Bài giảng Tinh thể - Khoáng vật – Thạch học - Chương 6.1: Đá biến chất

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Tinh thể - Khoáng vật – Thạch học - Chương 6.1: Đá biến chất. Chương này cung cấp cho học viên những nội dung gồm: khái niệm; các yếu tố biến chất; các kiểu biến chất; thành phần vật chất; đặc điểm kết tinh; cấu tạo – kiến trúc; phân loại; mô tả;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Tinh thể - Khoáng vật – Thạch học - Chương 6.1: Đá biến chất

CHƯƠNG 6 ĐÁ BIẾN CHẤT 1. Khái niệm 2. Các yếu tố biến chất 3. Các kiểu biến chất 4. Thành phần vật chất 5. Đặc điểm kết tinh 6. Cấu tạo – Kiến trúc 7. Phân loại 8. Mô tả
1. Khái niệm • Thành tạo từ sự biến đổi của các đá có trước trong các điều kiện sau: ✓ Ở trạng thái cứng. ✓ Nằm ở phần sâu của vỏ trái đất ✓ Các yếu tố nội lực (nhiệt độ, áp suất, dung dịch biến chất…) → Đá có trước bị thay đổi về thành phần, kiến trúc, cấu tạo. 2
So sánh điều kiện thành tạo Đá magma Đá biến chất Đá trầm tích Lỏng Cứng T & P bình T & P T & P thường Yếu tố nội lực Yếu tố nội lực Yếu tố ngoại lực - T từ 300 → 1.000o C - P từ 250 – 300 bar → 15 – 20 Kbar. - Độ sâu nằm dưới đới phong hoá và đới trầm tích. 3
2. Các yếu tố biến chất ❖ Nhiệt độ ❖ Áp suất ❖ Dung dịch biến chất ❖ Thời gian biến chất 4
Nhiệt độ ❖ Tác dụng ✓ Gây nên các phản ứng hoá học giữa các vật chất tạo đá. ✓ Thúc đẩy các tác dụng vật lý của các dung dịch tuần hoàn trong đá ✓ Làm thay đổi các tính chất vật lý của các đá. ✓ Nhiệt độ cao, các ion và nguyên tử di chuyển làm sắp xếp lại các tinh thể 5
Nhiệt độ ❖ Nguồn gốc • Hoạt động của Mm, ở gần khối Mm hay gần họng núi lửa bao giờ cũng có lượng nhiệt lớn và nhiệt độ cao. • Gradient địa nhiệt. Biến đổi theo chiều sâu và chiều ngang do cấu trúc ĐC của từng vùng. ◦ Trong vỏ TĐ, càng xuống sâu thì nhiệt độ càng tăng, trung bình là 300/Km (10/33m). ◦ Vùng núi lửa hoạt động: 350/Km. 6
Nhiệt độ ❖ Nguồn gốc • Do chuyển động kiến tạo, như các hệ thống đứt gẫy dịch chuyển theo các mặt trượt. • Sự tập trung của những vật chất phóng xạ với nồng độ cao cũng có liên quan tới dòng nhiệt, làm nhiệt độ gia tăng. • Theo thời gian ĐC, gradient địa nhiệt trước Cambri (Arkezoi – Thái cổ) cao hơn ngày nay rất nhiều. 7
Áp suất ❖ Phức tạp, với nhiều dạng P khác nhau: áp suất thủy tĩnh, áp suất định hướng, áp suất của những dung dịch khí hay nước tuần hoàn trong đá → áp suất tổng. 8
Áp suất • Áp suất thủy tĩnh (Pl) ◦ Còn gọi là áp suất địa tĩnh, áp suất tải trọng. ◦ Do tác dụng trọng lượng của các lớp đá nằm trên đối với các lớp đá nằm dưới sâu. ◦ Phổ biến ở những độ sâu lớn (tăng theo độ sâu). ◦ Pl làm nâng cao nhiệt độ kết tinh của KV. 9
Áp suất • Áp suất định hướng (Ps) ◦ Do hoạt động kiến tạo và chỉ tồn tại trong các vật liệu rắn. ◦ Xảy ra chủ yếu ở phần nông của vỏ TĐ ◦ Càng xuống sâu thì Ps càng giảm, còn Pl càng tăng. ◦ Phá vỡ các đá và làm thay đổi CT, KT của đá (bị vỡ vụn). 10
Áp suất • Áp suất định hướng (Ps) ◦ Gây nên sự biến dạng các đá và đồng thời tạo khe nứt. ◦ Làm giảm nhiệt độ kết tinh của KV. ◦ Tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của dung dịch B/c trong đá; thúc đẩy nhanh chóng các vận tốc phản ứng HH cũng như nâng cao tác dụng vật lý của các dung dịch tuần hoàn trong đá. 11
12
• Tạo khoáng vật đặc xít hơn Fosterite + Anortite → Garnet Mg2SiO4 CaAl2Si2O8 CaMg2Al2(SiO4)3 Thể tích phân tử 43,91 101,1 125,8 • Tăng nhiệt độ kết tinh 13
Dung dịch biến chất ❖ Trong các đá, tại chỗ tiếp xúc giữa các KV hoặc trong các bao thể hoặc trong các vi khe nứt luôn luôn tồn tại một dung dịch di chuyển tuần hoàn trong đá được gọi là dung dịch B/c. ❖ Có thể tồn tại ở trạng thái lỏng hoặc khí phụ thuộc vào nhiệt độ B/c. ❖ Thành phần chủ yếu là H2O, CO2... ❖ Tác dụng của dung dịch biến chất •Tạo ra áp suất hơi nước (PH2O) •Tạo ra áp suất thán khí (PCO2) 14
❖Bổ sung áp suất thủy tĩnh Muscovite + Thạch anh  Orthoclase + Silimanite + nước KAlSi3O8 KAl2[AlSi3O10](OH)2 + SiO2 + Al2SiO5 + H2O ❖Là môi trường ion và nguyên tử di chuyển Calcite + Thạch anh  Wollastonite +CO2 CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 Fosterite + Thạch anh = Enstatite Mg2SiO4 + SiO2 2MgSiO3 Talc + Calcite → Tremolite Mg3Si4O10(OH)2 + CaCO3 Ca2Mg5Si8O22[OH]2 15
3. Các kiểu biến chất Biến chất động lực (B/c cà nát) ▪ Tác dụng của Ps xảy ra dọc theo các đứt gãy kiến tạo ▪ Các đá nguyên thủy bị cà nát cơ học dọc theo đứt gãy, bị thay đổi về kiến trúc, cấu tạo (chỉ bị vỡ vụn). 16
3. Các kiểu biến chất Biến chất nhiệt động • Tác dụng đồng thời của cả ba yếu tố: nhiệt độ, áp suất và dung dịch biến chất. • Thay đổi kiến trúc, cấu tạo, thành phần khoáng vật và đôi khi cả thành phần hóa học. • Xảy ra trong phạm vi rộng lớn (như miền địa máng) → biến chất khu vực; • Xảy ra trong phạm vi nhỏ (như dọc theo các đứt gẫy) → biến chất địa phương. 17
3. Các kiểu biến chất Biến chất nhiệt (biến chất tiếp xúc nhiệt ) • Có liên quan tới hoạt động của các khối xâm nhập do lượng nhiệt thoát ra từ khối magma đang kết tinh. • Phân bố ở nơi tiếp xúc giữa đá magma xâm nhập và đá vây quanh → đới biến chất tiếp xúc • Biến đổi về thành phần khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo. 18
3. Các kiểu biến chất Dạng biến chất trao đổi (biến chất sau Mm) • Do tác dụng chủ chủ yếu của dung dịch biến chất được thoát ra từ khối magma đã kết tinh (dung dịch sau magma vừa mới kết tinh xong) • Các đá bị biến đổi nằm ở hai bên tiếp xúc và có thành phần hóa học hoàn toàn khác với đá ban đầu vì có sự thay đổi các nguyên tố hóa học giữa khối xâm nhập và đá vây quanh. • Nếu qúa trình biến chất xảy ra trong một phạm vi lớn thì gọi là biến chất trao đổi khu vực; nếu xảy ra tên một phạm vi nhỏ như quanh khối xâm nhập thì gọi là biến chất tiếp xúc trao đổi. 19
3. Các kiểu biến chất Siêu biến chất • Do tác dụng của nhiệt độ, áp suất và dung dịch biến chất. • Đây là dạng biến chất đặc biệt (phần biến chất cao) của biến chất nhiệt động (biến chất khu vực) làm tái nóng chảy từng phần của đá. Biến chất phức • Một khu vực gồm nhiều dạng biến chất nằm chồng lên nhau và hoàn toàn độc lập. 20