Do nguội nhanh trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp, các khoáng vật không kịp kết tinh, hoặc chỉ là kết tinh một phần nên có kích thước tinh thể bé, chưa hoàn chỉnh, hoặc tồn tại ở d
Trang 1Định nghĩa chung về đá: Đá là tổ hợp có quy luật của các loại khoáng vật Các loại đá được phân loại theo thành phần khoáng vật, nguồn gốc thành tạo Theo nguồn gốc thành tạo có thể phân ra: macma, đá trầm tích và đá biến chất
I/Đá mácma:
Đá mácma hay magma là những loại đá được thành tạo do sự đông nguội và kết tinh của những dung thể magma (dung thể silicat) nóng chảy được đưa lên từ những phần sâu của Vỏ Trái đất Dựa vào vị trí thành tạo của khối magma khi đông nguội mà người ta phân ra: Magma xâm nhập và magma phun trào
Trang 21.Phân loại.
Đá mácma được phân ra hai loại: xâm nhập và phun trào
* Đá xâm nhập thành tạo ở độ sâu > 1,5km so với bề mặt địa hình của trái đất, chịu áp lực lớn hơn của các lớp bên trên và nguội dần đi mà thành Nó có cấu trúc tinh thể lớn, đặc chắc, cường độ cao, ít hút nước Đá xâm nhập chủ yếu sử dụng trong xây dựng là granit, điorit, gabro
* Đá phun trào được thành tạo ở độ sâu dưới 1,5km cho tới bề mặt Trái đất Do nguội nhanh trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp, các khoáng vật không kịp kết tinh, hoặc chỉ là kết tinh một phần nên có kích thước tinh thể bé, chưa hoàn chỉnh, hoặc tồn tại ở dạng vô định hình Mặt khác, các chất khí và hơi nước không kịp thoát ra, để lại nhiều lỗ rỗng, làm cho đá nhẹ, có loại nổi trên mặt nước
Căn cứ vào hàm lượng oxyt silic, Đá mácma còn được chia ra các loại:
* Magma axit (Si2O > 65%)
* Magma trung tính (Si2O: 65 - 52%)
* Magma mafic (SiO2: 52 - 45%)
* Magma siêu mafic (SiO2 < 45%)
2.Thành phần cấu tạo
Phản ánh đặc điểm phân bố không gian của các khoáng vật Đá xâm nhập thường có cấu tạo khối, cấu tạo dyke mạch xuyên cắt vào các đá vây quanh trong khi các đá phun trào thường có cấu tạo dòn chảy, cấu tạo phân lớp, xuyên phủ lên các đá bên dưới
Các khoáng vật tạo Đá mácma chủ yếu: thạch anh, felspat, mica và khoáng vật mầu
II/Đá biến chất.
Cấu tạo phân phiến bị uốn nếp trong đá biến chất
Biến Chất Nhiệt
Trang 3Đá biến chất được hình thành từ sự biến tính của đá mácma, đá trầm tích, thậm chí
cả từ đá biến chất có trước, do sự tác động của nhiệt độ, áp suất cao (nhiệt độ lớn hơn 150 đến 200 °C và áp suất khoảng trên 1500 bar) và các chất có hoạt tính hoá học, gọi là quá trình biến chất
Các chất có hoạt tính hoá học thường gặp nhất là nước và axit cacbonic thường xuyên có trong tất cả các loại đất, đá Tính chất của đá biến chất do tình trạng biến chất
và thành phần của đá trước khi bị biến chất Dưới sự tác động của các tác nhân biến chất, các thành phần của đá có thể tái kết tinh ở trạng thái rắn và sắp xếp lại Tác dụng biến chất không những có thể cải biến cấu trúc của đá mà còn làm thay đổi thành phần khoáng vật của nó
Trong quá trình biến chất do tác động của áp lực và sự tập hợp nhiều loại kết tinh nên đá biến chất thường rắn chắc hơn đá trầm tích; nhưng đá biến chất từ đá mácma thì
do cấu tạo dạng phiến mà tính chất cơ học của nó kém đá mácma
Các đá biến chất chiếm phần lớn trong lớp vỏ của Trái đất và được phân loại dựa trên cấu tạo, và thành phần hóa học và khoáng vật hay còn gọi là tướng biến chất Chúng
có thể được tạo ra dưới sâu trong lòng đất bởi nhiệt độ và áp suất cao hoặc được tạo ra từ các quá trình kiến tạo mảng như va chạm giữa các lục địa, và cũng được tạo ra khi khối mác ma có nhiệt độ cao xâm nhập lên lớp vỏ của Trái đất làm các đá có trước bị biến đổi
1.Cấu tạo đá biến chất.
Sự hình thành các lớp nằm trong các đá biến chất được gọi là sự phân phiến Các lớp này được hình thành do lực nép ép theo một trục trong quá trình tái kết tinh, và đồng thời tạo ra các khoáng vật kết tinh dạng tấm như mica, clorit có mặt phẳng vuông góc với lực tác dụng Cấu tạo của đá biến chất được chia thành hai loại là cấu tạo phân phiến và cấu tạo không phân phiến
Đá có cấu tạo phân phiến là sản phẩm của sự biến dạng đá có trước theo một mặt phẳng, đôi khi tạo ra các mặt cát khai của khoáng vật: ví dụ slat là đá biến chất có cấu tạo phân phiến từ đá phiến sét
Đá có cấu tạo không phân phiến không có hoa văn (dải) theo từng lớp và được hình thành do ứng suất tác dụng từ nhiều phía hoặc không có các khoáng vật phát triển đặc biệt như phyllit có hạt thô, diệp thạch có hạt thô hơn, gơnai hạt rất thô,
và đá hoa
2.Một vài loại đá biến chất:
Đá gơnai(gneiss) hay đá phiến ma: đá gơnai là do đá granit (đá hoa cương)tái kết tinh và biến chất dưới tác dụng của áp lực cao thuộc loại biến chất khu vực, tinh thể hạt thô, cấu tạo dạng lớp hay phân phiến - trong đó những khoáng vật như thạch anh màu nhạt, fenspat và các khoáng vật màu sẫm, mica xếp lớp xen kẽ nhau trông rất đẹp Do cấu tạo dạng lớp nên cường độ theo các phương khác cũng
Trang 4khác nhau, dễ bị phong hoá và tách lớp Đá gơnai dùng chủ yếu để làm tấm ốp lòng bờ kênh, lát vỉa hè
Đá hoa: là loại đá biến chất tiếp xúc hoặc biến chất khu vực, do tái kết tinh từ đá vôi và đá đôlômit dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất cao Đá hoa bao gồm những tinh thể lớn hay nhỏ của canxit, thỉnh thoảng có xen các hạt đôlômit liên kết với nhau rất chặt Đá hoa có nhiều màu sắc như trắng, vàng, hồng, đỏ, đen xen lẫn những mảnh nhỏ và vân hoa Cường độ chịu nén 1.200 kg/cm², đôi khi đến 3.000 kg/cm², dễ gia công cơ học, dễ mài nhắn và đánh bóng Đá hoa được dùng làm đá tấm ốp trang trí mặt chính, làm bậc cầu thang, lát sàn nhà, làm cốt liệu cho bê tông, granito
Đá quartzit (quăczit) là sa thạch hoặc cát kết thạch anh tái kết tinh tạo thành Đá màu trắng đỏ hay tím, chịu phong hoá tốt, cường độ chịu nén khá cao (4.000 kg/cm²), độ cứng lớn Quartzit được sử dụng để xây trụ cầu, chế tạo tấm ốp, làm
đá dăm, đá hộc cho cầu đường, làm nguyên liệu sản xuất vật liệu chịu lửa
3.Các kết cấu đá biến chất.
Năm kết cấu đá biến chất cơ sở với các kiểu đá điển hình là:
Dạng đá bản (bản nham): Đá bản và phyllit; sự phân phiến gọi là 'cát khai đá bản'
Dạng diệp thạch (đá phiến, phiến nham): Diệp thạch hay đá phiến; sự phân phiến gọi là 'cát khai đá phiến'
Dạng gơnai (đá phiến ma, phiến ma nham): Gơnai; sự phân phiến gọi là 'cát khai gơnai'
Dạng granoblastic: Granulit, một vài dạng cẩm thạch (đá hoa) và quartzit
Dạng đá sừng: Đá sừng và skarn
III/Đá trầm tích.
Trang 5Đá trầm tích là một trong ba nhóm đá chính (cùng với đá mácma và đá biến chất) cấu tạo nên vỏ Trái đất và chiếm 75% bề mặt Trái đất Khi điều kiện nhiệt động của vỏ trá đất thay đổi như các yếu tố nhiệt độ nước và các tác dụng hoá học làm cho các loại đất đá khác nhau bị phong hoá, vỡ vụn Sau đó chúng được gió và nước cuốn đi rồi lắng đọng lại thành từng lớp Dưới áp lực và trải qua các thời kỳ địa chất, chúng được gắn kết lại bằng các chất keo thiên nhiên tạo thành đá trầm tích
1.Quá trình thành đá.
Đá trầm tích được thành tạo chủ yếu bởi các quá trình sau:
do phong hóa các đá gốc và sau đó lắng đọng thành đá trầm tích cơ học;
do nước, băng gió tích tụ và gắn kết các hạt trầm tích;
do sự lắng đọng được hình thành bởi cá hoạt động có nguồn gốc sinh vật
do mưa tuyết từ các dụng dịch hình thành nên
Bốn giai đoạn trong quá trình hình thành nên đá trầm tích cơ học bao gồm: phong hóa hay bào mòn do tác động của sóng nước hay gió, vận chuyển các vật liệu trầm tích theo dòng nước hay gió, lắng đọng, hay trầm tích và nén ép hay thành đá khi các vật liệu trầm tích được tích tụ lại và bị ép chặt vào nhau tạo nên đá trầm tích
2.Đặc điểm.
Do được hình thành trong các điều kiện như trên nên đá trầm tích có các đặc điểm chung là:
Có tính phân lớp rõ rệt, chiều dày, màu sắc, thành phần, độ lớn của hạt, độ cứng của các lớp cũng khác nhau
Cường độ nén theo phương vuông góc với các lớp luôn luôn cao hơn cường độ nén theo phương song song với thớ
Đá trầm tích không đặc, chắc bằng đá mácma (do các chất keo kết thiên nhiên không chèn đầy giữa các hạt hoặc do bản thân các chất keo kết co lại) Vì thế cường độ của đá trầm tích thấp hơn, độ hút nước cao hơn Một số loại đá trầm tích khi bị hút nước, cường độ giảm đi rõ rệt, có khi bị tan rã trong nước Đá trầm tích rất phổ biến, dễ gia công nên được sử dụng khá rộng rãi
3.Phân loại.
Căn cứ vào điều kiện tạo thành, đá trầm tích được chia làm 3 loại:
a.Đá trầm tích cơ học.
Đá trầm tích cơ học được hình thành từ sản phẩm phong hoá của nhiều loại đá, thành phần khoáng vật rất phức tạp Có loại hạt rời phân tán như cát sỏi, đất set; có loại các hạt rời bị gắn với nhau bằng chất gắn kết thiên nhiên như sa thạch, cuội kết Đá trầm tích cơ học được phân loại chi tiết hơn dựa trên thành phần độ hạt (xem kích thước hạt) cả độ hạt
Trang 6trung bình và khoảng dao động của độ hạt để phân loại và thành phần xi măng gắn kết chúng, và được định tên từ loại đá hạt thô cho đến đá sét Theo các thang phân chia độ hạt khác nhau mà việc phân chia đá trầm tích cũng như tên gọi của đá trầm tích cơ học cũng khác nhau
Các loại đá hạt thô dựa trên độ mài tròn được chia thành loại tròn cạnh (cuội, sỏi kết) và loại sắc cạnh (dăm kết)
Các loại đá có độ hạt vừa là cát (nếu rời rạc) hay cát kết (nếu gắn kết) * Loại đá hạt mịn được gọi là bột hay bột kết
Loại nhỏ nhất là đá sét Riêng đối với đá sét, việc phân loại và định tên dựa trên thành phần các khoáng vật sét
b.Đá trầm tích hoá học.
Loại đá này được tạo thành do các chất hoà tan trong nước lắng đọng xuống rồi kết lại Đặc điểm là hạt rất nhỏ, thành phần khoáng vật tương đối đơn giản và đều hơn đá trầm tích cơ học Loại này phổ biến nhất là đôlômit, manhezit, túp đá vôi, thạch cao, anhydrit
và muối mỏ
c.Đá trầm tích hữu cơ.
Đá trầm tích hữu cơ được tạo thành do sự tích tụ xác vô cơ của các loại động vật và thực vật sống trong nước biển, nước ngọt Đó là những loại đá cacbonat và silic khác nhau như
đá vôi, đá vôi vỏ sò, đá phấn, đá điatômit và trepen