Mối quan hệ cấu trúc địa chất và địa hình

Định nghĩa và phân loại Cấu trúc địa chất là sự phân bố đá trong không gian ba chiều, nói cách khác đó là dạng nằm của các lớp đất đá.Đối tượng chủ yếu của ngành địa chất cấu trúc là các

A. Các yếu tố ảnh hưởng đến địa hình

I. Khái niệm địa hình:

- Địa hình là tập hợp vô vàn những thể gồ ghề, lồi lõm hoặc tương đối bằng phẳng, phân cách với nhau bởi những đường ranh giới ít nhiểu rõ rang, tức là tập hợp của các dang địa hình

II. Các yếu tố ảnh hưởng đến địa hình

I. Định nghĩa và phân loại

Cấu trúc địa chất là sự phân bố đá trong không gian ba chiều, nói cách khác đó là dạng nằm của các lớp đất đá.Đối tượng chủ yếu của ngành địa chất cấu trúc là các kiến trúc chính (lớp, thớ lớp, nếp uốn, khe nứt, đứt gãy, các thể magma và biến chất) và nguồn gốc của các yếu tố đó

Các dạng cấu trúc địa chất được chia làm hai loại chính: nguyên sinh (lớp, thớ lớp, thế nằm của các đá magma như thể nền, thể chậu, thể mạch…) và thứ sinh (đơn nghiêng, nếp uốn, khe nứt, đứt gãy,…)

II. Vai trò của các kiến thức về cấu trúc địa chất đối với các bộ môn trong ngành địa chất

Ngành địa chất kiến trúc là ngành học nghiên cứu về cấu trúc địa chất.Đối với các môn học khác, ngành địa chất kiến trúc là kiến thức cơ sở để hiểu và giải đáp nhiều vấn đề

lí luận

Trước hết các kiến thức về địa chất kiến trúc phục vụ cho việc Lập bản đồ địa chất

Các chuyển động kiến tạo của vỏ Trái Đất ảnh hưởng không ít đến các dạng địa hình

mặt đất.là đối tượng nghiên cứu chính của môn Địa mạo học.

Trầm tích học có các đặc trưng riêng của các chuyển động kiến tạo và các đặc trưng

về các dạng hình thái của các dạng kiến trúc, từ đó nói lên được trình tự thành tạo và sự phân bố địa lý của chúng

Các chuyển động kiến tạo hầu như quyết định và ảnh hưởng đến sự sinh thành

magma, biến chất và dạng nằm của các đá, đối tượng nghiên cứu của môn Thạch học.

III. Dạng nằm của các đá

a) Dạng nằm của đá trầm tích

- Dạng nằm ngang là dạng nằm đặc trưng

của đá trầm tích, nó cho thấy rằng sự lắng đọng

trầm tích đã diễn ra từ từ, kế tiếp nhau, hết lớp

này đến lớp khác Trong thiên nhiên, ta thường gặp sự xen

kẽ của các lớp đá cứng mềm khác nhau, do đó tác động của xâm thực, mài mòn đối với các lớp đá khác nhau, tạo nên nhiều kiểu địa hình đặc trưng Khi thể hiện trên

bản đồ, ranh giới của các lớp nằm ngang không cắt các đường cao độ

- Dạng nằm nghiêng là kết quả của

quá trình vận động kiến tạo Đây

là dạng kiến trúc thứ sinh, các lớp

đá có mặt lớp nghiêng về một phía trên diện rộng Với dạng nằm này, trên bề mặt địa hình ta

có thể quan sát được thung lũng đơn nghiêng và địa hình núi một sườn, còn gọi

là các cuesta

-Sự phá hủy có dịch chuyển của các đá tạo nên các đứt gãy

(fay).Trong nhóm này chia ra đứt gãy thuận, đứt gãy nghịch,

đứt gãy nghịch chờm và một số dạng khác Các đường đứt gãy

có thể tồn tại đơn độc nhưng cũng có thể sắp xếp thành hệ

thống song song với nhau tạo thành các những địa hào,địa

lũy…

Cấu trúc uốn nếp là cấu trúc uốn cong của

các lớp đá trầm tích do tác động của biến dạng dẻo Dạng cơ bản của chúng là nếp lồi và nếp lõm với rất nhiều kiểu dạng khác nhau Khi thể hiện trên địa hình bề mặt, chúng có thể là núi nếp lồi, thung lũng nếp lõm hoặc núi nếp lõm, thunglũng nếp lồi,…

-thường có dạng nón, dạng lồi hay thấu kình lồi.Chúng

là các khối đá vôi có nguồn gốc sinh vật cốt bộ

vôi,đặc biệt là san hô.

Đá magma xâm nhập

Đá magma phun trào

Dạng nằm của đá magma

Thể nền (batholith) là kiến trúc xâm nhập sâu, kích

thước lớn, thành tạo ở dưới sâu nên khi chưa bị bóc lộ, chúng không ảnh hưởng đáng kể đến bề mặt địa hình, nhưng khi lộ ra ngoài mặt đất chúng thường nổi rõ những khối nâng dạng vòm.

Thể nấm (lacolith) là kiến trúc xâm nhập

nông, kích thước không lớn, có chiều cao nhỏ hơn

chiều ngang, chiều dày bị vát mỏng ở phần rìa

Chúng tạo ra các dạng địa hình dương hình bát úp

Khi bị bóc lộ tạo nên những quả đồi hoặc núi nhỏ

rộng lớn với diện tích hàng trăm ngàn mét vuông.

Thể họng là dạng nằm đá magma phun trào, có

dạng hình ống.Vách của họng thẳng đứng, dốc, có khi mở

rộng dần lên phía trên Kèm theo các họng núi lửa thường

hình thành kiến trúc miệng núi lửa Miệng núi lửa có nhiều

dạng khác nhau như miệng núi lửa karst, caldera…

Dòng chảy (còn gọi là lưỡi lava) là dạng

nằm đá magma phun trào, có dạng kéo dài hình lưỡi Dòng dung nham acid thì dày và ngắn, dòng dung nham baz thì mỏng và kéo dài hơn vì độ nhớt thấp.

o Các lớp đá vẫn còn giữ nguyên hoặc gần nguyên vẹn thế nằm ban đầu

o Đặc trưng cho miền nền là nơi có chế độ kiến tạo yên tĩnh, móng uốn nếp đã mất khả năng đàn hồi và biến dạng uốn nếp

2. Các giai đoạn phát triển của địa hình

Giai đoạn trẻ: bề mặt địa hình còn khá bằng phẳng, bị chia cắt bởi dòng chảy trên

bề mặt

Giai đoạn trưởng thành: thềm sông hạ thấp, bề mặt địa hình bị phân cắt mạnh tạo nên các dạng địa hình như núi mặt bàn, gò sót, vách đá dựng đứng, hẻm vực

Giai đoạn già: bề mặt địa hình bị san phẳng thành bán bình nguyên (peneplain hóa), chỉ còn sót lại một vài gò sót

3. Các kiểu địa hình đặc trưng

o Đồng bằng (plain): Một vùng rộng hoặc hẹp có độ cao thấp, bằng phẳng, gợn sóng nhẹ, hình thành do tích tụ hoặc xói mòn

o Cao nguyên, bình nguyên (plateau): Địa hình rộng lớn, bằng phẳng, khá cao, ở

đó có thể thấy được sườn dốc đứng và thung lũng sâu

o Núi, đồi mặt bàn (mesa): Núi đồi có đỉnh bằng, bề mặt đỉnh tương đối rộng và

có giới hạn không gian rõ, hình thành trên các bình nguyên, cao nguyên bị xói mòn, cắt xẻ

o Gò (sót) (butte): Gò đơn lẻ hoặc núi nhỏ có sườn tương đối dốc trên nền địa hình khá bằng phẳng, đầy là địa hình còn sót lại do xâm thực, rửa trôi và xói lở của mesa hay đồi mặt bàn

o Vách đá dựng đứng (cliff): Bề mặt địa hình rất dốc đôi khi dựng đứng, hình thành do đá lở

o Hẻm vực, ca nhông (canyon): Thung lũng sâu, dài, tương đối hẹp, có vách cao

và dựng đứngm gặp ở cao nguyên hay vùng núi, dưới đáy thung lũng thường

có nước chảy Địa hình đặc trung cho vùng khí hậu khô và bán khô có đá nằm ngang

o Đất xấu (badland): Vùng đất khô, trơ đá, có rất ít hoặc không có lớp phủ thực vật

II

ĐỊA HÌNH VÙNG ĐÁ CÓ KIẾN TRÚC NẰM NGHIÊNG

1. Đặc điểm của các lớp đá

o Trong dạng cấu trúc này, các lớp đá có thể nằm nghiêng đều đặn về 1 phía và cắt vào bề mặt địa hình Nếu góc cắm tương đối thoải (dưới 15O) và có những lớp cứng, mềm xen kẽ thì quá trình bào mòn-xâm thực chọn lọc sẽ bóc đi

những phần mềm, làm cho một sườn thung lũng liên tục giật lùi trên mặt lớp cứng, khiến cho thung lũng có mặt cắt ngang không đối xứng, gọi là thung lũng đơn nghiêng và địa hình 1 sườn núi, hay là cuesta

2. Các giai đoạn phát triển của địa hình

- Ban đầu, địa hình tương đối bằng phẳng do lớp vật liệu bở rời phủ trên cấu trúc địa chất Sau đó, lớp vật liệu này mất đi, lộ ra nền đá bên dưới, quá trình mài mòn chọn lọc xuất hiện, vì các lớp đá có kháng sức khác nhau nên đá mềm sẽ bị mài mòn nhanh chóng, tạo nên địa hình tương đối bằng phẳng, lớp đá cứng kháng sức cao nên còn sót lại những gờ đá tạo nên dạng địa hình cuesta Sau đó, lớp đá cứng bị mài mòn, lộ ra lớp đá mềm và bị mào mòn mạnh tạo ra thung lũng đơn nghiêng

3. Các dạng địa hình đặc trưng

o thung lũng đơn nghiêng:

o Địa hình 1 sườn núi (cuesta):

1. ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐÁ Ở ĐỊA HÌNH UỐN NẾP

 Cấu tạo: là một vùng đá trầm tích, gồm các lớp đá có kháng sức và tuổi khác n0hau nằm xen kẽ nhau Như vậy, sự ảnh hưởng của sự phong hóa lên các lớp đá 0cũng sẽ khác nhau Dẫn đến việc tao thành nhiều dạng địa hình khác nhau

 Đá cứng sẽ khó bị phong hóa, tạo ra các dạng địa hình núi

 Đá mềm sẽ dễ dàng bi phong hóa tạo ra các dạng thung lũng

 Hình dạng: hình gợn sóng, gồm các nếp lồi - lõm xen kẽ nhau Do vậy, sự phong hóa xảy ra trên từng khu vực của nếp uốn cũng có sự khác biệt

ètạo ra các dạng địa hình đặc trưng của mỗi khu vực của vùng đá uốn

nếp.

A – trong lúc đang xảy ra uốn nếp, các nếp lồi (anticline) bị mài mòn, các nếp lõm (syncline) được các vật liệu bở rời lấp đầy làm cho địa hình khá bằng phẳng

B – một thời gian sau khi quá trình uốn nếp ngừng lại, quá trình mài mòn làm lộ ra tầng cát kết hay quartzit (quartzite), tầng đá có kháng sức cao Thung lũng nếp lồi (anticline valley), Thung lũng nếp lõm (syncline valley), khe đoạt dòng (water gap).

C – Quá trình mài tiếp diễn mang đi từng phần một hành tạo đá có sức kháng cao nhưng rồi lại để lộ ra lớp đá cứng khác nằm bên dưới Núi nếp lồi (anticlinal mountain), núi nếp lõm (synclinal mountain), gờ (đá) đơn nghiêng (homoclinal ridge), thung lũng (vùng đá) đơn nghiêng (homoclinal valley)

D – San bằng thành peneplain làm giảm chênh mực địa hình ở các đai uốn nếp, nhưng vẫn còn thấy gờ đá cứng.

SỰ MÀI MÒN VÙNG ĐÁ TRẦM TÍCH UỐN NẾP

3. CÁC DẠNG ĐỊA HÌNH ĐẶC TRƯNG CỦA VÙNG ĐÁ CÓ KIẾN TRÚC UỐN NẾP

a) Núi nếp lồi (anticlinal mountain):

b) Núi nếp lõm (synclinal mountain):

c) Thung lũng nếp lồi (anticlialnal valley):

d) Thung lũng nếp lõm (synclinal valley):

e) Gờ (đá) đơn nghiêng (homoclinal ridge) và thung lũng (vùng đá) đơn nghiêng

IV.ĐỊA HÌNH VÙNG ĐÁ CÓ KIẾN TRÚC ĐỨT GÃY

Là một kiến trúc địa chất ,được hình thành do sự phá hủy các đá (kết quả của biến dạng dòn) có sự dịch chuyển của các lớp đá dọc theo mặt phá hủy hay vuông góc với nó.

2. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LỚP ĐÁ TRONG VÙNG

a) Đối với đứt gãy xãy ra trong vùng đá có kiến trúc nằm ngang

Vẫn như đặc điểm các lớp đá trong vùng có kiến trúc nằm ngang, nghĩa là có sự xen

kẽ giữa các lớp đá nằm ngang có độ cứng khác nhau, nhưng do sự dịch chuyển của các lớp đá ở hai cánh nên có sự xê dịch của các lớp so với dạng nằm nghiêng ban đầu

b) Đối với đứt gãy xãy ra trong vùng đá có kiến trúc nằm nghiêng

Tương tự vậy, đứt gãy xãy ra trong vùng có kiến trúc nằm nghiêng có đặc điểm như vùng đá có kiến trúc nằm nghiêng, nghĩa là có sự xen kẽ giữa các lớp đá nằm

nghiêng có độ cứng khác nhau, nhưng có sự xê dịch của các lớp so với dạng nằm nghiêng ban đầu

3.CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN CỦA ĐỊA HÌNH

a) Đối với đứt gãy xãy ra trong vùng đá có kiến trúc nằm ngang

i. Giai đoạn A

Các lớp đá bên khối nâng cao hơn hẳn so với khối sụp, được ngăn cách với nhau bởi mặt trượt sụp Nhìn chung thì bề mặt khối nâng và khối sụp rất bằng phẳng

Quá trình xâm thực diễn ra mạnh ở cánh nâng, hình thành các cao nguyên, núi mặt bàn gò sót vách đá dựng đứng, hẽm vực… Còn bên khối cánh sụp bắt đầu xuất hiện các dòng chảy chạy theo đường đứt gãy, địa hình tương đối bằng

phẳng

iii. Giai đoạn C

Kết thúc quá trình xâm thực bên khối nâng, địa hình bị san bằng hoàn toàn, tạo nên đồng bằng rộng lớn dòng chảy bắt đầu xuất hiện, khối nâng bây giờ có độ cao thấp hơn khối sụp ban đầu Bắt đầu quá trình xâm thực ở khối sụp để hình thành các dạng địa hình như trong đầu giai đoạn trưởng thành bên cánh nâng, dòng chảy lúc trước đã mất do chảy hết về khối nâng

iv. Giai đoạn D

Địa hình khối sụp gần như bị san bằng hoàn toàn, chỉ còn sót lai số ít gò Cả vùng bây giờ rất bằng phẳng, dòng chảy có nhiều nhánh xuất hiện ở khối nâng

v. Giai đoạn E

Do tốc độ xâm thực ở khối sụp lớn hơn khối nâng nên trong giai đoạn này khối nâng có độ cao lớn hơn khối sụp Địa hình đất xấu gồ ghề xuất hiện ở cả 2 khối, dòng chảy ở dưới ngay đường đứt gãy

b) Đối với đứt gãy xãy ra trong vùng đá có kiến trúc nằm nghiêng

i. Giai đoạn đầu tiên

Các lớp đá bên khối nâng cao hơn hẳn so với khối sụp, được ngăn cách với nhau bởi mặt trượt sụp Bề mặt 2 khối tương đối bằng phẳng nhưng bị nghiêng về 1 hướng

ii. Đầu giai đoạn trưởng thành

Xâm thực mạnh ở cánh nâng hình thành các đỉnh núi nhọn và cao, sườn núi có các mặt tam giác tương đối dốc Bên dưới là khối sụp được bồi tụ từ vật liệu phong hóa của khối nâng tạo nên các cánh quạt phù sa rộng lớn.

iii. Cuối giai đoạn trưởng thành

Bên khối nâng, quá trình xâm thực làm mài mòn các đỉnh núi và tạo địa hình thoải hơn so với đầu giai đoạn trưởng thành, địa hình hơi nhấp nhô.Dòng chảy chảy từ khối nâng sang khối sụp, bên cánh sụp có đồng bằng rộng lớn

iv. Giai đoạn già

Địa hình khối nâng bị san bằng, chỉ còn số ít các gợ đá, cả vùng gần như là bằng phẳng độ cao 2 khối lúc này là như nhau Dòng chảy tiếp tục chảy từ khối nâng sang khối sụp.

4. CÁC KIỂU ĐỊA HÌNH ĐẶC TRƯNG

a) Đối với đứt gãy xãy ra trong vùng đá có kiến trúc nằm ngang

i. Đồng bằng

ii. Cao nguyên, bình nguyên

iii. Núi mặt bàn

iv. Gò sót

v. Vách đá dựng đứng

vi. Hẽm vực, ca nhông

vii. Đất xấu

b) Đối với đứt gãy xãy ra trong vùng đá có kiến trúc nằm nghiêng

i. Vùng núi có các mặt tam giác

ii. Cánh quạt phù sa

iii. Đồng bằng

V VÙNG ĐÁ TRẦM TÍCH CÓ KIẾN TRÚC ĐẶC BIỆT – ÁM TIÊU

 Là rạn đá vôi ngầm do xương, vỏ sinh vật (chủ yếu là san hô), tảo và các sinh vật khác tạo nên ở các vùng biển ấm (nhiệt độ trên 20 oC), nước trong San hô

có thể sinh trưởng quanh một miệng núi lửa hoặc quanh một hòn đảo

 Ám tiêu thường ngầm dưới mực nước biển, một số nhô trên mặt biển; ám tiêu chắn mọc thành dãy xa bờ, án ngữ đường vào bờ, điển hình là vùng biển phía bắc Ôxtrâylia Ám tiêu bờ mọc trực tiếp phía bờ, có bề mặt dạng bậc, gồ ghề

 Là một vùng trầm tích đá vôi, do sự lún chìm chậm chạp của đảo và sự tăng trưởng của ám tiêu nên hình thành ám tiêu vòng (atôn) bao quanh hồ nước mặn

 Các đá bên dưới thường là đá cứng chắc và có tuổi cổ hơn

A – ám tiêu sau khi nổi lên khỏi mặt nước sẽ bị các tác nhân phong hóa bắt đầu mài mòn Lúc này phần đá vôi trầm tích phía trên có kháng sức yếu nên rất dễ bị mài mòn

B – phần trầm tích phía trên sau khi bị mài mòn hết sẽ làm lộ ra phần đá cổ cứng chắc phía dưới, tạo ra địa hình có đá cổ ở giữa và đá trẻ xung quanh

C - ở giai đoạn cuối, các lớp đá cổ bên dưới cũng dần bị mài mòn, và tạo nên địa hình tương đối phẳng,chỉ còn lại loại đá cổ, đá trầm tích gần như đã mài mòn hết

tính chất là đặc chắc, R cao, ít hút nước (Hp <1%), màu đẹp (vì không bị phân hóa, ít chịu ảnh hưởng của thời tiết…) Sử dụng cho các công trình chịu lực như móng, bệ móng, dùng làm trang trí như đá ốp lát…

1.1.2.Các giai đoạn phát triển của địa hình:

 Núi dạng vòm (dome mountain8)

a. Đầu giai đoạn trẻ: có một vài dòng nước chảy hướng ra ngoài tạo

thành kiểu hình dòng chảy tỏa tia

b. Cuối giai đoạn trẻ: dòng nước khoét sâu, lớp trên cao bị bốc dần.

c. Giai đoạn trưởng thành: các lớp đá bên trên bị khoét sâu để lộ nền đá

kết tinh bên dưới Địa hình đá trầm tích thấy rõ với các dãy đá phân bố theo vòng, có hình mặt bàn ủi (flat iron)

d. Giai đoạn già: núi bị hạ mòn tạo kiểu đồng bằng bình nguyên

(peneplain), những gờ núi sống trâu (hogback ridge) nay chỉ là những

gờ không rõ nét Phần trung tâm tương đốinổi cao so với xung quanh

1.1.3.Các kiểu địa hình đặc trưng

 Núi Răng Cưa – núi Chúa ở phía bắc sông Trà Bồng là điển hình của cá dãy núi có đường sống răng cưa sắc nhọn và sườn đổ lở trên đá macma xâm nhập

1.2. Địa hình vùng đá macma phun trào :

1.2.1.Đặc điểm của các lớp đá :

 Macma phún xuất (phun trào): là loại đá do macma phun ra trên mặt đất, tiếp xúc với không khí, điều kiện áp suất và nhiệt độ thấp, nguội lạnh nhanh mà sinh ra

 Đặc điểm : Trên mặt đất, do nguội lạnh nhanh, macma không kịp kết tinh, hoặc chỉ kết tinh được một bộ phận với kích thước tinh thể rất nhỏ, chưa hoàn chỉnh, còn đại bộ phận tồn tại ở dạng vô đình hình, trong đá có lẫn nhiều bọt khí (do đang sôi và bị nguội lạnh nhanh): đó là dạng macma phún xuất chặt chẽ Ví dụ Đá diabazơ, bazan, andezit Có tính chất rỗng nhẹ, cứng và rất giòn Sử dụng làm cốt liệu cho bê tông nhẹ, dụng làm phụ gia hoạt tính cho bê tông và xi măng…

Khi macma đang sủi bọt, gặp lạnh đông lại nên rất xốp và nhẹ, hoặc phần macma bị phun lên cao, bay xa, nguội nhanh, hơi nước, khí thoát ra nhiều nên có kết cấu rỗng vụn, vỡ nhỏ: đó là dạng macma phún xuất rời rạc Ví dụ Tro, túp núi lửa, túp dung nham Tính chất nhẹ Dùng làm phụ gia trơ cho bê tông và xi măng