ Trỏi ñất Vớ dụ ở Việt Nam: ñứt góy sụng chảy, ñứt góy sụng Hồng

Cỏc ñứt góy cú thể ñồng thời xuất hiện thành những tổ hợp nhất ñịnh

cú tớnh quy luật Thường gặp:

ðứt góy dạng bậc thang: hệ thống gồm nhiều ñứt góy thuận song song nhau tạo thành dạng tam cấp bậc thang

ðứt góy dạng vảy (imbricate structure): Tổ hợp cỏc ñứt góy nghịch tạo thành kiểu xếp lớn dạng vảy Chỳng phản ỏnh sự dồn ộp ngang khu vực mạnh mẽ

ðứt góy ñồng tõm (cancentric faults): Tổ hợp cỏc ñứt góy trờn bỡnh

ñồ phõn bố bao quanh một ñiểm, một khu vực nhỏ

ðứt góy dạng toả tia (phúng xạ) (radial faults): Tổ hợp ớt nhất là 2 ñứt góy tạo thành một sụt lỳn lớn (ñịa hào) hoặc một vồng nõng lờn (ñịa luỹ)

Cú dạng ñơn giản, cú dạng phức tạp

Hỡnh 16-33 ðịa hào và ñịa luỹ

VII Một vài ý nghĩa thực tế ñối với nghiờn cứu nếp uốn, khe nứt, ñứt góy Cỏc cấu tạo biến dạng thứ sinh này cú ý nghĩa cực kỳ quan trọng trong cỏc lĩnh vực về ñịa chất, về lý luận cũng như về thực tiến Chỉ nờu một ñôi nột

1 ở nếp uốn: cỏc khoỏng sản trầm tớch trong vựng uốn nếp cũng sẽ bị uốn lượn theo Cú hiểu sự phõn bố, ñặc ñiểm của cấu tạo nếp uốn thỡ mới hiểu ñược quy luật phõn bố khoỏng sản, ñánh giỏ ñúng ñược trữ lượng (vớ dụ apatit ở Lao Cai, than ở Quảng Ninh v.v )

- Vũm của cỏc nếp uốn thường cú nhiều nứt nẻ, tạo thuận lợi cho sự tạo khoỏng nội sinh

- Vũm nếp lồi thuận lợi cho chứa dầu khớ Tỡm dầu khớ ở những cấu tạo lồi

2 ở khe nứt: khe nứt là ñường thuận lợi ñể dẫn quặng Cũng là ñiều kiện cho việc chứa nước hoặc dẫn nước ñi nơi khỏc (vớ dụ tầng ñá bazan ở Tõy Nguyờn ở phần phong hoỏ cú nhiều khe nứt cú thể chứa ớt nhiều Vớ dụ khe nứt trong ñới nứt nẻ của múng này mà cú thể tỡm kiếm tăng thờm sản lượng khai thỏc dầu)

Theo dỗi sự xuất hiện cỏc khe nứt ngoại sinh ñể biết ñược sự ổn ñịnh của cụng trỡnh ñề phũng cỏc tai biến v.v

3 ở ñứt góy: ñặc biệt quan trọng

- ðứt góy làm cho mất lớp mất quặng hoặc lặp trở lại quặng

- ðứt góy làm cho mất nước hoặc chắn giữ nước (cũng cú tỏc dụng như thế ñối với dầu khớ)

Cú ý nghĩa thực tiễn ñối với tỡm kiếm nước ngầm

- Cú tầm quan trọng lớn ñối với cụng trỡnh

- Nhiều khoỏng sản nội sinh liờn quan chặt chẽ với sự phõn bố của ñứt góy (vớ dụ V.N) v.v

IV Khỏi niệm về sự biến dạng của ñá

Các ñá là những thể ñịa chất rắn, cứng Cũng giống như bất kỳ vật rắn nào, khi chịu tác ñộng của ngoại lực thỡ trong nội bộ của vật thể sẽ xuất hiện nội lực, có cùng một ñại lượng như ngoại lực nhưng phương hướng tác dụng thỡ ngược lại Nội lực là cỏc lực tỏc dụng lẫn nhau giữa các bộ phận treong

ñá Nội lực tác dụng trên một ñơn vị diện tích gọi là ứng suất (stress), ñơn vị tính bằng kg/cm2 Người ta phân ra ứng suất tách, ứng suất nén và ứng suất cắt Khi ứng suất vượt quá sức bền của ñá sẽ làm cho ñá biến dạng, phá huỷ

Sự biến dạng của ñá cũng trải qua 3 giai ñoạn

Giai ñoạn biến dạng dẻo: Sau khi xóy ra biến dạng, vỏ trỏi ñất tuy vẫn giữ ñược sự liên tục các mỗi liên kết trong các ñất ñá nhưng hỡnh dạng ñó bị thay ñổi Các lớp ñá bị uốn cong, nghiêng lệch, hỡnh thành cỏc nếp uốn, nếp oằn, cỏc cấu tạo lồi lừm

Giai ñoạn biến dạng phá huỷ: Sự phá hoại tăng lên, vỏ trái ñất bị ñứt

vỡ, xê dịch, các lớp ñất ñá bị phá huỷ, góy ñứt, mất hẳn sự liên tục trong cấu tạo

Những nhõn tố cú ảnh hưởng lớn ñến sự biến dạng của vỏ trái ñất là nhiệt ñộ, áp lực, thời gian kéo dài tác ñộng của các lực gây biến dạng và kể

cả phương thức tác ñộng của lực (nhanh, chậm hay tức thời ñều ñặn), áp lực ñều hướng hoặc không ñẳng hướng Hỡnh thỏi cú ñược sau biến dạng là kết quả của sự tổng hợp tác ñộng của tất cả các nhân tố trên Ví dụ ñá vôi ở ñiều kiện nhiệt ñộ, áp suất bỡnh thường thỡ rất dũn, nếu bị lực tỏc ñộng mạnh có thể bị biến dạng phá huỷ, ñứt vỡ Nhưng nếu ñá vôi ấy chịu 1 áp suất ñều

khắp hướng là 10 x 108 Pa khi bị ép nén (áp suất này tương ñương ở vị trí sâu ñến 40km) thỡ cú thể bị nộn nhỏ ñi 50% thể tích mà không bị phá vỡ Ngoài các nhõn tố nờu trờn, trong qỳa trỡnh biến dạng của vỏ trỏi ñất cũn cú thể có sự gia tăng của 1 số thành phần khác như dung dịch, khí v.v Như vậy sự biến dạng xóy ra ở trỏi ñất vô cùng phức tạp, chịu sự khống chế của nhiều yếu tố Sự biến dạng gây ra những biến ñổi thế nằm của các lớp ñá thể hiện ở hai mặt lớn: biến dạng uốn nếp (biến dạng dẻo) và biến dạng phỏ huỷ ñứt vỡ (biến dạng dũn)

V Biến dạng uốn nếp và cỏc cấu tạo nếp uốn

Biến dạng uốn nếp là biến dạng làm cho các lớp ñá bị uốn cong hỡnh thành các nếp uốn (fold) Các lớp ñá không bị ñứt rời (h.16-21) Nếp uốn tuỳ mức ñộ biến dạng mà có rất nhiều kiểu hỡnh thỏi Tuy nhiên có thể phân ra hai loại nếp uốn cơ bản: nếpuốn lồi và nếp uốn lừm

4 Cỏc yếu tố của nếp uốn (h.16-23)

Nhõn (core) của nếp uốn là phần trung tõm của nếp uốn

Cỏnh (limb) là phần ở hai bờn rỡa của nếp uốn Trong nếp uốn bỡnh thườngg 2 cách ở hai bên nhân có thể nằm ñối nhau

Vũm (Hinge zone of fold) là phần uốn cong của nếp uốn chuyển tiếp

Góc cắm của nếp uốn là góc nghiêng dốc của ñường bản lề ñối với mặt phẳng nằm ngang

Kích thước của một nếp uốn ñược quy ñịnh như hỡnh vẽ (h16-24) chiều rộng L; chiều cao H; chiều dài D (ño theo trục dài trờn mặt nằm ngang) Mỗi nếp uốn sẽ cú 1 trục dài D và 1 trục ngắn N

4 Một số hỡnh thỏi nếp uốn thường gặp

Căn cứ theo hỡnh thỏi của nếp uốn qua mặt cắt ngang, nếp uốn cú cỏc dạng với tên gọi nhất ñịnh (hỡnh 16-25)

Cỏch biểu diễn nếp uốn: Nếp uốn ñược thể hiện trên mặt cắt và trên bỡnh ñồ (mặt bằng) (h16-26)

có nghĩa là xuyên thủng Như ñó biết, trọng lượng riêng của muối luôn nhỏ hơn các lớp ñá trên (trọng lượng riêng của muối là 2,15 cũn của cỏt kết và sột là 2,5) Cỏc lớp nằm trờn lớp muối dồn ộp lớp muối làm cho nó ñùn lên tạo thành vũm dõng cao dần (cú nơi tốc ñộ ñùn lên ñạt 1cm/năm) Kết quả là lâu dần làm cho các lớp ñá ở trên bị nứt nẻ, uốn nếp hỡnh thành cỏc nếp uốn dạng ñặc biệt gọi là nếp uốn ñiapia Cơ chế hỡnh thành khỏi quỏt theo hỡnh vẽ 16-29

Trong một số trường hợp các ñá ở lớp dưới tuy không phải là muối nhưng do ñộ dẻo khá lớn Chẳng hạn như sét, than cũng có thể bị dồn ép xuyên lên các lớp ñá cứng nằm trên tạo ra cấu tạo ñi qua

và trước T3 (hỡnh 16-30)

Ngoài ra cũng có thể sử dụng mối tương quan về hỡnh thỏi giữa nếp uốn với các cấu tạo khác (như ñứt góy, cỏc thể xõm nhập, phun trào ) ñể xác ñịnh tuổi hỡnh thành tương ñối của chúng So sánh với tỡnh hỡnh ñịa chất ở các khu vực lân cận có thể luận ñoỏn rằng khả năng thời gian xuất

hiện nếp uốn phù hợp với các chuyển ñộng kiến tạo xóy ra trong lịch sử phỏt triển của trỏi ñất

VI Biến dạng phá huỷ ñứt vỡ

Khi ứng suất rất lớn vượt xa giới hạn bền của ñá thỡ biến dạng mạnh

mẽ, vượt qua các biến dạng ñàn hồi, biến dạng dẻo và ñạt mức biến dạng phá huỷ ñứt vỡ Có khi quá trỡnh phỏt triển rất nhanh, từ biến dạng ñàn hồi

ñi ngay ñến phá huỷ ñứt vỡ; giai ñoạn biến dạng dẻo xóy ra rất ngắn

Biến dạng phá huỷ có hai mức ñộ biểu hiện:

c Biến dạng gõy cỏc nứt nẻ trong ñá, tuy nhiên các bộ phận bị phá huỷ hầu như không có sự xê dịch Kết quả của biến dạng là làm phát sinh cỏc khe nứt

d Biến dạng gây các ñứt vỡ với sự dịch chuyển rừ ràng, với cỏc quy mụ từ nhỏ cho ñến hàng km kết quả của biến dạng là thành tạo các loại ñứt góy

1 Khe nứt (joint): Sản phẩm của biến dạng phỏ huỷ khụng cú dịch chuyển trong các lớp ñất ñá Người ta phân ra khe nứt kiến tạo là loại khe nứt có liên quan với các hoạt ñộng kiến tạo, phân bố ở các vị trí khỏc nhau của cấu tạo, của nếp uốn, tuỳ thuộc theo tỡnh hỡnh phõn bố và tỏc dụng của cỏc lực kiến tạo khu vực Nếu khe nứt do cỏc nhõn tố ngoại lực tạo thành thỡ gọi là khe nứt phi kiến tạo Về mặt hỡnh thỏi chỳng khụng khỏc gỡ với cỏc loại khe nứt núi trờn Cũng cú thể kể vào loại này cỏc khe nứt của ñá macma ñược hỡnh thành trong quỏ trỡnh xõm nhập

a Khe nứt kiến tạo trong ñá trầm tích: Nhỡn chung quy mụ của khe nứt không lớn, tuy nhiên cũng có trường hợp chúng tạo nên những mặt phẳng dài ñến vài mươi mét Chúng có thể xuất hiện thành chùm, thành mạng (hệ thống khe nứt) Cách xác ñịnh vị trí nứt tuỳ theo yờu cầu nghiờn cứu sử dụng

* Phõn loại khe nứt theo hỡnh thỏi học

- Xét theo ñộ hở có các loại khe nứt hở, khe nứt kín, khe nứt ẩm

- Xột theo thế nằm cú: khe nứt nằm ngang, khe nứt thoải (gúc dốc 100 - 300), khe nứt dốc, khe nứt thẳng ñứng (góc dốc từ 800 - 900)

- Xét theo tương quan phân bố trong không gian so với cấu tạo lớn hơn có: khe nứt dọc, khe nứt ngang, khe nứt cắt chộo, khe nứt theo phương, theo hướng dốc, theo lớp

* Phõn loại khe nứt theo nguồn gốc: Cú cỏc khe nứt kiến tạo, khe nứt phi kiến tạo, khe nứt nguyờn sinh, khe nứt thứ sinh, cỏc thớ chẻ

* Phân loại khe nứt theo tính chất cơ học: có khe nứt tách (căng), khe nứt cắt, khe nứt ộp dẹt

b Khe nứt nguyên sinh ở ñá macma: Macma trong quỏ trỡnh xõm nhập, di chuyển và ñông nguội lại thỡ tạo ra cỏc nứt nẻ Phõn chia ra khe nứt

song song phương di chuyển của macma (khe nứt song song dũng chảy), khe nứt thẳng gúc với dũng chảy, khe nứt song song mặt chảy (mặt tiếp xúc với

ñá vây quanh) và khe nứt cắt chộo dũng chảy

2 Các ñứt góy (fault)

ðứt góy là hiện tượng ñứt vỡ có dịch chuyển làm mất sự liên kết của các ñất ñá Quy mô có thể tù rất nhỏ (dịch chuyển trong quóng vài cm ñến vài mươi cm) cho ñến rất lớn (ñường ñứt góy cú thể là giản ñơn (1 lần xuất hiện) cho ñến phức tạp (tái phát nhiều lần, nhiều hướng khác nhau) ðứt góy

cú ý nghĩa quan trọng trong cỏc lĩnh vực ñịa chất

Cỏc yếu tố của dứt góy (h.16-31) bao gồm:

Mặt ñứt góy: mặt AAỊBBỊ Mặt cú thể uún cong

ðường ñứt góy: ðường AAỊ, BBỊ (ñường thẳng, ña số cong)

Cánh trên (cánh treo); Bộ phận có khối BBỊMN, nằm ở trên mặt ñứt góy

Hỡnh 16-32

Cánh dưới (cánh nằm): bộ phận có khối AAỊPQ nằm phía dưới ñứt góy

Hướng dịch chuyển tương ñối: biểu thị bằng

Cự li dịch chuyển: ðoạn ab ðược phân chia ra:

- Cự li dịch chuyển thực: ab

- Cự li dịch chuyển ñứng: ac

- Cự li dịch chuyển ngang: bc

- Cự li dịch chuyển ñịa tầng: bd

Các loại ñứt góy thường gặp: (h16-32)

- ðứt góy thuận (normal fault): ñứt góy cú cỏnh trờn trượt xuống, cánh dưới ñẩy lên

- ðứt góy nghịch (reverse fault): ñứt góy cú cỏnh trờn ñẩy lên, cánh dưới trượt xuống

- ðứt góy chờm (chờm nghịch overthrust) là loại ñứt góy nghịch cú gúc ( nhỏ hơn 450 với cự li dịch chuyển lớn, thường ñi liền với uốn nếp Nó ñặc trưng cho miền cấu tạo uốn nếp

Lớp phủ kiến tạo (lớp phủ chờm) (nappe structure) là ñứt góy chờm

cú quy mô rất lớn, góc ( càng nhỏ, tương ñối thoải, mặt ñứt góy lượn súng uốn cong

- ðứt góy bằng (strike - slip fault) ñứt góy cú hướng dịch chuyển ngang, mặt ñứt góy cú thể ñứng, nghiêng hoặc nằm ngang

- ðứt góy sõu: Khỏc với ñứt góy lớn cú kớch thước lớn, ñứt góy sõu khụng những có quy mô rất lớn dài ñến hàng trăm hàng nghỡn km mà cũn

xuyờn sõu vào trong vỏ trỏi ñất ñến cả lớp SiMa, hoạt ñộng thường nhiều lần, bắt ñầu thường từ Paleozoi kéo dài ñến nay Nó có ý nghĩa lớn ñối với chế ñộ kiến tạo của khu vực vỏ Trái ñất Ví dụ ở Việt Nam: ñứt góy sụng chảy, ñứt góy sụng Hồng

Các ñứt góy cú thể ñồng thời xuất hiện thành những tổ hợp nhất ñịnh

có tính quy luật Thường gặp:

ðứt góy dạng bậc thang: hệ thống gồm nhiều ñứt góy thuận song song nhau tạo thành dạng tam cấp bậc thang

ðứt góy dạng vảy (imbricate structure): Tổ hợp cỏc ñứt góy nghịch tạo thành kiểu xếp lớn dạng vảy Chỳng phản ỏnh sự dồn ộp ngang khu vực mạnh mẽ

ðứt góy ñồng tâm (cancentric faults): Tổ hợp các ñứt góy trờn bỡnh

ñồ phân bố bao quanh một ñiểm, một khu vực nhỏ

ðứt góy dạng toả tia (phúng xạ) (radial faults): Tổ hợp ớt nhất là 2 ñứt góy tạo thành một sụt lỳn lớn (ñịa hào) hoặc một vồng nâng lên (ñịa luỹ) Có dạng ñơn giản, có dạng phức tạp

Hỡnh 16-33 ðịa hào và ñịa luỹ

VII Một vài ý nghĩa thực tế ñối với nghiên cứu nếp uốn, khe nứt, ñứt góy Cỏc cấu tạo biến dạng thứ sinh này cú ý nghĩa cực kỳ quan trọng trong các lĩnh vực về ñịa chất, về lý luận cũng như về thực tiến Chỉ nêu một ñôi nét

1 ở nếp uốn: cỏc khoỏng sản trầm tớch trong vựng uốn nếp cũng sẽ bị uốn lượn theo Có hiểu sự phân bố, ñặc ñiểm của cấu tạo nếp uốn thỡ mới hiểu ñược quy luật phân bố khoáng sản, ñánh giá ñúng ñược trữ lượng (vớ dụ apatit ở Lao Cai, than ở Quảng Ninh v.v )

- Vũm của cỏc nếp uốn thường có nhiều nứt nẻ, tạo thuận lợi cho sự tạo khoỏng nội sinh

- Vũm nếp lồi thuận lợi cho chứa dầu khớ Tỡm dầu khớ ở những cấu tạo lồi

2 ở khe nứt: khe nứt là ñường thuận lợi ñể dẫn quặng Cũng là ñiều kiện cho việc chứa nước hoặc dẫn nước ñi nơi khác (ví dụ tầng ñá bazan ở Tõy Nguyờn ở phần phong hoỏ cú nhiều khe nứt cú thể chứa ớt nhiều Ví dụ khe nứt trong ñới nứt nẻ của móng này mà có thể tỡm kiếm tăng thêm sản lượng khai thác dầu)

Theo dỗi sự xuất hiện các khe nứt ngoại sinh ñể biết ñược sự ổn ñịnh của cụng trỡnh ñề phũng cỏc tai biến v.v

5 ở ñứt góy: ñặc biệt quan trọng

- ðứt góy làm cho mất lớp mất quặng hoặc lặp trở lại quặng

- ðứt góy làm cho mất nước hoặc chắn giữ nước (cũng có tác dụng như thế ñối với dầu khí)

Có ý nghĩa thực tiễn ñối với tỡm kiếm nước ngầm

- Có tầm quan trọng lớn ñối với công trỡnh

- Nhiều khoáng sản nội sinh liên quan chặt chẽ với sự phân bố của ñứt góy (vớ dụ V.N) v.v

Bộ giáo dục và ựào tạo

ựại học huế

kỳ thi tuyển sinh sau ựại học 2004-2005

đáp án ựề thi : Môn địa chất đại cương Cõu 1 Anh (chị) hóy nờu cỏch phõn loại khoỏng vật và hóy mụ tả liệt kờ cỏc

khoỏng vật ựặc trưng, phố biến trong thành phần vật chất của Vỏ trái ựất (4,0 ựiểm)

I Phõn loại khoỏng vật

1/ Khái niệm về khoáng vật (0,25ự)

2/ Một số nét ựặc trưng của khoáng vật: các tắnh chất tiêu biểu, ựiều kiện thành tạo, ứng dụng v.v (0,5ự)

3/ Phân loại khoáng vật: phải nếu ựược các lớp khoáng vật theo hệ thống phân loại thành phần hoá học: nguyên tố tự sinh, sunfua, ôxit và hydroxit, silicat, sunfat, cacbonat v.v (0,5ự)

II Mụ tả liệt kờ một số khoỏng vật chớnh

+ Lớp nguyên tố tự sinh: Au, Cu, C, S, (0,25ự) + Lớp sunfua: Pyrit, Chancôtprit, Galenit, Sphalerit,(0,5ự) + Oxit và Hydroxit: Manhetit, Hematit, Corindon, thạch anh,v (0,5ự)

+ Lớp Halogen: Fluorit, Halit, Xinvin v (0,25ự) + Lớp Silicát: đảo- olivin, vũng- berin, mạch ựơn-pyrocxen, mạch kép - amphibol, lớp - mica, khung -fenspat v.v.(0,75ự)

+ Lớp Sunphat: thạch cao, barit anglezzit v.v (0,25ự) + Lớp Cácbonat: canxit, dolomit v.v (0,25ự)

Cõu 2 Anh (chị) hóy trỡnh bày những nột cơ bản về các tác dụng ựịa chất ngoại

lực và phân tắch kỹ quá trỡnh phong hoỏ (3,0 ựiểm)

I Khỏi niệm về quỏ trỡnh ựịa chất ngoại lực (0,5ự)

1 định nghĩa quá trỡnh ngoại lực và phương thức hoạt ựộng của các tác dụng ngoại lực (0,25ự)

2 Phõn loại cỏc quỏ trỡnh ngoại lực (0,25ự)

II Tác dụng phong hoá (2,5 ựiểm)

1 Khỏi niệm về quỏ trỡnh phong hoá (0,25ự)

+ Khỏi niệm

+ Hậu quả của tỏc dụng phong hoỏ

2 Cỏc quỏ trỡnh phong hoỏ (1,0ự)

a Phong hoỏ lý học, khỏi niệm, nội dung chớnh và hậu quả của quỏ trỡnh hoỏ lý học (0,25ự)

b Phong hoỏ hoỏ học: Tỏc dụng hoà tan (vd), Tỏc dụng oxy hoá (vd), Tác dụng hydrrat hoá, Tác dụng thuỷ phân (vd) (K, Na thay thế bằng H+, OH-) (0,5ñ)

c Phong hoá sinh học (0,25 ñiểm)

3 Tính giai ñoạn trong phong hoá (0,75ñ)

4 Vỏ phong hoá (0,5ñ)

+ Nguyờn lý hỡnh thành (0,25ñ)

+ Bề dày và cấu tạo của vỏ phong hoá (0,25ñ)

Cõu 3 Nguyờn lý cơ bản của hoạt ñộng biến dạng, các loại biến dạng: nếp uốn

và các yếu tố của một nếp uốn ý nghĩa của việc nghiên cứu các cấu trúc uốn nếp (3,0 ñiểm)

1 Khái niệm về hoạt ñộng biến dạng: Hoạt ñộng biến dạng là hoạt ñộng biến ñổi của các lớp ñá khi có lực tác dụng bên ngoài và ứng suất thắng sức bền của ñá (0,5 ñiểm)

2 Cỏc loại bến dạng: biến dạng ñàn hồi (0,25 ñiểm) biến dạng dẻo và biến dạng phá huỷ (0,25 ñiểm)

3 Biến dạng uốn nếp là loại biến dạng dẻo khi lực ứng suất chưa vượt quá khả năng liên kết của ñá, do vậy chỉ làm cho các lớp ñá bị uốn nếp không ñàn hồi nhưng không bị phá huỷ (0,5 ñiểm)

4 Các yếu tố của một nếp uốn gồm: nhân, hai cánh, ñới bản lề, ñường bản lề, mặt trục (0,5 ñiểm)

5 Các kiếu nếp uốn: ñối xứng, nghiêng, ngang, ñảo Nếp lồi là nếp uốn mà phần nhân ñá có tuổi già hơn phần hai cánh (0,25 ñiểm) và ngược lại nếp lừm lỏ nếp uốn mà phần nhõn ñá có tuổi trẻ hơn phần hai cánh (0,25 ñiểm)

6 ý nghĩa của nghiờn cứu cấu trỳc uốn nếp (0,5 ñiểm)

CB xây dựng ñáp án