Bài giảng Địa chất công trình

Thành phần khoáng vật của đá magmakể cả các chất dễ bay hơi, hơi nước  Dung dịch magma được phát sinh do nhiệt độtăng lên đột ngột do các phản ứng phân rã hạtnhân hoặc do va chạm các lụ

nhiên và công nghệ, 2010

3 Alan E.Kehew, bản dịch: Địa chất học cho kỹ sư xây

dựng và cán bộ kỹ thuật môi trường, NXB Giáo dục, 1998

4 GVC Nguyễn Uyên, PGS TS Trịnh Minh Thụ - Sổ tay

Địa chất thủy văn, 2012

5 https://sites.google.com/site/geotechnical2011

 Chương 5 Nước dưới đất và ảnh hưởng của

nó đến xây dựng công trình

 Chương 6 Khảo sát địa chất công trình

 Chương 7 Địa chất và xây dựng

Nội dung nghiên cứu:

1. Quá trình magma và sự hình thành đá magma

2. Quá trình trầm đọng và sự hình thành đá trầm tích

3. Quá trình biến chất và sự hình thành đá biến chất

4. Địa tầng và thời gian địa chất

Thành phần khoáng vật của đá magma

kể cả các chất dễ bay hơi, hơi nước

 Dung dịch magma được phát sinh do nhiệt độtăng lên đột ngột (do các phản ứng phân rã hạtnhân hoặc do va chạm các lục địa)

 Khi magmađâm thủng quả đất, chảy trên mặtđất thì được gọi là dung nham

Đá magma phun trào

 Phun trào cổ

 Phun trào trẻ

b Theo thành ph ần hóa học (dựa vào hàm lượng SiO2 )

 Đá magma axit: SiO2>65%

 Đá magma trung tính: SiO2=55% ÷ 65%

 Đá magma bazơ: SiO 2 =45% ÷ 55%

 Đá magma siêu bazơ: SiO2<45%

Khoáng vật là những vật thể ở trạng thái rắn, có các tính

chất vật lý đồng nhất, có thành phần hóa học xác định, thường là

một kiểu phân tử hóa học hoặc hỗn hợp đồng nhất của vài ba kiểu

phân tử hóa học trong một giới hạn hẹp Khoáng vật thông

thường có thể ở trạng thái kết tinh, nhưng cũng có thể ở trạng thái

vôđịnh hình Khoáng vật là thành phần của các loại đá cấu tạo

nên vỏ Trái đất (từ điển Bách khoa toàn thư)

II Thành ph ần khoáng vật của đá magma

Muscovite (Mica), KAl 2 [Si 3 O 10 ](OH) 2 Thạch anh, SiO 2

Dạng kết tinh:hình thành do sự kết tinh của các nguyên

tố hóa học thành những tinh thể gắn kết lại với nhau

Đặc điểm: có nhiệt độ nóng chảy nhất định, tới nhiệt độ

đó vật chất chuyển sang dạng lỏng và thu nhiệt

Dạng vô định hình: các phân tử vật chất tạo thànhkhoáng vật không sắp xếp theo một trật tự có tính quyluật trong không gian (hay không tạo thành mạng tinhthể) Đặc điểm: có tính đẳng hướng, khi nung nóngtrạng thái thay đổi từ từ, mềm dần rồi chuyển sang trạngthái lỏng

-Khoáng v ật nguyên sinh: là những khoáng vật hình thành từ

các phần tử cơ bản trong các quá trình magma, trầm tích vàbiến chất

-Khoáng v ật thứ sinh: thành tạo ở các thời gian sau, do sự

biến đổi của khoáng vật nguyên sinh

* Khoáng vật của đá magma còn được chia:

-Khoáng v ật sáng màu (nhóm Salic): thạch anh, feldspar…

-Khoáng v ật sẫm màu (nhóm Femic): amfibole, pyroxen và

biotite…

Các khoáng vật nội sinh, nguyên sinh, chủ yếu là khoáng vậtlớp silicate Các khoáng vật sinh sau do kết tủa từ dung dịchlưu thông trong kẽ nứt, lỗ hổng của đá magma – hàm lượngkhôngđáng kể

Khoáng vật sẫm màu

Khoáng vật sáng màu

III Ki ến trúc, cấu tạo của đá magma

Kiến trúc bao gồm những dấu hiệu quy định bởitrình

độ kết tinh, kích thước, hình dángcủa các tinh thể,quan

hệ tương hỗgiữa chúng với nhau và giữa chúng với thủytinh

1 Kiến trúc đá: hình dáng, kích thước của các tinh thể

khoáng vật, quan hệ giữa chúng với nhau và với thủytinh (từ điển Bách khoa toàn thư)

 Theo mức độ kết tinh

Kiến trúc toàn tinh: Các khoáng vật đều kết tinh,

có mặt phân tách rõ rệt, có thể thấy bằng mắt thường

Kiến trúc ban tinh (poocfia): một số khoáng vật

lớn nổi lên trên nền các tinh thể hạt nhỏ hoặc không

kết tinh

Kiến trúc ẩn tinh: các khoáng vật kết tinh hạt bé,

không thấy được bằng mắt thường

Kiến trúc thủy tinh: các khoáng vật không kết tinh,

ở dạng vô định hình

 Theo kích thước hạt

Theo GT BM: Hạt lớn (>5mm); hạt vừa (5-2mm); hạtnhỏ (2-0,2mm); hạt mịn (<0,2mm)

Theo Tony Waltham: Hạt lớn (>2mm); hạt vừa 2mm); hạt mịn ( <0,1mm)

(0,1- Theo mức độ đồng đều giữa các hạt

Kiến trúc hạt đều: khi các hạt có kích thước gần nhưnhau

Kiến trúc hạt không đều: khi các hạt to nhỏ khácnhau

Khoáng vật kết tinhKhoáng vật nền

Theo kích thước hạt khoáng vật Mức độ kết tinh

Toàn tinh

Ban tinh

Ẩn tinh

Thuỷ tinh

trong không gian

 Cấu tạo khối (cấu tạo đồng nhất): theo bất kỳ hướng

nào, thành phần khoáng vật của đá cũng như nhau

 Cấu tạo dòng (cấu tạo dải): khoáng vật tập hợp theo

dạng dải vì được định hướng theo sự di chuyển của

dòng dung nham

 Cấu tạo hạnh nhân: các lỗ rỗng được lấp đầybởi khoáng vật thứ sinh

IV Thế nằm của đá magma

Thế nằm của đá là vị thế phân bố trong không gian của lớp

đá, của thể địa chất (VD: thế nằm ngang, thế nằm nghiêng), hoặcmối tương quan trong phân bố của chúng với các lớp hoặc ác đáxung quanh (VD: thế nằm chỉnh hợp, thế nằm bất chỉnh hợp) (từđiển Bách khoa toàn thư)

 Th ế nằm của đá xâm nhập

 D ạng nền: kích thước rất lớn, đá vây quanh không bị biến

đổi thế nằm, ranh giới dưới không xác định được

 Dạng nấm: dạng hình nấm, kích thước nhỏ hơn dạng nền,

đá vây quanh phía trên bị uốn cong

 Dạng mạch: do magma xâm nhập vào các khe nứt, cắt qua

tầng đá vây quanh, kéo dài

 Dạng lớp: do magma xâm nhập vào khe nứt mặt lớp đá có

trước, đông cứng như một lớp đá vây quanh

 Thế nằm của đá phun trào

 Dạng vòm: khi magma nhớt, đông cứng ngay tại chỗ phún xuất

 Dạng dòng chảy: khi địa hình thuận lợi, magma linh động chảy

Dạng lớp

Th ế nằm của đá magma

Thế nằm dạng vòm của đá phun trào Thế nằm dạng lớp phủ

Thế nằm đá magma phun trào, dạng lớp phủ, khi magma phun theo

hệ thống kẽ nứt kéo dài, phủ trên

diện rộng

 Photograph by J.D Griggs

on 31 January 1984

 Basalt lava erupts from Pu`u

`O`o spatter and cinder cone

at Kilauea Volcano, Hawai`i Lava spilling from the cone has formed a series

of `a`a lava channels and flows

Đây là khối granite ở công viên quốc gia Joshua

Tree Nó là đá xâm nhập hay phun trào? Phần đá màu hồng là đá magma Hỏi, nó là đá xâm nhập hay phun trào? Trên cơ sở nào, bạn chọn phương án trả lời đó?

Thế nằm dạng mạch của đá xâm nhập Mối liên quan giữa điều kiện hình thành và kiến trúc của đá

Sự liên quan giữa điều kiện hình thành và kiến trúc của đá

Tên đá Điều kiện

hình thành

Thế nằm ĐK nguội lạnh Kiến trúc Kích thước hạt Rhyolite Basalt phun trào vòm (rhyolit)

lớp phủ (basalt)

nhanh thuỷ tinh,

ẩn tinh hạt mịn

khả năng bị phong hoá

Mức độ kết tinh của khoáng vật phụ thuộc điều kiệnđông nguội của dung nham

 Ở dưới sâu do tính dẫn nhiệt của đá kém, quá trình đôngnguội của dung nham kéo dài, các tinh thể có đủ thời gian

để lớn lên Do vậy, đá xâm nhập thường có kiến trúc toàntinh hạt lớn và đều hạt

 Ở gần mặt đất và trên mặt đất, điều kiện tỏa nhiệt tốt và

áp suất thấp nên dung nham nguội lạnh rất nhanh, cáctinh thể không kịp hình thành, chỉ hình thành các tinh thểnhỏ hoặc chỉ kết tinh được một số khoáng vật có nhiệt độkết tinh cao Do vậy, kiến trúc ẩn tinh, thủy tinh, poocfiađặc trưng cho xâm nhập nông và đá phun trào, đặc biệtkiến trúc thủy tinh thường thấy khi dung nham phun trào

ở đáy biển

Rhyolite is a light-colored,

fine-grained, extrusive igneous rock

that typically contains quartz and

feldspar minerals

Porphyry is a name used for any igneous rock with conspicuous larger grains floating in a fine- grained groundmass

Basalt: a fine-grained igneous rock that is usually black in color The

specimen shown is about two inches (five centimeters) across

Granite is a coarse-grained, colored plutonic rock, composed mainly of quartz and feldspar with minor amounts of micas, amphiboles and other minerals

light- Gabbro is a coarse-grained,

dark colored, intrusive igneous rock

that contains feldspar, augite and

sometimes olivine The specimen

shown is about two inches (five

centimeters) across

xây dựng công trình thủy lợi

 Ảnh hưởng đến tính ổn định của công trình

 Ảnh hưởng đến tính thấm nước của đất đá

 Ảnh hưởng đến khả năng khai thác các loại vật liệuxây dựng thiên nhiên…

Yêu cầu

 Đọc giáo trình kết hợp các slides tìm kiếm các thông

tin:

Giải thích sự hình thành của đá magma

Ảnh hưởng của điều kiện hình thành đến các đặc

trưng (kiến trúc, cấu tạo, thế nằm) và tính chất của

đá

Cácđặc trưng: thành phần khoáng vật, kiến trúc,

cấu tạo, thế nằm của đá

 Giải thích được sự ảnh hưởng của thành phần khoáng

vật đến các đặc trưng, tính chất của đá

4.C ấu tạo, kiến trúc đá trầm tích

5.Th ế nằm của đá trầm tích

2 Quá trình hình thành đá trầm tích:

• Trầm đọng từ mảnh vụn phong hóa

- Giaiđoạn phá hủy đá có trước, tạo vật liệu trầm tích

- Giaiđoạn vận chuyển và trầm đọng

- Giaiđoạn keo kết, hóa đá

• Trầm đọng do kết tủa: đá vôi, dolomite, thạch cao…

• Trầm đọng từ xác sinh vật: than đá, san hô, đá vôi vỏsò…

TrÇm tÝch sinh häc

lơ lửng, xô lăn, kéo lêTrầm đọng theo quy luật tuyển lựa theo đường kính hạt: Vận chuyển càng đi xa kích

thước hạt trầm đọng càng nhỏ

dần, hạt càng tròn

cạnh

tủa Nước biển từ

đại dương tiếp tục

bổ sung (mũi tên

Anthracite – than đá

Một số loại trung gian

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

3 Trầm tích hoá học: đá vôi, đôlômit, thạch cao,

muối mỏ

4 Trầm tích sinh vật: than đá, san hô, đá vôi vỏ sò

5 Một số loại trung gian (hổn hợp): sét vôi, vôi

sét, bùn, than bùn

69

CONGLOMERATE AT BUKIT KELUANG

Đá bột kết Than đá

III Thành phần khoáng vật của đá trầm tích

1 Khoáng vật tàn dư: các khoáng vật của đá có

trước còn giữ lại chưa bị biến đổi, thường là cáckhoáng vật trong các mảnh vụn của trầm tíchvụn cơ học

2 Khoáng vật thuần túy: là các khoáng vật hình

thành do sự kết tủa từ dung dịch thật VD: thạchcao, halite, opan Thường là thành phần của trầmtích hóa học và chất xi măng gắn kết trong trầmtích keo kết

3 Khoáng vật thứ sinh: là những khoáng vật sinh

ra từ những khoáng vật có trước do biến đổi hóahọc

Hoá thạch thực vật

Petrified wood fossil formed

through permineralization

The internal structure of

the tree and bark are

kiện môi trường http://geology.com/stories/13/petrified-wood/

IV Kiến trúc và cấu tạo của đá trầm tích

1 Trầm tích vụn rời - kiểu kiến trúc hạt

 Hòn lớn (200mm), hạt dăm (200-20mm), hạt sạn(20-2mm), 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 và tính chất của xi măng

 Keo kết lấp đầy: các hạt tiếp xúc nhau, lỗ hổng giữa các hạt được lấp đầy bằng các chất gắn kết

 Keo kết tiếp xúc: các chất gắn kết chỉ có ở chỗ tiếp xúc giữa các hạt; trong đá có nhiều lỗ hổng

Vật chất xi măng gắn kết đá: silic, oxyd sắt, calcite hoặc sét, trong đó silic là chất gắn kết tốt nhất

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

2 Cấu tạo của đá trầm tích

Các loại cấu tạo của đá trầm tích bao gồm:

-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 trên, theo thứ tự từ trái qua phải, từ

trên xuống:

lớp mỏng; lớp dày; lớp xen kẹp; thấu kính (lense) và bướu nhỏ (nodule);

lớp xiên; lớp xiên chéo; gò; phân nhịp

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

nằm nghiêng hoặc uốn cong

 Nếp uốn (nếp lồi, nếp lõm)

 Phức nếp uốn (phức nếp lồi, phức nếp lõm)

 Đơn nghiêng

Th ế nằm nguyên sinh N ếp uốn lõm (Syncline, eastern Tennessee)

Đường dốc

Đường hướng dốc



 sinh hoặc thuần tuý (của xi măng gắn kết)

 Hiểu và nhớ được 3 giai đoạn hình thành đá trầm tích keo kết,phân biệt với 3 quá trình hoá đá của chúng

 Hiểu được bản chất của quy luật trầm đọng tuyển lựa theo đườngkính hạt

 Hiểu được thế nằm nguyên sinh và thứ sinh của đá

§1.3 ĐÁ BIẾN CHẤT

http://www.flickr.com/photos/29261553@N08/2846226863/lightbox/

N ội dung:

1 Sự hình thành đá biến chất

• Đá biến chất được hình thành trong lòng đất do biến

chất các đá có trước dưới tác dụng của các tác nhân:

+ Nhiệt độ +Ứng suất

+ Áp suất + Dung dịch thuỷ nhiệt

• Kết quả làm thay đổi thành phần khoáng vật, kiến trúc

và cấu tạo

• Có 4 quá trình biến chất:

a biến chất tiếp xúc c biến chất động lực

b biến chất khu vực d biến chất thủy nhiệt

Metamorphic Rock (đá biến chất) "Meta"= Change

"Morph"= form

a Biến chất tiếp xúc: do tác nhân nhiệt độ gây ra

 Khi khối magma đi lên mất nhiệt, đá vây quanh bị nungnóng, xảy ra các quá trình hoá lý làm biến chất đá

 Biến chất tiếp xúc chỉ xảy ra ở chỗ tiếp xúc của đá vâyquanh với khối magma Càng ra xa mức độ biến chấtcàng giảm, hình thành nên một đới biến chất xung quanh

khối magma dày từ vài cm đến vài km

 Quá trình biến chất bắt đầu ở nhiệt độ trên 2000C với sựphá vỡ mạng tinh thể để hình thành khoáng vật mới Quátrình kết thúc ở nhiệt độ trên 600-12000C khi nóng chảyhoàn toàn

 Theođộ sâu T, P đều

tăng, đạt ngưỡng nào

Độ dài mũi tên biểu diễn độ lớn của áp lực

c Biến chất động lực: tác nhân là áp suất và nhiệt độ

 Ở các vùng kiến tạo tạo núi, do lực ép kiến tạo, áp suất

tăng đồng thời nhiệt độ cũng tăng gây biến chất đá

 Càng vào tâm khu vực nén ép, biến chất càng tăng

 Đá nguyên thủy bị cà nát, chỉ thay đổi kiến trúc, cấu tạo

mà không biến đổi về thành phần khoáng vật cũng nhưthành phần hóa học

d Biến chất thuỷ nhiệt

 Khi các khí và dung dịch từ khối magma xâm nhập vào

đá, xảy ra sự thay thế các nguyên tố trong các khoáng vậttạo đá làm biến chất đá

 Xảy ra trên bề mặt các kẽ nứt đá ở khu vực gần các khốimagma, phạm vi biến chất không lớn

stresses result in folding

of rock and thickening of

the crust, tends to push

rocks to deeper levels

There they are subjected to

higher temperatures and

Cường độ cao

Kémổn định trong điều kiện môi trường

Thông thường tỷ trọng cao, không chứa nước hoặc

nghèo nước

BiotiteChloriteEpidote

K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2

 Kiến trúc biến tinh, tái kết tinh: các khoáng vật đá ban

đầu có thể được kết tinh (trường hợp biến chất từ đá trầmtích gắn kết) hoặc tái kết tinh (đối với đá magma và trầmtích hóa học) Sự kết tinh này của khoáng vật xảy ra ởtrạng thái cứng, còn khi ở nhiệt độ cao nhất thời có thểxuất hiện các vùng nóng chảy cục bộ rồi sau đó xảy rasự kết tinh và sắp xếp lại các tinh thể khoáng vật VD:đáhoa, Quartzite

 Kiến trúc vảy: đặc trưng cho đá có khoáng vật dạng vảy,

dạng phiến được định hướng theo một phương nào đó

Kiến trúc này đặc trưng cho các loại đá phiến và thườngkémổn định khi chịu phong hóa

Cấu tạo

• C ấu tạo phân phiến: gây ra do sự định hướng của

khoáng vật dưới tác dụng của áp lực thủy tĩnh trong

quá trình tái kết tinh đá Các khoáng vật dạng tấm,

dạng vảy sẽ sắp xếp để phương kéo dài của tinh thể

vuông góc với phương áp lực

• C ấu tạo không phân phiến (cấu tạo khối): các

khoáng vật phân bố đồng đều trong đá Cấu tạo khối

cóở đá có thành phần tương đối đồng nhất và trong

quá trình biến chất vẫn giữ nguyên được đặc tính đó

Một số cấu tạo của đá biến chất:

 Dựa vàohọ khoáng vật tạo đáchia làm 8 nhómđá

 Dựa vàokhoáng vật chủ đạođể phân biệt loại đá

khác nhau trong nhóm

Ví dụ: nhóm đá phiến có phiến mica, phiến chlorite

5 Thế nằm của đá biến chất

Thế nằm của đá biến chất giống thế nằm của đá ban

đầu đã tạo nên nó, phụ thuộc vào loại biến chất:

 Đá biến chất tiếp xúc: dạng đới bao quanh

 Đá biến chất động lực: dạng tuyến dọc theo đứt gãy

 Đá biến chất khu vực: giữ nguyên thế nằm của đá

banđầu

 Marble is a non-foliated metamorphic rock that is produced from the metamorphism of limestone It is composed primarily of calcium carbonate

6 Một số loại đá biến chất

 Quartzite is a non-foliated metamorphic rock that is produced by the

metamorphism of sandstone It is composed primarily of quartz

 Hornfels is a fine-grained nonfoliated metamorphic rock with no

specific composition It is produced by contact metamorphism

Hornfels is a rock that was "baked" while near a heat source such

as a magma chamber, sill or dike

Amphibolite

Amphibolite forms when basaltic rock is subjected to higher temperatures (550–

750°C) and slightly greater pressure

Usually it's a hornblende schist

Gneiss is foliated metamorphic rock that has a banded appearance

and is made up of granular mineral grains It typically contains

abundant quartz or feldspar minerals The specimen shown above is

about two inches

 Phyllite is a foliate metamorphic rock that is made up mainly of very fine-grained mica The surface of phyllite is typically lustrous and sometimes wrinkled It is intermediate in grade between slate and schist

 Schist is metamorphic rock with well developed foliation The specimen

shown above is a "chlorite schist" because it contains a significant amount

of chlorite It is about two inches across

Một số yêu cầu khi học bài đá biến chất

 Các quá trình biến chất đá, các tác nhân gây biến chất;

 Sự khác biệt giữa phân loại quá trình biến chất đá vàphân loại đá biến chất;

 Kiến trúc, cấu tạo của đá biến chất;

 Thế nằm của đá biến chất Kể được tên và hiểu đượcđặc điểm của các khoáng vật của đá biến chất

§1.4 ĐỊA TẦNG VÀ THỜI GIAN

thành tạo theo thời gian

Tu ổi của đất đá?

đầu tác dụng

 Tuổi của hiện tượng địa chất là khoảng thời gian

từ khi tác nhân gây hiện tượng bắt đầu tác động

Pb Pb

T

38 , 0

208 206

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

thạch chỉ đạo

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

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

2 Phân chia địa tầng

 Là sự phân chia các thành tạo đất đá của một khu vực thànhcácđơn vị địa tầng (còn gọi là phân vị địa tầng)

 Đơn vị phân chia là thành hệ và hệ tầng

 Thành hệ là một thể trầm tích phát triển liên tục đượcphân biệt với nhau bằng sự gián đoạn kiến tạo – bàomòn Thành hệ được chia nhỏ thành các hệ tầng

 Hệ tầng là một tập hợp thành tạo trầm tích được đặctrưng bởi tính đồng nhất của đất đá trong tập hợp ấy

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

theo thời gian

 Bất chỉnh hợp là trong quá trình trầm đọng có sự gián

đoạn trong một khoảng thời gian nhất định

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 ta đưa ra khái niệm

về “niên biểu 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 cácđơn vị thời gian  thang thờigian:

Chu kỳ Anpi Chu kỳ Kimmeri Chu kỳ Hecxini

Chu kỳ Caledoni

Thời gian địa chất

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

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,

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 địatầng)  thang địa tầng tương ứng với thang thờigian

 Cácđơn vị trong thang địa tầng lấy tên của đơn vịtrong thang thời gian tương ứng

Đại  Giới

Thế  Thống

tên gọi của các đơn vị của các thang đó, mối quan hệ

giữa thang địa tầng và thang thời gian;

 Cần hiểu được các quan hệ chỉnh hợp và bất chỉnh

hợp của đá trầm tích, các khái niệm tầng đánh dấu và

hóa thạch chỉ đạo trong các phương pháp xác định

tuổi tương đối

3 Các vấn đề cần điều tra và biện pháp

xử lý tầng phong hóa trong xây dựng

1 Phong hóa – Khái niệm

Phong hóa là quá trình bi ến đổi đất đá do

phá hủy cơ học, biến đổi hoá học và các

hoạt động của sinh vật.

Xảy ra ở phần trên cùng của vỏ trái đất do

các tác nhân bên ngoài (khí quy ển, thủy

quy ển và sinh quyển) làm đất đá thay đổi

thành ph ần, cấu trúc và trạng thái, suy

gi ảm tính chất xây dựng.

2 Các hình th ức phong hoá đá

3 hình thức phong hoá:

a Phong hoá vật lý b.Phong hoá hoá học

c Phong hoá sinh h ọc

a Phong hóa v ật lý

Làm vỡ vụn đá mà không thay đổi thành

phần

Nguyên nhân:

Do ứng suất nhiệt (dao động nhiệt độ)

Do đóng băng của nước trong các kẽ nứt,

l ực kết tinh của muối.

Do dỡ tải làm đá bị tróc vỡ

Do tác dụng thuỷ lực của sóng vỗ

Photo: Marli Miller, University of Oregion Earth Science World Image Bank, photo hhrhuz, http://www.earthscienceworld.org/

b Phong hóa hoá h ọc

• Làm bi ến đổi thành phần của đá

• Tác nhân: N ước và các chất hoà tan

• Các quá trình hoá học biến đổi đá:

4 4

2 2 2

2 nO nH O H SO FeSO

 SO  Fe O nH O Fe

Limonit Pyrit

2 4 3 2 2 3 2

SiO 3 O Fe O SiO

Pyroxen magnetit Thạch anh

Kết quả quá trình ôxy hoá trong đá bazan

Kết vón ô xít sắt

Khoáng vật (lớp silicat, alumosilicat) dưới tác dụng phân giải của nước  thành khoáng vật mới

AlSi3O8 CO2 nH2O Al4 OH8Si4O10 SiO2nH2O K2CO3

cường độ thấp hơn, ổn định với phong hóa hơn

Octocla

2H CaSO4 2  4 2

Anhydrit (thạch cao khan) thạch cao

c Phong hoá sinh vật

• Do động, thực vật gây phá huỷ đá

– Rễ cây gây phá huỷ cơ học

– Thực vật sống (địa y) và xác động, thực

vật gây phá huỷ hoá học các đá

Phong hóa hóa h ọc

Phong hóa v ật lý

Do sinh v ật

Địa y gây phá huỷ hoá học

sinh h ọc

Phong hóa vật lý làm vỡ vụn đá, tăng diện tiếp

xúc của đá với các tác nhân của môi trường

thúc đẩy phong hoá hoá học

3 T ầng tàn tích và các đặc trưng địa chất

công trình của nó

• T ầng tàn tích là sản phẩm của quá trình

phong hóa n ằm tại chỗ trên mặt đá gốc.

• Đặc điểm: mức độ phong hóa giảm theo

chi ều sâu, phân thành các đới có tính chất

Tham kh ảo

Phong hoá hoá học

do hoà tan Đá vôi

cát kết

Soil Soil Soil

Đá granite giàu felpar

Iron-rich basalt Phong hoá hoá học

do ô xy hoá

Phong hoá hoá học

Do thuỷ hoá

T ầng tàn tích

4 Các v ấn đề cần điều tra và biện pháp xử

lý t ầng phong hóa trong xây dựng

Những vấn đề cần điều tra

• Mức độ phong hóa (bề dày, tính chất

xây dựng của các đới)

• T ốc độ phong hóa

• Hình th ức phong hóa, tác nhân gây

phong hóa

Các bi ện pháp xử lý tầng phong hóa

hóa

của nước vào trong đá

hóa

như phun xi măng, phun dung dịch sét…

Yêu c ầu khi học bài này

• Phong hoá, các hình thức phong hoá và bản chất

của các quá trình phong hoá

• Tầng tàn tích, phân biệt với tầng trầm tích hoặc

sườn tích

• Các vấn đề cần điều tra nghiên cứu phong hoá và

hiểu rõ các biện pháp xử lý tầng đá phong hoá

trong xây dựng để có thể ứng dụng sau này

• Liên hệ với các bài đá biến chất và magma để

phân biệt hai quá trình phong hoá đá và biến chất

đá

Nhìn ảnh dưới hãy cho biết theo điều kiện hình thành đây là

lo ại đá gì? Thế nằm nói chung của loại đá đó và cụ thể trong ảnh là dạng nào trong số các dạng đó?

( 3c7a0507dc11 )

http://www.geocaching.com/seek/cache_details.aspx?guid=81b5daee-9f46-4f87-9450-¤2.2 TR ƯỢT MÁI DỐC

N ội dung:

1 Định nghĩa và các khái niệm

2 Các nguyên nhân gây tr ượt lở

3 Các yếu tố ảnh hưởng trượt lở

4 Phân loại trượt lở mái dốc

5 Các giải pháp phòng chống

Trượt đất ở McClure Pass, Nam Aspen, Colorado

Tr ượt ở hồ chứa Vaijont ở Italia

Trượt đất ở Mameyes 1985, Puerto Rico 1 Định nghĩa và các khái niệm

Tr ượt đất đá là sự dịch chuyển trên bề mặt

hay gần bề mặt của một khối đất đá do ảnhhưởng của trọng lực (từ cao xuống thấp), áp lựcthuỷ động, lực địa chấn và một số lực khác, ở cácquy mô khác nhau: quy mô nhỏ khối trượt lở cóthể chỉ vài m3quy mô lớn khối trượt đến hàngnghìn m3đất đá

Tr ượt lở có thể xảy ra ở các mái dốc tự nhiên

và nhân t ạo

Trượt lở có thể xảy ra ở tất cả các loại đất đá,

th ậm chí cả đá cứng khi hội đủ các điều kiện

Quy mô kh ối trượt có thể từ rất nhỏ đến cực

l ớn

T ốc độ dịch chuyển có thể rất từ từ nhưng

c ũng có thể đạt đến trên 300 m/s (Madison Canyon)

• Do cắt xén chân dốc:

– Nước chảy xói chân dốc

– Con người đào cắt chân dốc

• Do chất tải trên mái dốc:

– Xây dựng, đổ thải trên mái dốc

• Do chấn động:

–Động đất, nổ mìn

• Do thay đổi tính chất của đất đá:

– Phong hoá, tẩm ướt

Do xói mòn chân d ốc Do xói mòn chân d ốc

Do c ấu trúc địa chất bất lợi Do th ế nằm đất đá bất lợi

Động đất

58

Núi l ửa

3 Các yếu tố ảnh hưởng trượt lở

• Địa hình địa mạo (cổ, trẻ)

• Cấu trúc địa chất (thế nằm của đá)

• Khí hậu (cường độ mưa, thời gian

mưa liên tục)

• Th ực vật

Vai trò của dốc và địa hình

-Dốc nghiêng lớn ảnh hưởng

độ lớn lực trượt trên mặt dốc

-Quá trình tăng góc của mặt trượt dẫn đến động lực cũng tăng

Devil's Slide là một con dốc lớn dọc theo đường bờ biển San Mateo Country.

Vai trò của khí hậu và thực vật

Trận mưa lớn đã gây ra sạt

lở đất là

hư hỏng con đường

Thực vật là nhân tố quan trọng trên các

s ườn dốc là vì:

-Th ực vật là một màn chắn để hạn chế luợng mưa rơi trên các đỉnh dốc,tạo điều kiện thuận lợi cho sự thấm nước vào đất.

-Th ực vật có hệ rễ tạo ra sự kết dính các

v ật liệu trên các sườn dốc.

-Th ực vật thêm trọng lượng vào dốc

Từ trái qua phải, từ trên xuống dưới: Trượt phẳng, trượt hình nêm, trượt xoay đơn, trượt xoay nhiều bậc, đá rơi, đá đổ,

trượt khối, trượt chảy

Group 4

Các d ạng mất ổn định mái dốc

Trượt chảy

Trượt mặt cong

Đá rơi

Trượt

phẳng

Đá rơi

Tr ượt trong đá

Trượt phẳng Trượt dạng nêm Trượt mặt cong Đá đổ

D ạng trượt đá phụ thuộc vào hệ thống các khe nứt trong khối đá

5 Các giải pháp phòng chống

• Tường chắn, khung chắn

Các gi ải pháp phòng ngừa

III Các biện pháp xử lý trượt (tiếp) Bi ện pháp phòng ngừa

Tạo bậc mái dốc

Mái dốc kém ổn định

Lắp đặt neo

Neo đất

III Các biện pháp xử lý trượt (tiếp)

Neo kết hợp phun bê tông bề mặt

Sử dụng vật liệu đất có cốt

• Định nghĩa hiện tượng dịch chuyển đất đá ở máidốc, nguyên nhân gây ra và phân loại chúng;

• Các biện pháp phòng, chống trượt lở (không chỉ

kể được tên mà phải giải thích được cơ sở khoahọc của giải pháp);

• Phân biệt được nguyên nhân gây trượt và yếu tốảnh hưởng trượt Phân tích được ảnh hưởng củacác yếu tố tự nhiên (địa hình, cấu trúc địa chất,khí hậu, thực vật) đến khả năng phát sinh trượt lởđất đá;