Bài giảng tinh thể học đại cương chương 9 đh bách khoa tp hồ chí minh

Chương – Mơ tả đá trầm tích Đá trầm tích học • • • Đá sét • • Cuội kết Cát kết Bột kết Đá sét kaolinite Đá sét montmorilonite Đá trầm tích carbonate • Đá vơi ĐÁ TRẦM TÍCH CƠ HỌC (trầm tích vụn) Trầm tích vụn hạt thơ Cuội, sỏi kết Trầm tích vụn hạt vừa Cát kết đơn khoáng Đơn khoáng - đa khống Trầm tích vụn hạt nhỏ Bột, bột kết (đơn khống, khống, đa khống) Cát kết khống Cát kết dạng arkose Dăm kết Hoàng thổ Cát kết dạng graywacke Do ngoại lực: PHVLPHHH-trọng lực Do nội lực: DKKT Cát kết đa khoáng Cát kết arkose Cát kết graywacke Đá sét Đặc điểm chung PHHH dạng KV hoàn toàn KV sét, phi sét, 0,01mm>50% Dẻo ướt, trương nở lớn, tính hấp phụ, trao đổi, thay ion, tính phân tán tạo huyền phù dd keo, chịu nhiệt cao KV sét - Kl - Hy - Mon KV phi sét -Hạt vụn - KV tự sinh Kiến trúc TPHH TPKV Vật chất hữu Chủ yếu - SiO2 - Al2O3 - H2O Thứ yếu FeO, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, TiO2, MnO, Kiến trúc sét, sét – bột, sét – cát, dạng keo ẩn tinh, sét – động vật, sét – thực vật, tóc rối, mạng lưới, Cấu tạo Khối, phân lớp song song, dòng chảy (vò nhàu), trứng cá, giả trứng cá, hạt đậu, Phân loại Đá sét kaolinit Đá sét hydromica Đá sét montmorilonit Đá phiến sét Đá trầm tích hóa học Đá vơi - Chủ yếu calcit, lẫn khoáng vật khác sét, silic, dolomit, sắt, vật chất than, thạch anh, feldspat, - CaO>90% - Kiến trúc tha hình, sinh vật, tái kết tinh, vi hạt, - Cấu tạo khối, trứng cá, - Có nhiều màu khác - Di tích sinh vật phong phú thường bảo tồn tốt Môi trường thành tạo đa dạng từ lục địa tới biển sâu - Nguồn gốc hóa học, sinh hóa Đá vơi sinh vật Đá vơi tàn tích sinh vật Dolomit Bên ngồi nhìn giống đá vơi Nguồn gốc: ngun sinh thứ sinh KV chủ yếu dolomit; có gặp calcit, sắt, sét, vật chất hữu cơ, thạch anh, TPHH: CaO, MgO, CO2 Màu sắc nhiều màu tùy thuộc vào tạp chất, khoáng vật hỗn hợp Cấu tạo khối, phân lớp Kiến trúc tự hình, thay thế, tàn tích sinh vật (di tich sinh vật dolomit hiếm) Không sủi bọt với HCl lạnh nồng độ thấp Dolomit có dạng hạt tự hình (hình thoi), có cấu tạo đới trạng Đá vơi ám tiêu Đá phấn Tuf vôi Thạch nhũ Đá vôi trứng cá đá vôi pisolit (hạt đậu) Đá vôi giả trứng cá Đá vôi vi hạt Đá vôi chứa cát, sỏi Đá vơi chứa sét Đá trầm tích học Cịn gọi đá trầm tích vụn  TPKV gồm khoáng vật tha sinh (hạt vụn) gắn kết lại với khoáng vật tha sinh (xi măng)  Chia nhóm sau:  Đá trầm tích vụn hạt thơ gồm 50% hạt vụn có kích thước >1 mm  Đá trầm tích vụn hạt vừa gồm 50% hạt vụn có kích thước từ1  0,1 mm  Đá trầm tích vụn hạt nhỏ gồm 50% hạt vụn có kích thước từ 0,1  0,01 mm  Ngồi ra, nhóm người ta cịn chia loại: lớn, vừa nhỏ đá trầm tích vụn hạt thô loại lớn; cát cát kết hạt vừa  Mô tả cuội, sỏi kết Gồm hạt trịn cạnh có kích thước >1mm  Loại đơn khoáng  Thành phần hạt vụn đơn giản, 90% có thành phần  Thành phần xi măng đơn giản  Độ mài tròn, chọn lọc tốt  Gọi tên theo thành phần hạt vụn (cuội kết thạch anh xi măng sét, cuội kết granit chất trám cát – sét)  Mô tả cuội, sỏi kết (tt)   Loại đa khoáng  Thành phần hạt vụn phức tạp gồm nhiều loại khác  Thành phần xi măng phức tạp  Độ mài trịn, chọn lọc loại đơn khống Cuội kết sở  Bắt đầu cho chu kỳ trầm tích mới, tầng thấp chu kỳ biển tiến  Tiêu biểu cho thời kỳ gián đoạn trầm tích kéo dài  Thành phần hạt vụn tương đối đơn giản vững bền  Độ mài tròn, chọn lọc tốt  Thường mặt bào mòn tầng cổ nằm không chỉnh hợp địa tầng với tầng Mơ tả dăm kết Gồm hạt vụn sắc cạnh với kích thước > 1mm  Dăm kết phong hóa vật lý  Thành tạo giai đoạn đầu phong hóa  Hạt vụn xi măng sản phẩm kiểu phong hóa học  Cấu tạo khối, khơng phân lớp khơng chứa di tích hữu  Dăm kết trọng lực (sụt, lở, trượt)  Thành phần hạt vụn xi măng giống  Cấu tao khối, khơng phân lớp; đơi gặp tàn tích thực vật  Kích thước hạt khơng đều; bề mặt hạt có vết khía mặt trượt bóng láng  Mơ tả cát kết  Cát kết đơn khống  Còn gọi cát kết thạch anh  Thành phần hạt vụn: thạch anh > 90%, feldspar, mảnh đá, khống vật nặng Thạch anh thường có hạt vừa, hạt nhỏ  Thành phần xi măng: nhiều loại sét, sắt, calcit,  Thành phần hóa học: lượng SiO2 cao  Kiến trúc cát cát – bột  Cấu tạo phân lớp, khối, dấu vết gợn sóng  Độ mài trịn, chọn lọc từ trung bình → tốt  Kiểu xi măng gồm nhiều loại kiểu xi măng sở, lấp đầy, gặm mịn, tái sinh… Mơ tả cát kết (tt)  Màu sắc tùy thuộc vào thành phần xi măng hỗn hợp khống vật phân tán Màu trắng có xi măng kaolinite; màu đen, xám đen có vật chất than, thực vật; màu nâu, đỏ, vàng có chứa sắt  Tên gọi cát kết đơn khoáng dựa vào đặc điểm sau:  Thành phần khoáng vật vụn đặc trưng thành phần xi măng (cát kết thạch anh xi măng calcit; cát kết thạch anh xi măng sét – sắt)  Mức độ biến đổi đá cát kết thạch anh – glauconit; cát kết thạch anh dạng quarzit 10 Mô tả cát kết (tt)  Cát kết khống  Khi có hai thành phần hạt vụn hàm lượng > 10%  Cát kết thạch anh arkose; cát kết dạng arkose phần hạt vụn: Thạch anh: 50  90%; Feldspar: 10  50% (plagioclase acid orthocla); khoáng vật phụ (apatit, rutin, zircon) mảnh đá granitoid, silic,  Thành phần xi măng: sét, sericite, sắt, silic, hỗn hợp  Kiến trúc, cấu tạo, màu sắc kiểu xi măng tương tự loại cát kết đơn khoáng  Nguồn gốc thường sản phẩm phá hủy khối granitoid  Thành 11 Mô tả cát kết (tt)  Cát kết thạch anh graywacke; cát kết dạng graywacke Thành phần hạt vụn: Thạch anh: 50  90%; Khoáng vật màu: >10%; Các mảnh đá  Thành phần xi măng: tương tự cát kết dạng arkose  Nguồn gốc phá hủy đá magma baz   Cát kết đa khoáng  Cát kết arkose Thành phần hạt vụn: Thạch anh < 50%; Feldspar (plagioclase acid orthoclase): 50  90%; Khoáng vật phụ mảnh đá  Thành phần xi măng thường ít, gồm nhiều loại riêng biệt hỗn hợp  Kiểu xi măng tương ứng với cát kết dạng arkose  Độ mài tròn độ chọn lọc  Nguồn gốc chúng phá hủy rừ đá magma acid 12  Phân bố gần đá gốc magma  Mô tả cát kết (tt)  Cát kết greywacke  Thành phần hạt vụn: Thạch anh < 50%; Feldspar (plagioclase trung tính base): 20  30%; Khoáng vật màu, mảnh đá magma baz, biến chất tuff, > 25%  Thành phần xi măng gồm nhiều loại sản phẩm phá hủy hạt vụn  Kiểu xi măng gồm nhiều loại khác Độ mài tròn, độ chọn lọc  Nguồn gốc: chúng bị phá hủy từ đá magma base 13 Mô tả bột kết      Có đặc điểm giống cát kết thành phần, kiến trúc cấu tạo Thành phần hạt vụn đơn giản cát kết, thường gặp bột kết đơn khoáng Hạt vụn sắc cạnh độ chọn lọc cát kết Trong địa tầng thường gặp chúng nằm xen kẽ với cát kết sét kết Về phân loại giống cát kết gồm loại đơn khoáng, khoáng, đa khoáng Bột kết thành tạo gió (trong khơng khí) gọi hồng thổ (loess) Đây loại đất pha cát, phân bố rộng rãi trầm tích trẻ, điều kiện khí hậu khơ nóng Các vật liệu trầm tích lắng đọng lại xung quanh vùng đồng cỏ ẩm ướt Trong hoàng thổ cịn có ống nhỏ di tích thân cỏ cịn sót lại Thành phần hạt vụn thạch anh, xi măng chủ yếu sét, sắt, silic Cấu tạo đặc trưng không phân lớp, xốp, độ rỗng cao 50  60% Màu vàng đất, vàng nâu, vàng xám đơi màu tím đen 14 Đá sét Đây loại đá phổ biến nhất, chiếm 70% tổng số đá trầm tích  TPKV gồm khoáng vật sét khoáng vật phi sét (khoáng vật vụn, khoáng vật tự sinh, vật chất hữu cơ)  Có kích thước nhỏ, 50% có kích thước nhỏ 0,01 mm có 25% có kích thước < 0,001 mm  Có tính dẻo ướt, có khả nhào nặn theo hình dạng giữ ngun hình dạng khơ  Có khả trao đổi, hấp phụ, thay ion  Có tính chịu nhiệt cao  Có tính trương nở lớn  Có tính phân tán, hồ sét vào nước tạo vật chất lơ lửng (huyền phù) tạo dung dịch keo  15 Mô tả đá sét kaolinite          KV chủ yếu: kaolinit, KV thứ yếu: hydromica, halloysit; có lẫn thạch anh, feldspar, mica, khống vật nặng, TPHHchủ yếu: Al2O3, SiO2; có lẫn lượng nhỏ Mg, Ca, Na, K, Nói chung sét có màu nhạt (trắng xám, vàng nhạt); có màu xám đen lẫn vật chất hữu pyrite Bề mặt mịn, nhẵn, vết vỡ vỏ chai, độ cứng thấp ( 1); trọng lượng riêng từ 2,58  2,60 Khơng tan HCl HNO3, hịa tan hồn toàn H2SO4 đun lên Khả trao đổi hấp phụ thấp Nhiệt độ nóng chảy cao: 17500C17870C Nguồn gốc thành tạo  Loại tàn tích (nguyên sinh) thành tạo mặt đá gốc;  Loại trầm tích (thứ sinh) thành tạo đầm, hồ, ven biển tái trầm tích loại tàn tích Về điều kiện thành tạo: Các đá gốc giàu khoáng vật alumosilicat điều kiện khí hậu nóng ẩm chúng thường bị phá hủy lắng đọng chỗ (loại tàn tích) vận chuyển lắng đọng sông, đầm, hồ, ven biển môi trường acid 16 Mô tả đá sét montmorilonite         KV chủ yếu: montmorilonite; KV thứ yếu: thạch anh, feldspar, có thủy tinh núi lửa bị phân hủy hoàn toàn Hàm lượng Na2O cao, ngược lại lượng Al2O3 thấp Có nhiều màu sắc khác Mịn, ánh mỡ, tươi trơn, bị ướt dính dẻo Độ cứng:1,5 Tỉ trọng thay đồi từ 2,2  2,6 Khả trao đổi, trương phồng, hấp phụ mạnh Nhiệt độ nóng chảy: 1.250  1.3000C Nguồn gốc thành tạo: từ vật liệu phong hóa hố học từ đá phun trào giàu thủy tinh núi lửa; đá trầm tích – phun trào (tuff, tufit, ); đá magma siêu baz, baz chúng lắng đọng môi trường kiềm Bentonit loại đá sét hạt mịn dạng keo; thành tạo từ vật liệu bị phá hủy từ đá phun trào đá trầm tích – phun trào; có khả hấp phụ lớn, với lượng nước gấp lần thể tích 17 thân; sau hấp phụ, thể tích tăng lên 10  30 lần 3 Đá trầm tích carbonate Là tên chung để loại đá trầm tích thành tạo chủ yếu từ carbonate, đá vôi; dolomite  Phân bố rộng phổ biến loại đá trầm tích hóa học, sinh hóa  18 Mơ tả đá vôi         KV chủ yếu calcite, lẫn khoáng vật khác sét, silic, dolomit, sắt, vật chất than, thạch anh, feldspar, TPHH: CaO > 90%, đá vôi – dolomit có lượng MgO lớn; đá marn có lượng SiO2 Al2O3 lớn Kiến trúc tha hình, sinh vật, tái kết tinh, vi hạt, Cấu tạo khối, trứng cá, Màu sắc tính chất lý đá vơi thay đổi tùy thuộc vào lượng khống vật hỗn hợp đặc tính chất hữu có đá Di tích sinh vật phong phú thường bảo tồn tốt Môi trường thành tạo đa dạng từ lục địa tới biển sâu Nguồn gốc thành tạo: ngồi nguồn gốc hóa học túy cịn có nguồn gốc sinh hóa với tham gia sinh vật trầm tích 19vụn Mơ tả đá vôi (tt)     Đá vôi sinh vật tên chung để loại đá vôi sinh vật tạo Dễ nhận thấy mắt thường kính hiển vi phân cực Tùy thuộc vào số lượng sinh vật chiếm ưu mà tên đá gọi khác Đá vơi tàn tích sinh vật mảnh vỏ sinh vật nhiều bị vỡ nát tạo Thường thành tạo ven bờ tác dụng sóng vỗ, dịng nước làm sinh vật bị vỡ nát lắng đọng Tùy theo mức độ vỡ nát mà người ta xác định chúng mắt thường kính hiển vi phân cực Tuf vơi thành tạo cửa suối, sườn núi, hang động đá vôi Ở nơi nầy, thực vật hấp phụ CO2 nước giàu Ca(HCO3)2 để biến đổi thành CaCO3 khó hịa tan lắng đọng lại; sau thực vật bị thối rửa, hịa tan, đá vơi trở nên xốp đơi cịn để lại dấu vết chúng Thạch nhũ thường gặp hang động đá vôi nơi có nước ngầm lộ Chúng thành tạo nước chứa carbonat bảo hịa nhỏ thót giọt, nước bốc CaCO3 kết tủa phát triển hướng kéo dài phía khơng gian tự Đá rắn chắc, cấu tạo đồng tâm tỏa tia 20 Mô tả đá vôi (tt)    Đá vơi trứng cá  Hình dạng: dạng cầu ellip  Cấu tạo đồng tâm có nhân  Mơi trường thành tạo: ven biển, khí hậu ấm áp, dịng nước ln ln chuyển động xáo trộn  Điều kiện thành tạo: nhiệt độ gia tăng, CO2, nước chứa dung dịch Ca(HCO3)2 chuyển thành CaCO3 khó hịa tan tập trung bao quanh trung tâm kết tinh tới kích thước định ( 2mm) chúng lắng đọng xuống đáy Đá vôi giả trứng cá thành tạo trầm tích hóa học, hóa hạt đá vơi trứng cá Có dạng trịn, bầu dục, khơng có nhân, đồng Đá vôi pisolit (hạt đậu), thành tạo ven biển có dịng nước chuyển động mạnh, giống đá vơi trứng cá có kích thước lớn (7 – mm) 21 ... tự sinh Kiến trúc TPHH TPKV Vật chất hữu Chủ yếu - SiO2 - Al2O3 - H2O Thứ yếu FeO, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, TiO2, MnO, Kiến trúc sét, sét – bột, sét – cát, dạng keo ẩn tinh, sét – động vật,... trầm tích hóa học Đá vôi - Chủ yếu calcit, lẫn khoáng vật khác sét, silic, dolomit, sắt, vật chất than, thạch anh, feldspat, - CaO >90 % - Kiến trúc tha hình, sinh vật, tái kết tinh, vi hạt, ... 2,2  2,6 Khả trao đổi, trương phồng, hấp phụ mạnh Nhiệt độ nóng chảy: 1.250  1.3000C Nguồn gốc thành tạo: từ vật liệu phong hóa hố học từ đá phun trào giàu thủy tinh núi lửa; đá trầm tích – phun