Bài giảng Thạch học đá trầm tích đại học quốc gia hồ chí minh

TẬP BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ NG THẠCH HỌC ĐÁ TRẦM TÍCH CH Tác giả : TS Nguyễn Thị Ngọc Lan Bộ môn Trầm tích – Khoa Địa chất Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên ng Tháng 11 năm 2006 ng Tap bai giang Thach hoc Tram tich Ngoc Lan TẬP BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ NG THẠCH HỌC ĐÁ TRẦM TÍCH CH TÀI LIỆU THAM KHẢO: O: [1] NGUYỄN VĂN CHIỂN, TRỊCH ÍCH, PHAN TRƯỜNG THỊ, 1973 Thạch N, NG ch học, NXB Đại học & THCN, Hà Nội [2]TRẦN NGHI, 2003 Trầm tích học 336 trang, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, c i, Hà Nội [3] TRẦN KIM THẠCH, 1992 Bài Giảng Trầm Tích Học Bộ môn Trầm tích, CH, ng khoa Địa chất, trường đại học Tổng hợp TP.HCM, tr 17 – 25 t, ng ng [4] PHẠM HUY TIẾN, TRỊNH ÍCH , NGUYỄN NGỌC MÊN, 1985 Thạch học N, ch đá trầm tích, Tập I, II, NXB Đại học & THCN, Hà Nội Tap bai giang Thach hoc Tram tich Ngoc Lan GIAÙO TRÌNH THẠCH HỌC ĐÁ TRẦM TÍCH CH REFERENCES : [1] ALLEN, POSAMENTIER, (1994), Schematic facies model for tide dominate high wave energy coastline http://www.kgs.ukans.edu/Workshops/IVF2000/watney-ivf/R640/img011.gif [2] COLEMAN J.M., and GAGLIANO S.M., (1965), Sedimentary structures: Mississippi River deltaic plain In: REINECK H.E & SINGH I.B., 1980 Depositional Sedimentary Environments Springer – Verlag Berlin Heidelberg NewYork., pp 284-285 [3] KRUMBEIN W.C and SLOSS L.L., 1958 Stratigraphy and Sedimentation, San Francisco, USA [4] PAMELA J.W GORE, 1982 – 2004 Depositional sedimentary environments Dep of Geology, Georgia perimeter College, Clarkston, GA 3002 [5] PETTIJOHN, ROHER, SIEVER,1986 Sand and sandstone, Springer-Verlag, NewYork-Berlin-Heidelberg-London-Paris-Tokyo [6] RAYMOND L.A., 1995 Petrology : The Study of Igneous, Sedimentary and Metamorphic Rocks, pp 263-470, WCB Pub., USA [7] http://csmres.jmu.edu/geollab/Fichter/SedRx/Sedvol.html Tap bai giang Thach hoc Tram tich Ngoc Lan CHƯƠNG I GIỚI THIỆU MÔN TRẦM TÍCH HỌC Thach hoc TT - Nguyen Thi Ngoc Lan CHƯƠNG I GIỚI THIỆU MÔN HỌC TRẦM TÍCH HỌC LÀ GÌ ? Trầm tích học (còn gọi trầm tích luận) khoa học ngành n) nh địa chất học, chuyên nghiên cứu vật liệu bở rời vỏ trái đất c, t Các vật liệu nằm nhiều không gian, nhiều trạng thái khác ng : lơ lửng không khí nước, hòa tan trong ng c, nước lắng tụ xuống, cuối nằm theo tầng mặt đất ng ng, ng ng đáy nước c Các vật liệu trải dài theo năm tháng : xảy trước ng mặt ta trầm tích trẻ, có thời gian tương đối dài, bị nén dẽ i, chặt chẽ, gọi trầm tích cổ, bị kết dính với khứ địa chất, gọi đá trầm tích t, Thach hoc TT - Nguyen Thi Ngoc Lan CHƯƠNG I GIỚI THIỆU MÔN HỌC TRẦM TÍCH HỌC LÀ GÌ ? Khi nhìn khối vật liệu trầm tích, dạng nầy hay không ng gian nọ, người nghiên cứu phải nghó đến khía cạnh : nh - Thành phần vật chất vật liệu, hàm lượng chất lượng nh u, ng ng chúng,qui luật phân bố chúng ng,qui ng - Môi trường sinh thành vật liệu bở rời, gọi chất trầm tích, ng nh i, môi trường lắng đọng chúng theo thời gian, ng ng ng ng - Cuối cùng, công dụng chúng ng, ng ng Cái nhìn tổng hợp cần thiết cho đề án có đối tượng ng ng chất trầm tích bở rời hóa đá , mà cho đề án có liên hệ đến chúng nữa, thường khoáng sản kinh tế mà ng ng ng chúng mang theo, từ đá q, kim q, đến dầu mỏ khí tự ng nhiên Thach hoc TT - Nguyen Thi Ngoc Lan CHƯƠNG I GIỚI THIỆU MÔN HỌC CÁC KHOA HỌC LIÊN HỆ : 2.1 KHAI SINH CỦA MÔN HỌC : Trầm tích học nẩy sinh từ môn học cụ thể địa chất học, c, thạch học trầm tích, khoáng vật học trầm tích ch ng - Năm 1851, Sorby (GS địa chất, ĐH Sheffield- Anh) khai sinh t, môn thạch học trầm tích, đến thập niên thứ 20 khoa trầm ch tích học đời Trong gần kỷ đó, môn thạch học trầm tích i ch chuyển dần từ mô tả, phân tích, phân biệt chất trầm tích trẻ, cổ hóa đá, sang lónh vực phục hồi lại môi trường tạo đá trầm tích ng - p dụng nguyên lý : HIỆN TẠI LÀ CHÌA KHÓA CỦA QUÁ KHỨ, ng số liệu nghiên cứu từ trầm tích trẻ trước mắt giúp cho ta có MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH loại đá lớp đá Từ có NG ng ng môn CỔ MÔI TRƯỜNG NG - Tiếp đến, nhà trầm tích học ứng dụng qui luật phát sinh n, ng n g phát triển chất trầm tích, để gợi ý sử dụng chất nầy (là tài nguyên, ng nguyên liệu, cuối thành sản phẩm ích lợi cho xã hội) u, ng nh i) Thach hoc TT - Nguyen Thi Ngoc Lan CHƯƠNG I GIỚI THIỆU MÔN HỌC CÁC KHOA HỌC LIÊN HỆ : 2.2 CÁC MÔN HỌC LIÊN HỆ : - Trầm tích học khoa học rộng, dựa ng, tảng toán học, lý học, hóa học, sinh học địa chất học (P ng c, c, c, Allen 1962) - Trầm tích học dựa nhiều môn học địa chất học, khoáng vật học, địa hóa học, thạch học, địa tầng học ng c, c, ch c, ng cổ sinh học; kiến tạo học, đặc biệt c; c, động lịch sử phát sinh phát triển vỏ trái đất : mô ng hình KIẾN TẠO MẢNG NG Ví dụ : toán học Ông Sloss (My)õ mặt nghiên c cứu nầy từ 1960 Allen(Anh) kế thừa nâng cao Ví dụ mô hình SHAPE = f [ Q, R, M, D] áp dụng rộng rãi ng ng trầm tích tam giác châu Thach hoc TT - Nguyen Thi Ngoc Lan CHƯƠNG I GIỚI THIỆU MÔN HỌC - Lý hóa :Môi trường trầm tích cụ thể hóa ng qui luật vật lý hoá học tác động lên chất trầm tích suốt ng thời gian hình thành lắng đọng Phân tích thủy động học nh ng ng ng cấu trúc trầm tích giúp phục hồi môi trường cổ có giá trị ng mặt học thuật, mang tính kinh tế t, - Thành phần khoáng vật thành phần hóa học, vỉ mô nh nh ng vi mô giúp làm rõ nét môi trường cổ, ng hướng cho ta suy nghó đến ứng dụng chúng vào công nghiệp ng ng ng ng đời sống Ví dụ thành phần đá vôi, khoáng ng nh ng hóa, sử dụng công nghiệp xi măng, hóa chất bản, a, ng n, nông nghiệp, dược phẩm, nghệ thuật (gần 100 ứng dụng quan p, m, ng ng trọng đá vôi tổng kết) ng ng t) Thach hoc TT - Nguyen Thi Ngoc Lan CHƯƠNG I GIỚI THIỆU MÔN HỌC - Gần địa hóa học trầm tích trưởng thành nhanh ng nh chóng, để trở thành ngành nghiên cứu dầu mỏ, than ng, nh nh đá, quặng kim loại phi kim loại có giá trị kinh tế đặc biệt, ví ng t, dụ kim cương, vàng, chất phóng xạ (hiện có 80% vật ng, ng liệu hữu ích vỏ trái đất sản xuất) Kết hợp với nông t) hóa thổ nhưỡng, địa hóa làm tảng đất trồng trọt ng ng (ví dụ giải đất phèn đường địa hóa trầm tích, ng ng đồng sông Cửu Long, với hiệu kinh tế cao) ng ng - Trầm tích học với sinh học phát triển thành môn ng nh cổ sinh môi (cuối kỷ 20) Môi trường trầm cổ tạo ng nuôi dưỡng cổ sinh vật, tác nhân cải tạo ngược lại cổ môi t, trường Khái niệm NGUYÊN NHÂN CỔ VÀ NGUYÊN NHÂN HIỆN ng NAY L Cayeux (1942) minh chứng giúp đưa ng qui luật phát sinh – phát triển chất trầm tích Thach hoc TT - Nguyen Thi Ngoc Lan Ảnh số 08: nh Kết hạch chert thay silic vào ch đá vôi mịn hạt Ở ảnh vỏ t nh Foraminifera bị thay Q hạt thô (Northern ng Ireland, 2N+) Ảnh số 09: Lát cắt ngang qua số Radiolaria bị thay Q vi hạt Đá Radiolarit (California, 2N+) Ảnh số 10: nh Đá spongolit Các gai hải miên đơn hay chẻ thay thạch anh vi hạt hay dạng ng ch ng calcedoin Sự hòa tan opal gai hải miên (hoặc từ nguồn gốc núi lửa ngầm) cung cấp m) silic đủ cho việc hóa đá chert (England, 2N+) TH Tram Tich - Nguyen T Ngoc Lan 14 Ảnh số 11: nh Silic thay trứng cá vôi cách ng ch hoàn hảo Màu nâu diện o nhiều bao thể trám đầy nước không khí (Pennsylvania, 1N-) Ảnh số 12: nh Cùng vị trí 2N+ Hạt vụn thạch ng ch anh (giữa trứng cá) phát triển tinh ng thể mọc xen Trứng cá vôi thay vi ng ng tinh vi hạt Q, trứng cá ng trám dãy calcedoin nối tiếp ng + 15 TH Tram Tich - Nguyen T Ngoc Lan Q (Pennsylvania, 2N ) CHƯƠNG ĐÁ TRẦM TÍCH PHUN TRÀO (PYROCLASTIC ROCKS) TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan CHƯƠNG ĐÁ TRẦM TÍCH PHUN TRÀO (PYROCLASTIC ROCKS) I.- ĐẠI CƯƠNG : - đá chứa 10% vật liệu có nguồn gốc magma thủy tinh núi lửa, mảnh vụn thủy tinh, mảnh đá khoáng vật a, nh nh ng gốc magma - Tác nhân vận chuyển : gió, nước, vật liệu vụn c, bị tác dụng mài mòn , chọn lọc, phá hủy ng c, - Trong lẫn vật liệu trầm tích : mảnh vụn học, vật chất sét, carbonat, silic, chứa nh c, t, vật chất hữu có tính phân lớp p - Có thể coi đá trầm tích hỏa lưu đá có nguồn gốc trung gian đá trầm tích đá macma - Cần phân biệt đá trầm tích hỏa lưu với đá trầm tích lưu tính phát sinh bào mòn thành tạo macma : nh arkos, greywack TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan CHƯƠNG ĐÁ TRẦM TÍCH PHUN TRÀO (PYROCLASTIC ROCKS) I.- ĐẠI CƯƠNG : Các vật liệu gồm : - Thủy tinh núi lửa ( vitro-clastic ) vật chất vô định hình , có chiết suất thay đổi từ 1,49 - 1,62 (# SiO2 giảm từ 75% - 50% ) tỷ trọng biến đổi từ 2,1 - ng -Mảnh vụn thủy tinh ( tro núi lửa ) thường có kích nh ng thước nhỏ 0,1 mm có hình dáng kỳ dị : rễ ng , mũi mác , khuỷu tay , cành nh Thành phần mảnh vụn khoáng vật macma thường gặp nh nh ng ng : Thạch anh, Feldspath, mica , amphibol,pyroxen ( ch có kích thước thường lớn ( 1-3mm ), ban tinh ng đá) với hình dạng đặc trưng: tự hình , có góc ng cạnh đặn có vỡ nát , nứt rạn ; góc bị nh mài tròn bị ăn mòn lồi lõm TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan Ảnh số 1: nh Tinh thể thạch anh dạng vũng vịnh ch ng thường gặp tuff tinh thể ng Ảnh số 2: Các que thủy tinh (shard) nh dạng vặn vẹo khoáng vật thạch ng ng ch anh, feldspat với đủ loại hình dạng ng TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan Ảnh số 3: nh Tinh thể thạch anh dạng vũng vịnh ch ng Ảnh số 4: Tinh thể Feldspat bị gậm mòn rìa TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan CHƯƠNG ĐÁ TRẦM TÍCH PHUN TRÀO (PYROCLASTIC ROCKS) II PHÂN LOẠI : Có nhiều quan điểm khác , dựa vào : Theo số lượng vật liệu núi lửa có đá : ng - Tuff : Đá chứa 90% vật liệu núi lửa - Tuffic : Đá chứa từ 30 - 90% vật liệu núi lửa - Đá có chứa Tuff : vật liệu núi lửa có từ 10 - 30% Theo kích thước hình dáng mảnh vụn : ng nh - Hạt thô ( psefit ): bom núi lửa ( d > 100mm) , cuội kết núi lửa ( d=10 - 100mm, dạng tròn), dăm kết núi lửa ( dạng góc ng n), ng cạnh ), sạn kết núi lửa (d=2-10 mm) nh - Hạt vừa (psammit ) gồm cát ( d = 0,01 - 0,05 mm ) -Hạt mịn ( bùn , pelit ) d < 0,01 mm thủy tinh núi ng lửa (Tuff Lava) TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan CHƯƠNG ĐÁ TRẦM TÍCH PHUN TRÀO (PYROCLASTIC ROCKS) II PHÂN LOẠI : Theo số lượng tính chất vật liệu núi lửa chiếm ưu ng đá : - Lithic tuff : chủ yếu mảnh vỡ đá tạo lập nh trước : đá nền, đá họng hỏa sơn cứng rắn hay nhiều n, ng ng kết tinh bị vỡ nát phun nổ (áp suất tăng) sau giai đoạn tạm ngưng nghỉ họat động núi lửa Như vậy, mảnh đá at ng a y, nh đá trầm tích, đá biến chất, hay đá macma có khác t, ng nguồn gốc với núi lửa này.Tất bao quanh chất trám y.Ta gồm que thủy tinh núi lửa (shard), tro mịn núi lửa, bụi khoáng a, ng mảnh vỡ tinh thể nhiều phân biệt Đây loại đá có kích nh t thước thô loạt TTHL - Crystal tuff : thường tuff acid nhiều bas Tinh ng thể có nguồn gốc : TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan Aûnh : Vitric tuff (Tuff vi tinh) acid : que shard dạng kéo dài với thủy tinh núi lửa Một vài chỗ bị khử thủy tinh dạng calcedoin (2N+) Aûnh : Vitric tuff (Tuff vi tinh) : que thủy tinh núi lửa (shard) đặc trưng cho đá (2N+) TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan Aûnh : Crystal tuff (Tuff tinh thể) loại acid : Felspath, Q felsic (1N) nh : Lithic tuff (Tuff mảnh nh nh đá) loại acid : mãnh đá granit felsic (2N+) TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan CHƯƠNG ĐÁ TRẦM TÍCH PHUN TRÀO (PYROCLASTIC ROCKS) II PHÂN LOẠI : - từ nguồn macma đó: kết tinh phân dị, phun nổ lưu lại suốt trình kết tinh, gồm số tinh thể trộn lẫn với dung dịch ( = thủy tinh shard, bụi mịn hỏa sơn) - từ dung nham (lava) cổ tạo dạng chùy núi lửa ng a - dung nham trào từ gãy đổ, nứt nẻ đá : có đường viền mờ nhạt bị tan chảy dung nham ng Thường tinh thể có ba nguồn gốc; chất trám ẩn tinh , ng c; thủy tinh - Vitric tuff : thường gặp loại macma ryolit hay dacit, gặp ng trachyt, andesit, basalt ( nhạt màu sậm màu) u) Kiến trúc đặc biệt que thủy tinh shard, dạng vặn vẹo, tro ng o, bụi hỏa sơn bị khử thủy tinh tạo calcedoin hay opal TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan 10 Aûnh : Tuff tinh thể :Mãnh vụn sanidin đặc trưng nh Feldspat kiềm (có màu vàng nhuộm cobaltinitrit Na) ng Matric thủy tinh núi lửa dạng dòng chaûy ng ng (Nevada , 2N+) TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan 11 CHƯƠNG ĐÁ TRẦM TÍCH PHUN TRÀO (PYROCLASTIC ROCKS) II PHÂN LOẠI : 4.- Theo thành phần vật chất macma, phân loại dựa vào nh mức độ acid macma phun trào tương ứng nhö basalt, ng spilit, andesit, dacit, ryolit, trachyt - Kiến trúc cấu tạo , hình dạng bên : đa dạng, ng ng, phụ thuộc vào thành phần vật chất, hạt độ, hình dạng nh t, ng trạng thái tập hợp phần tử tạo đá ng Nhìn chung, tuff thường có độ rổng cao, nhẹ Tuff bas ng ng có màu xám đen, phớt lục Tuff acid thường có màu xám trắng c ng ng phớt hồng ng TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan 12 CHƯƠNG ĐÁ TRẦM TÍCH PHUN TRÀO (PYROCLASTIC ROCKS) Đá thường không vững bền, dễ bị biến đổi (đặc ng n, biệt thủy tinh núi lửa) Thủy tinh acid thường bị khử thủy a) ng tinh, biến thành vật chất ẩn tinh hay vi tinh (felsic, nh microfelsic); thủy tinh bas dễ bị biến đổi thường bị ng clorit hóa, epidot hóa, zeolit hóa Các tượng biến đổi a, a, a ng thường xảy giai đoạn thành đá, hậu sinh , ng nh trình phong hóa, điều kiện nước a, biển n bích Khoáng sản liên quan : sắt, mangan, sulfur, ngọc ng t, TH Tram Tich - Nguyen Thi Ngoc Lan 13 ... [2]TRẦN NGHI, 2003 Trầm tích học 336 trang, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, c i, Hà Nội [3] TRẦN KIM THẠCH, 1992 Bài Giảng Trầm Tích Học Bộ môn Trầm tích, CH, ng khoa Địa chất, trường đại học Tổng hợp... bố đá trầm tích tự nhiên TH Tram tich-NguyenT Ngoc Lan CHƯƠNG II KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ THẠCH HỌC CÁC ĐÁ TRẦM TÍCH II- SỰ PHÂN BỐ CÁC ĐÁ TRẦM TÍCH : Đá trầm tích phân bố diện tích lớn - 75% diện tích. .. môn thạch học trầm tích, đến thập niên thứ 20 khoa trầm ch tích học đời Trong gần kỷ đó, môn thạch học trầm tích i ch chuyển dần từ mô tả, phân tích, phân biệt chất trầm tích trẻ, cổ hóa đá,