CHƯƠNG 8 ĐÁ TRẦM TÍCH

KHÁI NIỆMĐá có trước Phong hóa vật lý, hóa học, sinh học Vật liệu vụn, dung dịch Vận chuyển, tích tụ, lắng đọng, ngưng keo Đá trầm tích Giai đoạn tạo đá Thời kỳ biến sinh Nén ép, mất nư

1 KHÁI NIỆM

Đá có trước

Phong hóa (vật lý, hóa học, sinh học)

Vật liệu vụn, dung dịch

Vận chuyển, tích tụ,  lắng đọng, ngưng keo

Đá trầm tích Giai đoạn tạo đá

Thời kỳ biến sinh 

Nén ép, mất nước, tạo khoáng vật mới

Giai đoạn hậu sinh Giai đoạn biến chất sớm

Bị biến đổi mạnh nhưng vẫn còn 

nét đặc trưng của đá trầm tích

Sơ đồ các giai đoạn hình thành và biến đổi đá trầm tích

Giai đoạn sinh thành vật liệu Thời kỳ sinh đá

1 KHÁI NIỆM

 Tác dụng phân dị trầm tích: Xảy ra khi đá bắt đầu bị

phong hóa đến khi lắng đọng (tuyển lựa của tự nhiên)

 Yếu tố ảnh hưởng: khí hậu, địa hình, kiến tạo…

→ Mỏ sa khoáng (vàng, bạch kim, thiếc, crom, titan…); mỏ trầm tích hóa học (nhôm, sắt, muối, mangan…)

1 KHÁI NIỆM

 Tác dụng phân dị trầm tích cơ học

• Yếu tố ảnh hưởng: kích thước, tỷ trọng, hình

dạng, thành phần của vật liệu và động lực học của môi trường vận chuyển

kích thước lớn, về đến trung lưu và hạ lưu tốc độ dòng nước giảm dần → kích thước giảm dần

1 KHÁI NIỆM

 Tác dụng phân dị trầm tích hóa học

• Yếu tố ảnh hưởng: điều kiện địa lý tự nhiên,

tác dụng của sinh vật, động lực học… nhưng chủ yếu là độ hòa tan

◦ Hợp chất khó hòa tan lắng đọng trước (oxyt Fe,

Al) → dễ hòa tan lắng đọng sau (sulphate, chlorur)

1 KHÁI NIỆM

 Tác dụng thành đá: Biến đổi trầm tích thành đá

trầm tích

• Trong giai đoạn thành đá xảy ra các tác dụng: nén ép,

chặt xít, mất nước, gắn kết, tái kết tinh, thành tạo khoáng vật mới và phân bố lại thành phần vật chất

• Quá trình thành đá được chia thành 4 giai đoạn

◦ GĐ1: trầm tích còn trong đới oxy hóa

◦ GĐ2: trầm tích bị phủ sâu hàng chục mét

◦ GĐ3: phân bố lại thành phần khoáng vật

Không bền

Biotite, plagioclase trung tính,  pyroxene, amphibole, calcite,  dolomite, glauconite

Apatite, barite, andalusite,  staurolite, disthen

Rất không bền

Plagioclase base, gypsum,  anhydrite, siderite, halite,  olivine, feldspar

Pyrite, pyrotine, sulphate Fe

Sự di chuyển và lắng đọng từ

dung dịch

 Độ hòa tan các hợp chất trong tự nhiên: Al → Fe →

Mn → SiO2 → P2O5 → CaCO3 → CaSO4 → NaCl → MgCl2

Độ hòa tan của khoáng vật

 Feldspar ở dạng bột (<0.002mm) dễ hòa tan trong nước, HCl

Khoáng vật Nhiệt độ ( o C) Độ hòa tan (g/100g nước)

Quan hệ giữa tốc độ dòng chảy và kích thước hạt vụn

Sự phân bố đá trầm tích

Sự phân bố đá trầm tích

Các phương pháp nghiên cứu

 Ngoài thực địa: phương pháp địa chất

Độ chọn lọc

 Mức độ đồng đều về kích thước hạt vụn

Độ mài tròn

 Hình dạng của hạt vụn

Độ mài tròn

 Tùy theo mức độ mài tròn của hạt vụn

Tròn cạnh Nửa tròn cạnh Nửa góc cạnh Góc cạnh Gặm mòn Tái sinh

Độ mài tròn

Ý nghĩa

 Khoáng sản có liên quan chặt chẽ:

bauxite, than, dầu khí, sắt, mangan,muối, phosphorite, titan, vàng, thiếc,crôm…

 Bản thân đá trầm tích cũng là một loại

khoáng sản: cát, sét, đá vôi…

 Giá trị và sản lượng gấp nhiều lần so

với đá magma

2 Thành phần hóa học

 Các oxit thường đơn giản và ít hơn đá magma

 Fe3+ nhiều hơn đá magma; Fe 2+ ít hơn đá magma

 Hàm lượng oxit biến thiên không giới hạn

 Hàm lượng Na2O ít hơn đá magma và tỉ lệ K2O/Na2O>1

 Hàm lượng H2O, CO2, S nhiều hơn đá magma

3 Thành phần khoáng vật

 KV tha sinh (KV vụn)

• Do sự phong hóa cơ học

• Là thành phần chủ yếu trong đá trầm tích cơ

học

• Là thành phần thứ yếu trong đá trầm tích hóa

học và sinh hóa

• Vững bền trong điều kiện trên mặt đất Qz,

muscovite, zircon, cassiterit

• Ít nhiều bị mài tròn, chọn lọc trong lúc vận

chuyển – lắng đọng.

3 Thành phần khoáng vật

 KV tha sinh (KV vụn)

Phong hóa vật lý → tảng, khối (Bình Thuận) Trầm tích cơ học (vụn) ‐ cuội kết (Hà Tây)

3 Thành phần khoáng vật

 KV tự sinh (KV tại sinh)

• Do lắng đọng, ngưng keo

• Là thành phần chủ yếu trong đá trầm tích hóa

học và sinh hóa; là ximăng gắn kết trong đá trầm tích cơ học

• Có nhiều KV tự sinh chỉ gặp trong đá trầm tích

3 Thành phần khoáng vật

 KV tự sinh (KV tại sinh)

• Cộng sinh với nhau theo những qui luật nhất định.

Dolomite, hydromica, monmorillonite thường gặp trong

mt vũng vịnh

• Chỉ thị về điều kiện hóa lý của môi trường trầm tích. Silic

 acid; kaolinite → acid; hidromica → trung tính và kiềm yếu; dolomite → kiềm yếu và kiềm; pyrite → khử; Fe(OH)

→ oxi hóa.

• Chỉ về độ muối của môi truờng. Dolomite lắng đọng khi

nồng độ muối: 30  32%

• Chỉ về mức độ biến đổi của đá. Sericite, chlorite, thường

đuợc thành tạo trong giai đoạn biến chất sớm.

3 Thành phần khoáng vật

 KV tự sinh (KV tại sinh)

Laterite

Phong hóa hóa học → Laterite (Đồng Nai) Phong hóa hóa học → Bauxie (Lâm Đồng)

3 Thành phần khoáng vật

 Vật liệu núi lửa

• Do hoạt động của núi lửa phun ra trên mặt đất

• Thành phần: thủy tinh, mảnh vụn thủy tinh, mảnh

3 Thành phần khoáng vật

 Di tích hữu cơ

• Thường gặp trong các đá trầm tích sinh hóa

• Có vai trò trực tiếp hoặc gián tiếp trong quá trình

thành tạo đá.

◦ Trực tiếp: sau khi chết, xương hoặc vỏ của chúng xếp

chồng chất lên nhau và gắn kết lại tạo nên đá (Đá vôi

san hô – ĐV), diatomea (tảo cát ‐ TV), than.

◦ Gián tiếp: khi SV còn sống hay đã chết chúng sẽ tạo ra

môi trường thuận lợi cho sự lắng đọng trầm tích.

4 Phân loại và cách gọi tên

 Phân loại

• Nguyên tắc phân loại: Nguồn gốc, điều kiện

thành tạo, thành phần, cấu tạo, kiến trúc, mối quan hệ các đá, đơn giản

Nhóm I: Đá trầm tích cơ học (vụn)

Nhóm II: Đá sét (cơ học và  HH)

Nhóm III: Đá trầm tích hóa học và sinh hóa

Trầm tích hóa học – đá vôi chứa di  Trầm tích hóa học – đá vôi chứa di 

4 Phân loại và cách gọi tên

 Cách gọi tên

graywacke,

• Đá có 2 hoặc 3 thành phần thì gọi tên theo KV với số lượng giảm

dần, nếu số lượng < 10% thì ghép thêm chữ “chứa” hoặc trước

thành phần thứ ba cũng ghép thêm chữ “chứa”: Cát Qz: 70% và bột Qz: 30%,  cát – bột kết thạch anh; Sét: 50%, calcite: 30%

và cát: 20%  Sét ‐ vôi chứa cát.

• Theo nguồn gốc ban đầu: Calcite: 80% và dolomite: 20%; nếu

dolomite được thành tạo từ calcite (do trao đổi thay thế)  đá vôi dolomite hóa chứ không gọi là đá vôi dolomite.

4 Phân loại và cách gọi tên

• Theo ý nghiã thực tiễn: Các đá trầm tích (Al, Fe, Cu, PO 4 ,

kaolinte, ) có giá trị công nghiệp thì được ưu tiên trong cách gọi tên Trong cát kết Qz – feldspar, nếu kaolinite có giá trị công nghiệp thì gọi kaolin chứa cát.

5 Kiến trúc

A ‐ Kiến trúc đá trầm tích vụn

5 Kiến trúc

A ‐ Kiến trúc đá trầm tích vụn

5 Kiến trúc

 Kiến trúc của xi măng (KV tự sinh)

 Thành tạo trong mọi giai đoạn

 Phân loại: Vô định hình, Ẩn tinh, Tái kết tinh, Hóa

hạt, Thay thế

A ‐ Kiến trúc đá trầm tích vụn

5 Kiến trúc

 Kiến trúc của xi măng (KV tự sinh)

A ‐ Kiến trúc đá trầm tích vụn

Kiểu xi măng

Mối quan hệ giữa hạt vụn và xi măng

Kiểu xi măng

Mối quan hệ giữa hạt vụn và xi măng

Kiểu xi măng cơ sở

Kiểu xi măng

Mối quan hệ giữa hạt vụn và xi măng

Kiểu xi măng tiếp xúc

Kiểu xi măng

Mối quan hệ giữa hạt vụn và xi măng

Kiểu xi măng nén ép

Kiểu xi măng

Mối quan hệ giữa hạt vụn và xi măng

Kiểu xi măng lấp đầy

5 Kiến trúc

 Theo hình dạng: vô định hình, ẩn tinh, tái

kết tinh, hóa hạt, thay thế, tha hình, tựhình sinh vật, tàn tích sinh vật

hạt thô, hạt lớn, hạt vừa, hạt nhỏ, hạt mịn,

vi hạt, dạng keo

B ‐ Kiến trúc đá trầm tích hóa học và sinh hóa

 Kiến trúc dạng keo: có kích thước < 0,001 mm.

 Kiến trúc toàn tinh: khi các phần tử tạo đá được kết

tinh hoàn toàn.

 Kiến trúc sét – thực vật (phytopelit).

 Kiến trúc sét – động vật.

C – Kiến trúc đá sét

5 Kiến trúc

 Kiến trúc tóc rối

 Kiến trúc mạng lưới

 Kiến trúc sét biến dư

 Kiến trúc ban biến dư

Kiến trúc vi hạt trong đá vôi Kiến trúc ẩn tinh trong đá silic

KT sinh vật trong diatomite (tảo cát) KT sinh vật trong đá vôi (san hô)

6 Cấu tạo

A – Cấu tạo trên mặt lớp 

6 Cấu tạo

A – Cấu tạo trên mặt lớp 

Cấu tạo dấu vết khe nứt khô Cấu tạo vết hằn cơ học

6 Cấu tạo

 Cấu tạo khối (đồng nhất): không thành lớp mà

đồng nhất theo các phương.

 Cấu tạo dòng chảy, vò nhàu: định hướng, bị uốn

lượn thành dãy theo dòng chảy; sét, carbonat,

 Cấu tạo phân lớp: nằm ngang, lượn sóng, xiên

chéo Phổ biến và đặc trưng cho đá trầm tích.

 Cấu tạo spherolite

 Cấu tạo stilolite (đường khâu)

B – Cấu tạo trong lớp 

6 Cấu tạo

B – Cấu tạo trong lớp 

CT phân lớp song song nằm ngang CT phân lớp song song nằm ngang

6 Cấu tạo

B – Cấu tạo trong lớp 

CT phân lớp song song lượn sóng CT phân lớp song song dạng dải

6 Cấu tạo

B – Cấu tạo trong lớp 

CT phân lớp song song dạng nhịp CT phân lớp song song dạng nhịp

6 Cấu tạo

B – Cấu tạo trong lớp 

6 Cấu tạo

B – Cấu tạo trong lớp 

6 Cấu tạo

B – Cấu tạo trong lớp 

6 Cấu tạo

B – Cấu tạo trong lớp 

6 Cấu tạo

B – Cấu tạo trong lớp 

7 Mô tả đá trầm tích

A Cát kết

B Đá vôi

C Laterite

A - Cát kết

• Màu sắc tùy thuộc vào thành phần xi măng và

hỗn hợp khoáng vật phân tán Màu trắng có xi măng kaolinite; màu đen, xám đen có vật chất than, thực vật; màu nâu, đỏ, vàng có chứa sắt.

• Tên gọi của cát kết đơn khoáng được dựa vào các

đặc điểm sau:

xi măng (cát kết thạch anh xi măng calcit; cát kết thạch anh xi măng sét – sắt)

glauconit; cát kết thạch anh dạng quarzit.

◦ Thành phần xi măng: sét, sericite, sắt, silic, hoặc hỗn hợp.

◦ Kiến trúc, cấu tạo, màu sắc và kiểu xi măng tương tự như

loại cát kết đơn khoáng.

◦ Nguồn gốc thường là sản phẩm phá hủy của các khối

◦ Thành phần xi măng gồm nhiều loại nhưng ít và là

sản phẩm phá hủy của hạt vụn.

◦ Kiểu xi măng gồm nhiều loại khác nhau Độ mài

tròn, độ chọn lọc kém.

A - Cát kết

A - Cát kết

Cát kết màu xám, GK-TT1, khoảng lấy mẫu lõi 3306.4-3306.65 м

A - Cát kết

Bột-cát có dạng thấu kính-uốn lượn thoải và phân

Cát kết arkose (1900.85m) Bể Cửu Long: hạt mịn

- trung bình, chọn lọc trung bình-tốt, nửa góc cạnh Hạt vụn gồm thạch anh (Q), feldspar K (K- f), plagioclase (PL), mảnh đá (G) Kiểu xi măng tiếp xúc gồm sét, sericite, vụn nhỏ Độ rỗng tốt.

Cát kết arkose (1897.11m) Bể Cửu Long: hạt mịn, chọn lọc tốt, nửa góc cạnh Hạt vụn gồm

thạch anh (Q), feldspar K (K-f), plagioclase (PL), mảnh đá phiến sét (CL), mảnh đá (G)

Kiểu xi măng cơ sở chứa kaolinite, tiếp xúc điểm Độ rỗng liên thông tốt.

B - Đá sét

 Chiếm trên 70% trong tổng số đá trầm tích.

 Thành phần khoáng vật: sét và phi sét

 Hạt <0,01 mm hơn 50%, hạt < 0,001 mm hơn 25%.

 Dẻo khi ướt, nhào nặn

 Trao đổi, hấp phụ, thay thế ion.

 Chịu nhiệt cao.

 Trương nở lớn.

 Có tính phân tán

C - Đá vôi

 Chủ yếu là calcite, lẫn sét, silic, dolomite, sắt, vật

chất than, thạch anh, feldspar, vật liệu vụn

 TPHH: chủ yếu là CaO, CO2, có thể MgO, SiO2…

 Kiến trúc: tha hình, sinh vật, tàn tích sinh vật, vi

hạt,

 Cấu tạo khối, trứng cá,

C - Đá vôi

 Màu sắc và tính chất cơ lý của đá vôi thay đổi tùy

thuộc vào lượng khoáng vật hỗn hợp và đặc tính của chất hữu cơ có trong đá.

 Di tích sinh vật rất phong phú và thường được bảo tồn

khá tốt.

 Môi trường thành tạo đa dạng từ lục địa tới biển sâu.

 Nguồn gốc thành tạo: ngoài nguồn gốc hóa học thuần

túy còn có nguồn gốc sinh hóa với sự tham gia của sinh vật và cả trầm tích vụn.

C - Đá vôi

 Đá vôi sinh vật là tên chung để chỉ các loại đá vôi

do sinh vật tạo ra Dễ nhận thấy bằng mắt thường

và dưới kính hiển vi phân cực Tùy thuộc vào số lượng sinh vật chiếm ưu thế mà tên của đá được gọi khác nhau.

 Đá vôi tàn tích sinh vật do những mảnh vỏ sinh vật

ít nhiều bị vỡ nát tạo ra Thường được thành tạo ở ven bờ do tác dụng của sóng vỗ, của dòng nước làm sinh vật bị vỡ nát rồi mới lắng đọng Tùy theo mức độ vỡ nát mà người ta có thể xác định chúng bằng mắt thường hoặc dưới kính hiển vi phân cực.

C - Đá vôi

 Tuf vôi được thành tạo ở cửa suối, sườn núi, hang

động đá vôi Ở những nơi nầy, thực vật hấp phụ CO2trong nước giàu Ca(HCO3)2 để biến đổi thành CaCO3khó hòa tan và được lắng đọng lại; sau đó thực vật bị thối rửa, hòa tan, đá vôi trở nên xốp và đôi khi còn để lại dấu vết của chúng

 Thạch nhũ thường gặp ở hang động đá vôi hoặc ở nơi

có nước ngầm lộ ra Chúng được thành tạo do nước chứa carbonat bảo hòa và nhỏ thanh thót từng giọt, khi nước bốc hơi đi CaCO3 kết tủa và phát triển cùng hướng kéo dài về phía không gian tự do Đá rắn chắc, cấu tạo đồng tâm hoặc tỏa tia.

C - Đá vôi

 Đá vôi trứng cá

nước luôn luôn chuyển động xáo trộn.

tập trung bao quanh một trung tâm kết tinh nào đó và khi tới một kích thước nhất định ( 2mm) thì chúng lắng đọng

C - Đá vôi

 Đá vôi giả trứng cá được thành tạo do trầm

tích hóa học, do sự hóa hạt của đá vôi trứng

cá Có dạng tròn, bầu dục, không có nhân, đồng nhất.

 Đá vôi pisolit (hạt đậu), được thành tạo ở ven

biển có dòng nước chuyển động mạnh, giống

đá vôi trứng cá nhưng có kích thước lớn hơn (7 – 8 mm).

Đá vôi tàn tích sinh vật (vụn Huệ biển) tái kết tinh.

(Hệ tầng Hà Tiên)

D- Đá laterite

Đá laterite

Đá laterite  dưới KHV

D- Đá laterite

 Trầm tích hóa học

 Giàu oxit sắt, nhôm, titan; Nghèo oxit silic,

kiềm và kiềm thổ

 Chủ yếu chứa khoáng vật nhôm (gibbsite,

poehmite, diaspore) lẫn thạch anh,kaolinite

D- Đá laterite

 Thường có màu nâu đỏ, vàng bị phủ một

lớp màu xám đen mỏng; cấu tạo kết hạch,hạt đậu; độ rỗng lớn nhưng rắn chắc

 Dưới KHV rất khó xác định thành phần vì

phần lớn khoáng vật rất nhỏ, dạng keo, lẫnsắt → độ trong suốt kém, chỉ thấy đượctrong khe nứt, lỗ rỗng

D- Đá laterite

 Điều kiện thành tạo

• Khí hậu: nhiệt đới

• Đá gốc: giàu alumosilicate, lỗ rỗng, khe nứt

• Địa hình: thoải

• Thời gian: dài

• pH thích hợp mang Si, Na, K, Ca khỏi đá gốc