Bài giảng Địa chất công trình Chương 1.2

Nội dung nghiên cứu: 1.Sự hình thành đá trầm tích 2.Phân loại đá trầm tích 3.Thành phần khoáng vật của đá trầm tích 4.Cấu tạo, kiến trúc đá trầm tích 5.Thế nằm của đá trầm tích... Địn

Trường Đại học Thủy lợi

Bộ môn Địa kỹ thuật

1

Bài giảng môn học

Địa Chất Công Trình

Chương 1 CÁC LOẠI ĐÁ TRONG VỎ QUẢ ĐẤT

VÀ ĐỊA TẦNG

Giảng viên: Dr.-Ing Nguyễn Quang Tuấn

Chương 1 CÁC LOẠI ĐÁ TRONG VỎ QUẢ ĐẤT VÀ ĐỊA TẦNG

2

Bài 2 Đá trầm tích

Nội dung nghiên cứu:

1.Sự hình thành đá trầm tích

2.Phân loại đá trầm tích

3.Thành phần khoáng vật của đá trầm tích 4.Cấu tạo, kiến trúc đá trầm tích

5.Thế nằm của đá trầm tích

I Sự hình thành đá trầm tích

1 Định nghĩa

Đá trầm tích là loại đá được hình thành trên bề mặt

đất, do quá trình trầm đọng và tích tụ các loại vật liệu

phá hủy từ đá có trước (các mảnh vụn hoặc chất hòa tan) hoặc do tích đọng xác sinh vật

2 Quá trình hình thành đá trầm tích:

3 giai đoạn hình thành đá trầm tích

• Giai đoạn 1: Phá hủy đá có trước, tạo vật liệu trầm tích

• Giai đoạn 2: Vật liệu trầm tích bị vận chuyển, tuyển lựa và

trầm đọng thành lớp

• Giai đoạn 3: Vật liệu trầm đọng được nén chặt và gắn kết

thành đá (hóa đá)

Các môi trường trầm đọng

Lục địa

Biển

Các nón phóng vật Đồng bằng

Sông

Cồn cát Bãi biển

Đáy biển sâu

Khe ngầm dưới biển Đảo cát

Đầm phá

Vùng cửa sông

Nón trầm tích dưới biển

Thềm lục địa Rặng san hô

Hồ

1 Trầm tích mềm rời: cuội, sỏi, cát, bột (bụi), sét

2 Trầm tích keo kết: hình thành do các vật liệu vụn

gắn kết (gồm trầm tích vụn keo kết và trầm tích sét) VD: cuội kết, sỏi kết, cát kết, bột kết, sét kết

3 Trầm tích hoá học: hình thành do kết tủa chất hóa

học VD: đá vôi, đôlômit, thạch cao, muối mỏ

a Trầm đọng từ mảnh vụn phong hoá

Vật liệu vận

chuyển: hoà tan, lơ

lửng, xô lăn, kéo lê

Các quá trình phát triển trong giai đoạn hoá đá để hình

thành đá trầm tích

Xảy ra 3 quá trình chuyển hoá để tạo thành đá:

 Nén chặt

 Keo kết xi măng hoá

 Vật chất xi măng: silic, oxyd sắt, calcite, sét, trong

đó silic là chất gắn kết tốt nhất

 Kết tinh

Kết quả làm cho đất mềm rời biến thành đá: cuội, sỏi, cát, bột, sét  cuội kết, sỏi kết, cát kết, bột kết, sét kết

tủa Nước biển từ

đại dương tiếp tục

bổ sung (mũi tên

Một số loại trung gian

 Trung gian giữa trầm tích vụn rời và trầm tích hoá học:

III Thành phần khoáng vật của đá trầm tích

Đặc điểm chung: trong đá trầm tích có đủ các loại khoáng vật,

nhưng trong một loại đá thì thành phần thường đơn giản và đồng nhất Các khoáng vật có thể là các hạt vụn, là thành phần xi măng gắn kết ở đá trầm tích vụn keo kết hoặc là thành phần chính của đá trầm tích hóa học

 Khoáng vật tàn dư: các khoáng vật của đá có trước còn giữ lại

chưa bị biến đổi, thường là các khoáng vật trong các mảnh vụn của trầm tích vụn cơ học

 Khoáng vật thuần túy: là các khoáng vật hình thành do sự kết tủa

từ dung dịch thật VD: thạch cao, halite, opan Thường là thành phần của trầm tích hóa học và chất xi măng gắn kết trong trầm tích keo kết

 Khoáng vật thứ sinh: là những khoáng vật sinh ra từ những

khoáng vật có trước do biến đổi hóa học

Nhìn chung các khoáng vật của đá trầm tích thường ổn định với phong hóa Một số khoáng vật thuần túy dễ bị hòa tan, vd: canxit, dolomit

Al4Si4O10(OH)8 KAl4[AlSi7O20] (OH)4 CaCO3

CaMg(CO3)2 CaSO4.2H2O

IV Kiến trúc và cấu tạo của đá trầm tích

1 Trầm tích vụn rời - kiểu kiến trúc hạt

cát(2-0,05), hạt bột(0,05-0,005), hạt sét(<0,005mm)

2 Trầm tích keo kết - kiểu kiến trúc keo kết:

 Keo kết cơ sở: các hạt nằm trong chất gắn kết không tiếp xúc với nhau Cường độ và tính chất của đá chủ yếu quyết định bởi cường độ

3 Trầm tích hoá học - kiểu kiến trúc kết tinh

4 Trầm tích sinh vật - gọi theo tên đá

1 Kiến trúc của đá trầm tích

Các kiểu kiến trúc đá trầm tích keo kết

Keo kết cơ sở Keo kết tiếp xúc Keo kết lấp đầy

Mảnh vụn

Xi măng

tự nhiên

2 Cấu tạo của đá trầm tích

Các dạng cấu tạo của đá trầm tích:

-Cấu tạo khối: cấu tạo có các hạt tạo đá sắp xếp lộn xộn Cấu tạo

này làm cho đá đồng nhất, bền vững

-Cấu tạo lớp: cấu tạo đặc trưng cho đá trầm tích , các lớp có thể khác nhau về thành phần khoáng vật, thành phần hạt, các tạp chất…phát sinh do sự thay đổi trầm tích có chu kỳ hoặc do tích tụ gián đoạn

C ấu tạo lớp được mô tả bằng hình vẽ bên dưới, theo thứ tự từ trái qua phải, từ trên xuống: phân lớp mỏng; phân lớp dày; phân lớp xen kẹp; thấu kính (lense) và bướu nhỏ (nodule); phân lớp xiên; phân lớp xiên chéo; gò; phân nhịp

Hai dạng cấu tạo cơ bản của đá trầm tích

Cấu tạo lớp vs cấu tạo khối

2 Thế nằm thứ sinh: Do chuyển động kiến tạo, đá có thế

nằm nghiêng hoặc uốn cong

 Nếp uốn: các lớp đá bị uốn cong (nếp lồi, nếp lõm)

 Phức nếp uốn: các nếp uốn liên tục nhau

 Đơn nghiêng: các lớp đá song song nằm nghiêng (là

một phần của nếp uốn)

Thế nằm của đá trầm tích từ khi hình thành (nguyên

sinh) có dạng phân lớp Trải qua nhiều thời kỳ biến động kiến tạo, thế nằm có thể bị thay đổi (thứ sinh)

 Thế nằm nguyên sinh (nằm ngang) và thứ sinh (nếp uốn) do vận động kiến tạo

Thế nằm nguyên sinh

Phức nếp uốn

Thế nằm đơn nghiêng

Đường dốc

Đường hướng dốc

Các yếu tố thể hiện thế nằm của lớp đá

Các yếu tố thế nằm cũng được dùng để thể hiện mặt khe nứt, mặt đứt gẫy, …

Đường hướng dốc





Câu hỏi ôn tập

cấu tạo nào là đặc trưng nhất của đá trầm tích?

phổ biến nhất?