ĐỀ CƯƠNG cơ sở địa CHẤT BIỂN

* Rìa lục địa thụ động: - Cửa sông: lớp trầm tích gốc có quá trình địa chất ổn định.. - Thềm lục địa: Hình thành trong điều kiện tách giãn vỏ lục địa, chuyển tiếp từ đường bờ ra đến độ s

ĐỀ CƯƠNG CƠ SỞ ĐỊA CHẤT BIỂN Câu 1: Các phương pháp nghiên cứu địa chất Phạm vi áp dụng, ưu nhược điểm từng phương pháp.

* Nghiên cứu địa hình – phương pháp trắc địa:

- Mục tiêu: Xác định hướng di chuyển theo hướng tàu

* Nghiên cứu địa hình – phương pháp hồi âm Sonar:

- 1990: sử dụng dây rọi

- Hiện nay: đo sâu hồi âm, quét đo sườn

- Nguyên tắc: Tạo 1 tia sóng âm hoặc chùm tia sóng âm hướng xuống đáy biển, khi sóng gặp vật cản sẽ hồi âm ngược trở lại

H = ½ t x v

- Ưu: Đo vẽ được địa hình theo từng giải mà tàu đi qua với độ sâu càng lớn thì dải chùm tia càng lớn và diện tích quét càng rộng

- Nhược: nhiệt độ nước biển và độ mặn làm thay đổi tốc độ truyền sóng

âm và chúng tỉ lệ thuận với tốc độ truyền sóng vì vậy tồn tại sai số nhất định

* Phương pháp nghiên cứu địa hình – phương pháp lặn: Con người,

máy nước

* Phương pháp nghiên cứu trầm tích, địa mạo:

- Mục tiêu: Phân vùng trầm tích, hiểu rõ đặc điểm địa chất, địa mạo

* Lấy trầm tích biển:

- Cuốc đại dương,

- Hộp trọng lực

- Ống phóng trọng lực

- Lưới vét đáy

- Ưu điểm: Nhanh, gọn, dễ thao tác

- Nhược điểm: Chỉ lấy được tầng mặt đáy hoặc các tầng có độ sâu nhỏ

Câu 2: Đặc điểm cấu trúc bên trong của TĐ?

- Hiểu biết về tỉ trọng của TĐ có thể giúp ta luận giải về cấu trúc và thành phần của TĐ

- Các thông số về hình thái, kích thước, khối lượng, momen quán tính cho thấy tỉ trọng trung bình của TĐ ~ 5,5 g/cm3

- Trong tỉ trọng của phần vỏ TĐ chỉ 2,7 g/cm3 – 3,3 g/cm3 nên tỉ trọng của phần dưới sâu phải có sự tăng cao đáng kể để đảm bảo cho giá trị trung bình đạt 5,5 g/cm3

- Phần lớn các thông tin về cấu trúc và thành phần vật chất của TĐ ở độ sâu > vài km đều được suy luận từ việc nghiên cứu sóng địa chấn

- Sóng dọc ( P – wave ) có thể di chuyển trong mọi môi trường vật chất

- Sóng ngang ( S – wave ) có tốc độ di chuyển ~ ½ sóng dọc và không truyền qua mọi chất lỏng

- Kết quả địa chất cho thấy TĐ có cấu trúc vòng và chia thành nhiều lớp: lớp vỏ, lớp manti, nhân ( nhân trong và nhân ngoài )

+ Lớp vỏ: 5 – 10km ở đại dương và > 40km ở lục địa, vỏ giàu khoáng vật feldspar và khoáng vật silicate như olivine và pyroxene

+ Lớp manti: Sâu 2900 km ngăn cách với lớp vỏ bởi mặt moho, chiếm 2/3 trọng lượng của TĐ, chủ yếu là olivine, pyroxene và các khoáng vật chứa nhôm gần gũi với đá peridolite Phần trên của manti + lớp vỏ tạo thành thạch quyển ( đá ở trạng thái cứng chắc ) Bên dưới thạch quyển là quyển mềm vật chất ở trạng thái dẻo có vai trò cân bằng đẳng tĩnh và cung cấp nguồn magma

+ Nhân: Thành phần là sắt, niken và lưu huỳnh chiếm 32% trọng lượng của TĐ

Câu 3: Đặc điểm địa hình đáy đại dương?

Mặt cắt ngang thể hiện cấu trúc của một đại dương về cơ bản bao gồm:

- Rìa lục địa ( thềm lục địa + sườn lục địa + chân lục địa ) nơi chuyển tiếp từ lục địa ra đại dương tập trung nhiều khoáng sản Rìa lục địa có 2 loại: rìa lục địa thụ đông và rìa lục địa tích cực

- Đường bằng biển thẳm

- Đồi biển thẳm

- Thung lũng tách gian

- Máng nước sâu

* Rìa lục địa thụ động:

- Cửa sông: lớp trầm tích gốc có quá trình địa chất ổn định

- Thềm lục địa: Hình thành trong điều kiện tách giãn vỏ lục địa, chuyển tiếp từ đường bờ ra đến độ sâu trung bình 130m, thành phần thạch học bên dưới thềm lục địa là vỏ lục địa với chiều dày vát mỏng nhanh ra phía ngoài biên giới thềm

- Độ dốc rất thoải < 1:1000, chiều rộng vài km 400km ( TB 78 km)

- Trên thềm lục địa thường tồn tại các bậc biển là dấu ấn của các thời kỳ tăng mực nước biển

- Chủ yếu tiếp nhận trầm tích từ lục địa mang ra trên đó phát triển các

ám tiêu san hô

- Sườn lục địa: độ sâu tăng nhanh chóng từ 100m (200m) đến 1500 – 3500m, độ dốc > 1:40 ( trung bình 4 độ )

- Chân lục địa: chuyển tiếp từ thềm lục địa đến bồn đại dương rộng ~

100 – 200km, độ dốc thoải ~ 1:100 – 1:700

- Các hệ thống canyon và máng biển sâu thường cắt vào sườn và chân lục địa, đóng vai trò như kênh vận chuyển vật liệu trầm tích từ thềm và sườn

ra vùng nước sâu

* Rìa lục địa tích cực: Quá trình địa chất vẫn còn thay đổi.

- Rìa tích cực hình thành ở nhưng ranh giới kiến tạo khi mảng đại dương bị hút chìm xuống bên dưới mảng lục địa

- Rìa tích cực khác cơ bản với rìa lục địa thụ động ở chỗ không có chân lục địa lại tồn tại mảng đại dương ( trục sâu đại dương + trục sâu biển nông )

- Máng đại dương là các cấu trúc hẹp ( < 100km chiều rộng ) nhưng sâu ( có chỗ > 11km độ sâu ) và chạy dọc theo chân lục địa ở nơi có ranh giới hút chìm với chiều dài lên đến hàng nghìn km

Câu 4: Các tính chất vật lý cơ bản của TĐ?

* Các thuộc tính của TĐ:

- TĐ giống như 1 thanh nam châm khổng lồ với trục địa ( bắc – nam ) lệch với trục địa lý ( bắc – nam ) 1 góc 11,5 độ Từ trường bao quanh TĐ gọi

là trường địa từ

- Địa từ có 2 tính chất đặc trưng:

+ Độ từ thiên: góc lệch giữa kinh tuyến địa lý với kinh tuyến từ tại mỗi điểm trên TĐ Có giá trị bằng 0 độ ở xích đạo và tăng dần đến 11,5 độ ở 2 cực Tùy theo vị trí của trục địa từ mà sẽ có độ lệch từ thiên dương và độ lệch

từ thiên âm

+ Độ từ khuynh: Góc lệch giữa 2 thanh nam châm với mặt phẳng nằm ngang Có giá trị = 0 độ ở xích đạo và 90 độ ở 2 cực

- 2 giá trị trên thay đổi theo thời gian, vị trí và nhiều yếu tố khác

- Sự đảo từ: Là hiện tượng đường lực từ đi theo hướng ngược với thông thường ( đi ra khỏi TĐ ở cực Bắc và đi vào TĐ ở cực Nam )

- Dị thường từ: Là hiện tượng cường độ địa từ ở một nơi nào đó cao hơn hoặc thấp hơn giá trị trunng bình Đây là dấu hiệu để nghiên cứu các hiện tượng địa chất và tìm kiếm khoáng sản

- Để nghiên cứu từ trường người ta dùng từ kế có thể đo trên TĐ, trên máy bay, vệ tinh

* Trọng lực là lực hút của TĐ tác dụng lên:

- Giá trị trọng lực: Trên bề mặt TĐ không đồng nhất mà tăng theo độ cao địa phương và thành phần vật chất

- Để đo trọng lượng người ta dùng trọng lực kế để đo trực tiếp trên mặt đất hay máy bay, vệ tinh Những nơi có giá trị trọng lực cao/ thấp giá trị trung bình thì được gọi là có dị thường trọng lực Dị thường này là dấu hiệu để nghiên cứu địa chất, khoáng sản

- Trường lực hấp dấn bao quanh TĐ gọi là trường trọng lực Cường độ trọng lực giảm dần theo độ cao

Câu 5: Tiến hóa đới ven bờ phụ thuộc vào yếu tố nào? Phân tích?

- Tiến hóa đới ven bờ phụ thuộc vào các yếu tố:

+ Điều kiện địa chất ( thành phần thạch học, cấu trúc địa chất,…)

+ Hoạt động kiến tạo của vỏ TĐ ( hoạt động đứt gãy, uốn nếp, chuyển động nâng, hạ,… )

+ Điều kiện khí hậu: thay đổi mực nước biển, phong hóa, điều kiện sóng, thủy triều, thảm thực vật, đới ven bờ

- Một trong những biến đổi quan trọng nhất trong hóa trình tiến hóa đới ven bờ là sự di chuyển ra/ vào của đường bờ biển

- Đường bờ biển tiến ra xa ( mở rộng diện tích đất ) khi ( xảy ra trong thời gian dài ):

+ Tốc độ trầm tích > hơn tốc độ xói mòn ( hoặc > tốc độ dâng cao mực nước biển tương đối )

+ Chuyển động kiến tạo nâng lên nên lục địa được nâng lên

+ Sự hạ thấp mực nước biển.

- Sự biến đổi bờ biển xảy ra với tốc độ rất nhanh trong các điều kiện có bão, sóng thần, hoạt động magma và biến đổi chậm trong các điều kiện bình

ổn ( xảy ra trong thời gian ngắn )

- Nguyên nhân lục địa hạ xuống: Tăng tải trọng ( xây đựng đô thị nên lục địa lún xuống biển ), rút nước ngầm

- Quá trình tiến hóa đới ven bờ xảy ra ở nhiêu mức thời gian khác hàng năm, hàng nghìn năm

- Việc xác định sự tiến hóa đường bờ biển có thể dựa vào các dấu tích khảo cổ học, các ngấn nước biển cổ, hoặc các bản đồ và ảnh viễn thám được thành lập hoặc chụp các thời điểm khác

Câu 6: Các nguyên nhân làm thay đổi mực nước biển?

* Những biến đổi có tính chu kỳ:

- Dao động thời tiết theo mùa, năm, thủy triều

- Hiện thượng Elnino và Lanina ( mực nước biển hạ thấp )

* Những biến đổi không có tính chu kỳ:

- Tăng mực nước biển toàn cầu ( Eustatic ) Nước đại dương được bổ sung một lượng nhỏ từ các lò magma khi phun trào lên, tuy nhiên điều này không có nhiều ảnh hưởng tới mức tăng cao nước biển toàn cầu một lượng đáng kể trong kỷ Đệ Tử

- Tăng nhiệt độ và độ mặn: Thể tích nước biển giảm khi độ mặn tăng và ngược lại Nhiệt độ khí quyển tăng/giảm nên nhiệt độ trung bình nước đại dương cũng tăng/giảm suy ra thể tích nước tăng/giảm 1 độ C…………

- Lắng đọng trầm tích: Lượng trầm tích hàng năm được vận chuyển từ đất liền ra biển làm cho mực nước biển tăng với tốc độ chậm chạp ( ~ 3mm / 1 thế kỷ ) Nếu toàn bộ lượng đất đá nằm trên mực nước hiện nay đổ ra biển sẽ làm cho mực nước biển tăng thêm 250m

- Tăng thể tích bồn đại dương liên quan đến chuyển động của mảng thạch quyển

- Chuyển động do biến dạng vỏ TĐ do dòng đối lưu manlte

- Chuyển động tạo núi

- Chuyển động tái lập cân bằng đẳng tĩnh ( Isostatic )

- Biến đổi khí hậu ( băng hà toàn cầu – Glacio – Eustatic )

- Hoạt động của núi lửa

- Tác động của con người

- Hình thái địa mạo đáy biển và các dòng hải lưu

Câu 7: Trình bày mqh tương quan giữa độ dốc bãi, chiều cao sóng, vị trí đới sóng vỡ.

Câu 8: Các môi trường trầm tích chính?

- Môi trường lục địa: Sa mạc, băng hà, sông suối, hồ, hang động

- Môi trường hỗn hợp ( đới chuyển tiếp ): đầm phá, delta ( tam giác châu), cửa sông ( bãi biển )

- Môi trường biển: biển nông, biển chuyển tiếp, biển sâu

• Đới nước biển nông (<200m ) chịu tác động mạnh của các quá trình sóng, thủy triều, và các dòng hải lưu nông

• ~80% trầm tích từ lục địa vận chuyển ra biển được lắng đọng ở rìa lục địa =>hoạt động sụt lún đóng vai trò chủ đạo trong việc túc tụ trầm tích

• Trầm tích thuộc đới biển nông phản ánh sự tương tác liên tục giữa sụt lún kiến tạo - thay đổi mực nước biển - các quá trình động học khác

• Đới này nằm trong đới quang hợp và giàu hữu cơ =>chịu tác động của thế giới sinh vật

• Quá trình tương tác phức tạp ở đới nước nông => có rất nhiều các môi trường trầm tích khác nhau thuộc đới biển nông VD: cát thường phân bố ở

phạm vi gần bờ đến 20 mét độ sâu, bột ít khi tích tụ ở khoảng cách quá 30 km

từ đường bờ, vvv

• Tiến hóa đường bờ phụ thuộc vào nhiều yếu tố: tốc độ cung cấp nguồn trầm tích, chế độ thủy triều, sụt lún kiến tạo, biến đổi khí hậu,

• ~70% diện tích thềm lục địa được che phủ bởi các trầm tích tàn dư hình là kết quả của quá trình biển tiến quá nhanh trong Holocene

Câu 9: Trình bày quá trình bồi lắng tại cửa sông, delta?

- Bán khép kín, có sự pha trộn của nước biển và nước sông, chịu tác động của dòng sông, sóng, thủy triều, gió và tỉ trọng của nước

- Cửa sông là kết quả của quá trình tiển tiến với tốc độ nhanh hơn tốc độ cung cấp trầm tích

- Ước tính hàng năm có > 8 tỉ tấn trầm tích được vận chuyển ra biển, phần lớn được tích tụ ở các cửa sông và vùng ven biển

- Nguồn trầm tích cửa sông: sông, đáy biển, vùng biển lân cận,sinh vật

- Hạt thô chìm trước hạt mịn

- Tại đới có độ mặt ~2-5 o/oo, các hạt sét dính lại với nhau, tăng kích thươc và lắng đọng

- Delta hình thành trong điều kiện ngược với cửa sông Tốc độ trầm tích

> tốc độ tạo không gian lắng đọng vùng cửa sông

- Hình thành lên các tích tụ trầm tích hình tam giác vùng cửa sông và đường bờ biển thoải

- Hình thành delta phụ thuộc vào dòng chảy cửa sông, gió, thủy triều, địa mạo ven bờ và lượng cung cấp trầm tích

Câu 10: Đặc điểm môi trường trầm tích thềm lục địa?

- Độ dốc rất thoải < 1:1000 Chiều rộng vài km – 400km ( TB: 78km),

độ sâu đạt đến 200m

- Trầm tích bao gồm các trầm tích hiện đại đới ven bờ và các trầm tích tái lắng đọng

- Gần bờ là trầm tích hạt thô, xa bờ là trầm tích hạt mịn chỉ đúng trong giới hạn gần bờ ( 6km ) Các trầm tích bùn cát hạt mịn hơn có thể được vận chuyển ra tới khoảng cách 30km so với đường bờ

- Các trầm tích nằm ngoài phạm vi này có nguồn gốc tàn dư ( hạt thô, oxi hóa,…)

- Căn cứ vào nguồn gốc vật liệu chia thành:

+ Tường cát tàn dư: phân bố gián đoạn, nằm trực tiếp trầm tích đệ tam hoặc đá nóng

+ Tường trầm tích hiện đại bao gồm: Các quạt cát hiện đại ( phân bố mỏng dần, mịn ra phía biển ) Các lớp bùn hiện đại được vận chuyển ra xa bờ dưới dạng lơ lửng

Câu 11: Phân loại nguồn trầm tích biển sâu?

Phân loại: theo kích thước hạt, theo thành phần

- Nguồn vật liệu trầm tích lục nguyên: trượt lở, dòng trọng lực, các dòng hải lưu, do gió ( vật liệu sét ), do băng hà, thiên thạch

- Nguồn vật liệu biển: Có thể có phản ứng hóa học với nước biển trong môi trường biển sâu tạo thành các khoáng vật mới

- Nguồn vật liệu sinh học: Lắng đọng từ các sinh vật: mảnh xương, vỏ, các cơ thể đơn hoặc đa bào (suy ra) chiếm tỉ lệ lớn trong môi trường biển sâu

Câu 12: Nêu các cơ chế vận chuyển trầm tích biển sâu?