CHƯƠNG 1 KHOÁNG vật và đá HÌNH THÀNH đất

Khoáng vật là HCHH hay cácnguyên tố tự nhiên,cấu tạo nên đáở vỏ trái đất. Hình thành do kết quả củanhững quá trình lý hóa và sinhhóa phức tạp khác nhau. Có tính chất vật lý, hóa học nhấtđịnh liên quan đến TPHH và kiếntrúc tinh thể của chúng.

Chương 1: KHOÁNG VẬT VÀ ĐÁ HÌNH THÀNH ĐẤT

Tổng số tiết:11 tiết, lý thuyết: 5tiết, thực hành:6tiết

Khoáng vật hình thành đất

 Khái niệm

 Phân loại khoáng vật

 Đặc điểm chung

 Một số khoáng vật chủ yếu

Đá hình thành đất

 Khái niệm và phân loại đá

 Đá macma

 Đá trầm tích

 Đá biến chất

1.1 Khoáng vật hình thành đất

1.1.1 Khái niệm chung

 Khoáng vật là HCHH hay các

nguyên tố tự nhiên,cấu tạo nên đá

ở vỏ trái đất

 Hình thành do kết quả của

những quá trình lý hóa và sinh

hóa phức tạp khác nhau

 Có tính chất vật lý, hóa học nhất

định liên quan đến TPHH và kiến

QUÁ TRÌNH BIẾN CHẤT ??

* Theo nguồn gốc hình thành

 Khoáng nguyên sinh (KNS): được hình thành từ khối Mmnóng chảy trong lòng TĐ;

Ví dụ: Olivin, fenspat, mica

 Khoáng thứ sinh (KTS): được hình thành do quá trình biếnđổi như quá trình phong hóa, quá trình địa chất…

=> KTS thường gặp trong mẫu chất và đất

Moontmorilonit)

1.1.2 Phân loại khoáng vật

- Thể hiện TP các nguyên tố có trong khoáng vật, thông qua: Công thức thực nghiệm và công thức kiến trúc

 Công thức thực nghiệm: Chỉ cho biết số lượng tương ứng

(hay tỷ lệ) các nguyên tố hoá học trong thành phần cấu tạo của khoáng vật

 Công thức kiến trúc: Cho biết thêm đặc tính liên kết giữa các

nguyên tố.

Olivin SiO2.(MgO,FeO)2 (Mg,Fe)2.[SiO4]

1.1.3 Tính chất chung của khoáng vật

1.1.3.1 Tính chất hóa học

1.1.3.2 Tính chất vật lý

a, Hình dạng tinh thể

 Phát triển 1 phương: Lăng

trụ tháp (Thạch anh), Lăng trụ

(Tuoocmalin),…

 Phát triển 2 phương: Tấm,

phiến (lớp), vảy (Mica)

 Phát triển đều 3 phương:

(Grơnat); HCN;…

a, Hình dạng tinh thể

 Phát triển tự do tạo thành

các hình thù khác nhau

b, Màu sắc

 Tự sắc: là màu của khoáng vật do bản chất nó tạo nên.

 Ngoại sắc = các chất mang màu phân tán trong tinh thể

như: Cu, Cr, Mg…

 Giả sắc = sự giao thoa ánh sáng từ các hạt hoạc bọt khí

léo ra từ các khoáng vật trong suốt như màu bọt thủy tinh

+ Là màu của bột khoáng vật.

+ Xác định màu vạch bằng cách

vạch khoáng vật lên mặt sứ và

quan sát màu của vết vạch.

+ Có 2 TH:

- Màu vạch giống màu kv

- Màu vạch khác màu kv

c, Màu vạch

d, Ánh

Thể hiện mức độ phản xạ ánh sáng của khoáng vật.

 Ánh kim: Bề mặt khoáng vật không trong suốt và phản xạ ánh sáng mạnh, lóe sáng

VD: Đồng, Vàng, Bạc,…

 Không phải ánh kim:

- Ánh thủy tinh: thạch anh, Fluorit,

- Ánh mỡ: Lưu huỳnh, Tan (giống như lớp hơi nước mỏng)

đ, Độ trong suốt

- Chỉ mức độ khoáng vật cho ánh

sáng xuyên qua

- Có 3 mức độ như sau:

 Trong suốt: cho ánh sáng xuyên

qua hoàn toàn như: Pha lê, thạch

anh trong suốt…

 Bán trong suốt: cho một phần ánh

sáng xuyên qua như: Canxit, Florit

 Không trong suốt: không cho ánh

sáng xuyên qua như: Hemantit, Tan

e, Vết khía

Pyrit vết khía mặt nọ

thẳng góc với mặt kia

Tuocmalin vết khía song

song với bề mặt

Thạch anh vết khía thẳng

góc với các cạnh của bề

mặt

g, Cắt khai

 Cắt khai rất hoàn toàn: khi đập vỡ KV tách ra thành những lá

mỏng.

 Cắt khai hoàn toàn: khi đập vỡ KV tách ra thành những mặt

phẳng tương ứng với một mặt của tinh thể, nhưng không thành lá mỏng.

 Cắt khai trung bình: khi đập vỡ số lượng mặt phẳng và không

Vết vỡ đấtVết vỡ hạt

k, Tỷ trọng

Căn cứ vào tỷ trọng, chia thành 3 nhóm khoáng vật sau:

Khoáng vật nhẹ: Có tỷ trọng nhỏ hơn 3

Khoáng vật trung bình: Có tỷ trọng trong khoảng 3 – 4

 Khoáng vật nặng: Có tỷ trọng lớn hơn 4

m, Các tính chất khác

Ngoài những tính chất trên một số khoáng vật còn cónhững tính chất đặc trưng riêng như: Manhetit có tính chất

từ, Mica có tính đàn hồi

1.1.4 Một số loại khoáng vật chủ yếu

 800 loại, chiếm 75% trọng lượng quả đất

 Đơn vị cấu tạo cơ bản: [SiO4]4-, độ dài Si –O: 1,6 A0

 Tuỳ cách thức và số lượng gắn kết của khối 4 mặt O- Si 

có các kiểu kiến trúc silicat khác nhau:

+ Silicat đảo gồm: Silicat đảo đơn ( SiO4) và Silicat đảo kép( Si2O7)

+ Silicat vòng (Si3O9) + Silicat mạch (SiO3)n

+ Silicat dải ( Si4O11)n + Silicat Lớp ( Si2O5)n

+ Silicat khung( Sin-xAlO2n)

x-1.1.4.1 Phân lớp Silicat

LIÊN KẾT CỦA CÁC KHOÁNG VẬT SILICAT

LIÊN KẾT CỦA CÁC KHOÁNG VẬT SILICAT

* Từ sơ đồ thể hiện liên kết của các nhóm khoáng vật thuộc phân lớp Silicat cho biết:

 Tỷ lệ O/ Si giảm từ Silicat đơn => Silicat khung, có liên quan đến tính chất vật lý và khả năng phong hóa không?

Công thức: (Mg,Fe)2[SiO4], là một

loại Silicat đảo đơn.

HDTT: ở dạng khối hoặc hạt

 Màu: xanh lục

Ánh: thuỷ tinh

Độ cứng: 6,5 – 7

Tỷ trọng: 3,3 – 3,4

 Là một trong những loại khoáng vật

phổ biến nhất trên trái đất Thường có

trong đá macma bazơ có màu tối,

nghèo silic như bazan, gabro

1.4.1.1 Lớp Silicat

Một số khoáng vật chủ yếu

Một số hình ảnh về Olivin

Gặp trong các đá như

Pyroxenit, gabro, diabaz

Muscovit rất phổ biến trong các

đá macma axit như Granit, ngoài

ra còn gặp ở đá biến chất như đá

phiến Mica

Màu sắc: Đen nâu, lục đen

Thường gặp trong đá Granit,

Gnai, phiến thạch mica

 Dễ phong hoá hơn muscovit, là

nguồn kali quan trọng đối với thực

vật

Dễ bóp vụn trong tay, khô hút

nước mạnh, ướt thì dẻo dễ nặn

Được hình thành trong quá trình

ngoại sinh

Octoclaz (Fenspat – Kali )

Thường gặp trong đá vôi

Dùng để cải tạo đất

chua, sản xuất vôi, xi

măng

1.4.1.3 Lớp oxit

 Gồm các Oxyt kim loại

Đặc điểm chung: Khoáng vật thuộc lớp này đều cứng rắn,khó bị phong hoá, thường tồn tại trong tầng mẫu chất vàtrong tầng đất

Các khoáng vật chủ yếu:

+ Thạch anh SiO 2

+ Magnetit Fe 3 O 4

+ Hemantit Fe 2 O 3

Thạch anh (Quartz)

CT: SiO2

 HDTT: lăng trụ

 Màu sắc: trắng, vàng, tím, đen,

hồng hoặc trong suốt.

Ánh: thuỷ tinh

Độ cứng: 7

Tỷ trọng: 2,65

 Thường gặp trong đá macma axit

Granit, Pecmatit, cuội sỏi rời hay gắn

kết của đá trầm tích cơ học.

CT: Fe2O3

HDTT: Khối hay trứng cá

Màu sắc: đỏ rượu vang, xám, sẫm,

1.4.1.4 Lớp Hydroxit

Trong công thức hoá học thường

có OH- hoặc H2O kết hợp

Đa số khoáng vật thuộc lớp này

có nguồn gốc ngoại sinh (khoáng

thứ sinh)

Khoáng vật phổ biến gồm có:

Limonite, Opan, Gơtit

Limonit

Thạch cao sợi

CT: CaSO4.2H2O

Màu sắc: trắng đục, trắng vàng

hoặc không màu, đôi khi lẫn tạp chất

thì có màu xanh, vàng hoặc màu đỏ;

HDTT: dạng bản, đôi khi dạng sợi

Độ cứng: 2

 Ánh: Thủy tinh

Tỷ trọng: 2,3

 Thạch cao được tạo thành do trầm

tích hoá học, do thuỷ hoá anhyđrit và

do nước chứa H2SO4 tác dụng với đá

vôi.

1.4.1.8 Lớp Photphat

CT: có gốc chung là PO43-

Khoáng vật điển hình:

+ Apatit+ Phosphorit

CT: Ca5(PO4)3(F,Cl)

HDTT: lăng trụ, hình kem hay hình tấm

thường tập hợp tạo khối đặc sít

Màu sắc: trắng, vàng, lục, lam

Ánh: thủy tinh

Độ cứng: 5

Tỷ trọng: 3,2.

 Apatit được hình thành trong hoạt

động macma và hoạt động ngoại sinh.

 Apatit là nguyên liệu sản xuất phân lân

Việt Nam có mỏ Apatit với trữ lượng lớn

Phân loại đá theo nguồn gốc hình thành

Gồm 3 nhóm đá: đá macma, đá trầm tích và đá biến chất

 Nhóm đá macma: = sự đông cứng dung dịch macma; Là

nhóm đá chủ yếu của vỏ trái đất.

 Nhóm đá trầm tích:= sự vận chuyển, lắng đọng và gắn kết

các sản phẩm phong hóa của các đá có trước hoặc từ xác sinh vật.

 Nhóm đá biến chất: = đá macma và đá trầm tích khi chúng bị

biến đổi mạnh mẽ do tác động của nhiệt độ và áp suất lớn.

Vòng tuần hoàn của đá

 Kiến trúc: được quy định bởi hình dạng, kích thước và trình độ kết

tinh của các KV trong đá

- Thể hiện mối quan hệ không gian giữa các hạt KV hoặc giữa chúng với phần không kết tinh (thủy tinh)

 Phân loại kiến trúc của đá:

- Căn cứ vào trình độ kết tinh hoặc không kết tinh.

- Căn cứ vào kích thước tuyệt đối của hạt tinh thể.

- Căn cứ vào kích thước tương đối của các hạt.

 Cấu tạo: Biểu hiện cách thức sắp xếp các thành phần khoáng vật trong

đá Bao gồm:

- Cấu tạo khối Cấu tạo khối trạng

- Cấu tạo dòng, dải

1.2.2 Khái niệm về Kiến trúc và cấu tạo

1.2.3 Đá macma

1.2.3.1 Nguồn gốc

Dung dịch macma

Macma xâm nhập sâu

Macma xâm nhập nông

Ở sâu trong

lòng trái

đất

Ở sát mặt đất

Phun lên mặt đất (ngoài vỏ TĐ)

Di chuyển lên trên

Quá trình hình thành đá Macma

1.2.3.2 Phân loại đá Mac ma

 Theo vị trí tương đối so với bề mặt đất:

 Hình thành ở vị trí sâu trong lòng trái đất: Đá Macma xâm

nhập sâu

 Hình thành ở vị trí nông hơn trong lòng trái đất: Đá

Macma xâm nhập nông

 Hình thành ngoài vỏ trái đất: Đá Macma phun trào/ phún

xuất

1.2.3.2 Phân loại đá Macma

Theo thành phần hóa học - %tỷ lệ SiO 2

 Nhóm đá siêu axit: gồm những đá có hàm lượng SiO2

 Nhóm đá siêu bazơ: gồm những đá có hàm lượng SiO2

< 40%: bazan kiềm, Gabro kiềm

 Căn cứ vào trình độ kết tinh hoặc không kết tinh, đá macma có các kiểu kiến trúc sau:

- Kiến trúc toàn tinh: gặp ở đá Magma xâm nhập.

- Kiến trúc thủy tinh: Khoáng vật không kết tinh, nhìn giống thủy tinh, gặp ở đá phun trào

- Kiến trúc nửa thủy tinh hoặc nửa kết tinh (Poocfia): hỗn hợp các khoáng vật kích thước lớn trên nền các khoáng vật kích thước nhỏ hoặc thủy tinh

1.2.3.4 Kiến trúc và cấu tạo

a Kiến trúc

a Kiến trúc ( tiếp)

 Căn cứ vào kích thước tuyệt đối của hạt tinh thể, gồm:

- Kiến trúc hiển tinh: có thể nhìn thấy các hạt bằng mắtthường

+ Kiến trúc hạt thô: dhạt >5mm

+ Kiến trúc hạt trung bình: dhạt = 1- 5 mm

+ Kiến trúc hạt nhỏ: dhạt < 1mm

- Kiến trúc vi tinh: nhìn bằng mắt thường thấy các hạt li ti

- Kiến trúc ẩn tinh: không nhìn thấy hạt nhỏ bằng mắt thường,

có thể nhìn thấy các tinh thể khoáng dưới kính hiển vi

a Kiến trúc ( tiếp)

 Căn cứ vào kích thước tương đối của các hạt, phân biệtcác kiến trúc sau:

Kiến trúc hạt đều

Kiến trúc hạt không đềuKiến trúc Ban trạng hay Poocfia

b Cấu tạo

 Biểu hiện cách thức sắp xếp các thành phần khoáng vật trong đá.

 Các kiểu cấu tạo như sau:

- Cấu tạo khối trạng

- Cấu tạo dòng, dải

- Cấu tạo phiến lớp

- Cấu tạo bọt

- Cấu tạo hạnh nhân

Chú ý: Với đá Macma cấu tạo khối và khối trạng (khối đồng nhất) là chủ yếu

1.2.3.5 Các loại đá macma phổ biến

Pecmatit

 Là đá điển hình cho loại

macma siêu axit.

Màu sắc: trắng hay trắng xám

Kiến trúc: hạt thô

Cấu tạo: Khối

TPKV: Thạch anh, Octoclaz,

hoocblen, mica.

 Gặp nhiều ở Phú Thọ, Yên

Bái, Lào Cai

 Là đá macma xâm nhập axit

Màu sắc : xám sáng, hồng.

Cấu tạo: khối

Kiến trúc: hạt trung bình

TPKV: thạch anh, Octoclaz,

Plagioklaz,…

 Phân bố: Cao Lạng, U Bò

(Bình Trị Thiên), đèo Hải Vân

 Thường dùng làm vật liệu

xây dựng

Là đá macma axit

Màu sắc: xanh đen có

Là đá macma trung tính

Màu sắc: xanh xám, xanh

Là đá macma bazo

Màu sắc: xanh xám, xanh đen

Kiến trúc: hạt đều, mịn

Cấu tạo: khối hoặc dải, đôi khi

có cấu tạo cầu

 TPKV: Plagioklaz, Pyroxen,

Amphibon, Olivin

Khối lớn đá gặp ở núi Chúa (

Thái Nguyên),rải rác ở Tây

Nguyên

Là đá macma bazơ

Màu sắc: xanh đen.

Là loại đá phún xuất

Màu sắc: đen hoặc đen lục.

Kiến trúc: ẩn tinh, vi tinh

Cấu tạo: bọt, hạnh nhân

TPKV: Plagioklaz, Ogit,

Pyroxen, Olivin

Nguyên

Phong hoá

Đá biến chất

Đá mác ma

Đá trầm tích

Xác hữu cơ

Đá trầm tích

Sản phẩm Phong hoá

Trầm tích Lắng đọng

1.2.4 Đá trầm tích

1.2.4.1 Nguồn gốc và phân loại

a, Nguồn gốc

1.2.4 Đá trầm tích

- Hình thành từ sản phẩm phong hóa đá có trước nhờ quá trình

lắng đọng và kết dính.

+ Các sản phẩm phong hóa có thể nằm tại chỗ

+ Hoặc được vận chuyển đến nơi khác nhờ gió và nước

b, Phân loại

- Trầm tích cơ học: là sự lắng đọng và gắn kết các hạt sét, phấn, cát, sạn, sỏi… (sản phẩm PH rắn) => Thô ráp/ nhám/ xù xì.

- Trầm tích hóa học: là sản phẩm kết tủa của các chất tan)

- Trầm tích sinh học: là sự tích tụ của xác động, thực vật

 Căn cứ vào độ lớn nhỏ của các hạt vụn, chia ra các kiến trúc khác nhau như sau:

- Cuội, sỏi, sạn: dhạt > 2mm

- Cát: dhạt = 2 - 0,05mm

- Phấn (bột): dhạt = 0,05 - 0,01mm

- Sét (bùn): dhạt < 0,01mm

 Căn cứ vào hình dạng các hạt, chia ra các kiến trúc sau:

- Kiến trúc hạt không đều tròn nhẵn và kiến trúc không đều góc cạnh

- Kiến trúc hạt đều tròn nhẵn và kiến trúc hạt đều góc cạnh…

1.2.4.2 Kiến trúc và cấu tạo

a, Kiến trúc

a Kiến trúc (tiếp)

 Căn cứ vào kiểu gắn kết có các kiểu kiến trúc sau:

- Xi măng tiếp xúc: Xi măng chỉ có ở bề mặt tiếp xúc giữa cáchạt gắn kết (hạt kv) Tỉ lệ các hạt lớn hơn nhiều so với xi măng

- Xi măng cơ sở: các hạt lớn như trôi nổi giữa các nền xi măng

Tỉ lệ xi măng lớn hơn nhiều so với hạt vụn

- Xi măng lỗ: xi măng lấp đầy trong các lỗ, khe hở giữa các hạt

- Xi măng viền: xi măng bọc kín các hạt

- Xi măng viền thứ biến

- Xi măng hỗn độn: xi măng làm nền gắn kết các hạt vụn cuội,sỏi, sạn, cát, có kích thước không đều nhau

b Cấu tạo

Đá trầm tích đặc trưng bởi

các loại cấu tạo sau:

- Cấu tạo khối

- Cấu tạo phiến lớp và dòng

dải (phân biệt bởi màu sắc,

kích thước hạt)

- Nhóm Cacbonat: CaCO3, MgCO3

- Nhóm Sunphat: CaSO4, CaSO4 2H2O

- Nhóm Hydroxit: Fe(OH)3; Al(OH)3

- Các hợp chất hữu cơ

1.2.4.3 Một số loại đá trầm tích phổ biến

Nguồn gốc: Các cỡ hạt từ 0.1-2mm

gắn kết nhau thì tạo nên đá Sa thạch

(Cát kết).

TPKV : Thạch anh, Fenpat, xi măng

 Kiến trúc: Xi măng tiếp xúc

Cấu tạo khối hoặc lớp.

Phân bố: phổ biến ở các tỉnh trung du

miền núi như: Bắc Giang…đặc biệt là

tạo thành dải dài ven biển Miền Trung từ

Thanh Hóa đến tận Bình Thuận

Đá Sa thạch (Cát kết, đá cát)

 Nguồn gốc: Trầm tích hóa học

 Phân bố: gặp nhiều ở các tỉnh

Phía Bắc như: Hà Giang,Thanh

Hóa, Ninh Bình, Lạng Sơn, Sơn

La, Hòa Bình…

Đá Vôi

Quá trình trầm tích Canxi tạo nên hang động đá vôi

Là đá trầm tích cơ học

Kiến trúc: Xi măng cơ sở

Cấu tạo: Khối

TPKV: Xi măng, Thạch

anh, Fenspat…

Kiến trúc: hạt thô

Cấu tạo: khối

TP: xác thực vật phân giải

chưa hoàn toàn

Thường gặp ở vùng đầm

lầy hay các đỉnh núi cao

Làm chất đốt, phân bón

1.2.5 Đá biến chất

1.2.5.1 Nguồn gốc và phân loại

a, Nguồn gốc

Nhiệt độ cao

Đá biến chất

Biến chất

Nguồn gốc đá biến chất

b, Phân loại đá biến chất

Căn cứ và quá trình hình thành, đá biến chất có các nhóm phụ sau:

Biến chất động lực (biến chất cà nát): hình thành do tác dụng

của áp suất định hướng.

Biến chất tiếp xúc: hình thành do tác động của nhiệt độ, nó xảy

ra xung quanh khối macma xâm nhập.

Biến chất nhiệt cao: hình thành do nhiệt độ cao tại nơi tiếp xúc

của khối macma với các đá xung quanh.

Biến chất nhiệt động:hình thành dưới tác dụng của quá trình

nâng cao (gia tăng) nhiệt độ và áp suất.

Biến chất trao đổi: hình thành do tác dụng của các dung dịch lỗ

trống, kèm theo sự biến đổi thành phần hóa học ban đầu.

Đá biến chất có các loại cấu tạo sau:

 Cấu tạo khối trạng

 Cấu tạo phân phiến

 Cấu tạo dải

 Cấu tạo dòng

 Cấu tạo khúc dồi

1.2.5.2 Cấu tạo và kiến trúc

a, Cấu tạo

b, Kiến trúc

Đá biến chất có các kiểu kiến trúc sau:

Kiến trúc tàn dư: là kiến trúc mà một phần đá ban đầu chưa

bị biến chất hoặc kiến trúc của đá ban đầu bị biến đổi khônglớn, còn dấu vết

Kiến trúc cà nát: là kiến trúc mà đá ban đầu bị biến dạng,kèm theo sự vỡ vụn Tuy nhiên các mảnh vụn vẫn gắn chắclại với nhau

Kiến trúc biến tinh: Là loại kiến trúc xảy ra do quá trình táikết tinh.Tùy vào nguồn gốc và hình dạng kiến trúc biến tinh

có các dạng sau:

- Kiến trúc hạt biến tinh, vảy biến tinh