khái niệm môi trường thành tạo đá, và tướng đá

 Môi truờng trầm tích là một phần của bề mặt trái đất có các đặc trưng về vật lý, hóa học và sinh học khác biệt với địa hình kế cận. Môi trường trầm tích là một khu vực địa chất được đ

KHÁI NIỆM VỀ MÔI

2.1 Khái niệm

 Môi truờng trầm tích là một phần của bề mặt trái đất có các đặc trưng về vật lý, hóa học và sinh học khác biệt với địa hình kế cận.

 Môi trường trầm tích là một khu vực địa chất

được đặc trưng bởi sự kết hợp đặc biệt của các

quá trình địa chất và điều kiện môi trường

Môi trường trầm tích?

 Ví dụ:

 Điều kiện môi trường gồm:

• Loại và số lượng nước: nước biển, hồ, sông, sa mạc

• Địa hình: đất thấp, núi, đồng bằng ven biển, biển nông, biển

 Tướng đá trầm tích là hình thức tồn tại của môi trường trầm tích trong cột địa tầng.

 Tướng đá trầm tích là một khối đá trầm tích được xác định và phân biệt bởi các thông số như dạng hình học, thạch học, cấu trúc trầm tích, dạng dòng chảy cổ và hóa thạch với tướng khác

 Tướng đá trầm tích cũng là sản phẩm của môi trường trầm tích, một loại đặc trưng của mội

Tướng đá?

Mối quan hệ giữa tướng đá và môi trường

Xói mòn Không trầm tích Lắng đọng trầm tích -> TƯỚNG ĐÁ

Dạng hình học Thạch học Cấu trúc trầm tích Dòng chảy cổ Hóa đá

2.2 Phân loại

 Cách phân loại môi trường trầm tích của đá trầm tích lục nguyên và đá cacbonat trong mối quan hệ với tầng chứa dầu khí được thể hiện trong hai bảng sau:

 Bảng 1: môi trường trầm tích của đá trầm tích lục nguyên

 Bảng 2: môi trường trầm tích của đá cacbonat

Bảng 1: Môi trường trầm tích của đá trầm

tích lục nguyên

Lục địa Băng hà (glacial)

Quạt bồi tích (alluvial fan) Sông bện (braided stream) Sông uốn khúc (meandering stream) Môi trường trầm tích do gió (eolian)

Đới chuyển tiếp Hồ (Lacustrine)

Delta Cửa sông (estuarine) Đảo cồn cát (barrier island) Bãi triều (tidal flat)

Biển Sườn lục địa (shelf slope)

Quạt ngập dưới biển (submarine fan) Biển khơi (pelagic)

Bảng 2: môi trường trầm tích của đá cacbonat

Lục địa

Hồ (lacustrine) Cồn cát (dune) Caliche

Trầm tích hang động

Bờ biển Bờ biển (beaches)

Đới thủy triều (tidal flats) Trên triều (supratidal) Gian triều (intertidal) Dưới triều (subtidal) Đầm hồ hữu cơ (organic swamps)

Thềm lục địa Đê bùn (mud banks)

Delta thủy triều (tidal deltas) Cát thềm lục địa chứa bùn (muddy shelf sands) Patch reefs

Các thân cát biển Bồn thềm lục địa (shelf basins)

Bảng 2: môi trường trầm tích của đá cacbonat

Trước chỗ dốc Turbidit

Reef xây trên đỉnh (pinnacle reefs)

Lở tích reef và quạt vụn skeletal

Bể Bùn trong bể

Bùn biển khơi và cát turbidite chứa đá phấn

và dòng chảy vụn

Môi trường trầm tích

 Môi trường lục địa

 Sông

• Sông bện: hạt thô với lớp sạn phân lớp ngang, cát

phân lớp xiên chéo với ít bùn

• Sông uốn khúc: trầm tích lạch (point bar), cát đến

sạn, phân lớp xiên chéo; trầm tích đê (levees), cát hạt mịn đế bùn; đồng bằng ngập nước

(floodplains), sét; chỗ nứt (crevasse), cát hạt mịn.

Môi trường trầm tích

 Môi trường lục địa

 Băng

• hồ băng: các trầm tích theo mùa (thay đổi giữa các

lớp màu nhạt và đậm, ví dụ: sét hay bụi mùa thu (ấm), chuyển sang lớp sét và hữu cơ mùa đông)

• Sét tảng lăn: chọn lọc kém, không phân tầng

• OUTWASH : trầm tích bởi các dòng sông bện từ các

tảng băng tan

Môi trường trầm tích

 Môi trường lục địa

 Lacustrine - hồ: trầm tích hạt mịn phân lớp mỏng, với các hóa nước ngọt

 Đầm lầy - trầm tích hạt mịn phân lớp mỏng, với nhiều vật liệu hữu cơ.

 Môi trường chuyển tiếp:

 Deltas: nơi mà sông cung cấp vật liệu nhiều hơn các quá trình biển

• Đồng bằng delta (delta plain): phần delta trên, chia ra làm nhiều phụ

môi trường.

• Delta trước (delta- front): các lớp cát và bụi nằm nghiêng

• Tiền delta (prodelta): các lớp bụi và sét nằm ngang.

 Tidal flats: hình thành do dãy thủy triều lớn hơn 2m

• estuary: bùn, ngập nước

Môi trường trầm tích

 Môi trường chuyển tiếp:

 Barrier island: hình thành do dãy thủy triều nhỏ hơn 1m

• Bờ biển, đụn cát, & washover: cát, hầu như lộ trên

 Môi trường biển

 Thềm lục địa-biển nông (<200 m)

• Thềm lục nguyên: thềm trong với cát, thềm ngoài với bùn

• Thềm cacbonat (carbonate platforms ):

• Barrier reefs & oolite shoals: hình thành trong rìa địa hình cao

• Lagoons (bùn) & patch reefs: nằm giữa barrier và bờ biển

• Tidal flats (bùn): hình thành bờ biển.

Môi trường trầm tích

 Môi trường biển

 Biển sâu (>200 m)

• Rìa lục địa (chỗ dốc và phần nhô cao): bùn lục nguyên và cát

turbidite trong các quạt dưới biển.

• Bể (đáy bể sâu): sét do gió, cát turbidite và các bùn cửa biển

(ooze) SiO 2

• Địa hình cao (sóng núi giữa đại dương & núi dưới nước

(seamounts)): các bùn cửa biển (ooze) CaCO3

Môi trường trầm tích

Các môi trường trầm tích: các môi trường lắng đọng khác nhau chuyển từ đỉnh núi qua lục địa và đến rìa bồn đại dương

Sông uốn khúc

2.3 Điều kiện trầm tích

 Các hạt lớn và nặng hơn như sạn và cát sẽ lắng đọng trước.

 Các hạt nhẹ hơn như bột và sét sẽ lắng đọng sau.

 => Các hạt vụn lắng đọng theo cơ chế tự nhiên được gọi là quá trình lắng đọng (deposition).

Mô hình quá trình trầm tích lắng đọng

 Quá trình nén ép

 Các hạt trầm tích lắng đọng và tích tụ dần tạo thành các lớp (layer).

 Trọng lượng của các lớp phủ trên nén ép các lớp nằm bên dưới.

 Quá trình nén ép làm nén các lớp trầm tích (layer) lại, ép các hạt dính chặt nhau, làm cho các lỗ rỗng giữa các hạt nhỏ hơn

và làm nước thoát ra ngoài.

Đá trầm tích hình thành như

thế nào?

 Quá trình kết tinh

 Nước còn tồn đọng xung quanh các hạt trầm tích có thể chứa các khoáng vật bị hòa tan và sau đó kết tinh lại tạo nên khoáng vật mới trong các khoảng không lổ hổng.

 Các tinh thể cài vào nhau và kết nối các hạt trầm tích, và hình thành đá cứng rắn.

 Quá trình nén ép và chôn vùi có thể là nguyên nhân cho quá trình tái kết tinh, làm đá cứng hơn.

Đá trầm tích hình thành như

thế nào?

 Quá trình xi măng hóa

 Canxit và silic là các khoáng vật phổ biến mà chúng trở thành xi măng gắn kết các hạt trầm tích riêng rẻ lại với nhau.

=> Các đá hình thành theo các quá trình trên được gọi là

đá trầm tích vụn

Đá trầm tích hình thành như

thế nào?

Điều kiện thành tạo của trầm

tích biển

 Có thể xác định nhờ hai loạt yếu tố sau:

1 Đặc điểm cấu trúc của bề mặt trầm tích

2 Đặc điểm hoá lý của môi trường biển.

1 Một số dạng chính của biển

 Dựa theo độ sâu đáy biển:

 Thềm lục địa (biển nông).

 Sườn lục địa (biển sâu).

 Đại dương có độ sâu lớn (biển thẳm).

 Dựa vào đk địa hình đáy biển:

 Đới sóng vỗ.

 Đới nghiêng hay đới hẫng xuống của khối lục địa.

 Đới đáy có độ sâu lớn.

2 điều kiện hoá lý của môi trường biển

a) Độ muối của nước biển.

b) Vật liệu hữu cơ trong nước biển.

c) Vật liệu không tan trong nước biển.

d) Khí hoà tan trong nước biển.

e) Độ pH và Eh của môi trường biển.

f) Tính phóng xạ của nước biển.

g) Nhiệt độ của nước biển.

h) Áp suất của nước biển.

a Độ muối của nước biển.

(biển mở).

nhiều Nguyên nhân:

 Nước ngọt từ lục địa.

 Khí hậu.

a Độ muối của nước biển.

những mặt sau:

 Điều kiện quá trình thành tạo các trầm tích hoá học.

 ảnh hưởng sự phát triển của thế giới hữu cơ.

 ảnh hưởng sự lắng đọng của dung dịch huyền phù.

 Phân dị độ muối có khả năng sinh ra dòng chảy và đôi khi là yếi tố quan trọng để vận chuyển vật liệu trầm tích.

 Vật liệu hữu cơ: sinh vật, mảnh vụn gốc hữu cơ, và dung dịch keo.

 Mảnh vụn sinh vật (tại chỗ và từ lục địa mang đến):

 Sinh vật chết: 1000g/năm/m 2

 tới đáy còn khoảng 20g/năm/m 2 (không sâu lắm).

 bể sâu lớn: 0.2g/năm/m 2

 Biển thẳm thì hầu như không có.

 Dung dịch keo để xđ những nét đặc trưng của đk trầm tích

b Vật liệu hữu cơ trong nước biển

 Một phần không tan từ lục địa do sông mang tới.

 Một ít do gió mang đến

 ở nơi sông đổ vào biển, vật liệu không tan giàu hẳn

 Do ảnh hưởng của muối mà vật liệu min có thể lắng xuống ngay từ đầu

 Vùng biển mở và đại dương vật liệu không tan giảm nhiều

c Vật liệu không tan trong nước biển

 Trong nước biển khá giàu các loại khí hoà tan.

 Oxy: khả năng hoà tan oxy trong nước biển tỷ lệ nghịch với nhiệt độ và độ muối của nước biển, và

độ sâu

 Khí cacbonic: ảnh hưởng đến các trầm tích sinh hoá; lượng hoà tan của CO2 giảm khi nhiệt độ tăng

và tăng lên theo áp suất

d Khí hoà tan trong nước biển.

 Sunfua hidro: nguồn cung cấp H2S là do hđ phun trào đáy biển, phân huỷ các sv hoặc khử sunfat, trong những đới sâu của biển kín, vùng khí hậu ẩm, không có dòng chảy thẳng đứng.

 Sunfurơ: nguồn cung cấp SO2 là hđ núi lửa, oxy hoá sunfua hoặc H2S

 Ammôniac: NH3 được sinh thành do hđ của vi sinh vật

d Khí hoà tan trong nước biển.

 Nước biển thường trung tính hoặc hơi kiềm.

 pH giảm theo chiều sâu và độ axit tăng khi áp suất tăng

 Biển mở: trên mặt pH=8, dưới đáy pH=7,8

 Đô Eh của nước biển thường yếu trong vùng biển

mở, và trên bề mặt oxy hoá cao hơn dưới sâu

e Độ pH và Eh của môi trường biển

 Biển kín và nửa kín: pH phụ thuộc khí hậu

 Vùng khí hậu ẩm: bề mặt pH=8, dưới sâu pH=7 đôi khi là dạng axit yếu.

 Vùng khí hậu khô: nước biển thường mang tính kiềm, pH =

 Nước biển thường chứa các chất phóng xạ như rađi, uran và thori.

 Hàm lượng các chất phóng xạ tăng theo chiều sâu

f Tính phóng xạ của nước biển

 Thường thay đổi trong giới hạn: - 20 đến 350 C.

 Giảm đi rất nhanh theo độ sâu

 Dưới 1000m thì tất cả các biển đều có nhiệt độ gần như nhau khoảng 1 – 30C

 sự thay đổi nhiệt độ sinh thành các dòng chảy đại dương

g Nhiệt độ của nước biển

 bề mặt P = 1at.

 P tăng dần theo độ sâu khoảng 1 at / 10m

 Nước có độ muối cao càng làm P tăng nhanh theo chiều sâu

h Áp suất của nước biển.

 Vận động tuần hoàn của nước biển tạo thuận lợi cho

sự phát triển của thế giới sinh vật, có khả năng vận chuyển các vật liệu trầm tích ở dạng huyền phù và dung dịch, …

 3 trạng thái vận động của nước biển:

Điều kiện thành tạo cát kết

 Cát kết phân bố rất rộng, thành tạo trong môi trường

từ lục địa cho tới biển:

 Cát kết ven bờ:

 Vật liệu từ lục địa đến do tác dụng của sóng -> bột và sét được đem đi xa hơn, hạt vụn trở nên tròn & đều hơn.

 Có phân lớp nhgiêng chéo với góc nhỏ.

 Cấu tạo mặt lớp có vết gợn sóng hoặc vết hẵn.

 Cát kết phân thành đới và thường công sinh với cuội kết.

 Cát kết này có bề dày ổn định và phân bố rộng.

Điều kiện thành tạo cát kết

 Cát kết sông:

 độ hạt không đều, chọn lọc kém, lẫn cả cuội, bột, sét.

 độ tròn thấp, đôi khi có mảnh hoá thạch thực vật.

 Phân lớp xiên, đơn hướng.

 Phân bố rộng.

 Thành phần và bề dày thay đổi nhanh chóng, thành dạng thấu kính.

 Bảo tồn cột địa tầng hoàn chỉnh rất ít gặp.

 Phân bố từ thượng lưu đến tam giác châu.

Điều kiện thành tạo cát kết

 Phân lớp xiên chéo có kích thước lớn đến cực lớn.

Điều kiện thành tạo cát kết

Điều kiện thành tạo đá sét

Điều kiện thành tạo đá sét

 Chất điện giải có rất ít trong nước ngọt nên trong môi trường này sét trầm tích rất chậm chạp

 Nước biển giàu chất điện giải -> sét được nhanh chóng trầm tích

 Ven biển do có sự hoà lẫn nước sông và nước biển (nước sông có giàu chất humic làm cản dung dịch keo khỏi trầm tích) nên sét không được lắng đọng hết

 Vì vậy chất sét được duy trì ở trạng thái lơ lửng rất lâu rồi mới được nước đưa đi phân bố trải rộng trong bể trầm tích.

 Thành phần sét lắng đọng đầu tiên thường phức tạp, lẫn vật liệu thô

 Sét trầm tích muộn, độ hạt đồng đều hơn, phân lớp ngang và cấu tạo định hướng

Điều kiện thành tạo đá sét

 Thành phần sét trầm tích khác nhau là do tác dụng phong hóa khác nhau Tuy nhiên trong quá trình trầm tích, khoáng vật sét mới được hình hình thành.

 Vd: kaolinit thường bị biến mất trong môi trường biển và được thay thế bằng beidelit, monmorilonit.

 Sau giai đoạn trầm tích sét còn nhiều biến đổi nữa

Điều kiện thành tạo đá sét

Điều kiện để kết tủa cacbonat canxi

 Khả năng sinh sản ra trầm tích cacbonat: phụ thuộc sự tác động qua lại giữa các yếu tố

 Sản lượng trầm tích cacbonat xảy ra trong điều kiện:

 Nước trong

 Khua động

 Và nông (<10m)

Điều kiện thành tạo trầm tích sắt

 Sắt là nguyên tố phổ biến trong vỏ trái đất Sắt được giải phóng khỏi đá gốc dưới dạng: dung dịch thật, dung dịch keo hoặc vụn cơ học

 Trong nước tự nhiên, sắt hầu như không hoà tan

 Keo sắt không vững bền, dễ bị ngưng keo khi nhiệt

độ thay đổi

Điều kiện thành tạo trầm tích sắt

 Keo sắt dễ bị trung hoà dưới tác dụng của chất điện phân

 Vì vậy, hiện tượng ngưng keo thường xảy ra mạnh

mẽ ở vùng cửa sông, ven biển

Điều kiện thành tạo trầm tích mangan

 Mangan cũng như sắt, được giải phóng trong quá trình phong hoá hoá học

 Mangan ở dạng dung dịch thật thì nó được lắng đọng

do sự thay đổi độ pH, Eh của môi trường

 Mangan ở dạng dung dịch keo thì dễ bị ngưng keo do

sự thay đổi nhiệt độ hoặc độ muối của môi trường

 Vi khuẩn cũng có tác dụng lớn đến sự thành tạo trầm tích mangan

Điều kiện thành tạo trầm tích photphat

 Đặc trưng cho miền khí hậu ẩm, nóng

 Thuờng thành tạo ở miền địa máng và thường bị biến chất mạnh thành apatit: có cấu tạo vỉa, chiều dày lớn

 Miền nền: là loại kết hạch, phân bố lớn, chiều dày nhỏ

Điều kiện thành tạo trầm tích muối

 Các muối sunfat và clorua là đá trầm tích hoá học, chúng được phân ly từ dd thật do t0 tăng cao, nồng độ muối trong dd đạt tới độ bão hoà

 Nước bốc hơi -> nồng độ muối trong nước biển tăng

Điều kiện thành tạo trầm tích muối

 Điện kiện thành tạo trầm tích muối:

được cung cấp nước biển thường xuyên nhiều hơn nước ngọt đưa tới.