Bài giảng Đá

Nội dung text: Bài giảng Đá

1. ThereAtoms is amake hierarchy up elements. to the elements of Geology Elements combine to form the natural compounds. Natural compounds and elements combine to form minerals. . Minerals make up rocks. Rocks make up the Earth. Who gets what, when and how 1
2. 3. Đá Trong địa chất học, đá là thành phần vật chất tạo nên vỏ Trái Đất, ở các trạng thái khác nhau. Đá là tập hợp của mợt hoặc nhiều khoáng vật tạo nên mợt thể địach ất đợc lập trong tự nhiên. Ba nhĩm đá chính: + Đá magma + Đá trầm tích + Đá biến chất Who gets what, when and how 2
3. a. Đá magma Magma là dung thể silicat chứa những phần bay hơi, nóng chảy hay nóng chảy từng phần, có nhiệt độ cao (từ 600 – 13000C), nằm trong quyển mềm trong Vỏ Trái đất, ở độ sâu từ 60 - 100km. Trong buồng macma là dung thể lỏng, có chứa ban tinh của các khoáng vật kết tinh sớm và các chất bốc. Magma theo các khe nứt hay núi lửa phun trào lên mặt đất gọi là dung nham, khi đông cứng lại gọi là đá magma. Who gets what, when and how 3
4. Magma nghèo silic (magma cĩ thành phần baz) Tỷ lệ Si/O thấp, linh đợng, magma này dâng thoát nhanh lên khỏi vỏ Trái Đất nên chỉ mợt sớ ít khoáng vật kịp kết tinh. Do nghèo silic, lọat phản ứng Bowen khơng tiến triển đến cùng và sản phẩm bền vững của nĩ là những khoáng vật sinh ra ở nhiệt đợ cao. Magma giàu silic (magma cĩ thành phần acid) Tỷ lệ Si/O cao, magma rất nhớt và kết tinh trọn vẹn trên đường dịch chuyển chậm trong vỏ Trái Đất. Loạt phản ứng Bowen phát triển đến cùng và khi kết tinh hoàn tất thì sản phẩm bền vững là các loại khoáng vật cùng cĩ mặt với silic Magma này tạo ra granit và các đá cùng họ. Who gets what, when and how 4
5. Who gets what, when and how 5
6. Đá magma được hình thành do magma kết tinh trong lòng đất hoặc trên bề mặt của vỏ Trái Đất: + Đá xâm nhập: sản phẩm của magma kết tinh ở đới sâu; được thành tạo do magma xuyên qua giữa các đá sinh ra trước ở mợt đợ sâu nhất định, và cĩ điều kiện kết tinh chậm (kết tinh hoàn toàn). + Đá phun trào: khi magma phun lên bề mặt Trái Đất, dù trên cạn hay dưới đáy nước, sẽ thành đá núi lửa và thường kết tinh kém, hoặc nhiều khi cĩ dạng thủy tinh. Who gets what, when and how 6
7. Kiến trúc của đá magma bao gờm những dấu hiệu được hình thành tuỳ thuợc vào trình đợ kết tinh, kích thước và hình dáng của các tinh thể, quan hệ tương hỡ giữa chúng với nhau và giữa chúng với thuỷ tinh trong đá + Kiến trúc hiển tinh: phân biệt được bằng mắt thường, đặc trưng cho các đá đờng đều trong toàn khới lớn (đá sâu); đá kết tinh cả khới (nên cũng gọi là kiến trúc toàn tinh), kích thước hạt từ vài milimet đến vài centimet. Who gets what, when and how 7
8. Tinh thể tự hình: do sự kết Tinh thể tinh đã diễn ra mợt cách tự hình tuần tự; những tinh thể hình thành trước phát triển theo hình thái đa diện đặc trưng của chúng. Tinh thể tha hình: những tinh thể ra đời muợn hơn, chèn vào những khoảng trớng do các tinh thể đã kết tinh trước để lại, do đĩ chúng khơng cĩ Tinh thể tha hình điều kiện để đạt dạng đa diện mà lấy khuơn theo khoảng khơng gian cĩ sẵn. Who gets what, when and how 8
9. Kiên trúc porphyr hay ban trạng là kiến trúc chỉ cĩ mợt sớ hạt phân biệt được bằng mắt thường nởi bật trên nền hạt vi tinh và đặc trưng cho đá núi lửa (đá phun trào) và các loại đá dạng mạch. Những tinh thể tự hình (ban tinh) cỡ centimet nởi bật giữa mợt khới đờng nhất. Các ban tinh Thạch anh, feldspar Kali, Plagioclas và Mica đen trên nền hạt mịn (vi tinh) Who gets what, when and how 9
10. Basalt Ban tinh (Dưới ánh sáng phân cực) Who gets what, when and how 10
11. - Kiên trúc vi tinh. Sớ rất lớn tinh thể kéo dài ngập giữa khới thủy tinh đờng nhất, đây là loại kiến trúc thường gặp nhất. -Kiên trúc thủy tinh Khơng chứa ban tinh và vi tinh, chỉ cĩ thủy tinh. Who gets what, when and how 11
12. ⚫ Kiến trúc dạng mảnh vụn gồm các mảnh vụn đá và thủy tinh gắn kết trên nền hạt mịn. Who gets what, when and how 12
13. Cấu tạo đá magma Cấu tạo đá magma được xác định bởi sự phân bố và vị trí của các hợp phần tạo nên đá trong không gian. + Cấu tạo khối: phân bố đồng đều của các khoáng vật trên toàn bộ khối đá, không có sự định hướng + Cấu tạo dạng dòng chảy + Cấu tạo bọt Who gets what, when and how 13
14. Cấu tạo lỡ hởng Cấu tạo bọt Who gets what, when and how 14
15. Thành phần đá magma + Thành phần hóa học Khoảng 99% tổng khối lượng đá magma được hình thành chủ yếu từ một số nguyên tố, phổ biến nhất là oxy và silic, chiếm khoảng 50% trong tổng số các nguyên tố hiện hiện trong Vỏ Trái đất, kế đến là Al, Fe, Ca, Mg, Na. K, Ti và nước. Oxid Hàm lượng trung bình Oxid Hàm lượng trung bình (% trọng lượng) (% trọng lượng) SiO2 59,12 CaO 5,08 TiO2 1,05 Na2O 3,84 Al2O3 15,34 K2O 3,13 Fe2O3 3,08 H2O 1,15 FeO 3,80 P2O5 0,30 MnO 0,24 CO2 0,10 MgO 3,49 Who gets what, when and how 15
16. Dựa vào thành phần hoá học, chủ yếu là vào hàm lượng SiO2 , đá magma được chia thành các nhóm: siêu baz, baz, trung tính, acid, và siêu acid Nhóm đá Hàm lượng oxid silic % Siêu baz 75 Who gets what, when and how 16
17. + Thành phần khoáng vật Khoáng vật Hàm lượng trung bình (% trọng lượng) Feldspar 59 Thạch anh 12 Amphibol và pyroxen 17 Mica 4 Các khoáng vật khác 8 Who gets what, when and how 17
18. Khoáng vật tạo đá: chủ yếu thuợc lớp silicat như feldspar, thạch anh, mica, nephelin, amphibol, olivin, pyroxen v.v Theo màu sắc: ⚫ Khoáng vật sẫm màu (amphibol, pyroxen, olivin) ⚫ và khoáng vật sáng màu (thạch anh, felspat, nephelin). Hàm lượng khoáng vật sẫm màu là mợt đặc điểm quan trọng để nhận biết các nhĩm đá (50% trong đá gabro và chỉ dưới 5-10% trong đá granit. Khoáng vật phụ hàm lượng đạt hàng chục phần trăm trong đá mợt sớ khác cũng cĩ mặt trong các đá, nhưng với tỷ lệ rất nhỏ (dưới 1%), đĩ là như apatit, magnetit, zircon v.v. Who gets what, when and how 18
19. Phân loại và mơ tả các loại đá magma chủ yếu - Kiến trúc của các đá là những dấu hiệu liên quan đến điều kiện thành tạo của chúng ➔ đá xâm nhập và đá phun trào. -Thành phần vật chất, tức là bản chất của các khoáng vật cĩ mặt thường xuyên nhất trong đá magma. Dựa vào hàm lượng silic (SiO2) trong các khoáng vật chính người ta chia ra các loại đá sau đây: 1) đá siêu mafic với 65% - SiO2. Đá giàu silic cĩ tỷ trọng thấp và sáng màu; đá nghèo silic và giàu các khoáng vật chứa sắt, magnesi thì cĩ tỷ trọng cao hơn và sẫm màu Who gets what, when and how 19
20. Thành phần khoáng vật của mợt sớ Th đá magma điển hình THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT u 3 % % 100 100 Feldspar K 7/1 75 Ca 75 Plagioclase 50 Thạch anh Na Olivine 50 NGUO0ÀN KIẾN 25 Pyroxene 25 GỐC TRÚC Amphibole 0 Mica đen 0 PHUN ẨN TINH TRÀO RHYOLITE ANDESITE BASALT XÂM HIỂN GABRO PERIDOTITE NHẬP TINH GRANITE DIORITE (1) (2) (3) (4) Who gets what, when and how 20
21. Who gets what, when and how 21
22. Thành phần của các đá macma điển hình. Đá Khoángvật Plagioclas Feldspar Thạch Fe-Mg feldspar Kali anh % % % % Gabro/basalt 70 30 0 0 Diorit/Andesit 40 60 0 0 Granit/Rhyolit 15 15 40 25 Who gets what, when and how 22
23. Dạng nằm các đá magma ⚫ Các thể xâm nhập được phân loại theo kích thước, hình dáng và mối tương quan với đá vây quanh. Chúng có các dạng vỉa xâm nhập (sill), thể mạch (dike), dạng chậu (lopolith), thể nấm (lacolith) và thể nền (batholith). Who gets what, when and how 23
24. Dạng vỉa (sill): Trải rộng theo chiều nằm ngang, có bề dày thay đổi từ 1cm đến hàng trăm m. Đá xâm nhập có tuổi trẻ hơn đá vây quanh. Khác với các dòng dung nham là không có bề mặt phong hóa và có thể chứa những mảnh vụn đá. Thể tường (dike): Hình thành khi macma tiêm nhập vào các đứt gãy. Chiều rộng của dike biến động từ vài cm đến nhiều m. Who gets what, when and how 24
25. Thể chậu (lopolith): Đặc trưng cho đá macma xâm nhập sâu và chỉnh hợp; chúng có dạng như cái muỗng, cả phần mái lẫn phần nền đều võng xuống. Thể nấm ( laccolith): Một khối đá macma có mái dạng vòm gọi là thể nấm (do macma đẩy các đá phía trên lên tạo thành vòm). ◼Thể nền (batholith): Một khối đá xâm nhập lớn, bất chỉnh hợp, phát triển theo chiều sâu được gọi là thể nền. Lớn ở đây có nghĩa là diện lộ khoảng 100km2. Các khôí đá xâm nhập có đầy đủ các đặc điểm giống như thể nền nhưng do diện lộ nhỏ hơn được gọi là thể cán (stock). Who gets what, when and how 25
26. Thể nền Who gets what, when and how 26
27. Magma basalt cĩ thể được hình thành do nĩng chảy bợ phận của vật liệu siêu mafic (siêu baz) từ phần trên của manti bên dưới vỏ đại dương; magma granite cĩ thể do nĩng chảy bợ phận của vật liệu bên dưới vỏ lục địa; magma andesite hay magma trung tính hình thành do nĩng chảy bợ phận của vật liệu trầm tích và của vỏ đại dương ở đới hút chìm Who gets what, when and how 27
28. b. Đá trầm tích Đá trầm tích là những đá được thành tạo từ những vật liệu bở rời, tích đọng trong các bờn trũng và trở thành đá sau quá trình gắn kết, biến đơi lâu dài và phức tạp. Vật liệu tạo đá trầm tích là sản phẩm của các quá trình phong hoá phá huỷ xâm thực bào mòn đá gớc. Đá trầm tích được hình thành trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp hơn, hoặc gần bằng với điều kiện trên mặt đất. Về khới lượng đá trầm tích chỉ phiếm 5% vỏ Trái Đất, nhưng phủ gần 80% bề mặt hành tinh và gắn liền với hoạt đợng của con người. Who gets what, when and how 28
29. Các môi trường trầm tích quan trọng trên bề mặt Trái đất Who gets what, when and how 29
30. Kiến trúc, cấu tạo đá trầm tích Khái niệm kiến trúc bao gờm các đặc tính về kích thước, hình dạng, đặc tính bề mặt và sớ lượng tương đới của các phần tử tạo nên đá. Cấu tạo phản ánh đặc điểm phân bớ trong khơng gian của các phần tử đĩ. Hai kiến trúc cơ bản của đá trầm tích là kiến trúc mảnh vụn (các mảnh vụn khoáng vật và đá) và kiến trúc không mảnh vụn (đa số các tinh thể được hình thành từ các dung dịch hay vật liệu hưũ cơ). Who gets what, when and how 30
31. Kiến trúc mảnh vụn: kích thước của các mảnh vụn thay đổi từ những tảng lớn, đến những hạt rất mịn. Độ hạt Quyết định tính chất và kiến trúc đá Đường kính hạt Tên trầm tích Kíên trúc Tên đá (mm) Lớn hơn 2mm Tảng, cuội, sỏi Cuội Cuội kết 0,06 mm đến 2 mm Cát Cát Cát kết 0,02 mm đến Bột Bột Bột kết 0,06mm Nhỏ hơn 0,02 mm Đất sét Sét Đá phiến sét Who gets what, when and how 31
32. Hình dạng của hạt: bao gồm mức độ tròn, độ cầu, độ dẹt. . . Rất tròn Tròn Nửa góc cạnh Góc cạnh Các mảnh vụn đá và khoáng vật có thể tròn hay góc cạnh tùy thuộc vào mức độ mài mòn trong qúa trình vận chuyển Who gets what, when and how 32
33. Độ lựa chọn: liên quan đến việc phân loại các hạt theo kích thước,chỉ mức độ đồng đều về kích thước của các hạt trong đá trầm tích. Độ lựa chọn kém Độ lựa chọn trung bình Độ lựa chọn tốt Độ lựa chọn các hạt trầm tích Who gets what, when and how 33
34. Kíên trúc của ximăng và các kiểu ximăng Ximăng là các vật liệu hòa tan tập trung trong các khoảng trống giữa các hạt và gắn kết chúng lại với nhau. Ximăng có thể là sét, silic, carbonat, phosphorit, hydroxid sắt, mangan và được hình thành do nước dưới đất bảo hòa các khoáng chất hay từ các hoạt động hòa tan trong quá trình trầm tích. Who gets what, when and how 34
35. Cać loaị ximăng 1. Ximăng cơ sở và gặm mòn; 2. Ximăng cơ sở dạng đớm; 3. Ximăng lấp đầy; 4. Ximăng tiếp xúc; 5. Ximăng ép nén 6. Ximăng cơ sở tái kết tinh; 7. Ximăng kết vỏ; 8. Ximăng tái sinh; 9. Ximăng khảm. Who gets what, when and how 35
36. Kiến trúc kết tinh hoặc không có mảnh vụn Kiến trúc kết tinh: các khoáng vật được kết tinh từ sự kết tủa trong môi trường nước như nước biển, nước dưới đất, hay nước hồ, gồm một mạng lưới các khoáng vật đan vào nhau, tương tự như kiến trúc của vài loại đá macma. Tuỳ theo kích thước của các tinh thể, chia thành các loại: hạt mịn ( 2mm) Kiến trúc xương do sự tích tụ của các bộ phận cứng như vỏ, xương của động vật biển. Kiến trúc trứng cá: các hạt trầm tích có kiến trúc đồng tâm Who gets what, when and how 36
37. Cấu tạo lớp Gồm các lớp trầm tích dày từ vài mm hay đến vài m. Mặt lớp đánh dấu sự kết thúc của một giai đoạn lắng đọng và bắt đầu giai đoạn lắng đọng mới, dọc theo mặt phân lớp đá có thể tách vỡ ra dễ dàng. Who gets what, when and how 37
38. Cấu tạo lớp của đá trầm tích ở Grand Canyon (Colorado) Who gets what, when and how 38
39. Phân lớp xiên thường thấy ở các trầm tích do gió và nước, phản ánh hướng thay đổi của gió hoặc của dòng chảy. Who gets what, when and how 39
40. Dấu vết gợn sóng: là những sóng nhỏ thường xuất hiện trên mặt các đụn cát, đồi cát hoặc trên bãi biển hay ở dưới đáy của dòng chảy, có phương phát triển vuông góc với dòng chảy hoặc hướng gió hình thành nên chúng. Dấu rạn nứt – được hình thành khi trầm tích bột hoặc sét khô và nứt nẻ, sau đó bị chôn vùi và được bảo tồn. Qúa trình nầy diễn ra khi ao hồ, sông khô cạn nước. Who gets what, when and how 40
41. Màu sắc Màu sắc đá trầm tích thường thể hiện môi trường thành tạo Hóa thạch – là di tích hưũ cơ xuất hiện trong cả hai loại đá hóa học và đá mảnh vụn,là những bằng chứng của sự sống trong quá khứ, và khi sinh vật chết đi, chúng được lắng đọng cùng thời với trầm tích. Who gets what, when and how 41
42. Cúc đá Chim cổ Bọ ba thùy Cá Chân rìu Who gets what, when and how 42
43. Khoáng vật đá trầm tích Hầu hết các đá trầm tích gồm các vật liệu phong phú trong đá có trước và bền vững ở điều kiện nhiệt độ và áp suất bề mặt. Đa số đá trầm tích được cấu tạo bởi thạch anh, calcit, sét và các mảnh vụn. Phân loại đá trầm tích Đá trầm tích được chia thành 3 nhóm chính: Trầm tích vụn, trầm tích hóa học và trầm tích hưũ cơ. Tên gọi của các nhóm naỳ phản ảnh đặc trưng về thành phần và môi trường thành tạo. Who gets what, when and how 43
44. Nguồn gốc Kiến trúc Cỡ hạt , thành phần Tên đá Đá trầm tích vụn Mảnh vụn >2mm - Cuội kết (hạt tròn) - Dăm kết (hạt góc cạnh) 0,06- 2mm, cát Cát kết 0,02- 0,06mm, bột Bột kết <0,02mm, sét Sét kết và đá phiến Hoá học Kết tinh - Calcit, CaCO3 - Đá vôi hay - Dolomit, CaMg(CO3)2 - Đá Dolomit không - Halit ,NaCl - Đá muối mảnh - Thạch cao, - Thạch cao vụn CaSO4. 2H2O Hưũ cơ Mảnh vụn -Sò vôi CaCO3 -Đá vôi, đá phấn , đá vôi hay -Tảo silic SiO2 vỏ sò không -Di tích thực vật -Diatomit mảnh - Than bùn vụn - Than đá Who gets what, when and how 44
45. c. Đá biến chất Đá biến chất là sản phẩm từ sự biến đổi các đá có trước trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao Biến chất được xem là sự kết hợp của nhiều yếu tố: nhiệt độ, áp suất, dung dịch biến chất. Các tác nhân này làm biến đổi thành phần khoáng vật, kiến trúc và cấu tạo của đá để cân bằng trong điều kiện mới, ở những độ sâu khác nhau bên trong Vỏ Trái đất. Who gets what, when and how 45
46. Thành phần hoá học Tương tự như đá macma, gồm SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, Na2O, K2O, H2O, CO2. Thành phần khoáng vật Ngoài các khoáng vật đá macma và đá trầm tích ra, trong đá biến chất còn có các khoáng vật đặc trưng cho quá trình biến chất. Khoáng vật của đá macma rất phổ biến trong đá biến chất như thạch anh, mica, plagioclase, olivine, pyroxene, amphibole. . . Khoáng vật đá trầm tích ít phổ biến hơn, gồm kaolinite, monmorilonite, carbonat. . Khoáng vật điển hình của đá biến chất là andalusite, disthene, silimanite. . . Who gets what, when and how 46
47. Cấu tạo Do ảnh hưởng của áp suất trong quá trình biến chất, thành phần vật chất trong đá sẽ sắp xếp theo những hướng nhất định hình thành nên cấu tạo định hướng. + Cấu tạo phiến: Các khoáng vật sắp xếp kéo dài theo một phương, thể hiện hướng tác dụng của áp suất và mức độ biến chất Đá gneiss Who gets what, when and how 47
48. + Cấu tạo không phân phiến Đá có cấu tạo không phân phiến thường ở dạng khối và không có cấu trúc, được hình thành từ các đá có trước chỉ gồm một loại khoáng vật, thí dụ như thạch anh, calcit, hay dolomite. Đá quarzit là cát kết bị biến chất, và đá hoa là đá vôi và dolomit bị biến chất. Cấu tạo không phân phiến Who gets what, when and how 48
49. Kíên trúc đá bíên chất: Kiến trúc rất đặc trưng của đá bíên chất là kíên trúc biến tinh, hình thành do các khoáng vật mới được thành tạo trong quá trình tái kết tinh. Who gets what, when and how 49
50. Phân loại đá biến chất Dựa vào nguyên nhân gây bíên chất, đá bíên chất được chia ra: Đá bíên chất động lực: gồm dăm kết kíên tạo, cataclasite (dăm nhỏ), mylonite (hạt nhỏ hơn 1- 2mm). Đá bíên chất nhiệt: biến chất trong điều kiện nhiệt độ từ 500- 1200 độ C, gồm các đá phíên đốm, đá sừng, đá hoa, quarzit. . . Đá bíên chất trao đổi: biến chất do sự trao đổi thành phần của macma granitoite và syenite với đá vây quanh, như đá skarn, greizen, serpentine. Đá bíên chất khu vực: được hình thành trong khu vực rộng lớn dưới tác dụng của hoạt động macma, kíên tạo. Thí dụ như đá phíên, đá phíên kết tinh, đá gneiss. . . Who gets what, when and how 50
51. Who gets what, when and how 51 Nguồn gốc đá biến chất
52. Who gets what, when and how 52
53. Who gets what, when and how 53
54. ThereAtoms is a hierarchymake up elements to the . elements of Geology Elements combine to form the natural compounds. Natural compounds and elements combine to form minerals. . Minerals make up rocks. Rocks make up the Earth. Who gets what, when and how 54
55. Who gets what, when and how 55
56. ◼ The upper most lithosphere is the oceanic crust, which is constructed of melt from the mantle which is intruded into pre-existing crust and erupted onto the seafloor. The following cross section shows the three principal layers of the oceanic crust: ◼ pillow and sheet lavas are volcanic products (rapidly cooled) ◼ gabbros are plutonic products (slowly cooled) ◼ dikes feeder zones for magma to rise to surface. ◼ Who gets what, when and how 56
57. Who gets what, when and how 57