Tài liệu CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA VỎ PHONG HÓA TRÊN MỘT SỐ LOẠI ĐÁ PHỔ BIẾN Ở TÂY NGUYÊN pptx

ABSTRACT Tay Nguyen highland is a developing area in the process of industrialization and modernization of the country.. Many of the constructions here have been built on a thick weathe

CÁC C TR NG C LÝ C A V PHONG HÓA TRÊN M T S LO I Á PH BI N TÂY NGUYÊN

PHYSICAL AND MECHANICAL CHARACTERISTICS OF

WEATHERED ZONE ON SOME COMMON ROCKS IN TAY NGUYEN

Nguy n Vi t K , Nguy n V n Tu n

Khoa K thu t a Ch t & D u Khí, i h c Bách Khoa Tp.H Chí Minh, Vi t Nam

-

TÓM T T

Tây nguyên là m t vùng đ t đang phát tri n m nh trong công cu c Công nghi p hóa, Hi n đ i hóa

c a c n c Nhi u công trình xây d ng đang m c lên trên n n là v phong hóa khá dày i u này đòi

h i chúng ta ph i có nh ng hi u bi t t t v chúng Trong khuôn kh bài báo, các tác gi c g ng trình bày nh ng nét đ c tr ng c lý c b n nh t c a v phong hóa trên m t s lo i đá ph bi n đây cùng

v i m t s quá trình đ a đ ng liên quan t i chúng

ABSTRACT

Tay Nguyen highland is a developing area in the process of industrialization and modernization of the country Many of the constructions here have been built on a thick weathering crust As a result, a further understanding about them is required In this paper, the authors attempt to present the physical and mechanical characteristics of the weathering crust on some common rocks as well as the associated geodynamical processes

1 M U

Tây Nguyên là m t trong nh ng khu v c

tr ng đi m phát tri n mang tính chi n l c c a

c n c ng H Chí Minh c ng tr i dài trên

vùng này Trong t ng lai, trên vùng đ t trù phú

này s m c lên nhi u thành ph tr hi n đ i bên

c nh nh ng khu công nghi p r ng l n, m ng

l i giao thông s v n t i nh ng buôn làng xa

xôi, các công trình xây d ng h ch a n c, các

nhà máy th y đi n s đáp ng n c t i cho

nh ng nông tr ng cao su, cà phê và ánh sáng

cho Tây Nguyên Dòng đi n t Tây nguyên s

hòa chung vào ngu n n ng l ng c a c n c

V i s phát tri n m nh m , nh ng v n đ v

đ t n n trên v phong hóa c a các lo i đá ph

bi n đây đã tr thành đ i t ng ph i đ c

dành cho nhi u m i quan tâm, nghiên c u c a

các nhà khoa h c

2 KHÁI QUÁT V VÙNG NGHIÊN C U

Vùng nghiên c u bao g m các t nh Kon Tum, Gia Lai, c L c, Lâm ng và m t ph n

t nh Bình Ph c và phân b ch y u ph n Tây

Tr ng s n a hình g m các ki u chính sau: Núi kh i t ng (Ng c Linh, Mon Ray, Kon Ka Kinh, ông Con Ch Ro, Ch Yang Sin, ông

n D ng, Tây B o Lâm, Nam Di Linh ), bình s n nguyên bóc mòn (Ch Pông – Ch Gau Ngo, Ch R Bang, Xnaro, à L t ), đ ng

b ng đ i núi th p bóc mòn (An Khê, Ea sup, M’ r k, T h ), cao nguyên bazan (Kon Hà

N ng, Pleiku, Buôn Ma Thu t, k Rl p, B o

L c inh V n), thung l ng bóc mòn tích t (Pô

Kô, Kon Tum - k Tô, Sông Ba, Krông Ana ) M ng l i sông su i khá phát tri n v i

h th ng sông Ba, h th ng sông Mê Kông

(Sông Sê San, sông k Rông), h th ng sông

ng Nai và nhi u h ch y u là di tích các

mi ng núi l a

Khí h u Tây nguyên mang đ c tr ng khí h u

nhi t đ i gió mùa đi n hình, biên đ giao đ ng

các y u t khí h u trong ngày l n nên đây hình

thành m t l p v phong hóa r t dày (có n i t i

50 – 87m) Trên n n v phong hóa này r t phát

tri n các quá trình đ a ch t đ ng l c công trình

nh xói mòn, tr t, l

V đ a t ng đ a ch t, n i đây ph bi n 7

nhóm đá chính, đó là: 1) nhóm tr m tích b r i

Kainozoi ngu n g c sông h , đ m l y tu i

Neogen phân b ch y u d c theo các thung

l ng sông t o thành b c th m sông, bãi b i ho c

l p đ y các đ a hào d ng g n k t y u 2) Nhóm

đá tr m tích phân b ch y u Nam Tây

Nguyên g m các đá tr m tích có tu i Jura s m

gi a, m t ít có tu i Permi v i các h t ng Ch

Minh (tu i Permi); lo t B n ôn (tu i Jura s m

- gi a) v i 4 h t ng k Bùng, ray Linh, La

Ngà, Ea Sup; h t ng k Rium (tu i Creta

mu n) 3) Nhóm đá bi n ch t có tu i t Ti n

Cambri đ n Paleozoi s m phân b ch y u

phía tây b c, b c và đông b c Tây Nguyên g m

các h t ng: Kon Cot, Xalamco, k Lô, Kim

S n, Sông Re, Tak Pò, Núi Vú, Tiên An, k

Ui, k Long và Ch Sê phân b d i d ng đ a hình núi cao, s c, phân c t m nh 4) Nhóm đá xâm nh p axít – trung tính g m các đá tu i Paleozoi và Mezozoi thu c ph c h Diên Bình,

B n Gi ng - Qu S n, H i Vân, Vân Canh, nh Quán, èo C , Ankroet, Bà Nà t o thành các dãy núi cao 5) Nhóm đá phun trào axit – trung tính g m các đá t andezit (h t ng c Lin tu i Cacbon-Permi và h t ng đèo B o L c tu i Jura

mu n – Creta s m) đ n ryolit, felsit (h t ng Mang Yang, Ch Prông, Nha Trang, n

D ng), các đá này t o thành đ a hình núi cao,

s c nh n, phân d m nh 6) Nhóm đá xâm nh p mafic, siêu mafic ch chi m m t di n tích r t

nh vùng nghiên c u d i d ng các kh i nh 7) Nhóm đá phun trào mafic g m bazan các lo i

có tu i t Neogen đ n T v i các h t ng Túc Tr ng, i Nga và Xuân L c ây là nhóm

đá có di n phân b r r r ng, chi m t i 1/4 di n tích Tây Nguyên

V ki n t o, Tây Nguyên n m tr n v n trong hai đ i ki n t o l n là đ i Kon Tum và đ i à

L t (Nguy n Xuân Bao và nnk, 2000) Ranh gi i

gi a hai đ i này là h th ng đ t gãy Ea Sup – Krông Pach M i đ i ki n t o có các đ c đi m khác nhau v thành ph n, c u trúc và nhi u đ c

đi m đ a ch t khác Trên m i đ i c ng phát tri n nhi u h th ng đ t gãy khác nh đ t gãy Pô Cô,

Bi n H - Ch H rông, èo Mang Yang –

An Trung, k Min – Mađagui, k Min – Krông Bông, Sông Ba, đ i đ t gãy Ba T – Kon Tum, Biên Hòa – Tuy Hòa, a Nhim – Tánh Linh T i vùng nghiên c u có bi u hi n c a ho t

đ ng tân ki n t o, n i đây phát tri n các chuy n

đ ng ngang và th ng đ ng Các d ng tai bi n

đ a ch t có ngu n g c n i sinh th ng g n v i các ho t đ ng này

3 CÁC C TR NG C LÝ C A V PHONG HÓA

Có nhi u lo i phong hóa khác nhau nh : phong hóa hóa h c, phong hóa v t lý, phong hóa sinh h c,… Tây Nguyên do đi u ki n khí h u thu n l i nên phong hóa hóa h c là ch y u Hình 1: S đ khu v c nghiên c u

Tác nhân c a phong hóa h c ch y u là:

n c, oxyt, axit cabonic, axit h u c và các xít

khác hòa tan trong n c

Phong hóa hóa h c có đ c đi m là r t ph c

t p Có th x y ra cùng lúc nhi u quá trình khác

nhau nh : hòa tan, oxy hóa, trao đ i ion và th y

phân S chi m u th c a m t quá trình nào đó

ph thu c vào thành ph n và tính ch t c a b n

thân đá, đi u ki n môi tr ng xunh quanh, th i

gian phong hóa, chi u sâu, và th n m c a đá

3.1 V phong hóa Tây Nguyên

3.1.1 V phong hóa trên đá xâm nh p

̇ Phân b : g m hai d i l n: D i rìa phía

đông, kéo liên t c t Tu M Rông xu ng

Krông Pa, Ch Yang Sin; D i phía tây

Tr ng S n, t k Glei xu ng Ch Prông,

vòng qua Krông Pa theo h ng đông nam

(hình 1) N i đây ph bi n là v phong hóa

trên đá xâm nh p axit B dày t 5m đ n

10m, l n nh t là vùng Mang en đ t

50m-80m trên đá granit-migmatit ph c h Chu

Lai, nh nh t là s n d c ch 0.5m-2.5m

̇ L p trên b phong hóa hoàn toàn tr thành

sét, sét pha có nh ng đ c tr ng nh sau

(b ng 1)

3.1.2 V phong hóa trên đá phun trào

* V phong hóa trên đá phun trào banzan

Phân b r ng rãi, bao ph h u h t 5 cao nguyên bazan l n là Kon Hà N ng, Plei Ku, Buôn Ma Thu t, k Nông và Di Linh G m hai nhóm sau:

V phong hóa trên đá phun trào bazan Pliocen-Pleistocen s m ( N2-QI1):

̇ Phân b : chi m ph n l n di n tích 5 cao nguyên l n, tr ph n trung tâm Plei Ku, Buôn Ma Thu t, k Nông

̇ B dày t 10m đ n 20m, l n nh t là ph n vòm cao nguyên Kon Hà N ng, k Nông

đ t 32m-82.5m trên đá granit-migmatit ph c

h Chu Lai, nh nh t là ven rìa cao nguyên ch 3m-5m

̇ c tr ng cho lo i v phun trào bazan này là

ki u v phong hóa laterit, m t c t t trên

xu ng g m b n đ i: th nh ng, laterit, sét hóa và đ i bi n đ i y u

̇ i th nh ng 0.1-1.0m, ch y u là b t sét

l n r cây và vài m nh c c laterit

̇ i laterit 0.5-12.3m; d ng d m, s n, que, khung x ng, l r ng, k t c u khá c ng; có

nh ng đ c tr ng sau (b ng 2)

B ng 1: Các đ c tr ng v thành ph n khoáng

v t, hóa h c và tính ch t c lý c a phong hóa

trên đá xâm nh p axit đ i phong hóa tri t đ

Thành ph n

khoáng v t ch y u

Th ch anh, kaolinit, geotit, hydromica, haluazit-felspat, Thành ph n

hóa h c ch y u

S n 3-5%

Cát 31-54%

B i 17-26%

Thành ph n

h t

Sét 24-40%

B ng 2 Các đ c tr ng v thành ph n khoáng

v t, hóa h c và tính ch t c lý c a v phong hóa trên phun trào bazan Pliocen-Pleistocen

s m ( N2-QI1) đ i laterit hóa

Thành ph n

Thành ph n hóa h c ch y u

S n 7-19%

Cát 22-33%

B i 18-20%

Thành ph n

h t

Sét 38-54%

lún

̇ i sét hóa 2-70.2m, là sét phong hóa tàn d

d ng c u, còn gi đ c c u t o c a đá m ,

có các đ c tr ng sau (b ng 3)

B ng 3: Các đ c tr ng v thành ph n khoáng

v t, hóa h c và tính ch t c lý c a v phong hóa

trên phun trào bazan Pliocen-Pleistocen s m

( N2-QI1) đ i sét hóa

Thành ph n

Thành ph n

hóa h c ch y u

S n 2%

Cát 25%

B i 30%

Thành

ph n h t

Sét 43%

̇ i bi n đ i y u 1-5m là bazan n t v thành

d m, c c, t ng, khoáng v t ch y u là

nguyên sinh

V phong hóa trên đá phun trào bazan

Pleistocen gi a ( Q 1

2

):

̇ Phân b : phát tri n trung tâm vòm Plei Ku,

Buôn H , KrôngAna, k Min, c Tr ng

(Hình 2)

Hình 2: V phong hóa trên đá xâm nh p

Kom Tum

̇ B dày t 15m đ n 20m, l n nh t là ph n vòm cao nguyên Kon Hà N ng, k Nông

đ t 50m-70m vòm Plei Ku, nh nh t là vùng KrôngAna ch 3m-10m

̇ c tr ng cho lo i v phun trào bazan này là

ki u v phong hóa sét hóa, m t c t t trên

xu ng g m b n đ i: th nh ng, sét hóa và

đ i bi n đ i y u

̇ i th nh ng 0-0.5m, ch y u là b t sét

l n r cây

̇ i sét hóa 5-10m, là sét màu nâu đ chuy n xu ng màu loang l xám nâu, còn

gi đ c c u t o c a đá m , có các đ c

tr ng sau (b ng 4)

B ng 4: Các đ c tr ng v thành ph n khoáng

v t, hóa h c và tính ch t c lý c a phong hóa bazan Pleistocen gi a đ i sét hóa

Thành ph n khoáng v t ch y u

Kaolinit, geotit, monmorilonit

Thành ph n hóa h c ch y u

B i 26%

Thành ph n

Dung tr ng t

3

H s r ng 1.15

lún

̇ i bi n đ i y u 1-3m là bazan n t v thành

d m, c c, t ng, khoáng v t ch y u là nguyên sinh

* V phong hóa trên đá phun trào trung tính:

̇ Phân b : phát tri n trên đá phun trào anđesit

B n ôn, vùng đèo B o L c, đông nam Di Linh, a Dâng

̇ B dày t 2m đ n 5m, l n nh t là k Lin

đ t 10m-12m vòm Plei Ku, nh nh t là đèo B o L c ch 0.5m-1m

̇ i trên cùng và dày nh t là đ i sét hóa có

các đ c tr ng sau (b ng 5)

B ng 5: Các đ c tr ng v thành ph n khoáng

v t, hóa h c và tính ch t c lý c a v phong hóa

trên đá phun trào trung tính đ i sét hóa

Thành ph n

khoáng v t ch y u

Kaolinit, geotit, hydromica

Thành ph n

hóa h c ch y u

SiO2 (30-40%), Al2O3 (10-20%), Fe2O3 (20-30%)

Thành ph n h t

Sét b t loang l l n các

m nh đá phun trào phong hóa tàn d

* V phong hóa trên đá phun trào axit

̇ Phân b : Sa Th y, Mang Yang,đèo Tô Na,

Ch Prông, Tây Krông Pa, n D ng,

c Tr ng,…

̇ B dày t 5m đ n 10m, l n nh t là đèo

Mang Yang, Pren, Mo Ray đ t 20m-25m,

nh nh t là s n d c, thung l ng phân c t

ch 1m-3m

̇ i trên cùng là đ i sét hóa dày 1-5m có các

đ c tr ng sau (b ng 6)

B ng 6 Các đ c tr ng v thành ph n khoáng

v t, hóa h c và tính ch t c lý c a v phong hóa

trên đá phun trào axit đ i sét hóa

Thành ph n

khoáng v t ch y u

Th ch anh, kaolinit, gibsit, hazualit-felspat, hydromica, geotit

Thành ph n hóa h c

ch y u

SiO2 (65-75%), Al2O3

(10-20%), Fe2O3 (1-10%)

S n 3-7%

Cát 38-56%

B i 14-38%

Thành ph n

h t

Sét 21-22%

Kh i l ng riêng 2.78g/cm3

H s r ng 0.68-0.94 (ch t v a đ n x p)

lún

V a đ n m nh (a

1-2 =0.006-0.105cm2/Kg, E

1-2 =12.69-163.4Kg/cm2)

̇ i trên cùng là đ i bi n đ i y u dày 1-5m

g m các c c, t ng đá phun trào b sét hóa bên ngoài, bên trong còn khá c ng

3.1.3 V phong hóa trên đá bi n ch t

̇ Phân b : khu v c t nh Kom Tum, đông và đông b c t nh Gia Lai, IaBang,, M r k ( c

L c)

̇ B dày t 10m đ n 20m, l n nh t là vách

đ ng mòn H Chí Minh đo n c L c-đèo

Lò Xo đ t 50m-60m, nh nh t là s n

d c, thung l ng phân c t ch 3m-5m

̇ i trên cùng là th nh ng 0.2-1.5m

̇ i th hai là đ i sét hóa dày 10-15m có các

đ c tr ng sau (b ng 7)

̇ i th ba là đ i bi n đ i y u 3-10m

B ng 7: Các đ c tr ng v thành ph n khoáng

v t, hóa h c và tính ch t c lý c a v phong hóa trên đá bi n ch t đ i sét hóa

Thành ph n khoáng v t ch y u

Th ch anh, kaolinit, geotit, hydromica Thành ph n

hóa h c ch y u

SiO2 (50-70%), Al2O3

(20-25%), Fe2O3 (4-10%)

S n 6.09%

Cát 59.54%

B i 16.89%

Thành ph n

h t

Sét 17.57%

Kh i l ng riêng 1.81 g/cm3

T tr ng 2.68g/cm3

Tr ng thái N a c ng (B=0.01) lún Lún v a (a1-2

=0.006-0.105cm2/Kg)

Hình 3: V phong hóa trên đá bi n ch t

3.1.4 V phong hóa trên đá tr m tích

Ch y u là đá tr m tích có tu i Jura

̇ Phân b : t Ea Sup-B n ôn kéo dài xu ng

à L t- c Tr ng

̇ B dày t 10m đ n 15m, l n nh t là à

L t đ t trên 40m, nh nh t là ch 1m-2m

̇ i trên cùng là th nh ng 0.3-1m

̇ i th hai là đ i sét hóa dày 2-18m có các

đ c tr ng sau (b ng 8)

̇ i th ba là đ i bi n đ i y u 2-4m

Qua các đi u trình bày trên, chúng ta có th

th y r ng vùng nghiên c u có v phong hóa khá

phát tri n trên t t c các lo i đá có m t t i đây

M c đ phong hóa c a các lo i đá khác nhau

c ng r t khác nhau ph thu c vào b n ch t th ch

h c ban đ u c a đá Ngay trong cùng m t lo i

đá, m c đ phong hóa ch u nh h ng r t nhi u

vào y u t ki n trúc ki n t o

B ng 8: Các đ c tr ng v thành ph n khoáng

v t, hóa h c và tính ch t c lý c a v phong hóa

trên đá tr m tích đ i sét hóa

Thành ph n

khoáng v t ch y u

Th ch anh, kaolinit, geotit, hydromica

Thành ph n

hóa h c ch y u

(5-10%)

S n 1-3%

Cát 23-38%

B i 30-38%

Thành

ph n h t

Sét 21-46%

x p) lún

nh ng khu v c có c u trúc vòm núi l a

th ng r t phát tri n các h th ng khe n t, qua

các h th ng khe n t này các tác nhân phong

hóa có th thâm nh p sâu vào kh i đá và do v y

m c đ và b dày phong hóa c ng r t khác

nhau

Các ho t đ ng tân ki n t o c ng nh h ng

l n t i s hình thành v phong hóa t i đây Các

ho t đ ng nâng h đã thúc đ y quá trình bào xói

b m t và các quá trình đ a đ ng l c ngo i sinh khác Các quá trình này đã làm di n m o b m t khu v c nghiên c u thay đ i nhi u theo th i gian

Các tai bi n (quá trình đ a đ ng l c ngo i sinh) v phong hóa c a các lo i đá khác nhau

c ng khác nhau v phong hóa trên đá xâm

nh p có th g p các hi n t ng đ l tr ng l c,

tr t l , s t l Trong bazan phong hóa có th

g p các hi n t ng n t đ t, tr t l , xói mòn Trong v phong hóa c a đá phun trào axit c ng

có th g p các hi n t ng trên nh trong bazan phong hóa song v i quy mô nh và m c đ t p trung h n Các quá trình đ a đ ng l c th ng

g p trong đá bi n ch t là tr t l đ t, m ng xói, rãnh xói., các quá trình này phát tri n r t

m nh vào mùa m a nh ng n i th m th c v t

b tàn phá, khi vách đ ng c t vào v phong hóa ( akGlei d c theo đ ng H Chí Minh)

S khác bi t v quy mô và m c đ t p trung các quá trình đ a đ ng l c ch y u là do m c đ phát tri n v phong hóa và các đ c tr ng c lý

c a chúng (thành ph n khoáng v t, hóa h c, thành ph n h t, dung tr ng t nhiên, tính d o,

s c kháng c t, tính lún, m c đ liên k t) c

bi t, trong thành ph n khoáng v t c a h u h t các lo i v phong hóa r t ít g p monmorilonit,

do v y, m c đ liên k t c a chúng c ng r t khác nhau, đi u này d n t i s khác bi t v các quá trình đ a đ ng l c Tây Nguyên (b ng 9)

4 K T LU N

V phong hóa có trên h u h t các lo i đá khác nhau và m c đ phát tri n c a chúng c ng khác nhau ph thu c vào nhi u y u t , trong đó

y u t ki n t o có th xem nh y u t quy t

đ nh, các y u t t nhiên và nhân t o khác thúc

đ y quá trình phong hóa đây

Trên các v phong hóa này phát tri n m nh

m các quá trình đ a đ ng l c v i quy mô và

m c đ t p trung khác nhau ph thu c vào s

phân b và các đ c tr ng c lý c a chúng Các

quá trình đ a đ ng l c th ng phát tri n m nh

trên v phong hóa c a đá xâm nh p, bi n ch t và

bazan Trên các đá khác, m c đ phát tri n hi n

t ng tr t l , xói mòn, m ng xói, n t đ t

có quy mô nh h n Khi xây d ng công trình

trên v phong hóa c n đ c bi t chú ý đ n b dày,

thành ph n th ch h c, khoáng v t, hóa h c và

nh t là các đ c tr ng c lý c a đ t đá cùng s

bi n đ i c a chúng theo di n, theo chi u sâu,

theo mùa trong n m

TÀI LI U THAM KH O

1 Lomtadje Th ch lu n công trình, NXB

H&THCN (1983)

2 Liên đoàn CTV- CCT mi n Trung, Báo

cáo đi u tra tai bi n đ a ch t vùng Tây

Nguyên (2002)

3 c đi m hi n tr ng đ ng H Chí Minh khu v c Tây nguyên và ki n ngh các gi i pháp x lý phòng tránh thiên tai Tuy n t p báo cáo HTKH Nghiên c u c b n trong

l nh v c các khoa h c v trái đ t ph c v phát tri n b n v ng kinh t xã h i khu v c phía Nam (2004)

4 Các tài li u đi u tra kh o sát c a nhóm đ tài: “Các ho t đ ng a ch t đ ng l c công trình trên tuy n đ ng H Chí Minh và các

gi i pháp phòng ch ng” do TS u V n

Ng ch trì

B ng 9: So sánh các đ c tr ng th ch h c, hóa h c và tính ch t c lý c a v phong hóa trên các lo i đá khác nhau

Phun trào Xâm nh p

T/p khoáng v t

đ i tiêu bi u

(1-5m)

(0.1-1m)

(0-0.5m)

Sét hóa (1-10m)

Sét hóa (1-5m)

(0.2-1.5m)

(0.3-1m)

(0.5-1m)

Bi n đ i y u (1-5m)

Sét hóa (10-15m)

Sét hóa (2-18m)

(2-70m)

Sét hóa (5-10m)

Bi n đ i y u (3-10m)

Bi n đ i y u (2-4m)

M t c t

(1-5m)

Bi n đ i y u (1-3m)

T/p h t

đ i tiêu bi u

(%)

Không đ ng nh t

21-22 17.57 21-46

0.006-0.07

Trung bình 0.03-0.11

V a-m nh 0.01-0.27

V a-m nh 0.006-0.105

V a 0.006-0.105

V a-m nh 0.006-0.188