ĐỊA TẦNG
Khái niệm
• Lịch sử tiến hóa của trái đất được phân chia thành các giai đoạn(đơn vị) thời gian khác nhau dựa trên các yếu tố về biến đổi địa chất, tiến hóa của thế giới sinh vật, biến đổi cổ khí hậu,...
• Thang phân chia thời gian tiến hóa địa chất của trái đất được gọi là địa niên biểu (thang thời gian). Đơn vị đo là năm, nghìn năm, triệu năm, tỉ năm,...
• Thời địa tầng là hệ thống phân chia các thành tạo địa chất thành các
đơn vị hình thành tương ứng với các đơn vị thời gian.
• Thang thời gian là liên tục trong khi thang địa tầng có chỗ liên tục, có
chỗ gián đoạn.
• Tên gọi của các đơn vị địa tầng thường được lấy theo địa danh – nơi có
các mặt cắt chuẩn được nghiên cứu.
Hệ thống phân chia thang thời gian và thang địa tầng tương ứng
Một số hệ thống thang địa tầng chính
• Thạch địa tầng: Các đơn vị địa tầng được xác định dựa trên các đặc điểm
về thạch học và vị trí tương đối của chúng so với các đơn vị địa tầng
khác.
• Sinh địa tầng: được xây dựng trên cơ sở các tập hợp hóa thạch trong đá
• Thời địa tầng: Địa tầng phân chia các thành tạo đá trên cơ sở các thông
tin về tuổi thành tạo của đá. Mặt ranh giới trên /dưới của các đơn vị địa
tầng được gọi là mặt đẳng thời.
• Từ địa tầng: Các tập đá được phân chia dựa trên các thuộc tính về từ
tính
• Địa tầng phân tập: Một đơn vị trong hệ thống địa tầng phân tập được xác
định bởi vị trí tương đối của nó so với các mặt bất chỉnh hợp và chỉnh hợp liên kết.
Thời địa tầng Vs Thạch địa tầng
Sinh địa tầng
• Các hóa thạch tích tụ trong các lớp đá trầm tích và phun trào là cơ
sở để liên kết địa tầng và xây dựng cột địa tầng.
• Hóa thạch đóng vai trò quan trọng vì chúng là các chỉ dấu cho các
quá trình và môi trường lắng đọng trầm tích
• Nghiên cứu hóa thạch có thể cung cấp các thông tin về lịch sử tiến
hóa của thế giới sinh vật và qua đó là lịch sử tiến hóa của trái đất
• Hóa thạch được sử dụng để phân loại sinh địa tầng với độ phân dải
cao và được sử dụng trong việc định tuổi tuyệt đối thời gian thành
tạo của các đơn vị địa tầng.
Một đơn vị sinh
địa tầng cơ
bản được
xác định
tương ứng
với một tập
đá chứa
một đới sinh
vật mà nó
đặc trưng
bởi một đới
hóa thạch
riêng biệt.
Các đơn vị sinh địa tầng cơ bản
Giới Hệ Điệp Bậc
Các hóa thạch biển kích thước lớn được sử dụng trong phân chia sinh địa tầng
•
Invertibrates - loài không xương sống, mollusc động vật
thân mềm, arthropods- động vật chân đốt , echinodems
– động vật da gai, ... là cơ sở để phân chia thành các
đơn vị địa tầng là hệ, điệp, bậc system, series and stage.
• Hóa thạch của các loài phổ biến nhất: Bọ ba thùy,
graptolites, brachiopods (tay cuộn), san hô
Các hóa thạch biển kích thước nhỏ (vi hóa thạch) được sử dụng trong phân chia sinh địa tầng
• Quá nhỏ để quan sát được bằng mắt thường hoặc kíp
lúp cá nhân mà phải nghiên cứu dưới kính hiển vi hoặc
hiển vi điện tử quét SEM
• Nhạy cảm với biển đổi môi trường
• Các loài phổ biến nhất: foraminifera (bao gồm cả loại
sống trôi nổi và bám đáy), radiolaria (trùng tia), hóa
thạch siêu nhỏ,...
Hóa thạch lục địa được sử dụng trong phân chia sinh địa tầng
• Thường được bảo tồn kém do các hoạt động phong hóa, magma,
biến chất và phá hủy kiến tạo vì vậy khó sử dụng.
• Chỉ có một số ít các bộ phận cơ thể sinh vật hình thành từ các phốt
phát hữu cơ được bảo tồn tốt như răng của các động vật có xương
sống, các mảnh vỏ hạt, bào tử phấn hoa, mảnh thực vật,....
Thời địa tầng – Tuổi tương đối
Đá trầm tích
Đá magma
Nguyên tắc chồng lấn: đá già nằm dưới, đá trẻ nằm trên
Nguyên tắc xuyên cắt: Đá xuyên cắt trẻ hơn đá bị xuyên cắt
Nguyên tắc tương đương
Các nguyên tắc phân hủy phóng xạ và ứng dụng trong việc định tuổi tuyệt đối
t
(cid:0).
(cid:0)
(cid:0)
N
t
eN . o
Nt: Số hạt nguyên tử của nguyên
tố phóng xạ tại thời điểm t
No: Số hạt nguyên tử của nguyên tố phóng xạ tại thời điểm t=0
Λ: Hằng số phân rã
Các nguyên tố phóng xạ thường
được sử dụng trong định tuổi
tuyệt đối là C14, K40, U238,
U235, Th232, Ru87
Lưu ý: Kết quả định tuổi tuyệt đối bằng các phương pháp phóng xạ có thể
bị sai nếu lấy mẫu định tuổi ở các vị trí không thích hợp hoặc bị các sự
kiện biến chất hoặc magma sau này làm thiết lập lại đồng hồ phóng xạ
Đồng hồ phóng xạ bị thiết lập lại Do tác động của mạch magma muộn đâm xuyên vào
Các đồng vị thường được sử dụng để định tuổi phóng xạ
Những vấn đề tồn tại đối với định tuổi tuyệt đối
• Giá thành đắt và công nghệ phức tạp
• Trong phần lớn các trường hợp, số liệu về tuổi được đưa ra
là tuổi hình thành lên các khoáng vật đá gốc chứ không phải
tuổi hình thành lên đá trầm tích.
• Ngoại lệ cho các khoáng vật glaucolite và các khoáng vật tự
sinh trong môi trường biển nông có chứa K có thể được sử
dụng để định tuổi cho đá trầm tích (nhưng K trong môi
trường này dễ bị biến đổi và phạm vi sử dụng hạn chế)
• Các hóa thạch trẻ có thể được sử dụng để định tuổi cho đá
trầm tích
Liên kết địa tầng
Fossils
seismic data
large outcrops
Well log
• Địa chấn Tài liệu giếng khoan
• Hóa thạch Tài liệu thạch học vết lộ
• Các pp khác:định tuổi tuyệt đối, tổ hợp khoáng vật,....
ĐỊA TẦNG ĐỊA CHẤN
Các nguyên tắc thu nổ địa chấn
Địa chấn phản xạ
Vận tốc truyền sóng địa chấn
• Vận tốc trung bình
D
aV
(average vel.):
T 2
(cid:0)
T 2
T 1
(cid:0)
L
iV
• Vận tốc khoảng (interval vel.:
T1
2
D
(cid:0)
T2
(cid:0)
Vi
• Vận tốc cộng (stacking vel.)
(cid:0)
2 TV 2 2 T 2
2 TV 1 1 T 1
(cid:0)
Cơ sở để xác định ranh giới các tập địa tầng địa chấn
Ranh giới địa tầng địa chấn được xác định dọc theo các bề mặt gián đoạn phản xạ địa chấn [Vail et al., 1977; Veenken, 2007; Miall, 1991]
