Đang tải... (xem toàn văn)
VIẾT TRÌNH Đá mácma Bách khoa toàn thư mở Wikipedia Sự phân bổ đá núi lửa ở Bắc Mỹ Sự phân bổ đá sâu (plutonit) ởBắc Mỹ Bài này nói về đá macma như là một thuật ngữ trong địa chất học Đá mácma hay đá[.]
VIẾT TRÌNH Đá mácma Bách khoa tồn thư mở Wikipedia Sự phân bổ đá núi lửa ở Bắc Mỹ Sự phân bổ đá sâu (plutonit) ởBắc Mỹ Bài nói đá macma thuật ngữ trong địa chất học. Đá mácma hay đá magma là loại đá thành tạo đơng nguội dung thể magma nóng chảy đưa lên từ phần sâu của vỏ Trái Đất Quá trình đơng nguội tạo đá có khống vật kết tinh rõ ràng khơng kết tinh tùy thuộc vào môi trường mà khối magma đông nguội, dựa vào người ta ta phân ra: đá xâm nhập và phun trào Macma có nguồn gốc từ manti của Trái Đất hoặc từ loại đá tồn trước bị nóng chảy thay đổi nhiệt độ áp suất cực cao Trên 700 loại đá mácma miêu tả lại, phần lớn chúng tạo gần bề mặt lớp vỏ Trái Đất Ý nghĩa địa chất Đá mácma có ý nghĩa quan trọng mặt địa chất do: Các khống vật tính chất hóa học tổng thể chúng cung cấp thông tin thành phần lớp vỏ trái đất đá mácma VIẾT TRÌNH hình thành điều kiện nhiệt độ áp suất hình thành nên đá thơng tin loại đá trước bị nóng chảy; Niên đại tuyệt đối chúng xác định phương pháp xác định niên đại phóng xạ khác so sánh với các địa tầngđịa chất cận kề, cho phép miêu tả lại thời gian diễn kiện cách tương đối xác; Các đặc điểm chúng thông thường đặc trưng điều kiện môi trường kiến tạo cụ thể, cho phép tái tạo lại mơ hình kiến tạo (Xem thêmkiến tạo mảng); Trong số hoàn cảnh đặc biệt, chúng nguồn gốc số mỏ khoáng sản quan trọng: ví dụ vonfram, thiếc và urani, thơng thường hay với đá granit Mơi trường thành tạo Xét trình hình thành , loại đá hỏa thành là đá xâm nhập (đá sâu hay plutonit) hay đá phun trào (đá núi lửa) Đá xâm nhập Đá xâm nhập thành tạo độ sâu > 1,5km so với bề mặt địa hình của Trái Đất, chịu áp lực lớn lớp bên nguội dần mà thành có kiến trúc ban tinh gồm tinh thể hạt lớn, đặn, cấu tạo đặc sít như granit, điorit, gabro Các khống vật loại đá xác định mắt thường Phần lõi trung tâm dãy núi lớn chứa loại đá xâm nhập, thông thường đá granit Khi bị lộ xói mịn, lõi (gọi các bathơlit) chiếm khu vực rộng lớn bề mặt Đá xâm nhập có kiến trúc ban tinh tạo thành sâu đất gọi là đá xâm nhập sâu; Đá lửa xâm nhập có kiến trúc ban tinh tạo thành gần bề mặt gọi là đá xâm nhập nông.[ Đá mácma phun trào Đá phun trào hay đá phún xuất kết hoạt động phun trào núi lửa và bị làm cứng đông đặc điều kiện phơi ngồi khí Do nguội nhanh điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp, các khống vật khơng kịp kết tinh, kết tinh phần nên có kích thước tinh thể bé, chưa hồn chỉnh, tồn dạng vơ định hình Mặt khác, các chất khí và hơi nước khơng kịp ra, để lại nhiều lỗ rỗng, làm cho đá nhẹ, có loại mặt nước VIẾT TRÌNH Ngồi ra, đá phun trào cịn gọi đá núi lửa, ngơn ngữ số tiếng nước như tiếng Anh chẳng hạn, gọi là volcanic rock, lấy theo tên của Vulcan còn tên gọi của người La Mãđể vị thần cai quản lửa Ở độ sâu vài kilơmét bề mặt Trái Đất nhiệt độ cao so với nhiệt độ mà phần lớn loại đá nóng chảy bề mặt Tuy nhiên, loại đá dạng cứng áp suất lớn tạo lớp đá nằm phía Nếu có khe nứt lớp đá áp suất bị tụt xuống khối lượng đáng kể đá bị nóng chảy Macma tạo bị ép lên thông qua kẽ nứt tới bề mặt tạo thành núi lửa Đá nóng chảy (gọi là dung nham hay lava) chảy từ núi lửa loang rộng Do dung nham bị nguội kết tinh nhanh nên tạo loại đá có kiến trúc vi tinh Nếu làm nguội q nhanh, khơng cho q trình kết tinh xảy loại đá tạo thành có kiến trúc thủy tinh (chẳng hạn đá opxidian tức đá vỏ chai) Do kiến trúc vi tinh nên dạng khác đá phun trào khó phân biệt mắt thường so với dạng khác đá xâm nhập Nói chung, với kiến trúc vi tinh khống vật đá phun trào xác định cách soi kính thạch học (đá mài thành mẫu mỏng soi kính hiển vi có hai ni-cơn) phân loại mắt thường gần Các vật chất bị núi lửa tống mãnh liệt trình hoạt động phun trào khối, cục đá tro Các vật chất gọi đá trầm tích núi lửa (cũng cịn gọi đá vụn núi lửa, tuf) rơi gần đó, tạo thành phần núi lửa hay bị mang xa nhờ gió Các tinh thể chứa đá lửa ban tinh mịn gọi pocfia Kiến trúc pocfia phát triển số tinh thể phát triển lớn đến kích thước đáng kể trước phần chủ yếu macma đông đặc lại thành khối vật liệu đồng hạt mịn Xâm nhập nông Khái niệm xâm nhập nơng cịn số tranh cãi đa số quan điểm cho kết tinh bên mặt đất đến độ sâu 1,5km.[ Phân loại VIẾT TRÌNH Việc phân loại đá mácma cung cấp cho người thông tin quan trọng điều kiện mà chúng hình thành Hai yếu tố quan trọng sử dụng phân loại đá lửa kích thước hạt (phụ thuộc nhiều vào lịch sử q trình làm nguội) thành phần khống vật đá. Fenspat, thạch anh, olivin, pyroxen, amphibol và mica là khoáng vật quan trọng hình thành đá mácma có mặt chúng sở để phân loại loại đá Các khống vật khác có mặt đá khơng điển hình gọi là khống chất phụ Trong phân loại đơn giản hóa, dạng đá mácma chia diện fenspat, có/vắng mặt thạch anh loại đá khơng có fenspat hay thạch anh theo có mặt khống vật chứa sắt hay magiê [sửa]Kích thước tinh thể Theo kích thước tinh thể, đá mácma phân loại thành pecmatit (hạt lớn), hiển tinh (chỉ có hạt lớn hay phanerit), ban tinh (một số hạt lớn hạt nhỏ hay pocfia), ẩn tinh (chỉ có hạt nhỏ hay aphanit), thủy tinh (khơng có hạt) Đá có kiến trúc hiển tinh chứa khống vật với tinh thể nhìn thấy mắt thường thường đặc trưng cho đá xâm nhập (do trình làm nguội chậm tinh thể to) Trong số ngoại lệ, dạng đá chứa tinh thể cực lớn, trường hợp chúng gọi là pecmatit Trong đá phun trào, trình làm nguội nhanh hơn, tinh thể khoáng vật riêng rẽ thơng thường khơng nhìn thấy mắt thường chúng gọi kiến trúc ẩn tinh Kiến trúc ban tinh là trạng thái trung gian hai loại trên: khối đá có kiến trúc ẩn tinh, ẩn tinh quan sát số tinh thể Nếu macma nóng chảy bị làm nguội q nhanh khơng cho q trình kết tinh diễn sản phẩm tạo có kiến trúc thủy tinh như thủy tinh núi lửa hay opxidian đơi cịn gọi đá vỏ chai [sửa]Hình dạng tinh thể VIẾT TRÌNH Hình dạng tinh thể yếu tố quan trọng kiến trúc đá mácma Các tinh thể tự hình, bán tự hình tha hình: Tự hình (Euhedral), hình dạng tinh thể bảo tồn hay tinh thể có mặt kết tinh rõ ràng Bán tự hình (Subeuhedral), phần bảo tồn Tha hình (Anhedral), tinh thể khơng thể rõ ràng hướng kết tinh nhận biết [sửa]Theo cấu tạo Cấu tạo lỗ hổng là đá có khoảng trống sinh khí bị chiếm giữ trình nguội Cấu tạo dịng chảy được hình thành mácma chảy tràn bề mặt đông nguội với tốc độ khác Tuf bao gồm đá vụn có trước bom núi lửa bị đẩy núi lửa phun trào gồm số loại như: tufit, tufogen [sửa]Thành phần khống vật - hóa học Các dạng đá mácma phân chia nhỏ theo thơng số hóa học/ khống vật tạo đá theo hai hướng chính: Hóa học: - Tổng hàm lượng kiềm - silica (biểu đồ TAS) cho phân loại đá mácma sử dụng khơng có liệu q trình hình thành hay thành phần khống vật: Các đá mácma axít chứa hàm lượng silica cao, lớn 63% SiO2 (ví dụ riơlit và đaxít) Các đá mácma trung tính chứa 52 - 63% SiO2 (ví dụ anđêsit) Các đá mácma mafic chứa silica (45 - 52%) thơng thường chứa nhiều sắt - magiê (ví dụ đá bazan) Các đá mácma siêu mafic chứa 45% silica (ví dụ picrit và kơmatiit) Các đá mácma kiềm với - 15% chất kiềm (K2O + Na2O) (ví dụ phơnơlit và trachyt) VIẾT TRÌNH ghi chú: Thuật ngữ axít-bazơ sử dụng rộng rãi tài liệu địa chất cũ Thay vào đó, người ta sử dụng thuật ngữ felsic, mafic, siêu mafic Khoáng vật : Hàm lượng khoáng vật Fe Si hay mafic: Đá felsic, chủ yếu chứa thạch anh, fenspat kiềm và/hoặc khoáng vật chứa fenspat: các khoáng vật Fe Si; dạng đá (ví dụ granit) thơng thường có máu sáng có tỷ trọng thấp Đá mafic, chủ yếu chứa khống vật mafic: pyroxen, olivin và plagiocla canxi; loại đá (ví dụ đá bazan) thơng thường sẫm màu có tỷ trọng lớn đá felsic Đá siêu mafic, chứa 90% khống chất mafic (ví dụ dunit) Bảng phân chia đơn giản đá lửa theo thành phần phương thức diễn Thành phần Phương thức diễn Axít Trung gian Bazơ Siêu bazơ Xâm nhập Granit Điơrit Gabbrơ Periđơtit Phun trào Riơlit Anđêsit Bazan Để có phân loại chi tiết hơn, xem Biểu đồ QAPF [sửa]Các khoáng vật tạo đá chủ yếu Các khoáng vật tạo đá mácma chủ yếu: thạch anh, fenspat, mica và khống vật mầu Các khống vật có các tính chất khác nhau, nên có mặt chúng tạo cho đá có tính chất khác (cường độ, độ bền vững, khả gia công ) Thạch anh là SiO2 ở dạng kết tinh, tinh thể hình lăng trụ cạnh, suốt mà thường có màu trắng trắng sữa, độ cứng 7, khối lượng riêng 2,65 g/cm3, cường độ cao khoảng 20.000 kg/cm2, chống mài mòn tốt, ổn định axit (trừ axit fluohidric fosforic) Ở nhiệt độ thường, thạch anh không tác dụng với vôi, môi trường nước bão hồ nhiệt độ 175 - 2000C sinh phản ứng silicat VIẾT TRÌNH Fenspat có hai loại: cát khai thẳng góc-octola (K2O.Al2O3.6SiO2 - fenspat kali) cát xiên góc - plagiocla (Na2O.Al2O3.6SiO2 - fenspat natri CaO.Al2O3.2SiO2 - fenspat canxi) Tính chất fenspat: màu biến đổi từ trắng, trắng xám, vàng đến hồng đỏ; khối lượng riêng: 2,55 - 2,76 g/cm3, độ cứng - 6,5, cường độ chịu nén 1200 - 1700 kg/cm2 Khả chống phong hoá của felspat kém, ổn định nước đặc biệt nước có chứa CO2 tạo Al2O3.2SiO2.2H2O caolonit - thành phần chủ yếu đất sét- theo phản ứng: K2O.Al2O3.6SiO2 + CO2 +2H2O > K2CO3 + 4SiO2 + Al2O3.2SiO2.2H2O Mica là alumơsilicat ngậm nước phức tạp, có độ cứng 2-3, khối lượng riêng 2,76 - 3,2 g/cm3 Phổ biến hai loại biotit và muscovit Biotit có màu nâu đen hay cịn gọi mica đen, thường chứa ơxít magiê và ơxít sắt, cơng thức: (Mg, Fe)3.Si3.AlO10.OHF)2 Muscovit suốt hay cịn gọi mica trắng, có cơng thức: K2O Al2O3.6SiO2 .2H2O Ngồi hai loại cịn gặp vecmiculit được tạo thành oxy hoá hydrat hoá biotit Khi nung 900 10000 độ C nước đi, thể tích vecmiculit tăng 18 25 lần Khống vật sẫm màu chủ yếu gồm amphibol, pyroxen, olivin là khống vật có màu sẫm (từ màu lục đến màu đen) cường độ cao, dai bền, khó gia cơng [sửa]Sử dụng [sửa]Đá mácma xâm nhập VIẾT TRÌNH Granit (đá hoa cương) loại đá axit có nhiều nơi, chủ yếu do thạch anh, fenspat và ít mica, có cịn tạo thành cả amphibol và pyroxen. Granit có màu tro nhạt, hồng nhạt hoặc vàng, phần lớn có kết tinh hạt lớn Granit đặc chắc, khối lượng thể tích 2600 - 2700 kg/m3, cường độ nén lớn (1200 - 2500kg/cm2), độ hút nước nhỏ (dưới 1%), khả chống phong hoá cao, độ chịu lửa kém, có số loại có màu sắc đẹp Đá granit sử dụng rộng rãi trong xây dựng (ốp mặt nhà cơng trình đặc biệt, nhà cơng cộng, làm móng cầu, cống, đập ) Syenit là loại đá trung tính, thành phần khoáng vật chủ yếu là orthocla, plagiocla, axit, khoáng vật mầu xẫm (amphibol, pyroxen, biotit), ít mica, ít thạch anh. Sienit màu tro hồng, có cấu trúc toàn tinh đặn, khối lượng riêng 2,7 -2,9 g/cm3, khối lượng thể tích 2400 2800 kg/m3, cường độ chịu nén 1500 - 2000kg/cm2 Sienit ứng dụng rộng rãi trong xây dựng Diorit là loại đá trung tính, thành phần chủ yếu là plagiocla trung tính (chiếm khoảng ¾), hocblen, augit, biotit, amphibol và ít mica và pyroxen. Diorit thường có màu xám, xám lục có xen vết xẫm trắng; khối lượng thể tích 2900 - 3300 kg/m3, cường độ chịu nén 2000 - 3500kg/cm2. Diorit dai, chống va chạm tốt, chống phong hố cao, dễ đánh bóng, nên sử dụng để làm mặt đường, ốp Gabbro là loại đá bazơ, thành phần gồm có plagiocla bazơ (khoảng 50%) khống vật màu xẫm như pyroxen, amphibol và olivin. Gabbro có màu tro xẫm từ lục thẫm đến đen, đẹp, mài nhẵn, khối lượng thể tích 2900 - 3300 kg/m3, cường độ chịu nén 2000 3500kg/cm3. Gabbro được sử dụng làm đá dăm, đá để lát mặt đường ốp trang trí cơng trình kiến trúc [sửa]Đá mácma phun trào VIẾT TRÌNH Diaba có thành phần tương tự gabbro, loại đá trung tính, có kiến trúc hạt nhỏ, hạt vừa xen lẫn với kiến trúc hiển tinh Thành phần khống vật gồm có fenspat, pyroxen, olivin, màu tro sẫm lục nhạt, cường độ nén 3000 - 4000 kg/cm2 Đá diaba dai, khó mài mịn, sử dụng chủ yếu làm đá rải đường làm nguyên liệu đá đúc Bazan là loại đá bazơ, thành phần khoáng vật giống đá gabbro Chúng có kiến trúc ban tinh hoặc kiến trúc pocfia Đá bazan loại đá nặng loại đá mácma, khối lượng thể tích 2900 - 3500 kg/cm3, cường độ chịu nén 1000 - 5000kg/cm2 (có loại cường độ đến 8000kg/cm2), cứng, giịn, khả chống phong hố cao, khó gia cơng Đá bazan loại đá phổ biến xây dựng, sử dụng để lát đường làm cốt liệu bê tơng, ốp chống ăn mịn Andesit là loại đá trung tính Thành phần gồm plagiocla trung tính, các khống vật sẫm mầu (amphibol, pyroxen) và mica; có kiến trúc ẩn tinh kiến trúc dạng pocfia; có màu tro vàng, hồng, lục Đá andesit có khả hút nước lớn, khối lượng thể tích 2200 ÷ 2700 kg/m3, cường độ chịu nén 1200 – 2400kg/cm2, chịu axit nên dùng để làm vật liệu chống axit [sửa]Đá trầm tích núi lửa Ngồi loại đá đề cập trên, đá mácma phun trào cịn có đá bọt, tuf, tro tuf dung nham Các loại đá bên cạnh việc hình thành kết tinh nhanh đá phun trào lắng đọng theo quy luật trầm tích Nhiều tác giả Liên Xơ cũ xếp loại đá sang đá trầm tích Tro núi lửa: thưởng dạng bột, giống màu xám Những hạt lớn gọi cát núi lửa Đá bọt, loại thuỷ tinh núi lửa có độ rỗng cao (độ rỗng đến 80%) tạo thành khi tro núi lửa lắng đọng từ khơng khí Đá bọt có kích thước 5-30mm, khối lượng thể tích 500 kg/m3, độ hút nước thấp lỗ rỗng lớn lỗ rỗng liên thơng nhau, hệ số truyền nhiệt nhỏ (0,12 - 0,2 kCal/m.0C.h, cường độ chịu VIẾT TRÌNH nén 20 - 30kg/cm2 Cát núi lửa, đá bọt dùng làm cốt liệu cho bê tơng nhẹ, cịn bột làm vật liệu cách nhiệt bột mài Tuf núi lửa: loại đá rỗng, tạo thành trình tự lèn chặt tro núi lửa Loại tuf núi lửa chặt gọi là tơrat Tuf núi lửa đá bọt tro núi lửa thường dùng làm phụ gia hoạt tính chịu nước cho chất kết dính vơ Tuf dung nham tro cát núi lửa rơi vào dung nham nóng chảy sinh Nó loại đá thuỷ tinh rỗng có màu hồng, tím , khối lượng thể tích 750 ÷ 1400 kg/m3, cường độ chịu nén 60 - 100kg/cm2, hệ số dẫn nhiệt trung bình 0,3 kCal/m.0C.h Trong xây dựng, tup dung nham xẻ thành đá hộc để xây tường, sản xuất đá dăm cho bê tông nhẹ [sửa]Nguồn gốc phân bố Lớp vỏ Trái Đất dày khoảng 35 km (22 dặm) phần các vỏ lục địa, trung bình khoảng km (4,3 dặm) các đại dương Nó tạo thành từ loại đá có tỷ trọng tương đối thấp, gần với lớp vỏ loại đặc lớp phủ, chúng mở rộng tới độ sâu gần 3.000 km (1.860 dặm) Phần lớn macma tạo thành đá mácma sinh phần phía lớp phủ nhiệt độ khoảng từ 600 đến 1.600 °C Khi macma nguội đi, các khống vật sẽ kết tinh từ hỗn hợp nóng chảy nhiệt độ khác (q trình kết tinh phân đoạn) Có tương đối khống vật có vai trị quan trọng hình thành đá mácma Có điều macma nguồn giàu nguyên tố định: silíc, ơxy, nhơm, natri, kali, canxi, sắt và magiê Chúng ngun tố kết hợp với tạo các khoáng vật silicat, loại khoáng chất chiếm 90% thành phần loại đá mácma Các loại đá mácma chiếm khoảng 95% toàn phần phía lớp vỏ Trái Đất, chúng phân bố phổ biến bên VIẾT TRÌNH lớp đá trầm tích đá biến chất tương đối mỏng phân bố rộng [sửa]Hình ảnh Basalt breccia Ignimbrite Diabase Diorite Kimberlite Olivine basalt Basalt in albitite Kimberlite Olivine basalt Olivin Zahnstein