Đề cương bài giảng Địa chất học 1 - Nguyễn Thị Mây

Chia sẻ: Minh Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:55

Thêm vào BST

Báo xấu

134
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề cương bài giảng Địa chất học 1 do Nguyễn Thị Mây biên soạn trình bày về cấu tạo, các tính chất vật lý - hóa học của trái đất, đại cương về khoáng vật và đá, các quá trình địa chất nội sinh, các quá trình địa chất ngoại sinh và các thuyết địa kiến tạo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề cương bài giảng Địa chất học 1 - Nguyễn Thị Mây

` ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ---- o0o ---- Nguyễn Thị Mây ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG ĐỊA CHẤT HỌC 1 (TÀI LIỆU DÙNG CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC SƯ PHẠM) Thái Nguyên, tháng 5/2011
` ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ---- o0o ---- Nguyễn Thị Mây ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG ĐỊA CHẤT HỌC 1 (TÀI LIỆU DÙNG CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC SƯ PHẠM) SỐ ĐVHT: 02 (LÝ THUYẾT 20, THỰC HÀNH 6, THẢO LUẬN 4) Thái Nguyên, tháng 5/2011
Chương 1 CẤU TẠO, CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ - HÓA HỌC CỦA TRÁI ĐẤT (Lý thuyết 02, thảo luận 01) * Mục tiêu: - Kiến thức: Nắm vững được cấu tạo của Trái Đất, các tính chất vật lý cơ bản và thành phần hoá học của Trái Đất. - Kỹ năng: Áp dụng tính chất từ tính trong việc xác định phương hướng, sử dụng được địa bàn địa chất - Thái độ: Sinh viên hiểu được những hiện tượng tự nhiên do cấu tạo của Trái Đất mang lại. Biết cách ứng phó với các hiện tượng tự nhiên và bảo vệ Trái Đất, hành tinh xanh duy nhất trong hệ Mặt Trời. 1.1. Cấu tạo và trạng thái vật chất bên trong Trái Đất Bằng phương pháp gián tiếp đặc biệt là phương pháp địa chấn cho phép các nhà khoa học giả thiết rằng Trái Đất được cấu tạo bởi ba quyển: vỏ, manti và nhân. Các quyển này khác nhau về thành phần hay trạng thái vật chất. 1.1.1. Vỏ Trái Đất Vỏ Trái Đất là phần cứng ngoài cùng của Trái Đất, ngăn cách với quyển Manti bên dưới bằng mặt ranh giới Moho, có bề dày thay đổi 5 - 10 km ở đại dương và 20 - 70 km ở lục địa. Vỏ Trái Đất được cấu tạo bởi các lớp có thành phần khác nhau, được chia ra 2 kiểu vỏ: vỏ lục địa và vỏ đại dương. - Vỏ lục địa: phân bố ở nền lục địa có một phần nằm dưới mực nước biển. Bề dày trung bình 35 - 40km, ở miền núi cao có thể đạt tới 70km. Về cấu tạo gồm: lớp trầm tích cổ, lớp granit và lớp bazan. - Vỏ đại dương: phân bố ở nền đại dương, dưới tầng nước biển và đại dương. Bề dày trung bình 5 - 10 km. Về cấu tạo gồm: lớp trầm tích trẻ và lớp bazan. Thành phần hoá học của vỏ Trái Đất có mặt hầu hết các nguyên tố hoá học trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev, trong đó chủ yếu là các
nguyên tố O2, Si, Al, Na, K, Ca, Fe, Mg. Trong tám nguyên tố này, Si và Al có hàm lượng lớn nhất nên còn được gọi là quyển Sial. 1.1.2. Quyển Manti Quyển Manti ngăn cách với vỏ Trái Đất bằng mặt Moho và ngăn cách với nhân Trái Đất bằng mặt Gutenberg ở độ sâu 70 - 2900 km. Căn cứ vào tốc độ truyền sóng chấn động chia ra: lớp cứng trên cùng là phần dưới của thạch quyển, tiếp đó là lớp vật chất có tính dẻo nên được gọi là quyển mềm. Phần dưới cùng vật chất ở trạng thái rắn. Thành phần hóa học: nghèo silic, giàu sắt và manhe vì thế còn có tên là quyển Sima. Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo Trái Đất 1.1.3. Nhân Trái Đất - Độ sâu từ 2900 km - 6371 km Theo nhiều nhà khoa học nhân ngoài có trạng thái gần như lỏng (vì sóng ngang không đi qua được), nhân trong rắn và lớp ở giữa có tính chất chuyển tiếp. Thành phần hóa học: Trước kia người ta cho rằng toàn bộ nhân là sắt và niken nên còn có tên gọi là Nife. Ngày nay nhiều nhà khoa học cho rằng, nhân khác các quyển nằm trên nó không phải do thành phần mà chủ yếu do
trạng thái vật chất của nó. Với áp suất lớn trong nhân (3,5 triệu atm) vật chất tồn tại ở dạng ion mang điện. 1.2. Các tính chất vật lý của Trái Đất 1.2.1. Tỉ trọng Do khối lượng các lớp bên trên đè nén các lớp bên dưới, nên vật chất ở các lớp dưới bị nén chặt làm tăng mật độ vật chất dẫn tới tăng tỉ trọng. Như vậy ta thấy tỉ trọng của Trái Đất tăng dần theo chiều sâu. 1.2.2. Áp suất: (áp suất gồm 2 loại) - Áp suất thủy tĩnh hay áp suất tải trọng sinh ra do trọng lượng các lớp bên trên đè nén các lớp bên dưới, áp suất thủy tĩnh tăng theo chiều sâu. - Áp suất địng hướng sinh ra do các chuyển động kiến tạo của vỏ Trái Đất. Chúng phân bố theo phương nằm ngang ở phần trên của vỏ Trái Đất và giảm dần theo chiều sâu. 1.2.3. Trọng lực Trọng lực là tổng hợp của hai lực: lực hút của Trái Đất và lực ly tâm sinh ra do sự tự quay của Trái Đất (do lực ly tâm nhỏ chỉ ~ 0,34% nên hướng của trọng lực vẫn là hướng tâm). 1.2.4. Nhiệt của Trái Đất Nhiệt của Trái Đất gồm có nhiệt bên ngoài (do Mặt Trời cung cấp) và nhiệt bên trong Trái Đất. - Nhiệt bên ngoài: hàng ngày Mặt Trời bức xạ một lượng nhiệt rất lớn về Trái Đất nhưng Trái Đất không hấp thụ hết mà chỉ hấp thụ một phần, còn lại đa số bức xạ lên không trung. Lượng nhiệt mà mỗi điểm của mặt đất nhận được từ Mặt Trời không những phụ thuộc vào sức nóng của Mặt Trời mà còn phụ thuộc vào vĩ độ địa lí, độ cao địa hình, bề dày thảm thực vật, sự phân bố lục địa, đại dương... Nhiệt Mặt Trời chỉ làm nóng Trái Đất đến một độ sâu nhất định và xuống tới một độ sâu nào đó, nhiệt độ không còn phụ thuộc vào nhiệt Mặt Trời thì tầng đó gọi là tầng thường ôn. Nhiệt độ của tầng thường ôn bằng
nhiệt độ trung bình năm trên mặt đất, tầng này nằm ở những độ sâu khác nhau tùy theo miền và tùy theo tính dẫn nhiệt của đất đá nằm trên, trung bình ở độ sâu từ 2 - 40m. - Nhiệt bên trong: là do hoạt động của các phản ứng hóa học tỏa nhiệt, sự phân hủy các nguyên tố phóng xạ hay nhiệt toả ra từ các lò magma trong vỏ Trái Đất. Bên dưới tầng thường ôn, càng xuống sâu nhiệt độ càng tăng dần, song không đều vì còn phụ thuộc vào điều kiện địa chất và môi trường địa lý. Ví dụ: mỏ đồng luôn nóng hơn mỏ than, gần núi lửa hoạt động thì nhiệt độ tăng cao. + Cấp địa nhiệt: Là khoảng độ sâu tính bằng mét để nhiệt độ tăng lên 10C, cấp địa nhiệt trung bình của vỏ Trái Đất là 33m. 1.2.5. Từ tính của Trái Đất Trái Đất là một nam châm khổng lồ, khoảng không gian chịu ảnh hưởng của nam châm đó gọi là từ trường của Trái Đất (địa từ trường), khoảng không gian chịu ảnh hưởng bằng 10 lần bán kính Trái Đất. Nguyên nhân Trái Đất có từ trường: do sự dịch chuyển các dòng vật chất trong nhân, do đá của vỏ Trái Đất chứa các khoáng vật có từ tính, sự không đồng nhất mật độ vật chất giữa các lớp bên trong Trái Đất. Do vị trí của cực từ trường không trùng với cực địa lý nên trục từ trường và trục địa lý hợp thành một góc nhất định. Mặt khác vị trí của từ cực luôn thay đổi theo thời gian nên góc hợp bởi giữa trục từ trường và trục Trái Đất cũng thay đổi. Hiện nay vào khoảng 11.50. Các từ cực không trùng với các địa cực là do sự phân bố đất liền trên bề mặt Trái Đất không đều ở hai bán cầu.
Hình 1.2. Sơ đồ từ trường của Trái Đất - Từ trường của Trái Đất được thể hiện bởi ba đại lượng: độ từ thiên, độ từ khuynh và cường độ từ trường. + Độ từ thiên (D): Là góc lệch giữa phương bắc nam theo kim địa bàn chỉ với phương bắc nam địa lý. Ở nước ta góc này không lớn, khoảng 50 phút (ở Groenlan gần 600). Đường nối những điểm có độ từ thiên bằng nhau gọi là đường đẳng thiên, đường có trị số độ từ thiên bằng 0 được gọi là kinh tuyến từ, (khi kim lệch về phía đông có từ thiên đông (+), về phía tây có từ thiên tây (-). + Độ từ khuynh: Là góc lệch giữa kim địa bàn với mặt phẳng nằm ngang.Tại các điểm xung quanh đường xích đạo độ từ khuynh bằng 0, đi về 2 cực độ từ khuynh tăng dần tới 900 (ở cực bắc kim địa bàn thẳng đứng, đầu kim bắc chỉ xuống dưới). Đường nối những điểm có độ từ khuynh = 0 gọi là đường xích đạo từ. Đường nối những điểm có cùng trị số độ từ khuynh gọi là đường đẳng khuynh. + Cường độ từ trường được biểu thị bằng đơn vị ơxtét hoặc gamma. Theo
các nhà nghiên cứu thì trong khoảng 2000 năm trở lại đây cường độ từ trường giảm 2 lần. Trong thực tế, trị số cường độ từ trường tại các điểm trên bề mặt Trái Đất thường lệch với trị số tính toán - gọi là dị thường từ. 1.3. Thành phần hóa học của Trái Đất - Các nguyên tố hóa học của Trái Đất phân bố rất không đều nhau, có những nguyên tố chiếm tỉ lệ lớn song có những nguyên tố chiếm một tỉ lệ rất nhỏ. - Có 8 nguyên tố chính : O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg = 97,24% - Các nguyên tố khác = 2,76% Trong số nhiều nhà khoa học thì Clac, nhà khoa học Mỹ năm 1889 đã công bố kết quả sau nhiều năm phân tích thống kê, tìm ra tỉ lệ % trọng lượng các nguyên tố. Số liệu công bố của ông đã gây lên sự chú ý mạnh mẽ trong giới khoa học. Để ghi nhớ công lao của của ông người ta gọi các trị số đó là trị số C.lac. * Tài liệu học tập: 1. Trần Anh Châu, (1992), Địa chất đại cương, Nxb giáo dục Hà Nội. 2. Phùng Ngọc Đĩnh - Lương Hồng Hược, (2004), Địa chất đại cương, Nxb Đại học Sư Phạm Hà Nội. 3. Võ Năng Lạc, (1998), Địa chất đại cương, Nxb Giao thông vận tải Hà Nội. * Câu hỏi thảo luận: 1. Khi học từng quyển cấu tạo Trái Đất theo anh (chị) cần lưu ý những điều gì nhất. Vì sao ? 2. Ý nghĩa thực tiễn của việc nghiên cứu nhiệt bên trong Trái Đất ? 3. Cơ sở nào suy đoán được trạng thái của vật chất bên trong Trái Đất ? 4. Cho biết những quan niệm cũ và mới về thành phần vật chất của nhân Trái Đất. * Yêu cầu sản phẩm nộp: Viết bài thu hoạch và nộp sau 2 ngày * Hướng dẫn tự học:
- Từ tính của Trái Đất. - Vẽ sơ đồ hướng quay của kim địa bàn trong từ trường của Trái Đất. - Tìm hiểu về cấu tạo của địa bàn. * Trang thiết bị dạy học: Máy tính, máy chiếu, địa bàn địa chất Chương 2 ĐẠI CƯƠNG VỀ KHOÁNG VẬT VÀ ĐÁ (Lý thuyết 08, thực hành 06) * Mục tiêu:
- Kiến thức: Nắm vững các khái niệm cơ bản, tính đối xứng, các tính chất vật lý và cách phân loại của khoáng vật. Định nghĩa, cách phân loại của đá magma, trầm tích và biến chất. - Kĩ năng: Phân biệt được một số khoáng vật phổ biến trong tự nhiên và nhận biết ở ngoài thực tế các loại đá thông dụng. - Thái độ: Sinh viên cần hiểu được tầm quan trọng của khoáng vật và đá đồng thời có ý thức bảo vệ vì đó chính là các tài nguyên, khoáng sản của mỗi quốc gia. 2.1. Khoáng vật 2.1.1. Những khái niệm cơ bản về khoáng vật 2.1.1.1. Định nghĩa Khoáng vật là những nguyên tố hóa học tự nhiên hoặc hợp chất hóa học trong thiên nhiên, hình thành do các quá trình lý hóa học hoặc sinh hóa học khác nhau trong vỏ Trái Đất hoặc trên bề mặt Trái Đất. 2.1.1.2. Hình thái và cấu trúc Khoáng vật có dạng kết tinh, dạng vô định hình và dạng keo. - Dạng kết tinh: Là khoáng vật hình thành do sự kết tinh các nguyên tố hóa học thành những tinh thể và gắn kết lại với nhau . - Dạng vô định hình: Là các khoáng vật mà các nguyên tử, ion hay phân tử sắp xếp một cách hỗn độn không theo một qui luật nào như ô mạng tinh thể của thủy tinh, dầu mỏ... - Dạng keo: Là khoáng vật ở trạng thái keo hoặc từ chất keo kết tinh lại, chất keo gồm những hạt keo có kích thước từ 1 - 100  m (1  m = 10-6mm) hòa tan trong nước. - Kích thước khoáng vật: Có thể lớn bé rất khác nhau, rất đa dạng, chúng dao động từ vài mm đến vài m. - Một số hiện tượng biến đổi của khoáng vật:
Ở khoáng vật kết tinh, có thể có hiện tượng đa hình, đồng hình hoặc giả hình. + Hiện tượng đa hình: Là hiện tượng khi một nguyên tố hay hợp chất hóa học do điều kiện khác nhau kết tinh ở dạng tinh thể khác nhau, kèm theo sự thay đổi các tính chất vật lý (ví dụ như than chì và kim cương). + Hiện tượng đồng hình: Là hiện tượng khi 2 khoáng vật thành phần khác nhau cùng kết tinh ở một dạng tinh thể như nhau, ví dụ như manhêzit (MgCO3) và sidêrit (FeCO3). + Hiện tượng giả hình: Là hiện tượng những khoáng vật có dạng tinh thể của khoáng vật khác mà chúng là sản phẩm phong hóa. 2.1.2. Tính đối xứng của tinh thể Tính đối xứng của tinh thể thể hiện bằng sự lặp lại đều đặn các yếu tố giới hạn của chúng. Các yếu tố giới hạn đó là mặt, cạnh, đỉnh và các yếu tố đối xứng gồm: tâm đối xứng, trục đối xứng và mặt phẳng đối xứng. Bằng phương pháp tổ hợp các yếu tố đối xứng của tất cả các tinh thể khoáng vật trong thiên nhiên, các nhà tinh thể học rút ra được bảy nhóm lớn hay bảy tinh hệ với các yếu tố đối xứng sau. + Tinh hệ lập phương: 3L4 ,4L3. 6L2 9P C + Tinh hệ lục phương: L6 6L2 7P C + Tinh hệ tứ phương: L4 4L2 5P C + Tinh hệ tam phương: L3 3L2 3P C + Tinh hệ trực thoi: 3L2 3P C + Tinh hệ một nghiêng: L2 P C + Tinh hệ ba nghiêng: C 2.1.3. Tính chất vật lí của khoáng vật - Độ cứng (độ rắn) Là khả năng của khoáng vật chống lại sự cọ xát của khoáng vật khác lên trên bề mặt của nó. Thường dùng bảng độ cứng tương đối Mohs với 10
bậc, mỗi bậc dùng 1 khoáng vật thường gặp làm vật chuẩn, xếp theo độ cứng tăng dần từ 1 dến 10. Độ cứng 1: Tan, công thức hóa học: Mg3(Si4O10)(OH)2 Độ cứng 2: Thạc cao, công thức hóa học: CaSO4.2H2O. Độ cứng 3: Canxit, thức hóa học: CaCO3 Độ cứng 4: Fluorit, công thức hóa học: CaF2 Độ cứng 5: Apatit, công thức hóa học: Ca5 (PO4)3(F.Cl) Độ cứng 6: Octocla, công thức hóa học: K(AlSi3O8) Độ cứng 7: Thạch anh, công thức hóa học: SiO2 Độ cứng 8: Topa, công thức hóa học: Al2(SiO4)(OH)2 Độ cứng 9: Corindon, công thức hóa học: Al2O3 Độ cứng 10: Kim cương, công thức hóa học: C - Tỉ trọng Khoáng vật trong thiên nhiên có tỉ trọng từ 0,8 - 21. Thông thường, tỉ trọng của khoáng vật được xác định là tỉ trọng tương đối - nghĩa là tỉ trọng so sánh giữa hai hoặc nhiều khoáng vật với nhau. Tỉ trọng tương đối được chia thành 3 nhóm: - Tỉ trọng nhẹ có chỉ số từ 1 đến 2. - Tỉ trọng trung bình có chỉ số từ 3 đến 4. - Tỉ trọng nặng có chỉ số lớn hơn 4. - Tính cát khai (cắt khai - vỡ phẳng) Khi tác dụng lên bề mặt khoáng vật một lực, khoáng vật sẽ bị tách ra theo những mặt phẳng song song. Sự tách ra này được gọi là tính cát khai của khoáng vật. Chia ra bốn loại cát khai: Cát khai rất hoàn toàn, khi khoáng vật dễ dàng tách ra thành tấm mỏng, tạo nên mặt cát khai bằng phẳng óng ánh, điển hình là khoáng vật mica.
Cát khai hoàn toàn, lấy búa gõ vào khoáng vật tách thành những miếng nhỏ giới hạn bởi những mặt cát khai, điển hình là khoáng vật canxit. Cát khai trung bình, khi vỡ ra vừa có mặt cát khai vừa không có mặt cát khai, điển hình là khoáng vật fenspat. Cát khai không hoàn toàn, khó tìm thấy mặt cát khai, gặp ở nhiều khoáng vật. - Vết vỡ Khi dùng búa đập vào khoáng vật, khoáng vật sẽ bị vỡ ra với các dạng vỡ khác nhau: người ta phân biệt các loại sau: vết vỡ vỏ trai, hình móc, sợi, hạt, đất… - Màu Mỗi khoáng vật có màu sắc riêng, màu do màu của nguyên tố hóa học tạo nên khoáng vật gọi là màu tự sắc. Song trong thực tế, nhiều khoáng vật ngoài màu tự sắc còn có nhiều màu sắc khác. Chẳng hạn thạch anh có màu trắng, song trong tự nhiên còn có màu hồng, tím, xám, lục… Màu đó được gọi là màu ngoại sắc, do các nguyên tố hóa học có màu khác lẫn vào. Màu thay đổi do sự giao thoa của ánh sáng gọi là màu giả sắc. - Màu vết vạch Màu của bột khoáng vật còn để lại khi vạch khoáng vật trên bản sứ trắng không tráng men. Đa số màu vết vạch giống màu khoáng vật. Tuy nhiên cũng có nhiều khoáng vật có màu vết vạch khác với màu khoáng vật. Màu vết vạch là dấu hiệu tốt để xác định khoáng vật. - Ánh Ánh là khả năng phản xạ ánh sáng của khoáng vật. Có hai loại ánh là: + Ánh kim loại: Các khoáng vật chứa kim loại + Ánh phi kim: Trong ánh phi kim chia ra: ánh thủy tinh, ánh kim cương, xà cừ, tơ, mỡ... - Từ tính
Một số khoáng vật có từ tính như sắt, bạch kim. Một số có từ tính yếu như pirotin và một số lại có tính phản từ (bị nam châm đẩy) như bismut tự nhiên. Ngoài các tính chất nêu trên, một số khoáng vật còn có tính chất khác như tính phóng xạ, tính dẫn nhiệt, dẫn điện... tính chất vật lí nêu trên được dùng để xác định khoáng vật, ngoài ra người ta còn dùng một số tính chất hóa học như mùi, vị, phản ứng với axit... 2.1.4. Phân loại khoáng vật Có nhiều cách phân loại tùy theo quan điểm khác nhau, có thể phân loại theo nguồn gốc phát sinh, theo công dụng thực tiễn, theo thành phần hóa học... Phân loại theo thành phần hóa học được sử dụng nhiều nhất, theo cách phân loại này khoáng vật được chia ra làm 8 lớp: - Lớp các nguyên tố tự nhiên: Là các khoáng vật chỉ gồm một nguyên tố hóa học. Đặc điểm là có màu sắc cố định, rất bền vững trong thiên nhiên như các khoáng vật vàng, bạc, platin, kim cương, graphit. - Lớp Sunfua: Là hợp chất của kim loại hoặc á kim với lưu huỳnh. Chúng thường là khoáng vật quặng có giá trị công nghiệp về kim loại màu và kim loại hiếm như pirit (FeS2), chancopirit (CuFeS2), galenit (PbS2), sfalerit (ZnS2), thần sa (HgS)... - Lớp haloit: Là hợp chất của kim loại hoặc á kim với nhóm halogien: (F,Cl, Br, I) như muối mỏ (NaCl), fluorit (CaF2). - Lớp oxyt: Là hợp chất của kim loại hoặc á kim với oxy. Được chia làm 2 phụ lớp: phụ lớp khan nước như thạch anh, corindon, hematit (Fe2O 3) và phụ lớp ngậm nước như opan (SiO2. nH 2O), limonit (Fe2O3. nH 2O). - Lớp carbonat: Là hợp chất của các kim loại hoặc á kim với [CO]2-. Được chia ra 2 phụ lớp: khan nước như canxit, azurit (CuCO3) và ngậm nước như malachit (CuCO 3. nH2O).
- Lớp sunfat: Là hợp chất của các kim loại hoặc á kim với [SO]2-. Được chia ra làm 2 phụ lớp: khan nước như barit (BaSO 4), anhydrit (CaSO4) và phụ lớp ngậm nước như thạch cao (CaSO 4. nH2O). - Lớp phốt phát: Là hợp chất của kim loại hoặc á kim với [PO4]2. Thí dụ: apatít Ca5(Cl,F) [PO4]3, photphorit. - Lớp silicat: Là hợp chất gồm 2 hoặc nhiều nguyên tố hóa học của các kim loại hoặc á kim với nhóm [SiO 2]-. [SiO2Al]. Chia ra hai phụ lớp: khan nước: như octocla (K[AlSi3O8]) và phụ lớp chứa nước như tan (Mg3[Si4010](OH)2). 2.2. Đá 2.2.1. Khái niệm và phân loại 2.2.1.1. Khái niệm Đá là tập hợp có quy luật của một hay nhiều khoáng vật và là bộ phận chủ yếu cấu tạo nên vỏ Trái Đất. Khi nghiên cứu về đá cần phải xét tới kiến trúc, cấu tạo và thế nằm của nó vì chúng phản ánh điều kiện thành tạo của đá. 2.2.1.2. Phân loại Có nhiều cách phân loại: phân loại theo thành phần hóa học, nguồn gốc phát sinh, thành phần các oxit... Một trong cách phân loại ưu điểm là cách phân loại theo nguồn gốc, theo cách phân loại này tất cả mọi đá tạo nên vỏ Trái Đất được chia ra làm 3 loại: đá magma, trầm tích và biến chất. 2.2.2. Đá magma 2.2.2.1. Khái niệm và phân loại - Khái niệm: Đá magma là loại đá được thành tạo do quá trình ngưng kết của các silicat nóng chảy gọi là magma xảy ra trong lòng hoặc ở trên bề mặt Trái Đất. - Phân loại magma: có hai cách phân loại:
* Phân loại theo độ sâu thành tạo: + Đá magma xâm nhập: là các đá magma được thành tạo do dung nham magma xâm nhập vào vỏ Trái Đất rồi ngưng kết lại. + Đá magma phun trào: là các đá được thành tạo do magma phun lên mặt đất rồi mới ngưng kết lại. * Phân loại theo thành phần hóa học: Dựa vào hàm lượng SiO2 chia ra: + Nhóm đá siêu axit khi hàm lượng SiO2 > 75% + Nhóm đá axit khi hàm lượng SiO2 = 65 - 75% + Nhóm đá trung tính khi hàm lượng SiO2 = 52 - 65% + Nhóm đá bazơ khi hàm lượng SiO2 = 40 - 52% + Nhóm đá siêu bazơ khi hàm lượng SiO2 < 40% 2.2.2.2. Kiến trúc của đá magma Do điều kiện thành tạo tương đối phức tạp nên đá magma có nhiều kiến trúc khác nhau. - Kiến trúc toàn tinh (kiến trúc hạt): Là kiến trúc trong đó toàn khối đá có cấu trúc tinh thể (tất cả các khoáng vật đều kết tinh). - Kiến trúc vi tinh: Là kiến trúc mà các tinh thể bé, mắt thường khó nhìn thấy được. Kiến trúc này thành tạo khi magma phun lên mặt đất gặp nhiệt độ và áp suất thấp nên dung nham nguội nhanh, khoáng vật không đủ thời gian để kết tinh thành tinh thể lớn. - Kiến trúc thủy tinh: Là kiến trúc các khoáng vật ở trong đá không kết tinh thành tinh thể mà kết tinh ở dạng vô định hình. 2.2.2.3. Cấu tạo của đá magma - Cấu tạo của đá xâm nhập: đá xâm nhập thường có cấu tạo khối và cấu tạo gơnai. + Cấu tạo khối (đồng nhất): Là trường hợp các khoáng vật trong đá được phân bố ở mọi chỗ đều nhau (tất cả các bộ phận đều giống nhau).
+ Cấu tạo gơnai: là trường hợp các khoáng vật sắp xếp song song nằm theo 1 hướng nhất định, tạo nên các dải có nhữg màu sắc khác nhau (tối màu xen kẽ với sáng màu). - Cấu tạo của đá phun trào: + Cấu tạo xốp: là cấu tạo mà trong đá có những lỗ để lại do các chất khí thoát ra khi dung thể magma ngưng kết. + Cấu tạo bọt: là một loại của cấu tạo xốp, thường được thành tạo ở phần rìa của dòng dung nham phun trào. + Cấu tạo dòng chảy: là cấu tạo mà đá còn giữ được dấu vết dòng chảy của dung nham. 2.2.2.4. Dạng nằm của đá magma (thế nằm) - Dạng nằm của đá magma xâm nhập: + Thể vỉa: hình thành do magma có áp lực xuyên vào khoảng giữa hai lớp đá, tách các lớp ra và lấp đầy khoảng không gian đã được dọn nên. + Thể nằm: có hình dạng giống như bánh dầy hoặc 1 cái nấm, nằm kẹp giữa hai lớp đá trầm tích. Lộ ra trên mặt thường có dạng gần tròn hoặc bầu dục ở trung tâm. + Thể chậu: là thể xâm nhập giữa các vỉa, có hình dạng cái chậu, hình thành do sự sụt lún của đá chứa dưới sức nặng của magma xâm nhập. + Thể yên: là thể xâm nhập tương đối không lớn hình thành ở phần vòm của nếp uốn, đồng thời với sự thành tạo nếp uốn. Tất cả các thể trên đều là các thể khớp đều nằm giữa các đá trầm tích. + Thể tường: do magma xuyên lên lấp đầy các khe nứt cắt qua các lớp đá của vỏ Trái Đất với hai mặt gần song song, dốc đứng kéo dài tựa như bức tường. + Thể cổ (họng núi lửa): là một phần của núi lửa cổ kiểu trung tâm, nó được lấp đầy magma đã ngưng kết đôi khi chứa đầy vụn núi lửa.
+ Thể nền (batôlit): lấy tên từ tiếng Hy Lạp “batos” có nghĩa là độ sâu. Có kích thước rất lớn rộng, dài tới hàng chục hàng trăm km. Đường ranh giới lộ ra trên bề mặt đất không đều đặn ở dưới phình to và có sườn dốc đứng. - Dạng nằm của đá phun trào + Thể dòng chảy: được hình thành từ magma có thành phần dễ linh động, thoát ra ở miệng núi lửa, chảy theo sườn dốc xuống các thung lũng xung quanh. + Thể vòm phủ: là dạng thế nằm của đá phun trào khi dung nham đông cứng có dạng vòm, thường được thành tạo khi dung nham có độ nhớt cao. + Lớp phủ: dung nham theo khe nứt lên bề mặt và phủ trên mặt đất bằng phẳng. Ở Việt Nam, thể lớp phủ bazan gặp ở Phủ Qùy - Nghệ An với diện tích 200 km2 bề dày 200m và ở nhiều nơi khác như khu vực Nam Trung Bộ, Vĩnh Linh - Quảng Trị. 2.2.3. Đá trầm tích 2.2.3.1. Khái niệm và phân loại. - Khái niệm: Đá trầm tích là đá được thành tạo từ các sản phẩm phá hủy của các đá có trước, sản phẩm hoạt động của núi lửa, kết quả của các quá trình hóa học và hoạt động của sinh vật. Các sản phẩm này có thể tích tụ tại chỗ hoặc được gió, nước chảy, băng hà mang đi và tích đọng ở biển, hồ và một phần trên đường vận chuyển (lòng sông, suối). Quá trình lắng đọng trầm tích xảy ra ở biển được gọi là trầm tích biển. Quá trình lắng đọng trầm tích xảy ra ở trong lục địa được gọi là trầm tích lục địa. Trầm tích lắng đọng ở biển nhưng vật liệu lắng đọng được đưa từ lục địa ra được gọi là trầm tích lục nguyên. Đá trầm tích chiếm 5% tổng khối lượng các đá trong vỏ Trái Đất, song lộ ra tới 75% diện tích bề mặt đất. - Phân loại: Dựa theo nguồn gốc thành tạo, đá trầm tích chia làm 4 nhóm:
+ Đá trầm tích cơ học: là đá phổ biến nhất trong các đá trầm tích, được thành tạo do sự phá hủy cơ học của các đá có trước sau đó được lắng đọng lại. Tùy theo mức độ gắn kết chia làm 2 loại: * Đá vụn không gắn kết: * Đá vụn gắn kết: Thực chất là đá vụn không gắn kết được gắn kết lại bởi xi măng. Gọi tên theo tên đá vụn không gắn kết nhưng thêm đuôi kết vào phía sau, ví dụ: dăm kết, cuội kết, sạn kết, sỏi kết, cát kết, bột kết, sét kết. + Đá trầm tích hữu cơ: Là đá trầm tích mà toàn bộ hay một phần là sản phẩm của sinh vật. * Đá vôi: thành phần khoáng vật chủ yếu là canxit, có thể lẫn đolomit, sét, thạch anh, than... Màu sắc không cố định có thể trắng, xám, nâu đỏ hoặc đen. Độ cứng trung bình dao rạch được, dễ sủi bọt với HCl. Bề ngoài là loại đá đặc xít, hạt mịn. Nguồn gốc: được thành tạo từ trầm tích vỏ vôi của một số động vật biển hoặc từ các ám tiêu san hô. Tùy theo di tích của động vật biển tạo nên mà đá có tên tương ứng: đá vôi fusulin, nummulites, đá vôi vỏ sò, đá vôi san hô... * Than đá: Than đá được thành tạo là do các di tích thực vật bị chôn vùi dưới đất rồi bị tác dụng lên men mà thành trong điều kiện không có oxy. + Đá trầm tích hóa học: là đá được thành tạo nhờ con đường hóa học như kết tủa từ dung dịch thật và dung dịch keo. * Tuf vôi: được thành tạo do sự kết tủa của dung dịch giàu cacbonat. Thành phần khoáng vật là canxit, đá có kiến trúc toàn tinh, cấu tạo khối, màu trắng hơi vàng sủi bọt mạnh với HCl loãng, độ gắn kết yếu. Hay gặp ở các cửa hiện các suối giàu cacbonatcanxi hòa tan và tách ra từ nước trong các hang động tạo nên các chuông đá, măng đá, cột đá... * Đolomit, boxit.... + Đá trầm tích hỗn hợp: là sản phẩm tích tụ hỗn hợp của hai hoặc ba loại có nguồn gốc trên :
* Đá vôi trứng cá, đá vôi hạt đậu * Sét vôi 2.2.4. Đá biến chất 2.2.4.1. Khái niệm về đá biến chất Đá biến chất là đá magma hoặc đá trầm tích nguyên sinh bị biến đổi sâu sắc tạo thành. Nguyên nhân gây biến chất có thể do: tác dụng magma, dung dịch nhiệt dịch, nhiệt độ, áp suất cao trong Trái Đất. 2.2.4.2. Kiến trúc đá biến chất Theo mức độ kết tinh chia ra: kiến trúc toàn tinh, ẩn tinh, thủy tinh. Theo hình dạng chia ra: kiến trúc hình lá, hình kim, hình phiến. Theo độ hạt chia ra: kiến trúc hạt lớn, hạt trung bình, hạt nhỏ. 2.2.4.3. Cấu tạo của đá biến chất Đá biến chất có thể có các kiểu cấu tạo sau: cấu tạo phân phiến, dạng dải, dạng sợi, dạng mắt, vi uốn nếp, dạng khối. 2.2.4.4. Phân loại đá biến chất - Đá biến chất tiếp xúc: đá biến chất tiếp xúc được thành tạo do quá trình biến chất xảy ra tại ranh giới tiếp xúc giữa các khối magma xâm nhập và đá vây quanh. Được chia làm hai loại: biến chất tiếp xúc nhiệt và biến chất tiếp xúc trao đổi. + Đá biến chất tiếp xúc nhiệt: đá hoa là đá biến chất tiếp xúc nhiệt được thành tạo từ đá nguyên thủy là đá vôi, đá có màu trắng, kiến trúc toàn tinh, cấu tạo khối. + Đá biến chất tiếp xúc trao đổi: là đá được thành tạo khi có sự tiếp xúc và trao đổi thành phần vật chất giữa khối xâm nhập và đá vây quanh. Ví dụ đá skarnơ là đá biến chất trao đổi khi khối xâm nhập có thành phần axit và các đá vây quanh có thành phần cacbonat.