intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Tập bài giảng Địa chất công trình

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:170

Thêm vào BST
Báo xấu
15
lượt xem 5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tập bài giảng Địa chất công trình được biên soạn gồm các nội dung chính sau: các quá trình địa chất; nước trong vỏ trái đất; dòng thấm ổn định của nước dưới đất; khảo sát địa chất công trình. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tập bài giảng Địa chất công trình

  1. NOÄI DUNG BAØI GIAÛNG NOÄI DUNG BAØI GIAÛNG  CHÖÔNG MÔÛ ÑAÀU.  CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ.  CHÖÔNG 2: CAÙC QUAÙ TRÌNH ÑÒA CHAÁT.  CHÖÔNG 3: NÖÔÙC TRONG VOÛ TRAÙI ÑAÁT.  CHÖÔNG 4: DOØNG THAÁM OÅN ÑÒNH CUÛA NÖÔÙC DÖÔÙI ÑAÁT.  CHÖÔNG 5: KHAÛO SAÙT ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH. Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 1-1
  2. CHÖÔNG MÔÛ ÑAÀU CHÖÔNG MÔÛ ÑAÀU 0.1. Nhieäm vuï cuûa ñòa chaát coâng trình 0.2. Noäi dung cuûa ñòa chaát coâng trình 0.3. Phöông phaùp nghieân cöùu ñòa chaát coâng trình 0.4. YÙ nghóa cuûa taøi lieäu khaûo saùt ñòa chaát coâng trình 0.5. Noäi dung chöông trình hoïc Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 1-4
  3. CHÖÔNG MÔÛ ÑAÀU CHÖÔNG MÔÛ ÑAÀU Moân khoa hoïc Ñòa chaát coâng trình laø moân hoïc thuoäc Khoa hoïc traùi ñaát, chuyeân nghieân cöùu caùc tính chaát vaät lyù, tính chaát cô hoïc cuûa ñaát ñaù nhaèm phuïc vuï cho coâng taùc thieát keá xaây döïng caùc coâng trình vaø coâng taùc qui hoaïch söû duïng laõnh thoå coù hieäu quaû. Ñòa kyõ thuaät ñaët treân côû sôû cuûa Cô hoïc ñaát, Cô hoïc ñaù vaø Ñòa chaát coâng trình. Nghieân cöùu Cô hoïc ñaát vaø Cô hoïc ñaù ñi song song vôùi nhau treân neàn taûng cuûa söï hieåu bieát caùc quaù trình ñòa chaát, caùc aûnh höôûng moâi tröôøng. Caùc hieåu bieát roõ raøng kieán thöùc Ñòa chaát coâng trình caàn thieát môùi coù theå döï baùo caùc moái quan heä vaø hieän töôïng trong ñaát neàn nhö laø vaät lieäu vaø moâi tröôøng xaây döïng, phuïc vuï cho coâng taùc xaây döïng. 1. NHIEÄM VUÏ CUÛA ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH Ñòa chaát coâng trình coù caùc nhieäm vuï chính sau:  Nghieân cöùu ñaát ñaù laøm neàn, laøm moâi tröôøng vaø laøm vaät lieäu xaây döïng cho xaây döïng caùc coâng trình khaùc nhau.  Nghieân cöùu caùc quaù trình vaø hieän töôïng ñòa chaát coù aûnh höôûng ñeàn coâng trình vaø laõnh thoå.  Nghieân cöùu ñieàu kieän ñòa chaát coâng trình caùc moû khoaùng saûn laøm cô sôû cho thieát keá vaø khai thaùc caùc moû khoaùng saûn ñoù.  Nghieân cöùu vaø hoaøn thieän caùc phöông phaùp khaûo saùt ñòa chaát coâng trình. 2. NOÄI DUNG CUÛA ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH Ñòa chaát coâng trình bao goàm:  Thaïch luaän coâng trình: Nghieân cöùu thaønh phaàn, caáu taïo vaø caùc tính chaát cô lyù caùc loaïi ñaát ñaù khaùc nhau. Nhieäm vuï chính cuûa thaïch luaän coâng trình laø nghieân cöùu baûn chaát töï nhieân caùc tính chaát cuûa ñaát ñaù, nghóa laø caùc quaù trình hình thaønh traïng thaùi vaät lyù vaø tính chaát töø khi hình thaønh ñeán quaù trình toàn taïi cuûa chuùng trong voû quaû ñaát.  Ñòa chaát ñoäng löïc coâng trình: Nghieân cöùu caùc quaù trình ñòa chaát vaø aûnh höôûng cuûa chuùng ñeán xaây döïng coâng trình.  Ñòa chaát coâng trình chuyeân moân: Nghieân cöùu ñieàu kieän xaây döïng caùc coâng trình khaùc nhau (coâng trình coâng nghieäp, daân duïng, caàu ñöôøng, thuûy ñieän, coâng trình ngaàm,…) trong caùc ñieàu kieän ñòa chaát khaùc nhau. Tìm caùc bieän phaùp khaûo saùt ñòa chaát coâng trình phuïc vuï cho thieát keá, xaây döïng coâng trình vaø söû duïng laõnh thoå.  Ñòa chaát coâng trình khu vöïc: Nghieân cöùu ñieàu kieän ñieàu kieän ñòa chaát töøng vuøng, töøng khu vöïc cuûa ñaát nöôùc phuïc vuï cho xaây döïng vaø söû duïng laõnh thoå. 3. PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH Coù caùc phöông phaùp chuû yeáu sau:  Phöông phaùp ñòa chaát hoïc: ñaây laø phöông phaùp quan troïng nhaát, phöông phaùp naøy chuû yeáu laø tìm hieåu söï phaùt trieån cuûa caùc hieän töôïng ñòa chaát trong quaù khöù coù lieân quan ñeán söï thaønh taïo ñòa hình, tính chaát ñaát ñaù vaø quy luaät phaân boá cuûa chuùng. Phöông phaùp naøy thöôøng phaûi thöïc hieän caùc coâng trình khoan ñaøo, khoan saâu, thu thaäp caùc taøi lieäu veà söï phaân boá, saép xeáp cuûa ñaát ñaù …, tieán haønh thí nghieäm trong Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 2-4
  4. CHÖÔNG MÔÛ ÑAÀU phoøng hay ngoaøi trôøi (xuyeân, neùn tónh, bôm huùt nöôùc…) xaùc ñònh tính chaát cô lyù cuûa ñaát ñaù, caùc thí nghieäm ño ñòa chaán, troïng löïc, töø …  Phöông phaùp tính toaùn theo lyù thuyeát: söû duïng caùc ñaëc tröng veà tính chaát cô lyù cuûa ñaát ñaù vaø baûn chaát vaät lyù cuûa hieän töôïng ñòa chaát ñaõ bieát ñeå laäp caùc phöông trình vaø coâng thöùc toaùn hoïc. Töø ñoù, coù theå tính toaùn caùc ñaëc tröng chöa bieát moät caùch nhanh choùng maø khoâng caàn phaûi thí nghieäm hoaëc quan saùt thöïc ñòa phöùc taïp vaø toán keùm, hay thay cho caùc tröôøng hôïp phöông phaùp ñòa chaát khoâng thöïc hieän ñöôïc. Phöông phaùp naøy thöôøng ñöôïc duøng trong: tính luùn, oån ñònh neàn, toác ñoä phaù hoaïi bôø, tính löôïng nöôùc qua hoá moùng, tính ñoä haï thaáp möïc nöôùc trong hoá moùng…  Phöông phaùp moâ hình hoùa: laø phöông phaùp thay theá moâi tröôøng ñòa chaát coù quy moâ lôùn baèng moâi tröôøng vaät lyù töông töï nhöng coù kích thöùc nhoû, ñôn giaûn hôn. Ví duï: tröôøng chuyeån ñoäng cuûa nöôùc döôùi ñaát vôùi tröôøng ñieän, tröôøng chòu löïc cuûa ñaát neàn vôùi tröôøng chòu löïc cuûa moâi tröôøng ñaøn hoài … Nhôø ñoù giaûi ñöôïc nhöõng baøi toaùn trong ñieàu kieän phöùc taïp.  Phöông phaùp töông töï ñòa chaát: döïa theo nguyeân lyù nhö sau: ñaát ñaù ñöôïc hình thaønh trong cuøng ñieàu kieän, traûi qua caùc quaù trình ñòa chaát nhö nhau (döïa theo nguoàn goác, thaønh phaàn, traïng thaùi, maøu saéc…) thì coù ñaëc tröng veà cô lyù töông töï nhau. Nhôø vaäy, phöông phaùp naøy laøm giaûm bôùt khoái löôïng khaûo saùt ñòa chaát, giaûm bôùt thôøi gian thi coâng coâng trình … Tuy nhieân, phöông phaùp naøy chæ neân aùp duïng trong giai ñoaïn quy hoaïch, thieát keá sô boä, ñoái vôùi nhöõng coâng trình quan troïng phaûi khaûo saùt chi tieát vì ñaát ñaù coù tính dò höôùng raát cao. Noùi chung, khoâng moät phöông phaùp naøo laø toái öu caû, vì theá neân löïa choïn vaø keát hôïp chaët cheõ caùc phöông phaùp neâu treân trong ñieàu kieän thöïc teá vaø theo yeâu caàu. 4. YÙ NGHÓA CUÛA TAØI LIEÄU KHAÛO SAÙT ÑÒA CHAÁT Taøi lieäu khaûo saùt ñòa chaát coâng trình laø cô sôû cho thieát keá, xaây döïng vaø söû duïng coâng trình. Vieäc quan taâm ñeán coâng taùc khaûo saùt ñòa chaát coâng trình vaø söû duïng coù hieäu quaû keát quaû khaûo saùt ñòa chaát coâng trình seõ baûo ñaûm cho coâng trình beàn vöõng, oån ñònh vaø kinh teá. Khoan khaûo saùt ñòa chaát coâng trình Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 3-4
  5. CHÖÔNG MÔÛ ÑAÀU 5. NOÄI DUNG CHÖÔNG TRÌNH HOÏC  Toång coäng 6 chöông:  CHÖÔNG MÔÛ ÑAÀU.  CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ.  CHÖÔNG 2: CAÙC QUAÙ TRÌNH ÑÒA CHAÁT.  CHÖÔNG 3: NÖÔÙC TRONG VOÛ TRAÙI ÑAÁT.  CHÖÔNG 4: DOØNG THAÁM OÅN ÑÒNH CUÛA NÖÔÙC DÖÔÙI ÑAÁT.  CHÖÔNG 5: KHAÛO SAÙT ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH.  Taøi lieäu tham khaûo:  TAÄP BAØI GIAÛNG MOÂN HOÏC CUÛA BOÄ MOÂN.  BAØI GIAÛNG MOÂN HOÏC “ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH” – NGUYEÃN VAÊN TUYEÁT, PHAÏM HÖÕU LÖU – TRÖÔØNG ÑH KIEÁN TRUÙC HAØ NOÄI – 1995.  ÑÒA CHAÁT HOÏC CHO KYÕ SÖ XAÂY DÖÏNG VAØ CAÙN BOÄ KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG – ALAN E.KEHEW – NXB GIAÙO DUÏC – 1998.  CÔ SÔÛ ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH VAØ ÑÒA CHAÁT THUÛY VAÊN – NGUYEÃN HOÀNG ÑÖÙC – NXB XAÂY DÖÏNG – 2006.  ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH – ÑOÃ TAÏO – NXB ÑHQG TP. HCM – 2007.  THÍ NGHIEÄM ÑAÁT VAØ NEÀN MOÙNG COÂNG TRÌNH – ÑOAØN THEÁ TÖÔØNG, LEÂ THUAÄN ÑAÊNG – NXB GIAO THOÂNG VAÄN TAÛI – 2004. Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 4-4
  6. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ 1.1. Khaùi nieäm veà khoaùng vaät vaø ñaát ñaù 1.2. Ñaù macma 1.3. Ñaát ñaù traàm tích 1.4. Ñaù bieán chaát 1.5. Phaân loaïi ñaát ñaù trong ñòa chaát coâng trình 1.6. Tính chaát cô - lyù cuûa ñaát 1.7. Toùm taét vaø keát luaän chöông 1.8. Baøi taäp chöông 1.9. Caùc töø khoùa (keywords) vaø taøi lieäu tham khaûo (saùch vaø website) 1.10. Baøi nghieân cöùu 1.11. Baøi ñoïc theâm ngoaïi khoaù Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 1 - 30
  7. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ 1.1. KHAÙI NIEÄM VEÀ KHOAÙNG VAÄT VAØ ÑAÁT ÑAÙ 1.1.1. TRAÙI ÑAÁT  Hình daùng: Traùi ñaát cuûa chuùng ta coù hình troøn xoay, hôi deït ôû 2 cöïc. Ngöôøi ta ñaõ xaùc ñònh ñöôïc: o Baùn kính qua xích ñaïo: R x = 6378,2Km. o Baùn kính qua cöïc: R e = 6356,8Km. o Beà maët traùi ñaát loài loõm khoâng baèng phaúng vaø luoân thay ñoåi. Ñieåm cao nhaát laø ñænh Everest (ngöôøi ñòa phöông thöôøng goïi laø Choâmoâlungma) thuoäc daõy Hymalaya cao 8890m (Baéc Aán Ñoä) vaø ñieåm saâu nhaát laø hoá ñaïi döông Marian saâu 11.000m (Ñoâng Philippin - Thaùi Bình Döông).  Tuoåi: theo tính toaùn döïa vaøo phoùng xaï, traùi ñaát coù tuoåi vaøo khoaûng 4,5 – 4,6 tyû naêm.  Caáu truùc: ngöôøi ta chia traùi ñaát töø ngoaøi vaøo trong thaønh 3 quyeån: o Voû traùi ñaát: coøn goïi laø thaïch quyeån, ñaây laø quuyeån ngoaøi cuøng cuûa quaû ñaát, daøy 5 – 90Km, KhÝquyÓn trung bình 35Km. Ñaây laø quyeån phaân boá caùc Thñy quyÓn loaïi ñaát ñaù chuû yeáu chuùng ta thöôøng gaëp, laø nôi Vá tr¸ i ®Êt xaûy ra caùc quaù trình ñòa chaát ngoaïi ñoäng löïc. Manti trª n o Quyeån Manti: bao goàm Manti treân vaø Manti Manti döôùi döôùi. Manti treân ôû ñoä saâu 60 – 800Km. Ñôùi naøy chính laø nguoàn nhieät beân trong voû traùiû ñaát do phaân huûy caùc chaát phoùng xaï gaây neân. Ñaây laø Nh©n nôi phaùt sinh caùc quaù trình ñòa chaát noäi ñoäng löïc. Manti döôùi ôû ñoä saâu 800 – 29.000Km. Do ôû ñaây coù nhieät ñoä cao (2800 – 3800oC) vaø aùp suaát lôùn (100.000 – 1.300.000 atm) neân vaät chaát ôû traïng thaùi neùn chaët. Ñaây laø vuøng yeân tónh cuûa traùi ñaát. Taøi lieäu ñòa chaát cho bieát quyeån manti ôû theå raén, phaàn lôùn caáu taïo bôûi caùc hôïp chaát oâxyt silic, oxyt mangan va oxyt saét. o Nhaân quaû ñaát: laø quyeån döôùi quyeån Manti ñeán taâm traùi ñaát. ÔÛ ñaây aùp suaát raát lôùn (> 1,5 trieäu atm) vaø nhieät ñoä raát cao (4.0000C) neân vaät chaát haàu nhö bò kim loaïi hoùa trôû neân raát chaët vaø baõo hoøa caùc ñieän töû töï do.  Thuûy quyeån: bao goàm taát caû caùc loaïi nöôùc (nöôùc maët vaø nöôùc döôùi ñaát). Ñaây chính laø moâi tröôøng vaø chaát xuùc taùc thuùc ñaåy nhieàu quaù trình ñòa chaát laøm bieán ñoåi ñaát ñaù.  Khí quyeån: bao goàm hoån hôïp khí bao boïc quanh traùi ñaát. Coù nhieàu yeáu toá cuûa khí quyeån aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng ñòa chaát treân maët ñaát. Söï vaän ñoäng vaø phaân boá caùc thuoäc tính vaät chaát cuûa traùi ñaát noùi chung vaø voû traùi ñaát noùi rieâng ñaõ taïo neân tröôøng vaät lyù cuûa traùi ñaát bao goàm :tröôøng troïng löïc, tröôøng töø, tröôøng nhieät. Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 2 - 30
  8. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ  Tröôøng troïng löïc: sinh ra do löïc haáp daãn cuûa traùi ñaát, nghóa laø hai vaät theå coù khoái löôïng bao giôø cuõng coù löïc huùt nhau tæ leä thuaän vôùi troïng löôïng cuûa vaät theå. Maët trôøi – traùi ñaát, traùi ñaát - maët traêng. Nhöõng nôi voû traùi ñaát coù caáu taïo khaùc nhau seõ sinh ra troïng löïc khaùc nhau.  Tröôøng töø: traùi ñaát gioáng nhö moät nam chaâm khoång loà, hai ñaàu laø hai cöïc nam vaø baéc. Hai cöïc ñòa töø vaø hai cöïc ñòa lyù cuûa traùi ñaát khoâng truøng nhau.  Tröôøng nhieät ñoä: nguoàn nhieät cuûa traùi ñaát ñöôïc chia ra laøm hai loaïi chính: ngoaïi nhieät vaø noäi nhieät. o Ngoaïi nhieät: chuû yeáu laø do aùnh naéng maët trôøi, nhieät ñoä cuûa caùc muøa. Aûnh höôûng cuûa nguoàn ngoaïi nhieät vaøo khoaûng vaøi chuïc meùt ñoä saâu. o Noäi nhieät: chuû yeáu laø caùc nguoàn macma noùng chaûy, caùc phaûn öùng Nhieät ñoä tmin 0 ttb tmax hoùa hoïc, phaûn öùng haït nhaân Ñôù i I trong loøng cuûa traùi ñaát. o Caùc ñôùi nhieät ñoä: trong voû traùi ñaát, tuøy theo söï thay ñoåi cuûa nhieät ñoä ngöôøi ta chia thaønh caùc Ñôùi thöôøng oân ñôùi sau: - Ñôùi I: ñôùi coù nhieät ñoä ñaát ñaù thay ñoåi theo ngaøy, theo muøa. Ñôù i III - Ñôùi II: ñôùi thöôøng oân, taïi ñaây Ñoä saâu nhieät ñoä gaàn baèng nhieät ñoä bình quaân naêm cuûa vuøng treân maët ñaát. Hình 1-1 Sô ñoà nhieät theo chieàu saâu - Ñôùi III: ñôùi coù nhieät ñoä taêng daàn theo chieàu saâu, trung bình cöù xuoáng saâu 100m nhieät ñoä ñaát ñaù seõ taêng leân 3oC hoaëc cöù xuoáng 33m thì nhieät ñoä taêng 1oC. Ngöôøi ta öôùc tính nhieät ñoä toái ña ôû nhaân traùi ñaát vaøo khoaûng 5.000oC. Hieän nay, trình ñoä hieän ñaïi hoùa cuûa theá giôùi caøng cao thì yeâu caàu veà naêng löôïng caøng taêng. Trong khi, caùc nguoàn naêng löôïng than, daàu hoûa, khí… khoâng phaûi laø voâ haïn. Vì theá nhieàu nöôùc ñaõ vaø ñang nghieân cöùu caùc nguoàn naêng löôïng môùi trong ñoù coù ñòa nhieät. Traùi ñaát coù baùn kính trung bình 6360Km, ôû ñoä saâu 2900km nhieät ñoä 2000oC, taïi trung taâm nhieät ñoä coù theå leân ñeán 5000oC, gaáp 2-3 laàn loø luyeän theùp, ngay caû ôû ñoä saâu 30-40km nhieät ñoä ñaõ coù theå laøm nham thaïch noùng chaûy. Tuy nhieân, hieän nay ngöôøi ta chæ duøng ñöôïc nhieät löôïng ôû ñoä saâu 10km maø thoâi. 1.1.2. Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 3 - 30
  9. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ KHOAÙNG VAÄT a) Khaùi nieäm veà khoaùng vaät Khoaùng vaät laø moät hôïp chaát hoùa hoïc hay moät nguyeân toá töï sinh (Hg, Au, CaCO 3 , SiO 2 …) coù cuøng thaønh phaàn vaø caùc tính chaát lyù – hoùa, ñöôïc hình thaønh do caùc quaù trình hoùa lyù khaùc nhau dieãn ra trong voû traùi ñaát hay ngay caû treân maët ñaát. Hieän nay, ngöôøi ta bieát khoaûng hôn 3.000 khoaùng vaät nhöng trong ñoù chæ khoaûng gaàn 50 khoaùng vaät tham gia chuû yeáu vaøo thaønh phaàn ñaát ñaù, goïi laø khoaùng vaät taïo ñaù. ÔÛ ñaây chuùng ta chæ nghieân cöùu khoaùng vaät loaïi naøy. b) Caùc theå toàn taïi cuûa khoaùng vaät: Trong töï nhieân khoaùng vaät coù theà toàn taïi ôû 3 theå: o Theå raén: traïng thaùi keát tinh chieám ñaïi ña soá (thaïch anh, fenpat, mica …). o Theå loûng: chuû yeáu laø nöôùc. o Theå khí (CO2, H 2 S, …). c) Tính chaát vaät lyù cuûa khoaùng vaät  Daïng tinh theå khoaùng vaät Trong töï nhieân caùc khoaùng vaät thöôøng coù hình daïng ñeàu ñaën ñöôïc giôùi haïn bôûi caùc maët töï nhieân. Caùc tinh theå coù theå chia thaønh 3 daïng chính sau: o Daïng phaùt trieån theo moät phöông: tinh theå coù daïng hình coät, hình que, hình sôïi toùc… (thaïch anh, tuamalin …). o Daïng phaùt trieån theo hai phöông: tinh theå coù daïng hình taám vaåy, laù… (biotit, muscovit …). o Daïng phaùt trieån theo ba phöông: tinh theå coù daïng hình haït, troøn, vuoâng… (halit, pirit …) 1 Phöông 2 Phöông 3 Phöông Hình 1-2 Hình daïng tinh theå khoaùng vaät  Ñoä cöùng cuûa khoaùng vaät Ñoä cöùng laø khaû naêng choáng laïi taùc duïng cô hoïc nhö khaéc raïch hay maøi moøn leân beà maët khoaùng vaät. Ñoä cöùng phuï thuoäc vaøo kieán truùc vaø söï lieân keát cuûa caùc phaàn töû trong khoaùng vaät. Ñeå ñaùnh giaù ñoä cöùng töông ñoái cuûa khoaùng vaät, ngöôøi ta duøng thang ñoä cöùng Mohs (Aùo) ñeà nghò naêm 1812 nhö sau: Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 4 - 30
  10. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ Baûng 1-1. THANG ÑOÄ CÖÙNG MOHS Khoaùng vaät Ñoà vaät thoâng thöôøng 1. Tan (hoaït khoaùng) 2. Thaïch cao Moùng tay (2,5) 3. Canxit Ñoàng xu (3) 4. Fluorit 5. Apatit (laân khoaùng)-Photphat Kính (5,5) 6. Octocla Giuõa (6), löôõi dao (6) 7. Thaïch anh Ñóa söù khoâng traùng men (7) 8. Topaz 9. Corindon (cöông khoaùng) 10. Kim cöông Ñaàu nhoïn cuûa khoaùng vaät coù ñoä cöùng cao coù theå raïch ñöôïc nhöõng khoaùng vaät coù ñoä cöùng thaáp hôn. Nhö vaäy, coù theå so saùnh ñoä cöùng cuûa ñaù baèng caùch raïch chuùng vaøo nhau. Ngöôøi ta thöôøng duøng caùc duïng cuï sau ñeå xaùc ñònh ñoä cöùng töông ñoái cuûa khoaùng vaät: moùng tay (2,5), ñoàng xu (33,5), maûng thuûy tinh (55,5), dao theùp (6.06,5). Haàu heát caùc khoaùng vaät coù ñoä cöùng töø 2 ñeán 7 vaø khoaùng vaät taïo ñaù thöôøng ñoä cöùng nhoû hôn 7.  Tyû troïng Tyû troïng laø tyû soá giöõa troïng löôïng khoaùng vaät vaø troïng löôïng theå tích nöôùc töông ñöông. Khoaùng vaät taïo ñaù coù tyû troïng töø 2,5 ñeán 3,5. Döïa theo tyû troïng, khoaùng vaät chia ra laøm 3 nhoùm sau: o Nheï : < 2,5 g/cm3 o Trung bình : 2,54 g/cm3 o Naëng : >4 g/cm3 Tyû troïng phuï thuoäc vaøo thaønh phaàn hoùa hoïc vaø caáu truùc tinh theå. Khoaùng vaät coù caùc nguyeân toá naëng vaø saép xeáp chaët seõ coù tæ troïng lôùn.  Tính caùt khai vaø veát vôõ Tính caùt khai laø tính deã bò taùch ra cuûa khoaùng vaät theo caùc maët töï nhieân, tính caùt khai chæ coù ôû vaät chaát keát tinh maø thoâi. Ñaù chöùa khoaùng vaät coù tính caùc khai thì gioøn vaø cöôøng ñoä keùm. Döïa vaøo tính caùt khai, ngöôøi ta chia khoaùng vaät ra 4 möùc ñoä nhö sau: o Caùt khai raát hoaøn toaøn: tinh theå deã daøng taùch thaønh nhöõng laùt raát moûng. Ví duï: biotit (mica ñen), muscovite (mica traéng) … o Caùt khai hoaøn toaøn: duøng buùa ñaäp nheï tinh theå deã daøng vôõ thaønh caùc maët töông ñoái phaúng. Ví duï: canxit, tinh theå Hatit, Tan, Gôtit… o Caùt khai trung bình: khi vôõ maët caùt khai khoâng ñeàu, vöøa thaáy veát vôõ vöøa thaáy maët caùt khai. Ví duï : Augit, Octocla … Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 5 - 30
  11. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ O Caùt khai khoâng hoaøn toaøn: khoù thaáy maët taùch, maø thöôøng laø caùc veát vôõ khoâng theo quy taéc, coøn goïi laø tính khoâng taùch cuûa khoaùng vaät. Ví duï: thaïch anh, olivin, topaz, manhetit …. Veát vôõ laø nhöõng maët tinh theå khoaùng vaät bò taùch ra khoâng theo moät phöông vaø quy taéc naøo.  Maøu khoaùng vaät – maøu veát vaïch Maøu khoaùng vaät ñöôïc quyeát ñònh bôûi thaønh phaàn hoùa hoïc vaø caùc taïp chaát. Chaúng haïn, khoaùng vaät chöùa nhieàu Fe, Mg thì thöôøng coù maøu saãm nhö mica ñen (biotit)…, chöùa nhieàu Al, Si thì maøu nhaït nhö thaïch anh, octocla… Nhieàu khoaùng vaät chæ coù moät maøu coá ñònh nhö limonit coù maøu naâu. Vaø nhieàu khoaùng vaät coù theå coù nhieàu maøu saéc khaùc nhau khi laãn taïp chaát nhö thaïch anh coù theå maøu tím, ñen, naâu… Maøu khoaùng vaät chòu aûnh höôûng bôûi ñieàu kieän aùnh saùng, traïng thaùi beà maët khoaùng vaät. Maøu veát vaïch laø maøu khi vaïch khoaùng vaät leân maûnh nhaùm söù traéng. Maøu veát vaïch chính laø maøu cuûa boät khoaùng vaät, noù ít bò aûnh höôûng bôûi ñieàu kieän aùnh saùng neân thöôøng laø daáu hieäu ñaùng tin caäy ñeå nhaän bieát khoaùng vaät, ñaëc bieät khoaùng vaät coù aùnh kim. Thoâng thöôøng maøu khoaùng vaät vaø maøu vieát vaïch khaùc nhau, nhö heâmatit coù maøu vaøng xaùm nhöng veát vaïch coù maøu ñoû, pritit maøu vaøng thau nhöng veát vaïch laïi maøu ñen … Cuõng coù khi maøu khoaùng vaät vaø maøu veát vaïch gioáng nhau nhö manheâtit coù maøu khoaùng vaät vaø veát vaïch cuøng maøu ñen … Cuõng coù moät soá khoaùng vaät trong suoát hoaëc baùn trong suoát nhöng boät cuûa chuùng laïi coù maøu nhö thaïch anh.  Ñoä trong suoát cuûa khoaùng vaät Ñoä trong suoát cuûa khoaùng vaät laø khaû naêng cho aùnh saùng xuyeân qua khoaùng vaät. Ñoä trong suoát khoaùng vaät phuï thuoäc vaøo caáu truùc tinh theå cuûa khoaùng vaät vaø caùc taïp chaát chöùa trong noù. Döïa vaøo möùc ñoä trong suoát cuûa khoaùng vaät, ngöôøi ta chia khoaùng vaät ra 3 loaïi: o Trong suoát : thaïch anh, thuûy tinh… o Nöûa trong suoát : thaïch cao … o Khoâng trong suoát : pirit, manhetit…  AÙnh cuûa khoaùng vaät Aùnh cuûa khoaùng vaät laø ñoä phaûn chieáu tia saùng treân caùc maët khoaùng vaät (moät phaàn haáp thuï, moät phaàn phaûn xaï). Aùnh khoaùng vaät khoâng phuï thuoäc vaøo maøu maø phuï thuoäc vaøo chieát suaát vaø ñaëc tröng beà maët cuûa noù. Döïa vaøo aùnh cuûa khoaùng vaät, ngöôøi ta chia khoaùng vaät thaønh 5 nhoùm sau: o Aùnh thuûy tinh: coù aùnh gioáng nhö thuûy tinh nhö thaïch anh, canxit, octocla, hocplen… o Aùnh tô: caùc khoaùng vaät coù kieán truùc sôï nhö Amian, Atbet… o Aùnh môø: caùc khoaùng coù nhieàu loã hoång nhö kaolin, tan … o Aùnh xaø cöø: caùc khoaùng coù kieán truùc phaân lôùp nhö muscovit, thaïch cao daïng taám… o Aùnh kim loaïi: coù aùnh gioáng kim loaïi nhö pirit, galen… Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 6 - 30
  12. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ d) Phaân loaïi khoaùng vaät Cô sôû phaân loaïi khoaùng vaät laø thaønh phaàn hoùa hoïc vaø caáu truùc beân trong cuûa chuùng. Ngöôøi ta chia thaønh caùc nhoùm chính sau:  Nhoùm Silicat Ñeàu chöùa caùc ñôn vò caáu truùc cô sôû laø khoái töù dieän silic SiO 4 -4, goàm 1 cation Si+4 ôû trung taâm, bao quanh bôûi 4 anion Oxy O-2. Nhoùm Silicat bao goàm khoaûng 800 khoaùng vaät, chieám ñeán khoaûng 75% troïng löôïng cuûa voû traùi ñaát, laø thaønh phaàn chuû yeáu cuûa ñaù macma vaø bieán chaát. Chuùng thöôøng ñoä cöùng cao vaø nhieàu maøu saéc. Caùc phuï nhoùm thöôøng gaëp trong lôùp Silicat: nhoùm fenpat, nhoùm mica, nhoùm amfibon, nhoùm piroxen, nhoùm olivin, nhoùm tan, nhoùm clorit vaø nhoùm seùt… Caùc khoaùng vaät phoå bieán cuûa caùc phuï nhoùm: o Nhoùm Fenpat: octocla, Plagiocla… o Nhoùm Mica: biotit, muscovit… o Nhoùm Prioxen: augit… o Nhoùm Amfibon: hocblen… Caùc khoaùng vaät taïo ñaù phoå bieán : Augit Ca(Mg,Fe,Al).(Al,Si 2 O 6 ) trong Prioxen ; Octocla (KAlSi 3 O 8 ) trong Fenpat, Biotit (mica) … Caùc khoaùng vaät silicat ñöôïc söû duïng vaøo raát nhieàu muïc ñích trong cuoäc soáng chuùng ta. Phaàn lôùn caùc ñaù quyù bao goàm ngoïc xanh, ngoïc vaøng, ngoïc bích, ngoïc lam ñeàu laø khoaùng vaät silicat nhö Topaz, Tuamalin. Ngoaøi ra, caùc khoaùng vaät trong nhoùm Silicat coøn ñöôïc söû duïng trong saûn xuaát gaïch, ngoùi nhö caùc khoaùng vaät seùt; laøm cao su, giaáy nhö khoaùng vaät Tan …  Nhoùm Oxit Hình thaønh bôûi söï keát hôïp cuûa caùc cation khaùc nhau vôùi anion Oxy O-2. Nhoùm naøy coù khoaûng 200 khoaùng vaät, chieám khoaûng 17% troïng löôïng voû traùi ñaát, phoå bieán thöôøng laø thaïch anh (SiO 2 ), hematit (Fe 2 O 3 ), Gôtit (FeO.OH) coøn goïi laø limonit, manhetit (Fe 3 O 4 ). Caùc khoaùng vaät Oxit ñöôïc söû duïng nhieàu trong luyeän saét, luyeän gang theùp nhö Gôtit, Manhetit, laøm quaëng saét nhö Hematit … Ñaëc bieät Thaïch anh, Opan (ñaù maét meøo) coøn coù theå duøng laøm ñoà trang söùc raát ñeïp.  Nhoùm Cacbonat Ñeàu chöùa ñôn vò caáu truùc cô sôû laø anion cacbonat CO 3 -2, bao goàm khoaûng 80 khoaùng vaät, chieám khoaûng 1,7% trong löôïng voû traùi ñaát, thöôøng taïo thaønh lôùp traàm tích bieån raát daøy do nguoàn goác chuû yeáu laø ngoaïi ñoäng löïc coù lieân quan ñeán caùc dung dòch nöôùc. Khoaùng vaät phoå bieán thöôøng laø canxit (CaCO 3 ), dolomit (CaCO 3 .MgCO 3 ) thöôøng ñöôïc duøng ñeå saûn xuaát voâi vaø ximaêng Portland, laøm caùc vaät lieäu chòu löûa…  Nhoùm Sunfat Ñeàu chöùa ñôn vò caáu truùc cô sôû laø anion sunfat SO 4 -2, coù khoaûng 260 khoaùng vaät, chieám khoaûng khoâng quaù 0,1% troïng löôïng voû traùi ñaát. Nhoùm naøy thöôøng coù tyû troïng vaø ñoä cöùng khoâng lôùn, maøu saùng, deã hoøa tan trong nöôùc. Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 7 - 30
  13. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ Caùc khoaùng vaät phoå bieán trong lôùp naøy laø thaïch cao, anhidrit. Khi gaëp nöôùc anhidrit huùt nöôùc vaø bieán thaønh thaïch cao vôùi theå tích coù theå taêng leân 33%. Thaïch cao coù theå duøng laø ñaù taám, coâng ngheä giaáy, coâng ngheä ximaêng, laøm maøu, laøm men…  Nhoùm Sunfua Chöùa caùc anion löu huyønh (S) laøm caáu truùc cô sôû, goàm khoaûng 200 khoaùng vaät, tieâu bieåu laø khoaùng vaät pirit (FeS2) duøng taïo H 2 SO 4 , phaân boùn vaø khoaùng vaät galen (PbS) laø quaëng quan troïng cuûa chì. Nhoùm sunfua thöôøng laø caùc quaëng kim loaïi quang troïng nhö saét, ñoàng, keõm vaø chì. Pirit laø moät khoaùng vaät phoå bieán maø thöôøng bò nhaàm laãn vôùi vaøng vì aùnh kim cuûa noù, vì theá ngöôøi ta thöôøng goïi laø vaøng giaû. Nhoùm naøy deã bò phong hoùa, vì vaäy caùc vaät lieäu xaây döïng chöùa pirit vaø galen thöôøng coù chaát löôïng keùm.  Nhoùm Halogenua Chöùa caùc anion Clo, Flo, Brom, Iot, coù khoaûng 100 khoaùng vaät, phoå bieán nhaát laø khoaùng vaät galit (NaCl - muoái moû), keá ñeán laø Flourit (CaF 2 ), nhoùm naøy deã hoøa tan trong nöôùc.  BAÛNG TÍNH CHAÁT VAÄT LYÙ CUÛA MOÄT SOÁ KHOAÙNG VAÄT TAÏO ÑAÙ PHOÅ BIEÁN (xem phaàn phuï luïc 1) 1.1.3. ÑAÁT ÑAÙ a) Khaùi nieäm veà ñaát ñaù Ñaát ñaù laø taäp hôïp caùc khoaùng vaät trong töï nhieân, ñöôïc saép xeáp theo nhöõng quy luaät nhaát ñònh. Neáu ñaát ñaù caáu taïo töø moät khoaùng vaät thì chuùng ñöôïc goïi laø ñaát ñaù ñôn khoaùng vaø teân goïi cuûa chuùng laø teân khoaùng vaät taïo ñaù (Thaïch cao, anherit…). Phoå bieán hôn laø ñaát ñaù ña khoaùng, caáu taïo töø nhieàu khoaùng vaät (ñaù granit goàm caùc khoaùng vaät fensfat, thaïch anh, mica …). b) Chaát löôïng cuûa ñaát ñaù Phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá beân trong vaø beân ngoaøi nhö: kieán truùc, thaønh phaàn khoaùng vaät, thaønh phaàn haït, caáu taïo … o Kieán truùc: laø toång hôïp caùc yeáu toá nhö kích thöôùc, hình daïng, möùc ñoä keát tinh vaø tæ leä ñöông löôïng cuûa caùc khoaùng vaät. Moãi loaïi ñaát ñaù coù moät kieán truùc nhaát ñònh. Ví duï: kieán truùc haït rôøi, toaøn tinh, bieán tinh… o Caáu taïo: laø söï phaân boá töông ñoái giöõa caùc thaønh phaàn ñaát ñaù. Caáu taïo cuûa ñaát ñaù ñaëc tröng cho vò trí khoâng gian cuûa caùc thaønh phaàn trong ñaát ñaù. Moãi loaïi ñaát ñaù coù moät caáu taïo nhaát ñònh. Ví duï: caáu taïo ñaëc xít, daûi, phieán… o Thaønh phaàn: thaønh phaàn vaät chaát caáu taïo neân ñaát ñaù. Chuùng coù theå ôû nhöõng traïng thaùi khaùc nhau : raén, loûng, khí. Ngoaøi ra coøn coù moät löôïng vaät chaát höõu cô vaø sinh vaät. Traïng thaùi, tính chaát cuûa ñaát ñaù phuï thuoäc raát lôùn vaøo thaønh phaàn vaät chaát naøy. o Theá naèm: laø hình daïng, kích thöôùc, vò trí töông ñoái vaø quan heä giöõa caùc khoái ñaù. Tuøy thuoäc vaøo ñieàu kieän thaønh taïo vaø bieán ñoåi, ñaát ñaù coù nhöõng theá naèm khaùc nhau. Neáu nhö kieán truùc vaø caáu taïo cuûa ñaát ñaù laø nhöõng yeáu toá beân trong quyeát ñònh tính chaát cô lyù, tính chaát nöôùc cuûa baûn theå ñaát ñaù thì theá naèm cuûa chuùng laø yeáu toá beân ngoaøi cho ta veà möùc ñoä ñoàng nhaát vaø bieán ñoåi caùc tính chaát naøy. Theá naèm coù caùc daïng: daïng khoái, phaân lôùp, thaáu kính … Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 8 - 30
  14. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ o Nguoán goác vaø ñieàu kieän thaønh taïo: laø caùc nhaân toá thaønh taïo cuûa ñaát ñaù. c) Phaân loaïi Trong ñòa chaát noùi chung vaø trong ñòa chaát coâng trình noùi rieâng, coù raát nhieàu baûng phaân loaïi khaùc nhau vôùi muïc ñích khaùc nhau. ÔÛ ñaây chuùng ta xeùt baûng phaân loaïi ñaát ñaù theo nguoàn goác thaønh taïo: Hình 1-3 Sô ñoà theá naèm cuûa ñaù traàm tích, macma, bieán chaát 1 – Ñaù traàm tích; 2 – Ñaù macma; 3 – Ñaù bieán chaát o Ñaù macma: ñöôïc thaønh taïo töø macma laø nhöõng khoái silicat noùng chaûy, coù thaønh phaàn phöùc taïp ñöôïc phun ra töø loøng saâu cuûa traùi ñaát. Macma nguoäi laïnh trong voû traùi ñaát – ñaù macma xaâm nhaäp, macma phun leân – ñaù macma phun traøo (phuùn suaát), quaù trình taïo ñaù macma laø quaù trình ñòa chaát noäi ñoäng löïc. o Ñaù traàm tích: ñöôïc thaønh taïo töø caùc traàm tích khaùc nhau treân beà maët cuûa voû traùi ñaát bôûi caùc quaù trình ngoaïi ñoäng löïc. Caùc traàm tích ñöôïc tích tuï vaø bieán ñoåi töø caùc quaù trình khaùc nhau, taïo neân caùc daïng: traàm tích cô hoïc, traàm tích sinh hoùa. o Ñaù bieán chaát: ñöôïc thaønh taïo töø caùc quaù trình bieán chaát, laø quaù trình taùc ñoäng maõnh lieät cuûa aùp suaát lôùn, nhieät ñoä cao… Quaù trình naøy laøm cho ñaát ñaù nguyeân sinh bieán ñoåi hoaøn toaøn veà thaønh phaàn, caáu truùc vaø taïo thaønh ñaù bieán chaát. Tuøy theo ñieàu kieän thaønh taïo maø coù: ñaù bieán chaát tieáp xuùc (nhieät), ñaù bieán chaát khu vöïc, ñaù bieán chaát ñoäng löïc. o Trong voû traùi ñaát ñaù macma vaø bieán chaát chieám 95% khoái löôïng voû traùi ñaát, ñaát ñaù traàm tích 5% nhöng chieám 75% beà maët cuûa traùi ñaát. Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 9 - 30
  15. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ 1.2. ÑAÙ MACMA 1.2.1. ÑIEÀU KIEÄN THAØNH TAÏO Ñaù macma ñöôïc thaønh taïo do keát quaû nguoäi laïnh cuûa chaát macma noùng chaûy döôùi loøng ñaát. Tuøy theo ñieàu kieän thaønh taïo ñaù macma ñöôïc chia ra laøm 2 loaïi:  Ñaù macma xaâm nhaäp Thaønh taïo trong ñieàu kieän aùp suaát lôùn, khoái macma nguoäi daàn vaø ñoïng laïi moät caùch töø töø, ñeàu ñaën. Ñaù macma xaâm nhaäp thöôøng laø caùc loaïi ñaù daïng khoái ñaëc xít, coù keát tinh ñaày ñuû, nhö: granit, xienit, gabro, ñiorit…  Ñaù macma phun traøo Thaønh taïo do macma theo keû nöùt traøn leân maët ñaát, nguoäi ñi trong ñieàu kieän aùp suaát, nhieät ñoä nhoû, macma seõ nguoäi ñi moät caùch nhanh choùng, nhö: liparit, andedit, diabad bazan. Ñaù macma phun traøo thöôøng khoâng ñònh hình, coù loã roãng nhö: ñaù boït, ñaù bazan. 1.2.2. THAØNH PHAÀN KHOAÙNG VAÄT Thaønh phaàn khoaùng vaät chuû yeáu cuûa ñaù macma goàm fenspat (60%), thaïch anh (12%), prioxen (17%), mica (4%) vaø moät soá khoaùng vaät khaùc nhö zircon, apatit, tuamalin… ñöôïc thaønh taïo bôûi haàu heát caùc loaïi nguyeân toá hoùa hoïc chuû yeáu nhö: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, H, Ti. Haøm löôïng silic trong ñaù macma ñöôïc tính theo löôïng SiO 2 (25% - 85%). Khi löôïng SiO 2 giaûm thì ñaù saãm maøu, tæ troïng taêng leân, nhieät ñoä noùng chaûy giaûm, vaø deã daøng ñaùnh boùng hôn. Tuøy theo haøm löôïng SiO 2 ñaù macma ñöôïc chia ra 4 loaïi sau: - Ñaù macma axit : SiO 2 > 65%, saùng maøu - Ñaù macma trung tính : 52% < SiO 2 < 65%, xaùm xanh - Ñaù macma bazô : 40% < SiO 2 < 52%, saãm maøu – ñen - Ñaù macma sieâu bazô : SiO 2 < 40%, xanh saãm - ñen  Ñaù macma axit: laø loaïi ñaù macma phoå bieán nhaát nhö: granit, liparit, granit pocfia, thaïch anh … o Ñaù granit: ñaù macma xaâm nhaäp, thöôøng coù daïng khoái, ñaëc xít, khoaùng vaät chuû yeáu goàm thaïch anh, fenspat, mica. Ñaù granit pocfia: ñaù phun traøo coù thaønh phaàn töông töï ñaù granit. Ñaù granit vaø granit pocfia coù maët ôû: nuùi Sam, nuùi Saäp (Chaâu Ñoác), nuùi Baø ñen (Taây Ninh), daõy Tröôøng Sôn… o Ñaù liparit: ñaù macma phun traøo, coù thaønh phaàn khoaùng vaät nhö ñaù granit. Ñaù liparit coù maët ôû Nha Trang, Baø Ròa, Coân Sôn, Vuõng Taøu, Laïng Sôn, Moùng Caùi, Thanh Hoùa…  Ñaù macma trung tính: laø caùc loaïi ñaù nhö xienit, ñoirit (ñaù xaâm nhaäp); trachit, anñezit, pocfirit, pocphia octolaz (ñaù phun traøo). o Ñaù ñiorit, anñezit: coù thaønh phaàn chuû yeáu laø plagioclaz, hocblen, augit, biotit… Hai loaïi ñaù naøy coù maët ôû: Ñaø Laït, Nha Trang, Phan Thieát, Vuõng Taøu, Chaâu Thôùi (Bieân Hoøa)… Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 10 - 30
  16. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ o Ñaù xienit, trachit: coù thaønh phaàn khoaùng vaät laø fenspat, hocblen, biotit… Ñaù naøy coù maët ôû: Vuõng Taøu, Hoøn Tre (Kieân Giang), nuùi Baø Ñen (Taây Ninh)…  Ñaù macma bazô: laø loaïi ñaù töông ñoái phoå bieán nhö gabroâ (ñaù xaâm nhaäp); ñiabaz, bazan (ñaù phun traøo). Thaønh phaàn khoaùng vaät chuû yeáu cuûa ñaù macma bazô laø: plagioclaz, augit vaø moät löôïng ít olivin. Ñaù naøy coù maët ôû Taây Nguyeân, mieàn Ñoâng Nam Boä, Tröôøng Sôn, Thanh Hoùa…  Ñaù macma sieâu bazô: phaân boá raát ít, chæ thaønh taïo ôû döôùi saâu do coù nguoàn goác xaâm nhaäp nhö perodoit, dunit, pirocxenmit. Thaønh phaàn khoaùng vaät thöôøng khoâng coù thaïch anh, fenpsat vaø deã bò phong hoùa. Ñaù macma sieâu bazô coù maët ôû vuøng soâng Maõ, soâng Ñaø, Taây Baéc, Vónh Phuù… o Ñaù pirocxenmit: coù thaønh phaàn khoaùng vaät laø augit. o Ñaù perodoit: coù thaønh phaàn khoaùng vaät laø augit, olivin vaø caùc khoaùng quaëng. o Ñaù dunit: coù thaønh phaàn khoaùng vaät laø olivin vaø caùc khoaùng quaëng. 1.2.3. KIEÁN TRUÙC Kieán truùc ñaù macma phuï thuoäc vaøo möùc ñoä keát tinh, kích thöôùc cuûa tinh theå vaø ñoä hoaøn thieän cuûa caùc maët tinh theå. Caùc daïng kieán truùc ñaù macma coù 5 daïng chính:  Kieán truùc toaøn tinh: caùc haït ñöôïc nhìn roõ baèng maét thöôøng, ñaây laø ñaëc tröng cho ñaù macma xaâm nhaäp.  Kieán truùc nöûa thuûy tinh: moät soá khoaùng vaät ñaõ keát tinh vaø moät soá khoaùng vaät ôû daïng voâ ñònh hình (thuûy tinh).  Kieán truùc thuûy tinh: khoâng coù moät khoaùng vaät naøo ñöôïc keát tinh, ñaëc tröng cho ñaù phun traøo maïnh leân maët ñaát.  Kieán truùc Pocphia: trong ñaù coù loaïi tinh theå lôùn vaø chieám ña soá.  Kieán truùc keát chaèng: caùc khoaùng vaät keát tinh khoâng cuøng moät luùc vaø xen laãn nhau. 1.2.4. CAÁU TAÏO Caáu taïo phuï thuoäc vaøo söï saép xeáp, phaân boá cuûa caùc khoaùng vaät trong khoâng gian. Caùc caáu taïo ñaëc tröng cuûa ñaù macma coù 5 daïng chính:  Caáu taïo daïng khoái: caùc khoaùng vaät ñöôïc phaân boá ñeàu vaø chaët.  Caáu taïo daïng daûi: caùc khoaùng vaät phaân boá theo nhöõng daûi rieâng xem keõ nhau.  Caáu taïo daïng doøng chaûy: caùc khoaùng trong ñaù taäp trung thaønh töøng daûi uoán löôïn theo doøng chaûy.  Caáu taïo daïng boït: do khí cuûa trong macma taïo thaønh.  Caáu taïo haïnh nhaân: khi caùc loã hoãng cuûa ñaù macma ñöôïc laáp ñaày bôûi khoaùng vaät thöù sinh. 1.2.5. Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 11 - 30
  17. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ DAÏNG THEÁ NAÈM Daïng theá naèm laø hình thaùi cuûa ñaù macma sau khi ñaõ ñoâng nguoäi, töùc laø hình daïng cuûa khoái macma. Hình 1-4 Sô ñoà thaønh taïo vaø theá naèm cuûa ñaù macma a) Ñaù bieán chaát hay traàm tích; b) Ñaù macma xaâm nhaäp; c) Ñaù macma phun traøo 1- Daïng neàn; 2- Daïng böôùu; 3- Daïng naám; 4- Daïng maïch; 5- Daïng voøm; 6- Daïng lôùp phuû; 7- Daïng doøng chaûy a) Daïng theá naèm cuûa ñaù macma xaâm nhaäp Coù 3 daïng sau:  Daïng neàn: laø nhöõng khoái ñaù xaâm nhaäp raát lôùn, loä leân beà maët vôùi dieän tích roäng ñeán khoaûng haøng traêm, haøng ngaøn km2 vaø daøy haøng chuïc km.  Daïng naám: laø nhöõng khoái ñaù hình daïng naám ñöôïc hình thaønh do macma theo caùc khe nöùt traøn leân taïo thaønh, caùc ñaù phía treân ñöôïc naâng leân taïo thaønh daïng voøm.  Daïng maïch: laø nhöõng khoái ñaù trong caùc khe nöùt do macma xaâm nhaäp vaøo, hình daïng cuûa ñaù macma phuï thuoäc vaøo hình daïng cuûa khe nöùt. b) Daïng theá naèm cuûa ñaù macma phun traøo Coù 3 daïng sau:  Daïng voøm phuû: laø nhöõng khoái macma phun traøo leân maët ñaát vaø ñoâng ñaëc nhanh laïi thaønh daïng voøm caàu.  Daïng lôùp phuû: laø nhöõng khoái macma phun traøo leân maët ñaát, traûi ñeàu ra theo dieän roäng vaø ñoâng ñaëc laïi vôùi dieän phaân boá roäng coù khi leân ñeán haøng ngaøn km2.  Daïng doøng: laø nhöõng khoái macma phun traøo ra caùc khe raõnh quanh mieäng nuùi löûa. 1.2.6. Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 12 - 30
  18. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ XAÂY DÖÏNG TRONG VUØNG ÑAÙ MACMA Khaû naêng phuø hôïp cuûa ñaù macma trong xaây döïng tuyø thuoäc nhieàu vaøo loaïi coâng trình xaây döïng: coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp, ñeâ ñaäp, ñöôøng haàm, hoà chöùa nöôùc,… Caùc ñaù macma xaâm nhaäp thöôøng raát thích hôïp vôùi haàu heát caùc loaïi coâng trình xaây döïng. Heä caùc tinh theå khoaùng vaät caøi moùc nhau laøm cho ñaù coù ñoä beàn lôùn vaø nöôùc haàu nhö khoâng theå di chuyeån qua noù. Caùc ñaù naøy thích hôïp laøm neàn choáng ñôõ moùng coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp hay ñeâ ñaäp, caùc hoà chöùa, ñaûm baûo oån ñònh cho caùc hoá vaùch saâu vaø ít phaûi choáng ñôõ khi xaây döïng ñöôøng haàm xuyeân qua noù. Caùc ñaù macma phun traøo coù tính xaây döïng keùm hôn. Caùc loaïi ñaù phun traøo coù chöùa vaät lieäu vuïn nuùi löûa vaø traàm tích doøng buøn neân yeáu hôn doøng dung nham giöõa caùc lôùp. Caùc ñaù naøy deã nhaïy caûm vôùi söï phaù hoaïi maùi doác ôû hoá moùng, söùc choáng ñôõ neàn moùng cuõng yeáu hôn, khaû naêng chöùa nöôùc thaáp hôn, khoâng thích hôïp xaây döïng caùc hoà chöùa nöôùc hay ñöôøng haàm ôû vuøng naøy. Trong ñieàu kieän töï nhieân, ñaù macma thöôøng bò caùc khe nöùt, phong hoùa, bieán ñoåi chaát… laøm aûnh höôûng raát lôùn ñeán khaû chòu löïc cuûa khoái macma vaø keùm an toaøn cho caùc coâng trình beân treân. Vì vaäy khi choïn ñaù macma laøm neàn cho coâng trình hay ñaùnh giaù tính thaám nöôùc, chöùa nöôùc, ngoaøi taøi lieäu veà thaønh phaàn, kieán truùc, caáu taïo cuûa ñaù chuùng ta caàn phaûi coù taøi lieäu veà traïng thaùi vaø caùc ñaëc ñieåm cuûa chuùng trong ñieàu kieän töï nhieân. Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 13 - 30
  19. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ 1.3. ÑAÁT ÑAÙ TRAÀM TÍCH Ñaây laø loaïi ñaát ñaù gaây nhieàu khoù khaên nhaát trong xaây döïng. Noù laø trung taâm nghieân cöùu cuûa moân hoïc vì: - Nguoàn goác ña daïng vaø phöùc taïp. - Phaân boá roäng raõi treân beà maët (75%) do ñoù nhieàu coâng trình xaây döïng treân loaïi ñaát ñaù naøy. - Tính chaát vaø traïng thaùi thay ñoåi nhieàu trong khoâng gian. Khaû naêng chòu taûi cuûa nhieàu loaïi ñaát ñaù traàm tích yeáu. 1.3.1. ÑIEÀU KIEÄN THAØNH TAÏO Ñaát ñaù traàm tích ñöôïc thaønh taïo do keát quaû tích tuï vaø gaén keát cuûa caùc traàm tích vuïn rôøi. Caùc ñaù loä ra treân maët ñaát chòu taùc duïng cuûa nhieàu yeáu toá nhö sinh vaät, khí töôïng… bò phaù huûy vaø taïo thaønh nhöõng vuïn, haït hay nhöõng chaát hoøa tan trong nöôùc. Caùc saûn phaåm naøy ñöôïc gioù, nöôùc chuyeån ñi vaø tích tuï laïi treân beà maët luïc ñòa, loøng soâng, bieån, ñaïi döông taïo thaønh traàm tích vuïn rôøi. Traàm tích vuïn rôøi traûi qua moät thôøi kyø neùn chaët vaø gaén keát seõ taïo thaønh ñaù traàm tích. Quaù trình thaønh taïo traàm tích coù theå chia ra laøm 3 giai ñoaïn:  Giai ñoaïn 1: ñaù ban ñaàu bò phaù huûy vaøo taïo neân caùc haït vuïn, dung dòch – giai ñoaïn taïo vaät lieäu traàm tích.  Giai ñoaïn 2: döôùi taùc duïng cuûa gioù vaø nöôùc, vaät lieäu traàm tích ñöôïc vaän chuyeån vaø choïn loïc, chuùng ñöôïc traàm laïi thaønh caùc lôùp – giai ñoaïn vaän chuyeån taïo lôùp.  Giai ñoaïn 3: döôùi taùc duïng cuûa aùp löïc, troïng löïc vaø caùc dung dòch keát tuûa trong nöôùc, traàm tích meàm rôøi ñöôïc neùn chaët hoaëc gaén keát thaønh ñaù – giai ñoaïn thaønh ñaù. Do phaûi traûi qua moät thôøi kyø laâu daøi neân trong ñaù traàm tích seõ coù nguoàn goác cuûa sinh vaät vaø hoùa hoïc. Ñaù traàm tích chieám khoaûng 5% khoái löôïng voû traùi ñaát nhöng noù chieám ñeán 75% dieän tích bao phuû beà maët traùi ñaát. Theo nguoàn goác thaønh taïo, ñaù traàm tích phaân thaønh 2 nhoùm chính: - Ñaát ñaù traàm tích coù nguoàn goác cô hoïc. - Ñaát ñaù traàm tích coù nguoàn goác sinh hoùa.  Traàm tích cô hoïc: ñöôïc thaønh taïo do caùc quaù trình phaù huûy cô hoïc taùc duïng leân ñaù coù tröôùc ñoù. Ñaù traàm tích cô hoïc raát phoå bieán, chieám gaàn 50% toång soá ñaù traàm tích. Tuøy theo ñoä haït coù theå chia traàm tích cô hoïc thaønh caùc nhoùm sau: cuoäi soûi keát, caùt vaø sa thaïch, boät vaø boät keát, seùt.  Traàm tích sinh hoùa: ñöôïc thaønh taïo töø söï keát tuûa caùc muoái cuûa caùc dung dòch hay söï ngöng keo vôùi söï tham gia cuûa caùc sinh vaät nhö: ñaù diatomit, ñaù voâi, ñaù phaán, thaïch nhuû, ñaù voâi tröùng caù, ñaù voâi chöùa seùt … Ñaù traàm tích sinh hoùa thöôøng deã bò hoøa tan (karst hoùa). Ñaù thöôøng coù ñoä beàn cô hoïc cao. 1.3.2. Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 14 - 30
  20. CHÖÔNG 1: ÑAÁT ÑAÙ THAØNH PHAÀN KHOAÙNG VAÄT Theo nguoàn goác, coù theå phaân chia thaønh phaàn khoaùng vaät cuûa ñaù traàm tích nhö sau:  Khoaùng vaät tha sinh: laø khoaùng vaät cuûa caùc ñaù coù töø tröôùc bò phaù huûy ra, laø thaønh phaàn chuû yeáu cuûa caùc ñaù traàm tích cô hoïc, moät phaàn nhoû trong caùc ñaù seùt vaø trong ñaù traàm tích sinh hoùa. Theo thoáng keâ, coù theå coù tôùi 200 khoaùng vaät loaïi tha sinh. Trong thöïc teá hay gaëp nhaát laø nhöõng loaïi ñaù traàm tích coù chöùa moät soá loaïi khoaùng vaät coù ñoä beàn cao nhö: thaïch anh, fenpat, mica, apatit, tuamalin, piroxen, olivin…  Khoaùng vaät töï sinh: laø khoaùng vaät thaønh taïo töø dung dòch thaät, dung dòch keo hoaëc thaønh taïo do bieán ñoåi, keát tinh trong moâi tröôøng traàm tích. Phaàn lôùn caùc khoaùng vaät töï sinh laø thaønh phaàn chính cuûa caùc ñaù traàm tích sinh hoùa hoaëc ñoùng vai troø gaén keát trong caùc traàm tích cô hoïc. Caùc khoaùng vaät töï sinh chæ ñaëc tröng cho ñaù traàm tích nhö: seùt, thaïch cao, halit …  Caùc di tích höõu cô: khaùc vôùi ñaù macma vaø ñaù bieán chaát, trong quaù trình hình thaønh ñaát ñaù traàm tích, theá giôùi höõu cô coù vai troø raát lôùn. Luùc soáng nhieàu loaïi sinh vaät taïo ra nhöõng phaàn cöùng nhö xöông, voû, giaùp baèng chaát voâi, chaát Silic, … Khi cheát caùc chaát ñoù choàng chaát vaø gaén laïi taïo thaønh caùc lôùp ñaù coù khi daøy tôùi haøng traêm meùt. 1.3.3. KIEÁN TRUÙC a) Kieán truùc cuûa ñaát ñaù traàm tích cô hoïc Chuû yeáu döïa vaøo kích thöôùc vaø hình daïng haït:  Theo kích thuôùc o Kieán truùc haït lôùn: d > 200mm. o Kieán truùc haït thoâ: d = 2 – 200mm. o Kieán truùc haït caùt: d = 0,05mm – 2mm. o Kieán truùc haït buïi: d = 0,002 – 0,05mm. o Kieán truùc haït seùt: d < 0,002mm.  Theo ñoä troøn caïnh o Haït saéc caïnh. o Haït nöûa saéc caïnh. o Haït nöûa troøn caïnh. o Haït troøn caïnh. o Haït raát troøn caïnh. b) Kieán truùc cuûa ñaát ñaù traàm tích sinh hoùa Chuû yeáu döïa vaøo hình daïng: o Kieán truùc voâ ñònh hình (daïng keo): khi ngöng keo taïo neân caùc haït khoâng coù qui luaät naøo. o Kieán truùc ña hình: coù haït daïng meùo moù khoâng coù hình daïng nhaát ñònh. o Kieán truùc töï hình: khoaùng vaät coù hình daùng ñeàu ñaën. o Kieán truùc sinh vaät: coù di tích cuûa sinh vaät: xöông, voû soø… Taäp baøi giaûng Ñòa chaát coâng trình (ver. 02) 15 - 30
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2