bài tập lơn môn địa chất hoạt động phun trào macma và những tai biến mà chúng gây ra

Các sản phẩm phun trào của núi lửa thông thường chứa các chất lỏng, các tinh thể và các khí không hòa tan mà trước đó chưa bao giờ ra đến mặt Trái Đất.. Macma tập trung thành nhiều hốc m

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 : Hoạt động magma và sự phun trào magma 4

I Khái quát chung về macma 4

1.Khái niệm 4

2 Sự hình thành 4

3 Các môi trường thành tạo macma 5

3.1 Macma tại trung tâm tách giãn 5

3.2 Macma tại các vòm nhiệt 6

3.3 Macma tại các đới hút chìm 6

4 Các thuộc tính cơ bản của macma 7

5 Sự diễn biến của macma 8

5.1 Tác dụng phân dị dung li của macma 8

5.2.Tác dụng phân dị kết tinh của macma 8

5.3 Tác dụng phân dị khí thành 8

5.4 Tác dụng đồng hóa hỗn nhiễm 9

6.Các hoạt động cơ bản của macma 9

II Hoạt động phun trào của macma 9

III: Hoạt động xâm nhập magma 10

1 Khái niệm chung 10

2 Một số cấu tạo của đá magma xâm nhập 11

CHƯƠNG 2 :Tai biến do quá trình phun trào macma 11

I Các tác động tiêu cực của phun trào macma 11

1.Các tác hại cơ bản của phun trào macma 11

2 Một số tai biến của phun trào macma 11

2.1 Tai biến sơ cấp 11

2.2 Tai biến thứ cấp 15

II Các tác động tích cực của phun trào macma 19

CHƯƠNG 3 : Khái quát chung, dự báo hoạt động và khắc phục núi lửa 21

I Khái quát chung về núi lửa 21

1 Khái niệm 21

2.Các loại núi lửa 21

3 Hiện tượng núi lửa 22

II Dự báo hoạt động núi lửa 22

III.Khắc phục 23

KẾT LUẬN 24

TÀI LIỆU THAM KHẢO 25

LỜI MỞ ĐẦU

Địa chất học là một môn khoa học cơ bản nghiên cứu bề mặt của trái đất nhằm phục vụphát triển bền vững cơ sở hạ tầng, khai thác hợp lý các tài nguyên thiên nhiên và phòngchống giảm thiểu các tai biến do thiên nhiên gây ra

Địa chất học là một môn khoa học nghiên cứu cũng như các ngành khoa học khác, nhờ những công cụ, thiết bị hiện đại địa chất học hướng sự nghiên cứu vào cả thế giới vật chất của Trái Đất trong phạm vi vĩ mô cũng như vi mô Mặt khác địa chất học còn hướng vào quá khứ lâu dài trước khi có dấu vết của sự sống nảy sinh

Hoạt động macma và sự phun trào macma là một trong những phạm vi nghiên cứu của địa chất học Để hiểu rõ hơn về vấn đề này thì chúng ta cùng tìm hiểu thông qua bài

tiểu luận : hoạt động phun trào macma và những tai biến mà chúng gây ra

CHƯƠNG 1 : Hoạt động magma và sự phun trào magma

I Khái quát chung về macma

1.Khái niệm

Macma là dung thể nóng chảy, thông thường nằm bên trong các hốc

magma  gần bề mặt Trái Đất Magma là hỗn hợp của silicat lỏng ở nhiệt độ và áp suất cao và là nguồn ban đầu của tất cả các loại đá magma Nó có khả năng xâm nhập vào các lớp đá thuộc phần vỏ cạnh kề hay phun trào ra ngoài bề mặt Macma tồn tại ở khoảng nhiệt độ từ 650 tới 1.200 °C Macma chịu áp suất cao trong lòng đất và khi phun trào lên bề mặt đất qua các miệng núi lửa ở dạng dung nham và chất phun

trào nham tầng Các sản phẩm phun trào của núi lửa thông thường chứa các chất lỏng, các tinh thể và các khí không hòa tan mà trước đó chưa bao giờ ra đến mặt Trái Đất Macma tập trung thành nhiều hốc macma riêng rẽ trong lớp vỏ Trái Đất và có thành phần khác nhau một cách đáng kể tại các khu vực khác nhau, nó có thể được tìm thấy ởcác đới hút chìm,đứt gãy haysống núi giữa đại dương hoặc trên các điểm nóng chứa các chùm đá nóng của lớp phủ Sự hình thành macma chỉ có thể diễn ra theo một số điều kiện đặc biệt tại quyển astheno của Trái Đất

2 Sự hình thành

Sự suy giảm đột ngột của áp suất có thể tạo ra sự nóng chảy do giảm áp Điều này có thể diễn ra do các chuyển động kiến tạo hoặc do đá nóng chảy chuyển động làmphá hủy các đá xung quanh khi nó di chuyển lên các độ sâu thấp hơn trong lớp vỏ Trái Đất. Građien địa nhiệt trung bình khoảng 25 °C/km với khoảng rộng từ thấp ở mức 5-

10 °C/km trong phạm vi các rãnh đại dương và các khu vực sút giảm tới cao ở mức

30-50 °C/km dưới các sống núi giữa đại dương và các cung núi lửa Tổ hợp của nhiệt độ cao và áp suất thấp gần môi trường bề mặt là điều kiện thuận lợi nhất để diễn ra sự nóng chảy do áp suất suy giảm

Macma cũng có thể được tạo thành do sự bổ sung của các chất dễ bay hơi vào

đá bị nung nóng Các chất dễ bay hơi (nước và khí) được giải phóng từ các mảng hút chìm của các lớp vỏ đại dương, các chất này xâm nhập vào các lớp đá nằm phía trên và

kích thích sự nóng chảy Chúng có thể phá vỡ các liên kết khoáng vật bên trong đá nóng chảy và làm cho nhiệt độ nóng chảy giảm xuống tạo thành macma.

Sự hình thành của macma cũng có thể là kết quả của sự làm nóng chảy đá thuộc lớp vỏ bởi macma đã tồn tại trước đó do macma này có nhiệt độ cao hơn đến mức nó làm nóng chảy luôn cả đá của lớp vỏ khi nó dâng lên, điều này tạo ra nhiều macma hơnnữa

Macma dâng lên chủ yếu là do khi đá nóng chảy có tỷ trọng thấp hơn so với đá rắn, nó bị đẩy lên trên qua thạch quyển bởi sức nổi (theo cách thức giống như tấm gỗ

có tỷ trọng thấp bị đẩy lên trên và trôi nổi trong nước nặng hơn) Quá trình này tạo ra các hốc macma và cuối cùng là núi lửa, macma bị đẩy lên trên theo mọi hướng ra bề mặt Trái Đất trong các hoạt động phun trào núi lửa

3 Các môi trường thành tạo macma

3.1 Macma tại trung tâm tách giãn

 Khi các mảng thạch quyển tách giãn, phần vật chất dẻo ở quyển mềm

di chuyển lên phía trên để lấp đầy chỗ trống

 Do vật chất nóng và dẻo đi lên trên sẽ bị giảm áp suất và bị nóng chảy tạo thànhcác dung nham magma

 Phần lớn các trung tâm tách giãn tập trung ở sống núi giữa đại dương và

magma ở đây mang tính bazơ

Trong quá trình dịch chuyển mảng, sự ma sát làm sản sinh ra nhiệt

Các quá trình trên dẫn đến sự hình thành magma do sự nóng chảy của các đá liên quan

Khoảng 75% các núi lửa đang hoạt động trên trái đất đều tập trung ở các đới hútchìm và tạo lên các “vành đai lửa – ring of fire)

Sơ đồ phân bố vành đai lửa trên thế giới

4 Các thuộc tính cơ bản của macma

Nhiệt độ: Nhiệt độ của magma nằm trong khoảng 600-1400 C, phụ thuộc vào (1) Thành phần hóa học của magma và (2) Độ sâu thành tạo Magma có thành phần bazơ và siêu bazơ thành tạo ở độ sâu lớn nhất nên có nhiệt độ cao hơn và ngược lại

Thành phần hóa học: O và Si là hai thành phần chính trong magma, ngoài ra còn

có 6 nguyên tố phổ biến khác là Al, Fe, Mn, Ca, K, và Na Sự khác nhau cơ bản giữa các loại magma là sự khác nhau về tỉ lệ tương đối của các thành phần hóa học cơ bản này

Hành vi của magma: Khi magma thành tạo, thể tích của nó tăng lên khoảng 10% và như thế có tỉ trọng nhỏ hơn đá vây quanh Magma với tỉ trọng nhỏ hơn sẽđi lênphía trên và nguội lạnh tạo thành đá magma

Tùy theo vị trí kết tinh mà nó có thể tồn tại dưới mặt đất để tạo thành đá magma xâm nhập hoặc phun trào lên trên mặt đất tạo thành đá magma phun trào

5 Sự diễn biến của macma

5.1 Tác dụng phân dị dung li của macma

Xuất hiện trước khi macma kết tinh đang còn ở trạng thái lỏng nên còn gọi là phân dị lỏng.Trong khi đông nguội,do trọng lực áp suất và nhiệt độ hạ thấp dần,từ macma sẽ phân li ra 1 loại hay nhiều loại thành phần không hòa tan hỗn hợp với

nhau.Các loại nặng sẽ lắng đọng xuống các loại nhẹ phân bố ở trên.Thực tế cho

thấy ,macma silicat có Ca,Mg,khi ở nhiệt độ 1500oC nó có thể hòa tan từ 6% đến 7% các muối sunfua.Khi nhiệt độ hạ thấp xuống dưới 1500oC thì muối sunfua tách ra khỏi macma và lắng xuống đáy.Trong các đá siêu mafic hoặc ở đáy các đá mafic thường phát hiện các khoáng vật Cr,Pt,Ni,Fe … số lượng nhiều trở thành khoáng sàn công nghiệp

5.2.Tác dụng phân dị kết tinh của macma

Khi nhiệt độ hạ thấp dần,các thành phần khoáng vật sẽ lần lượt kết tinh.Mỗi khoáng vật có dung điểm kết tinh riêng.Tác dụng phân dị kết tinh là sự kết tinh theo trình tự lần lượt của các khoáng vật tách ra khỏi macma khi nhiệt độ hạ dần.Trước tiên là phân dị kết tinh các khoáng vật silicat chứa nhiều Fe,Mg.Quan sát thấy được các khoáng vật sẫm màu sẽ kết tinh theo thứ tự lần lượt từ olivin đến pyroxen đến amphibol đến biotit.Các khoáng vật nhạt màu sẽ kết tinh theo thứ tự lần lượt từ anoctit đến andezin đến anbit đến octocla,thạch anh.

Sự phân dị kết tinh cũng như phân dị dung li đều chịu ảnh hưởng của tác động trọng lực.Vì vâỵ khoáng vật thuộc nhóm olivin có tỉ trọng lớn sẽ lắng đọng ở đáy còn các khoáng vật nhẹ như fenfat,thạch anh sẽ nổi ở trên ,do đó hình thành các loại đá macma khác nhau

Trong khi phân dị,sau khi các khoáng vật silicat kết tinh xong,một số thành phần chất bốc được tương đối tăng lên.Khi nhiệt độ tiếp tục hạ thấp chúng hình thành macma tàn dư phân bố ở phần trên của macma hoặc ở một bộ phận nhất định

5.3 Tác d ng phân d khí thành ụ ị

Trong macma tàn dư có rất nhiều chất bốc với đặc trưng là điểm nóng cháy thấp,thành phần bốc hơi nhiều,hoạt tính hóa học mạnh do đó dễ cùng với các kim loại trong macma nhất là các nguyên tố kim loại hiếm hóa hợp thành khoáng vât.Khi nhiệt

độ và áp suất của macma hạ xuống,các khoáng vật tách ra khỏi macma và đọng lại trong các khe nứt,các hốc trống của đá vây quanh.Qúa trình này xảy ra sau quá trình

phân dị macma nên được gọi là quá trình phân dị khí thành.Nó dễ tạo ra nhiều khoáng sàng kim loại có giá trị

5.4 Tác dụng đồng hóa hỗn nhiễm

Đá vây quanh với macma có sự khác nhau nhiều về thành phần hóa học và tính chất vật lí.Vì thế khi macma xâm nhập vào đá vây quanh sẽ sảy ra sự trao đổi giữa 2 loại.Nhiệt độ,áp suất cũng như tính chất hóa học của các thành phần macma sẽ làm phần tiếp xúc của đá vây quanh hòa tan,biến đổi,đưa thêm thành phần vào macma Qúatrình đó chính là tác dụng đồng hóa hỗn nhiễm.Mức độ đồng hóa hỗn nhiễm càng mạnh khi nhiệt độ macma càng cao,quy mô của thể macma càng lớn,sự khác biệt về thành phần vật chất của macma và đá vây quanh càng lớn và độ nứt nẻ của đá vây quanh càng nhiều

6.Các hoạt động cơ bản của macma

Có 2 hoạt động chính

 Hoạt động xâm nhập của macma

 Hoạt động phun trào của macma

II Hoạt động phun trào của macma

Magma bắt đầu phun trào trên mặt đất bằng hiện tượng phát nổ Ngoài dung nham nóng chảy còn có các mảnh vụn của đá vây quanh bắn lên (tro, cát, mảnh vụn, bomb núi lửa,…) Đá được thành tạo từ các mảnh vụn này gọi là đá vụn núi lửa (pyroclast) và nó có đường kính 15mm- 50mm

Dung nham magma khi di chuyển trên mặt địa hình sẽ cuốn theo các vật liệu vụn trên mặt đất vào thành phần của nó Ở những khu vực có nhiều mảnh vụn khi bị cuốn theo và đông cứng lại sẽ tạo thành cuội kết núi lửa (agglomerate)

Dung nham magma có độ nhớt thấp (bazơ) có thể di chuyển nhanh hơn theo sườn dốc địa hình trên một quãng đường dài hơn và ngược lại

Những magma có độ nhớt cao (acid) thường tạo lên các cấu tạo đồi núi gọi là núi lửa

III: Ho t đ ng xâm nh p magmaạ ộ ậ

1 Khái niệm chung

Hoạt động magma xâm nhập là quá trình magma xuyên vào vỏ Trái Đất ở dưới sâu trong lòng đất Nhờ sự nâng trồi sau tạo lục hoặc tạo núi của các lục địa và

sự bóc mòn lâu dài mà các thể xâm nhập sâu đó lộ lên mặt đất giúp ta có thể

quan sát và nghiên cứu chúng một cách trực tiếp Các đá magma xâm nhập phân bố đặc biệt rộng rãi trong vỏ Trái Đất

2 Một số cấu tạo của đá magma xâm nhập

 Thể nền

 Thể khối (stock)

 Thể đai mạch (dike)

 Thể tường (sill)

CHƯƠNG 2 :Tai biến do quá trình phun trào macma

I Các tác động tiêu cực của phun trào macma

1.Các tác hại cơ bản của phun trào macma

 Dung nham nóng chảy trào lên mặt đất,dung lượng lớn ,tốc độ nhanh,phủ trên diện rộng có thể hủy diệt các vật thế sống,biến cải môi trường sống

 Phủ lấp làm hư hại các công trình giao thông,thủy lợi … cũng như các tài sản khác do con người tạo ra

 Gây cháy rừng làm biến đổi môi trường sinh thái,hủy diệt chí ít làm suy giảm tàinguyên sinh học,vùng ảnh hưởng có thể lam tăng tính nhạy cảm đối với các tai biến xói mòn đất,lũ lụt,lũ quét,trượt lở đất

 Ô nhiễm môi trường:Một lượng tro bụi lớn phun ra trong một vụ phun núi lửa gây ra ô nhiễm môi trường,ảnh hưởng xấu đến hệ hô hấp của con người và độngvật,làm ô nhiễm nguồn nước và làm bẩn rau quả

 Tác hại đến khí hậu vầ tầng ozone:Khi hơi nước kết tụ lại mưa đến dẫn đến lụt lội có thể xảy ra.Ngoài ra người ta cho rằng lượng khí giàu lưu huỳnh được phun ra và tích tụ lại trong bầu khí quyển hàng năm trời cũng góp phần làm thủng tầng ozone ở tầng bình lưu

2 Một số tai biến của phun trào macma

2.1 Tai bi n s c p ế ơ ấ

Dòng lava

Dòng lava là một trong những sản phẩm thường thấy nhất của hoạt động núilửa.Chúng có được khi magma lên đến bề mặt và chảy tràn lên miệng núi lửa hoặc

miệng phun dọc bên sườn của núi lửa Có 3 nhóm lava chính có tên từ những loại đánúi lửa: balsatic (chiếm hầu hết), andesitic và rhyolitic.

Dòng lava có thể khá lỏng và di chuyển nhanh hoặc tương đối sánh và di chuyểnchậm Lava balsatic với hàm lượng silic khoảng 50%, quy định phạm vi của tốc độchảy Những dòng với hàm lượng khí và nhiệt độ bùn lên cao nhất di chuyển nhanhnhất với tốc lực bình thường là khoảng 1m/h; những lava này có kết cấu bề mặt nhẵnkhi chúng hóa rắn Những dòng lava balsatic mát hơn ít khí hơn chuyển động với tỷ lệmột vài mét trong 1 ngày và có kết cấu “thô kệch” sau khi hóa rắn Ngoại lệ đối mộtvài dòng ở các dốc đứng, hầu hết dòng lava chảy đủ chậm để con người có thể dễ dàngchuyển đi khỏi nơi mà nó ập tới

Tai biến do trầm tích vụn núi lửa

Hoạt động trầm tích vụn núi lửa mô tả hiện tượng núi lửa nổ trong đó bụi núilửa được phun ra một cách tự nhiên từ miệng núi lửa vào trong khí quyển Có một vàiloại hoạt động do nham tầng núi lửa Trong sự phun tro núi lửa hoặc mưa tro mộtlượng khổng lồ của những mảnh vỡ đá, những mảnh vỡ thủy tinh tự nhiên và khí thoát

ra mạnh vào không khí bởi sự nổ từ núi lửa Sự nổ bên là sự nổ của khí và tro từ mặtbên của núi lửa Những vật liệu được tống ra di chuyển xa khỏi núi lửa với tốc độkhổng lồ, đôi khi đạt đến vận tốc âm thanh Những dòng vụn núi lửa hay dòng tro làmột trong những phần gây chết người nhiều nhất của sự phun trào núi lửa Chúng lànhững dòng thác của dăm tích rất nóng-tro, đá, mảnh vụn thủy tinh núi lửa và khí-được

phun ra từ miệng và di chuyển nhanh chóng xuống mặt bên của núi lửa Dòng dăm tíchcũng được biết đến như những dòng thác nóng,….

Mưa tro

Sự phun trào tro núi lửa có thể bao phủ cả hàng trăm đến cả hàng ngàn km2bằng tấm thảm tro núi lửa.Phun trào tro sinh ra một vài tai biến:

Thảm thực vật,bao gồm vụ mùa và cây cối có thể bị phá hủy

Bề mặt nước bị ô nhiễm bởi cặn,làm tăng tạm thời tính acid của nước.Sự tăngtính acid chỉ kéo dài vài giờ sau khi đợt phun trào dừng lại

Phá vỡ cấu trúc các tòa nhà,nguyên nhân bởi sự tăng gánh nặng trên nóc nhà.Bềdày 1cm tro có thể nằm vào hơn 2.5 tấn cân nặng của mái nhà với diện tích bề mặtkhoảng 140m2

Tai biến về sức khỏe như kích thích hệ thống hô hấp và mắt do sự tiếp xúc vớitro và kết hợp khói cay

Dòng tro

Dòng tro có thể nóng đến hàng trăm độ C và di chuyển với tốc độ 100km/hxuống phía bên của núi lửa, thiêu trụi mọi thứ trên đường đi Chúng hiếm khi xảy ra ởkhu đông dân cư nhưng hậu quả có thể rất thảm khốc nếu khu dân cư nằm trên đường

đi của dòng chảy Một minh chứng bi thảm xảy ra năm 1902 ở đảo Tây Ấn củaMartinique Sáng 8/5 một dòng chảy nóng, tro, hơi nước sáng rực và những khí khác

ầm ầm đổ xuống Mount Pelée và qua thị trấn St.Pierre làm chết 30000 người

Một loại khác của dòng tro là sự trào từ đáy, được hình thành khi dòng magma

đi lên tiếp xúc với nước ở trên hay gần bề mặt trái đất bằng sự nổ bùng nước và tro dữdội Như một vụ nổ xảy ra năm 1911 trên một hòn đảo ở Lake Taal, ở Philipines, làmchết 1300 cư dân trên đảo và bờ hồ bằng một sự nổ kinh hoàng quét qua dòng nước.Một sự kiện tương tự xảy ra cũng ở đó vào năm 1965, lần này là 200 sự sống Sự phuntrào từ đáy thường kiên quan đến những núi lửa nhỏ với miệnh chén như ở Diamond