ĐỊA CHẤT THỦY VĂN ĐẠI CƯƠNG - CHƯƠNG 8

CHÖÔNG VIII

TAÙC DUÏNG ÑÒA CHAÁT CUÛA NÖÔÙC DÖÔÙI ÑAÁT

Taùc duïng ñòa chaát cuûa nöôùc döôùi ñaát raát ña daïng. Tuy

nhieân coùtheågoäp caùc taùc duïng aáy vaøo 6 hieän töôïng döôùi ñaây

1-

Söïhoøa tan : Nhöõng taùc nhaân laøm taêng ñoähoøa tan cuûa caùc khoaùng vaät trong nöôùc laø:

nhieät ñoä, aùp suaát, khícacboânic oâxy vaøcaùc axit hoøa tan trong nöùôc. Caùc taùc nhaân naøy luoân bieán ñoåi, víduï, caøng gaàn maët ñaát löôïng CO 2, O2 caøng taêng, ngöôïc laïi caøng xuoáng saâu nhieät ñoävaøaùp suaát caøng taêng. Khi caùc yeáu toátreân ñaây taêng thì ñoähoøa tan cuõng taêng.

Caùc chaát thöôøng coùtrong ñaù(ñaëc bieät trong ñaùtraàm tích) coùñoähoøa tan

giaûm theo thöùtöïsau (ôûnhieät ñoävaøaùp suaát bình thöôøng).

a) NaCl, KCl, CaCl 2, MgCl2, FeCl2, FeCl3, Na2SO4, K2SO4, FeSO4, Na2CO3,

K2CO3;

b) CaSO4, MgSO4; c) CaCO3, MgCO3, FeCO3; d) SiO2 . nH2O, SiO2. Keát quaûcuûa quaùtrình hoøa tan ñaùvoâi, laøsöïxuaát hieän caùc hang ñoäng coùkích

thöôùc khaùc nhau.

SÖÏHOAØTAN ÑAÙVOÂI ÑAÕ TAÏO THAØNH NHÖÕNG HANG ÑOÄNG ÔÛHAØTIEÂN (VN)

lieân

Söï xuaát hieän nhuõ ñaùthaïch cao coù quan tôùi taùc duïng cuûa H2S vaø O2 trong ñieàu kieän nöôùc ngaàm noâng. + Ca(HCO3)2 H2S + 2O 2 = CaSO4 . 2H 2O + 2CO2.

2- Söïhydrat hoùa :

Söïhydraùt hoùa laøquaùtrình khoaùng vaät huùt nöôùc vaødo ñoùchuùng bò thay ñoåi veàcaáu truùc vaø caùc tính chaát vaät lyù. Víduï :

-Anhydrit bieán thaønh thaïch cao :

CaSO4 + 2H2O (cid:224) CaSO4 . 2H2O

Keát quaûquaùtrình naøy laøtheåtích ñaùtaêng leân 33% ( ~ 1/3 ), kích thöôùc chieàu daøi (daøi, roäng, cao) taêng leân 10%. Quaùtrình naøy gaây ra uoán neáp caùc lôùp ñaùnaèm treân lôùp anhydrit. -Heâmatit bieán thaønh limoânit

Fe2O3 + nH2O (cid:224) Fe2O3 nH2O Limoânit xoáp vaøbôûhôn heâmatit nhieàu.

3-

Söïoâxy hoùa

Trong nöôùc döôùi ñaát, oâxy chieám 1/3 theåtích khíhoøa tan •

3O4) chuyeån

trong ñoù. Do bò oâxy hoùa, caùc hôïp chaát oâxyt thaáp trong ñaùchuyeån thaønh oxyt.

2.

-Thieát (manheâtit) laømoät oxyt thaáp (Fe thaønh oxyt saét (Fe2O3), sau chuyeån thaønh limoânit (saét naâu). -Than coùtrong ñaù, khi bò oâxy hoùa bieán thaønh CO

Nhöõng phaàn töûthan ñen coùtrong thaønh phaàn cuûa phieán thaïch chöùa than thöôøng bò oxy hoùa. Khi ñoùphieán thaïch maøu xaåm trôûneân maøu saùng, ñoâi khi hoaøn toaøn traéng.

-Söïoxy hoùa ñaëc bieät dieãn ra maõnh lieät ñoái vôùi caùc

sunfua, nhösöïthaønh taïo limoânit töøpyrit. Quaùtrình naøy dieãn ra nhö sau :

FeS2 + 7O + H2O = FeSO4 + H2SO4

12FeSO4 + 3O2 + 3 H2O = 4 Fe2 (SO4)3 + 2 Fe2O3 . 3 H2O

H2SO4 + CaCO3 = CaSO4 + CO2 + H2O CaSO4 huùt nöôùc ñeåtaïo thaønh thaïch cao.

Do ñoù, chuùng ta thöôøng thaáy trong ñaùñoàng thôøi coùcaûsaét naâu,

thaïch cao vaøcacboânat.

4. Söïphaân huûy Silicat

•

Söïphaân huûy Silicat laøquaùtrình thuû

y c. c y c

phaân döôùi taùc duïng ñoàng thôøi cuûa CO2 vaønöôù Löôïng CO2 trong khoâng khíhoøa tan trong nöôù döôùi ñaát ñaït ñeán 16%. Keát quaûquaùtrình thuû phaân laøsöïtaïo thaønh caùc khoaùng vaät seùt hoaë caùchydroâxyt nhoâm, seùt silic.

Sô ñoàphaân huûy Silicat coùtheåbieåu dieãn nhö

sau :

Khoaùng vaät seùt fi

+ hydroâxyt Al,

Silicaùt fi Fe (bauxite)

+ hydroâxyt Si

+ Caùc muoái hoø

a tan

CaCO3, K2CO3, Na2CO3

5.

Söïtích tuïtraàm tích

Traàm tích do nöôùc döôùi ñaát ñoïng laï

•

i treân c

maët ñaát nôi xuaát loäcuûa nguoàn nöôùc vaøôûtrong caù loåhoång trong voûtraùi ñaát.

Traàm tích do nöôùc döôùi ñaát ñoïng laïi treân maë

t

ñaát :

−Tufô voâi −Tufô Silit −Quaëng saét vaømangan

Tufô voâi

Caáu taïo bôûi canxit (CaCO 3). Söïñoïng canxit seõ thuaän

. Trong thôøi

lôïi khi aùp suaát vaønhieät ñoägiaûm xuoáng va øcaûkhi coù nhöõng di tích thoái röûa cuûa ñoäng thöïc vaät gian naøo ñoù, chuùng seõ bò phuûmoät maøng maøu traéng nhaït. Maøng naøy chính laøcaùc vi tinh theåcuûa CaCO 3.

Tufô voâi laømoät loaïi ñaùxoáp gioáng nhöhaûi mieân. Trong ñaùthöôøng coùnhöõng loã hoång khaùlôùn. Thöôøng Tufô voâi coùcaáu taïo haït (daïng tröùng caù). Tufô voâi naøo coùnhieàu loåhoång töông ñoái lôùn thìgoïi laøtravectanh (Travertin). Maøu cuûa tufô voâi thöôøng xaùm hoaëc traéng, tuy nhieân noù cuõng coùnhöõng veát maøu naâu ræseùt do caùc hydroâxyt saét raát thöôøng hay keát tuûa ñoàng thôøi vôùi CaCO3.

Trong caùc ñieàu kieän nhieät ñoäcao, tufô voâi caáu taïo

bôûi aragoânit.

Tufô Silic

Caáu taïo töøopan (SiO 2 . n H 2O). Noùdo nöôùc noù ng coùnguoàn goác nguyeân sinh hoaëc coùsöïtham gia cuû a c nöôùc nguyeân sinh ñoïng laïi (víduïxung quanh caù n nguoàn nöôùc khoaùng nhieät). Tufô silic cuûa nguoà u phun goïi laøgaâyzeârit. Ñaáy laømoät thöùñaùxoáp maø traéng. Ñoâi khi do laãn caùc taïp chaát, gaâyzeârit coù maøu naâu, ñoû, xanh.

Suối phun nước nóng ở Yellowstone (Ảnh Trịnh Hảo Tâm)

SUỐI NƯỚC NÓNG HỘI VÂN ( BÌNH ĐỊNH)

Quaëng saét vaømangan

Ngöôøi ta bieát taát caûnhöõng væa saét naâu (bononit) coùlieân quan

tôùi taùc duïng cuûa nöôùc döôùi ñaát. Chuùng thaønh taïo khi nöôùc ngaàm coù FeCO3 hoaëc FeSO4, chaûy ra chöùa hôïp chaát saét hoùa trò thaáp, nhö bieån hoaëc hoà.

Döôùi taùc duïng xuùc taùc cuûa vi khuaån saét, ion saét coùhoùa trò thaáp

chuyeån thaønh ion saét coùhoùa trò cao :

FeCO3, FeSO4 fi Fe2O3, 3 H2O.

Quaùtrình naøy xaûy ra ôûbôøbieån, caùch bôøkhoâng döôùi 10m vaø saâu khoâng quaù10m. Trong moät vaøi tröôøng hôïp, ñaõ coùnhöõng lôùp saét thaønh taïo theo caùch naøy vôùi beàdaøy taêng leân 10 –15m moãi naêm. Nhöõng quaëng saét coùnguoàn goác töông töïtích tuïchung quanh voû nhuyeãn theå, di tích thöïc vaät, …. thìcoùdaïng hình caàu.

Ñoàng thôøi vôùi quaëng saét, caùc khoaùng saøng mangan cuõng thaønh

taïo theo kieåu ñoù.

6. Traàm tích ñoïng laïi do nöôùc döôùi ñaát trong caùc loåhoång cuûa ñaát ñaù

Nöôùc khi vaän ñoäng trong caùc loåhoång vaøkhe nöùt coùtrong ñaát, ñaù(loã mao daãn, loã hoång vaøkhe nöùt caùc loaïi) luoân luoân thay ñoåi caùc tính chaát, nhöaùp suaát, nhieät ñoä, noàng ñoäcaùc chaát hoøa tan. Khi caùc tính chaát naøy thay ñoåi, ñaït ñeán möùc quaùbaõo noàng ñoäcuûa muoái hoøa tan coùtheå hoøa, khi ñoù, caùc muoái naøy seõ keát tuûa, laép daàn caùc loã hoång. Quaùtrình naøy dieãn ra töøthaønh loã hoång vaøo giöõa loã hoång.

Caùc chaát keát tuûa thöôøng gaëp nhaát laøcanxit,

aragoânit, thaïch anh, canxeâñoan, oâpan; barit, thaïch cao, fluoârit, pyrit...

CHAÁT SAÉT ÑOÙNG VAI TROØCEMENT GAÉN KEÁT CAÙC HAÏT VAÄT LIEÄU

TAØI LIEÄU THAM KHAÛO

1-Caùc phöông phaùp nghieân cöùu ñaát ñaùtrong phoøng thí

nghieäm, (saùch dòch) V.Ñ.Lomtadze, NXB ÑH & THCN, Haønoäi-1979.

2-Ñòa chaát thuûy vaên ñaïi cöông , Vuõ ngoïc Kyû, Nguyeãn

thöôïng Huøng, NXB ÑH & THCN –Haønoäi, 1985. 3-Ñòa chaát hoïc cho kyõ söxaây döïng vaøcaùn boäkyõ thuaät moâi tröôøng, Alan E. Kehew, NXB Giaùo duïc 1998-Taäp 2.

4-Environmental Management of ground-water basin ,

T.Shibasaki and group. Tokai University Press, 1995. 5-General hydrogeology . by P. P. Klimentov Published in

1983, Mir Publishers ( Moscow).