Giáo trình Địa chất cơ sở (Nghề: Khoan khai thác dầu khí - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

Trang 1

GIÁO TRÌNH

MƠN HỌC: ĐỊA CHẤT CƠ SỞ

NGHỀ: KHOAN KHAI THÁC DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP

(Ban hành kèm theo Quyết định số: 193/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)

Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020

Trang 3

Trang 2

sách, giáo trình của cùng mơn học cũng như các môn liên quan khác dành cho các hệ đào tạo đại học, cao đẳng, đào tạo nghề và trung học chuyên nghiệp trong nước Các kiến thức trong tồn bộ giáo trình có mối liên hệ lơgic chặt chẽ Tuy vậy, giáo trình cũng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo cho nên người dạy, người học cần tham khảo thêm các giáo trình có liên quan đối với ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu quả hơn

Giáo trình “Địa chất cơ sở” là tài liệu bắt buộc đối với học viên nghề Khoan

Khai Thác dầu khí và nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí hệ Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề Khi biên soạn giáo trình, chúng tơi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới liên quan đến môn học, phù hợp với đối tượng sử dụng và yêu cầu đào tạo của nhà Trường cũng như cố gắng sử dụng thật nhiều hình ảnh minh họa để người học dễ dàng tiếp thu

Nội dung của giáo trình được biên soạn với thời lượng 45 giờ, gồm 4 chương: Chương 1: Đại cương

Chương 2: Những vấn đề khái quát về trái đất Chương 3: Tác dụng địa chất ngoại lực Chương 4: Tác dụng địa chất nội lực

Tài liệu này chỉ lưu hành trong nội bộ nhà Trường Trong q trình biên soạn sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được người sử dụng và các đồng nghiệp đóng góp nhằm làm cho giáo trình ngày một hoàn thiện hơn

Trân trọng cảm ơn./

Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2020

Tham gia biên soạn

1 Chủ biên: Ths Phạm Thị Nụ 2 Ks Lý Tòng Bá

Trang 4

1.1.1 Đối tượng nghiên cứu của địa chất học 14

1.1.2 Nhiệm vụ của địa chất học 15

1.1.3 Mối quan hệ của địa chất học với các ngành khoa học khác 15

1.1.4 Ý nghĩa của nghiên cứu địa chất đối với cuộc sống con người 15

1.1.5 Xu thế phát triển của địa chất học 16

1.2 CÁC NGÀNH VÀ MÔN HỌC ĐỊA CHẤT 16

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỊA CHẤT HỌC 17

1.3.1 Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa 17

1.3.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng 19

1.3.3 Phương pháp hiện tại luận 21

CHƯƠNG 2: NHỮNG VẤN ĐỀ KHÁI QUÁT VỀ TRÁI ĐẤT 23

2.1 NGUỒN GỐC TRÁI ĐẤT 24

2.2 CẤU TRÚC VÀ CÁC THÀNH PHẦN CỦA TRÁI ĐẤT – CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA TRÁI ĐẤT 25

2.2.1 Hình dạng, kích thước, hình thái bề mặt của trái đất 25

2.2.2 Các quyển ngoài trái đất 28

2.2.3 Cấu tạo bên trong và đặc điểm vật chất tạo thành vỏ trái đất 29

2.2.4 Các tính chất vật lý của vỏ trái đất 32

2.2.5 Đá và chu trình thạch học 33

2.3 TUỔI THÀNH TẠO ĐỊA CHẤT 35

2.3.1 Tuổi của các thành tạo địa chất 35

2.3.2 Các phương pháp xác định tuổi tương đối của đá 35

2.3.3 Các phương pháp xác định tuổi tuyệt đối của đá 36

CHƯƠNG 3: TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT NGOẠI LỰC 37

3.1 TÁC DỤNG PHONG HÓA 38

3.1.1 Khái niệm chung về tác dụng phong hóa 38

3.1.2 Phong hóa lý học 39

3.1.3 Phong hóa hóa học 40

3.1.4 Tính giai đoạn và tính phân đới trong q trình phong hóa 41

3.1.5 Vỏ phong hóa 42

Trang 5

Trang 4

3.2.4 Tác dụng trầm tích của gió 44

3.3 TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA DÒNG CHẢY TRÊN MẶT 45

3.3.1 Khái niệm chung về dòng chảy trên mặt 45

3.3.2 Tác dụng xâm thực của dòng nước chảy trên mặt 46

3.3.3 Tác dụng vận chuyển của dòng nước chảy trên mặt 50

3.3.4 Tác dụng trầm tích của dịng nước chảy trên mặt 52

3.4 TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA NƯỚC DƯỚI ĐẤT 53

3.4.1 Khái niệm chung về nước dưới đất (ground water) 54

3.4.2 Tác dụng địa chất của nước dưới đất 57

3.4.3 Tác dụng vận chuyển của nước dưới đất: 60

3.4.4 Tác dụng trầm tích của nước dưới đất: 60

3.5 TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA BIỂN VÀ ĐẠI DƯƠNG 62

3.5.1 Khái niệm chung về biển và đại dương 62

3.5.2 Các quá trình phá hủy của biển và đại dương 69

3.6 TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA HỒ VÀ ĐẦM LẦY 73

3.6.1 Tác dụng địa chất của hồ 73

3.6.2 Tác dụng địa chất của đầm lầy 74

CHƯƠNG 4: TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT NỘI LỰC 76

4.1 CÁC CHUYỂN ĐỘNG KIẾN TẠO VÀ SỰ BIẾN DẠNG CỦA VỎ TRÁI ĐẤT 77

4.1.1 Khái niệm về các chuyển động kiến tạo 77

4.1.2 Vận động dao động (thăng trầm) 78

4.1.3 Vận động uốn nếp 78

4.1.4 Vận động đứt gãy 80

4.1.5 Động đất 83

4.2 HOẠT ĐỘNG MAGMA 85

4.2.1 Khái niệm về magma 85

4.2.2 Hoạt động magma phun trào – hoạt động núi lửa 85

4.2.3 Hoạt động magma xâm nhập 86

4.3 TÁC DỤNG BIẾN CHẤT 87

Trang 7

Trang 6

Hình 2 2 Mặt cắt bao quát của đáy đại dương 27

Hình 2 3 Sơ đồ cấu tạo Trái đất 30

Hình 2 4 Cấu tạo bên trong của Trái đất 32

Hình 2 5 Chu trình thạch học 35

Hình 3 1 Đá vỡ ra do sự thay đổi nhiệt độ đột ngột 39

Hình 3 2 Mặt cắt vỏ phong hóa 43

Hình 3 3 Tác dụng phá hủy của gió 44

Hình 3 4 Tác dụng trầm tích của gió 45

Hình 3 5 Nón phóng vật 47

Hình 3 6 Q trình hình thành hồ móng ngựa 50

Hình 3 7 Cửa sơng tam giác châu sơng Nile 53

Hình 3 8 Cửa sơng hình vịnh tam giác 53

Hình 3 9 Chu kỳ tuần hồn của nước 54

Hình 3 10 Đặc điểm của nước dưới đất 56

Hình 3 11 Sơ đồ phân bố nước gian tầng không áp 57

Hình 3 12 Hình ảnh của dendrit trên bề mặt khe nứt và thớ phiến của đá 58

Hình 3 13 Hang động Karst 60

Hình 3 14 Các dạng địa hình dưới đáy biển và đại dương 64

Hình 3 15 Tác dụng phá hủy của sóng biển 70

Hình 4 1 Nếp uốn 78

Hình 4 2 Sơ đồ khơng gian các yếu tố uốn nếp 79

Hình 4 3 Các yếu tố của thế nằm nghiêng 80

Hình 4 4 Các yếu tố của đứt gãy 81

Hình 4 5 Đứt gãy thuận 82

Hình 4 6 Đứt gãy nghịch 82

Hình 4 7 Đứt gãy ngang 82

Hình 4 8 Địa hào và địa lũy 83

Hình 4 9 Vành đai lửa Thái Bình Dương 84

Trang 9

Trang 8

3 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơn học:

3.1.Vị trí: Là môn học thuộc phần các môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở của chương

trình đào tạo nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí và khoan khai thác dầu khí hệ cao đẳng và trung cấp Môn học này được dạy trước các môn học, mơ đun chun mơn ngành, nghề

3.2 Tính chất: Môn học này trang bị những kiến thức cơ bản về đặc tính của địa chất

liên quan trực tiếp đến nghề khoan và khai thác dầu khí

3.3 Ý nghĩa và vai trị của mơn học: Mơn học cung cấp những kiến thức cơ sở nhất làm nền tảng ban đầu cho người thợ khoan và khai thác dầu khí

4 Mục tiêu của mơn học: 4.1 Về kiến thức:

A1 Trình bày được các khái niệm cơ bản về địa chất

A2 Trình bày được những vấn đề khái quát về trái đất, cấu tạo bên trong, bên ngồi của trái đất

A3 Trình bày được các q trình địa chất ngoại sinh, các tác dụng địa chất của chúng A4 Trình bày được các quá trình địa chất nội sinh, các tác dụng địa chất của chúng

4.2 Về kỹ năng:

B1 Xác định được các loại đá cơ bản và loại khoáng vật

B2 Xác định được biểu hiện của các quá trình địa chất ngoại sinh B3 Xác định được biểu hiện của các quá trình địa chất nội sinh

4.3 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

C1 Rèn luyện tác phong làm việc khoa học cho học sinh, tính kiên nhẫn, chăm chỉ và khả năng làm việc theo nhóm

C2 Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn thận trong q trình làm việc

5 Nội dung của mơn học: 5.1 Chương trình khung

Mã

MH/MĐ/HP Tên mơn học/ mơ đun tín Số chỉ

Trang 10

I Các môn học chung/ đại cương 12 255 94 148 8 5 MHCB19MH01 Giáo dục chính trị 2 30 15 13 2 0 MHCB19MH03 Pháp luật 1 15 9 5 1 0 MHCB19MH05 Giáo dục thể chất 1 30 4 24 0 2 MHCB19MH07 Giáo dục quốc phòng và An ninh 2 45 21 21 1 2 MHCB19MH09 Tin học 2 45 15 29 0 1

TA19MH01 Tiếng Anh 4 90 30 56 4 0

II Các môn học, mô đun

chuyên môn ngành, nghề 44 1125 243 832 16 34

II.1 Môn học, mô đun kỹ thuật cơ

sở 12 240 102 126 7 5

ATMT19MH01 An toàn vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 0

CK19MH01 Vẽ kỹ thuật - 1 2 45 15 28 0 2

KTĐ19MH11 Điện kỹ thuật cơ bản 3 45 36 6 3 0

TĐH19MĐ12 Cơ sở điều khiển quá trình 2 45 14 29 1 1

KKT19MH31 Địa chất cơ sở 3 75 14 58 1 2

II.2 Môn học, mô đun chuyên

môn ngành, nghề 32 885 141 706 9 29

KKT19MH33 Cơ sở khoan 3 45 42 0 3

KKT19MĐ37 Thí nghiệm dung dịch khoan 3 75 14 58 1 2

KKT19MĐ40 Hệ thống nâng hạ 4 105 14 87 1 3

KKT19MĐ41 Hệ thống tuần hoàn dung dịch 4 105 14 87 1 3 KKT19MĐ42 Vận hành hệ thống chuỗi cần khoan và dụng cụ phá hủy đất đá 5 135 14 116 1 4 KKT19MĐ43 Hệ thống chống ống và trám xi măng 4 105 14 87 1 3 KKT19MĐ44 Hệ thống kiểm soát giếng

Trang 11

Trang 10

Số

TT Tên chương, mục

Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra

1 Chương 1 Đại cương 3 3 0 0

2 Chương 2 Những vấn đề khái quát về Trái Đất

22 3 18 1

3 Chương 3 Tác dụng địa chất ngoại lực

25 4 20 1

4 Chương 4 Tác đụng địa chất nội lực 25 4 20 1

Cộng 75 14 58 3

6 Điều kiện thực hiện mơn học:

6.1 Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 6.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn

6.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình học tập,…

6.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực địa về các hoạt động địa chất quanh

Bà Rịa – Vũng Tàu

7 Nội dung và phương pháp đánh giá: 7.1 Nội dung:

- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trong quá trình học tập

7.2 Phương pháp:

Người học được đánh giá tích lũy mơn học như sau:

Trang 12

- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí như sau:

Điểm đánh giá Trọng số

+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60%

7.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp đánh giá Phương pháp tổ chức Hình thức kiểm tra Chuẩn đầu ra đánh giá Số cột Thời điểm kiểm tra

Thường xuyên Viết/ Thuyết trình Tự luận/ Trắc nghiệm/ Báo cáo A1 , C1, C2 1 Sau 3 giờ Định kỳ Viết/ Thuyết trình Tự luận/ Trắc nghiệm/ Báo cáo A2, B1, C1, C2 A3, B2, C1, C2 A4, B3, C1, C2 1 1 1 Sau 25 giờ Sau 50 giờ Sau 75 giờ Kết thúc môn học Viết Tự luận và trắc nghiệm

A1, A2, A3, A4, B1, B2, B3, C1, C2

1 Sau 75 giờ

7.2.3 Cách tính điểm

- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân

- Điểm môn học là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của môn học nhân với trọng số tương ứng Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo quy định của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về đào tạo theo tín chỉ

8 Hướng dẫn thực hiện môn học

8.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng HSSV Trường Cao đẳng Dầu khí 8.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học

Trang 13

Trang 12

* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra

* Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng các thành viên trong nhóm

tìm hiểu, nghiên cứu theo u cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm

8.2.2 Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:

- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp Các tài liệu tham khảo sẽ được

cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu )

- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết phải học lại mơn học mới được tham dự kì thi lần sau

- Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm

- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ - Tham dự thi kết thúc môn học

- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học

9 Tài liệu tham khảo:

1 PGS.TS Huỳnh Thị Minh Hằng Địa chất cơ sở NXB ĐHQGTPHCM, 2001

Trang 14

Chương 1 là chương giới thiệu bức tranh tổng quan về một số nội dung cơ bản như các khái niệm trong địa chất và nội dung nghiên cứu của địa chất cơ sở để người học có được kiến thức nền tảng và dễ dàng tiếp cận nội dung môn học ở những chương tiếp

theo

❖ MỤC TIÊU CHƯƠNG 1

Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:

➢ Về kiến thức:

- Trình bày được các khái niệm chung về mơn địa chất và các mơn học có liên

quan, từ đó đưa ra phương pháp học hợp lý

➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

- Rèn luyện tác phong làm việc khoa học cho học sinh, tính kiên nhẫn, chăm chỉ

và khả năng làm việc theo nhóm

- Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn trọng trong quá trình làm việc

❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 1

- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 1 (cá nhân hoặc nhóm)

- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 1) trước buổi học; hồn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống chương 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định

❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 1

- Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Khơng

- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu

Trang 15

Chương 1 Đại cương về môn học Trang 14

thức

✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng

✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trong quá trình học tập

- Phương pháp:

✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: Vấn đáp) ✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: khơng có

❖ NỘI DUNG CHƯƠNG 1

1.1 ĐỊA CHẤT HỌC VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Địa chất học xuất xứ từ thuật ngữ Geologes (Hy Lạp) với “Geo”: Trái Đất, “Logos”: lời nói, học thuyết Latin hóa thành Geology với ý nghĩa là “Khoa học về Trái Đất”

Địa chất học là môn khoa học về Trái Đất không chỉ nghiên cứu về các q trình trên bề mặt Trái Đất mà cịn nghiên cứu về đáy đại dương, cấu trúc bên trong của vỏ Trái Đất; không chỉ nghiên cứu Trái Đất như chúng ta thấy hiện nay mà còn nghiên cứu thành phần, cấu trúc, các qui luật phát sinh và phát triển của Trái đất cũng như lịch sử của nó trong điều kiện hiện nay

1.1.1 Đối tượng nghiên cứu của địa chất học

Phần vật chất cứng của vỏ Trái Đất như thành phần vật chất tạo thành cấu trúc của chúng, quá trình hình thành, biến động và tiến triển của chúng, bao gồm:

- Vật thể tự nhiên trên bề mặt của Trái đất: Khoáng vật, đá, quặng mỏ,… (Thành phần)

- Sự phân bố của các vật thể tự nhiên (Cấu trúc)

Trang 16

hình thành, quy luật phân bố của các tài nguyên khoáng sản, bao gồm cả nguồn năng lượng để đưa vào sử dụng có ích cho con người

- Đối với các lĩnh vực địa chất công trình, địa chất thủy văn và các ngành có liên quan thì địa chất học đóng góp những hiểu biết cần thiết cho công tác xây dựng, thiết kế, quy hoạch kinh tế, đô thị, bảo vệ môi trường sống, phòng chống thiên tai (như động đất, núi lửa, lũ lụt, sạt lở, nhiễm mặn,…) cho đến cả khai thác ưu thế tiềm năng về du lịch…

1.1.3 Mối quan hệ của địa chất học với các ngành khoa học khác

Vì địa chất học là ngành khoa học nghiên cứu về Trái Đất, nó bao gồm việc nghiên cứu tất cả các hoạt động, quá trình và sự phát triển theo thời gian của các đối tượng địa chất trong những điều kiện vật lý, hóa học, sinh học và các điều kiện tự nhiên khác vô cùng phức tạp Do đó địa chất học có mối quan hệ khăng khít với hầu hết các ngành khoa học khác như: vật lý, hóa học, tốn học, cơ học, sinh vật học Địa chất học không những sử dụng thành quả của các nghiên cứu này mà còn bổ sung các dữ liệu và kiểm chứng những kết quả của các nghiên cứu đó Mối liên hệ giữa địa chất học và các mơn khoa học cơ bản cịn được thể hiện bởi sự ra đời của một loạt các mơn khoa học có tính chất liên kết với mục đích giải quyết các vấn đề của địa chất học như: địa hoá học, địa vật lý, toán địa chất, tin học địa chất…

1.1.4 Ý nghĩa của nghiên cứu địa chất đối với cuộc sống con người

- Việc nghiên cứu địa chất có ý nghĩa thực tiễn quan trọng với mục đích cuối cùng là phục vụ đời sống của con người Cuộc sống của mn lồi phụ thuộc vào mơi trường xung quanh và mơi trường đó được quyết định bởi các quá trình địa chất trên mặt hoặc bên trong Trái Đất Do đó mức độ hiểu biết của chúng ta về hành vi của các quá trình địa chất sẽ quyết định tương lai của nhân loại nhờ những dự báo và tiên đoán của chúng ta Để có thể dự đốn được những gì sẽ xảy ra trong tương lai, chúng ta phải hiểu rõ rất cả về vật chất của Trái Đất và các quá trình địa chất

- Tất cả nguồn tài nguyên mà chúng ta đang sử dụng đều đến từ Trái Đất, do đó việc nghiên cứu và hiểu biết rõ quy luật phân bố, trữ lượng tài nguyên (khoáng sản, nước dưới đất…) có mặt bên trong và trên mặt đất và ý nghĩa của chúng đối với cuộc sống con người sẽ giúp chúng ta định hướng được sự phát triển thông qua việc khai thác và sử dụng tài nguyên hợp lý

Trang 17

- Tất cả các tai biến đã, đang và sẽ xảy ra đều có nguồn gốc từ các hoạt động của Trái Đất Có thể một ngày nào đó chúng ta học được cách để khống chế các thiên tai, nhưng hiện tại điều tốt nhất ta có thể làm được đó là dự đốn các thiên tai đó sẽ xảy ra khi nào và ở đâu để chuẩn bị đối phó nếu chúng xảy ra Để có thể dự đốn được chính xác các hiện tượng tự nhiên đó, ta phải biết được sự thay đổi có thể xảy ra và các dấu hiệu của nó thơng qua việc nghiên cứu các quá trình địa chất

1.1.5 Xu thế phát triển của địa chất học

- Cùng với sự tiến bộ vượt bậc của nghiên cứu khoa học trong thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21, ngành địa chất học thế giới cũng đang đứng trước những cơ hội và thử thách mới Với sự ứng dụng ngày càng tăng các thành tựu của khoa học công nghệ trong nghiên cứu địa chất, địa chất học ngày càng được định lượng hóa cả ở tầm vĩ mô và vi mô

- Việc nghiên cứu địa chất ngày càng được chính xác hóa và những kết quả nghiên cứu ngày càng tiệm cận với quy luật thực tế của các quá trình địa chất, cả trong quá khứ và hiện tại

- Việc nghiên cứu địa chất không chỉ được thúc đẩy trên đất liền mà còn được tiến hành rộng rãi trên biển và dưới đáy đại dương, và tiến sâu hơn vào các phần sâu hơn của Trái Đất

- Hơn thế nữa, việc nghiên cứu địa chất đang được tiến hành với quy mô ngày càng tăng vào mối quan hệ giữa Trái Đất với các hành tinh khác trong hệ Mặt Trời, và bản chất địa chất của các hành tinh cũng như của vũ trụ đã hình thành mơn địa chất vũ trụ

1.2 CÁC NGÀNH VÀ MÔN HỌC ĐỊA CHẤT

Trang 18

- Hướng 3: Nghiên cứu những chuyển động kiến tạo vỏ Trái đất: Địa kiến tạo, Địa mạo, Địa chất kiến tạo, Địa mạo tân kiến tạo,…

- Hướng 4: Nghiên cứu sự hình thành và phân bố khoáng sản: Khoáng sàng học, Địa chất dầu khí, tìm kiếm thăm dị khống sản,…

- Hướng 5: Nghiên cứu sự phân bố, vận động của nước dưới đất: Địa chất thủy văn,…

- Hướng 6: Nghiên cứu điều kiện địa chất cho các cơng trình nền móng: Địa chất cơng trình,…

- Hướng 7: Nghiên cứu những biện pháp phòng chống thiên tai, bảo vệ môi trường: Địa chất môi trường, Địa chấn học,…

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỊA CHẤT HỌC

Vì: - Đối tượng nghiên cứu rất đa dạng, chiếm một không gian vô cùng sâu rộng, có khi vượt xa khả năng trực tiếp quan sát nghiên cứu của con người

- Thời gian diễn biến của các quá trình địa chất rất lâu dài và cũng có thể là đột ngột xảy ra như các hiện tượng động đất, núi lửa…

- Quá trình địa chất phát sinh và phát triển lại rất phức tạp, chịu nhiều yếu tố chi phối, tác động và xảy ra trong những điều kiện khác nhau Ví dụ những q trình địa chất xảy ra ở độ sâu có thể chịu nhiệt độ tăng cao tới hang nghìn độ, áp suất lớn khác xa với điều kiện ở trên mặt

Do đó: Các phương pháp nghiên cứu địa chất học cũng có nhiều điểm riêng biệt khác nhau, bao gồm một tổ hợp các phương pháp sau:

1.3.1 Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa

Là phương pháp khảo sát địa chất, thu thập thông tin (số liệu địa chất, lấy mẫu…) thông qua quan sát bằng mắt thường hoặc sử dụng các máy móc hiện đại (địa vật lý, khoan, viễn thám…)

Những chỗ được khảo sát, được gọi là “vết lộ” Khảo sát vết lộ để: + Xem cấu tạo của nó là gì ? ( Khối, dịng chảy, bở rời,…) + Xem thành phần cấu tạo là gì ?

Trang 19

Hình 1 1 Hình ảnh thực địa đo vẽ bản đồ của USGS năm 1950

Các quan sát trực tiếp ngoài thực địa ngày nay được nhiều phương tiện máy móc thay thế và nâng cao hiệu quả nghiên cứu như máy móc địa vật lý, các cơng trình khoan … Đặc biệt các phương tiện viễn thám (máy bay, vệ tinh, tàu vũ trụ) đã mở rộng tầm mắt, nối dài tầm tay cho con người

Ngày nay, nghiên cứu địa chất nhất là trong đo vẽ bản đồ địa chất không thể thiếu được cơng tác phân tích ảnh viễn thám Có thể nói sự xuất hiện của ảnh viễn thám với kính lập thể là một bước ngoặc lịch sử để nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái Đất, nó có ý nghĩa rất to lớn như sự xuất hiện kính hiển vi phân cực ở thế kỷ trước để tìm hiểu thành phần vật chất vi mơ

Cơng việc khảo sát địa chất thực tế hay thực địa thay đổi tùy theo nhiệm vụ được giao (đặt ra) Các công việc thông thường bao gồm:

a Lập bản đồ địa chất:

- Bản đồ cấu trúc: xác định vị trí của các thành tạo đá chính và các đứt gãy, nếp

uốn

- Bản đồ địa tầng: xác định vị trí của các tướng trầm tích (tướng thạch học, tướng

sinh học) hoặc lập bản đồ đẳng dày của các lớp đá trầm tích

Trang 20

Lập bản đồ dưới bề mặt bằng phương pháp địa vật lý (để tìm kiếm dầu khí, nước ngầm,xác định vị trí các kiến trúc cổ bị chôn vùi .), bao gồm: khảo sát bằng sóng địa chấn ở độ sâu nơng, thẩm thấu radar mặt đất, ảnh điện trở

- Địa tầng học phân dải cao: đo đạc và mô tả các mặt cắt địa tầng trên bề mặt và khoan, đo đạc trong giếng khoan

- Sinh địa hóa học và vi sinh địa học: thu thập mẫu để xác định các đường sinh hóa, các tổ hợp loài mới, các hợp chất hóa học mới nhằm hiểu rõ thêm về tiến trình của sự sống trước đây trên Trái Đất, tìm kiếm các hợp chất quan trọng để sử dụng trong dược phẩm

- Cổ sinh vật học: xác định các hóa thạch để nghiên cứu sự sống trong quá khứ và sự tiến hóa của nó, trưng bày trong bảo tàng

- Thu thập mẫu để nghiên cứu Niên đại địa chất

- Nghiên cứu băng hà: đo đạc các đặc điểm của băng hà và sự di chuyển của chúng

1.3.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng

Các phương pháp nghiên cứu trong phòng bao gồm việc phân tích dữ liệu địa chất, phân tích mẫu, tổng hợp số liệu, mơ phỏng thực nghiệm, suy đốn và đối sánh (lấy mới soi cũ…) và mơ hình hóa

Trang 21

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.

a Thạch học:

Xác định các mẫu đá dưới kính hiển vi quang học (xác định các thuộc tính khác nhau của các khống vật tạo đá bởi ánh sáng phân cực xuyên qua lát mỏng trên mặt phẳng phân cực) và dưới kính hiển vi điện tử (xác định sự thay đổi thành phần hóa học của các tinh thể khoáng vật riêng lẻ)

Các nghiên cứu về đồng vị phóng xạ sau khi xác định thành phần thạch học giúp hiểu hơn về thành phần vật chất bên trong, cũng như sự tiến hóa về địa hóa của các loại đá Các dữ liệu về nhiệt độ và áp suất của các bao thể trong đá sau khi nghiên cứu thạch học của đá giúp ta khôi phục lại môi trường và điều kiện thành tạo của các pha tạo khoáng khác nhau

b Địa chất cấu tạo:

Các nhà địa chất cấu tạo sử dụng phương pháp phân tích thạch học lát mỏng để quan sát cấu tạo thớ nứt của đá vì chúng cung cấp thơng tin về ứng suất bên trong cấu trúc tinh thể khoáng vật của đá

Kết quả nghiên cứu trên kết hợp các đo đạc về địa chất cấu tạo cho ta hiểu rõ hơn xu hướng của đứt gãy hoặc nếp uốn để hồi phục lại lịch sử biến dạng đá của một khu vực hay rộng hơn là lịch sử phát triển kiến tạo của khu vực

Các phân tích về cấu tạo thường được tiến hành bằng cách vẽ đồ thị xu hướng về các đặc điểm biến đổi trên lưới chiếu nổi Lưới chiếu nổi là một lưới chiếu hình cầu được thể hiện trên mặt phẳng, trên lưới này các mặt phẳng được biểu diễn thành những đường thẳng và các đường thẳng được biểu biễn thành các điểm Lưới này có thể được sử dụng để tìm vị trí của các trục nếp uốn, quan hệ giữa các đứt gãy, và quan hệ giữa các cấu tạo địa chất khác nhau

c Địa tầng học:

Trong phòng thí nghiệm, các nhà địa tầng học phân tích các mẫu trong các mặt cắt địa tầng được thu thập từ các lộ trình khảo sát địa chất, từ các mẫu lõi giếng khoan

Dữ liệu địa vật lý và log lỗ khoan cũng được kết hợp để mô phỏng theo khơng gian ba chiều trên máy tính để giúp hiểu rõ hơn về các đặc điểm bên dưới mặt đất Sau đó, các dữ liệu này được sử dụng để tái lập lại các quá trình trong quá khứ đã diễn ra trên bề mặt của Trái Đất và giải đốn đặc điểm các mơi trường này trong q khứ

Trang 22

tầng nhằm cung cấp các ranh giới tuổi tuyệt đối chính xác hơn về thời gian và tốc độ trầm tích Các nhà từ địa tầng học cũng dùng dấu hiệu đảo cực từ trong lõi khoan của các đá magma để định tuổi của đá Các nhà khoa học khác nghiên cứu các đồng vị ổn định trong các đá cũng nhằm cung cấp thêm thơng tin về khí hậu trong q khứ

1.3.3 Phương pháp hiện tại luận

Phương pháp này thực chất là “lấy mới suy cũ”, hay là phương pháp “so sánh lịch

sử” Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là: “ Hiện tại là chìa khóa của quá khứ ”

tức là, việc quan sát những quá trình đang xảy ra sẽ cung cấp cho chúng ta chìa khóa để giải đốn các q trình diễn tiến trong quá khứ Đây cũng là phương pháp nghiên cứu cơ bản trong Địa chất học

Ví dụ:

+ Nghiên cứu Sanhơ cho ta biết đó là vùng biển ấm (t ≥ 21oC)

+ Ngày nay người ta thấy muối mỏ có màu đỏ của oxit Sắt do được hình thành trong điều kiện khơ hạn thì khi phát hiện được muối mỏ có màu đỏ như thế trong một thời kì nào đó ta có quyền suy đốn rằng lúc bấy giờ khí hậu là khơ ráo

Tuy nhiên phương pháp này cũng có mặt hạn chế: Hoàn cảnh, điều kiện địa chất trước kia và bây giờ đều khơng hồn tồn giống nhau mà chắn chắn đã có sự diễn biến tiến hóa nhất định Ví dụ, những sinh vật lúc trước ở biển nông, bây giờ tồn tại ở biển sâu Do đó khi suy luận phải thận trọng

Ngồi ra cịn nhiều phương pháp khác như:

▪ Phương pháp đối sánh địa chất: (Tức là so sánh và đối chiếu các số liệu nghiên cứu của mình với các số liệu đã được nghiên cứu từ trước của một vùng, một khu vực nào đó để có thể rút ra kết luận đúng đắn) Ví dụ: khi nghiên cứu vùng than ở Than Thùng Yên Tử, Mạo Khê – Tràng Bạch có thể đối sánh với vùng than ở Hịn Gai, Nơng Sơn…

▪ Phương pháp đồng biến luận: Mô phỏng trên cơ sở ngun lý tương tự để mơ hình hóa các quá trình biến dạng, biến động cấu tạo, sự hình thành các khống sản Có thể dùng các phần mềm như: Map-info, Gis,…để nghiên cứu

❖ TÓM TẮT CHƯƠNG 1

Trong chương này, một số nội dung chính được giới thiệu: - Địa chất học và nội dung nghiên cứu

- Các ngành và môn học địa chất

Trang 23

❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN CHƯƠNG 1

Câu hỏi 1 Địa chất học là gì?

Câu hỏi 2 Trình bày các nội dung nghiên cứu của địa chất học? Câu hỏi 3 Trình bày các ngành và mơn học địa chất

Câu hỏi 4 Trình bày các phương pháp nghiên cứu của địa chất học?

Trang 24

CHƯƠNG 2: NHỮNG VẤN ĐỀ KHÁI QUÁT VỀ TRÁI ĐẤT

❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG 2

Chương 2 là chương giới thiệu những nội dung khái quát về trái đất bao gồm: nguồn gốc trái đất, cấu trúc và thành phần trái đất, tuổi của các thành tạo địa chất để người học có được kiến thức và kỹ năng nhận dạng thành phần cấu tạo địa chất

❖ MỤC TIÊU CHƯƠNG 2:

Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:

- Trình bày được sơ bộ về đặc điểm, hình dạng, kích thước, hình thái bề mặt

Trái đấ

- Trình bày được cấu tạo bên trong và bên ngoài của Trái đất

➢ Về kỹ năng:

- Xác định được các loại đá cơ bản và khoáng vật

- Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn trọng trong q trình làm việc

- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 2 (cá nhân hoặc nhóm)

❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI GIẢNG CHƯƠNG 2

Trang 25

Chương 2: Những vấn đề khái quát về Trái Đất Trang 24

- Phòng học chuyên mơn hóa/nhà xưởng: Khơng

- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan

- Các điều kiện khác: Khơng có

❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 2 - Nội dung:

✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến

thức

✓ Điểm kiểm tra thường xun: khơng có

✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: 1 điểm kiểm tra (trắc nghiệm/tự luận/báo cáo)

2.1 NGUỒN GỐC TRÁI ĐẤT

Trang 26

Trái Đất nằm trong hệ Mặt trời Hệ Mặt trời nằm trong một hệ lớn hơn nhiều gọi là hệ Ngân Hà Hệ Ngân hà lại là một hệ nhỏ trong một hệ sao lớn hơn gọi là Thiên hà Nhiều thiên hà nằm trong một hệ lớn hơn nữa là Siêu thiên hà

2.2 CẤU TRÚC VÀ CÁC THÀNH PHẦN CỦA TRÁI ĐẤT – CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA TRÁI ĐẤT

2.2.1 Hình dạng, kích thước, hình thái bề mặt của trái đất

a Hình dạng:

Trái Đất là một hành tinh có dạng gần cầu Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trời và các lực hấp dẫn vũ trụ quyết định tới hình dạng, cấu trúc, và sự phân bố các đặc tính hố lý bên trong và bên ngồi Trái Đất Các đo đạc chính xác gần đây cho thấy hình dạng bên ngồi của Trái Đất tương đối bất thường Trước đây người ta cho rằng Trái Đất có dạng ellipsoid với độ dẹt theo phương của trục xoay là 1/298,275 (Bán kính ở xích đạo: 6378,14km Bán kính ở cực: 6356,779km Theo số liệu của Hội nghị Trắc địa Quốc Tế lần thứ 16, Grenoble, 1975) Tuy nhiên những quan sát chính xác hơn bằng vệ tinh nhân tạo cho thấy Trái Đất khơng có dạng ellipsoid lý tưởng mà có dạng “quả lê” trong đó cực Bắc nhơ cao hơn 10m và cực Nam lõm vào 30m

b Kích thước: Bán kính xích đạo : 6378,140 Km Bán kính cực : 6356,779 Km Bán kính bình qn : 6371,012 Km (R) Độ dẹt : 1/298,275 Chu vi xích đạo : 40075,240 Km Chu vi kinh tuyến : 40008,060 Km

Thể tích : 1,0832 x 1012 Km3 (V=4/3 R3) Diện tích : 510 x 106 Km2 (S=4 R2)

c Hình thái bề mặt Trái Đất:

Trang 27

các vùng đất rộng lớn cịn ở phía nam thường là các lục địa riêng rẽ nổi trên mặt đại dương Đường bờ biển phân cách các lục địa và đại dương thường là các đường uốn lượn phức tạp

Địa hình bề mặt Trái Đất rất gồ ghề và có độ chênh lệch độ cao rất lớn Độ chênh cao giữa nơi cao nhất trên lục địa và nơi sâu nhất dưới đáy các đại dương là khoảng gần 20.000m Địa hình lục địa gồm cả các vùng bình nguyên bằng phẳng, vùng đồi núi thấp, cao nguyên và các vùng núi cao hiểm trở Độ cao trung bình của địa hình lục địa so với mực nước biển trung bình khoảng 875m Đỉnh núi cao nhất (Verest) có độ cao 8848,13m

Tương tự như lục địa, dù chìm sâu dưới nước biển nhưng địa hình đáy đại dương cũng phân dị hết sức phức tạp Độ sâu trung bình của vỏ đại dương khoảng 3700m dưới mực nước biển trung bình Nơi sâu nhất của đáy đại dương có độ sâu tới 11.033m (hố sâu Mariana) Địa hình đáy biển và đại dương được chia thành một số phần chính như sau:

➢ Rìa lục địa (đới chuyển tiếp lục địa - đại dương), thềm lục địa (phần tiếp giáp giữa rìa lục địa và phần biển khơi, tương đối nơng và có độ dốc thoải [< 0,30]);

➢ Sườn lục địa (continental slope: phần nằm cạnh thềm lục địa, có độ dốc lớn và có độ sâu < 2000m);

➢ Chân lục địa (continental rise, nằm phía ngoài sườn lục địa và nối với bồn đại dương, thoải, độ sâu 2000 - 5000m)

➢ Rãnh nước sâu (oceanic trench) là các vực thẳm dạng tuyến hẹp và kéo dài, có độ sâu trên 6000m, chủ yếu phân bố quanh Thái Bình Dương, thường chạy song song với đường bờ của một số lục địa hoặc dọc các cung đảo

➢ Cung đảo đại dương (là chuỗi các hịn đảo được hình thành từ sự phun trào của núi lửa hoặc xâm nhập của magma phân bố trong lòng các đại dương, thường chạy song song với các rãnh sâu đại dương và nằm ở phía tiếp giáp với lục địa, là nơi có hoạt động núi lửa và động đất mạnh mẽ)

➢ Bồn đại dương hay đồng bằng biển thẳm (phần đáy của đại dương bằng phẳng), độ sâu 4000-6000m; trong bồn đại dương có các vùng nhơ cao cục bộ được gọi là các sea mounts (núi dưới biển) hoặc abyssal hills (đồi biển thẳm)

Trang 28

50km) và dọc theo chúng thường xảy ra sự tách giãn và mở rộng đáy đại dương, các hoạt động động đất và núi lửa kèm theo là sự phun trào và xâm nhập của magma

Hình 2 1 Mặt cắt tổng quát qua lục địa và đáy đại dương

(1- Thềm lục địa; 2- Sườn lục địa; 3- Chân lục địa; 4- Lòng chảo biển ven; 5- Vịng cung đảo; 6- Rãnh sâu; 7- Bình nguyên sâu; 8- Dãy núi giữa đại dương; 9- Đồi nước

sâu.)

Hình 2 2 Mặt cắt bao quát của đáy đại dương

d Những dạng địa hình lớn của đáy đại dương

Theo những quan điểm hiện đại, có thể phân chia những cấu trúc vĩ mơ của đáy đại dương sâu: rìa lục địa dưới nước; đới chuyển tiếp; những dãy núi giữa đại dương; lòng chảo đại dương

Rìa lục địa dưới nước chiếm 22,6 % đáy Đại dương Thế giới, viền quanh tất cả các lục địa, gồm những dạng địa hình lớn sau đây:

➢ Thềm lục địa là phần kéo dài trực tiếp của nền lục địa Nơi đây đáy đại dương

Trang 29

lục địa rất hẹp

Từ phía biển và đại dương, thềm lục địa giới hạn bởi sườn lục địa

➢ Sườn lục địa là phần dưới nước của lục địa, nằm ở độ sâu từ khoảng 200m đến

khoảng 2500m Nơi đây đáy biển có độ dốc lớn hơn ở thềm lục địa, tới 4-7o, đôi khi tới 13-14o, thậm chí 20-40o, tức gần như độ dốc của sườn núi trên đất liền, do đó tại đây tính chất của sóng biển, hướng dịng chảy biển thay đổi

➢ Chân lục địa - miền bình nguyên khổng lồ gồm các đá trầm tích lục nguyên dày

tới 3,5km, mặt nghiêng, dạng sóng thoải, bề rộng kể từ biên với sườn lục địa ra tới vùng nước sâu của đại dương bằng khoảng vài trăm km

Thềm lục địa, sườn lục địa và chân lục địa có cấu tạo địa chất giống nhau, cả ba làm thành rìa ngập nước của lục địa Vỏ Trái Đất nơi đây thuộc loại lục địa, tức gồm lớp tương đối xốp đá trầm tích, sau đến lớp granit cứng và sau nữa là lớp bazan cứng hơn Dưới nữa là manti

Ở chân lục địa, độ dày của vỏ lục địa vào khoảng 5-10km Nơi đây bắt đầu chuyển tiếp sang loại vỏ đại dương

➢ Đới chuyển tiếp với 8,5 % tổng diện tích, rất tiêu biểu ở tây Thái Bình Dương với các dạng địa hình như sau: kế cận với rìa lục địa dưới nước là lịng chảo biển ven (Nhật Bản, Ơkhơt, Bêrinh) - sau đó là miền nâng cao nhưng hẹp làm thành vòng cung

đảo - cuối cùng là rãnh nước sâu Ở các vùng khác, đới chuyển tiếp có thể chỉ gồm

một hoặc hai dạng địa hình trong số trên, chẳng hạn ở đơng Thái Bình Dương chỉ đặc trưng bằng một dạng địa hình rãnh sâu, còn các dãy núi trẻ trên đất liền (như dãy Andes) đóng vai trị như vịng cung đảo

➢ Các lòng chảo đại dương là những vùng rộng lớn, thấp, khá phẳng và đồng điệu

với độ dốc nhỏ hơn 0,001 nghiêng về phía tâm đại dương

➢ Những dãy núi giữa đại dương Như trên đã nói, các dãy núi giữa đại dương là

một hệ thống thống nhất bao trùm toàn bộ hành tinh chúng ta với độ trải dài phi thường và chiếm một diện tích so sánh được với diện tích các đại lục Độ cao đạt tới 2-3 km trên mực đáy đại dương

2.2.2 Các quyển ngoài trái đất

Trái Đất là một hành tinh đặc biệt trong hệ Mặt Trời, đặc trưng bởi hàng loạt

quyển khác nhau Trái Đất được bao quanh bởi một lớp khí quyển (atmosphere, ta nhìn

có màu xanh) cấu tạo bởi loại khí oxy, hydro, đioxyt carbon và hơi nước mà khơng có

hành tinh nào trong hệ Mặt Trời có được Trái Đất có quyển thứ hai là thủy quyển

Trang 30

mũ băng hà ở các vùng núi cao hoặc vùng cực Đây cũng là một quyển đặc biệt mà chỉ

có Trái Đất mới có Quyển đặc biệt thứ ba là sinh quyển (quyển của sự sống) bao gồm

toàn bộ sự sống tên Trái Đất Một điểm đặc biệt thứ tư là sự phong hóa xảy ra ở lớp trên cùng của vỏ Trái Đất được tạo thành bởi sự biến đổi hoá học và sự phá hủy vật lý của các đá khi chúng xuất lộ ra trên bề mặt Trái Đất trong các quyển khác như khí quyển, thủy quyển, hoặc sinh quyển Do sự phong hóa mà bề mặt Trái Đất thường được bao phủ bởi một lớp sản phẩm bở rời tàn dư được gọi là vỏ phong hóa (regolith) Phần ngồi cùng của Trái Đất bên dưới lớp vỏ phong hóa là một lớp đá rắn chắc được

gọi là thạch quyển

a Khí quyển:

- Tầng đối lưu: Từ mặt đất lên 12-17 Km (Ở xích đạo), lên 7-9 Km (Ở 2 cực)

Nhiệt độ có là do ánh sáng của MT cung cấp, phần cao của tầng đối lưu có nhiệt độ -55oC, Gradient hạ nhiệt 6oC/1Km

- Tầng bình lưu: Từ nóc đối lưu lên 35-55 Km

Có tầng Ozon (O3) hút các tia tử ngoại MT làm cho nhiệt độ nhiệt độ tầng này ấm hơn tầng đối lưu

- Sự tuần hồn khí quyển: Khơng khí ở xích đạo bị đốt nóng bay lên tạo dịng áp thấp và di chuyển đến 2 cực Ở hai cực thì sẽ di chuyển xuống xích đạo Ở xích đạo có khí hậu nhiệt đới, từ xích đạo đi lên 2 cực có khí hậu ơn đới và hàn đới

b Thủy quyển:

- Sự tuần hoàn thủy quyển: Nước mưa và tuyết (100.000 Km3/1năm) rơi xuống (60% bốc hơi, 40% thấm xuống đất và ra biển), bốc hơi tạo thành mây → mưa,…

c Sinh quyển: Gồm tất cả các sinh vật, vật chất hữu cơ trên đất và biển

2.2.3 Cấu tạo bên trong và đặc điểm vật chất tạo thành vỏ trái đất

Trái Đất bao gồm 3 lớp có thành phần khác nhau Phần trung tâm của Trái Đất là

phần có mật độ cao nhất của Trái Đất, được gọi là nhân Đây là một khối có hình cầu,

cấu tạo chủ yếu bởi sắt và ít hơn là niken và một số nguyên tố khác Lớp thứ 2, được

gọi là manti, có tỷ khối nhỏ hơn nhân nhưng cao hơn lớp ngoài cùng Lớp ngoài cùng và mỏng nhất của Trái Đất được gọi là vỏ và được cấu tạo bởi loại đá cứng có tỷ trọng

nhỏ hơn của manti

Trong khi nhân và manti có chiều dày tương đối ổn định và đồng nhất thì lớp vỏ lại khơng đồng nhất và có chiều dày biến đổi rất mạnh Phần vỏ nằm bên dưới các đại

Trang 31

phần vỏ bao gồm các lục địa, được gọi là vỏ lục địa, có chiều dày lớn hơn nhiều, trung

bình khoảng 45 km và biến đổi từ 30 đến 70 km

Hình 2 3 Sơ đồ cấu tạo Trái đất

a Nhân trong và nhân ngoài:

Phân cách với Manti bởi bề mặt Gutenbec, từ 2.900 đến 6.371 Km

Bên trong phần nhân Trái Đất có sự phân dị giữa phần trong và phần ngoài Do áp suất quá cao mà phần nhân trong mặc dù có nhiệt độ rất cao nhưng sắt khơng thể tồn tại dạng dung dịch nóng chảy Phần nhân cứng này được gọi là nhân trong (inner core) Vây quanh phần nhân trong là một lớp mà do sự cân bằng giữa nhiệt độ và áp suất làm cho sắt nóng chảy và tồn tại dạng dung dịch Phần này được gọi là nhân ngoài (outer core) Như vậy, sự khác nhau giữa nhân ngoài và nhân trong và ở đặc tính vật lý chứ khơng phải thành phần

Thành phần vật chất của nhân gồm có Ni và Fe → gọi là quyển NiFe

b Quyển giữa - quyển trung gian (Mesosphere):

Trang 32

c Quyển mềm (asthenosphere):

Trong phần trên của manti, từ độ sâu 350 km tới khoảng giữa 100-200 km dưới mặt đất là một đới được gọi là quyển mềm (hay quyển yếu - weak sphere), nơi mà sự cân bằng về nhiệt độ và áp suất làm cho đá có sức bền rất kém Khác hẳn với đá trong quyển giữa, đá trong quyển mềm rất mềm dẻo và dễ bị biến dạng, tương tự như nhựa đường bị làm nóng Các nhà địa chất đều cho rằng quyển mềm có cùng thành phần với quyển giữa, sự khác nhau giữa chúng chỉ là đặc tính vật lý (làm thay đổi sức bền của đá)

Thành phần vật chất của quyển mềm chứa nhiều Mg và Fe → nên còn được gọi là quyển SiMa

d Thạch quyển (Lithosphere):

Nằm bên trên quyển mềm là đới ngoài cùng có sức bền cao nhất, nơi mà các đá nguội hơn, bền hơn, cứng hơn các đá quyển mềm Đới này bao gồm cả phần trên cùng của manti và phần vỏ Trái Đất và được gọi là thạch quyển Chú ý rằng mặc dù vỏ và manti có thành phần khác nhau, nhưng đặc tính vật lý là sức bền của đá là đặc điểm để phân biệt giữa thạch quyển và quyền mềm Sự khác nhau này được quyết định bởi nhiệt độ và áp suất Ở nhiệt độ 1.300oC và áp suất tương ứng với độ sâu 100 km, tất cả các loại đá đều mất sức bền và dễ dàng biến dạng Độ sâu này tương ứng với đáy của thạch quyển bên dưới các đại dương (hay thường được gọi là thạch quyển đại dương

(Oceanic lithosphere) Ngược lại, đáy của thạch quyển lục địa (continental

lithosphere) tồn tại ở độ sâu khoảng 200 km Lý do của sự khác nhau này là sự khác

nhau của gradient địa nhiệt

Thạch quyển chiếm 1% về thể tích và 0,5% về khối lượng, bề dày trung bình 33 Km và được phân cách với phần quyển mềm Manti bởi bề mặt Môhô

Trang 33

Hình 2 4.Cấu tạo bên trong của Trái đất

2.2.4 Các tính chất vật lý của vỏ trái đất

a Trọng lực và tỷ trọng:

Trọng lực (gravity) là lực hấp dẫn hướng tâm của Trái Đất Do Trái Đất khơng

phải là một hình cầu hồn chỉnh dẹt lại ở hai cực và phình ra dọc xích đạo, trong đó đường kính tại xích đạo lớn hơn tại hai cực là 21km, nên lực hấp dẫn lên một vật thể trên mặt Trái Đất tại vùng cực sẽ lớn hơn tại xích đạo [lực hấp dẫn giữa 2 vật thể tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa tâm 2 vật đó] Tuy nhiên, trọng lực có thể thay đổi một cách bất thường ở các vị trí khác nhau của Trái Đất do sự khác nhau về tỷ trọng (hay mật độ) của các loại đá khác nhau trong thạch quyển Những sự thay đổi đó tạo nên các dị thường trọng lực

Tỷ trọng (density): Tương tự như sự thay đổi về trọng lực và chiều dày, tỷ trọng

của các phần khác nhau của Trái Đất cũng thay đổi Vỏ đại dương, được cấu tạo tương đối đồng nhất và chủ yếu là lớp gabro - basalt có tỷ trọng khoảng 3gm/cm3 Ngược lại, vỏ lục đại có thành phần phức tạp, bao gồm sự pha trộn của đá magma, biến chất và trầm tích có tỷ trọng trung bình khoảng 2,7g/cm3 Phần manti trên nằm bên dưới lớp vỏ Trái Đất có tỷ trọng đồng nhất và ở khoảng 3,3g/cm3 Như vậy thì sự biến đổi về tỷ trọng trong Trái Đất sẽ chủ yếu phụ thuộc vào sự thay đổi tỷ trọng của lớp vỏ, đặc biệt là lớp vỏ lục địa

Tóm lại, tỉ trọng trung bình của cả Trái đất là 5,52 g/cm3, còn tỉ trọng của vỏ Trái đất thì nhẹ hơn khoảng 3g/cm3 Càng đi sâu vào nhân thì tỉ trọng càng lớn (do thành phần vật chất khác nhau)

b Áp suất:

Trang 34

c Nhiệt độ:

Trái đất nhận hai nguồn nhiệt: nhiệt MT và nhiệt trong nhân Càng xuống sâu nhiệt độ càng cao nhưng có những nơi nhiệt độ tăng, nơi nhiệt độ khơng tăng

Tầng thường ơn: là tầng có nhiệt độ bằng bình quân nhiệt độ trên Trái đất hằng năm

Ở phần vỏ Trái đất thì:

+ Nhiệt độ tăng nhanh khi gần núi lửa, suối nước nóng, mỏ đồng, mỏ than,… + Địa nhiệt suất: Là số độ bách phân tăng khi xuống sâu một đơn vị chiều dài + Địa nhiệt cấp: Là số mét xuống sâu để nhiệt độ tăng 1oC

Chú ý:

+ Càng xuống sâu nhiệt độ càng cao là sai, nó chỉ đúng ở phần vỏ Trái đất Bởi vì phần vỏ Trái đất gần các lị magma, gần nơi có các dịng đối lưu họat động, là nơi tập trung nhiều phản ứng hóa học xảy ra sinh nhiệt Phần vỏ Trái đất chủ yếu gồm các đá Magma, Granit

+ Nơi mà có trị số nhiệt lớn hơn địa nhiệt suất và địa nhiệt cấp → gọi là nơi dị thường địa nhiệt ( Ví dụ: Nơi gần núi lửa)

d Từ trường của Trái đất:

Khi ta để la bàn ở bất kỳ chỗ nào trên Trái đất, nó đều chỉ hai hướng Bắc và Nam, điều này chứng tỏ Trái đất có từ trường

Trường từ của Trái Đất tương tự như một trường từ được tạo thành bởi một thanh nam châm khổng lồ đặt trong lòng Trái Đất có phương kéo dài (trục từ) hợp với trục quay của Trái Đất (trục Bắc - Nam địa lý) một góc khoảng 120 (hiện cực Bắc từ đang nằm trong vùng có tọa độ khoảng vĩ độ 76 bắc, kinh độ 101 tây - thuộc miền Bắc Canada) Độ lệch từ này, hay độ lệchtừ giữa các đường kinh tuyến từ và kinh tuyến địa

lý tại các vị trí khác nhau dọc kinh tuyến được gọi là độ từ thiên Bên cạnh đó, khi di

chuyển từ cực về xích đạo thì góc cắm này giảm dần và ở vùng xích đạo thì hướng của từ trường nằm song song với mặt đất Sự thay đổi góc cắm của từ trường đó được gọi

là độ từ khuynh (inclination)

2.2.5 Đá và chu trình thạch học

a Đá:

Trang 35

cần phải xét tới kiến trúc, cấu tạo và thế nằm của nó vì chúng phản ánh điều kiện thành tạo của đá Theo nhà địa chất lớn người Đức Rosenbusch, ba điều kiện qui định cho một thể địa chất độc lập là:

- Được phân biệt rõ rệt với các thể xung quanh về nguồn gốc, tức là do những quá trình địa chất riêng tạo nên;

- Có thành phần vật chất xác định, khác biệt với thành phần vật chất của các thể bao quanh;

- Giữa các hợp phần tạo đá có một cách thức tập hợp đặc trưng Phân loại: đá macma, đá trầm tích, đá biến chất

1- Đá magma: Ðá magma (igneous rocks) được xem là nguồn cội của các đá khác Tên gọi xuất phát từ tiếng Latinh (ignis) nghĩa là lửa vì nó được hình thành từ sự nguội lạnh của một khối nóng lỏng hay nói khác hơn là q trình ngưng kết của các silicat nóng chảy xảy ra trong lòng hoặc trên bề mặt Trái Đất

2- Đá trầm tích: Ðá trầm tích - gốc Latinh là Sedimentum nghĩa là sự lắng đọng Ðá trầm tích là sản phẩm của sự phá hủy cơ học và hóa học các đá đã tồn tại trước chúng do tác dụng của các nhân tố khác nhau (như sinh vật ) trên mặt hoặc ở phần trên cùng của vỏ Trái Đất Sản phẩm của sự phá hủy được gió, nước chảy, băng hà mang đi và tích đọng ở biển, hồ và một phần trên đường vận chuyển (lịng sơng, suối) Q trình lắng đọng trầm tích xảy ra ở biển được gọi là trầm tích biển Trầm tích lắng đọng ở biển nhưng vật liệu lắng đọng được đưa từ lục địa ra được gọi là trầm tích lục nguyên Q trình lắng đọng trầm tích xảy ra ở trong lục địa (dưới nước cũng như trên cạn) thì gọi là trầm tích lục địa

Đá trầm tích chiếm 5% tổng khối lượng các đá trong vỏ Trái Đất, song lộ ra tới 75% diện tích bề mặt đất Khác với đá magma, đa số đá trầm tích có cấu tạo phân lớp và có di tích hữu cơ

3 - Đá biến chất: Ðá biến chất (metamorphic) là đá magma hoặc đá trầm tích nguyên sinh bị biến đổi rất sâu sắc mà thành Do sự biến đổi điều kiện lý, hóa, các đá nguyên sinh không những chỉ biến đổi về thành phần khoáng vật mà đôi khi cả về thành phần hóa học và cả về kiến trúc cùng cấu tạo ban đầu

b Chu trình thạch học:

Trang 36

Đá trầm tích có thể sau đó bị biến đổi thành đá biến chất bởi nhiệt độ và áp suất, và đá biến chất có thể bị phong hóa, bào mịn, lắng đọng và hóa đá để trở thành đá trầm tích Tất cả các loại đá này có thể bị tái nóng chảy và tạo thành magma mới, rồi magma này chúng có thể kết tinh để tạo ra đá magma một lần nữa

Như vậy, chu trình thạch học là quá trình phản ánh mối liên hệ của 3 nhóm đá magma - trầm tích - biến chất Theo thời gian và theo những điều kiện biến đổi, các nhóm đá kể trên có thể chuyển biến lẫn nhau Mối liên hệ này là một vịng khép kín

(1=magma; 2=kết tinh; 3=đá magma; 4=bào mịn; 5=trầm tích; 6=lắng đọng tạo đá trầm tích; 7=chơn vùi kiến tạo; 8=đá biến chất; 9=nóng chảy)

Hình 2 5 Chu trình thạch học

2.3 TUỔI THÀNH TẠO ĐỊA CHẤT

2.3.1 Tuổi của các thành tạo địa chất

Các nhà địa chất học và các nhà địa vật lý hiện đại cho rằng tuổi của Trái Đất khoảng 4,54 tỷ năm (4,54 × 109 năm ± 1%) Giá trị này được xác định bằng tuổi đồng vị phóng xạ của các thiên thạch và vật liệu có tuổi cổ nhất trên Trái Đất đã được biết đến cũng như các mẫu trên Mặt Trăng

2.3.2 Các phương pháp xác định tuổi tương đối của đá

Tuổi tương đối là tuổi của một sự kiện địa chất được xác định thông qua so sánh với sự kiện xảy ra trước đó và sau đó Ví dụ, một tầng đá trầm tích nằm ngang, lớp đá ở giữa có tuổi trẻ hơn tuổi của đá nằm dưới và già hơn đá nằm trên

Trang 37

nhưng xác định được thời gian hình thành các lớp đá một cách tương đối, cho ta biết được lớp nào hình thành trước, lớp nào hình thành sau.Trên cơ sở nghiên cứu về thành phần, cấu tạo, thế nằm và đặc điểm sự phân lớp của đá và những hóa thạch chứa trong các lớp, người ta có thể xác định tính tương đối về thời gian hình thành của các lớp đá

2.3.3 Các phương pháp xác định tuổi tuyệt đối của đá

Tính tuổi bằng phương pháp đồng vị phóng xạ:

Định tuổi bằng đồng vị phóng xạ là một kỹ thuật xác định tuổi của vật liệu, thường dựa trên sự so sánh giữa lượng đồng vị phóng xạ cịn lại trong mẫu thử và các sản phẩm phân rã từ các đồng vị này, hay còn gọi là tốc độ phân rã Đây là nguồn thông tin quan trọng trong việc định tuổi chính xác các đá và các yếu tố địa chất khác bao gồm cả tuổi của Trái Đất, và có thể được sử dụng để định tuổi các vật liệu tự nhiên và nhân tạo Cùng với các nguyên tắc của địa tầng học, các phương pháp định tuổi bằng phóng xạ được sử dụng để thiết lập niên đại địa chất

❖ TÓM TẮT CHƯƠNG 2

Trong chương này, một số nội dung chính được giới thiệu: - Nguồn gốc Trái đất

- Cấu trúc và thành phần của Trái đất – Các tính chất vật lý của Trái đất - Tuổi của các thành tạo địa chất

❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN CHƯƠNG 2

Câu hỏi 1 Em hãy trình bày nguồn gốc của Trái đất

Câu hỏi 2 Hãy mô tả cấu trúc của Trái đất?

Câu hỏi 3 Trình bày các tính chất vật lý của Trái đất?

Câu hỏi 4 Trình bày các cách xác định tuổi của các thành tạo địa chất?

Câu hỏi 5 Xác định đặc điểm địa chất tuyến đường Hạ Long, Tp Vũng Tàu, Mô tả

Trang 38

CHƯƠNG 3: TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT NGOẠI LỰC

❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG 3

Chương 3 là chương giới thiệu các tác dụng địa chất ngoại lực để người học có được kiến thức và kỹ năng thực hành xác định các tác dụng địa chất ngoại lực ảnh hưởng đến cuộc sống cũng như ảnh hưởng đến công tác khoan khai thác

❖ MỤC TIÊU CHƯƠNG 3

Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:

Chỉ ra được các loại hoạt động địa chất ngoại sinh từ đó đưa ra các tác dụng địa chất của chúng

- Trình bày được các tác dụng địa chất ngoại lực

- Trình bày được các ảnh hưởng của tác dụng địa chất ngoại lực đến hoạt động

khoan

➢ Về kỹ năng:

- Xác định được các tác dụng địa chất ngoại lực ngoài thực tế

- Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn trọng trong quá trình làm việc

- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng,

vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 3 (cá nhân hoặc nhóm)

- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 3) trước buổi học;

hồn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống chương 3 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định

- Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Khơng

Trang 39

Chương 3: Tác dụng địa chất ngoại lực Trang 38

tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan

- Các điều kiện khác: Thực tập ngoài thực địa các khu vực có dấu tích của hoạt

động địa chất để HSSV có thể thực hành phẩn bài tập, Ví dụ: núi lớn, núi nhỏ Vũng Tàu,…

❖ PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 3 - Nội dung:

✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến

thức

✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: Vấn đáp/ thuyết

trình

✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: 1 điểm kiểm tra (hình thức: tự luận/trắc

nghiệm/báo cáo)

3.1 TÁC DỤNG PHONG HÓA

3.1.1 Khái niệm chung về tác dụng phong hóa

Tác dụng phong hóa là tồn bộ quá trình phân huỷ cơ học và phân giải hóa học các khống vật và đá dưới tác dụng cảu các tác nhân nhiệt độ, nước, O2, CO2, và của sinh vật

Tác dụng phong hóa xảy ra mạnh mẽ ở gần bề mặt Trái đất, do tại đây chịu tác động trực tiếp của ánh sáng Mặt trời, khí quyển, thủy quyển và sinh quyển

Trang 40

3.1.2 Phong hóa lý học

Phong hóa vật lý là sự phá hủy đá và khoáng vật thành các mảnh vụn có kích thước khác nhau do tác dụng cơ học mà về cơ bản khơng có sự biến đổi về hóa học Dựa vào guyên nhân gây ra hiện tượng phong hóa , người ta chia ra 2 loại tác dụng phong hóa vật lý: tác dụng phong hóa nhiệt và tác dụng phong hóa cơ học

a Tác dụng phong hố nhiệt: Tác dụng phong hóa nhiệt là một trong những hiện

tượng thông thường nhất Tác dụng này sinh ra do sự dao động của nhiệt độ Khi nhiệt độ thay đổi, các hạt khoáng vật tạo đá giãn nở ra hoặc co rút lại

Khả năng hấp thụ nhiệt mặt trời của đá giảm theo chiều sâu và tùy thuộc từng loại khoáng vật

Những nhân tố ảnh hưởng đến phong hóa nhiệt độ là: - Biên độ dao động nhiệt

- Sự không đồng nhất về thành phần của đá - Màu sắc

- Kích thước hạt khống vật trong đá

- Đá càng bị nứt nẻ nhiều càng bị phong hóa mạnh

Hình 3 1 Đá vỡ ra do sự thay đổi nhiệt độ đột ngột

b Tác dụng phong hố cơ học: là q trình phong hóa trong đó các tác nhân vật lý

Định dạng
Số trang	93
Dung lượng	2,06 MB