intTypePromotion=3

Giáo trình Địa chất cấu tạo: Phần 1 - GS. Lê Như Lai

Chia sẻ: Năm Tháng Tĩnh Lặng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:165

1
239
lượt xem
97
download

Giáo trình Địa chất cấu tạo: Phần 1 - GS. Lê Như Lai

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Địa chất cấu tạo" được soạn làm tài liệu giảng dạy đại học, cao học, sau đại học cho sinh viên và học viên thuộc các khoa Địa chất, Dầu khí, Mỏ và Kinh tế quản trị doanh nghiệp của Trường Đại học Mỏ - Địa chất và là lài liệu tham khảo cho sinh viên và học viên các ngành tương ứng của các trường đại học khác. Giáo trình gồm có 11 chương và được chia thành 2 phần, phần 1 sau đây giới thiệu đến bạn đọc một số nội dung như: Các dạng cấu tạo địa chất, hiện tượng biến dạng của đá, các dạng thế nằm của đá trầm tích, không chỉnh hợp, hiện tượng uốn nếp. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Địa chất cấu tạo: Phần 1 - GS. Lê Như Lai

  1. NGUT. GS. TSKH. LÊ NHƯ LAI ĐỈACH ẤTCẤlTẠO GIÁO TRÌNH NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰ NG HÀ NỒI - 2001
  2. S tru c tu ra l G e o lo g y Prof. Dr. H abil. Le N hu V ietn am (SR V )
  3. Giáo trìnli "Địa chất cấu rạo" được soạn làm tài liệu giáng d ạ y đại học, cao học, sail đại học cho sinh viên và liọc viên thuộc các khoa Đ ịa chất, D ấu khí, M ó và K inh t ế quản trị doanli nghiệp của Trường Đ ại học M ó - Đ ịa chất và là lài liệu tham khảo cho sinlì viên và học viên các ngànli lương ứng của các trường đại học khác. Giáo trình Đ ịa clìất câu lạo vừa chứa đụng nhũng kiến thức lí thuyết, vừa hội tụ những k ĩ năng thực hành trong nghiên cihi cấu trúc địa chất và những vấn đ ề liên quan. D o đó, hi vọng giáo trìnli này s ẽ có những dóng góp tích cực cho quá trình học lập và rèn luyện tay nghề của sinh viên và dộc g iả quan tám đến lĩnh vực này. T ác già cliân tliànli cám ơn P rof. Dr. H abil. J. H o fm ann đ ã có những ý kiến trao đổi quỷ báu, cảm ơn D AA D (D eu tsch er A k a d e m isch e r A ustausclid ieiist) đ ã tạo đ iều kiện cho tác già tham k h á o tà i liệu và trao đổi với dồng n ẹ h iệ p ở C H L B Đức. Xin chân thành cảm an PGS. T S K H B ùi H ọc, H iệu trưởng Trường Đ ại liọc M ỏ - Đ ịa chất đ ã động viên và ch o x u ấ t bán CIIỒII giáo trìn h này. Q uá trìnli biên soạn và xuất bản tuy đ ã rất cô' gắng nliưng klìông tránh khỏi những thiếu sót, rất m ong nhận đitợc sự trao đổi V kiến của bạn dọc. Hà N ội, ngày 20 tliáng 7 năm 2001 T á c giá N G U T . G S . T S K H . L ẽ N h ư L ai
  4. C hương I M Ỏ Đ Ầ U MỤC ĐÍCH, NHIỆM v ụ VÀ M ố i LIÊN QUAN CỦA MÔN HỌC VỚI C Á C MÔN HỌC KHÁC 1.1. NHŨNG VẤN ĐỀ CHUNG v ề MÔN HỌC Trong chương trình đào tạo k ĩ sư thuộc khoa Đ ịa chất, khoa Dầu K hí. khoa M ỏ. khoa Kinh tế và Q uản trị doanh nghiệp, ... cúa Trường Đại học M ỏ - Đ ịa chất, m ôn học Đ ịa chất cấu tạo giữ một vị trí quan trọng. Từ trước đến nay, sinh viên đều học giáo trình Đ ịa chất cấu tạo và vẽ bản dồ địa chất. Đây là giáo trình ghép của hai môn học: m ôn Đ ịa chất cấu tao và môn Vẽ bản đồ địa chất. Đ ể nâng cao chất lượng đào tạo, các m ôn học này được viết thành những giáo trình riêng. Thuật ngữ Đ ịa chất cấu tạo tương đương với "Structural G eology" (tiếng A nh), "Géologie Structurale" (tiếng Pháp), "Strukturgeologie" (liếng Đức) hoặc "C m pykm ypnaii I eo.iorm i" (tiếng N ga)... Theo cuốn lừ điển Nga - Việt địa chất do Nhà xuất bản K hoa học K ĩ thuật xuất bán năm 1970 tại Hà Nội thì "Cm pykm ypiian I e o .io rn n " được dịch ra tiếng Việt là "Địa chất kiến trúc". Dịch như vậy tuy có sát hơn nhưng ít được thông dụng; nhiều nhà địa chất vẫn sử dụng thuật ngữ Đ ịa chất cấu tạo cho chuyên từ này. Ớ nhiều nước khác vẫn thường có sự không thống nhất giữa các từ cấu tạo và kiến trúc. V ậy Đ ịa chất cấu tạo hay Đ ịa chất kiến trúc là gì? Hiện nay vẫn tồn tại nhiều ý kiến khác nhau. Thứ nhất, m ột số nhà địa chất cho rằng Đ ịa chất cấu tạo là một ngành cúa Đ ịa kiến tạo (G eotectonics hoặc Tectonic G eology - tiếng Anh, G éotectonique - tiếng Pháp, G eotektonik - tiếng Đức, r e o ' 1'CK 1'OimKii - tiếng Nga). Thuộc quan điểm này có thể dần ra m ột số tác giá như V. V. Belousov, 1961; Từ điển Đ ịa chất cùa Liên Xô, 1961; ... G. Đ. A shgirei, 1963; A. E. M ikhailov, 1973; V. E. K hain, A. E. M ikhailov, 1985; V. E. K hain và M. G. Lomize. 1995; V. V... Họ cho rằng Đ ịa chất cấu tạo chính là Đ ịa kiến tạo hình thái, chuyên nghiên cứu tất cả các dạng câu trúc xuất hiện do quá trình biên dạng cấu tạo. T heo trường phái nói trên, Đ ịa kiến tạo là "m ột m ôn học về cấu trúc, về chuyên động, về biến dạng và về sự phát triển cùa vỏ Trái Đ ất cũng như cùa m anti trên hoặc vó kiên tạo trong m ối quan hệ với sự phát triển chung của Trái Đất" (V. E. K hain và A. E. M ikhailov, 1985; 1987). Theo nghĩa tương tự như vậy, V. E. K hain và M. G. Lom ize, 1995, cho rằng Đ ịa kiến tạo 5
  5. gồm m ột sô chuyên ngành, phát triển như là "những m ôn học riêng biệt, trong đó. trước hét là môn học Đ ịa kiến tạo hình thái, thường gọi là Đ ịa chất cấu tạo hoặc đơn giản hơn gọi la "Kiến tạ o h ọ c " (TeK iOHMKa). Thứ hai, cũng không ít nhà địa chất lại xem Đ ịa chất câu tạo là m ột m òn học độc lập. một chuyên ngành của Đ ịa chất học, chuyên nghiên cứu "các yêu tố cấu trú c đ ịa c h á t riên g biệt, các cấu trúc biến dạng, uốn nếp, dứt gẫy, các kiểu quan hệ k h ô n g c h ín h hợ p v.v... (M. M. Tetiaev, 1965); trong khi đó Địa kiến tạo lại là mòn học "nghiên cứu vê câu trúc cua Trái Đất và quy luật phát triển cùa chúng" (M. M. Tetiaev, 1941, xem Iu. A. Côsưghin, 1969). Lại có người cho rằng Đ ịa chất cấu tạo (Structural G eology) và Kiên tạo (T ectonics) là hai môn học ricng biệt "cùng nghiên cứu chuyền động cùa vỏ Trái Đất và phần trên cùa manti". Sự khác nhau giữa hai m ôn học này là ớ quy m ô của đói tượng nghiên cứu. R. J. T w iss và E. M. M oores (1992) cho rằng Đ ịa chất cấu lạo nghiên cứu các đôi tượng là sản phám biến dạng của đá có quy m ô từ rất nhỏ đến quy m ô khu vực, còn K iến tạo học lại n ghiên cứu các đôi tượng có quy m ô lớn hơn, từ khu vực đến toàn cầu và do đó đương nhiên có những thể địa chất lại là dối tượng chung cùa hai m ôn học này. T heo các tác giá nói trẽn thì K iến tạo học (Tectonics) lại đồng nghĩa với Đ ịa kiến tạo (G eotectonics). Như vậy, có thể thấy quan niệm của giới Đ ịa chất về Đ ịa chất cấu tạo, Đ ịa kiến tạo, K iến tạo cũng chưa thống nhất. "T ectonics” xuất phát từ tiếng Hy Lạp "tektonicos" có nghĩa là thuộc về xây dựng, còn "structure" có gốc từ chữ L atinh, "struere" có nghĩa là xây dựng, là sắp xếp. C hính vì vậy m uôn dịch chính xác hai từ tectonics và structure không phải đơn giản. T rong g iáo trình này các từ Structural G eology, T ectonics và G eotectonics được hiểu lần lượt là Đ ịa chất cấu tạo (hoặc Đ ịa chất kiến trúc), Kiên tạo và Đ ịa kiến tạo. T rong đó, Đ ịa chất cấu tạo là món học chuyên nghiên cứu về hình dạng thê nằm và sự phân bõ' trong không gian cùa các cấu trúc, m ô tả và phân loại các cấu trúc có kích thước từ nhỏ đến trung bình. Đ ịa ch ất cấu tạo chú yếu nghiên cứu về hình thái các cấu trúc. M ôn K iến tạo học ít nhiều đ ồ n g n g h ĩa với Đ ịa kiến tạo, chuyên nghiên cứu cấu tạo. chuyển động, biến dạng và những q u y luật phát triển cùa vỏ Trái Đ ất cũng như của cả Trái Đ ất; tức là nghiên cứu các cấu trúc tro n ° mối quan hệ động học và động lực học liên quan với chúng. T rong q u á trình phát triển cùa Địa chất cấu tạo, người ta không phải chỉ dừng lại ở m õ tá. phân loại các cấu trúc, m à còn đi sau xac định đicu kicn tỉ o il £1 học va đọn^ lire hoc dân đên SƯ thành ttio các hình thái câu trúc đó. Ngược lại những nhà Đ ia kiến tạo trong nghiên cứu của m ình c ũ n ° đề cập đến những vấn đề như lực tác dụng kiến tạo. trường ứng suất kiến tạo.... những vấn đề m à khi nghiên cứu Đ ịa chất cấu tạo không thế bỏ qua. Do đó, có thể xem nghiên cứu Đ ịa chát câu tạo thường ở quy m ô nhó nhằm phục vụ v iệ c nghiên cứu các cấu trúc ờ q u y m ỏ lớn hơn thâm chí quy mô toàn cầu cùa Đ ịa kiến tao. 6
  6. 1.2. CÁC M ÔN HỌC LIÊN QUAN Trong quá trình phát triển của môn Đ ịa chất cấu tạo, xuất phát từ yêu cầu thực tế, nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác cũng đã xuất hiện, thậm ch í trở thành những m ôn học độc lập, có tính chất hỗ trợ đặc biệt cho nghiên cứu Đ ịa chất cấu tạo hoặc nghiên cứu Đ ịa kiến tạo. Đó là T hạch học cấu tạo (S tructural P etro lo g y , ví dụ các công trìn h của B. Sander, 1948, 1950; H. w. Fairbaim , 1942; H. w. F airbainm và F. Chayes, 1949), K iến tạo định lượng (Quantitative Tectonics, ví dụ H. Bređdin, 1968), Vi kiến tạo (M icrotectonic, ví dụ c. w. Passchier và R. A. J. Trouw, 1996), K iến tạo thực nghiệm (E xperim ental T ectonics, ví dụ H. Cloos, 1939, 1955; H. R am berg, 1955, 1968. 1970, R. E. W ilcox và nnk, 1973...), Cấu tạo nhỏ (B. E ngels, 1959), Kiến tạo thực dụng (A m plicated T ectonics), K iến tạo mô phóng (M odeltectonics), K iến tạo vật lí (Tectonophysics), Đ ịa chất cơ học (G eom echanics), v.v... Trong số các hướng nghiên cứu nói trên, Thạch học cấu tạo gần đây được phát triển khá mạnh mẽ với các công trình của A. W atznauer và H. J. Benr, 1960; J. H ofm ann, 1974; v.v... và cùng với Kiến tạo vật lí đem lại những kết quả quan trọng đối với việc tìm hiểu dộng học và động lực học cùa quá trình biến dang kiến tạo. Kiến lạo thực nghiệm và Kiến tạo mô phỏng giúp các nhà địa chất xác định các điều kiện biến dạng cũng như góp phần phát hiện các cấu trúc ấn không dễ dàng nhận biết được ngoài trời. Trong những năm gần đây việc sử dụng tin học và m áy vi tính trong nghiên cứu câu trúc đã nâng cao chất lượng của các công trình, đồng thời giảm nhẹ m ột phần đáng kế công việc trong gia công và xác định các thông số biến dạng và trường ứng suất. Các hướng nghiên cứu nói trên liên quan m ật thiết với m ôn Đ ịa chất cấu tạo và trong nhiều trường hợp, chúng dược sử dụng như là những phương pháp hữu hiệu trong nghiên cứu cấu tạo địa chất. Đế phát triển m ôn Đ ịa chất cấu tạo nhất thiết phải nắm vững các kiến thức cơ bản và cơ sở đặc biệt là kiến thức về Toán, V ật lí. L í thuyết đàn hồi, L í thuyết dẻo. N hững hiểu biết về các môn học này giúp cho các nhà địa chất phát triển món Đ ịa chất cấu tạo theo hướng toán hóa, phương trình hóa hình dạng và định lượng các cấu trúc (Lê N hư L ai, 1973 1974 1981), giải thích sự phân bố trong khỏng gian cùa các dạng cấu tạo, xác định các trường ứng lực đã sinh ra chúng (M. V. G zopxki, 1964, 1975; s. I. Serm an, Iu. I. D nheppobxki 1989; v.v. Kiến thức cùa các m òn như Tinh thể, K hoáng vật, Thạch học, V iễn thám Đ ịa vật lí v.v... giúp chúng ta hiểu biết sâu sắc hơn về sự định hướng của khoáng vật cũng như các yếu tổ' của chúng và sự phân bố của các yếu tố ấy trong khỏng gian khi nghiên cứu cấu trúc từ vi mô đến vĩ mô. Đ ịa chất Cấu tạo cung cấp những kiến thức quan trọng cho công tác đo vẽ bản dồ đia chất và tìm kiếm khoáng sán. Trên cơ sờ phán tích địa chất cấu tạo khu vực nhà đ ia chất có thê đưa ra những phương án tìm kiếm khoáng sản hợp h' cũng như đề xuất các m ô hình hữu 7
  7. hiệu trong việc đánh giá tiềm nãng khoáng sản khu vực. N ghiên cứu địa chất cáu tạo rút ra đưọc những kct luận về quy luật phân bố cấu trúc, về các pha và lịch sừ biến dạng, về điều kiện động học và đọng lực học đã xuất hiện, do đó góp phần hiểu rõ hơn bản chất kiến tạo và lịch sử phát triển địa chất - d |a động lực cùa vùng. H iện nay đã có n hiều sách g iáo khoa và tài liệu phục vụ m ôn học Đ ịa ch ất cấu tạo. Dưới đây là m ột số tài liệu lỊuan trọng cần tìm đọc đê h ếu thêm nội d u n g p h o n g phú và sự ứna dụng rộng rãi của m on học này: J. G oguel, 1952. G. D. A sh g ire i, 1956: K. M etz, 1957; L. u. D e Sitter, 1964; E. s .H ills. 1967; Iu. A. C ôsư ghin, 1969; J. G . D ennis, 1972; A. E. M ikh ailo v , 1973; Lẻ N hư L ai, 1977, 1979; R. G. P ark, 1983; G . M oebus, 1989; G. H. Eisbacher, 1991: J. G. Ram say và p. Vergcly, 1992; R. J. Twiss và E. M. Moores, 1992; M. Meschede, 1994; C. w. Passchier và R. A. J. Trouw , 1996; v.v... 8
  8. C h ư ơ n g II C Á C D Ạ N G C Ấ U T Ạ O 2.1. NHŨNG KHÁI N IỆM C H U N G Các thể địa chất được hình thành tư nhiên hoác là hậu quả của các quá trình biến dạng, đều có hình thù và chiếm m ột khoáng không gian nhất định được gọi là dạng cấu tạo. Các dạn» cấu tạo luôn luôn hiến đổi, phát triển, phù hợp với quy luật biện chứng duy vật, có sinh ra, có phát triển, tiến hóa và rồi cũng bị tiêu diệt (biến đổi), như tất thẩy các thể vật chất khác. Tuy nhiên, cũng cần nhận thức rằng, các thế địa chất có quá trình phát triển khác nhau, thường rất lâu dài, m à đời sông cứa m ột con người không phải dễ dàng có thể xác nhận được. Các thế địa chất hoặc các vật thể địa chất tồn tại xung quanh chúng la, được phân loại theo đặc điểm và ý Ihức chù quan của con người, của từng tác giả. M ọi sự phân loại đểu nhằm m ột m ục đích cụ thể, phản ánh hoặc làm nổi bật những đặc điếm nào đó, hoàn toàn do con người, do từng tác giả đề xuất. Vì th ế không nên đế cho m ột sự phàn loại nào đó ánh hướng đến nhận thức cùa chúng ta và càng không được xem các "m ốc" hay các tiêu chuẩn phân loại đó lổn tại như m ột điều tự nhiên không thẻ thay đổi. Lấy v í dụ, trong Thạch học, việc phân loại đá ra làm một sô nhóm dựa vào thành phán khoáng vật và thành phần hóa học và việc giới hạn hàm lượng S i0 2 của từng nhóm hoàn toàn phụ thuộc vào chủ quan cùa tác giả, đều m ang tính quy ước. Ranh giới giữa các nhóm đá đó đểu không rõ ràng và có nhiều loại đá trung gian. Vì thế, khòng thể dựa vào sự phân loại này đê đi đến kết luận trong tự nhiên chỉ có những loại đá đó. Người ta hoàn toàn có thể đưa ra bảng phân loại khác, chảng hạn dựa vào sự có mặt của olivin đổ chia các loại đá m agm a ra làm 2 loại: loại có và loại không có olivin hoặc dựa vào hom blen cũng có ihể chia đá m agm a ra làm 2 loai: có và không có hornblen. T rong Đ ịa chất cấu tạo cũng vậy, m ọi sự phân loại đều có tính tương đối. Dựa vào những liêu chuẩn hoặc dấu hiệu này, thì cấu trúc đó có thể được xếp vào loại này và dựa vào những tiêu chuẩn hoặc dấu hiệu khác, chúng lại có thể xếp vào loại khác. N hũng tiêu chuẩn và những dấu hiệu đó do nhà nghiên cứu đưa ra. nhằm những mục đích cụ thể, phục vụ cho việc nghiên cứu. C hính vì vậy, ngay cả những m ục phân loại trong cuốn giáo khoa này cũng chi là m ột cách phân loại, không nên xem là cách duy nhất. Cách phàn loại đó chi đáp ứng cho m ột sô điều kiện nhất định và nếu dựa vào nhũng diều kiện khác thì lại có thể có m ột bảng phân loại khác. Xét về hình dạng của các thể địa chất hoặc các cấu trúc về cơ bàn có thể thấy chúng hoặc là phát triển theo m ột phương, hai phương hoặc là ba phương trong không gian, và do 9
  9. đó người ta gọi chúng lần lượt là cấu tạo đường, cấu tạo m ặt và cấu tạo khối. N hư vậy chúng ta đã phân loại các thể địa chất, các dạng cấu tạo hoặc các cấu trúc theo khòng gian ba chiều, lẽ dĩ nhién chúng còn biến đổi theo thời gian, và thời gian được xem là chiểu thứ tư trong sự phát triển cùa vật thể. 2.2. CÁC DẠNG CẤU TẠ O c ơ BẢN N hư đã nói trẽn, dựa vào sự phát triển cùa vật thể trong không gian, người ta có thế phân chia các thế địa chất ra làm ba dạng cơ bản sau đây: 2.2.1. Cấu tạo đường Càu tạo đường là những cấu tạo, những thể địa chất có dặc điểm là chi phát triển theo m ột phuơne nào đó trong không gian ba chiều, theo hai phương còn lại, vật thê rất ít hoặc hầu như không phát triển. Câu tạo đường nói chung là những cấu tạo dạng tuyến, dạng đường thảng giông như các đường trong Toán học. Tuy nhiên cũng còn gặp các cấu tạo dạng đường cong hoặc có hình thù phức tạp. Cấu tạo đường có loại là nhũng vật cụ thê, nhưng cũng có thể chi là những cấu tạo không có thực trong không gian, phải tường tượng, hình d u n s mới có thể nhận thức được. C ũng như trong toán học. cấu tạo đường thường là giao tuyến của hai m ặt (cấu tạo m ặt) nào đó. T rong địa chất, cấu tao đường đién hình cho các tinh thế dạng kim , dạng que (Ihường sắp xếp định hướng), là cạnh cùa các tinh thể (giao tuyến của hai m ặt tinh thể), là giao tuvến của hai mặt (thực, có thật) nào đó như giao tuyến của m ặt lớp và m ặt dứt gẫy, của m ặt khe nứt với m ặt tinh thể. giao tuyến cùa các khoáng vật dạng tấm , cùa các mặt khe nứt với nhau v.v... Đ ó là những cấu tạo đường thực, có thực trong tự nhiên. Các cấu tạo đường còn là các trục (đối xứng) của tinh thể. là giao tuyến cúa mặt lóp với m ặt trục nếp uốn (m ật k hôna có thật, phải dựa vào định nghĩa để hình dung và xác địn h chúng) v.v... Đ ó là n h ữ n s cấu tạo đường ào, tức là những cấu tạo đường khòng có thật trong tự nhiên. Thực tế người ta thườna gập các cấu tạo đ ư ờ n s như các đường đút gẫy (giao tuyến của m ặt đứt gẫy với m ặt địa hình), các ranh giới địa chất (giao tuyến cùa mặt tiếp xúc giữa các đá có thành phần, có tuổi hoặc có nguồn gốc khác nhau với m ặt địa hình), các trục nêp uốn (hình chiêu trên mặt phảng nãm ngang cúa giao tuyến °iữa mặt trục và mặt lớp bị uốn nếp), đường bản lề nép uốn (giao tuyến của m ặt trục và m ặt lớp), các íotolineam en (các cấu tạo dạng tuyến phát hiện được nhờ phân tích ảnh ch u p từ máy bav hoăc tư vè tinh), CÍÌC trục tỊuang học thach anh, các truc tường tương vuông °ó c với m ã t nào đó của tinh thê v.v... Các cấu tạo đường có ý n ghĩa rất quan trọng trong việc xây dựng các đồ thị n a h iẽ n cứu biến dạng, xác định các kiểu đá biến dang (tectonii). xác địn h hình dạng các cấu tạo tìm hiểu hướng vận động trong quá trình biên dạng N ghiên cứu sư đinh h u ớ n s cùa các quang trục thạch anh hoặc sự định huớng cua các truc vuong góc với m ãt cát khai (m ặt 10
  10. [001 ]) của biotit, cũng như các cạnh của m ột số khoáng vật khác, người ta đã xác định đuợc các kiểu tectonit khác nhau, từ đó góp phần tìm hiểu quá trình động lực và địa động lực của hiện tượng biến dạng. N ghiên cứu các vết xước, các đường gờ, tức là các cấu tạo dạng tuyến trên mặt trượt của đứt gẫy, người la có thể xác định được hướng dịch chuyển của đứt gẫy. 2.2.2. Câu tạo mặt Cấu tạo mặt là cấu tạo điển hình của các thể địa chất phát triển trong không gian hai chiều, nghĩa là các cấu tạo, chì phát triển theo hai chiểu, còn chiểu thứ ba thì không hoặc hầu như không phát triển. Cấu lạo m ặt có thể là những mặt phảng, mật gồ ghẻ không phẳng lắm, mặt cong, mặt uốn lượn phức tạp. Đ iển hình cho cấu tạo mặt là các m ặt pháng như mặt lớp, m ặt tinh thế, mặt đứt gãy... Sự uốn lượn cùa cấu tạo mặt liên quan với nhũng nguyên nhân nào đó xuất hiện trong quá trình thành tạo chúng. Như vậy ít nhiều, cấu tạo mặt thỏa mãn định nghĩa về m ặt trong toán học; chúng có thể là mặt phang, m ặt cong. v.v... Trong thực tế đ ịa chất thường gặp các cấu tạo m ặt thực (có thực) như m ặt tinh thể, mặt lớp. mặt móng (m ặt không chinh hợp), m ặt phiến, m ặt đút gẫy, m ặt phiến hóa, m ặt khe nứt, v.v... và các cấu tạo m ật ảo (không có thực, phải hình dung, tường lượng theo định nghĩa để nhận biết) như m ặt trục của nếp uốn, mặt uốn cùa nếp uốn, v.v... Các cấu tạo m ặt có ý nghĩa lớn trong việc xác định các đồ thị và các elipxoit biến dạng. Phần lớn các loại đứt gảy hoặc khe nứt phẳng, nhẵn gặp trong tự nhiên liên quan với các mặt có úng suất tiếp cực đại xuất hiện trong quá trình biến dạng (xem chương III). Các m ặt trục của nếp uốn thường vuông góc với phương cùa lực (kiến tạo) tác dụng v.v... Các cấu tạo mặt còn là ranh giới cùa các thể địa chất có tuổi, thành phần hoặc nguồn gốc khác nhau. Nghicn cứu câu tạo mặt có thể hiểu rõ hơn các cấu tạo đường liên quan với chúng và ngược lại với một cấu tạo đường người ta có thế xác định được các Cấu tạo mặt có quan hệ với chúng. 2.2.3. Cấu tạo khối Cấu tạo khối đặc trưng bời sự phát triển của vật thế theo cả ba phương trong không gian ba chiều. Đối với m ột vật thể nếu có sự phát triển theo ba phương đồng đều thì vật thể có cấu tạo đắng thước và nếu khòng đồng đều thì vật thể có cấu tạo khòng đẳng thước, nếu chi phát triển Iheo m ột phương thì vật thế có cấu tạo đường, nếu vật thể chi phát triển theo hai phương thì vật thể có cấu tạo mặt. Lẽ d ĩ nhiên, giữa các câu tạo đường, cấu tạo m ặt và cấu tạo khối còn có các loại cấu tạo trung gian. Thuộc về cấu tạo khối có thế kể như các khối m agm a (nói chung giới hạn bởi bề m ặt phức tạp), các khối xâm nhập dạng mạch (giới hạn bời 2 m ặt tương đối phẳng và song son° với nhau), các teran (terrane) (các khối địa chất giới hạn bởi các đới đứt gẫy sâu...), các mảng (plate) (giới hạn bời các đút gãy sâu. thường là m ột lổ hợp của các teran), v.v... Các cấu tạo khối có đặc điểm là phức tạp từ đồng nhất den không đ ổ n a nhất. T ính đồng nhất hoặc không đồng nhất cúa các cấu tạo khối phu thuộc vào quy mó của phạm vi nghiên cứu. Xét đến cùng thì các vật thế địa chất đều không đồng nhất. V í du. m ột khối đá granit 11
  11. cháng hạn, chúng ta có thế xem đó là m ột cấu tạo khối đổng nhất vì chúng đểu cấu tạo bơi 25% thạch anh, 70% fenspat và 5% khoáng vật m àu, có cấu tạo khối, có k iến trúc toàn tinh, kiến trúc granit v.v... Chúng được xem là đổng nhất vì ta đang xem xét ớ quy m õ m ột mâu thạch học, ờ quy mó nhò hơn, chỗ này là thạch anh, chỗ kia lại là fenspat, khòng thế là đồng nhất. Vì vậy khái niệm vể đồng nhất cũng chỉ là tương đối. K hông những thế. m ột cấu tạo khối có Ihể câu tạo bới m ột hoặc nhiều loại đá có nguồn gốc khác nhau, có thế cấu tạo bới một hoặc nhiều teran, có lịch sử phát triển khác nhau. Câu tạo khối có thể có hình dạng và cấu trúc biến đổi theo thời gian. T rong mọi trường hợp cấu tạo khối là những thể đ ịa chất đơn giản hoặc phức lạp được giới hạn bời các cấu tạo mặt. Câu tạo đường, cấu tạo m ật và cấu tạo khối thường gặp đồng thời trong không gian. Như trong toán học, giao nhau cùa các cấu tạo m ặt cho ta cấu tạo đường, giao nhau cùa cấu tạo khôi cho ta cấu tạo m ặt, giao nhau của cấu tạo đường với cấu tạo đường hoặc cáu tạo đường với cấu tạo mặt cho la cấu tạo điếm . Cấu tạo diểm có thế xem là cấu tạo khói có quy mô nhó nhất. Ớ ngoài trời, trong nhiều vết lộ, chúng ta có thể phát hiện rất nhiều cấu tạo đường, những cấu tạo đường này thường là giao tuyến cúa cấu tạo mặt với m ặt địa hình, khi mặt địa hình thay dổi thì bức tranh cấu tạo dường nói trên cũng thay đổi theo. 2.3. CÁCH XÁC ĐỊNH VÀ Biểu DIỄN c á c dạng cấu tạ o 2.3.1. H ệ trục tọa độ cấu tạo và cách gọi tên các cáu tạ o mật T rong Đ ịa chất cấu tạo và đặc biệt là trong T hạch học câu tạo người ta dùng m ột hé trục tọa độ gồm ba trục oa, ob, oc vuông góc với nhau từng đõi m ột, gọi là hệ trục tọa độ cấu tạo abc, trong đó theo phương cùa ư ụ c a vật thể di chuyển, vận động rõ ràng nhất, trục b Ihường là giao tuyến của các cấu tạo m ặt sinh ra trong m ột pha biến dạng, chung hạn bản lề cúa m ột nếp uốn, giao tuyến của hai mặt nut có tính chất tương tự và sinh ra trong cùng một điều kiện, cùng một thời gian. Sử dụng hệ irục tọa độ này vào trong m ộl cấu trú c nào đó (chảng hạn m ột nếp uốn) người ta có thể gọi tên các cấu tạo m ặt như sau: m ặt [ab] là những m ặt song song hoặc chứa trục a và trục b; lương tự như vậy ta có m ặt [bc]. m ặt [ac]. Nếu c b a H ình 2.1: Ki hiệu mặt theo fié n ục tọa ílộ cấu lạo 12
  12. như m ột mặt nào đ ó chi song song với trục a. thì, như phép gọi tên các m ặt trong tinh thè học. người ta gọi chúng là mặt okl, nếu chi song song với trục b thì gọi là m ặt hol và nếu chi song song với trục c ta có mặt hko. Người ta thường gặp hai nhóm m ặt okl, hai nhóm mật hol và hai nhóm mặt hko ớ m ột vật thể bị biến dạng. Để phãn biệt những nhóm mặt này người ta đưa thêm m ột dấu gạch ngang lên đầu m ột chữ nào đó, chẳng hạn m ặt hol và hõl (hình 2.1). N hững m ặt cắt cả 3 trục abc kí hiệu là mặt hkl. 2.3ẳ2. Phương pháp xác định và biêu diẻn các d ạ n g cấu tạo 2.3.2.1. X ác đ ịn h cấu tạo đườ ng Cấu tạo đường được xem như m ột đường tháng. Trong trường hợp cấu tạo đường là đường cong khi biểu diễn cần phãn chúng ra làm m ột số đoạn iháng rồi biểu diễn từng đoạn thẳng thành phần đó. Người ta cũng có thể chọn m ột đường trung bình đại diện cho đường cong đó đê biếu diễn. M ỗi m ột đường thảng trong không gian đều có thê được xác định bởi hướng dốc (hướng cắm ) và góc dốc (góc cắm ) cùa chúng. Góc dốc cúa m ột đường thẳng là góc [ạo bới đường thảng đó và hình chiếu cùa nó trên m ặt pháng nằm ngang. Đế xác định góc dốc nói trên người ta lập một mặt phẳng chứa đường thắng đó và vuông góc với m ặt phẩng nằm ngang p (m ặt phắng Pị trong hình 2.2). Trong hình 2.2, L là cấu tạo đường cần xác định góc dốc và hướng dốc. o là giao điểm cùa L với mặt phắng nằm ngang p. M nằm trên L có hình chiếu trên p là H. Ké OE trên mặt phẳng p sao cho OE_LOH. Theo định lí ba đường vuông góc ta có OM X O E, do đó M O H là góc nhị diện phảng của mặt pháng M OE (chứa L) và mặt pháng p, chính là góc dốc a cúa cấu tạo đường L. Hìnli 2.2: Xúc định góc dốc a cùa Đường MO chính là đường dốc của cấu lạo dường OL. L với hướng dốc từ M về o. Đế đo phương vị hướng dốc của L ta có thể dùng địa bàn địa chất. T rong thực tế để xác định phương vị (địa từ) cùa cấu tạo đường L ta chí việc đưa đầu Bắc cùa chiếc địa bàn địa chất theo chiều dốc xuống của L sao cạnh địa hàn nằm trong m ặt phẳng thảng đứng chứa L, kim Bắc của địa bàn sẽ chí cho ta góc phương vị (địa từ) của L. Như vậy, bất cứ m ột cấu tạo đường L nào. bằng cách như đã nêu ớ trên, người ta dùng địa bàn địa ch ất dều có thế xác định được góc phương vị cúa hướng dốc M O. thực tế là xác định góc phương vị (địa từ) của vectơ HO cũng như xác dinh được góc nghiêng cực đại của L đổi với m ặt phẳng nằm 13
  13. ngang. Với hai giá trị, góc phương vị cùa HO và góc dốc a cùa L, hoàn toàn có thê xác định được vị trí cùa L trong không gian. 2.3.2.2. X á c đ ịn h cấ u tạo m ặ t Xác định cấu tạo m ặt chính là xác định các yếu tố th ế nằm cúa cấu tạo m ạt, bao gồm các góc phương vị đường phương, góc phương vị hướng dốc và góc dóc cúa cấu tạo m ặt. Đê xác định các yếu tô nói trên người ta dùng địa chất. Cách dùng địa bàn địa chất đẽ xác định (đo) các yếu tố th ế nằm cùa cấu tạo m ặt (chẳng hạn m ặt lớp) đã được trình bày trong giáo trình Đ ịa chất đại cương (Lê N hư Lai và nnk. 1978) hoặc Đ ịa chất cơ sớ (Lẻ N hư Lai, 1964, 1965. 1974). Ở đây cần lưu ý góc phương vị địa lí (hoặc địa từ) của m ột phương L nào đó là góc tạo bởi phương Bắc địa lí (hoặc địa từ) tới phương dó theo chiều thuận kim đổng hồ. Khi dùng địa bàn địa chất người ta chỉ đo được góc phương vị địa từ. M uốn có sô đo là góc phương vị địa lí thì người ta phái cộng hoặc trừ đi độ lệch từ thiên hoặc dùng thù thuật quay vòng chia độ trong địa bàn địa chất m ột góc bằng độ lệch từ thiên theo chiểu thích hợp. Chỉ được phép đưa góc phương vị địa lí lên bản đồ vì bản đồ xác định theo phương Bắc địa lí. Ớ những nước, như nước ta, độ lệch từ thiên nhỏ nên có thể xem góc phương vị địa từ bàng góc phương vị địa lí. Đ ối với m ột cấu tạo m ặt bao giờ người ta cũng chú V tới đường phươna (đường tướng tượng nằm ngang trên mặt lớp), đường đốc (đường vuông góc với đường phương và nằm trên m ật lớp), hướng dốc (hình chiếu của đường dốc trên m ặt pháng nằm ngang, lấy theo chiều về phía dốc xuống) và góc dốc (góc nhị diện phảng giữa m ặt lớp và mặt phẳng nằm diện ngang hoặc góc giữa đường dốc và hướng dốc). Người ta chi cần đo góc phương vị hướng dốc và góc dốc là đù đế xác định vị trí của cấu tạo m ật trong không gian. V í dụ góc phương vị hướna dốc cùa m ột cấu tạo m ặt nào đó là a và góc dốc cúa câu tạo mặt đó là b. người ta thường ghi a Z b (dấu z trên chéo dưới ngang, kí hiệu cho góc, không viết nhầm là dấu nhỏ hơn...). 0 m ột số nước khác người ta đo và ghi giá trị đường phương, sau đó đến hướng dốc rồi đến góc dốc. Việc ghi chép cả 3 số liệu như vậy rườm rà, không cần thiết, vì biết hướng dốc là có thể suy ra ngay giá trị góc phương vị đường phương bằng cách cộng hoặc trừ đi 90°; ngược lại biết giá trị của góc phương vị đường phương khòna phái dễ dàng bằng phép tính cộng trừ đẽ’ có thể suy ra góc phương VỊ hướn° dốc m à phải ghi chép thêm cấu tạo m ặt đó dốc về phương nào! G án đây để ch o g iản tiện chúng tòi đề nghị k í hiệu th ố nằm cùa câu tạo m ặt (hoặc cấu tạo cÌưÒTig) là a/b (°óc phương vị hướng dốc/góc dốc), chi cần gạch chéo m à k h ô n g cần phải viết k í h iêu góc như đã nêu ớ trên. 2.3.2.3. B iếu dien các d ạ n g càu tao tlìeo p h ư ơ n g p h á p ch iế u càu T rong các công trình n ghiên cứu địa chất người ta thường dùng phép ch iế u cáu để biểu điển câu tạo đường và câu tạo m ặt. C húng ta hãy hình dung, gia sử có m ộ t q u ả cầu hãy đế cho m ặt phảng xích đạo cua nó song song với mãt pháng nám n g an e và từ đó ta có hai bán cầu, bán cầu trên và bán cầu dưới (so với m ặt phảng xích đạo). K hi biểu d iẻn các vếu 14
  14. tô cấu tạo người ta dùng m ột trong hai bán cầu này và phái nói rõ bán cáu sử dụng trong công trình cùa m ình là bán cầu nào. Ở m ặt phắng xích đạo người ta định hướng Bắc Nam và chia vòng tròn xích đạo theo các phương địa lí từ 0° hoặc 360° (ớ Bắc) đến 10°, 20°, 350°, 360° theo chiều thuận kim đồng hổ. M uốn biểu diễn cấu tạo đường L nào đó ta dựa vào hướng dốc (góc phương vị hướng dốc a) và góc dốc b của nó để tưởng tượng vị trí của nó trong bán cẩu. Lẽ d ĩ nhiên phải dựng L đi qua tâm o của vòng tròn xích đạo (đáy bán cẩu). Đ ường thẳng đi qua o của cấu tạo L cắt bán cầu trên ớ M. H ình chiếu M' của M trẽn đáy bấn cầu được xem là điểm biểu diễn của L theo phép chiếu cầu và ờ bán cầu trên. Tương tự như vậy, cấu tạo đường L cắt bán cầu dưới ở N; hình chiếu N' cùa N trên đáy bán cầu được xem là điểm biểu diễn cùa L theo phép chiếu cầu với bán cầu dưới. Như vậy chiếu xuống bán cầu trên hoặc dưới về nguyên tắc không có gì khác nhau, biết M' có thể suy ra N' và ngược lại (đối xứng với nhau qua O). H ình 2.3: Biểu diễn cấu tạo Đối với các cấu tạo m ặt, khi biểu diễn chúng bằng đường L tlieo pliép chiếu cấu. phương pháp chiếu cẩu, người ta tường tượng đưa pháp tuyến của cấu tạo m ặt đó qua o . Các cấu tạo mật được thể hiện thông qua pháp tuyến của chúng (đi qua O ); tức là lại quay về cách biểu diễn cấu tạo đường. Một cấu tạo m ặt chỉ có m ột pháp tuyến đi qua o cho nên chỉ có m ột giao điểm của pháp tuyến đó với bán cầu trên (hoặc bán cầu dưới) và chí có m ột điểm là hình chiếu cùa giao điếm nói trên trong m ặt phẳng đáy bán cầu. Như vậy m ỗi m ột cấu tạo mặt đều có thê biểu diễn bằng một điểm (hoặc là theo bán cầu trên hoặc bán cầu dưới). Người ta còn có thể biểu diễn m ột cấu tạo m ặt bằng m ột cung, đó là hình chiếu cùa giao tuyến giữa m ặt đó với mặt bán cầu (trên hoặc dưới) trên m ặt phảng nằm ngang (đáy bán cầu). H ình 2.4: Biểu diễn cấu tạo mặt bằng điểm và bằng cung. T rong hình 2.4a, p là cấu tạo mặt. Cấu tạo m ặt này cắt bán cầu trên theo cung EK F, cắt bán cầu dưới theo cung ELF. H ình chiếu của các cung này trên đáy bán cầu (E K 'F hoặc 15
  15. EL'F) là cung biểu diẻn hình chiếu cầu của m ặt phảng p. Hình 2.4b cho thấy cách biểu diễn cấu tạo mặt theo pháp tuyến. Ở đây O M là pháp luyến cúa m ặt phầng p. M là g iao điếm của pháp tuyến với bán cầu trên. H ình chiếu cùa M trên đáy bán cầu là M'. G ọi K là giao điếm của giao tuyến giữa m ặt phầng p và m ật thảng dứng chứa O M . K' là hình chiếu cùa K trên đáy bán cầu (hình 2.4c). Dễ dàng có thể tìm được độ dài và quan hệ cùa các đoạn OM' và OK'. Khi cấu tạo m ặt p dốc dứng, góc dốc bằng 90° thì diem M ớ trên chu vi, diếm K' trùng với o là tâm đồ th ị. Khi c ấ u tạ o m ạ t n à m ngang, g ó c d ố c bằng không, M' trùng vớ i o và K' nằm trên chu vi vòng tròn đáy bán cầu. v ề mặt nguyên tắc đoạn M 'K ' có số đo bằng bán kính. Tuy nhiên khi sứ dụng phép chiếu cầu người ta dùng m ạng Schm idt (do w . Schmidt đề xuất) hoặc m ạng W ulff (do W ulff đề xuất). Lúc đó khoảng cách đó có thế khõng đúng bằng bán kính. Trong giáo trình này, từ nay về sau, chúng ta sứ dụng cá hai bán cầu. Đ ế lưu ý người đọc, khi sử dụng bán cầu trên người ta có thế thông báo ngay từ đầu hoặc vẽ k í hiẽu o bên cạnh các đổ thị, ngược lại nếu dùng bán cẩu dưới người la vẽ o bẽn cạnh đổ thị. 2 3 .2 .4 . B iểu d iễn các cấu tạo b ằ n g toán liọc Trong những năm gần đây người ta đã vận dụng toán học vào m ôn học Đ ịa chất cấu tạo, đặc biệt là biểu diễn các dạng cấu tạo bằng các phương trình toán học quen thuộc. Tất cả các cấu tạo dường đều có thế quy về phương trình có dạng Ax + By + c = 0; trong đó A, B. c là hằng số và A, B không đồng thời bằng không. T rong khỏng gian các cấu tạo đường được biểu diễn là phương trình có dạng: Ax + By + Cz + D = 0; trong đó A. B. C. D là hầng số và A, B, c không đồng thời bằng khỏng. Phương trình m ặt cầu có tâm I(a, b. c) và bán -) ■> _2 kính R là: (x - a)2 + (y - b )2 + (z - c)2 = R 2: mặt elipxoit có phương trình: + -— h ——— 1 ■ a b c 2 2 2 2 mật hypecboloit 1 tầng có dạng: “ T + ^ T - - T = 1 và 2 tầng có dang: - + — a b c a: b2 c2 Nếu biết cấu tạo đường L là giao tuyến cúa 2 m ặt f(x) và g(x) thì có thế xác định được phương * B trinh của L bằng cách giải f(x) - g(x) = 0. Việc phương trình hóa các cấu trúc uốn nếp. đứt gẫy bước đầu đã được tiến hành có kết quà (Lé Như Lai. 1973, 1974, 1981). 2.3.2.5. S ứ d ụ n g các m ạ n g ch iếu cáu G iả sử chúng ta dùng m ạng Schmidt hoặc m ạng W ulff để biểu diễn cấu tạo đường có số đo là a/h: trona dó a là góc phương vị hướng dốc và b là aóc H ình 2.5: Nguyên rác biển diễn dốc. Vị trí M biểu diễn cho câu tạo có sô đo là a/b cứa tạo (hùnIf! và cấu tạo inăt. 16
  16. được xác định trên đường bán kính với BOA — a° và với đoạn O M trên bán kinh đo bang b°, với điều kiện chia bán kính OA ra làm 90" phần bằng nhau, m ỗi phần tương ứng với 1° hoặc theo cách phân chia khác nhau của các mạng chiếu cầu. Tương tự như vậy vòng tròn tâm o có bán kính là OA (thường bằng 10cm) cũng được chia ra làm 360 phần, m ỗi phần ứng với 1° (hình 2.5). Khi dùng m ạng Schmidt hoặc mạng W ulff (thường dùng là mạng Schmidt đối với Đ ịa chất cấu tạo) người ta tiến hành theo các bước sau đây: - Đặt lên trẽn m ạng Schm idt (hoặc m ạng W ulff) một tờ giấv can có kích thước bao trùm mạng đó, khoảng 25 X 22cm. - Vẽ vòng tròn lên giấy cari, vòng tròn này có tám trùng với lâm của vòng tròn m ạng, có đường kính bằng đường kính cúa vòng tròn mạng (thường là 20cm ) và đánh dấu phương Bắc bằng m ột gạch dọc hoặc m ũi tên trên giấy can. - Dùng đinh ghim ấ n vào tâm hai vòng tròn. Có h a i trường hợp xảy ra: Thứ nhất, ớ m ạng có vòng tròn chia độ thuận chiều kim đồng hồ, ta chỉ việc nhìn qua giấy can tìm vị trí của sô độ a° trên chu vi của m ạng, đánh dấu trên giấy can, sau đó quay tờ giấy can xung quanh đinh ghim sao cho điểm đánh dấu nói trên trùng với số 90 trên m ạng; rồi từ tâm o theo đường bán kính o - 90° ta tìm vị trí đã được ghi sẵn trên bán kính ứng với b°. Tại đó ta chấm 1 điểm , đó chính là điểm M cần tìm (hình 2.6a). Ta cũng có thể đưa điểm đánh dấu trùng với số 360 trên mạng rồi trên đoạn tâm o đến 360", tìm m ột điểm M với OM = b°, M là điếm cán tìm. H ình 2.6a: Cácli xác định điểm chiếu cáu theo mạng cliia độ llmậii chiền kim đóng liổ. Thứ hai, nêu m ang Schm idt chia ngược chiều kim đồng hồ (thường thuận lợi hơn) người ta đánh dấu phương Bắc (của m ạng) trên giấy can rồi xoay tờ giấy can xung quanh đinh ghim ớ tâm , sao cho m ũi tên đánh dấu nói trên chi vào a °(n h ìn qua giấy can xuống mạng): rồi từ trục tâm o đến 360° ta tìm vị trí có giá trị là b°, đó chính là điểm M cần xác định (hình 2.6b). 17
  17. H ình 2.6b: Các xác định điểm chiếu cán theo mạng chia độ ngược chiều kim dóng lio. Tùy theo cách chia độ trên m ạng, người ta có thể xoay giấy can theo chiều khác nhau, m iễn là đảm báo nguyên lắc như đã nêu ớ hình 2.5. Do cấu tạo mặt được biểu diẽn bằng m ột điểm dựa vào pháp tuyến (đi qua tâm O ) nên về nguyên tắc cũng giống như biểu diễn cấu tạo đường đã trình bày ớ trên. M uốn biểu diễn cấu tạo m ặt là một c u n g ta tiế n h à n h b ằ n g n h iề u c á c h , c h ả n g h ạ n k h i / tìm được điểm M rồi. ta đưa điểm M về nằm trên đường kính 270° - 9 0 V rẩm điểm M' trên đường H inh 2 . 7 : Cách biểu diễn cấu tạủ kính này sao cho M 'O M = 90"; vẽ theo m ạng mặt bâng Iiĩột cung sau khi xác định Schm idt (bên dưới) cung đi qua 360" - M ’ - 180°. đư
  18. T rong thời gian gấn đây, việc ứng dụng tin học trong gia công các số liệu cấu tạo mặt, cấu tạo đường qua m áy vi tính đã được m ột số tác già dề cập và dã có những kết quả tốt đẹp. Trước hết, bằng m áy vi tính với các phần mềm thích hợp việc gia công các số liệu nói trẽn đã rút ngắn được nhiều thời gian làm việc. Về vấn đề này sinh viên sẽ được học trong phần thực lập của giáo trình này. Tuy nhiên những vấn đề nêu trong giáo trình này sinh viên cần nắm vững đẽ kiểm tra kết quá cũng như đê vận dụng khi cần thiết. CÁC HÌNH THAM KHÁO (Bạn dọc tự tìm hiếu) C ác kiêu địa bàn thường dùng 19
  19. C hương n i H I Ệ N T Ư Ợ N G B IẾ N D Ạ N G C Ủ A Đ Á 3. ]. NHŨNG KHÁI N IỆM c ơ BẢN V Ề HIỆN TUỌNG BIÊN D ẠNG Trái Đất nói chung và các thành phần của nó. như vỏ Trái Đ ất hoặc các bộ phận cúa vỏ Trái Đ ất, các loại đá, đều có thể bị biến dạng trước sự tác động cùa nhiều nhân tố khác nhau, đặc biệt là các lực kiến tạo. Lực kiến tao là lực gây ra do các quá trình hoạt đông kiến tạo. có nguồn gốc từ bên trong Trái Đất. Những lực này tác dụng vào những phần khác nhau cùa Trái Đ ất làm cho chúng bị biến dạng. 3.1.1. Biến dạng Biến dạng (strain) là hiện tượng biến đổi vị trí tương quan giữa các phần tử tạo nên vật thể, làm biến đổi hình dạng (shape change) và có khi làm biến đối cả thể tích (volume change) của vật thể. Hiện tượng biến dạng của các đá có thế gây nên bới các lực cơ học bên ngoài tác dụng vào vật thể, thường là các lực kiến tạo, và cũng có thể do những nguyên nhân khác xuất hiện ngay trong vật thể như sự thay đối nhiệt độ, sự biến đổi về tướng khoáng vật. Những sự biến đổi này dẫn đến sự thay đối hình dạng hoặc thê tích cùa vật thể. Ngoài ra các nguyên nhân vật lí. hóa học khác (từ hóa, điện tích, v.v...) cũng là những tác nhân gây biến dạng. Mòn học về biến dạng gọi là Đ ộng học (K inem atics). Như đã định nghĩa ớ trên, biến dạng của vật thể dẫn đến sự biến đổi về thê tích cùa vật thể (dilatation, volum e change), vật thể thường nhỏ hơn so với lúc đầu, nhưng có hình dạng tương tư: hoặc hiện tượng biến dạng có thể làm cho vật thể bị thay đổi về hình dạng (distortion, shape change) hoặc có thể gây cho vật thể bị biến dạng cả về thể tích lẫn hình dạng ban đầu của nó. Trong một sỗ trường hợp. quá trình biến dạng có thế khòng (hoặc rất ít) gây ra hiện tượng biến đổi thể tích cua vật thể nhưng lại làm cho vật thế bị xoay oọi là biến dạng quay (rotation). Q uá trình biến dạng dẫn đến sự thav đối hình dạng, thay đổi thể tích có kèm theo hiện tượng xoay gọi là biến dang toàn phần (total strain). 3.1.2. Ngoại lực Ngoại lực là lực tác dung của môi trường bên ngoài hoặc của vật thế khác lẽn vật thể đang xét. Trong Đ ịa chất cấu tạo, ngọai lực là những lực kiến tạo, những lực phát sinh từ bẽn trong Trái Đât, thường theo phương nằm ngang hoặc theo phương thảng đứ na. có khi theo không gian ba chiểu (trung gian giữa nằm ngang và thảng đứng), và còn biến đổi theo thời gian. Ngoại lực còn có thè là lai trọng hoặc phán lực. Túi trọng là lực tác d u n o l é n V jj[ 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản