Bài giảng địa chất công trình chương 4 đá

 Khi nghiên cứu về đá, cần xét tới thành phần khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo, thế nằm của đá vì chúng phản ánh điều kiện thành tạo của đá... trưng ► Nghiên cứu các đặc trưng thành phầ

Ths Hà Quốc Đông

03/2006

 Đá là một tập hợp nhiều khoáng vật hay một 

khoáng vật là một bộ phận chủ yếu cấu tạo nên  lớp vỏ trái đất.

►đá đơn khoáng 

►đá đa khoáng 

 Khoáng vật tạo đá chiếm > 5%, gọi là khoáng  vật chính, < 5% là khoáng vật phụ.

 Khi nghiên cứu về đá, cần xét tới thành phần 

khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo, thế nằm của đá 

vì chúng phản ánh điều kiện thành tạo của đá.

► Cấu tạo: là vị trí tương quan giữa các thành phần 

khoáng vật tạo đá và cách thức sắp xếp của chúng 

về mặt không gian. Thí vụ: cấu tạo đặc, cấu tạo xốp, cấu tạo dải

► Thế nằm: là hình dạng của vật thể tạo nên đá trong 

vỏ trái đất. thí vụ: vỉa, mạch, thể nấm,…

trưng

► Nghiên cứu các đặc trưng thành phần khoáng vật, kiến 

trúc, cấu tạo, thế nằm của đá nhằm giúp ta xác định được tên đá, loại đá, điều kiện hình thành và tồn tại của đá từ đó đánh giá được khả năng ứng dụng trong hoạt động của con người

► Đá magma (5­38)

► Đá trầm tích (39­69)

► Đá biến chất (70­91)

► Trong quá trình phân lo i theo hàm l Trong quá trình phân lo i theo hàm l ạ ạ ượ ượ ng hóa h c, ng hóa h c, ọ ọ

hàm l ượ ng % c a oxit silic trong đá đ ủ ượ c coi là ch s ỉ ố

hàm l ượ ng % c a oxit silic trong đá đ ủ ượ c coi là ch s ỉ ố

v đ axit, do v y m i có nh ng t nh "đá axit" t c ề ộ ậ ớ ữ ừ ư ứ

v đ axit, do v y m i có nh ng t nh "đá axit" t c ề ộ ậ ớ ữ ừ ư ứ

giàu SiO2 và "đá baz " giàu h p ph n baz (CaO, và "đá baz " giàu h p ph n baz (CaO, ơ ơ ợ ợ ầ ầ ơ ơ

MgO, FeO) và t ươ ng ng là nghèo silic ứ

MgO, FeO) và t ươ ng ng là nghèo silic ứ

► Hi n nay theo hàm l Hi n nay theo hàm l ệ ệ ượ ượ ng c a silic các đá macma đ ng c a silic các đá macma đ ủ ủ ượ ượ c c chia thành các nhóm sau:

► Dạng nền ­ batholith

nhập dạng lớp

► Dạng vòm – vòm núi lửa đang hoạt động

► Dạng lớp phủ, khi magma phun theo dạng đứt gãy  kéo dài và phủ trên diện rộng

► Dạng dòng chảy

► Dạng dòng chảy

 Kém bền vững trong điều kiện môi trường

► Các khoáng vật góc  trên bên trái ( thạch 

màu, tỷ trọng nhỏ;  góc dưới bên phải  sẩm màu, tỷ trọng  lớn ( pyroxene, 

► Các khoáng vật tạo đá chính chiếm đến 99%  thành phần chung của đá magma, là những  khoáng vật sau: 

► Dựa vào mức độ kết tinh của tinh 

thể chia kiến trúc của đá magma ra 

các loại sau:

 Ki n trúc toàn tinh Ki n trúc toàn tinh ế ế : Ki n trúc toàn tinh : Ki n trúc toàn tinh ế ế

 Ki n trúc th y tinh Ki n trúc th y tinh ế ế ủ ủ : các khoáng v t có : các khoáng v t có ậ ậ

  kiến trúc hạt đều: các hạt ở trong đá có kích thước gần như nhau

  kiến trúc hạt không đều: trong đá các hạt có kích thước lớn, nhỏ khác nhau

đá

 Cấu tạo khối (cấu tạo đồng nhất): là loại cấu tạo  theo bất kỳ hướng nào trong đá, các khoáng vật  cũng phát triển như nhau.

 Cấu tạo dòng (cấu tạo dải): là loại cấu tạo mà  các khoáng vật trong đá tập hợp thành dải theo  hướng chuyển động của dòng dung nham 

macma.

► Kiến trúc toàn tinh

► Cấu tạo khối chặt xít – các khoáng vật sắp xếp hổn độn, không có sự định hướng

tạo khối, hạt lớn.

► Dacite, đá phun  trào, thành phần  bazơ.

► Kiến trúc pocfia

► Cấu tạo khối

► Obsidian, đá vỏ chai, kiến trúc thuỷ tinh (không kết tinh), cấu tạo hoa tuyết, hạnh nhân ­ khối chặt sít

► Đá basalt cấu tạo 

lổ rỗng, kiến trúc 

thuỷ tinh

► Rhyolite, đá  phun trào axit,  kiến trúc ẩn tinh,  cấu tạo khối chặt  sít.

Đá Trầm tích (39 ­69)  (Sedimentary rocks)

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

phá hủy của các đá có trước hoặc do tích động xác sinh vật

 Đá trầm tích được thành tạo trong điều kiện nhiệt độ thấp, 

áp suất nhỏ, trong môi trường nước giàu khí và vật chất  hữu cơ;

 Tính chất phân lớp nằm ngang của các trầm tích khi lắng  đọng;

 Chứa các hoá thạch

 Gđ 1: Quá trình thành tạo vật liệu trầm tích  (phá huỷ các đá có trước)

 Gđ 2 : Vận chuyển và trầm đọng (theo quy  luật tuyển lựa).

► Quy luật trầm đọng tuyển lựa

 Càng xuôi theo dòng chảy kích thước hạt trầm đọng càng nhỏ

 Càng xuôi theo dòng chảy các hạt càng tròn cạnh

và cứ như vậy theo  thời gian, tích đọng  nên những lớp trầm  tích dày.

► Muối mỏ, thạch cao  được thành tạo như  vậy

► Trầm tích vụn keo kết: là đá  trầm tích mà trong đó các hạt  vụn đã được ximăng tự nhiên  (oxyd sillic, oxyd sắt, canxit,  sét, ) gắn kết lại.

kết, sét kết.

► Thành tạo trong nước do kết tủa, ngưng keo hay do phản ứng  hóa học.

► Theo nguồn gốc:

 Trầm tích lục địa: tt sông(aluvi), tt đầm lầy, tt tại chỗ (tàn tích­eluvi), tt sườn tích (deluvi)

 Đá cứng: đá dăm kết, cuội kết, cát kết, sét kết, đá vôi, 

đá anhydrit, …

► Khoáng vật nguyên sinh: Là các mảnh vụn đá hay khoáng vật do phong hóa cơ học các loại đá có từ trước, chúng là thành phần chủ yếu của đá trầm tích vụn cơ học như: cuội, sỏi, cát,… trong đó phổ biến là thạch anh, fenspat, ziacon, apatit,

► Khoáng vật thứ sinh: Là khoáng vật được thành tạo từ 

những khoáng vật nguyên sinh bị phá hủy hóa học, nó là thành phần chủ yếu của đá trầm tích sét

► Khoáng vật thuần tuý đá trầm tích: Khoáng vật thuần túy của đá trầm tích, được hình thành do lắng đọng của dung dịch thật, sự ngưng keo, có sự tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp của sinh vật như: thạch cao, muối mỏ, opan,… là 

thành phần chủ yếu thành tạo đá trầm tích sinh hóa, hoặc chất keo kết trong đá trầm tích vụn cơ học. (rất bền trong  điều kiện môi trường)

► Các hoá thạch trong đá

► Hoá thạch động vật

► 1. Trầm tích vụn rời – kiến trúc hạt

 Hòn lớn (>200mm), hạt dăm (200­20mm), hạt sạn (20­2mm), hạt cát (2­0,05), hạt bột (0,05­0,005mm), hạt sét (<0,005mm)

► 2. Trầm tích keo kết – kiến trúc keo kết

 Keo kết cơ sở ­ các hạt không tiếp xúc nhau, bị cách ly bởi vật chất ximăng

 Keo kết lấp đầy – các hạt tiếp xúc nhau, lỗ rỗng được lấp đầy bởi chất ximăng

 Keo kết tiếp xúc – các hạt tiếp xúc nhau, chất ximăng chỉ có ở những chỗ tiếp xúc

► 3. Trầm tích hoá học – kiến trúc kết tinh

 Kết tinh hoàn toàn; ban tinh; ẩn tinh

► 4. Trầm tích sinh vật – gọi theo tên đá

► 1. Cấu tạo khối: khi trong đá các hạt khoáng vật  sắp xếp lộn xộn, không có sự định hướng.

► 2. Cấu tạo dòng: khi các hạt khoáng vật sắp xếp 

có định hướng theo phương dòng chảy.

► 3. Cấu tạo lớp: khi các hạt khoáng vật sắp xếp có  quy luật thành từng lớp riêng biệt.

► Phân biệt: “ cấu tạo lớp ” và “ thế nằm dạng lớp ”:

 Cấu tạo lớp: là sự sắp xếp các hạt khoáng vật thành 

từng lớp (đặc trưng bên trong)

 Thế nằm dạng lớp: là hình dạng khối đá dạng lớp do sự sắp xếp các hạt đất đá (đặc trưng bên ngoài)

► Trong một lớp đá có các lớp phân bố của các hạt  khoáng vật.

VI. Cấu tạo đá TT

nhạt và cấu tạo khối

► Đá sét kết – cấu tạo 

lớp và cấu tạo khối

► Thế nằm dạng lớp song song nằm ngang và gọi là thế nằm nguyên sinh. Sự phân bố này đặc trưng cho môi 

trường trầm tích đồng nhất và yên tĩnh

 Dạng lớp nằm ngang hoặc hơi nghiêng (do tác dụng dàn trải của  lực trọng trường và sự xao động của dòng nước).

 Dạng lớp vát nhọn, dạng thấu kính

 Dạng lớp xiên, xiên chéo (slide)

► Các đá cổ, trãi qua nhiều thời kỳ biến động kiến tạo, 

thường có thế nằm dạng song song nhưng nghiêng hoặc uốn cong thì gọi là thế nằm thứ sinh

 Đơn nghiêng: khi đá bị uốn nếp và phần vòm đã bị bào mòn, chỉ  còn phần cánh của nếp uốn.

 Nếp uốn (nếp lồi, nếp lõm)

 Đường phương: chỉ phương kéo dài của 

tầng đá, được xác định bằng góc phương vị  đường phương.

 Đường hướng dốc: chỉ hướng đổ của tầng  đá.

 Gốc dốc: góc nghiêng của mặt tầng đá so  với mặt phẳng ngang.

► Thế nằm nguyên sinh của đá trầm tích

► Dạng lớp vát nhọn

► Thế nằm dạng xiên của trầm tích cửa sông (h.trái)

► Thế nằm nguyên sinh dạng xiên, xiên chéo

► Trong thế nằm của đá trầm tích thường xảy ra hai quan hệ:

 Quan hệ chỉnh hợp: các lớp đá  xếp liên tục lên nhau biểu hiện 

sự liên tục trong quá trình trầm  đọng (lớp 1­5, Hình A, B).

 Quan hệ bất chỉnh hợp: khi có 

sự gián đoạn trầm đọng. Sau  khi trầm đọng đến lớp 5, khu  vực này uốn nếp và nhô lên  khỏi mực nước, bị bào mòn  phần vòm, sau đó lại chìm  xuống để tiếp tục trầm đọng  các lớp 7,8,9 phủ lên trên. Như  vậy, đã có sự gián đoạn thời kỳ 

mà lẻ ra lớp 6 được trầm đọng.

► Thế nằm thứ sinh dạng 

nếp lõm (syncline) – nếp 

uốn (folds)

► Thế nằm thứ  sinh dạng đơn  nghiêng

► Quan hệ bất  chỉnh hợp  (nonconformity)

ĐÁ BiẾN CHẤT (70­91) (Metamorphic Rocks)

► Quá trình  làm thay đổi một cách sâu sắc thành 

phần và tính chất của các đá macma và đá trầm   tích ( đá hình thành trước ) dưới tác dụng của áp 

suất lớn, nhiệt độ cao và của dung dịch nhiệt động  gọi là quá trình biến chất .

► Trong thực tế các nhân tố gây ra biến chất thường  đồng thời tác dụng lên đá, nhưng dựa vào nhân tố  chủ yếu có thể chia ra: 

► Liên quan đến 

đứt gãy kiến 

tạo.

trình biến chất hình thành các khoáng vật  dạng vảy, dạng phiến, định hướng dưới 

tác dụng của áp lực.

► Sự biến tinh trong 

quá trình biến 

chất.

► Kiến trúc milonit, 

biến chất động lực

► 1. Cấu tạo khối: do biến chất tiếp xúc (P nhỏ), gồm các loại đá:

 Marble: hình thành do sự biến tinh đá vôi.

 Quartzite: Biến chất từ cát kết thạch anh.

 Hornfels: Đá điểm đóm do sự có mặt của các tinh thể lớn trên nền  tinh thể mịn.

► 2. Đá cấu tạo phiến: do biến chất khu vực, biến chất động lực (P lớn), bao gồm:

 Phiến sét (slate): biến chất từ sét kết.

 Phyllite: do biến chất ở mức độ cao, tinh thể hạt thô

 Đá phiến (diệp thạch, schist) chứa KV dạng hạt có thể thấy bằng  mắt thường, hơn 50% KV dẹt, tên đá được gọi theo tên KV: phiến  mica, phiến clorite

► 3. Đá cấu tạo Gniess – khi đá biến chất ở mức độ sâu sắc

► Đá quartzite, 

marble có cấu 

tạo khối.

► Đá phiến sét (slate) – biến chất yếu

► Đá phyllite – là đá phiến biến chất từ mica hạt mịn

► Đá Gniess (gơnai), cấu tạo phiến thành phần KV  chủ yếu là thạch anh và fenspat.

► Muscovite và granet schist với mức độ phân phiến  tốt, cho phép tách mica thành những mảnh nhỏ.

 Topa ­ Al 2 SiO 4 (OH,F)

 Storolit ­ Al 2 SiO 5 (Fe, Mg)(OH) 2

 Cocdierit ­ (Mg,Fe) 2  Al 4 Si 5 O 18

 Khoáng vật nhóm granet

 Staurolite – Fe +3 Al4(SiO5)(OH)  

Chu trình thạch học

Chu trình thạch học