Bài giảng Địa chất công trình: Chương 1.4 - Dr.-Ing. Nguyễn Quang Tuấn

Bài giảng Địa chất công trình: Chương 1.4 Địa tầng và thời gian địa chất cung cấp cho người học những kiến thức như: Tuổi của đất đá và hiện tượng địa chất; Phân chia địa tầng; Chỉnh hợp và bất chỉnh hợp; Thời gian địa chất – Niên biểu địa chất. Mời các bạn cùng tham khảo!

1

Bài giảng môn học

Địa Chất Công Trình

Chương 1

CÁC LOẠI ĐÁ TRONG VỎ QUẢ ĐẤT

VÀ ĐỊA TẦNG

Trường Đại học Thủy lợi

Bộ môn Địa kỹ thuật

Bài 4 ĐỊA TẦNG VÀ THỜI GIAN ĐỊA CHẤT

Nội dung:

1.Tuổi của đất đá và hiện tượng địa chất

2.Phân chia địa tầng

3.Chỉnh hợp và bất chỉnh hợp

4.Thời gian địa chất – Niên biểu địa chất

Địa tầng học là một chuyên ngành trong địa chất chuyên nghiên cứu phân chia đất đá của vỏ quả đất thành các đơn vị địa tầng thông qua các dấu hiệu nhận biết, mô tả, trật tự sắp xếp không gian của chúng

Các đơn vị địa tầng được phân chia là các thành tạo (các lớp đất, đá) theo thời gian

Tuổi của đất đá?

 Tuổi của đất đá: Là khoảng thời gian từ khi

đất đá thành tạo đến nay

 Đá magma: từ khi dung nham đông cứng

 Đá trầm tích: từ khi bắt đầu trầm đọng

 Đá biến chất: từ khi các nhân tố gây biến chất

bắt đầu tác dụng

 Tuổi của hiện tượng địa chất là khoảng thời gian

từ khi tác nhân gây hiện tượng bắt đầu tác động

1 Tuổi của đất đá và hiện tượng địa chất:

Tuổi của đất đá và các hiện tượng địa chất xác xác định chính được xác theo theo năm hay triệu năm được gọi là tuổi tuyệt đối Khi chỉ cần xét quan hệ già trẻ, trước sau giữa các tầng đất đá, tuổi xác định được là tuổi tương đối

Các phương pháp xác định tuổi:

 Xác định tuổi tuyệt đối: Phương pháp đồng vị

phóng xạ:

 Xác định tuổi tương đối:

 Phương pháp địa tầng

 Phương pháp cổ sinh

 Phương pháp thạch học

a Phương pháp đồng vị phóng xạ

 Nguyên tắc của phương pháp: dựa vào sự có mặt

của các nguyên tố phóng xạ và các đồng vị tương ứng

là sản phẩm cuối cùng của sự phân rã nguyên tố

phóng xạ ấy

VD:

 Là phương pháp dùng để xác định tuổi tuyệt đối của đất đá

 Đối với đá cổ, căn cứ vào các nguyên tố có chu kỳ

bán rã dài Đối với đá trẻ, căn cứ vào các nguyên tố

có chu kỳ bán rã ngắn

Minh họa sự phát triển của giới sinh vật trên trái đất

Dựa vào hóa thạch có

trong đá trầm tích để xác

định tuổi của đá

b Phương pháp cổ sinh

Source:

https://timescavengers.blog/introductory-material/geologic-time/principles-of-geology/ Source: Wikipedia

b Phương pháp cổ sinh:

Dựa vào tuổi của hóa thạch có trong lớp đất đá để xác định tuổi của đất đá

 Tuổi của đá bằng tuổi của hoá thạch chứa trong tầng

đá đó

 Hoá thạch dùng để xác định tuổi của đá gọi là hoá

thạch chỉ đạo:

 Là hóa thạch của loại sinh vật phổ biến trong vỏ quả đất

 Là hóa thạch của loại sinh vật chỉ tồn tại và phát triển trong một khoảng thời gian ngắn

 Hóa thạch bảo tồn tốt

 Phương pháp cổ sinh chỉ áp dụng cho đá trầm tích

 Nguyên tắc của phương pháp: Đất đá cùng tuổi, cùng điều kiện hình thành) sẽ giống giống nhau về đặc điểm thạch học (về thành phần kiến trúc, cấu tạo, sự sắp xếp và các đặc điểm khác)

 So sánh tầng cần xác định tuổi với tầng đã biết tuổi

 Nếu hai tầng có cùng các đặc trưng thạch học thì có tuổi bằng nhau

 Tầng được chọn đã biết trước tuổi để làm chuẩn so sánh (có tính chất đặc biệt về thành phần, màu sắc, bề

dày) gọi là tầng đánh dấu

c Phương pháp thạch học :

d Phương pháp địa tầng:

Nguyên tắc: Dựa trên quan hệ thế nằm của các tầng đá với nhau để xác định tuổi tương đối của đất đá và các hiện tượng địa chất

 Đá trầm tích và magma phun trào: thành tạo trước

có tuổi già hơn  nằm dưới

 Đá magma xâm nhập: đá bị xâm nhập cổ hơn đá

xâm nhập

 Đá biến chất: Đá bị biến chất (đá gốc) cổ hơn đá

biến chất

 Khe nứt, đứt gãy: trẻ hơn tầng đá bị cắt qua

6

1

2

3

4

5

7

2 Phân chia địa tầng

 Là sự phân chia và sắp xếp các lớp đất đá của một khu vực thành các đơn vị địa tầng (còn gọi là phân vị địa tầng)

 Đơn vị phân chia là thành hệ và hệ tầng

triển liên tục Giữa các thành hệ được phân biệt với nhau bằng sự gián đoạn kiến tạo – bào mòn Thành hệ được chia nhỏ thành các hệ tầng

trưng bởi tính đồng nhất của đất đá trong tập hợp ấy

 Ranh giới giữa các thành hệ và hệ tầng không nhất thiết phải trùng với các phân vị cơ bản của thang địa tầng

3 Chỉnh hợp và bất chỉnh hợp

Sự hình thành các đơn vị địa tầng có thể liên tục hoặc không liên lục theo thời gian, thể hiện qua mối quan hệ tiếp xúc (ranh giới) giữa các đơn vị địa tầng Ranh giới giữa các đơn vị địa tầng có thể là các dạng sau:

 Quan hệ chỉnh hợp:

 Quan hệ bất chỉnh hợp:

 Bất chỉnh hợp địa tầng

 Bất chỉnh hợp góc

Các lớp trầm tích song song, liên tục, không

gián đoạn

Các lớp song song, nhưng có bề mặt bóc mòn

thể hiện sự gián đoạn trầm đọng

Có bề mặt bóc mòn và các lớp trên và dưới

bề mặt bóc mòn không song song, thể hiện sự

gián đoạn trầm đọng và có quá trình uốn nếp

trước quá trình bóc mòn

Bề mặt bóc mòn

Bề mặt bóc mòn

A, B, C, E, F: các lớp đá trầm tích

D, G: đá magma xâm nhập

H: bề mặt bất chỉnh hợp

Xác định thứ tự hình thành?

4 Thời gian địa chất – Niên biểu địa chất

 Lịch sử địa chất rất lâu dài, không thể dùng đơn vị

“năm” để nghiên cứu, người chia các thời kỳ lịch

sử địa chất thành “niên biểu địa chất” (thang phân chia các thời kỳ lịch sử địa chất)

 Cơ sở phân chia:

 Hoạt động địa chất

 Đặc điểm địa lý

 Sự phát triển của thế giới sinh vật

 Phân chia thành các đơn vị thời gian  thang thời

gian:

- Đại (5 đại) - Kỷ (12 kỷ)

Đại Kỷ

Tân sinh

Kainozoi - KZ

Trung sinh

Mezozoi - MZ

Cổ sinh

Paleozoi - PZ

Nguyên sinh

Proterozoi - PR

Đệ tứ - Q Neogen - N Paleogen - P Kreta - K Jura - J Triat - T Pecmi - P Cacbon - C Devon - D Silua - S Ocdovic - O Cambri - €

Tiền Cambri

Hoạt động Kiến tạo

Chu kỳ Anpi

Chu kỳ Kimmeri

Chu kỳ Hecxini

Chu kỳ Caledoni Thời gian địa chất

Thái cổ

Ackeozoi - AR

Thời gian (triệu năm)

0-2 2-26 26-66 66-144 144-208 208-245 245-286 286-360 360-408 408-438 438-495 495-545 545-2500 2500-4600

Sinh vật điển hình

ĐV: cá, chim, bò sát

TV: thông, tuế, tùng, dương xỉ, cây có hoa

thực vật lộ trần, hoa hạt trần ĐV: ruột khoang, tay

cuộn trùng lỗ, lưỡng cư

thực vật cấp thấp,

ĐV không xương sống

bọ 3 thùy, bọ khung cứng

bắt đầu xuất hiện

Con người

Đv có vú, chim, cá

Tảo, vi khuẩn

bọ khung cứng

Mối quan hệ giữa thời gian địa chất và thang địa tầng

 Trong một đơn vị thời gian trong lịch sử địa chất

sẽ được trầm đọng một tầng đất đá (một đơn vị địa tầng)  thang địa tầng tương ứng với thang thời gian

 Các đơn vị trong thang địa tầng lấy tên của đơn vị

trong thang thời gian tương ứng

Đại  Giới

Kỷ  Hệ Thế  Thống

Kỳ  Bậc

Câu hỏi ôn tập

1 Tuổi của đá? Cách xét tuổi của từng loại đá mắc ma,

trầm tích và biến chất?

2 Các phương pháp xác định tuổi của đá?

3 Nguyên tắc của từng phương pháp xác định tuổi của

đá?

4 Phân biệt chỉnh hợp và không chỉnh hợp? Vẽ hình

minh họa các dạng không chỉnh hợp?

5 Ý nghĩa của mỗi dạng không chỉnh hợp?

6 Tại sao phương pháp cổ sinh chỉ áp dụng để xác định

tuổi của đá trầm tích?

7 Định nghĩa hóa thạch chỉ đạo trong phương pháp cổ

sinh? Định nghĩa tầng đánh dấu trong phương pháp thạch học?