Chuong 03

CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH TỪ CHẤT TRẦM TÍCH ĐẾN ĐÁ TRẦM TÍCH VÀ NGƯC LẠI : n Chu trình trầm tích chu trình phức tạp, p, vật liệu bở rời gắn kết với để trở thành nh đá, từ đá lại bị phong hóa mài mòn để trả trạng ng thái bở rời với nhiều thay đổi từ lượng ng đến chất.t Mơi trường thứ cấp (p, to, nhiều H2O CO2) Môi trường sơ cấp (P, To, khơng có nước) TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH TỪ CHẤT TRẦM TÍCH ĐẾN ĐÁ TRẦM TÍCH VÀ NGƯC LẠI : Một số khoáng ng vật không bị hủy hoại,i, kim cương, luôn giữ chất nguyên thủy suốt chu kỳ y Nhóm corundum (ruby, saphia) có thay đổi ng phần n Các khoáng ng vật lại có biến đổi từ biến dạng, ng, biến chất đến hòa tan Cùng ng với thay đổi thành nh phần khoáng ng vật,t, đa số trường ng hợp có biến đổi thành nh phần hóa học, c, điều kiện nhiệt độ áp suất bình thường ng Về phần cấu trúc trầm tích, nén dẽ ma sát phong hóa làm chúng ng thay đổi toàn diện, n, đa số bị xóa mất.t Ngay trình lắng ng đọng, ng, vật liệu trầm tích đến xóa cấu trúc vật liệu vừa lắng ng đọng ng trước TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH: 2.1.KÍCH THƯỚC HẠT : Biểu thị :- độ thô mịn vật liệu trầm tích - khả mài mòn vận chuyển dòng ng chảy luồng ng gió - lựa chọn khoảng ng cách ch nguồn n Điều mang tính chất dự đoán, n, kích thước hạt không số đáng ng tin cậy cho suy diễn Một số trường ng hợp ngoại lệ biển khơi, theo qui luật vật liệu vụn phải mịn, ngược lại thô hạt tượng ng dòng ng đục (do lũ lớn) n) gây Sự kết hợp nhiều kích cỡ hạt khác cho biết môi trường ng lắng ng tụ chất trầm tích Ví dụ : sạn sỏi nằm dọc bờ biển có móng ng đá cứng, ng, nguồn sông – cát nằm bờ biển xa núi nơi thung lũng sông Còn cửa sông xa bờ, cát bùn-sét phải pha trộn TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH: 2.2 DẠNG NG NGOÀI CỦA HẠT : Dạng ng hạt có thuộc tính : hình thể, độ cầu, u, độ mài tròn đường ng nét bề mặt.t Hình thể so sánh nh chiều hạt trầm tích, từ có kiểu lượng ng tính : đẳng ng thước ( chiều ng nhau), dài (chiều dài lớn hết), t), dẹp (chiều dày hết) t) Đa số khoáng ng vật nặng ng (trọng ng sa) có hình thể riêng Ví dụ : đẳng ng thước (kim cương, corundum), dài (zircon, tourmalin), dẹp (mica) Độ tròn thông số khó đo đạc nên tác giả quen dùng ng có hình vẽ ng độ tròn riêng biệt,t, từ hạt góc cạnh nh đến hạt tròn trónh Có thể xem biểu độ mài mòn dòng ng chảy, y, đoạn đường ng mà hạt trầm tích trải qua Độ cứng ng dạng ng tự sinh khoáng ng vật có ảnh nh hưởng ng nhiều đến độ tròn n Ví dụ hạt kim cương rubi thường ng có độ tròn thấp chúng ng chịu mài mòn cao nhờ độ cứng ng cao nhất.t Hạt vôi, trái lại có độ tròn tốt không đủ kháng ng sức với tác nhân mài mòn n TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH: 2.2 DẠNG NG NGOÀI CỦA HẠT : Độ cầu thuộc tính dễ định nghóa có nhiều cách ch đo đạc với nhiều công thức khác Độ cầu cho biết khả lăn tròn hạt trầm tích trình di chuyển theo dòng ng chảy y Một số tác giả cho ng không cần phải xa có độ cầu cao, mà cần bị xoay chuyển chỗ Như bờ biển có nhiều sóng, ng, xoay chuyển sóng ng gây tạo nên độ cầu cao Ví dụ đá trứng ng cá vôi trứng ng cá sắt : xoay chuyển chẳng ng tạo độ cầu cao mà tạo cấu trúc đồng ng tâm hạt sắt vôi TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH: 2.2 DẠNG NG NGOÀI CỦA HẠT : Các nét bề mặt vết xước, c, vết nứt,t, độ lồi lõm li ti (tạo mặt mờ) ) Đây nét dãi dầu (phong trần) n) mà hạt trầm tích ghi nhận ng dấu ấn sâu sắc môi trường ng trầm tích, môi trường ng tự nhiên bên ngoài.i Ví dụ : cuội băng hà mang vết xước băng (hay nước đá) cắt sâu xuống ng mặt đá Hạt cát sa mạc có mặt mờ mặt lõm li ti va chạm hạt với Ý nghóa dạng ng mang tính tương đối lý giải phục hồi môi trường ng phát sinh/phát triển vật liệu trầm tích Chúng ng qui luật thuận/ n/đảo nên suy diễn cách ch máy móc TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH 2.3 THÀNH NH PHẦN KHOÁNG NG VẬT : Hình 3.1 : Chuổi kết tinh Bowen - trình thành nh tạo đá magma - biểu thị độ bền vững khoáng ng vật : KV diện chuổi KV bền vững ngược lại,i, KV cuối ng khoáng ng vật bền vững nhất.t Ngoài ra, độ bền vững KV tuỳ thuộc vào cấu trúc mạng ng tinh thể thành nh phần hóa học c TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH: 2.4 THÀNH NH PHẦN HÓA HỌC : Đây thông số cần thiết giúp ta biết rõ nguồn gốc chất vật chất Gồm loại : 2.4.1 Thành nh phần hóa học vó lượng ng : gồm oxid kim loại : CaO, Na2O, K2O, SiO2, Al2O3 tính theo % 2.4.2 Thành nh phần hóa học vi lượng ng : tính theo %o hay phần triệu Đây thông số điềm môi trường ng tốt nhất.t Ví dụ nguyên tố Sr di môi trường ng nước mặn khứ 2.5 XI MĂNG TỰ NHIÊN : Xi măng hóa trình trầm tủa khoáng ng vật (xi măng) lỗ rổng ng bên chất trầm tích đá Đây trình thành nh đá, bao gồm nén dẽ học hóa học thay khoáng, ng, nói chung , tiến trình làm giảm độ lỗ rổng ng làm hóa cứng ng tầng ng đá trầm tích tăng thời gian thành nh tạo và/hoa /hoặc tăng độ sâu chôn vùi.i TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH: 2.5 ĐẶC KHẢO VỀ XI MĂNG TỰ NHIÊN : Xi măng hóa xảy khoảng ng rổng ng hạt bên hạt,ke t,kể khe hở, hang hốc khe nứt.t Thậm chí xi măng hình thành nh nên lớp vỏ bề mặt tiếp xúc chất trầm tích – nước chất trầm tích – khí Sự trầm tủa xi măng xảy giai đoạn từ lúc tích tụ, qua chôn vùi,i, đến nâng lên tái lộ mặt đất.t 2.5.1 Xi măng nguyên sinh : Xi măng có mặt tất loại đá mảnh nh vụn silic, đá carbonat đá bốc gồm nhiều loại khoáng ng khác Loại xi măng phổ biến xi măng carbonat (chủ yếu calcit, aragonit, dolomit siderit), xi măng silicat (chủ yếu thạch ch anh, opal, khoáng ng sét zeolit), xi măng sulfat (chủ yếu thạch ch cao anhydrit) xi măng nhóm chlorit (chủ yếu halit) Hình dạng ng xi măng khác biệt lớn, mô tả hình dạng ng kết hợp với địa hóa chi tiết cho biết thông tin thời gian trầm tủa điều kiện vật lý địa hóa học loại xi măng hình thành nh TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan 10 CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH: 2.5 XI MĂNG TỰ NHIÊN : 2.5.1 Xi măng nguyên sinh : Sự trầm tủa xi măng kiểm soát nhiều tác nhân vật lý, hóa học sinh học c Động ng kết tinh, Eh, pH, PCO2, điều kiện nhiệt độ – áp suất,t, nồng ng độ ion tương tác thành nh phần hóa học hòa tan điều kiện lý hóa phổ biến Hình 1.2 minh họa ảnh nh hưởng ng pH độ hòa tan chất xi măng thông thường ng Calcit dolomit có khả trầm tủa nhiệt độ cao hơn, nhiệt độ áp suất tăng, độ hòa tan nước giảm (Mackenzie Bricker, 1971; Holser, 1979) Độ hòa tan calcit dolomit gia tăng PCO2 tăng pH giảm m Các ion Magne, sulfat, chlorid phosphat xuất làm ngăn chặn trầm tủa calcit TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan 11 CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH: 2.5 XI MĂNG TỰ NHIÊN : 2.5.1 Xi măng nguyên sinh : Hình 3.2 : ảnh nh hưởng ng pH độ hòa tan loại xi măng (Mackenzie Bricker, 1971; Holser, 1979) TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan 12 CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH: 2.5.2 Xi măng thứ sinh : Là loại xi măng trẻ hơn, đến thay xi măng có trước c Cát kết có xi măng vôi thường ng thay dần sang cát kết xi măng silic sắt xi măng vôi dễã bị hòa tan Đây thông số cần biết rõ để đánh nh giá môi trường ng tạo lập phát triển mà đá trầm tích trải qua 2.5.3 Sự hòa nhập xi măng với mảnh nh vụn : xảy xi măng có thành nh phần giống ng với thành nh phần mảnh nh vụn n Thường ng xảy cát kết Q xi măng silic, cát kết vôi… để tạo đá vôi gồm toàn calcit đá thạch ch anh trầm tích (orthoquarzit) Hình 3.3b : vị trí với hình 2a, màu in phát quang Hình 3.3a : ý đến khoảng trống hạt để sáng lâu Hạt vụn Q , nhân, có màu xanh trắng cam, với thành phần trám vào tạo đường viền ăn thạch anh mọc xen kết tinh tốt (trong suốt) bao quanh hạt khớp dạng cưa giống dung dịch áp suất Ranh giới hạt mọc xen dạng cưa, cát hạt-hạt Một vài tinh thể thạch anh mọc xen kết Q rõ ràng tượng hòa tan nén ép (theo khó thấy (góc trái dưới) (chiều dài ảnh # Scholl, trang 114,Lan năm 1979, hình Robert Sippel) TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc 13 0.9mm, 1N-) CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH BẢN CHẤT CỦA VẬT LIỆU TRẦM TÍCH: 2.6 Ý NGHĨA CỦA CỔ SINH VẬT ; Môi trường ng tự nhiên đá trầm tích hiểu biết rõ có diện hóa thạch ch Hóa thạch ch thường ng sinh vật đúc khuôn đá Thành nh phần hóa học khoáng ng vật chất đúc khuôn thông số quan trọng ng môi trường ng phát triển cần nghiên cứu kỹ Những dấu vết cổ sinh vật để lại mặt trầm tích thông tin rõ ràng ng môi trường ng tự nhiên Bằng ng cách ch so sánh nh cổ sinh vật với tương đương sống, ng, ta nắm cổ môi trường, ng, từ kiểm tra lại môi trường ng trầm tích Một số sinh vật sống ng chết ng môi trường ng điềm tốt môi trường ng đó, ví dụ : san hô, rong… Một số khác lại sống ng trôi nên di tốt môi trường ng , ví dụ trùng ng thoi,…, ta phải thận trọng ng suy diễn môi trường ng trường ng hợp y Chưa kể đến cổ sinh vật tái trầm tích lại (reworked), giá trị môi trường ng Tuy nhiên, nhiều loại đá trầm tích có chứa sinh vật góp phần không nhỏ việc điềm môi trường ng tạo lập khoáng ng sản có giá trị, than đá, dầu mỏ… TH Tram tich _ Nguyen T Ngoc Lan 14