bài giảng thạch học cơ sở phần 2 thạch học đá magma

Sự kết tinh của magma phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có thành phần hóa học của dung thể và vị trí kết tinh.. Khi kết tinh ở dưới sâu nhiệt độ giảm chậm hơn nên quá trình kết tinh t

thạch học đá magma

-

Chương I: Đại cương về đá magma

Bμi 1: Định nghĩa về đá magma

Đá magma là đá được thành tạo do sự đông đặc của các khối silicat nóng chảy trong Vỏ Trái đất Khối silicat nóng chảy đó được gọi là dung thể magma

Sự kết tinh của magma phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có thành phần hóa học của dung thể và vị trí kết tinh

Magma giàu sắt, magiê, nghèo silic có nhiệt độ kết tinh cao nên được kết tinh trước Magma có thành phần giàu silic, giàu kiềm, có nhiệt độ kết tinh thấp hơn nên được kết tinh muộn hơn

Những đá magma được kết tinh ở sâu trong Vỏ Trái đất được gọi là đá magma xâm nhập sâu, dung thể magma phun trào lên trên bề mặt Vỏ Trái đất

và kết tinh ở đó được gọi là đá magma phun trào Những đá magma kết tinh ở phần nông của Vỏ Trái đất được gọi là đá xâm nhập nông Có những đá magma lại được kết tinh ở những khe nứt gần bề mặt đất và có liên quan đến

đá xâm nhập sâu được gọi là đá mạch

Khi kết tinh ở dưới sâu nhiệt độ giảm chậm hơn nên quá trình kết tinh thường hoàn chỉnh, các hạt khoáng vật được kết tinh hoàn toàn và thường có kích thước lớn Magma phun trào lên bề mặt Vỏ Trái đất thì nhiệt độ giảm đột ngột nên quá trình kết tinh không kịp xảy ra vì vậy đá phun trào thường có kiến trúc thủy tinh

Đá magma là một loại đá khá phổ biến trên Trái đất, đặc biệt là ở những vùng có các hoạt động kiến tạo xảy ra mạnh mẽ như các đới va chạm giữa các mảng, các nơi tách dãn của Vỏ Trái đất Đá magma có liên quan đến nhiều loại khoáng sản Vì vậy việc nghiên cứu đá magma có vai trò rất quan trọng Nghiên cứu đá magma ở ngoài trời thực hiện bằng phương pháp đo vẽ địa chất, lập các bản đồ thạch học-cấu trúc, thạch kiến tạo qua đó xác định được ranh giới của thể đá, quan hệ với đá vây quanh Cần nhận biết và phân biệt sơ lược các loại đá có thành phần khác nhau, màu sắc, cấu tạo, kiến trúc khác nhau

Trong quá trình thực địa cần thu thập các loại mẫu, thông thường mẫu cục có kích thước 10x10x12cm, mẫu để mài lát mỏng thì kích thước nhỏ hơn, mẫu để phân tích tuổi tuyệt đối cần tươi chưa bị biến đổi Kết thúc thực địa cần tiến hành phân tích các loại mẫu sau đó xử lý số liệu

Bμi 2: Dạng nằm của đá magma

Dạng nằm của đá magma là một yếu tố quan trọng phản ánh điều kiện thành tạo của đá Dạng nằm của đá magma phụ thuộc vào nhiều yếu tố Phân loại dạng nằm của đá magma có thể dựa vào hình dạng của các thể hoặc nguồn gốc thành tạo của các thể đó ở đây chúng ta phân loại theo hình dạng của thể magma Tên gọi của dạng nằm thường được gọi theo hình dạng của nó

1- Những yếu tố ảnh hưởng đến dạng nằm của đá magma: Bao gồm các yếu tố nội sinh và yếu tố ngoại sinh

* Yếu tố nội sinh là yếu tố do bản thân các thể magma gây nên, cụ thể: + Hoạt tính của magma: Hoạt tính của magma liên quan tới tác dụng hóa học của magma Hoạt tính của magma được thể hiện thông qua hàm lượng chất bốc, độ nhớt, trọng lực, áp suất thủy tĩnh

- Chất bốc (khí trong magma): Những magma giàu chất bốc sẽ xuất hiện các lực đưa magma xuyên vào đá vây quanh dễ dàng hơn magma nghèo chất bốc

- Hoạt tính liên quan đến trọng lực do sự chênh lệch tỷ trọng giữa đá magma và đá vây quanh: khiến cho magma di chuyển vào đá vây quanh khi có

điều kiện thuận lợi

- Hoạt tính cũng liên quan đến áp suất thủy tĩnh (là áp suất của các khối

đá trên đè xuống các khối đá dưới) do đó mà magma ở dưới độ sâu càng lớn thì

có áp suất thủy tĩnh càng lớn và lò magma luôn có xu hướng dâng lên các tầng trên của Vỏ Trái đất để tạo nên các thể xâm nhập dạng vỉa, nấm

- Hoạt tính của magma liên quan đến sự phá huỷ các cân bằng tướng khí lỏng của magma, magma có áp suất khí cao khi dâng lên phần nông của Vỏ Trái đất, áp suất mái giảm đi có thể gây nổ và tạo các ống nổ

- Hoạt tính của magma liên quan đến độ nhớt của magma và độ nhớt này

ảnh hưởng đến hình dạng của thể đá magma: độ nhớt của magma phụ thuộc vào thành phần hóa học của magma, magma có độ nhớt càng thấp thì càng dễ chảy tràn và ngược lại (magma bazơ có độ nhớt thấp thì khi đưa lên bề mặt thường chảy tràn còn magma axit có độ nhớt cao thì thường tạo khối)

Yếu tố ngoại sinh bao gồm:

+ Hoạt động kiến tạo: Các hoạt động kiến tạo mức độ khác nhau sẽ tạo các đường dẫn khác nhau, từ đó sẽ dẫn đến hình dạng khác nhau của các thể

đá magma

+ Đặc điểm địa hình và đá vây quanh:

2- Dạng nằm của các đá magma xâm nhập:

- Thể nền (batolit): bất chỉnh hợp với đá vây quanh, phình ra ở phía dưới

và không có đáy Kích thước thường rất lớn, tới hàng ngàn km 2

- Thể cán: giống thể nền, chỉ khác kích thước nhỏ hơn, diện tích lộ không quá 100-200km 2

- Thể vỉa: do magma có áp lực xuyên vào khoảng giữa hai lớp đá, nó có hai mặt tiếp xúc song song, đường đưa magma lên là những khe nứt, đứt gãy Kích thước rất khác nhau, bề dày từ vài chục mét đến hàng trăm mét Chỉnh hợp với đá vây quanh

- Thể nấm: giống hình cái nấm hoặc bánh dày, phân biệt với thể vỉa do kích thước tương đối (chiều dày:chiều rộng>1:8), ngoài rìa mỏng dần so với phần trung tâm Thường là các thể xâm nhập nông, nằm chỉnh hợp với đá vây quanh

- Thể thấu kính, thể chậu: thường nằm kẹp giữa các nếp uốn, do khối nhỏ magma xuyên vào vỏ Trái đất rồi bị cuốn theo chuyển động dẻo, chúng thường không có rễ, chỉnh hợp với đá vây quanh

- Thể tường: nằm dốc đứng bất chỉnh hợp với đá vây quanh, kích thước từ vài chục mét đến hàng trăm km

3- Dạng nằm của đá magma phun trào:

- Dạng dòng dung nham

- Dạng lớp phủ

- Dạng vòm, kim, tháp

Bμi 3: Thμnh phần vật chất của đá magma

Để hiểu được thành phần vật chất của đá magma ta phải biết được thành phần hóa học và thành phần khoáng vật của đá Thành phần hóa học của đá magma khác với thành phần hóa học của dung thể magma, ví dụ trong dung thể magma rất giàu chất bốc nhưng trong đá magma thì hầu như không có Thành phần hóa học của cùng với điều kiện thành tạo đá quyết định thành phần khoáng vật của đá

1- Thành phần hóa học:

Thành phần hóa học là một cơ sở để phân loại đá magma, vì vậy việc nghiên cứu nó có ý nghĩa rất quan trọng Một số loại đá phun trào có khoáng

vật kết tinh rất nhỏ hoặc ở trạng thái thủy tinh, vì vậy thành phần hóa học giúp xác định chính xác loại đá

+ Người ta quy ước phân tích đá magma ra thành tỷ lệ phần trăm các oxyt Theo tỷ lệ phần trăm trọng lượng trong đá, các oxyt có trong đá có thể phân ra làm hai loại:

- Các hợp phần chủ yếu: chiếm từ một vài phần trăm trở lên, bao gồm các oxyt SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , FeO, MgO, CaO, K 2 O, Na 2 O, H 2 O

- Các hợp phần thứ yếu: chỉ chiếm một hàm lượng nhỏ trong đá (khoảng một vài phần nghìn) TiO 2 , ZrO 2 , P 2 O 5 , MnO, BaO

Ngoài ra còn có các hợp phần phụ như Co, Ni, Cr, Au, các nguyên tố xạ,

CaO < 22%, trong đá kiềm tới 25%

MgO trung bình 3,5%, trong đá siêu bazơ lên tối đa 46%

Nếu cứ để nguyên các kết quả phân tích hóa học theo trọng lượng phần trăm oxyt thì rất khó so sánh các loại đá, vì vậy các nhà thạch học đã tìm cách tính toán các chỉ số thạch hóa để so sánh hoặc dùng các biểu đồ thạch hóa để so sánh và phân loại các đá magma

Những khoáng vật thường xuyên gặp ở trong đá được gọi là những khoáng vật tạo đá Hàm lượng các khoáng vật tạo đá trong mỗi loại đá cụ thể rất khác nhau

* Theo hàm lượng khoáng vật trong đá người ta phân ra các loại:

- Khoáng vật chính: hàm lượng chiếm > 5%, ví dụ: felspat, thạch anh trong granit

- Khoáng vật phụ: chiếm tỷ lệ nhỏ trong đá, khoảng <5%, ví dụ: apatit, sphen trong granit Một số khoáng vật phụ có thể gặp rộng rãi ở nhiều loại đá khác nhau như apatit, zircon Một số khoáng vật phụ rất đặc trưng cho một loại đá nhất định, ví dụ cromit, spinen đặc trưng cho peridotit; octit, monaxit

* Theo nguồn gốc thành tạo, các khoáng vật tạo đá được phân ra thành:

- Khoáng vật nguyên sinh: được thành tạo khi magma kết tinh, không có các quá trình ngoại sinh tham gia, ví dụ, olivin, plagiocla

- Khoáng vật thứ sinh: thành tạo ở các thời gian sau, do sự biến đổi của các khoáng vật nguyên sinh Có những khoáng vật thứ sinh được thành tạo ngay sau khi magma kết tinh, đó là do các khí và dung dịch toát ra từ magma tác dụng ngay với các khoáng vật mới hình thành để biến chúng thành những khoáng vật mới, ví dụ serpentin trong dunit Một số khoáng vật thứ sinh lại

được thành tạo rất lâu sau khi magma kết tinh do tác dụng của các khí nhiệt dịch hoặc tác dụng phong hóa, ví dụ: clorit, sericit, calcit

- Khoáng vật tha sinh: khoáng vật ngẫu nhiên phát sinh do magma đồng hóa những mảnh đá trầm tích, ví dụ granit đồng hóa đá sét thì có thể thành tạo khoáng vật silimanit, corindon

* Theo thành phần hóa học người ta phân các khoáng vật tạo đá magma thành 2 nhóm:

+ Nhóm Salic: gồm những khoáng vật chứa chủ yếu silit, alumin cùng với kiềm và vôi Nhóm này còn gọi là nhóm khoáng vật sáng màu vì chúng thường

có màu trắng, tỷ trọng nhẹ Nhóm này gồm có: thạch anh, felspat kali, plagiocla, felspatit (lơxit, nephelin, ananxim),

+ Nhóm Femic: gồm những khoáng vật chứa nhiều sắt và magiê Nhóm này còn gọi là nhóm sẫm màu, các khoáng vật có tỷ trọng lớn Nhóm này gồm có: olivin, pyroxen, amphibol, mica, các khoáng vật màu kiềm egirin, amphibol kiềm, các khoáng vật quặng (thường là các oxyt sắt)

Các khoáng vật tạo đá là hợp chất silicat, trong đó oxit silic SiO 2 giữ vai trò axit hóa hợp theo các tỷ lệ khác nhau với các bazơ Nếu tỷ lệ SiO 2 tối đa thì khoáng vật là silicat bão hòa silit, nếu tỷ lệ axit ít hơn thì khoáng vật không bão hoà

Ví dụ: anbit Na AlSi 3 O 8 (Na 2 O.Al 2 O 3 6SiO 2 ) là khoáng vật bão hòa silit nephelin Na AlSiO 4 (Na 2 O.Al 2 O 3 2SiO 2 ) là khoáng vật không bão hòa silit

Các khoáng vật trong đá magma cộng sinh theo quy luật nhất định phụ thuộc thành phần hóa học của magma và điều kiện hóa lý khi thành tạo Những khoáng vật không bão hoà silit hiếm khi cộng sinh với thạch anh-silit tự

do, olivin ít khi cộng sinh với horblen, octocla

Trong đá magma, màu sắc của đá được quyết định bởi tỷ lệ giữa khoáng vật sáng màu và khoáng vật màu Những đá chứa chủ yếu khoáng vật salic thường sáng màu, ví dụ granit sáng màu chứa thạch anh, plagiocla, orthoclas;

đá chứa nhiều khoáng vật femic thì sẫm màu như đá dunit chứa 100% olivin có màu đen

3- Các khoáng vật tạo đá chính trong đá magma:

1 Olivin: (Mg,Fe) 2 SiO 4

Là một silicat đảo, trong đó Mg và Fe thay thế đồng hình một cách liên tục từ fosterit Mg 2 SiO 4 đến fayalit Fe 2 SiO 4 Olivin kết tinh trong hệ thoi

Giá trị chiết suất cao 1,75, lưỡng chiết suất trung bình n g -n p =0,045

Olivin là khoáng vật phổ biến trong các đá magma siêu bazơ, bazơ

Các tinh thể olivin thường bị gặm mòn, có dạng tròn hoặc bầu dục, ít khi tha hình

2 Pyroxen: Có gốc [SiO 3 ] 2- , các cation là Fe 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Na + và Fe 3+ Thành phần cation trong pyroxen rất thay đổi Pyroxen kết tinh trong hệ thoi

và xiên đơn

Pyroxen thoi có enxtantit MgSiO 3 , ferosilit FeSiO 3 , bronzit, hyperten, ferohyperten có chứa 55-60% FeSiO 3

Pyroxen xiên đơn có: diopxit CaMgSiO 3 , hedenbecgit CaFeSi 2 O 6 , clinoenxtantit MgSiO 3 , pijonit, ogit

Pyroxen là khoáng vật tạo đá khá phổ biến, thường gặp trong các đá magma siêu bazơ, bazơ, ít gặp trong đá trung tính và hầu như không gặp trong

đá axit

Pyroxen thường thành những lăng trụ ngắn Trong đá hạt, các tinh thể tự hình thường không có mặt tận cùng Trong đá phun trào chúng ở dạng tinh thể dài hoặc tha hình

3 Amphibol: là silicat dải gồm hai dãy tứ diện SiO 4 ghép lại có gốc axit [Si 4 O 11 ] -6 (OH) -1 , các cation là Mg 2+ , Fe 2+ , Ca 2+ , Fe 3+ , Na + Công thức hóa học của amphibol rất phức tạp nhưng các amphibol đều kết tinh trong hai hệ thoi

và xiên đơn

Amphibol thoi có antophilit Amphibol xiên đơn có horblen, tremolit, actinolit, horblen bazantic

Trong đá magma chủ yếu gặp horblen màu xanh lục, đặc trưng cho các

điorit, granodiorit, sienit, granosienit Horblen bazantic có màu nâu nên còn gọi là horblen nâu gặp trong các đá bazơ và siêu bazơ

Horblen lục có công thức Na 0-1 Ca 2 (Mg,Fe) 3-5 Al 0-2 [(SiAl) 4 O 11 ](OH) 2 , kết tinh trong hệ xiên đơn, giá trị chiết suất 1,67, lưỡng chiết suất 0,020

Horblen tạo thành những tinh thể hình trụ kéo dài, đôi khi tha hình

4 Mica: là những silicat lớp với gốc axit [Si 4 O 10 ] -4 , có thêm (OH) - hoặc F - , công thức hoá học rất phức tạp

Trong nhóm này có các khoáng vật biotit, muscovit, phlogopit, lepidolit Biotit là khoáng vật phổ biến nhất trong đá magma, thường gặp trong các

đá granodiorit, granit, sienit Muscovit gặp trong các đá granit Phlogopit có thể gặp trong peridotit

Biotit kết tinh trong hệ xiên đơn, chiết suất 1,60, lưỡng chiết suất 0,045 Muscovit kết tinh trong hệ xiên đơn, chiết suất 1,56, lưỡng chiết suất 0,040

Mica kết tinh thành những tinh thể dạng tấm mỏng, cát khai hoàn toàn 1

hệ thống

5- Thạch anh và các khoáng vật khác của SiO 2 :

Oxyt silic tạo nên 6 dạng khoáng vật: thạch anh, chancedoan, opan, tridimit, cristobalit, lesatelerit Trong đó thạch anh là khoáng vật phổ biến nhất, tridimit và cristobalit hay gặp trong các đá núi lửa

Thạch anh kết tinh trong hệ sáu phương, là tinh thể một trục, chiết suất 1,55, lưỡng chiết suất 0,009

Thạch anh là khoáng vật phổ biến của các đá bão hoà silit

Trong các đá hạt, thạch anh thường tha hình, hiếm khi là tinh thể lưỡng tháp nhưng cũng bị gặm mòn

6- Felspat:

Felspat là tên chung của một nhóm khoáng vật gồm 3 vế chính: orthoclas KALSi 3 O 8 , albit Na AlSi 3 O 8 và anorthit Ca Al 2 Si 2 O 8 Những dung dịch cứng và mọc xen giữa orthoclas và albit gọi là felspat kiềm hay gọi là felspat kali Những dung dịch thay thế đồng hình giữa albit và anorthit gọi là plagiocla Felspat là khoáng vật tạo đá quan trọng nhất, nó chiếm tới 60% thành phần của đá magma

a/ Plagiocla (felspat kiềm-vôi):

Là dung dịch cứng, là hỗn hợp thay thế đồng hình giữa albit và anorthit, gồm có 6 khoáng vật Người ta quy ước phân ranh giới trong hỗn hợp đó để chia ra các loại plagiocla axit, trung tính và bazơ

Khoáng

vật

Hàm lượng An (%)

Hàm lượng Ab (%)

Plagiocla có hình dạng khác nhau: tấm, lăng trụ, kim

b/ Felspat kali (felspat kiềm): KAlSi 3 O 8

Trong tự nhiên có 4 dạng khoáng vật độc lập: microclin, xanidin, orthoclas, adule Chúng kết tinh trong hệ xiên đơn, chiết suất thấp, lưỡng chiết suất thấp

Trong đá magma thường gặp là orthoclas, ít hơn là microclin

Những tinh thể hỗn hợp giữa orthoclas và albit tạo nên một loạt khoáng vật quan trọng Albit tách khỏi dung dịch cứng và mọc xen với orthoclas ta

được perthit, ngược lại ta được nghịch perthit

Felspat kali thường có dạng đẳng thước hoặc tha hình

7- Felspatit: là một nhóm silicat kiềm chưa bão hoà silit Trong các đá magma giàu kiềm mà nghèo SiO 2 chúng được thành tạo thay cho các felspat Chúng không thành một loạt đồng nhất như felspat

Phổ biến nhất là:

Nephelin Na(AlSiO 4 )

Cancrinit 3Na(AlSiO 4 )CaCO 3 H 2 O

Xodalit 3Na(AlSiO 4 )NaCl

Lơxit K(AlSi 2 O 6 )

Nozean 3Na(AlSiO 4 )[Na 2 SO 4 ] 0,5

Hauyn 3Na(AlSiO 4 )CaSO 4

Ananxim Na AlSi 2 O 6 H 2 O

Bμi 4: Sự kết tinh của magma

I- Đặc điểm của magma:

Magma là những dung thể ở trong tự nhiên có thành phần chủ yếu là silicat nóng chảy, thường ở nhiệt độ cao và áp suất cao khiến cho các chất bốc

được giữ lại hoà tan trong dung thể

Magma gồm có hai tướng: tướng lỏng và tướng khí Khi nhiệt độ hạ thấp dần sẽ xuất hiện tướng thứ ba là tướng cứng Chúng ta chỉ có thể biết được trạng thái chính xác của magma qua các dung thể nhân tạo hoặc các dung nham

+ Dung thể magma thường rất nhớt Độ nhớt của magma có ảnh hưởng lớn

tới quá trình kết tinh và phân dị Magma có độ nhớt càng cao thì càng khó chảy, sự khuếch tán nguyên tố càng chậm, các tinh thể lớn chậm và càng khó di chuyển Độ nhớt của magma ảnh hưởng tới sự xâm nhập hay phun trào

Độ nhớt của magma phụ thuộc nhiều yếu tố:

- Độ nhớt của magma phụ thuộc vào độ axit Magma càng axit thì độ nhớt càng cao, magma bazơ có độ nhớt kém hơn Sự có mặt của chất bốc làm giảm

độ nhớt của magma axit và trung tính rất nhiều nhưng ít ảnh hưởng đến magma bazơ Trong quá trình kết tinh của dung nham axit, chất bốc tập trung

ở đâu thì ở đó magma rất lỏng và tạo điều kiện thành tạo những tinh thể khổng

lồ

- Độ nhớt của magma phụ thuộc vào nhiệt độ Nhiệt độ nóng chảy của magma càng thấp thì độ nhớt càng cao và ngược lại

- Độ nhớt cũng phụ thuộc vào áp suất, áp suất càng cao thì độ nhớt càng tăng Magma càng ở sâu càng nhớt, khi phun lên mặt đất, áp suất giảm xuống,

độ nhớt giảm và magma có thể chảy lỏng được

- Trong quá trình kết tinh, khi lượng tinh thể tăng lên thì độ nhớt cũng tăng và magma khó di chuyển

+ Nhiệt độ của magma: Chỉ có thể suy đoán nhiệt độ của magma qua nhiệt

độ kết tinh hoặc nhiệt độ nóng chảy của các khoáng vật trong đá magma

Ví dụ trong đá magma có mặt một khoáng vật có nhiệt độ kết tinh 870 0

thì nhiệt độ lúc magma kết tinh không quá 870 0

Đo nhiệt độ trực tiếp của dung nham phun lên ở các núi lửa thì thường

được khoảng 900-1100 0 C Người ta cho rằng nhiệt độ của magma bazan ở dưới sâu thường thấp hơn so với khi đưa lên mặt do khi đưa lên mặt nhiệt độ tăng lên bởi các phản ứng hóa học hoặc phản ứng giữa các khí hoà tan trong magma Nhiệt độ của magma bazan ở dưới sâu khoảng 800-1000 0 , còn magma axit giàu silit 600-700 0 C

II- Quá trình kết tinh của magma:

Khi magma nguội đi trong một khoảng nhiệt độ nhất định sẽ xảy ra các quá trình vật lý và hóa học Các quá trình vật lý là sự ngưng tụ của hơi nước,

sự kết tinh, sự hoà tan, sự sôi Những phản ứng hóa học giữa các hợp phần trong magma dẫn tới sự thành tạo các loại khoáng vật

Khi magma ở trạng thái lỏng các nguyên tử chuyển động hỗn loạn, nhưng khi nhiệt độ hạ đến mức độ nhất định các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử gặp nhau sẽ tạo nên những mầm tinh thể hay trung tâm kết tinh Xung quanh các mầm tinh thể các nguyên tử sắp xếp một cách đều đặn theo đúng những ô mạng không gian Các tinh thể chỉ lớn lên trong một giới hạn nào đó của nhiệt

độ ứng với một tốc độ nào đó của chuyển động nhiệt, dưới tốc độ đó hoặc quá tốc độ đó các nguyên tử không thể tới hoặc không thể ở lại mạng tinh thể Tinh thể của khoáng vật khác nhau có nhiệt độ kết tinh và tốc độ lớn của tinh thể khác nhau Như vậy ở trong một dung thể magma sẽ có nhiều thành phần khoáng vật khác nhau cùng kết tinh, và trong hỗn hợp đó tốc độ kết tinh của các khoáng vật sẽ khác với lúc nó kết tinh một mình

+ Trạng thái thủy tinh:

Khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ kết tinh, dung thể silicat vẫn có thể ở trạng thái lỏng Nhiệt độ tiếp tục hạ xuống, độ nhớt của chất lỏng ngày càng tăng, tới một lúc dung thể còn dẻo nữa mà trở thành thủy tinh Thủy tinh cũng giốnng như trạng thái rắn về các tính chất cơ học như giữ nguyên hình dạng và

có sức bền, nhưng thủy tinh khác các khoáng vật kết tinh ở chỗ nó không có

kiến trúc mạng đều đặn Các nguyên tử trong thủy tinh sắp xếp hỗn độn nhưng không di chuyển

Thủy tinh là một hệ thống ở trạng thái bền giả không ổn định, có khuynh hướng biến thành trạng thái kết tinh bền vững, tuy nhiên tốc độ biến đổi vô cùng nhỏ, vì vậy thủy tinh núi lửa có thể tồn tại hàng kỷ trong các thời đại địa chất, song với thời gian, đa phần thủy tinh núi lửa biến thành một tập hợp vi tinh

+ Thứ tự kết tinh khoáng vật Liệt phản ứng khoáng vật:

Rozenbut đã xác định được thứ tự kết tinh của các khoáng vật trong đá magma Những hợp phần thứ yếu như photphat, oxyt sắt kết tinh trước tạo nên các khoáng vật phụ apatit, manhetit, ziacon , tiếp theo là các silicat magie

và sắt, sau nữa là silicat magie-canxi, sắt-canxi như olivin, pyroxen, amphibol, mica, sau nữa là các silicat vôi, kiềm-vôi, và kiềm theo thứ tự giảm độ bazơ Kết tinh cuối cùng là thạch anh

Khi nghiên cứu các hệ thống hóa lý thành tạo các khoáng vật tạo đá magma cho thấy các khoáng vật kết tinh từ dung thể magma có thể phân làm 2 loại: loại tạo nên loạt phản ứng liên tục như kiểu anorthit và albit và loại tạo nên những phản ứng gián đoạn như olivin, silit

Thứ tự kết tinh khoáng vật trong đá magma từ các dung thể tự nhiên

được biểu diễn bằng liệt phản ứng khoáng vật Bauoen:

Liệt phản ứng khoáng vật Bauoen

Loạt gián đoạn Loạt liên tục

Muscovit và thạch anh

Dãy gián đoạn: Các khoáng vật đầu dãy kết tinh trước và số lượng giảm dần Các khoáng vật kết tinh trước lại tương tác với dung thể chuyển thành khoáng vật kết tinh sau Mỗi lần thay đổi như vậy thì cấu trúc tinh thể bị phá

vỡ để tạo thành khoáng vật mới Như vậy ở đây mỗi khoáng vật chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian nhất định nên gọi là dãy gián đoạn

- Dãy liên tục: Các khoáng vật trong dãy này không có hiện tượng phá vỡ cấu trúc ô mạng mà chỉ có sự thay thế đồng hình liên tục giữa các khoáng vật Các khoáng vật thuộc hai nhánh của sơ đồ kết tinh song song, đồng thời với nhau Các khoáng vật trên một hàng ngang cộng sinh với nhau trong một loại đá

Bμi 5: Cấu tạo vμ kiến trúc của đá magma

I- Cấu tạo:

1- Định nghĩa: Cấu tạo là một đặc điểm cấu trúc của đá do quan hệ không gian giữa từng bộ phận hợp thành đá và nó đặc trưng cho trình độ đồng nhất của đá

Cấu tạo của đá có thể phụ thuộc vào:

- Các nguyên nhân bên trong: liên quan đến đặc điểm kết tinh của đá

- Các yếu tố bên ngoài: trọng lực, sự chuyển động của magma, các dòng

đối lưu

Vì vậy Zavaritxki phân ra 2 kiểu cấu tạo: cấu tạo nội sinh và cấu tạo ngoại sinh Tuy nhiên đây chỉ mang tính quy ước vì thực tế có những cấu tạo do cả hai yếu tố trên

2- Các cấu tạo nội sinh:

- Cấu tạo đồng nhất: các khoáng vật được phân bố đều đặn trong cả khối

đá, tất cả các bộ phận của khối đá đều giống nhau, chứng tỏ điều kiện thành tạo đá ở tất cả các điểm của nó là như nhau Đây còn gọi là cấu tạo khối Đây là

loại cấu tạo rất phổ biến trong đá magma, có thể gặp ở đá xâm nhập và cả đá phun trào

- Cấu tạo dị li: là đá có những phần này khác với phần kia bởi thành phần, kiến trúc hoặc cả thành phần và kiến trúc Đó là do các đá khác bị bao

và tiêu đi chưa hết hoặc cũng có thể do các tác dụng bên ngoài tác động vào magma kết tinh Loại cấu tạo này ít gặp

- Cấu tạo cầu: các khoáng vật sắp xếp theo các lớp đồng tâm, đồng thời nhiều khoáng vật có vị trí tỏa tia Các lớp đồng tâm phân biệt với nhau về thành phần, màu sắc Nguyên nhân là do magma bị bão hoà một vài thành phần nào đó, khi chúng di chuyển thì xen kẽ theo những lớp đồng tâm Cấu tạo cầu gặp trong đá magma phun trào dưới nước thì khác: khi phun ở dưới nước dung nham phân ra thành những hệ thống giọt có vỏ cứng lại rất nhanh vì gặp nước lạnh Mỗi giọt đó coi như một hệ thống kết tinh độc lập, ngoài vỏ thì đặc xít, ở giữa có thể kết tinh rõ hơn

3- Các cấu tạo ngoại sinh:

- Cấu tạo định hướng, cấu tạo dạng gneis: các khoáng vật sắp xếp theo những mặt hoặc những đường song song

- Cấu tạo dòng chảy: một dạng của cấu tạo định hướng, các khoáng vật sắp xếp theo phương dòng chảy của magma

- Cấu tạo dải: Các khoáng vật sắp xếp thành các dải sáng màu và sẫm màu song song Ví dụ đá gabro có các khoáng vật plagiocla và pyroxen xếp thành các dải xen kẽ nhau

- Cấu tạo lỗ hổng: khi dung nham đông đặc, các khí bốc lên tạo thành các

lỗ hổng

- Cấu tạo hạnh nhân: Các lỗ hổng bị lấp đầy các khoáng vật thứ sinh, ví

dụ calcit lấp đầy các lỗ hổng trong đá bazan

II- Kiến trúc:

1- Định nghĩa: Kiến trúc theo nghĩa rộng là toàn bộ những dấu hiệu xác

định những đặc điểm về hình thái của từng hợp phần tạo đá và quan hệ không gian giữa chúng với nhau Theo nghĩa hẹp hơn kiến trúc bao gồm những dấu hiệu về trình độ kết tinh, kích thước, hình dáng của các tinh thể, quan hệ tương

hỗ giữa chúng với nhau và với thủy tinh

Kiến trúc của đá phụ thuộc các yếu tố sau:

- Trình độ kết tinh của các hợp phần và lượng tương đối của thủy tinh

- Kích thước của các hạt

- Hình dạng của các hạt

2- Phân loại kiến trúc theo trình độ kết tinh: