Bài giảng Địa chất công trình: Chương 1.1 - Dr.-Ing. Nguyễn Quang Tuấn

Chia sẻ: Ganuongmuoixa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:41

Thêm vào BST

Báo xấu

40
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Địa chất công trình: Chương 1.1 Các loại đá trong vỏ quả đất và địa tầng cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm đất đá và khoáng vật; Sự hình thành khoáng vật; Các đặc trưng cơ bản của đá; Quá trình magma và sự hình thành đá magma; Phân loại đá magma; Thành phần khoáng vật của đá magma; Kiến trúc, cấu tạo của đá magma; Thế nằm của đá magma.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Địa chất công trình: Chương 1.1 - Dr.-Ing. Nguyễn Quang Tuấn

Trường Đại học Thủy lợi Bộ môn Địa kỹ thuật 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 1
Chương 1 CÁC LOẠI ĐÁ TRONG VỎ QUẢ ĐẤT VÀ ĐỊA TẦNG CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 2
Chu trình hình thành các loại đá trầm tích theo nguồn gốc Phong hóa, vận Nén chặt và gắn chuyển và tích tụ kết (hình thành đá) Nâng kiến tạo, phong hóa, vận chuyển và tích tụ Nâng kiến tạo, phong hóa, vận chuyển và tích tụ nhiệt độ Đá trầm tích Đá mắc ma & Nguội và áp suất Biến đổi do nhiệt đông cứng độ và áp suất (kết tinh) Nóng chảy Đá biến chất 3
Khái niệm đất đá và khoáng vật  Khoáng vật là các đơn  Đất, đá là sản phẩm của chất hoặc hợp chất tự quá trình địa chất tự nhiên được hình thành và nhiên, là tập hợp của các tồn tại trong vỏ quả đất khoáng vật, hoặc các hoặc trên mặt đất bởi các mảnh vụn đá. quá trình và điều kiện địa chất nhất định, có thành phần hóa học và cấu trúc tinh thể xác định.
Sự hình thành khoáng vật  Nhiều khoáng vật kết tinh từ chất lỏng: các dung dịch mắc ma, dung nham...  Các khoáng vật khác được hình thành do vật liệu đá bị chôn vùi, chịu tác động của nhiệt độ cao và áp suất lớn. Các khoáng vật này không ổn định, xảy ra quá trình trao đổi các nguyên tố hóa học, tạo ra các khoáng vật mới.
Các đặc trưng cơ bản của đá  Khi nghiên cứu đất đá, có 4 đặc trưng cơ bản phản ánh tính chất, nguồn gốc và điều kiện thành tạo:  Thành phần khoáng vật; sinh viên cần hiểu  Kiến trúc; rõ các khái niệm về 4 đặc trưng cơ  Cấu tạo; bản của đá  Thế nằm.  3 đặc trưng đầu có thể nghiên cứu trên mẫu đá, đặc trưng thế nằm chỉ nghiên cứu được tại nơi tồn tại của đá đó.
Các đặc trưng cơ bản của đất đá  TP khoáng vật: là khái niệm chỉ sự có mặt của các khoáng vật trong đá và tỷ lệ hàm lượng của chúng.  Kiến trúc: là những dấu hiệu xác định những đặc điểm về hình thái của từng hợp phần trong đá và quan hệ không gian giữa chúng với nhau. Kiến trúc là khái niệm chỉ các yếu tố hình dạng, kích thước, mức độ đồng đều và mối liên kết giữa các hạt. Thể hiện đặc điểm của các hợp phần.  Cấu tạo: là đặc điểm về quy luật phân bố của các hạt khoáng vật theo các phương hướng trong không gian và mức độ sắp xếp chặt sít của chúng. Thể hiện sự phân bố của các hợp phần.  Thế nằm: là khái niệm chỉ hình dạng, kích thước và mối quan hệ tiếp xúc của khối đá với các đá vây quanh. Thể hiện tư thế của khối đá. 7
Trường Đại học Thủy lợi Bộ môn Địa kỹ thuật 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 1
BÀI 1. ĐÁ MAGMA
Nội dung: 1. Quá trình magma và sự hình thành đá magma 2. Phân loại đá magma 3. Thành phần khoáng vật của đá magma 4. Kiến trúc, cấu tạo của đá magma 5. Thế nằm của đá magma
Đá mác ma  Đá mácma hay đá magma là những loại đá được thành tạo do sự nguội và đông cứng của những dung thể magma nóng chảy được đưa lên từ những phần sâu của vỏ Trái Đất.
I. Sự hình thành đá magma  Dung dịch magma là những dung dịch silicate nóng chảy được hình thành từ sâu bên trong lòng đất (30-150km), có chứa hầu hết tất cả các nguyên tố, kể cả các chất dễ bay hơi, hơi nước  Dung dịch magma được phát sinh do nhiệt độ tăng lên đột ngột (do các phản ứng phân rã hạt nhân hoặc do va chạm các lục địa)  Khi magma đâm thủng quả đất, chảy trên mặt đất thì được gọi là dung nham (lava).  Khi dung dịch magma đi lên và mất nhiệt, nguội lạnh và đông cứng tạo đá magma.
Ranh giới Ranh giới tách giãn hội tụ Magma phun trào Magma xâm nhập Vỏ trái đất Vỏ trái đất Manti Thạch quyển Quyển mềm Đá nóng chảy cục bộ, Manti nóng chảy cục bộ, tạo magma đi lên tạo magma đi lên Nguồn: https://www3.nd.edu
II. Phân loại đá magma: Thành phần hóa học, thành phần khoáng vật, điều kiện thành tạo và các tác động thứ sinh trong quá trình tồn tại của đá magma có ý nghĩa quan trọng, quyết định các đặc tính vật lý, cơ học của chúng. Dựa trên các cơ sở đó người ta chia đá magma ra các loại khác nhau. a. Theo điều kiện thành tạo Đá magma xâm nhập  Xâm nhập sâu Phân biệt, nhận diện thông  Xâm nhập nông qua kiến trúc của đá (theo mức độ kết tinh) Đá magma phun trào  Phun trào cổ  Phun trào trẻ b. Theo thành phần hóa học (dựa vào hàm lượng SiO2) Đá magma axit (feldsic): SiO2>65% Nhận diện Đá magma trung tính: SiO2=55% ÷ 65% thông qua màu Đá magma bazơ: SiO2=45% ÷ 55% sắc của đá Đá magma siêu bazơ: SiO2
Đá xâm nhập vs Đá phun trào Đá xâm nhập Đá phun trào Nơi hình thành Dưới mặt đất Trên mặt đất Tốc độ giảm nhiệt giảm nhiệt chậm Giảm nhiệt nhanh Kiến trúc Toàn tinh ẩn tinh, thủy tinh Kích thước hạt Lớn Nhỏ Ví dụ: Granite Rhyolite Diorite Andesite Gabbro Bazan
Granite Bazan (basalt) Đá axit (felsic) Đá ba zơ (mafic) Nguồn gốc: xâm Nguồn gốc: phun trào nhập sâu Andesite Đá trung tính Nguồn gốc: phun trào
II. Thành phần khoáng vật của đá magma Định nghĩa khoáng vật: Một khoáng vật là một nguyên tố hay một hợp chất hóa học thông thường kết tinh và được tạo ra do các quá trình địa chất (Theo Hiệp hội khoáng vật Quốc tế, 1995) Thuật ngữ "khoáng vật" bao hàm cả thành phần hóa học của vật liệu lẫn cấu trúc khoáng vật.
II. Thành phần khoáng vật của đá magma Khoáng vật là các đơn chất hoặc hợp chất tự nhiên được hình thành và tồn tại trong vỏ quả đất hoặc trên mặt đất bởi các quá trình và điều kiện địa chất nhất định, có thành phần hóa học và cấu trúc tinh thể xác định. Thạch anh, SiO2 Muscovite (Mica), KAl2[Si3O10](OH)2
Dạng kết tinh: các nguyên tử của vật chất nằm theo trật tự có quy luật trong không gian, tạo thành thành những tinh thể gắn kết lại với nhau. Chất kết tinh 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 hay nguyên tử của vật chất không nằm theo một trật tự có tính quy luật trong không gian (không tạo thành mạng tinh thể). Chất vô định hình có tính đẳng hướng. Khi chất lỏng bị làm lạnh nhanh, không đủ thời gian các mặt lưới tinh thể hình thành.
* Phân chia khoáng vật theo nguồn gốc thành tạo, các khoáng vật tạo đá được phân ra: -Khoáng vật nguyên sinh: là những khoáng vật hình thành từ các phần tử cơ bản trong các quá trình magma, trầm tích và biến chất -Khoáng vật thứ sinh: thành tạo ở các thời gian sau, do sự biến đổi của khoáng vật nguyên sinh * Phân chia khoáng vật theo màu: -Khoáng vật sáng màu (nhóm Salic): thạch anh, feldspar… -Khoáng vật sẫm màu (nhóm Femic): amfibole, pyroxen và biotite… Các khoáng vật nội sinh, nguyên sinh, chủ yếu là khoáng vật lớp silicate. Các khoáng vật sinh sau do kết tủa từ dung dịch lưu thông trong kẽ nứt, lỗ hổng của đá magma – hàm lượng không đáng kể.