Bài giảng địa chất đại cương chương 4 phong hóa

CHƯƠNG – PHONG HĨA • Phong hóa tượng địa chất ngoại sinh, làm phá hủy thành phần cấu trúc đá khoáng vật bề mặt trái đất tác động điều kiện khí hậu hoạt động sinh vật bề mặt trái đất (nhiệt độ, độ ẩm, băng hà, sinh vật, ) • Phong hóa thân khơng làm dịch chuyển dịch chuyển đá bị phá hủy Kết tạo lớp sản phẩm phong hóa nằm nơi thành tạo nằm trực tiếp bề mặt đá gốc chưa bị phong hóa • Sản phẩm phong hóa sau tạo di chuyển khoảng cách xa hàng ngàn km tác động dòng nước chảy, gió, băng hà, trọng lực tích tụ nơi địa hình thấp Q trình gọi q trình bóc mịn, vận chuyển lắng đọng trầm tích Vật liệu phong hóa tích tụ nằm trực tiếp bề mặt đá chưa bị phong hóa Vật liệu phong hóa bóc mịn, vận chuyển lắng đọng Theo tác nhân chế gây phong hóa, người ta chia làm ba loại phong hóa: Phong hóa vật lý (cơ học: Gây phá hủy đá cứng ban đầu thành mảnh vụn không làm biến đổi thành phần đá khoáng vật Phong hóa hóa học: Xảy nước khơng khí tham gia phản ứng hóa học với đá, kết làm biến đổi thành phần hóa học thành phần khoáng vật đá gốc tạo lên sản phẩm phong hóa có đặc điểm hóa lý khác hẳn so với đá ban đầu Phong hóa sinh học: xảy tác động sinh vật Tùy theo chế phá hủy sinh vật mà chia nhỏ thành phong hóa sinh hóa học phong hóa sinh học PHONG HĨA CƠ HỌC Bản chất q trình phong hóa học làm nứt nẻ phá hủy khối đá nguyên sinh kích thước lớn ban đầu thành bảnh vụn nhỏ giữ nguyên thành phần đá Q trình phá tủy diễn nguyên nhân sau: Nứt nẻ giải phóng áp suất: Một số tầng đá bị chôn vùi sâu, chịu áp lực lớp tầng đá nằm Do tác động lực kiến tạo, vực nâng cao, lớp đá phủ bị bóc mịn làm cho áp lực đè lên tầng đá sâu bị giảm đi, thể tích tầng đá sâu đươc giãn nở trạng thái cứng dòn Kết đá bị nứt tách Nứt nẻ giải phóng áp suất Nứt nẻ nước đóng băng: nước tồn khe nứt, lỗ rỗng đóng băng tăng thể tích làm cho đá bị nứt nẻ mạnh Khe nứt bị mở rộng nước đóng băng Cột đá bị bào mịn gió cát Rễ tăng trưởng làm cho đá bị nứt tách Phá hủy, bào mòn ma sát: mảnh vụn trình vận chuyển bị cọ xát bào mòn lẫn Phá hủy sinh vật: Rễ mọc khe nứt đá lớn lên làm cho đá bị nứt toác Phá hủy tăng-giảm nhiệt độ: Các đá bề mặt trái đất trải qua chu kỳ nóng/lạnh theo ngày theo năm Sự thay đổi nhiệt độ làm cho thể tích bị giãn nở co lại Do nhiệt độ bề mặt thay đổi nhanh so với sâu nên q trình co giãn thể tích đá xảy nhanh – gây lên hiên tượng co giãn bất đồng làm cho đá bị nứt nẻ PHONG HĨA HĨA HỌC • Bản chất phong hóa hóa học phản ứng hóa học xảy thành phần đá với nước khơng khí Q trình phong hóa hóa học xảy theo phương thức sau: Phương thức hòa tan: khống vật bị hịa tan nước tạo thành ion tự CaCO3 + CO2 + H2O ↔ Ca(HCO3)2 • Kết phản ứng hịa tan thuận nghịch xảy đá cacbonat trạo thành hang động karst măng/nhũ, cột đá hang động Măng/cột & nhũ đá phát triển hang karst Phương thức oxi hóa (có tham gia oxi): FeS2 + nH2O → FeSO4 + Fe2(SO4)3 → Fe2O3 + nH2O Phương thức hydrat hóa (có tham gia nước): CaSO4 (anhydrit) + H2O +CaSO4.2H2O (thạch cao) Phương thức thủy phân: có trao đổi ion H +, OH- với ion nguyên tố thành phần khoáng vật thuộc nhóm silicat 2KAlSi3O8 (feldspar) + 2H+ + 2HCO3 +H2O → Al2Si2O5(OH)4 (kv sét) + 2K+ + 2HCO3- + 4SiO2 • Kết q trình phong hóa tạo lên lớp vỏ phong hóa bề mặt đá gốc Theo thứ tự từ xuống mức độ phong hóa giảm dần Trên tầng đất trồng (thổ nhưỡng) sau đến tầng phong hóa – tầng bán phong hóa tầng đá gốc • Liên quan đến vỏ phong hóa có nhiều mỏ khống sản có giá trị cao hàm lượng quặng làm giàu thứ sinh Vỏ phong hóa laterite (silic) Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phong hóa chiều dày vỏ phong hóa: Thành phần thạch học Chế độ phá hủy kiến tạo: đá dập vỡ mạnh dễ phong hóa đá nguyên khối Điều kiện khí hậu: trình phong hóa vùng khí hậu nóng ẩm xảy mạnh mẽ hơn, đặc biệt phong hóa hóa học) so với vùng khí hậu khơ lạnh Yếu tố địa hình: địa hình cao dốc thường bị bóc mịn nhanh địa hình phẳng thấp lại có lớp vỏ phong hóa mỏng Tai biến địa chất liên quan đến vỏ phong hóa tượng phong hóa phổ biến là: làm suy yếu móng cơng trình Gây lên tượng lở đất vùng địa hình dốc Gián tiếp gây lên tượng lũ bùn, lũ quét,…