CHƯƠNG 9 ĐÁ BIẾN CHẤT

 Nằm ở phần sâu của vỏ trái đất  Các yếu tố nội lực nhiệt độ, áp suất, dung dịch biến chất… → Đá có trước bị thay đổi về thành phần, kiến trúc, cấu tạo... Các kiểu biến chất• Tác dụng

Trang 2

1 Khái niệm

• Thành tạo từ sự biến đổi của các đá có trước

trong các điều kiện sau:

 Ở trạng thái cứng

 Nằm ở phần sâu của vỏ trái đất

 Các yếu tố nội lực (nhiệt độ, áp suất, dung

dịch biến chất…)

→ Đá có trước bị thay đổi về thành phần, kiến trúc, cấu tạo.

Trang 3

So sánh điều kiện thành tạo

Trang 5

Nhiệt độ

 Gây nên các phản ứng hoá học giữa các vật

chất tạo đá

 Thúc đẩy các tác dụng vật lý của các dung

dịch tuần hoàn trong đá

 Làm thay đổi các tính chất vật lý của các đá

 Nhiệt độ cao, các ion và nguyên tử di chuyển

làm sắp xếp lại các tinh thể

Trang 6

Nhiệt độ

• Hoạt động của Mm, ở gần khối Mm hay gần

họng núi lửa bao giờ cũng có lượng nhiệt lớn và nhiệt độ cao.

chiều ngang do cấu trúc ĐC của từng vùng.

◦ Trong vỏ TĐ, càng xuống sâu thì nhiệt độ càng

tăng, trung bình là 30 0 /Km (1 0 /33m).

◦ Vùng núi lửa hoạt động: 35 0 /Km.

Trang 7

Nhiệt độ

• Do chuyển động kiến tạo, như các hệ thống đứt gẫy

dịch chuyển theo các mặt trượt.

• Sự tập trung của những vật chất phóng xạ với nồng

độ cao cũng có liên quan tới dòng nhiệt, làm nhiệt độ gia tăng.

• Theo thời gian ĐC, gradient địa nhiệt trước Cambri

(Arkezoi – Thái cổ) cao hơn ngày nay rất nhiều.

Trang 8

Áp suất

suất thủy tĩnh, áp suất định hướng, áp suất của những dung dịch khí hay nước tuần hoàn trong đá → áp suất tổng.

Trang 9

Áp suất

• Áp suất thủy tĩnh (Pl)

◦ Còn gọi là áp suất địa tĩnh, áp suất tải trọng.

◦ Do tác dụng trọng lượng của các lớp đá nằm

trên đối với các lớp đá nằm dưới sâu.

◦ Phổ biến ở những độ sâu lớn (tăng theo độ sâu).

◦ Pl làm nâng cao nhiệt độ kết tinh của KV.

Trang 10

Áp suất

• Áp suất định hướng (Ps)

◦ Do hoạt động kiến tạo và chỉ tồn tại trong các vật

liệu rắn.

◦ Xảy ra chủ yếu ở phần nông của vỏ TĐ

◦ Càng xuống sâu thì Ps càng giảm, còn Pl càng

tăng.

◦ Phá vỡ các đá và làm thay đổi CT, KT của đá (bị

vỡ vụn).

Trang 11

Áp suất

• Áp suất định hướng (Ps)

◦ Gây nên sự biến dạng các đá và đồng thời tạo

khe nứt.

◦ Làm giảm nhiệt độ kết tinh của KV.

◦ Tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của

dung dịch B/c trong đá; thúc đẩy nhanh chóng các vận tốc phản ứng HH cũng như nâng cao tác dụng vật lý của các dung dịch tuần hoàn trong đá.

Trang 13

• Tạo khoáng vật đặc xít hơn

• Tăng nhiệt độ kết tinh

Mg2SiO4 CaAl2Si2O8 CaMg2Al2(SiO4)3 Thể tích phân tử 43,91 101,1 125,8

Trang 14

Dung dịch biến chất

 Trong các đá, tại chỗ tiếp xúc giữa các KV hoặc

trong các bao thể hoặc trong các vi khe nứt luôn luôn tồn tại một dung dịch di chuyển tuần hoàn trong đá được gọi là dung dịch B/c.

 Có thể tồn tại ở trạng thái lỏng hoặc khí phụ thuộc

Trang 15

 Bổ sung áp suất thủy tĩnh

Muscovite + Thạch anh  Orthoclase + Silimanite + nước

KAl2[AlSi3O10](OH)2 + SiO2 KAlSi3O8 + Al2SiO5 + H2O

Calcite + Thạch anh  Wollastonite +CO2

Fosterite + Thạch anh = Enstatite

Mg2SiO4 + SiO2 2MgSiO3

Talc + Calcite → Tremolite

Mg Si O (OH) + CaCO3 Ca2Mg5Si8O22[OH]2

Trang 16

đứt gãy, bị thay đổi về

kiến trúc, cấu tạo (chỉ

bị vỡ vụn).

Biến chất động lực (B/c cà nát)

Trang 17

3 Các kiểu biến chất

• Tác dụng đồng thời của cả ba yếu tố: nhiệt độ, ápsuất và dung dịch biến chất

• Thay đổi kiến trúc, cấu tạo, thành phần khoáng

vật và đôi khi cả thành phần hóa học

• Xảy ra trong phạm vi rộng lớn (như miền địa

máng) → biến chất khu vực;

• Xảy ra trong phạm vi nhỏ (như dọc theo các đứt

gẫy) → biến chất địa phương.

Biến chất nhiệt động

Trang 18

• Có liên quan tới hoạt động

của các khối xâm nhập do

lượng nhiệt thoát ra từ

khối magma đang kết tinh.

• Phân bố ở nơi tiếp xúc

giữa đá magma xâm nhập

và đá vây quanh  đới

Trang 19

được thoát ra từ khối magma đã kết tinh (dung dịch sau magma vừa mới kết tinh xong)

thành phần hóa học hoàn toàn khác với đá ban đầu

vì có sự thay đổi các nguyên tố hóa học giữa khối xâm nhập và đá vây quanh.

• Nếu qúa trình biến chất xảy ra trong một phạm vi

lớn thì gọi là biến chất trao đổi khu vực; nếu xảy ra

tên một phạm vi nhỏ như quanh khối xâm nhập thì

gọi là biến chất tiếp xúc trao đổi.

Dạng biến chất trao đổi (biến chất sau Mm)

Trang 20

• Do tác dụng của nhiệt độ, áp suất và dung dịch biến

chất.

• Đây là dạng biến chất đặc biệt (phần biến chất cao)

của biến chất nhiệt động (biến chất khu vực) làm tái nóng chảy từng phần của đá.

• Một khu vực gồm nhiều dạng biến chất nằm

chồng lên nhau và hoàn toàn độc lập

Siêu biến chất

Biến chất phức

Trang 21

• Nhiệt độ, áp suất hạ thấp → các đá biến chất

được thành tạo ở mức độ cao → các đá biếnchất ở mức độ thấp

• Do tác dụng của dung dịch sau magma cùng

nguồn và xảy ra bên trong khối magmna kết tinh

• Các quá trình biến đổi thứ sinh (hoặc khí thành

nhiệt dịch), quá trình đá phun trào kiểu mới bịbiến đổi thành đá phun trào kiểu cũ cũng thuộcnhóm tự biến chất

Biến chất giật lùi (tự biến chất)

Trang 23

Tướng biến chất là sự thể hiện một trình độ biếnchất tương ứng với một giới hạn nhất định về điều

trong một điều kiện nhiệt độ, áp suất nhất địnhđược gọi là những đá có cùng một tướng biến chất

Trang 24

4 Thành phần vật chất

chất cũng tương tự như trong đá magma nhưng không mang tính quy luật.

hầu như không gặp trong các đá Mm.

◦ Khoáng vật chính >=5%.

◦ Khoáng vật phụ <5%.

Thành phần hóa học

Thành phần KV

Trang 25

hầu như không gặp trong các đá Mm.

Trang 26

Disthene dạng tấm dài,

Thành phần khoáng vật

Trang 27

Andalusite

Trang 28

Garnet

Trang 29

Garnet màu xanh lục và hồng nhạt

Trang 30

Cordierite dạng tha hình và có song tinh đa hợp

Trang 31

Silimanite dạng tấm dài, có 1 phương cát khai và

nhiều đường nứt ngang.

Trang 32

Silimanite dạng bó sợi (fibrolite)

Trang 33

Kết tinh đồng thời  mức độ tha hình như nhau

Trang 36

6 Cấu tạo – Kiến trúc

 Cấu tạo sót : dấu vết cấu tạo của đá

nguyên thủy để lại

 Cấu tạo biến chất: hình thành ngay trong

quá trình biến chất.

• Cấu tạo khối

• Cấu tạo định hướng

Cấu tạo

Trang 37

Trang 38

Cấu tạo

Cấu tạo phiến

Trang 39

 Kiến trúc sót: KT đá nguyên thuỷ + biến dư

 Kiến trúc biến tinh quá trình Bc và tái kết tinh

• KT hạt nhỏ, vừa, lớn.

• KT biến tinh hạt đều, biến tinh hạt không đều, ban biến tinh

• KT hạt biến tinh, men rạn, sừng các KV có dạng đẳng thước tha hình.

• KT granulite

• KT vảy biến tinh KV dạng vảy, tấm chiếm ưu thế

• KT vảy – hạt biến tinh

• KT que, sợi biến tinh các KV có dạng que, trụ sắp xếp gần song song

nhau

• KT khảm biến tinh KV này khảm trên ban biến tinh lớn KV khác.

Kiến trúc

Trang 40

 Kiến trúc biến tinh

• KT vảy biến tinh, vảy – hạt biến tinh

• KT que biến tinh, sợi biến tinh

• KT khảm biến tinh KV này khảm trên ban biến

tinh lớn KV khác.

Kiến trúc

Trang 41

Kiến trúc

KT ban biến dư

Trang 42

Kiến trúc

KT sét biến dư

Trang 43

Kiến trúc

KT sét biến tinh

Trang 44

Kiến trúc

KT hạt biến tinh

Trang 45

Kiến trúc

KT hạt biến tinh

Trang 46

Kiến trúc

KT hạt‐vảy‐que

biến tinh

Trang 47

Kiến trúc

KT ban biến tinh

Trang 48

Kiến trúc

KT men rạn

Trang 49

Kiến trúc

KT sừng

Trang 50

Kiến trúc

KT mylonite

Trang 51

7 Phân loại – Tên gọi

Trang 52

• Cấu tạo

• Thành phần khoáng vật

Tên gọi

Trang 53

 Đá sừng là tên gọi chung cho các đá b/c có CT khối, hạt

mịn, sẫm màu và là sản phẩm của biến chất nhiệt

Trang 54

 Dăm kết kiến tạo có cấu tạo dăm thô.

 Micmatit là tên chung của các đá siêu biến chất

 Gọi tên đá theo thành phần KV

 Gọi tên đá một cách tùy tiện, theo thói quen, nhưng

tương đối hiếm gặp; như đá skarn, marble, greisen,…

 Theo mối quan hệ chuyển tiếp, như granite bị B/c

thành đá gneiss thì tên đá granitogneiss.

Tên gọi

Trang 55

 Theo nguồn gốc của đá

•para– b/c từ đá trầm tích

•ortho– b/c từ đá magma

◦Paragneiss là đá bị biến chất từ đá sét, đá arkose;

◦Paraamphibolit là đá bị biến chất từ đá marn;

◦ Orthogneiss là đá bị biến chất từ đá magma acid;

◦ Orthoamphibolit là đá bị biến chất từ đá magma mafic.

•Các tiếp đầu ngữ “meta‐”, “apo‐”  quá trình B/c chưa hoàn toàn

◦Metagabbro

◦Apodunite,…

Tên gọi

Trang 57

8 Mô tả đá biến chất

 Nếu có dung dịch biến chất di chuyển sẽ gây

những biến đổi các khoáng vật nhiệt độ thấp

 Phân loại chủ yếu dựa vào cấu tạo, kiến trúc, mức

Trang 58

• Dọc theo các phá hủy kiến tạo.

• Kích thước thay đổi từ cm tới hàng trăm m

• Chiều dài phụ thuộc vào sự kéo dài của các

phá hủy kiến tạo

• Trong phạm vi từng diện lộ, lát mỏng có sự

phân bố không đều của các sản phẩm cà nát

A ‐ Đá biến chất động lực (cà nát)

Trang 61

A ‐ Đá biến chất động lực ‐ Dăm kết kiến tạo

Dăm kết kiến tạo

Trang 62

 Đá bị cà nát ở mức độ cao hơn dăm kết kiến tạo

 Thành phần khoáng vật cũng hoàn toàn giống như

đá nguyên thủy nhưng có thể gặp khoáng vật mới được thành tạo đồng thời với quá trình cà nát

 Kiến trúc dạng dăm mịn hoặc cataclasit, gồm các

mảnh vụn có kích thước lớn, thường không sắc cạnh

và được gắn kết bằng các mảnh vụn có kích thước nhỏ có cùng thành phần Tỉ lệ giữa các mảnh vụn lớn

và nhỏ không cố định.

A ‐ Đá biến chất động lực ‐ Cataclasite

Trang 63

 Cấu tạo khối hoặc phân phiến mờ.

 Quan sát chuyển tiếp cataclasite với mylonite

 Gọi tên bằng cách thêm tên của đá nguyên

thủy vào phía sau cataclasite_

 Phân biệt giữa dăm kết kiến tạo và cataclasite

Trang 64

A ‐ Đá biến chất động lực ‐ Cataclasite

Cataclasite

Trang 65

nguyên thủy; có thể gặp khoáng vật mới như epidote, chlorite, sericite,

dãy song song.

A ‐ Đá biến chất động lực ‐ Mylonite

Trang 66

A ‐ Đá biến chất động lực ‐ Mylonite

Mylonite

Trang 67

 Tác dụng nhiệt thoát ra từ khối magma đang kết tinh.

 Phân bố quanh các khối magma xâm nhập

lớn, ở những độ sâu khác nhau với thời gian tương đối ngắn hơn so với các dạng biến chất khác.

 Biến đổi về kiến trúc, cấu tạo, thành phần

khoáng vật nhưng không biến đổi về thành phần hóa học.

Đá biến chất tiếp xúc nhiệt

Trang 71

Đá biến chất tiếp xúc nhiệt ‐ Đá hoa (marble)

Trang 72

 Từ cát kết thạch anh, trầm tích silic.

anh (> 80%); còn gặp sericit, feldspat,

thủy vẫn còn gặp.

Đá biến chất tiếp xúc nhiệt ‐ Quartzite

Định dạng
Số trang	72
Dung lượng	4,86 MB