ĐỊA CHẤT KIẾN TRÚC

TẤT CẢ VỀ YẾU TỐ ĐỊA CHẤT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Tp Hồ Chí Minh, Năm 2013

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

ĐỊA CHẤT

CẤU TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐỊA CHẤT CẤU TẠO

Biên soạn : ĐỖ CÔNG DỰ

Tp Hồ Chí Minh, Năm 2013

MỤC LỤC

BÀI MỞ ĐẦU

Môn học Địa chất cấu tạo (ĐCCT) thuộc phần một của giáo trình và môn học

Đo vẽ bản đồ địa chất (BĐĐC) thuộc phần hai, nhằm cung cấp những kiến thức cơ

bản về các thành tạo địa chất đã cấu tạo nên vỏ Trái Đất ở đất liền và ở đáy đạidương Môn học Đo vẽ bản đồ địa chất nhằm cung cấp các phương pháp kỹ thuật

và nghiên cứu khoa học để lập lại lịch sử phát triển vỏ Trái Đất theo thời gian trênnhững không gian nhất định

Sự phân chia tương đối cho thấy vỏ Trái Đất được hình thành do ba nhóm đá

cơ bản là Nhóm đá trầm tích, Nhóm đá magma, Nhóm đá biến chất Nhóm đá vũtrụ nằm trong nhóm thứ tư (chưa ai đề cập trong các văn liệu) Chúng phân bố rấthạn chế và đã được mô tả Trong giáo trình này, lần đầu tiên đề cập tới nhóm Đá

Vũ trụ

Sự phân bố ba nhóm đá xếp đứng trước trong vỏ Trái Đất nói chung tuân theonhững quy luật nhất định Nhóm đá vũ trụ hiện diện trong vỏ Trái Đất là thực tế,được biết ở nhiều vị trí khác nhau trên lãnh thổ phía Nam Việt Nam Nhưng sựhiểu biết chi tiết về nhóm đá này còn có mức độ

Các thể địa chất của ba nhóm đá chính cấu tạo nên phần vỏ Trái Đất có nhữngđặc điểm cơ bản rất khác nhau về nguồn gốc hình thành; về đặc điểm thành phầnvật chất và về hình dạng trong không gian Cả ba nhóm đá này đều được giới thiệutrong các môn học như Địa chất đại cương, Địa chất lịch sử, Địa kiến tạo và trong

một số các giáo trình địa chất khác

Thuật ngữ Địa chất cấu tạo viết theo tiếng Anh là “ Structural Geology”; theo

tiếng Pháp “ Geologie Structurale”; theo tiếng Đức “ Struckturgeologie”…Trong

Từ điển địa chất, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật (Hà Nội – 1979) có thuật ngữ

“ Địa chất kiến tạo” để chỉ môn học về biến dạng của vỏ Trái Đất, về các chuyểnđộng và các quy luật phát triển của các chuyển động đó; có thuật ngữ “ Địa chấtkiến trúc”, chỉ môn học chuyên nghiên cứu dạng nằm của các đá, sự biến dạng,biến vị của chúng trong phạm vi vỏ Trái Đất, đồng thời tiến hành phân loại và liên

hệ với quy luật phân bố trong không gian của các dạng kiến trúc ở trên mặt cũngnhư ở dưới sâu của vỏ Trái Đất; tiếp đến có thuật ngữ “ Địa chất lịch sử”, chỉ mônhọc chuyên ngành của Địa chất học chuyên nghiên cứu về lịch sử và quy luật phát

triển của Trái Đất, chủ yếu là vỏ Trái Đất Nhiệm vụ cơ bản của Địa chất lịch sử rấtrộng:

1. Xác định trình tự thành tạo các loại đá theo thời gian (phân chia các đá theotuổi hình thành)

2. Lập lại hoàn cảnh cổ địa lý và điều kiện hình thành các đá trầm tích

3. Nghiên cứu lịch sử của các chuyển động kiến tạo và phát triển các cấu trúckiến tạo

4. Gỉai thích trình tự của các quá trình magma và sự thành tạo các đá magma Địa chất lịch sử có liên hệ chặt chẽ với các môn học như cổ sinh vật học, thạchhọc, trầm tích học, địa tầng học, kiến tạo học và các môn học khác của khoa họcđịa chất

Lưu ý là, trong một số nước có sự chưa thống nhất giữa các từ cấu tạo vàkiến trúc ! nên vẫn có cách dùng khác nhau theo mỗi tác giả Trong môn học nàydùng thuật ngữ theo giáo trình của NGƯT TSKH Lê Như Lai (2001) – giáo trìnhgiảng dạy trong trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội

Nhóm đá trầm tích (aqueous rock) được thành tạo có hình thể chủ yếu là

dạng lớp, tầng, tập, vỉa, thấu kính, được hình thành ở phần trên của vỏ Trái Đất;chủ yếu trong môi trường nước (biển, đại dương và sông, suối) qua quá trình biếnđổi từ vật liệu trầm tích (tích tụ - deposit) thành đá trầm tích

Nhóm đá magma xâm nhập (intrusion rock, igneous rock) được thành tạo ở

trong lòng Trái Đất do sự kết tinh và đông cứng từ một lò dung nham lỏng và nóngcủa dung thể gọi là dung nham magma Tùy theo magma kết tinh và đông cứng ởsâu hay ở nông, gần với mặt đất mà có các sản phẩm là các loại đá magma xâm

nhập sâu, xâm nhập nông và xâm nhập á núi lửa và các đá magma phun trào Các

đá magma phun trào còn gọi là các đá nguồn núi lửa (xem trong giáo trình Địa chấtđại cương)

Các đá magma xâm nhập có hình thể dạng khối hình học khác nhau, có kíchthước lớn, nhỏ rất khác nhau

Tùy theo hàm lượng ( %) oxit silic (SiO2) có trong mỗi loại đá mà các đámagma được phân ra các nhóm: đá axit (hàm lượng SiO2 từ 65-80%), đá trung tính(hàm lượng SiO2 khoảng 60%), đá bazơ hoặc mafit (hàm lượng SiO2 khoảng 50%),

đá siêu bazơ hoặc siêu mafit (hàm lượng SiO2 khoảng < 45%)

Các đá magma phun trào (effusive rock, exstrusive rock) được hình thành

chủ yếu trên bề mặt vỏ Trái Đất do dung nham magma từ lòng đất tuôn lên qua

miệng núi lửa và chảy tràn trên bề mặt Trái Đất, nguội lạnh nhanh, đột ngột, tạonên những lớp phủ tràn của dòng dung nham , hoặc dạng ống nổ thẳng đứng, dạngchất đống của đá vụn kết, v v…Hàm lượng (%) các oxit silic trong đá phun tràocũng có giá trị như trong các đá magma xâm nhập.

Nhóm đá biến chất (metamorphic rock, metamorphosed rock) Các đá được

hình thành do các quá trình nội sinh làm biến đổi đá về kiến trúc, thành phần hóahọc và khoáng vật trong điều kiện khác điều kiện thành tạo ban đầu Các quá trìnhxảy ra trong đới phong hóa và gắn kết, quá trình nóng chảy không coi là biến chất.Các nhân tố biến chất chính là nhiệt độ, ap suất ( thủy tĩnh và định hướng), thànhphần và hoạt tính hóa học của các dung dịch hoặc chất lưu Các điều kiện địa chất(quan hệ không gian và nguồn gốc với chuyển động kiến tạo, hoạt động magma),thành phần khởi đầu của đá có ảnh hưởng quan trọng đến sự biến chất Tác dụngcủa biến chất là phá hủy các khoáng vật ban đầu, dẫn tới sự tái kết tinh bộ phậnhay toàn bộ, tạo nên kiến trúc mới và những khoáng vật mới

Trong không gian, các đá biến chất thường hình thành dạng dải kéo dài (dạngtuyến), hình thành các tập đá có thành phần khoáng vật và chiều dày khác nhau.Nói chung dạng nằm của các đá biến chất phức tạp, đa dạng.nhiều loại đan xen lẫnnhau

Trên bề mặt Trái Đất từ xa xưa, đã có sản phẩm từ vũ trụ cung cấp Đó là Tectit.Đây là loại Thiên thạch có nguồn gốc chưa rõ ràng Đó là những thể màu lục, đôikhi đen, có kích thước nhỏ, dạng thủy tinh, vô định hình, giầu SiO2 (có thể tới88,5%, Al2O3 20,5%, FeO 11,5%, Cao 8,5%; ngoài ra còn có Niken (Ni) và itnước Có giả thuyết cho rằng tectit có nguồn gốc vũ trụ, có giả thuyết lại cho Tectit

có nguồn gốc Trái đất

Trong không gian, quan hệ của ba nhóm đá trên với nhau rất phức tạp

Để tìm hiểu nghiên cứu mối quan hệ trong không gian của ba nhóm đá rất cần thiết phải học môn ĐỊA CHẤT CẤU TẠO và để hiểu sâu sắc ĐỊA CHẤT CẤU TẠO thì tốt nhất là phải biết ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT Các mối quan hệ cơ bản

Giữa các đá biến chất có quan hệ chuyển tiếp (xen kẽ) hoặc phủ bất chỉnh hợphoặc quan hệ kiến tạo hoặc quan hệ chuyển tướng giữa hai loại tướng đá biến chất.

Để tìm hiểu, nghiên cứu đặc điểm các loại đá và mối quan hệ giữa chúngtrong mỗi phần vỏ Trái Đất, các nhà địa chất đã thể hiện chúng trên bản đồ các tỷ

lệ Loại bản đồ như thế có tên là “ Bản đồ địa chất” Để lập nên một bản đồ địachất, người ta sử dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học khác nhau, kết hợpvới nhau để thành lập một loạt các bản đồ địa chất có nội dung ở những mức độkhác nhau

Môn học ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT (Đ.V.B Đ Đ C) chính là môn họcđáp ứng cơ bản các nội dung hướng dẫn công việc kỹ thuật để thành lập bản đồ địachất

Môn học Đ.V.B.Đ.Đ.C yêu cầu phải nắm nội dung cơ bản tất cả các môn học

về địa chất trong đó quan trọng hàng đầu là: địa chất đại cương, địa chất lịch sử, cổsinh địa tầng, thạch học, khoáng vật học, địa chất cấu tạo và tìm kiếm khoáng sản,địa hóa, viễn thám, địa vật lý, tin học ứng dụng, v v…

Mục tiêu của môn học là sinh viên sau khi học xong môn học, nắm được cácnội dung cơ bản để thành lập được BĐĐC của một diện tích nhất định, giải thíchmối quan hệ của các thành tạo địa chất với nhau và sự liên quan của khoáng sảntrong vùng với các thành tạo địa chất đã xác lập; viết báo cáo thuyết minh

Kiến thức của môn học còn là cơ sở trợ giúp để tìm hiểu và thực hành cáccông việc có liên quan đến đất, đá và nước ngầm (nước dưới đất) như Địa chấtthủy văn, Địa chất công trình, Địa mạo, vỏ phong hóa, kiến tạo và địa chất môitrường, v v…

Có thể nói địa chất cấu tạo và bản đồ địa chất được ví như chìa khóa để mở cửa đi vào lòng Trái Đất mỗi khu vực nhất định

TẬP MỘT

CHƯƠNG I NHỮNG KHAI NIỆM CƠ BẢN VÊ VẬT LIỆU

TRẦM TÍCH, ĐÁ TRẦM TÍCH

I 1 Vật liệu trầm tich (sediment)

Các sản phẩm vụn có nguồn gốc do phá hủy từ các loại đá khác nhau, chúnglắng đọng trong môi trường nước tự nhiên (biển và đại dương, sông ngòi, đầm lầy);

do kêt quả của qúa trình hoạt động lý, hóa, sinh nhưng chưa chuyển hóa thành đátrầm tich và nằm ở các vùng lắng đọng sản phẩm hiện đại ( gồm cát, bột, bùn, cuội,sỏi, ) Ngòai các sản phẩm lắng đọng ở dưới nước còn có các sản phẩm do gío,băng, do qúa trình bào mòn xuât hiện trực tiêp trên bề mặt lục địa Căn cứ vào kíchthứơc các hạt vụn mà chia ra các loại tảng, cuội, sỏi, sạn, cát, bột, sét, bùn như sau:

Bảng 1 Phân loại độ hạt theo kích thước hạt vụn

Cát hạt nhỏ hay bột: 0,05 0,1mm cat hạt nhỏ: 0,1 0,25mm cat hạt trung: 0,25 0,5mm cat hạt lớn: 0,5 1,0mm cat hạt thô : 1,0 2,0mm sạn hạt nhỏ 2,0 3,0mm sạn hạt trung 3,0 5,0mm sạn hạt lớn 5,0 10,0mm(Theo phân loại của M.M Vaxilievxki)

Trong môi trương biển có các loại: trâm tich bãi biển; trầm tich biển; trầmtich biển khơi; trầm tich biển nông; trâm tich biển sâu; trầm tich biển thẳm; trầmtich thềm lục địa Ngòai ra có trầm tich châu thổ, trầm tich do gío, trầm tich hồ,trầm tich vũng vịnh

Trong môi trường thung lũng sông có bồi tích (aluvi) là trầm tich do các dòngchảy thường xuyên tạo nên, cỡ hạt, thành phần hạt vụn thay đổi phụ thuộc vào chế

độ thủy văn của sông Phân ra 2 loại bồi tích: bồi tích vùng núi và bồi tích vùngđồng bằng Bồi tích vùng núi gồm vật liệu thô sỏi, cuội,…có thành phần hỗn tạp,

tỷ số các thành phần tạo đá cơ bản không cố định, độ lựa chọn vật liệu kém, phânlớp không rõ ràng

Bồi tích vùng đồng bằng có thành phần khoáng vật đồng nhất hơn, phân lớpxiên thô, phần trên mặt cắt thường được thay thế bằng lớp xiên mịn Về tướng đáchia ra 3 loại bồi tích chính là: bồi tích lòng sông; bồi tích bãi bồi; bồi tích hồmóng ngựa Dưới đây là bảng phân loại các đá vụn theo kích thước bồi tích ( mm )(theo M X Svesovưi)

Bảng 2 Phân loại các đá mảnh vụn

Nhóm đá mảnh vụn thô

Loại I: 1000 mm; có tên là: các tảng rất lớn (thành đá thì gọi là tảng kết)

Loại II: 1000-500 mm; có tên là: các tảng lớn

500- 250 mm : các tảng trung

250- 100 mm : các tảng nhỏ

Loại III: 100-50 mm : cuội sỏi lớn

50 – 25 mm : cuội sỏi trung bình

>0,1:-I.2 Đá trầm tích (aqueous rock)

Các đá trầm tích được hình thành trước hết từ các vật liệu trầm tích vụn rời đa

nguồn gốc Qúa trình địa chất lâu dài và liên tục đã xảy ra do nhiều nguyên nhânkhác nhau tác động vào các nhóm vật liệu trầm tích, kết quả đã biến đổi các vậtliệu trầm tích thành các loại đá trầm tích (tác dụng thành đá – diagenese) và các đátồn tại trong những điều kiện địa lý tự nhiên nhất định, theo những quy luật nhấtđịnh, tham gia vào cấu tạo phần vỏ Trai Đât (Cần nhớ là thuở ban đầu của đá trầmtích chính là các vật liệu trầm tích Chúng lắng đọng cơ học hay hóa học trong môitrường nước; còn do hoạt động của các sinh vật ở trong nước; phần do hoạt độngcủa gío và do tái lắng đọng các sản phẩm nguồn gốc phong hóa lý và hóa học, sinhvật) Vật liệu trầm tích còn có tên là trầm tích bở rời Chúng tồn tại ở bốn dạng cơbản là : a) tàn tích (eluvium, eluvi); b) sườn tích (deluvium, deluvi); c) bồi tích(alluvium, aluvi), d) lũ tích (proluvium, proluvi)

- Tàn tích (kí hiệu là eQ), tiếng Anh là eluvial – kết quả của sự phá hủy,

phong hóa đá gốc tại chỗ Vật liệu có thể sụp lở, rửa lũa chuyển xuống một quãngđường ngắn, thường từ phần đỉnh núi, đỉnh đồi xuống tới sườn, nằm tại sườn (gọi

là sườn tích – deluvial)

- Sườn tích (deluvial, kí hiệu dQ – vật liệu vụn do dòng nước mưa tạm thời đưa từ

trên phần đỉnh núi hoặc đồi xuống nằm tạm ở sườn (là đối tượng tìm kiếm sa khoáng gồm các khoáng vật nặng như vàng, thiếc,…).

- Bồi tích (aluvial, kí hiệu aQ – là bồi tích tức các vật liệu vụn trầm tích trong thung

lũng sông, do các dòng chảy thường xuyên tạo nên Cỡ hạt, thành phần các hạt vụn, … phụ thuộc vào các yếu tố ngoại sinh,….

I 3 Phân loại độ hạt đá trầm tich

- Nhóm đa silicit

Theo mức độ chứa khoáng sản có:

Nhóm các đá trầm tich chứa bauxit (trầm tich)

Nhóm đá trầm tich chứa săt

Nhóm đá trầm tich chứa mangan

Nhóm đá trầm tich chứa photphorit

Nhóm đá trầm tich chứa muối

Các nhóm diệp thạch cháy, than

Những đặc điểm cơ bản mỗi nhóm đá như sau:

I 3 1 Nhóm đá vụn thô

có các loại chủ yếu: cuội kết và dăm kết Đá khối, tảng kết có các mảnh vụn

cỡ 100- > 1000mm; cuội kết có cuội kích thước > 100-10mm; đá sỏi kết có kíchthước sỏi > 10-1 mm

I 3 2 Nhóm đá cát kết

Có nhiều cách phân loại Theo cách phân loại độ hạt của L.B Rukhin chia rabốn nhóm gồm có các nhóm cát kết hạt thô (2-1 mm), hạt lớn (1-0,5 mm), hạt vừa (0,5-0,25 mm), hạt nhỏ (0,25-0,1 mm) Nhiều phân loại đã thống nhất là có 3 loạicát kết chính Đó là cát kết thạch anh, cát kết arkos và cát kết grauvac

Cát kết arkos: gồm thạch anh, mi ca, felspat,mica và xi măng Trong cát kếtarkos lượng felspat 20-80 % Đá này được thành tạo trong vùng khí hậu khô, là sảnphẩm phá hủy của granit và gneis Trong vùng khí hậu ẩm ướt, chỉ gặp vùng địahình phân cắt mạnh và vỏ phong hóa kém phát triển

Đá sét là loại đá dẻo, có khả năng nặn các hình dạng bất kì

Đá sét có khả năng hấp phụ, trao đổi, thay thế ion

Các sét cũng được chia theo đặc điểm khoáng vật chứa sét (chứa kaolinit, sétchứa montmorilonit, sét chứa hydromica, v v…

Các đá trầm tích nguồn gốc hữu cơ và nguồn gốc hóa học được chia theothành phần, chia ra các nhóm đá, bao gồm: các đá allit hay bauxit (oxit nhôm), các

đá chứa sắt, các đá chứa mangan, các đá chứa silic, các đá chứa photphorit, các đácarbonat, các đá chứa muối(sunfat, haloid), diệp thạch cháy (đá phiến cháy)

I 3 5 Nhóm đá carbonat – Phân loại.

Có 3 loại chính: đá vôi, dolomit, mac nơ và các loại đá trung gian như là đácarbonat sét chứa 50-75% carbonat và 25-50% chất không hòa tan (SiO2, R2O3).Mac nơ là nguyên liệu sản xuất xi măng Có loại mac nơ vôi, mac nơ dolomit Tùytheo hàm lượng canxit, cát, dolomit mà có các loại đá như:

Đá vôi thì có 100-95 % canxit, 0-5% dolomit

Nguồn gốc và điều kiện thành tạo dolomit có nhiều giả thuyết khác nhau

I 3 6 Nhóm đá silicit Nguồn gốc sinh vật và sinh hóa học (sinh hóa) và

nguồn gốc hóa học Điều kiện thành tạo khá đa dạng

Ngoài 6 nhóm đá trên còn có các loại đá trầm tích sinh hóa khác Đặc biệt làcác đá phiến cháy và than

I 4 Phân loại môi trường trầm tích và nguồn gốc thành tạo các vật liệu trầm tích

I IV 1 Trầm tích bãi biển

Sự lắng đọng các mẩu vụn (cuội, sỏi, cát) và di tích sinh vật ở ven bờ biển Bềdày nói chung không lớn (1-2 m, vài met) và mang tính phân lớp kiểu bãi biển

I IV 2 Trầm tích biển –

sản phẩm lắng đọng ở đáy biển Có nhiều nguồn gốc sinh thành khác nhau:lục nguyên (từ lục địa đưa ra), sinh vật (các sản phẩm hữu cơ ở biển), núi lửa (núilửa hoạt động dưới nước, trên cạn), muối (lắng đọng từ nước biển bằng con đường

từ hóa học hoặc sinh vật học) Tùy theo thành phần của các sản phẩm sinh thành

mà phân biệt: trầm tích biển lục nguyên, sinh vật, núi lửa, muối

I IV 3 Trầm tích biển khơi – sản phẩm lắng đọng ở vùng biển cách xa bờ và

sâu trong điều kiện rất it sản phẩm lục nguyên Thành phần của trầm tích biển khơi

có các di tích động vật đáy (Tảo silic, trùng tia, trùng lỗ, v v…), các vật liệu núilửa hạt mịn, các khoáng vật tại sinh (sắt – mangan kết hạch, zeolit, monmorilonit),cát bụi vũ trụ

I IV 4 Trầm tích biển nông (độ sâu < 200 m)- trầm tích hạt thô, phân lớp

xiên chéo, có vết sóng, vết bò của sinh vật ở đáy,v v…

I IV 5 Trầm tích biển sâu - ở độ sâu 200 m, ở đây các sản phẩm lắng đọng

rất khác nhau về thành phần cũng như về nguồn gốc sinh thành, phần lớn là hạtmịn (bột, sét, carbonat, các sinh vật, bụi núi lửa,v v…) cũng có khi gặp cát (do sựphân hủy các trùng tia, do các dòng chảy rối đưa lại, do núi lửa cung cấp…)

I IV 6 Trầm tích biển thẳm – trầm tích ở sâu 3-4 km Còn gọi là trầm tích hố

đại dương

I IV 7 Trầm tích châu thổ - thành tạo ở vùng cửa sông có các thành phần cơ

học khác nhau Trong trầm tích cổ thường gặp các lớp than mỏng Trầm tích châuthổ được chia ra ba loại: 1) phần châu thổ trên cạn có các lớp cát phân lớp xiên, cáclớp sét, bột chứa nhiều di tích thực vật 2) phần chuyển tiếp gồm các cát bột kếtgần bờ hạt nhỏ, có sự phân lớp khác nhau: sóng xiên chéo,, phân lớp ngang; 3)phần ngập nước biển, đáy gần như bằng Ở đây có sét, bột, có cả loại hạt thô, phânlớp xiên ở gần bờ; còn xa bờ thì hạt mịn hơn và phân lớp không rõ ràng Các ditích sinh vật chủ yếu là thực vật

I IV 8 Trầm tích hiện đại – các trầm tích đang được thành tạo, chưa kết thúc

giai đoạn tạo đá Thuật ngữ để chỉ các trầm tích Holoxen hoặc phần trên Holoxen

I IV 9 Trầm tích hồ - thành tạo ở đáy hồ và gồm các thành phần cơ học như

cuội, sỏi, cát, sét, các thành phần hóa học cũng như các vật chất hữu cơ Có hai loạitrầm tích hồ là trầm tích hồ nước mặn và trầm tích hồ nước ngọt Trong hồ nướcngọt chủ yếu là set ,phân lớp ngang, có cả bùn thối, mùn, di tích các tảo Khi hồ lanrộng thì ở ven bờ có than bùn lan ra giữa hồ Hồ nước mặn thì sản phẩm chủ yếu là

có nguồn gốc hóa học: mùn thiên nhiên, mirabilit, muối ăn, astrakhanit , v v…

I IV.10 Trầm tích lục nguyên – gồm chủ yếu các sản phẩm của quá trình bào

mòn địa hình trên lục địa (các mẩu vụn của đá, của khoáng vật…) được đưa tớibằng nhiều đường khác nhau (do dòng sông, do gió…) Thành phần cỡ hạt khácnhau phụ thuộc vào nguồn cung cấp vật liệu Trầm tích lục nguyên là thành phầnchủ yếu ở trong các trầm tích của thềm lục địa và sườn lục địa, đặc biệt là ở vùngkhí hậu nóng ấm

I IV 11 Trầm tích thềm lục địa – phức hợp tướng đá trầm tích biển, thành

tạo ở độ sâu nước 150-200 m, it khi 500-600 m hoặc sâu hơn Ở đây trầm tích lụcnguyên chiếm chủ yếu Ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới vì vật liệu lục nguyên từđất liền đưa ra, nên trầm tích carbonat sinh vật phát triển (san hô, vỏ sò ốc) Ởvùng lạnh có trầm tích silic, v v…Trầm tích thềm lục địa thường được thành tạo ởvùng nước động (có sóng và dòng chảy) Di tích sinh vật ở đây giầu và đa dạng

I IV 12 Trầm tích vũng vịnh – thành tạo ở vùng không hoàn toàn tách biệt

với biển nông Đăc điểm là phân lớp rõ và có chu kỳ nhịp theo mùa Ở vũng vịnhnước lợ thường gặp sét, cát, các lớp than, mùn Ở vũng vịnh nước mặn thường pháttriển carbonat (dolomit) và muối (các loại muối, thạch cao, anhydrit)

I.IV 13 Trầm tích do gió – thành tạo do gió vận chuyển các hạt cát, bụi từ nơi

khác đem lại Cát do gió có đặc điểm là cỡ hạt đều nhau, thường vào khoảng 0,15 0,30 mm, nhiều hạt có độ mài tròn tốt Trong cát do gió hiếm gặp các khoáng vậtnặng Trầm tích do gió gặp ở nhiều vùng có điều kiện khí hậu khác nhau, nhưnghay gặp hơn cả là ở vùng khí hậu khô, lạnh Một số hình minh họa kiểu phân lớpxiên trong trầm tích hiện đại và các tầng trầm tích cổ có nguồn gốc khác nhau.Theo A.V Khabakova, 1952

Đặc điểm phân lớp xiên của cát đụn

Hình 1.1: (trái) – phân lớp xiên của cát gió hiện đại (theo Tompxona); (phải) – đụn cát

hệ tầng màu đỏ Carbon hạ lòng chảo Minuxinxki (theo E.Ie.Razumovxki

Hình 1.2 Phân lớp xiên của các dòng chảy theo chu kì (trái) – cát hiện đại ở đụn cát sông trong sa mạc (theo A.B.Khabakova); (phải) – cát kết tầng màu đỏ Permi thượng

vùng Trkalopxki (theo A.B.Khabakova)

Hình 1.3 Tính phân lớp xiên ở sông lớn, (trái) – cát hiện đại sông Vonga (theo V.G.Lopatrina; (phải) – cát kết sông Carbon hạ, chu kì cơ bản thứ hai của tầng than ở

vùng Borovichxki (theo E.P.Bruns)

Hình 1.5- Tính chất xiên chéo của cát kết biển gần bờ, (trái) – cát hiện đại dạng bản bờ biển kalifornia ở Xan – Pidro (theo Tompxon); (phải) – cát kết dạng tấm mỏng ở Đức

(theo Frentsena) Phạm vi của chiều dày trong hình ứng với 1 met.

I 5 Quan sát các đặc điểm nguyên thủy trên bề mặt lớp

Mục đích là tìm hiểu nguồn gốc và điều kiện thế nằm của tầng trầm tích: dấu

in gợn sóng, khe nứt nguyên sinh, dấu in giọt mưa,…

Hình 1.6 – dấu hiệu lăn tăn gợn sóng trên

Hình 1.7 – phân lớp xiên (đặc trưng bề mặt cát kết Docambri (phóng lớn 20 lần) với

trầm tích delta)

Hình 1.8- tiết diện ngang vết gợn sóng Ba hình trên là các dạng khác nhau; dưới là gợn

sóng do gió và gợn sóng do dòng nước Theo V.N Vebera

CHƯƠNG II ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CÁC THỂ ĐỊA CHẤT CỦA

NHÓM ĐÁ TRÂM TÍCH

Lớp – là đơn vị địa tầng trong thang địa tầng địa phương, hoặc địa tầng tự do,phân chia theo những dấu hiệu cổ sinh và thạch học phản ánh một giai đoạn, hoàncảnh trầm tích nhất định của một khu vực hoặc một địa phương nào đó.

II 1.2 Phân lớp – đơn vị nhỏ hơn lớp, phản ánh cấu trúc bên trong của lớp đátrầm tích biểu hiện lần lượt ở sự xuất hiện các nhịp (nhịp ngang, nhịp xiên chéo,nhịp uốn cong) Chiều dày các phân lớp từ không đầy 1 mm đến vài mm

Hầu như trong mỗi tầng đá trầm tích có thể thấy tính phân lớp thể hiện rõ ithay nhiều là do sự không đồng đều của quá trình lắng đọng trầm tích Thường gặpnhất là tính phân lớp nằm ngang và phân lớp dạng thấu kính ở dạng yên tĩnhnguyên thủy, it hay nhiều có ranh giới chung của các tầng song song Cũng gặp cảphân lớp xiên hay lớp vát nhọn, không song song nguyên thủy có độ nghiêng lớn Tính chất phân lớp – một trong những dấu hiệu đặc trưng nhất của đá trầmtích Kết hợp với những đặc điểm thạch học khác, tính chất phân lớp là một trongnhững chỉ số chính của điều kiện tích tụ trầm tích Ý nghĩa tính phân lớp ví như làdấu hiệu tướng đặc biệt lớn để nghiên cứu điều kiện thành tạo các trầm tích cát –sét không có hóa thạch (tầng câm)

Một vài kiểu phân lớp cho phép: 1) khôi phục hướng vận chuyển và tái lắngđọng trầm tích, điều đó rất quan trọng đối với việc xây dựng những bối cảnh cổ địa

lý khác nhau của mỗi phạm vi nghiên cứu; 2) nhận xét một cách tương đối và tuyệtđối tốc độ tích đọng trầm tích; 3) xác định thế nằm bình thường hay thế nằm đảolộn của các vỉa

Nguyên nhân xuất hiện tính phân lớp rất đa dạng Nó có thể do sự giao độngmực bề mặt bồn tích tụ trầm tích, sự thay đổi khí hậu (cổ khí hậu và theo từngmùa), sự thay đổi hướng dòng chảy, hay do sự phát triển không đồng đều của sinhvật hay tính chu kỳ hủy diệt chúng, do thay đổi đường vận chuyển và các đặc điểmchế độ chuyển động của môi trường vận chuyển (nước hay không khí) Tính phân

lớp có thể thể hiện trong các vỉa có mức độ rõ ràng khác nhau Thường nó xuấtphát rất yếu và xuất hiện chỉ rõ ràng ở chỗ vết vỡ tươi hoặc là ở bề mặt mài lángcủa mẫu, hoặc là ngược lại ở bề mặt phong hóa của mẫu.

Trong một số trường hợp tính phân lớp vắng mặt trong đá, cái đó là do điềukiện riêng của tích đọng trầm tích Ví dụ như dăm kết lở tích, hoàng thổ, băng tích,các thành tạo ám tiêu

Sự vắng mặt đặc điểm phân lớp có thể do không chỉ điều kiện ban đầu tíchđọng trầm tích mà còn do các quá trình tiếp theo sau phá hủy nó (do hoạt độngsống của sinh vật hay do các quá trình lý hóa) trong khi biến các trầm tích thànhcác đá hoặc là muộn hơn nữa là ở các quá trình của hoạt động biến chất, khi màtính phân lớp của các đá trầm tích được ngụy trang bằng tính chất phân phiến(bằng thớ chẻ)

Về mức độ, đặc điểm phân lớp trầm tích giao động từ cực mỏng (siêu mỏng)gần như vi lớp (vi lớp trong đá phiến cháy, trong một vài loại bột, sét, đôi khi trongsét vôi, ngọc bích) cho đến tập dày nhiều mét – các phần của tầng (trong các trầmtích mảnh vụn thô dày hay trầm tích chứa vôi) Mối quan hệ giữa phạm vi phân lớpthường được ghi nhận do đặc điểm phân tích cỡ hạt và chiều dày chung của tầng.Theo kích thước (chiều dày) mà phân ra các tầng, lớp như sau:

Tảng hay khối: khi chiều dày hơn 50 cm

Lớp thô: chiều dày 50 – 10 cm

Lớp trung bình: chiều dày 10 – 2 cm

Lớp mỏng: chiều dày: 2 – 0,2 cm

Tờ hay vi lớp – nhỏ hơn: chiều dày 0,2 cm

Trong khi nghiên cứu chi tiết đặc điểm phân lớp, ngoài sự phụ thuộc của nóvào đặc điểm hình dáng, cũng nên phân ra chiều dày nhỏ nhất, trung bình và lớnnhất của các lớp Trong nhiều trường hợp chiều dày các lớp như đã nói ở trên, cóthể là dấu hiệu của tốc độ tương đối tích đọng trầm tích Lớp mỏng nhất trong điềukiện bằng phẳng bền vững có thể chứng tỏ về mức độ tích đọng trầm tích chậmchạp nhất

Trong các đặc điểm hình dáng đa dạng, cần phải phân ra bốn kiểu phân lớp:1) nằm ngang, 2) dạng thấu kính, 3) gợn sóng và 4) xiên chéo (các hình số 2.1, 2.2,2.3, trang…

Đặc điểm phân lớp nằm ngang có thể là dạng dải đơn giản hay đứt đoạn

- Đặc điểm phân lớp ngang trong đa số trường hợp do được thành tạo trong

điều kiện lắng đọng trầm tích yên tĩnh

Đặc điểm nhịp đầy đủ xen kẽ các lớp thành phần khác nhau (lớp dải) có thể

là do sự thay đổi khí hậu theo mùa và trong trường hợp như thế nó có thể được sửdụng để khôi phục tốc độ tuyệt đối lắng đọng trầm tích

- Phân lớp dạng thấu kính có hình dạng đặc trưng và chiều dày đa dạng của

mỗi lớp riêng Phân lớp dạng thấu kính rất thường quan sát trong các đá chứa sét,

do có các thấu kính nhỏ vật liệu cát hay bột Sự thành tạo của bột là do sự mangđến phần vũng nước yên tĩnh theo từng thời của các vật liệu hạt thô nhất, do ảnhhưởng của dòng chảy hay do sóng mà nó được sắp xếp nên các gờ

- Phân lớp gợn sóng được đặc trưng do bề mặt gợn sóng đều đặn Phân lớp

gợn sóng phân bố không lớn thường quan sát trong cát kết hạt nhỏ và bột kết, đượcthành tạo trong bối cảnh biển gần bờ, hồ và suối trong điều kiện có sóng (dạng đốixứng) và dòng chảy (hình dạng không đối xứng)

Các dạng lớn của phân lớp gợn sóng quan sát được trong các trầm tích dogió, đặc biệt trong các mặt cắt, tiết diện ngang với hướng chuyển động của các đụn

và của các đồi cát không đối xứng

- Phân lớp song song ( parallel bedding): lớp có hai bề mặt song song nhau,

bề dày thực ổn định, phản ảnh môi trường trầm tích và kiến tạo ổn định

- Phân lớp xiên (cross bedding); có các loại xiên như: xiên chéo châu thổ, lớp

xiên chéo ở sông; lớp xiên chéo ở biển; lớp xiên chéo do gió

Lớp cũng còn sử dụng trong thang địa tầng địa phương hoặc địa tầng tự dophân chia theo những dấu hiệu cổ sinh và thạch học phản ánh một giai đoạn, hoàncảnh trầm tích nhất định của một khu hoặc địa phương nào đó

Lớp có bề dày nhất định Có những phân loại khác nhau về bề dày lớp Theo

L N Botvinkinna, 1962 giới thiệu về tính phân lớp của một số các tác giả như sau:(đơn vị là cm)

+ Theo E.P.Bruns( 1954): > 50: rất dày; 10-50: phân lớp dày; 2-10: phân lớp

+ Theo N.B.Vassoevit (1951); >500: lớp rất dày; 100-400: ?…; 50-90: dày;

10-40: trung bình; 5-9: khá mỏng; 1-4: mỏng; 0,5-0,9: phiến mỏng; 0,1-0,4 : phiếnrất mỏng

+ Theo Từ điển Địa chất Liên Xô (1950) dùng thì dày vài dm: phân lớp rất

dày; vài cm: phân lớp trung bình, vài mm phân lớp rất mỏng; vài phần của mm: viphân lớp

Theo tài liệu trong “ Thông tin của Đại học Địa chất Trung Quốc” nói về Lớpnhư sau

Lớp là đơn vị chính thức nhỏ nhất trong phổ hệ các đơn vị thạch địa tầng.

Nó có thể hoặc là một lớp đơn vị mà về thạch học có thể phân biệt với các lớp khác nằm trên và nằm dưới, hoặc gồm có vài lớp kề nhau có thạch học tương tự và

có thể chuyển từ một tập hoặc hệ tầng sang tập hoặc hệ tầng khác.Các lớp đánh dấu, đặc biệt hữu ích cho việc đối sánh và đo vẽ khu vực Thí dụ như các lớp sự kiện (event beds) và các lớp dồn nén ( condensed beds ), được đặt các tên riêng và được xem như các đơn vị thạch địa tầng chính thức Các lớp đánh dấu khác, thí dụ như các lớp xen có thạch học đặc biệt hoặc thuần nhất ( các lớp than, các lớp sắt,

đá vôi, tuf, cát kết ), các lưỡi và thấu kính đá các loại, các ám tiêu, các sườn châu thổ cổ, các lớp giầu hữu cơ, các lớp quặng và các thể thạch học khác được xem là các đơn vị không chính thức này trong đo vẽ là được phép để đạt được nhiều thông tin địa chất hơn và đem lại sự phân tích tổng hợp Đó là lí do tại sao chúng ta tăng cường áp dụng các đơn vị địa tầng không chính thức trong đo vẽ khu vực.

Các hình thể hiện tính chất phân lớp của trầm tích

Hình 2.1: phân lớp ngang dạng dải đơn giản

Hình 2.2: phân lớp nằm ngang gián đoạn

Hình 2.3: phân dải

Hình 2.4 phân lớp dạng thấu kính

Hinh 2.5 Phân lớp nằm ngang (lớp mỏng đến trung bình trong đá vôi sét Hệ tầng Nà Quản, mặt cắt Nà Quản – Bằng Ca, Cao Bằng) (ảnh trong ĐC &KSVN, 2009)

Hinh 2.6 Flysh, turbidit lẫn với lớp xiên chéo trong hệ tầng Cô Tô (O 3 S 2) ở đảo Cô Tô,

Quảng Ninh

(chụp lại ảnh của Nguyễn Linh Ngọc trong ĐC &TN VN,2010)

Hình 2 1 Cát kết phân lớp xiên xen đá phiến cát-bột kết tuổi Devon, Đồ Sơn , Hải

Phòng (ảnh trong ĐC&TNVN,2010)

Hình 2 8 Trầm tích lục địa vụn thô phân lớp chéo trong hệ tầng Phú Quốc Creta hạ

(ảnh Nguyễn Xuân Bao trong ĐC &TNVN, 2010)

met.Trong đo vẽ bản đồ địa chất, người ta thường phân chia chi tiết một hệ tầng racác tập đá có thành phần thạch học tương đối khác nhau, theo chiều từ dưới lêntrên theo cấu tạo địa chất, cùng tuổi nhưng chỉ khác là tập thấp nhất thì thêm số

“1” Ví dụ T3n-rsb 1 ( Điệp Suối Bàng Trias thượng, bậc nori-reti, tập 1) Trong đối

sánh địa tầng cũng thường sử dụng cách chia các tập đá trong mỗi một phân vị để

dễ dàng đối sánh, liên hệ Đặc biệt trong vẽ bản đồ địa chất (nhất là thành lập mặtcắt chi tiếtđịa tầng) lại càng cần dùng cách phân chia tập để rồi đồng danh chúngvới nhau dựa vào đặc điểm cấu trúc

II 3 Tầng địa tầng trầm tích (floor)

Đây là đơn vị phụ trợ có ý nghĩa khu vực với nội dung là hợp nhất theo chiềungang của một vài hệ lớp cùng tuổi (hoặc những phần của chúng) hay những trầmtích khác nhau về tướng tương ứng về cấp với điệp hay đới thuộc thang quốc tế.Các trầm tích thuộc một tầng ứng với một giai đoạn phát triển địa chất nhất địnhcủa khu vực Tầng được phân chia dựa vào các đặc điểm cổ sinh học, tướng trầmtích,cổ khí hậu và các đặc điểm khác Cũng có trường hợp sử dụng thuật ngữ tầng

để chỉ một tập hợp những lớp đá khác nhau về thành phần chi tiết nhưng cùngnguồn gốc Ví dụ tầng đá trầm tích; tầng đá phun trào

(Tầng địa tầng trầm tích còn được hiểu là những sản phẩm lắng đọng không dàylắm – đến vài chục mét được đặc trưng bằng các trầm tích và có khi bằng cả di tíchsinh vật, khác biệt với các tầng trên và dưới chúng, chiếm một vị trí địa tầng nhấtđịnh trong lát cắt, thường biểu thị một phần của điệp hoặc phụ bậc, có khi cả mộtbậc Về không gian chúng thường phân bố theo chiều dài hàng mấy trăm cây số)

II 3.1 Tầng thạch học: được hình thành trong khoảng thời gian nhất định và

liên tục và có thành phần tương đối đồng nhất Ví dụ tầng cuội kết, tầng cát kết,tầng sét kết, tấng đá vôi…Trong một mặt cắt địa chất liên tục bao gồm các tầngtheo thứ tự như trên thì kiểu mặt cắt như thế có gọi là mặt cắt biển tiến (kiểu a).Nếu thứ tự ngược lại thì gọi là mặt cắt biển thoái (kiểu b )

II.3 2 Tầng địa tầng là những tầng có thành phần vật chất không đồng nhất

nhưng lại được thành tạo trong cùng một thời gian nhất định, tức là cùng tuổi trầmtích (đẳng thời) Trong một phân vị địa tầng (cùng tuổi), có nơi gặp cuội kết, cátkết; có nơi là bột kết, sét kết Nhưng sắp xếp lại thì chúng có cùng tuổi Hiện tượngtrầm tích như thế đã được N.A Golopkinxki (1869) chú ý tới

II 3 3 Tầng chuẩn: một mặt cắt địa chất điển hình, có mức độ phân bố liên tục

một tập hợp các lớp đặc trưng, có chứa các hóa thạch điển hình bảo tồn tốt, xácđịnh tuổi chắc chắn với thế nằm và quan hệ địa chất rõ ràng, có ranh giới dưới vàtrên rõ ràng, ổn định…

Ngoài ra còn có tầng chứa quặng, tầng đánh dấu

II 4 Hệ tầng (formation)

Trong địa tầng học, thuật ngữ sử dụng tự do, để chỉ một tập hợp các lớp hoặcmột lớp dày hoặc mỏng của đá trầm tích hoặc của đá núi lửa trong mô tả Hệ tầngcũng là một đơn vị địa tầng mà khối lượng, ranh giới tuổi và vị trí trong mặt cắt địachất của nó còn chưa được xác định

Một tập hợp thành tạo trầm tích, phun trào hoặc biến chất được đặc trưng bởitính đồng nhất hoặc tính xen kẽ của đất đá tạo nên Hệ tầng có thể có khối lượng vàchiều dày khác nhau và ranh giới của hệ tầng không nhất thiết phải trùng với cácphân vị cơ bản của thang địa tầng quốc tế cũng như các phân vị địa tầng khu vực.Khi nghiên cứu địa tầng, còn sử dụng các thuật ngữ Điệp, Phụ điệp, Loat,Seri

Tham khảo bài “Về công tác xác lập và mô tả các phân vị địa tầng ở Việt

Nam”, tác giả là GSTS Tống Duy Thanh đã nhấn mạnh về các phân vị thạch địa

tầng; về việc đặt tên các phân vị địa tầng,v v…,sinh viên tự tìm hiểu.

II 5 Điệp

Đơn vị cơ bản của thang địa tầng địa phương, được phân chia dựa vào các dấuhiệu trầm tích tướng đá Đó là một tập hợp trầm tích được thành tạo ở một vùng,trong hoàn cảnh địa lý tự nhiên nhất định và chiếm một vị trí nhất định Ranh giớicủa điệp thường không khớp với ranh giới của các đơn vị trong thang địa tầng quốc

tế Thông thường khối lượng một điệp đày đủ ứng với phần lớn của bậc hoặc cảbậc hoặc gồm vài bậc (dưới điệp có các phụ điệp) Có khi kèm theo tên địa phươngvới “ điệp” Ví dụ Điệp Hòn Gai, Điệp Suối Bàng, cùng tuổi T3n-r (Tuổi Triasmuộn, bậc nori – bậc reti )

II 6 Loạt, dãy (Series)

Đơn vị lớn nhất trong các phân vị địa tầng địa phương Loạt bao gồm một hệtầng dày và phức tạp, về thành phần gồm những thành tạo nguồn gốc trầm tích, núilửa hay biến chất (hoặc một tổ hợp các đá đó) Loạt thường ứng với một chu kỳ rất

lớn trầm tích, hoạt động núi lửa hay kiến tạo đơn nhất Giưã loạt thường có nhữngbiểu hiện không chỉnh hợp góc và không chỉnh hợp địa tầng lớn và trong các loạtthường xuất hiện các hoạt động magma xâm nhập Loạt thường phân bố trên nhữngkhu rộng lớn, có một cấu tạo địa chất it nhiều đồng nhất Ngoài ra các phần riêngbiệt của các loạt có thể khac biệt nhau do những nguyên nhân địa lý gây nên Loạtđược phân thành nhiều điệp và có một tên gọi theo tên địa lý Trong trường hợpcần thiết, một vài loạt khác tuổi và giáp kề nhau (liên tục theo thời gian) có thểđược gộp lại với nhau Một tập hợp các loạt như vậy thường lập thành một phức hệ

và chúng được mang tên địa lý riêng Thông thường loạt gần tương ứng về khốilượng với một thống của thang quốc tế, song cũng có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơnthống Trong việc liên hệ với thang quốc tế, loạt có thể xếp vào một thống hay một

hệ

Ở Việt Nam hiện nay, kết quả nghiên cứu địa tầng đã đạt được ngày càngnhiều nội dung mới Tuy nhiên vẫn sử dụng thang địa tầng địa phương là chủ yếu :

Phức hệ để mô tả các thành tạo của đá biến chất; hệ tầng (sử dụng rộng rãi) để mô

tả các thành tạo địa chất còn lại, có tuổi từ Neoproterozoi đến Đệ tứ Nhiều trường

hợp còn sử dụng Loạt Trong loạt có các hệ tầng có quan hệ chuyển tiếp lên nhau Thuộc cấp bao quát hơn, các nhà nghiên cứu địa tầng hiện đang dùng thang Liên

dãy và Bể Ví dụ trong Liên dãy Permi thượng – Jura trung có Bể Quảng Ninh, Bể

An Châu, Bể Sông Hiến, v v…

Theo nguồn từ “ Thông tin của Đại học Địa chất Trung Quốc” thì Loạt

(Group) là đơn vị thạch địa tầng chính thức bậc cao gồm một tập hợp hai hoặc nhiều hơn hệ tầng liên kế nhau có chung các đặc trưng thạch học đáng kể Nó phải

là sản phẩm của tầm nghiên cứu cao và là nhu cầu cho đo vẽ tỷ lệ nhỏ và các nghiên cứu bao quát Do đó, chúng tôi ủng hộ việc gộp các hệ tầng vào các loạt nếu các điều kiện cho phép Hệ tầng nào có các đặc trưng về thạch học khác với các đặc trưng thạch học của các loạt liền kề nằm trên và nằm dưới thì không thể được ghép vào loạt liên kế của nó, mà phải tồn tại độc lập trong cột địa tầng Không cho phép có các gián đoạn lớn hoặc bất chỉnh hợp lớn có mặt trong phạm vi một loạt.

CHƯƠNG III CÁC YẾU TỐ CẤU TẠO CỦA LỚP ĐÁ TRẦM TÍCH - CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ THẾ NẰM

III 1 Yếu tố thế nằm của lớp

III.1.1 – Thế nằm ngang (lớp nằm ngang): lớp đá trầm tích có mặt lớp trùng

với mặt phẳng nằm ngang; có góc dốc của lớp bằng 00; trường hợp nếp uốn đổ,nằm ngang thì mặt trục nếp uốn nằm ngang trùng với mặt phẳng nằm ngang

Giai thích cho rõ: thông thường, theo quy luật trong bồn hay bể trầm tích (trong

môi trường trầm tích), chính xác hơn là trong trạng thái yên tĩnh thì các vật liệutich tụ theo quy luật của trọng lực, luôn luôn tạo thành các lớp ban đầu nằm ngang

III 1 2 – Thế nằm nghiêng: có đủ các yếu tố thế nằm, gồm:

- a Đường phương (strike) là phương vị kéo dài của lớp, của vỉa; là giaotuyến của mặt lớp với mặt phẳng nằm ngang Góc của phương vị đường phương làgóc tạo bởi phương bắc của địa bàn với đầu bắc kim nam châm địa bàn khi xoayđịa bàn theo chiều kim đồng hồ

- b Góc hướng dốc (trend of dip line), là giao tuyến của mặt lớp với mặtphẳng thẳng đứng và vuông góc với đường phương của lớp và có hình chiếu củagiao tuyến lên mặt phẳng ngang, có hướng đầu bắc của bàn chia độ địa bàn về phíadốc xuống của mặt lớp Trong tự nhiên thường gặp các lớp đá trầm tích có thế nằmnghiêng

- c Góc dốc (dip angle): là góc nghiêng của lớp; hợp bởi mặt lớp và mặtphẳng ngang; khi mặt lớp thẳng đứng thì góc nghiêng bằng 900

Giải thích chi tiết: lớp đá do chịu một lực tác dụng thì biến dạng Phụ thuộc

vào phương tác dụng của lực mà lớp bị biến dạng và tạo nên hình dáng lớp có thếnằm khác nhau trong không gian; trong đó có thế nằm nghiêng

III 1 3 - Trường hợp lớp có thế nằm đảo lộn (vị trí trụ và mái (hay còn gọi là

đáy và nóc) thay đổi nhau

Hình 3.1 Cấu tạo phân lớp nằm ngang hai bên sông Colorado (

Sưu tầm hình “Sunrise on Grand Canyon and the Colorado River”,(Photograp by Đarryl Benson, trong Environmental Geology, 1996) Edward A.Keller

Hình 3 2 Các lớp đá vôi nằm nghiêng liên tiếp Hệ tầng Mia Lé

(photo Nguyễn Công Thuận, 2009)

Hình 3 3 Lớp có thế nằm đảo lộn ( trong trường hợp này cánh A : thế nằm bình thường;

cánh B có thế nằm đảo lộn)

Ví dụ vỉa apatit ở mỏ Apatit Lào cai (ảnh trong Giáo trình Địa chất cấu tạo,

Lê Như Lai,2001)

III.1 4 Biển tiến – mặt cắt biển tiến -biển lấn vào lục địa; kéo theo sự bào

mòn và tạo ra gián đoạn và trái khớp có góc Biển tiến thường do lục địa bị hạthấp, hoặc do nước biển dâng lên Biển tiến có xen biển lùi nhưng các pha biển tiếnchiếm ưu thế

- Mặt cắt trầm tích thành tạo trong thời kỳ biển tiến thay đổi: ở dưới là tướng

đá biển nông, lên trên có tướng đá biển sâu hơn

Hình 3 4 Biển tiến và mặt cắt biển tiến (trầm tích hạt thô nằm dưới)

III 1 5 – Biển thoái hay còn gọi là biển lùi (Regressive) và mặt cắt trầm tích biển lùi (regressive sediments): chỉ hiện tượng ngày càng xa đất liền do lục địa

nâng lên hoặc do nước ở đại dương giảm đi (như thời kỳ đóng băng)

Mặt cắt địa chất ở khu vực biển lùi thấy có sự thay đổi tướng đá từ dưới lêntrên theo hướng vật liệu được thành tạo ở biển sâu được thay thế dần bằng nhữngvật liệu thành tạo ở biển nông ; ví dụ sét được thay thế bằng cát và sau cùng làcuội Biển lùi thông thường xuất hiện trong bối cảnh có một loạt những quá trìnhbiển tiến và biển lùi xen kẽ nhau nhưng hiện tượng biển lùi chiếm ưu thế

Hình 3.5 Mặt cắt biển thoái (trầm tích hạt mịn nằm dưới)

Hình 3 6 Ví dụ về khoáng thể photphorit (dạng thấu kính) vùng Volga theo A.V Kasakov, 1939 Phần gạch chéo là thân khoáng Thân khoáng được coi là tầng thạch

học; 1,2,3,4 là các tầng địa tầng

III 2 Các thông số (các số đo) của các yếu tố thế nằm một lớp đá trầm tich

III 2 1 Phương vị đường phương: OA

Ướng kéo dài của lớp, có giá trị được xác định bằng kim địa bàn địa chất,thay đổi từ 0-3600 Phương vị đường phương là góc hợp bởi cạnh nối theo trục bắc

đến nam của vòng chia độ địa bàn, đi qua tâm vòng chia độ với chính cạnh đó khixoay theo chiều kim đồng hồ một giá trị nhất định mà giá trị đó trùng với phươngkéo dài của lớp (H.3 7)

Hình 3 7 Hình ảnh nếp uốn lồi có phương vị đường phương OA( từ phía trước ra phía sau ảnh); các sọc dải mỏng thể hiện mặt lớp bị uốn cong lõm; OB: phương vị hướng dốc ( hướng cắm)hướng về phải; α: góc dốc mặt lớp Đây là nếp uốn nghiêng nhẹ về phải

(Ảnh trong “Environmental Geology” Seventh Edition Edward A Keller)

III 2 2 Phương vị hướng dốc: là trị số đọc được ở đầu bắc kim địa bàn chỉ

vào số nào đó trên vòng chia độ; được biểu diễn bằng vec tơ nằm ngang, có chiềutheo ký hiệu mũi tên hướng về phía mặt lớp dốc xuống (vec tơ phải vuông góc vớiphương vị đường phương)

III 2 3 – Góc dốc: góc hợp bởi mặt phẳng lớp với mặt phẳng nằm ngang; giá

trị thay đổi từ 0 đến 900

Gía trị của phương vị đường phương thay đổi từ 0 đến 360 độ

Gía trị của phương vị hướng dốc thay đổi từ 0 đến 360 độ

Giá trị của góc dốc thay đổi từ 0 đến 90 độ

III 3 – Sử dụng địa bàn địa chất để xác định các yếu tố thế nằm của lớp

đá trầm tích

III 3 1 Xác định đường phương Để hướng bắc của bàn chia độ hướng về

phía trước( trong vị trí nằm ngang) sao cho hướng bắc – nam của bàn chia độ trùng

(song song) với chiều dài của lớp đá hay vỉa quặng Chú ý đọc số đo mà đầu kimbắc địa bàn chỉ trên bàn chia độ (a)

III 3 2 Xác định phương vị hướng dốc Đặt địa bàn nằm ngang sao cho trục

bắc nam của bàn chia độ vuông góc với đường phương của lớp Khi đó đầu bắckim nam châm chỉ vào số nào thì đó là giá trị của phương vị hướng dốc (b)

III 3 3 Xác định góc dốc Lưu ý ! trong địa bàn có bàn chia độ nhỏ, có chữ

số từ 1 đến 90; hoặc từ 1 đến 60 Hãy để bề mặt địa bàn nằm nghiêng vuông gócvới mặt lớp và vuông góc với đường phương lớp; sao cho kim đo góc dốc giaodộng tự do Kim chỉ góc dốc sẽ đứng yên sau ít giây và chỉ vào chữ số trên bànchia độ nhỏ Đó là gía trị góc dốc của lớp (c)

Ngoài cách dùng địa bàn đo trực tiếp các yếu tố thế nằm của lớp tại thực địa,còn sử dụng các phương pháp gián tiếp khác để xác định yếu tố thế nằm của lớp đátrầm tích hay vỉa quặng như phương pháp tam giác vỉa, phương pháp cự ly chiếu,dựa vào tài liệu khoan Những nội dung này Sinh viên học, thực hành tại lớp docàn bộ giảng dạy hướng dẫn

CHƯƠNG IV CAC LOẠI RANH GIỚI ĐỊA CHẤT TRONG NHÓM

ĐÁ TRẦM TÍCH

Trong nhóm đá trầm tích có 3 loại ranh giới địa chất cơ bản:

1 – Ranh giới chuyển tiếp (ranh giới chỉnh hợp)

2 - Ranh giới bất chỉnh hợp

3 – Ranh giơi kiến tạo (quan hệ kiến tạo đứt gãy)

Việc nhận biết các ranh giới địa chất ở ngoài thực địa đòi hỏi người địa chấtphải khảo sát chi tiết

IV 1 Ranh giới chuyển tiếp còn gọi là ranh giới chỉnh hợp (conformity)

Thông thường, trong một phân vị địa tầng (trong cột địa tầng hay trong bản

đồ địa chất) có các lớp đá chuyển tiếp lên nhau: lớp 1 chuyển lên lớp 2, lớp 2chuyển lên lớp 3, v v… Đường vẽ phân chia giữa hai lớp đá liền kề gọi là ranhgiới Đường đó là ranh giới chuyển tiếp Tương tự như vậy đối với các lớp, các tậpcũng có quan hệ chuyển tiếp lên nhau; các tầng, các hệ tầng cũng có quan hệchuyển tiếp lên nhau Ranh giới chuyển tiếp thể hiện mối quan hệ địa tầng (quan

hệ địa chất) bình thường của các lớp, các tầng địa tầng theo đúng trật tự sắp xếpcủa quá trình hình thành từ nguyên thủy đến khi thành đá Quan hệ này có tên làchỉnh hợp và hai lớp đá trên và dưới có cùng kiểu thế nằm như nhau Đó là thếnằm chỉnh hợp (conformity): lớp trên nằm chỉnh hợp lên trên lớp dưới (chuyển tiếpliên tục về địa tầng)

Hình 4 1 Quan hệ chuyển tiếp giữa các lớp đá vôi giầu di tích hóa đá từ dưới lên trên trong mặt cắt Devon thượng (D 3 ); chuyển tiếp giữa hai bậc Frasni (Fr)lên Famen (Fm) ở

xóm Nha, huyện Minh Hóa, tỉnh Quảng Bình

( ảnh trong ĐC&TNVN,2010)Lưu ý là giữa hai lớp đá cùng hay khác thành phần thạch học cũng có thể córanh giớí chuyển tiếp Ví dụ lớp cát kết 1 chuyển tiếp lên lớp cát kết 2; hoặcchuyển tiếp từ lớp cuội kết lên lớp cát kết, từ lớp cát kết lên lớp bột kết, v v…Chuyển tiếp từ tầng hạt thô lên tầng hạt mịn Cũng có khi dùng cụm từ chuyển tiếptheo thế nằm

IV 2 Bất chỉnh hợp và ranh giới bất chỉnh hợp (unconformity)

Thuật ngữ bất chỉnh hợp hay không chỉnh hợp để chỉ:

a : sự gián đoạn hoặc thiếu vắng trong tiến trình địa chất một phân vị địa tầng

bị một phân vị khác không phải là phân vị kế tiếp trong trình tự địa chất ban đầuphủ lên Sự gián đoạn đó thường liên quan với quá trình nâng lên, bào mòn

b : sự liên quan về cấu trúc ở tiếp xúc của các lớp đá trầm tích trẻ không nhấtthiết nằm không khớp về đường phương hoặc hướng dốc với trầm tích cổ hơn nằmdưới

c : dựa trên bề mặt của không chỉnh hợp, các kiểu không chỉnh hợp chungnhất được thừa nhận ở Hoa Kỳ là: không chỉnh hợp (nonconformity); không chỉnhhợp góc (angular unconformity); giả chỉnh hợp (disconformity); á chỉnh hợp(paraconformity) Ở Anh, đặc tính quan trọng của không chỉnh hợp được thừa nhận

là không chỉnh hợp góc cấu trúc hơn là khoảng trống về thời gian và cũng khôngthừa nhận về giả chỉnh hợp và á chỉnh hợp

Về hình thái, không chỉnh hợp là một cấu trúc có hai phần Phần dưới gồmcác đá thành tạo ở giai đoạn trước Sau quá trình thành tạo chúng bị nâng lên, bàomòn, tạo ra một bề mặt không bằng phẳng Chính bề mặt này lại bị nhận chìmxuống trong môi trường biển để cho các vật liệu ở giai đoạn sau phủ lấp và rồithành tạo nên một lớp, một tầng địa tầng mới Bề mặt này là bề mặt bất chỉnh hợp.Ranh giới phân chia hai thành tạo địa tầng dưới và trên vạch đi qua giữa hai thànhtạo được gọi là ranh giới bất chỉnh hợp Đồng thời cũng có thế nằm bất chỉnh hợpcủa các lớp ở trên lên trên các lớp ở dưới Qua hình thái về mối quan hệ bất chỉnhhợp cho thấy vùng đó đã xảy ra hai quá trình địa chất luân phiên nhau Đó là quátrình biển lùi (regressive) để tạo bề mặt gồ ghề - bề mặt bất chỉnh hợp và quá trìnhbiển tiến (trensgressive) để thành tạo các lớp địa tầng mới

Theo GS Tống Duy Thanh trong nghiên cứu địa tầng nói chung và đo vẽ bản

đồ địa chất nói riêng đã sử dụng các phân vị giới hạn bất chỉnh hợp (Unconformity– Bounded Unit) Đó là các thể địa tầng được giới hạn trên và dưới bằng các bấtchỉnh hợp Chúng thường được cấu thành từ bất kỳ các loại đá khác nhau nào (trầmtích, magma, biến chất, hoặc tổ hợp bất kỳ của vài loại đá vừa nêu) Phân vị bấtchỉnh hợp giới hạn có thể đo vẽ được vì nó phân biệt rõ ràng với các phân vị nằmtrên và nằm dưới bằng các ranh giới địa tầng bất chỉnh hợp…

Thạch địa tầng, sinh địa tầng, thời địa tầng vẫn là những hình loại phân vịđược thường dùng nhất trong công tác địa tầng, nhưng ở một số vùng để phục vụmột số mục đích nhất định thì loại phân vị giới hạn bất chỉnh hợp có giá trị lớn và

có thể coi là những phân vị “tự nhiên” mà nhà địa tầng có thể sử dụng cho việcphân tích địa tầng và luận giải minh bạch lịch sử địa chất

Ở miền Nam Việt Nam, các thành tạo địa chất trẻ (trầm tích tuổi Đệ tứ, bazan Kainozoi) nằm phủ không chỉnh hợp lên các thành tạo địa chất tuổi cổ phân bố

ở nhiều nơi Đó là mối quan hệ rất thường gặp

Đối với các thành tạo tuổi cổ với nhau, việc phát hiện quan hệ bất chỉnh hợpđịa tầng là không dễ dàng Để có độ tin cậy hơn cả là phải gặp được tầng hay lớp