Giáo trình địa chất cơ sở phần 2

CHƯƠNG CHUYỂN ĐỘNG KIẾN TẠO VÀ SỰ BIẾN DẠNG CỦA VỎ TRÁI ĐẤT 3.1 Khái niệm kết chuyển động kiến tạo 3.1.1 Khái niệm Chuyển động kiến tạo chuyển động học của vật chất trái đất tác dụng của nội lực kiến tạo phát sinh từ bên lòng đất gây Nguồn gốc của lực kiến tạo gồm: Lực kiến tạo sinh quay xung quanh trục của trái đất; Lực kiến tạo phát sinh từ vận động của vật chất bên trái đất; Lực kiến tạo sinh va chạm giữa mảng của vỏ trái đất Theo quan điểm của thuyết kiến tạo mảng vỏ trái đất bị các đứt gãy sâu chia cắt thành nhiều mảng khác nhau; Lực kiến tạo gây nên tập trung giải phóng ứng śt trái đất ngồi mặt đất… Trong số loại ng̀n gốc nêu có lẽ lực kiến tạo chủ yếu làm biến đổi mạnh mẽ vỏ trái đất lực phát sinh từ vận động của vật chất nằm mềm Các nhà khoa học đều thừa nhận tồn tại của mềm, ý nghĩa to lớn của nó hoạt động kiến tạo của vỏ trái đất Vỏ trái đất hay thạch nằm trôi và trượt mềm vậy lực phát sinh từ mềm tác động trực tiếp mạnh mẽ tới vỏ trái đất, làm vỏ trái đất bị biến dạng mạnh mẽ Sự chuyển động kiến tạo là một số đối tượng nghiên cứu của kiến tạo học (Lê Như Lai, 1993) 3.1.2 Kết chuyển động kiến tạo Sự chuyển động của vỏ trái đất nguyên nhân trực tiếp dẫn tới những kết như: - Sự biến đổi của thạch quyển; - Làm xuất mất biển lục địa; - Làm thay đổi thế nằm cấu tạo lớp đá, phá hủy đá; - Gây nên đợng đất, sóng thần, núi lửa 3.2 Phân loại chuyển động kiến tạo Sự chuyển động của vỏ Trái đất phức tạp về phương và chiều, song về có dạng chính: Dạng chuyển đợng theo phương thẳng đứng dạng chuyển động theo phương nằm ngang 3.2.1 Chuyển động theo phương thẳng đứng Chuyển đợng cịn gọi chuyển động thăng trầm Đây là dạng chuyển 110 động nâng lên, hạ xuống theo phương thẳng đứng của vỏ trái đất Nó thường xảy mợt diện tích rợng lớn, tốc đợ chậm chạp Vị trí, phạm vi lớn nhỏ, biên độ, tốc độ của chuyển động dạng sóng, dẫn tới những đổi thay về biển lục địa, địa thế cao thấp, những di chuyển thẳng đứng của khối đá, biến đổi thế nằm uốn cong một cách nhẹ nhàng Chuyển động thăng trầm nguyên nhân hình thành nên châu lục, quần đảo và các đại dương vậy nó cịn gọi chuyển động tạo lục Những biểu của chuyển động thăng trầm ghi nhận rất rõ nhiều nơi thế giới Ví dụ: - Ngồi Vịnh Hạ Long, vách các núi đá vôi thấy rất rõ ngấn nước biển cổ, đó là vết lõm sâu vào vách đá sóng vỗ tạo nên Do chuyển đợng nâng lên của khu vực biển Hạ Long làm ngấn nước biển cổ nằm cao mực nước biển đại ≈ 2m (hình 3.1) Mực nước biển cổ Mực nước biển Hình 3.1 Vận động nâng lên vỏ trái đất - Năm 1749 người ta phát một thành phố nhỏ Vịnh Napolis (tḥc Italia) cịn bị ngập nước biển Thành phố này xây dựng từ năm 105 TCN, vỏ trái đất khu vực bị lún chìm làm thành phố phải ngập nước biển - Hiện một phần lãnh thổ của đất nước Hà Lan bị chìm dần với tốc đợ vài mm/năm Do vậy, phần lãnh thổ nằm thấp mực nước biển tại khoảng vài mét Vì vậy, người ta phải xây dựng đê biển cao tới 15m để đảm bảo an toàn cho người dân 3.2.2 Chuyển động theo phương nằm ngang Đây là dạng chuyển động thứ hai của vỏ trái đất Không một nhà khoa học địa chất phủ nhận vai trị to lớn của dạng chuyển đợng q trình làm biến dạng vỏ trái đất Nó nguyên nhân làm vỏ trái đất bị căng dãn, nứt vỡ bị ép nén va húc, chúi vào Kết hình thành nên những dãy núi uốn nếp dài hàng ngàn km (dãy Hymalaya, dãy Trường Sơn…) và tạo nên hệ thống đứt gãy (phay) kiến tạo có quy mơ rất khác nhau, phân bố đều khắp vỏ Trái đất Chính vậy, dạng chuyển động nằm ngang theo phương tiếp tuyến với Trái đất 111 này cịn gọi chuyển đợng tạo sơn hay chuyển động tạo nếp uốn và đứt gãy Theo học thuyết kiến tạo mảng, chuyển động nằm ngang giữ vai trò chủ đạo làm biến dạng vỏ Trái đất Các đứt gãy sâu làm vỏ Trái đất nứt vỡ thành nhiều mảng chuyển động ngang, mảng xô húc vào tách rời nhau… Trong thực tế tự nhiên, biểu của chuyển động theo phương ngang nhà khoa học ghi nhận, xác định mợt cách khoa học, xác thuyết phục Ví dụ: - Khoảng cách giữa đài thiên văn Greenwich (Anh) và Washington (Hoa Kỳ) vòng 13 năm rút ngắn lại 0.7m chuyển dịch ngang về phía của hai quốc gia hai châu lục - Kết đo đạc từ vệ tinh nhân tạo cho thấy nước Anh so với đồ cũ vẽ dịch chuyển về phía bờ biển châu Âu khoảng 190m 3.3 Lớp đá nằm lớp đá 3.3.1 Khái niệm lớp đá Lớp đá là một thể địa chất tự nhiên tương đối đồng nhất về thành phần, màu sắc, cấu tạo, kiến trúc, hóa thạch và giới hạn hai bề mặt song song hay gần song song với Ngồi danh từ “lớp” người ta cịn dùng danh từ “vỉa” để lớp khống sản có ích, ví dụ vỉa than, vỉa fotforit v.v… Sự xen kẽ của lớp gọi tính phân lớp Nó thể tính khơng đờng nhất tầng đá trầm tích rõ thay đổi điều kiện lắng đọng trầm tích Tính phân lớp mợt những đặc điểm quan trọng và đặc trưng nhất của đá trầm tích Nó là sở để nghiên cứu vấn đề về đá trầm tích, địa tầng, địa chất thủy văn, địa chất cơng trình, địa mạo, Tính phân lớp cho phép ta đối chiếu so sánh mặt cắt địa tầng, xác định hướng cự ly dịch chuyển của chuyển động kiến tạo thẳng đứng, tiến hành tìm kiếm theo dõi tầng quặng, vỉa dầu mỏ, nước ngầm… Khi các đá trầm tích bị biến dạng, nhờ có tính phân lớp mà quan sát nếp uốn, vậy tính phân lớp là sở để nghiên cứu cấu tạo uốn nếp Hiểu tính phân lớp mợt điều kiện rất quan trọng chọn lựa các phương mn pháp khai thác mt Vách md mđ  Trụ Hình 3.2 Các yếu tố cấu tạo lớp đá 112 Mặt giới hạn giữa lớp vỉa gọi mặt lớp, chúng thường không phẳng, khơng song song mà gờ ghề và có độ cong lớn Mặt của lớp (vỉa) gọi vách hay mái, mặt gọi trụ hay đáy của lớp (hình 3.2) Chuyển tiếp từ lớp sang lớp khác rõ ràng (đợt ngợt) hay không rõ ràng (từ từ) Trong trường hợp chuyển tiếp từ từ ranh giới giữa lớp kề vạch mợt cách quy ước dựa vào thay đổi thành phần từ lớp sang lớp khác Đặc tính chuyển tiếp từ lớp sang lớp khác cho phép ta giải đoán cổ mơi trường đó xảy q trình lắng đọng trầm tích Khoảng cách từ vách tới trụ của lớp bề dày của Bề dày có hai loại: bề dày thật bề dày biểu kiến Bề dày thật đo vuông góc với vách trụ bề dày biểu kiến khoảng cách bất kì nào đó giữa vách trụ của lớp ấy Ngoài hai khái niệm nêu trên, thực tế địa chất, người ta dùng khái niệm bề dày thiếu Bề dày thiếu khoảng cách bất kì đo từ vách trụ của lớp đến hết phần lộ của lớp ấy 3.3.2 Các yếu tố cấu tạo lớp đá Trong một lớp đá có các yếu tố cấu tạo sau: - Vách (nóc) mặt lớp của lớp đá nó hình thành sau lớp đá đó - Trụ (đáy) mặt lớp dưới, nó hình thành lớp đá - Chiều dày thật (mt) khoảng cách ngắn nhất từ vách đến trụ (là đường vng góc từ vách đến trụ) - Chiều dày biểu kiến (mbk) khoảng cách bất kỳ nối từ vách đến trụ Người ta thường quan tâm tới hai loại chiều dày biểu kiến ngang biểu kiến đứng Chiều dày biểu kiến ngang khoảng cách từ vách tới trụ tính theo phương ngang (mn) Cịn chiều dày biểu kiến đứng tính theo phương thẳng đứng (mđ) Lớp đá nằm nghiêng và yếu tố của lớp đá (hình 3.2) ( - góc dốc của lớp đá) 3.3.3 Các yếu tố nằm lớp đá Các yếu tố thế nằm của lớp đá gồm: Đường phường, đường dốc, hướng dốc góc dốc Chúng gọi chung sản trạng của lớp đá Song tùy thuộc vào thế nằm (ngang, nghiêng, đứng) mà số lượng yếu tố thế nằm nhiều hay Khi lớp đá nằm nghiêng có đủ yếu tố thế nằm (hình 3.3): – Đường phương – Đường dốc 113 – Hướng dốc (hướng cắm) - Góc dốc  (3) (4) α (2) (1) α Hình 3.3 Lớp đá nằm nghiêng yếu tố nằm - Đường phương giao tuyến giữa mặt phẳng nằm ngang với mặt lớp (vách, trụ) (thường là đường kéo dài của lớp đá) - Đường dốc là đường nằm trực tiếp mặt lớp vng góc với đường phương (nó là đường sâu xuống lịng đất) - Hướng dốc hình chiếu của đường dốc lên mặt phẳng nằm ngang vuông góc với đường phương - Góc dốc () góc hợp đường dốc và hướng dốc Hoặc góc hợp giữa mặt phẳng nằm ngang với mặt lớp Góc dốc có giá trị tối thiểu 00; tối đa = 900 (00 ≤  < 900) 3.3.4 Các góc phương vị Trong địa chất người ta thường sử dụng hai loại góc phương vị: Góc phương vị đường phương  và góc phương vị hướng cắm  - Góc phương vị đường phương (hình 3.4) là góc tạo phương bắc địa lý và đường phương của lớp đá Giá trị của nó tính theo chiều thuận kim đồng hồ 00 B (phương Bắc địa lý) 1 Đường phương của lớp đá Đ 900 2700 T 2 N 1800 Hình 3.4 Góc phương vị đường phương lớp đá 114 Như vậy với một lớp đá hay một vỉa than đồng thời tồn tại hai góc phương vị 1 2 chúng 1800 1 = 2 ± 1800 2= 1 ± 1800 Giá trị tối thiểu của  = 00 Giá trị tối đa của  = 3600 00 ≤  ≤ 3600 - Góc phương vị hướng cắm  (hình 3.5) Góc phương vị hướng cắm  góc hợp phương bắc địa lý và hướng cắm của lớp đá, giá trị của tính theo chiều tḥn kim đờng hờ Góc  có giá trị tối thiểu 00, tối đa 3600 (00 ≤  ≤ 3600) Mối quan hệ giữa  : Chúng 900  =  ± 900 hay  =  ± 900 00 B (phương Bắc địa lý) Đường phương của lớp đá 2700 T  Đ 900 Hướng cắm của lớp đá N 1800 Hình 3.5 Góc phương vị hướng cắm lớp đá 3.3.5 Ký hiệu yếu tố nằm, góc phương vị vẽ Ký hiệu sản trạng đồ: Trên đồ địa chất, người ta thể yếu tố địa chất hình chiếu (bản đờ, bình đờ) Để thể thế nằm của chúng, người ta dùng ký hiệu quy ước để biểu diễn yếu tố thế nằm của lớp đá (hay vỉa than) Ký hiệu đó gọi ký hiệu sản trạng Cụ thể cách thể ký hiệu sản 400 trạng sau: Trong đó: Đầu chữ T đoạn dài (0.8 cm) thể đường phương của lớp đá Thân chữ T (0,3 cm) thể hướng cắm của lớp đá 400 góc dốc  của lớp đá 300 a 400 b c d Hình 3.6 Các dấu hiệu quy ước để biểu diễn yếu tố nằm a – nằm nghiêng; b – nằm thẳng đứng; c – nằm ngang; d – nằm đảo 115 3.3.6 Các dạng nằm lớp đá Thế nằm là tư thế tồn tại của lớp đá vỏ trái đất, có thế nằm sau: Thế nằm ngang, thế nằm nghiêng thế nằm thẳng đứng (hình 3.7) (a)   (b) (c) Hình 3.7 Các dạng nằm lớp đá a Thế nằm ngang; b Thế nằm nghiêng c Thế nằm thẳng đứng Phần lớn trầm tích bề mặt Trái đất tích tụ biển bể nước nội địa hay miền đồng ven bờ Trong những điều kiện ấy, tích tụ trầm tích có đợ nghiêng nhỏ, góc nghiêng 10, cá biệt có những trường hợp góc nghiêng đến vài chục đợ Vì vậy, phần lớn các đá trầm tích có thế nằm ngang gần ngang Cũng cần ý tiến triển trầm tích lâu dài liên tục làm san dần đáy biển làm cho ngày phẳng Thế nằm nguyên sinh của các đá có góc nghiêng lớn từ 3- 40 rất đạt đến 100, xuất những nơi trầm tích lắng đọng sườn dốc của mặt đất sườn khối nhô cao ngầm nước Ta thấy rằng, đại bộ phận thế nằm nguyên sinh của lớp có độ dốc rất nhỏ, các đá phân bố rợng rãi chìm lún tương đối của lớp tập lớp các điểm khác rất lớn đạt tới hàng chục hay hàng trăm mét km chiều ngang Thế nằm nguyên sinh của các đá dược bảo tờn, nó thường bị phá hủy chuyển động kiến tạo về sau, chuyển động đó làm cho các đá bị nghiêng đi, bị uốn nếp phá hủy đứt gãy Các thế nằm sau của các đá gọi thế nằm bị phá hủy 3.3.7 Địa bàn địa chất - Ý nghĩa: Địa bàn địa chất dùng để xác định các góc phương vị (, ) góc dốc  của lớp đá, và để đo góc dốc (đợ dốc của hình - các sườn núi vv…) - Cấu tạo của địa bàn địa chất (hình 3.8) gờm thành phần sau: (1) – Kim địa bàn 116 (2) – Vịng chia đợ ngoài (dùng để đọc giá trị của góc phương vị hướng cắm ) (3) – Vịng chia đợ (dùng để đọc giá trị góc dốc ) (4) – Quả dọi (dùng để đo góc dốc ) (5) – Bọt thủy chuẩn (6) – Chốt hãm kim (7) – Vỏ địa bàn (5) (2) (3) (4) (1) (6) (7) Hình 3.8 Cấu tạo địa bàn địa chất - Cách đo góc   Các xác đinh góc phương vị hướng cắm : Đặt đầu bắc của địa bàn (ký hiệu: N, 360o) quay về hướng phía cắm, trục bắc nam của địa bàn song song với hướng cắm Chỉnh địa bàn về vị trí nằm ngang (để kim địa bàn quay tự do) dựa vào bọt thủy và đọc giá trị góc  vịng chia đợ ngoài theo kim đầu bắc Trong thực tế cần xác định góc  là đủ, không cần xác định γ, đo  mà không đo  để suy ) Các xác định góc dốc (): Đặt nghiêng địa bàn, để vịng chia đợ (3) quay xuống Đặt trục bắc nam (cạnh) địa bàn song song (trùng) với đường dốc Đọc giá trị góc  vịng chia độ theo kim của dọi 3.4 Biến dạng uốn nếp cấu tạo nếp uốn 3.4.1 Khái niệm nếp uốn Chúng ta nghiên cứu thế nằm uốn nếp xuất các đá có tính phân lớp biến dạng dẻo Các đá bị vị nhàu thành nếp uốn có tuổi rất khác phổ biến rất rộng rãi Chúng quan sát khắp mọi nơi thuộc các đới 117 đụng đợ giữa mảnh phụ bề mặt thạch của Trái Đất Tuy nhiên những nơi phát triển các đá nằm ngang nghiêng phần móng sở của nó thường phổ biến thành tạo uốn nếp, vậy dạng nằm uốn nếp phổ biến khắp mọi nơi vỏ Trái Đất Ở Việt Nam, miền Đông Bắc, Tây Bắc Bắc Trung Bộ đều phát triển phong phú dạng uốn nếp Những đoạn uốn cong dạng hình sóng tầng phân lớp hình thành đá biến dạng dẻo gọi nếp uốn Hoạt động uốn nếp tạo thành toàn nếp uốn Nếp uốn chia hai loại bản: nếp lồi nếp lõm Nếp lồi những nếp uốn có phần lời, phần uốn cong hướng lên phía những nếp uốn mà có phần trung tâm của phân bố các đá cổ so với phần rìa xung quanh (hình 3.9) c a 45 45 T3 45 T2 T3 T2 T1 45 T1 d b a Mơ hình Hình 3.9 Cấu trúc nếp lồi b Mặt cắt c Ảnh vết lộ 45 55 55 45 d Bình đồ Nếp lõm những nếp uốn có phần lõm, phần uốn cong hướng xuống phía Trong nếp lõm phần trung tâm của chúng bao gồm các đá trẻ so với các đá tạo nên phần rìa của chúng (hình 5.10) 118 T1 T3 45 T2 45 45 T3 T2 45 55 T1 a 45 c b Hình 3.10 Cấu trúc nếp lõm a Mặt cắt b Ảnh vết lộ c Bình đồ 3.4.2 Các yếu tố nếp uốn Các yếu tố cấu tạo của nếp uốn sau: - Vòm của nếp uốn: Phần của nếp uốn mà đó lớp đá bị uốn cong gọi vòm của nếp uốn (hinge zone) hay nhân của nếp uốn (hình 3.11) Thuật ngữ nhân nếp uốn dùng để các đá phần trung tâm của nếp uốn, mơ tả hình dạng nếp uốn dùng tḥt ngữ vòm nếp uốn - Đường vòm (hinge line) trọng tâm của các điểm có độ uốn cong lớn nhất của bề mặt bị uốn nếp Đối với nếp uốn dạng trụ đường vịm song song với trục của trụ Vì vậy thực tế để đo trục nếp uốn, người ta đo thế nằm của đường vòm gọi trục của nếp uốn Đường lề Góc nếp uốn Điểm đỉnh nếp uốn Vòm nếp uốn Nhân nếp uốn Cánh nếp uốn Cánh nếp uốn P Trục dài (d) Điểm đáy nếp uốn Trục ngắn (r) Hình 3.11 Các yếu tố cấu tạo nếp uốn 119 chất lỗ khoan, mẫu biên (đặt lỗ khoan lấp lỗ khoan, đo độ cong lỗ khoan, đo karota, kẹt cứu kẹt, rút gọn mẫu…) Riêng sổ địa chất lỗ khoan trời cần ghi đầy đủ theo yêu cầu của qui phạm, riêng trang đầu cần ghi đủ (theo bảng 6.1) Bảng 6.1 Nhật ký theo dõi khoan Chiều sâu Chiều Bề dầy lớp (m) dài của lớp Số Tỷ lệ Góc mẫu Mơ tả Số hiệu hiệu theo mẫu dốc lớp thân quặng lấy lớp lớp Từ Đến trục (%) (m) (m) Độ sâu Bề dầy mực thật Ghi thủy của lớp tĩnh (m) (m) Bảng 6.2 Thơng số thân khống sản khoan qua Chiều sâu gặp thân quặng (m) Số hiệu thân quặng Từ Số thứ tự Đến Chiều dầy theo trục (m) Mẫu lấy Theo Theo khoan vật lý Chiều dài Tỷ lệ mẫu mẫu lấy (%) Tổng hợp Góc dốc lớp Bảng 6.3 Bảng tỷ lệ lấy mẫu khoáng sản Bảng 6.4 Bảng kết phân tích hóa Loại đá quặng Đã khoan (m) Tỷ lệ mẫu m học mẫu khoáng sản Số hiệu mẫu Chiều sâu lấy mẫu (m) Từ Đến Chiều dài mẫu (m) Hàm lượng thành phần (%) Để có số liệu ghi vào bảng trên, vẽ thiết đồ lỗ khoan cần phải: 212 % Chiều dầy thật - Kiểm tra, nghiên cứu khay mẫu khoan, xác định số liệu ghi vào sổ theo dõi khoan Cần ý: lõi cứng rửa sạch, lõi dễ hịa tan cần gọt phần bẩn dính bên ngồi, loại bở rời làm trên, không nên rửa và va đập mạnh Vật liệu mẫu xếp theo thứ tự từ trái qua phải, từ xuống dưới, từ nông đến sâu, giữa hiệp khoan đặt thẻ (eteket) gỗ ghi đủ có thông tin theo qui định sơn đỏ mực có túi nilon bảo vệ Trên thành của vùng đầy mẫu ghi sơn đỏ: tên vùng mỏ, số hiệu lỗ khoan, số hiệu thùng mẫu, chiều sâu khoan từ …m đến …m - Đo kiểm tra định kỳ chiều sâu lỗ khoan theo khoảng 40-50m, vách trụ thân quặng từng khoảng cách nhất định thân quặng có chiều dầy rất lớn đợ sâu tiến hành hiệu chỉnh chiều dầy của lớp theo độ sâu thừa nhận Công thức hiệu chỉnh chiều dầy lớp: mi = mi’ ± ( m.mi' ) l mi: Chiều dầy lớp hiệu chỉnh; mi’: Chiều dầy lớp chưa hiệu chỉnh; m: Sai số của hai lần đo; l: chiều sâu chưa kiểm tra Dùng dấu “+” chiều sâu lớn chiều sâu chưa kiểm tra, nếu kết ngược lại dùng dấu “-” - Đo góc dốc lõi khoan nơi có đường phân lớp rõ ghi độ dốc và độ sâu chỗ đo độ dốc - Theo dõi thường xuyên khoan quặng để đảm bảo việc lấy mẫu xác lập sơ đờ lấy mẫu phân tích - Vẽ cợt địa tầng lỗ khoan theo tài liệu thu thập hàng ngày để dự đoán những thay đổi thiết kế địa chất lỗ khoan về chiều sâu gặp quặng, mất quặng quyết định việc ngừng khoan - Thu thập tài liệu đo karota lỗ khoan, đề đạt ý kiến về xác định đợ sâu bắn mìn kiểm tra - Rút gọn mẫu lõi từng loại đá khác theo thứ tự độ sâu tăng dần của lỗ khoan để lập mặt cắt địa chất tuyến khoan lập cột địa tầng vùng mỏ mẫu tiến hành phân tích thạch học kính hiển vi để lập bộ sưu tập mẫu phục vụ cho mục đích khác Trong thiết đờ địa chất lỗ khoan theo kết của lỗ khoan (sổ tài liệu địa chất lỗ khoan) tài liệu địa vật lý kiểm tra lỗ khoan 213 THIẾT ĐỒ ĐỊA CHẤT LỖ KHOAN Ngày bắt đầu khoan:… Ngày kết thúc:… Góc nghiêng: … Tọa đợ: Theo khoan Kết đo Độ mực nước sâu Thiết Thay trụ Mất đồ đổi lớp nước mực (m) (m) nước tỷ lệ: Theo vật lý Tỷ lệ lấy Chiều mẫu dầy lớp % (m) m Tổng hợp Đợ Góc Đợ sâu sâu Thiết Thiết dốc trụ lớp trụ đồ đồ lớp (m) lớp (m) Chiều Góc dầy dốc Mơ tả lớp lớp (m) Khi vẽ thiết đồ địa chất, biểu diễn lớp đá quặng vị trí nằm ngang, lớp nằm ngang, các đá mgama dạng khối thiết đồ theo khoan, theo địa vật lý Ở thiết đồ tổng hợp lớp đá quặng nằm nghiêng, góc dốc thay đổi người ta vẽ ranh giới lớp theo phương pháp đường phân giác (hình 6.18) A S B R O Hình 6.18: Hình vẽ đường phân lớp theo phương pháp đường phân giác Đường phân giác của góc OAB (xây dựng theo cách vẽ mục tính chiều dầy thật theo lỗ khoan) cắt các đường nghiêng của lớp các điểm S, R Từ các điểm vẽ các đoạn thẳng song song với các đường nghiêng đó tùy theo vị trí của thiết đờ, ta có đường nghiêng của lớp thiết đồ địa chất lỗ khoan 6.7 Cột địa tầng địa chất 6.7.1 Khái niệm 214 Đi kèm với đồ địa chất phải có mợt cợt địa tầng tổng hợp đặt bên trái đồ địa chất Cột địa tầng tổng hợp mợt cợt thẳng đứng, có tỉ lệ thường lớn tỉ lệ của đồ, chiều rộng từ – cm Chiều dài bố trí cho chiều cao của đồ địa chất Trên cột địa tầng tổng hợp từ lên trên, người ta xắp xếp tất phân vị địa tầng từ cổ đến trẻ lộ vùng lập BĐĐC Trên cột địa tầng tổng hợp, người ta sử dụng kí hiệu dấu hiệu quy ước để biểu diễn thành phần, quan hệ của các đá trầm tích, phun trào, biến chất tuổi tương đối của chúng Dưới là một số quy định thành lập một cột địa tầng tổng hợp - Bên trái cột địa tầng ghi thang phân vị địa tầng phụ trợ (giới, hệ, thống, đới, loạt, hệ tầng…) Tên các phân vị thạch địa tầng (phức, hệ, loạt ) ghi bên trái cợt địa tầng, cịn phân vị nhỏ phụ tầng, đới… ghi bên phải cợt phần ghi đặc điểm của đá Tất kí hiệu chung của phân vị địa tầng đều ghi bên trái cột - Bên phải cột ghi bề dày phân vị địa tầng (bằng mét), mô tả đặc điểm thạch học, hóa thạch phát (hình 6.19) Nếu bề dày của phân vị địa tầng nào đó quá lớn làm cho chiều dài của cột địa tầng tăng lên đáng kể, đó cho phép ta có thể dùng hai đường dạng sóng liền nét cách 0.4 – 0.5 mm để giới hạn bớt chiều dài của phân vị địa tầng ấy Ngược lại, có mợt phân vị địa tầng q nhỏ ta biểu diễn ngồi tỉ lệ phải ghi phần giải Khi phân vị địa tầng nằm chỉnh hợp với cợt địa tầng một đường thẳng liền nét cịn mợt bất chỉnh hợp địa tầng người ta vẽ nét lượn sóng nhỏ và trơn, với mợt bất chỉnh hợp ta vẽ mợt đường lượn sóng nhỏ có góc Trong trường hợp ranh giới giữa phân vị địa tầng không rõ ràng vạch hai đoạn đường song song bỏ trống khoảng 4mm, đặt dấu chấm hỏi tại vị trí đó và phần tử mô tả bên phải cột địa tầng viết “khơng rõ ràng” Trong mợt phân vị địa tầng, nếu tồn tại tầng, vỉa đánh dấu, thấu kính chứa loại khống sản có ích… đều phải đưa vào cột địa tầng dấu hiệu quy ước Cũng vậy, có biến đổi tướng trầm tích theo chiều ngang mợt phân vị địa tầng biểu diễn chuyển tướng ấy dấu hiệu đường vạch quy ước Đối với magma phun trào, xác định rõ mối quan hệ của chúng cợt địa tầng biểu diễn chúng giống các phân vị của đá trầm 215 tích Hình 6.19 Cột địa tầng tổng hợp đới Trường Sơn (theo Trần văn Trị, 1977) Đối với magma xâm nhập khơng biểu diễn cột địa tầng tổng hợp trừ trường hợp đặc biệt Ví dụ trường hợp nghiên cứu và đối sánh lịch sử phát triển kiến tạo miền Bắc Việt Nam, cột địa tầng tổng hợp thành lập cho từng đới tướng cấu trúc Trên cột địa tầng này, đưa các pha xâm nhập vào cột địa tầng ký hiệu quy ước Việc đưa các pha xâm nhập vào tuổi 216 khác cột địa tầng tổng hợp nhằm làm dễ dàng cho việc đối chiếu, so sánh lịch sử phát triển kiến tạo miền Bắc Việt Nam Việc thành lập cột địa tầng tổng hợp thường xuyên phải dựa vào tài liệu địa tầng địa phương Nguyên tắc thành lập cột địa tầng địa phương giống với thành lập cột địa tầng tổng hợp Tuy nhiên, địa phương, các phân vị địa tầng thường hơn, vậy cợt địa tầng địa phương về hình thức nợi dung thường đơn giản hóa nhiều, điều quan trọng biểu cho mối quan hệ không gian thời gian của phân vị địa tầng thuộc địa phương ấy Tóm lại nội dung cột địa tầng bao gồm: - Các cột thể tuổi (giới, hệ, thống, bậc cột ký hiệu tuổi); - Cột thể đá (cột địa tầng); - Cột chiều dày phân vị địa tầng; - Cột mô tả đá và đặc điểm hóa thạch Trong cợt cần mơ tả ngắn gọn, đầy đủ những nội dung như: Tên đá, màu sắc, cấu tạo, kiến trúc, độ cứng, mức độ nứt nẻ (khe nứt)… và ghi đầy đủ xác tên của những hóa thạch phát khu vực nghiên cứu Chú ý: Trong cột địa tầng theo quy ước không tô màu đá xâm nhập Hình 6.20 Hình mẫu cột địa tầng 6.7.2 Phân loại cột địa tầng Hiện nay, cột địa tầng chia làm hai loại: - Cột địa tầng tổng hợp cột địa tầng dùng cho một khu vực rộng lớn của vỏ trái đất, và thường có quy ước thống nhất chung - Cột địa tầng địa phương cột địa tầng dùng cho một phạm vi hẹp một quốc gia, một vùng nhỏ bé một quốc gia, hay vài quốc gia liền 217 6.7.3 Các bước xây dựng cột địa tầng - Chọn tỷ lệ cột địa tầng làm cho thích hợp với khn khổ đờ và đủ để thể thành phần thạch học, tướng trầm tích của các phân vị địa tầng Các phân vị địa tầng xắp xếp theo thứ tự từ cổ đến trẻ Thể các quan hệ chỉnh hợp, bất chỉnh hợp giữa các phân vị địa tầng nếu có - Bên phải cột địa tầng là cột chiều dày các phân vị địa tầng, đó ghi chiều dày tối đa và tối thiểu của từng phân vị, tiếp theo là phần mô tả tóm tắt thành phần thạch học, khoáng sản và các hóa đá định tuổi địa tầng - Bên trái cột địa tầng là các cột tên phân vị địa tầng, bậc, thống, hệ, giới CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG Câu hỏi Nêu khái niệm về đờ địa hình? Trình bày nợi dung và ý nghĩa của đờ địa hình? Câu hỏi Thế nào là đờ địa chất? Trình bày nợi dung của đờ địa chất? Câu hỏi Trình bày các loại đờ địa chất? Bản đồ nào thường dùng khai thác khoáng sản? Câu hỏi Bản đồ lộ vỉa thân khoáng sản là gì? Nêu ý nghĩa công tác khai thác khoáng sản? Câu hỏi Nêu khái niệm và ý nghĩa của bình đờ tính trữ lượng? Trình bày phương pháp tính trữ lượng khoáng sản dạng vỉa bình đờ đờng đẳng trụ Câu hỏi Nêu khái niệm về mặt cắt địa chất và trình bày ngun tắc bố trí tún mặt cắt? Câu hỏi Trình bày các bước thành lập mặt cắt địa chất? Câu hỏi Trình bày các loại thiết đờ cho các cơng trình khai đào? Câu hỏi Trình bày thiết đờ lỗ khoan khai thác mỏ? Câu hỏi 10 Nêu khái niệm về cột địa tầng? Trình bày các bước xây dựng cợt địa tầng? 218 MỤC LỤC BÀI MỞ ĐẦU 1 Địa chất học và đối tượng nghiên cứu của địa chất học Nhiệm vụ của địa chất học Các phương pháp nghiên cứu của địa chất học CHƯƠNG TRÁI ĐẤT VÀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CỦA VỎ TRÁI ĐẤT 1.1 Khái quát về trái đất 1.1.1 Nguồn gốc của trái đất 1.1.2 Vị trí, hình dạng, kích thước hình thái bề mặt Trái đất 1.1.2.1 Vị trí Trái đất vũ trụ 1.1.2.2 Hình dạng, kích thước Trái đất 1.1.2.3 Hình thái bề mặt Trái đất 11 1.1.3 Cấu tạo bên và đặc điểm vật chất tạo thành vỏ Trái đất 14 1.1.3.1 Lớp vỏ Trái đất 15 1.1.3.2 Lớp manti 17 1.1.3.3 Lớp nhân 18 1.1.4 Các tính chất vật lý của trái đất 19 1.1.4.1 Trọng lực 19 1.1.4.2 Tỷ trọng áp lực trái đất 20 1.1.4.3 Địa Từ Trường 20 1.1.4.4 Nhiệt Trái đất 21 1.2 Thành phần vật chất của vỏ trái đất 22 1.2.1 Thành phần hóa học 22 1.2.1.1 Các nguyên tố hóa học 22 1.2.1.2 Các oxyt 23 1.2.2 Thành phần khoáng vật 24 1.2.2.1 Khái niệm trạng thái tồn khoáng vật 24 1.2.2.2 Hình thái tồn cấu trúc khoáng vật 24 1.2.2.3 Nguồn gốc khoáng vật 26 1.2.2.4 Các tính chất vật lý khoáng vật 26 1.2.2.5 Phân loại khoáng vật 36 1.2.3 Thành phần đá 38 1.2.3.1 Những khái niệm đá 38 1.2.3.2 Đá magma 40 219 1.2.3.3 Đá trầm tích 47 1.2.3.4 Đá biến chất 57 CHƯƠNG .67 TUỔI ĐỊA CHẤT VÀ CÁC HOẠT ĐỘNG ĐỊA CHẤT CHỦ YẾU 67 TÁC ĐỘNG TỚI VỎ TRÁI ĐẤT 67 2.1 Tuổi của thành tạo địa chất 67 2.1.1 Tuổi của thành tạo địa chất và phương pháp xác định tuổi 67 2.1.1.1 Tuổi thành tạo địa chất 67 2.1.1.2 Phương pháp xác định tuổi 67 2.1.2 Địa niên biểu và các đơn vị địa tầng 72 2.1.2.1 Phân chia thời gian - thang thời gian 72 2.1.2.2 Phân chia địa tầng - thang địa tầng 75 2.1.2.3 Bảng địa niên biểu .76 2.2 Các hoạt động địa chất chủ yếu tác động tới vỏ Trái đất 80 2.2.1 Khái quát về hoạt động địa chất 80 2.2.1.1 Khái niệm hoạt động địa chất 80 2.2.1.2 Phân loại hoạt động địa chất 80 2.2.2 Hoạt đợng phong hố 81 2.2.2.1 Khái niệm ý nghĩa phong hoá 81 2.2.2.2 Phân loại phong hoá 82 2.2.2.3 Vỏ phong hoá 86 2.2.3 Hoạt động địa chất của nước chảy mặt lục địa 87 2.2.3.1 Sự vận động tác dụng địa chất nước chảy mặt .87 2.2.3.2 Hoạt động địa chất dòng tạm thời .89 2.2.3.3 Hoạt động địa chất dòng thường xuyên 91 2.2.4 Hoạt động địa chất của nước đất 96 2.2.4.1 Khái niệm chung nước đất 96 2.2.4.2 Phân loại nước đất 100 2.2.5 Hoạt động dịch chuyển khối 102 2.2.5.1 Khái niệm 102 2.2.5.2 Nguyên nhân hoạt động dịch chuyển khối 103 2.2.5.3 Các tượng dịch chuyển khối .107 CHƯƠNG .110 CHUYỂN ĐỘNG KIẾN TẠO 110 VÀ SỰ BIẾN DẠNG CỦA VỎ TRÁI ĐẤT 110 220 3.1 Khái niệm kết của chuyển động kiến tạo 110 3.1.1 Khái niệm 110 3.1.2 Kết của chuyển động kiến tạo 110 3.2 Phân loại chuyển động kiến tạo 110 3.2.1 Chuyển động theo phương thẳng đứng 110 3.2.2 Chuyển động theo phương nằm ngang 111 3.3 Lớp đá và thế nằm của lớp đá 112 3.3.1 Khái niệm lớp đá 112 3.3.2 Các yếu tố cấu tạo của lớp đá 113 3.3.3 Các yếu tố thế nằm của lớp đá 113 3.3.4 Các góc phương vị 114 3.3.5 Ký hiệu yếu tố thế nằm, các góc phương vị vẽ 115 3.3.6 Các dạng thế nằm của lớp đá 116 3.3.7 Địa bàn địa chất 116 3.4 Biến dạng uốn nếp cấu tạo nếp uốn 117 3.4.1 Khái niệm về nếp uốn 117 3.4.2 Các yếu tố của nếp uốn 119 3.4.3 Phân loại nếp uốn 121 3.4.3.1 Dựa vào vị trí khơng gian vòm tuổi đá phần nhân hai cánh 121 3.4.3.2 Phân loại nếp uốn dựa vào vị trí mặt trục 121 3.4.3.3 Phân loại nếp uốn dựa vào tương quan độ lớn chiều dài chiều rộng 122 3.4.3.4 Phân loại nếp uốn dựa vào đặc điểm vòm 123 3.4.4.Tổ hợp nếp uốn 123 3.4.5 Ký hiệu nếp uốn đồ 123 3.5 Biến dạng phá hủy đứt vỡ 124 3.5.1 Khe nứt 124 3.5.2 Đứt gãy 125 3.5.2.1 Khái niệm 125 3.5.2.2 Các yếu tố cấu tạo đứt gãy 125 3.5.2.3 Phân loại đứt gãy 126 3.5.2.4 Tổ hợp đứt gãy: 130 3.5.2.5 Ký hiệu đứt gãy đồ 131 3.6 Ý nghĩa thực tế của việc nghiên cứu nếp uốn, khe nứt và đứt gãy 131 221 3.6.1 Ảnh hưởng của nếp uốn tới thăm dò, khai thác khoáng sản .131 3.6.2 Ảnh hưởng của khe nứt và đứt gãy tới thăm dò, khai thác khoáng sản132 3.6.2.1 Ảnh hưởng khe nứt 132 3.6.2.2 Ảnh hưởng đứt gãy 132 CHƯƠNG .134 KHỐNG SẢN VÀ CƠNG TÁC NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT MỎ .134 4.1 Khái quát về khoáng sản 134 4.1.1 Khái niệm và phân loại khoáng sản 134 4.1.1.1 Khái niệm chung 134 4.1.1.2 Phân loại khoáng sản .136 4.1.2 Các tiêu chuẩn nhân tố xác định giá trị kinh tế của mỏ khoáng 136 4.1.2.1 Trữ lượng khoáng sản 136 4.1.2.2 Chất lượng khoáng sản 137 4.1.2.3 Điều kiện khai thác 137 4.1.2.4 Các nhân tố kinh tế - địa lý tự nhiên, nhân văn .138 4.1.2.5 Nhân tố kinh tế xã hội bảo vệ môi trường 138 4.1.3 Ng̀n gốc khống sản 138 4.1.3.1 Nguồn gốc nội sinh- nguồn gốc magma 138 4.1.3.2 Nguồn gốc ngoại sinh .140 4.1.3.3 Khoáng sản biến chất .141 4.1.4 Khoáng sản than 141 4.1.4.1 Những khái niệm khoáng sản than 141 4.1.4.2 Thành phần hóa học than 142 4.1.4.3 Thành phần khí than 143 4.1.4.4 Các tính chất vật lý tiêu cơng nghệ than 143 4.1.4.5 Phân loại than 147 4.2 Tìm kiếm và thăm dị khoáng sản 147 4.2.1 Tìm kiếm khoáng sản 147 4.2.1.1 Khái niệm ý nghĩa công tác tìm kiếm 147 4.2.1.2 Các giai đoạn tìm kiếm 147 4.2.1.3 Khái quát phương pháp tìm kiếm 148 4.2.2 Thăm dò khoáng sản .150 4.2.2.1 Khái niệm chung thăm dò khoáng sản 150 4.2.2.2 Mạng lưới thăm dò 151 4.2.3 Cơng trình thăm dị .152 222 4.2.3.1 Hệ thống cơng trình thăm dị 152 4.3 Công tác nghiên cứu địa chất quá trình khai thác khoáng sản 155 4.3.1 Công tác nghiên cứu địa chất xây dựng xí nghiệp mỏ 155 4.3.1.1 Nghiên cứu tài liệu báo cáo địa chất dự án đầu tư khai thác mỏ155 4.3.1.2 Công tác địa chất xây dựng mỏ 157 4.3.2 Cơng tác địa chất xí nghiệp khai thác 158 4.3.2.1 Công tác đo vẽ địa chất 158 4.3.2.2 Nghiên cứu cấu tạo mỏ 160 4.3.2.3 Nghiên cứu khí mỏ 162 4.3.2.4 Nghiên cứu địa chất thủy văn-địa chất cơng trình 164 CHƯƠNG 166 KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA HÌNH ĐỊA MẠO CỦA VỎ TRÁI ĐẤT 166 5.1 Khái niệm và phân loại địa hình, địa mạo 166 5.1.1 Khái niệm 166 5.1.2 Phân loại địa hình 166 5.1.2.1 Phân loại địa hình theo tương quan với bề mặt nằm ngang 166 5.1.2.2 Phân loại theo độ phức tạp dạng địa hình 166 5.1.2.3 Phân loại địa hình theo kích thước 167 5.1.2.4 Phân loại địa hình theo hình thái trắc lượng hình thái 167 5.2 Vai trò của yếu tố nợi lực việc thành tạo địa hình 168 5.2.1 Vai trò của yếu tố cấu trúc việc thành tạo địa hình 168 5.2.1.1 Cấu trúc nằm ngang (cấu trúc dạng vỉa) 168 5.2.1.2 Cấu trúc nếp uốn 168 5.2.1.3 Cấu trúc đứt gãy 169 5.2.1.4 Cấu trúc xâm nhập phun trào 169 5.2.2 Vai trò của vận động kiến tạo 170 5.2.2.1 Với địa hình thung lũng sơng 171 5.2.2.2 Sự ảnh hưởng tân kiến tạo tới địa hình bờ biển 171 5.2.3 Vai trò của thành phần thạch học 172 5.2.3.1 Độ bền vững học – lý học đá 172 5.2.3.2 Độ bền vững hóa học đá 173 5.2.3.3 Các tính chất vật lý đặc trưng 173 5.3 Vai trò của các yếu tố ngoại lực việc thành tạo địa hình 174 5.3.1 Vai trị của quá trình phong hóa 174 5.3.2 Vai trị hoạt đợng của dịng chảy 174 223 5.3.2.1 Hoạt động xâm thực dòng chảy 174 5.3.2.2 Hoạt động tích tụ dịng chảy 175 5.3.3 Vai trò hoạt động của karst 176 5.3.3.1 Khái niệm 176 5.3.3.2 Hình thái kast 177 5.3.4 Vai trị hoạt đợng của sóng biển 178 5.3.5 Vai trò của gió 179 5.3.5.1 Địa hình thổi mịn, gặm mòn 180 5.3.5.2 Địa hình vận chuyển tích tụ gió tạo nên .181 5.3.6 Vai trị tác dụng của băng tuyết 181 5.4 Địa hình miền núi và đờng 182 5.4.1 Địa hình miền núi 182 5.4.1.1 Khái niệm chung 182 5.4.1.2 Phân loại địa hình núi 184 5.4.2 Địa hình đờng .185 5.4.2.1 Các khái niệm chung 185 5.4.2.2 Phân loại đồng 186 CHƯƠNG .190 TÀI LIỆU BẢN VẼ ĐỊA CHẤT 190 6.1 Bản đờ địa hình 190 6.1.1 Hệ thống các đường đờng mức cao của địa hình 190 6.1.2 Khái niệm, nội dung và ý nghĩa của đờ địa hình 191 6.1.2.1 Khái niệm nội dung .191 6.1.2.2 Ý nghĩa đồ địa hình 191 6.2 Bản đồ địa chất .192 6.2.1 Khái quát về đồ địa chất 192 6.2.1.1 Khái niệm 192 6.2.1.2 Tỷ lệ đồ địa chất 193 6.2.2 Phân loại đồ địa chất 193 6.2.2.1 Phân loại dựa mức độ nghiên cứu địa chất khu vực 193 6.2.2.2 Phân loại dựa mục đích, đối tượng nghiên cứu .194 6.3 Bản đờ lợ thân khống sản 200 6.3.1 Các khái niệm về đồ lợ thân khống sản 200 6.3.2 Nợi dung, ý nghĩa của đờ lợ thân khống sản 200 6.4 Bình đờ tính trữ lượng khoáng sản 201 224 6.4.1 Khái qt về bình đờ đờng đẳng trụ (vách) thân khống sản 201 6.4.2 Nợi dung và ý nghĩa của bình đờ tính trữ lượng 201 6.5 Mặt cắt địa chất 203 6.5.1 Khái niệm mặt cắt địa chất mỏ 203 6.5.2 Ngun tắc bố trí tún cắt đờ 205 6.5.3 Các dạng mặt cắt địa chất mỏ chủ yếu 206 6.5.4 Phương pháp thành lập mặt cắt địa chất mỏ 207 6.5.5 Một số vấn đề cần ý thành lập mặt cắt địa chất mỏ 208 6.6 Thiết đồ địa chất 209 6.6.1 Thiết đồ cho các cơng trình khai đào (hào, hố, giếng, lị đứng) 209 6.6.2 Thiết đồ lỗ khoan 211 6.7 Cột địa tầng địa chất 214 6.7.1 Khái niệm 214 6.7.2 Phân loại cột địa tầng 217 6.7.3 Các bước xây dựng cột địa tầng 218 MỤC LỤC 219 TÀI LIỆU THAM KHẢO 2266 225 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đào Đình Bắc, Địa mạo đại cương, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, 2000 [2] Nguyễn Văn Giáp & nnk, Giáo trình đại cương trái đất dùng cho sinh viên cao đẳng, Trường đại học Công nghiệp Quảng Ninh, 2011 [3] Nguyễn Khắc Hiếu, Bài giảng Địa chất sở Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, 2013 [4] Vũ Ngọc Kỷ & nnk, Địa chất thủy văn đại cương, Nhà xuất Giao thông Vận tải Hà Nội, 2001 [5] Võ Năng Lạc, Địa chất đại cương, Nhà xuất Giao thông Vận tải Hà Nội, 2002 [6] Lê Như Lai, Giáo trình Địa chất cấu tạo, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 2001 [7] Lê Thanh Mẽ & nnk, Bài giảng thực tập quang tinh thạch học, Trường ĐH Mỏ - Địa chất Hà Nội, 2001 [8] Đặng Xuân Phong & nnk, Phương pháp tìm kiếm khoáng sản rắn, Nhà xuất Xây Dựng, 2002 [9] Hồng Kim Phụng, Địa chất thủy văn tháo khơ mỏ khống sản cứng, Nhà x́t Giao thơng vận tải, Hà Nội 2000 [10] PGS.TS Nguyễn Phương & nnk, Giáo trình Tai biến địa chất, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2013 [11] Đỗ Đình Toát và Lê Thanh Mẽ, Giáo trình Khống vật tạo đá, Trường ĐH Mỏ - Địa chất Hà nội, 2003 [12] Poxokhov E.V, Sự hình thành thành phần hóa học muối đất, M.Gidrome Teoizdat, 1966 [13] Sibson, Fault Rocks and fault mechanisms, Geol Soc London, 133.3 [14] Whitten & Timothy, Structural Geology of Folded Rocks, Chicago McNally [15] 徐开礼&朱志澄，构造地质学，地质出版社，2006 [16] 朱筱敏， 沉积岩石学， 石油工业出版社，2012 [17] 张倬元 & nnk， 工程地质分析原理 （第三版），地质出版社， 2012 [18] 蒋辉 & nnk， 专门水文地质学， 地质出版社，2009 226