Bài giảng môn địa chất lịch sử

Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn MỤC LỤC  Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHẤT LỊCH SỬ BÀI 1: MỤC ĐÍCH, NHIỆM VỤ CỦA ĐỊA CHẤT LỊCH SỬ  Mục đích, nhiệm vụ của địa sử học  Mục đích Địa chất lịch sử lập lại toàn bộ lịch sử phát triển của Trái Đất về mọi phương diện kiến tạo, cổ sinh vật và cổ địa lí, giải thích và rút ra những qui luật phát triển của Trái Đất cũng như vỏ Trái Đất. Nghiên cứu Địa chất lịch sử có thể giúp cho việc tìm kiếm thăm dò các mỏ khoáng sản quí hiếm. Địa chất lịch sử giúp chúng ta có nhận thức đúng đắn về sự cấu tạo hiện đại của vỏ Trái Đất và lập lại lịch sử phát triển của lớp vỏ Trái Đất tại các khu vực khác nhau trên Trái Đất.  Nhiệm vụ  Xác định được tuổi của đá Việc xác định tuổi của đá là một trong những nhiệm vụ chủ yếu bởi vì chỉ có thể nghiên cứu lịch sử phát triển của lớp vỏ Trái Đất trên cơ sở đã lập lại được sự hình thành một cách liên tục các loại đá, phân biệt được tuổi của đá.Trước tiên chúng ta phải xác định được tuổi của đá trầm tích và trình tự sắp xếp các lớp đá trầm tích.Từ các tầng đá trầm tích chúng ta có thể xác định được tuổi của đá magma và biến chất liên quan. Xác định tuổi của đá bằng hai cách: cách 1 xác định tuổi tương đối dựa vào di tích hóa thạch trong đá, cách 2 xác định tuổi tuyệt đối của đá bằng phương pháp phóng xạ.  Lập lại những điều kiện cổ địa lí tự nhiên trong quá khứ Đây là nhiệm vụ tương đối khó khăn của Địa chất lịch sử bởi vì trong quá trình thực hiện nhiệm vụ này, nhà Địa chất lịch sử phải lập lại được những điều kiện cổ địa lý như cổ địa mạo, cổ khí hậu – thủy văn, thành phần cổ sinh vật cổ từ qua các thời kỳ địa chất xa xưa (các đại, kỉ). Kết quả nghiên cứu phải được thể hiện trên các bản đồ cổ địa lý, địa chất lịch sử phải sử dụng các kết quả nghiên cứu của nham trướng học, nghĩa là Địa chất lịch sử nghiên cứu lập lại các hoàn cảnh cổ địa lí theo các đá và hóa thạch. Xác định được hoàn cảnh tự nhiên trên vỏ trái đất trong các giai đoạn lịch sử khác nhau.Thông qua việc nghiên cứu điều kiện hình thành các đá trầm tích, thành phần của đá, qui luật phân bố… để xác lập lại sự phân bố trên biển và lục địa.  Lập lại vận động kiến tạo và lịch sử phát triển của cấu trúc lớp vỏ Trái Đất Thực hiện nhiệm vụ này thuộc bộ môn địa kiến tạo lịch sử, một ngành của khoa học địa chất lịch sử bởi vì các đá trầm tích trong quá trình tạo thành được sắp xếp thành từng lớp, từng tầng theo tuổi từ già đến trẻ hơn, nhưng do vận động kiến tạo gây ra làm cho những lớp đá trầm tích đó bị phá hủy, vò nhàu, uốn nếp hoặc bị đứt gãy. Vì vậy, các nhà địa kiến tạo lịch sử phải sử dụng phương pháp hiện tại quan sát địa hình các dạng phá hủy thế nằm ban đầu của chúng. Trước đâu các nhà địa kiến tạo lịch sử thường dựa trên cơ sở khoa học của thuyết địa máng đã giúp cho các nhà Địa chất lịch sử lập lại vận động kiến tạo và lịch sử  Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn phát triển cấu trúc vỏ Trái Đất một cách khoa học hơn, có tính chất thuyết phục hơn theo quan điểm động. Xác định những giai đoạn phát triển của vỏ trái đất.Muốn vậy, địa chất lịch sử phải tổng kết tài liệu địa chất các khu vực trên địa cầu trong nhiều giai đoạn khác nhau.  Lập lại cấu tạo và rút ra những qui luật phát triển của lớp vỏ Trái Đất Đây là một trong những nhiệm vụ quan trọng và khó khắn của địa chất lịch sử. Thực hiện nhiệm vụ này đòi hỏi có sự giúp đỡ phối hợp của các ngành khoa học khác nhau như địa chất khu vực, địa vật lí, địa kiến tạo, cổ từ học, địa tầng học và các ngành khác cung cấp tư liệu cơ sở khoa học cho Địa chất lịch sử. Vì vậy, Địa chất lịch sử phải xác lập các giai đoạn phát triển của lớp vỏ Trái Đất, lịch sử và qui luật hình thành các cấu trúc của nó.  Quan hệ giữa Địa chất lịch sử với các ngành khoa học khác  Quan hệ giữa Địa chất lịch sử với Sinh vật học Sinh vật học giúp cho Địa chất lịch sử phục hồi lại lịch sử phát triển và tiến hóa của giới sinh vật. Đặc biệt Địa chất lịch sử có mối quan hệ mật thiết với cổ sinh vật, bởi vì cổ sinh vật là ngành khoa học nghiên cứu các di tích động vật và thực vật bị chôn vùi trong các trầm tích dưới dạng hóa thạch .Nghiên cứu các di tích sinh vật cổ sẽ giúp cho việc lập lại lịch sử phát triển thế giới hữu cơ và trên cơ sở đó xác định được tuổi của các lớp đá.Hóa thạch là những dấu vết hoặc chứng tích còn sót lại của các loài động vật và thực vật đã từng có mặt trong thiên nhiên. Chúng có kích thước từ những bộ xương khổng lồ của loài khủng long cho đến những loài động vật thực vật bé nhỏ phải nhìn qua kính hiển vi mới thấy. Hầu hết hóa thạch được hình thành từ những phần cứng của động thực vật như vỏ bọc, xương cốt, răng hoặc thân gỗ, có thể chúng vẫn giữ nguyên dạng của nguyên mẫu hoặc có thể đã bị thay thế bởi khoáng vật. Ngoài ra các con vật hoặc cây con còn được bảo quản trong hắc ín, than bùn, băng và trong hổ phách, các quả trứng, vết chân và dấu vết đào bới.  Quan hệ giữa Địa chất lịch sử với các ngành khoa học tự nhiên Các ngành khoa học vật lí học, toán học, hóa học nghiên cứu về hình dạng cấu trúc, thành phần trạng thái vật chất, cấu tạo vỏ Trái Đất và những thay đổi của chúng trong các thời gian địa chất khác nhau. Địa hóa học nghiên cứu về sự xuất hiện, di chuyển và qui luật phân bố của các nguyên tố hóa học trong lòng đất và trên bề mặt Trái Đất. Các kết quả nghiên cứu của các ngành khoa học tự nhiên sẽ là những cơ sở khoa học quan trọng giúp cho Địa chất lịch sử.  Quan hệ giữa Địa chất lịch sử với khoa học Địa Lí Địa chất lịch sử có mối quan hệ chặt chẽ với khoa học địa lí, bởi vì Địa chất lịch sử sử dụng nhiều tài liệu, kết quả nghiên cứu và cả phương pháp học, hải dương học, băng hà học, địa mạo học… Nhờ sử dụng các kiến thức của các ngành này và dùng nguyên lí hiện tại với các nguyên tắc “hiện tại là chìa khóa để hiểu quá khứ” cho phép Địa chất lịch sử lặp lại được các điều kiện cổ địa lí về địa hình lục địa và đại dương, cổ khí hậu ở các thời gian địa chất xa xưa. Địa chất lịch sử còn có mối quan hệ đặc biệt với bản đồ học, bởi vì bản đồ cổ địa lí có ý nghĩa quan trọng với Địa chất lịch sử. Các bản đồ cổ địa lí thể hiện hoàn toàn hoàn cảnh địa lí tự nhiên của từng thời gian địa chất, tùy thuộc vào mức độ chi tiết của bản đồ mà giúp cho Địa chất lịch sử khái quát về bề mặt Trái Đất và rút ra những kết luận về quá trình lịch sử cũng như việc chuẩn đoán sự phân bố khoáng sản có ích. Mặt khác địa lí học  Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn cũng sử dụng các tài liệu học, các kết quả nghiên cứu của Địa chất lịch sử.Bởi vì các nhà địa lí không thể giải thích được nguồn gốc sự hình thành của một dạng địa hình, hình thái của một mạng lưới thủy văn nào đó nếu không có kiến thức về lịch sử địa chất.  Quan hệ giữa Địa chất lịch sử với các ngành khoa học Địa chất Địa chất lịch sử là một ngành khao học bộ phận của địa chất học, vì vậy nó phải có mối quan hệ chặt chẽ với tất các các ngành khoa học địa chất. Trước hết, Địa chất lịch sử có mối quan hệ với ngành khoa học địa chất nghiên cứu về thành phần vật chất của Trái Đất như thạch học, khoáng vật học, tinh thể học, địa hóa học…Kế đến Địa chất lịch sử còn sử dụng nhiều tài liệu của các ngành nghiên cứu về các quá trình khácnhau xảy ra trong lòng sâu bên trong của Trái Đất cũng như trên bề mặt như kiến tạo học, hỏa sơn học, đại chấn học, địa mạo học, địa vật lí, địa chất thủy văn, địa chất công trình, địa tầng học. Nhìn chung trong các ngành khoa học địa chất thì Địa chất lịch sử gắn bó chặt chẽ hơn cả với địa tầng học, cổ sinh học, địa mạo học.  Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn Bài 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT LỊCH SỬ  Nhóm các phương pháp xác định tuổi của đá  Các phương pháp tính tuổi tương đối của đá Trước khi các nhà địa chất biết cách xác định tuổi tuyệt đối, họ đã khám phá ra trong lịch sử Trái Đất có các sự kiện hình thành trong khoảng thời gian địa chất rất dài.Việc sắp xếp các sự kiện này theo trật tự niêm đại dẫn đến việc chia nhỏ thời gian thành tạo chúng trên cơ sở dựa vào mối quan hệ giữa chúng và sử dụng một số tên đặt cho thời gian tương đối dài. Tên các kỉ là các thuật ngữ được các nhà địa chất sử dụng để chỉ những đơn vị nhất định của tuổi tương đối. Tuổi tương đối được xác định bằng các vị trí tương đối của các đá trầm tích.Nên nhớ rằng, một lớp đá trầm tích nhất định đại diện cho một khoảng thời gian để cho các đá trầm tích nguyên thủy tích tụ. Thông qua việc sắp xếp các đá trầm tích khác nhau theo một loạt trình tự thời gian, chúng ta đang sắp xếp các đơn vị thời gian theo đúng trật tự của chúng. Phương pháp tính tuổi tương đối không xác định được tuổi chính xác của lớp đất đá, nhưng chúng cho biết tuổi của lớp đá này già hơn hoặc trẻ hơn đá khác. Dựa trên cơ sở nghiên cứu về thành phần, thế nằm, hóa thạch, đặc điểm của sự phân lớp đất đá…người ta xây dựng nhiều phương pháp tương đối khác nhau.  Phương pháp địa tầng Cơ sở của phương pháp này là dựa trên mối liên quan giữa các lớp đá trầm tích sắp xếp theo qui luật, lớp nằm dưới già hơn lớp nằm trên. Yếu tố cơ bản của phương pháp địa tầng là lớp đá.Lớp đá là tên gọi của một loại đá gần đồng nhất về mặt giới hạn, có diện tích phân bố tương đối rộng và có độ dày khác nhau.Trong mỗi lớp có ba yếu tố, mặt dưới là tường, mặt trên là mái và bề dày của lớp.Bề mặt của lớp thường ít khi song song với nhau.Mỗi lớp gồm một loại đá có thành phần thạch học tương đối đồng nhất, nhưng cũng có thể gặp trong một loại đá có nhiều lớp khác nhau, Sự sắp xếp liên tục của các lớp đá gọi là phiến trạng.Nghiên cứu phiến trạng trong các lát cắt địa chất ở một vùng nào đó cho phép vẽ được cột địa tầng ở nơi đó. Nicolaus Sterno là nhà khoa học Đan Mạch sáng lập và đặt cơ sở khoa học đầu tiên cho phương pháp địa tầng. Sterno đưa ra sáu định luật dùng làm cơ sở cho phương pháp địa tầng đó là: + Các lớp đá trầm tích của lớp vỏ Trái Đất là do kết quả của sự lắng động vật chất trong nước. + Bất kì lớp nào lắng xuống sau thì nằm trên lớp trước và lại bị lớp khác phủ lên trên. + Lớp có chứa sò, hến, trai, ốc thì tạo thành ở biển, nếu có chứa thực vật thì do nước sông mang tới. + Một lớp có khoảng phân bố rộng có thể thấy ở bờ phía này hay bờ phía kia của thung lũng. + Ban đầu xếp lớp thành tầng ngang.  Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn + Nếu chúng nghiêng hay uốn nếp thì chúng đã trải qua một biến động nào đó, nếu lớp khác xếp lên trên lớp nghiêng ấy thì biến động đó xảy ra trước khi tạo thành lớp ấy. Phương pháp địa tầng xác định tuổi tương đối của các lớp đá đơn giản và rõ ràng được ứng dụng một cách đúng đắn và chính xác trong các khu vực có các lớp đá nằm ngang và những lớp hơi nghiêng. Tuy nhiên, ít khi người ta sử dụng chúng độc lập mà thường kết hợp với phương pháp nham thạch, bởi vì phương pháp địa tầng còn vấp phải một số hạn chế về thế nằm, không gian phân bố rộng nên cho độ tin cậy không cao.  Phương pháp nham thạch Phương pháp này có thể áp dụng tốt trong trường hợp không có vận động kiến tạo gây nên sự đảo lộn trật tự sắp xếp của lớp đá và thông qua việc nghiên cứu thành phần nham thạch của lớp đá và so sánh với thành phần của lớp đá đã biết tuổi tương đối sẽ xác định được tuổi của lớp đá nghiên cứu. Phương pháp nham thạch có thể cho phép xác định tuổi tương đối và phân chia các tầng, lớp đá nếu như chúng gần nhau, trong phạm vi một lưu vực lắng đọng trầm tích, nơi mà chúng giữ được qui luật trong thành phần và cấu tạo của lớp đá. Nếu ra khỏi khu vực đó hoặc có biến động trong khu vực đó, phương pháp nham thạch sẽ cho độ tin cậy thấp.Vì vậy, phương pháp nham thạch cũng phải kết hợp với các phương pháp khác.Nó có ý nghĩa rất lớn khi kết hợp với phương pháp địa tầng để xây dựng bản đồ địa chất khu vực có cấu tạo bởi đá magma và đá biến chất.  Phương pháp cổ sinh vật Phương pháp này cho phép xác định tuổi tương đối của đá trầm tích dựa trên cơ sở những di tích của giới hữu cơ đã chết còn giữ lại trong đó.Nó cho độ tin cậy khá cao ở những khu vực nghiên cứu rộng lớn.Phương pháp cổ sinh vật đã được Smith áp dụng ở Anh và Cuviere Frontnia áp dụng ở Pháp ngay từ cuối thế kỉ XVII, đầu thế kỷ XIX. Cơ sở của phương pháp này là sự phát triển và tiến hóa của động vật, thực vật theo thời gian bởi vì trong quá trình tiến hóa đã xuất hiện rất nhiều nhóm sinh vật mới không giống với các nhóm sinh vật phát triển trước đó. Các dạng già cỗi, có cấu tạo đơn giản không thích nghi với sự thay đổi môi trường qua thời gian dần dần bị tiêu diệt.Qua nghiên cứu thực tế, người ta thấy tồn tại hai nguyên tắc có ý nghĩa lớn đối với phương pháp cổ sinh vật. + Nguyên tắc thứ nhất: Mỗi một loài không lặp lại trong quá trình tiến hóa. Đây là định luật “Tiến hóa không luân hồi hay tiến hóa một chiều” của L. Dollo – nhà cổ sinh vật người Bỉ. Ông cho rằng sinh vật không thể nào trở lại trạng thái lúc trước dù trong từng bộ phận đi nữa cũng không trở lại trạng thái tổ tiên như đã từng có. Như vậy nghĩa là không có một hóa thạch nào trong quá trình tiến hóa lặp lại hai lần, cho phép dùng hóa thạch để xác định tuổi của đá. + Nguyên tắc thứ hai: Các giai đoạn phát triển của thế giới sinh vật đồng nhất trên toàn thế giới vì các sinh vật được phân bố phổ biến rất nhanh chóng, sự trao đổi của sinh vật đã diễn ra liên tục ở các khu vực khác nhau. Chẳng hạn, qua nghiên cứu thế giới sinh vật ngày nay người ta nhìn thấy chúng có tính thống nhất là ở lục địa phát triển loài chim và các loài động vật có vú, còn ở môi trường biển thì những nhóm sinh vật như sò hến và cá ngự trị. Từ đó, người ta suy luận rằng trước kia sinh vật khác cũng đã từng ngự trị trên Trái Đất như vậy, vì vậy có thể coi hai trầm tích có hóa thạch giống nhau có tuổi như nhau.  Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn Từ hai nguyên tắc trên dẫn đến kết luận rất quan trọng đối với phương pháp cổ sinh vật. Đó là: + Các lớp đá có thời gian thành tạo khách nhau chứa hóa thạch khác nhau + Sự giống nhau của các hóa thạch ở các địa điểm khác nhau chứng tỏ các trầm tích đó có cùng một thời gian thành tạo, tức cùng tuổi địa chất. Tuy nhiên phương pháp cổ sinh chỉ áp dụng xác định tuổi tương đối của đá trầm tích, không thể áp dụng đối với đá magma và đá biến chất, nhưng bằng phương pháp gián tiếp người ta vẫn xác định được tuổi của đá magma và đá biến chất. Hiện nay, phương pháp cổ sinh vật ngày càng phát triển và bao gồm 5 phương pháp sau đây:  Phương pháp chỉ đạo hóa thạch Phương pháp này do Smith, Cuvier đề xướng. Cơ sở của phương pháp này chỉ dựa vào một số hóa thạch trong các lớp trầm tích để xác định tuổi của lớp đá đó. Hóa thạch chỉ đạo là những loại hóa thạch phải có các điều kiện sau đây: + Phải hay thường gặp trong đá, số lượng nhiều, dễ tìm. + Phải được phổ biến rộng rãi trong các khu vực khác nhau. + Phải được phân bố ngầm theo bề dày của địa tầng. + Phải được bảo tồn tốt về hình thái, dễ dàng xác định tên giống loài.  Phương pháp thống kê theo phần trăm Lyell sử dụng phương pháp này lần đầu tiên khi ông nghiên cứu trầm tích Tân Sinh ở Pháp, Anh, Ý. Ông nhận thấy rằng những đá càng cổ thì càng chứa ít các di tích sinh vật hiện đại. Bằng cách thống kê theo phần trăm, ông đã xác định tuổi của các lớp trầm tích.  Phương pháp phát sinh huyết thống Phương pháp xuất phát từ học thuyết của Darwin và được V. Kovalevky sử dụng từ cuối thế kỉ 19.Bản chất của phương pháp này là sự nghiên cứu không phải là những loại riêng biệt như trong phương pháp hóa thạch chỉ đạo, cũng không phải là cả hệ sinh vật như trong phương pháp thống kê mà nó nghiên cứu những nhóm riêng biệt của hệ thống sinh vật như họ, loài…Trên cơ sở đó tìm ra mối quan hệ huyết thống và xây dựng lược đồ tiến hóa. Sau đó so sánh những di tích sinh vật tìm được với lược đồ tiến hóa sẽ cho phép xác định tuổi của lớp đá chứa di tích sinh vật đó.  Phương pháp cổ sinh thái Phương pháp này do R. F. Hecker đề xuất, có thể giúp ích một cách đáng kể cho việc chính xác hóa và đặt cơ sở cho ranh giới địa tầng, vì chúng quan sát được một cách tinh tế nhất những biến đổi của các nhân tố sinh thái của môi trường tự nhiên trong quá khứ cũng như những biến đổi của ngay chính sinh vật tùy theo sự biến đổi của môi trường tự nhiên. Phương pháp này không những xác định được tuổi mà còn lập lại được môi trường cổ xưa.  Phương pháp vi sinh vật cổ và phân tích bào tử phấn hoa  Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn Cơ sở của phương pháp này là nghiên cứu các vi sinh vật thường gặp nhiều và được bảo tồn trong trầm tích biển, nó có ý nghĩa to lớn trong việc phân chia địa tầng chi tiết, nhất là những vùng có dầu khí. Phương pháp bào tử phấn hoa dựa trên cơ sở bào tử và phấn hoa hóa thạch để xác định giống, loài thực vật cổ trên cơ sở chọn lọc mẫu.Kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho phép phân chia địa tầng, xác định tuổi của đá trầm tích và lặp lại các điều kiện cổ địa lí.  Các phương pháp xác định tuổi tuyệt đối của đá  Các phương pháp cổ điển  Phương pháp dựa vào sự sắp xếp các lớp đá trầm tích Phương pháp này dựa vào sự sắp xếp của các lớp đá trầm tích thô và mịn xen kẽ nhau. Liên hệ với hiện tượng thành tạo các lớp trầm tích trong các vùng trầm động hiện nay: Lớp trầm tích thô ứng với mùa mưa, mịn ứng với mùa khô trong một năm. Cách tính này chỉ có thể áp dụng cho một vài mặt cắt địa tầng riêng lẽ của trầm tích và kết quả cũng bị hạn chế vì không phải nơi nào trên Trái Đất cũng có mùa mưa và khô xen kẽ nhau trong năm.  Phương pháp dựa vào trạng thái vật chất của Trái Đất Thomson – nhà vật lí người Anh đã dựa vào khái niệm cho rằng Trái Đất từ trạng thái nóng chảy cứ nguội và cứng rắn dần tạo lớp vỏ Trái Đất theo cách tính này, tuổi của Trái Đất có khoảng 98 đến 200 triệu năm.  Phương pháp dựa vào độ mặn của nước biển Phương pháp này dựa vào thực tế hiện nay là hàng năm các con sông đều mang ra biển một lượng lớn muối, tuy tỉ lệ muối trong nước sông mang ra biển rất thấp. Dựa vào dự đoán khoa học, người ta cho rằng trong quá khứ xa xưa nước ở đại dương cũng như nước sông là nước ngọt, độ muối trung bình 3,5% hiện nay của nước biển là do các sông từ đất liền đưa ra. Biết được tổng số muối của đại dương và số muối hàng năm của sông đưa ra biển, người ta tính được tuổi của Trái Đất khoảng 1,5 tỉ năm. Cả ba cách tính nêu trên đều không có cơ sở khoa học nên những con số tính toán đều không chính xác và không được các nhà địa chất thừa nhận  Phương pháp phóng xạ Việc xác định tuổi tuyệt đối của đá chỉ được thực hiện có cơ sở khoa học vào thế kỷ 20 từ khi phát hiện phóng xạ và phương pháp phóng xạ ra đời. Các nguyên tố phóng xạ phân tán trong hầu khắp các loại đá dưới dạng vết, chúng phân hàng một cách tự phát do phát ra các hạt nhân nguyên tử. Phần lớn các hạt phóng xạ là các nguyên tử đồng vị, khi phân hủy các nguyên tố đồng vị bị biến đổi thành nguyên tố khác, do nhân nguyên tử mất hay nhận thêm các hạt thành phần. Ta có các phương pháp uran 325, phương pháp carbon 14, phương pháp stronsi (Sr87), phương pháp chì (Pb207, Pb206). Sự ra đời của phương pháp xác định tuổi tuyệt đối của đá bằng phương pháp phóng xạ có ý nghĩa rất lớn trong khoa học địa chất.Nó giải quyết được hàng loạt các vấn đề về tuổi của các thể địa chất, nhất là những thành tạo biến chất và magma, tuy nhiên phương pháp này cũng có một số hạn chế như quá tốn kém, sai số.  Nhóm các phương pháp lặp lại các điều kiện cổ địa lí  Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn Cổ địa lí là khoa học về cảnh quan địa lí cổ xưa và sự phát triển của chúng, có nhiệm vụ lập lại những điều kiện địa lí tự nhiên của Trái Đất qua các thời gian địa chất. Để thực hiện nhiệm vụ này, các nhà địa sử và cổ địa lí sử dụng tổng hợp các phương pháp hiện tại, phương pháp nham tướng, phương pháp phân tích cổ sinh thái  Phương pháp hiện tại Phương pháp này lập lại các hiện tượng và quá trình trong quá khứ dựa trên cơ sở so sánh những hiện tượng và quá trình hiện tại.Người đề xuất phương pháp này là Ch. Lyell – một nhà địa chất người Anh. Trong tác phẩm “ Nguyên lý về địa chất”, ông đã đề xuất nguyên lí hiện tại, tạo cơ sở giải quyết hàng loạt vấn đề lí thuyết cũng như thực tế của địa chất học mà trước hết là cơ sở cho xét các vấn đề về nguồn gốc hình thành trầm tích. Nguyên lí hiện tại của ông cho rằng các hiện tượng tự nhiên hiện nay đang diễn ra một cách chậm chạp gây những biến đổi dần dần từng bước bộ mặt của lớp vỏ Trái Đất, thì trong quá khứ cũng chính những hiện tượng tương tự như thế đã gây ra những biến đổi lớn lao của lớp vỏ Trái Đất. Tuy nhiên, đến cuối thế kỉ 19, các nhà khoa học đã nhận thấy được nhược điểm của nguyên lí hiện tại của Lyell bởi vì trong lịch sử phát triển của lớp vỏ Trái Đất không chỉ có biến đổi về cấu tạo, thành phần, thế giới hữu cơ mà cả những hiện tượng, quá trình không ngừng biến đổi. Vì vậy khi sử dụng phương pháp hiện tại không phải đơn thuần chỉ so sánh những điều kiện hiện tại với quá khứ mà còn phải chú ý đến hoàn cảnh cụ thể.  Phương pháp nham tướng (tướng đá) Theo nguyên lí của Lyell, nắm được qui luật của trầm tích hiện tại sẽ tạo cơ sở để giải thích tính chất của môi trường thành tạo đá ở các thời gian địa chất xa xưa.Trong mỗi khu vực hình thành trầm tích, các điều kiện tự nhiên của quá trình trầm tích luôn luôn thay đổi theo thời gian và không gian. Sự thay đổi đó tuân theo qui luật nhất định và phản ánh những tính chất của đá: Sự thay đổi tính chất trên diện tích của đá trầm tích cùng tuổi gọi là sự thay đổi tướng đá. Phương pháp phân tích tướng đá bao gồm phân tích thành phần thạch học của đá, nghiên cứu sinh vật hóa đá.Việc phân định các loại tướng đá, nghiên cứu mối quan hệ tướng đá trầm tích khác nhau về nguồn gốc trong một tập hợp trầm tích cùng tuổi không những cho phép lập lại cảnh quan cổ xưa mà còn có thể giải quyết được cả những vấn đề nguồn gốc của trầm tích.  Phương pháp phân tích cổ sinh thái Cổ sinh thái học là một chuyên ngành nghiên cứu điều kiện sinh sống của các sinh vật cổ qua các thời gian địa chất.Đối với Địa chất lịch sử, các tài liệu về cổ sinh thái có ý nghĩa rất lớn đối trong việc xác định điều kiện cổ địa lí của từng khu vực.Mục đích chính của phương pháp phân tích cổ sinh thái là dùng các hóa thạch của các sinh vật để xác định điều kiện thành tạo trầm tích trên cơ sở lập lại điều kiện sinh sống của chúng và các dạng sống của sinh vật đã chết.Các nhà địa chất lịch sử đã áp dụng các phương pháp phân tích cổ sinh thái khác nhau trong việc lập lại các điều kiện cổ địa lí.  Nhóm các phương pháp lặp lại các vận động kiến tạo Vận động kiến tạo còn gọi là chuyển động kiến tạo bao gồm các hoạt động lún chìm, nâng cao, uốn nếp, phá hủy để hình thành cấu trúc lớp vỏ Trái Đất. Hiệu quả của vận động kiến tạo đã gây ra sự hình thành và biến đổi các dạng địa hình, các hình thái biển và lục địa của  Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn lớp vỏ Trái Đất và cũng gây nên những biến đổi khí hậu, biến đổi hoàn cảnh hoạt động bào mòn, vận chuyển, trầm tích. Người ta phân biệt ra hai nhóm vận động kiến tạo: Vận động ngang (dịch chuyển, trôi) và vận đông thẳng đứng diễn ra trong tất cả các giai đoạn của lịch sử lớp vỏ Trái Đất. Nhiệm vụ của Địa chất lịch sử là làm sáng tỏ về lịch sử vận động kiến tạo đã diễn ra trong các giai đoạn phát triển của lịch sử lớp vỏ Trái đất về qui mô, cường độ và hệ quả. Hiện nay người ta sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để nghiên cứu các vận động kiến tạo.  Phương pháp phân tích đá và bề dày trầm tích Phương pháp này do Belousov (Nga) đề xuất, hiện tượng được áp dụng phổ biến để nghiên cứu lịch sử của vận động kiến tạo và sự hình thành của một số cấu trúc. Khi phân tích bản đồ về sự thay đổi thành phần đá trầm tích, điều kiện trầm tích (bản đồ tướng đá) và bề dày của chúng có thể nắm được phương của vận động kiến tạo và sự phân bố của các dạng cấu tạo không những chỉ trong một vùng, một phạm vi giới hạn của địa tầng mà có thể giải quyết vấn đề trong một khu vực rộng lớn. Dựa vào tướng đá có thể phân định trong khu vực cấu tạo âm và khu vực cấu tạo dương.Khu vực cấu tạo âm chứa các trầm tích biển, là những vùng lún chìm sâu và phân bố tướng đá nước sâu.Khu vực cấu tạo dương là những vùng có cấu tạo nâng cao, chứa các loại tướng đá nước cạn, các tướng đá trầm tích lục địa. Phân tích bề dày trầm tích có ý nghĩa lớn đối với việc phân tích cường độ và tính chất vận động của từng địa phương.Trong vùng có tốc độ sụt lún nhanh hình thành bề dày trầm tích và ngược lại.Trên thực tế, nhiều khi bề dày trầm tích không phản ánh đúng độ sâu của tốc độ sụt lún mà tốc độ sụt lún có thể lớn hơn tốc độ trầm tích.Vì vậy cần phải nghiên cứu phố hợp giữa bề dày trầm tích và tướng đá. Hình 1.1. Sơ đồ mặt cắt tướng đá và bề dày 1 A: Khu vực tốc độ sụt lún và trầm tích bằng nhau. Đáy biển trầm tích thể hiện bằng đường nằm ngang ứng với mực 0m của mặt nước biển B: Khu vực tốc độ sụt lún lớn hơn tốc độ trầm tích, đáy biển của khu vực trầm tích phân thành   [...]... Như vậy mỗi một đơn vị thời gian địa chất hay đơn vị địa niên biểu sẽ ứng với một đơn vị của các thể địa chất, tức là phân vị địa tầng, được tạo thành trong đơn vị thời gian địa chất đó Những phân vị địa tầng này gọi là phân vị thời địa tầng, đơn vị thời gian để thành tạo phân vị thời địa tầng gọi là phân vị tuổi địa chất hay phân vị địa niên biểu 26 Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học... nghị địa chất lần II (1981) ở Bôlônhơ (Italia) thông qua một hệ thống cập bậc phân chia địa tầng và tuổi địa chất tương ứng gồm các hàng phân vị sau đây Phân vị địa tầng (Địa tầng) Liên giới Giới Hệ Thống Bậc Đới Phân vị tuổi địa chất (Địa thời) Liên đại Đại Kỷ Thế Kỳ Thời THANG NIÊN ĐẠI ĐỊA CHẤT 25 Địa chất lịch sử MEZOZOI (TRUNG SINH) KAINOZOI (TÂN SINH) ĐẠI, GIỚI GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học... các lục địa có liên quan tới sự dịch chuyển nhiệt trong manti.Mỗi lần tập hợp các lục địa thành một lục địa thống nhất rồi tách ra như vậy người ta gọi là một chu kỳ siêu lục địa và mỗi chu kỳ kéo dài khoảng 500 triệu năm Tuy chưa biết chắc có tất cả bao nhiêu chu kỳ siêu lục địa trong lịch sử địa chất, nhưng theo những tư liệu hiện biết có lẽ ít nhất có ba chu kỳ siêu lục địa trong lịch sử địa chất ~... 70 4500 ± 50 2500 4.2.1 Các đơn vị thời địa tầng và thời gian địa chất Bằng kết quả nghiên cứu tổng hợp của các khoa học địa chất như cổ sinh học, địa tầng học, kiến tạo học, thạch học, …kết hợp với các phương pháp xác định tuổi địa chất, ngày nay địa chất học phân chia địa tầng trên toàn bộ vỏ Trái Đất theo các cấp đơn vị địa tầng thống nhất Mỗi cấp đơn vị địa tầng này được tạo thành trong một đơn... thường có liền với khoáng sản vàng, titan, imerit 3Hình 2.3, tr 35, Tống Duy Thanh 1977 12 Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn CHƯƠNG 2:CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN ĐỊA CHẤT LỊCH SỬ Bài 1: THÀNH HỆ VÀ TƯỚNG ĐÁ 1.1 Thành hệ 1.1.1 Khái niệm, bản chất Khái niệm thành hệ được sử dụng trong tài liệu địa chất từ cuối thế kỷ 18, theo Fucxen (1761) định nghĩa: “Thành hệ là một tập hợp các lớp... cấp cơ sở Trường hợp phân chia địa tầng người ta còn dùng cấp đới và ứng với nó là thời của niên biểu địa chất 28 Địa chất lịch sử 29 GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn CHƯƠNG 3: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VỎ TRÁI ĐẤT BÀI 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VỎ TRÁI ĐẤT THỜI KÌ TIỀN CAMBRI 1.1 Đặc điểm chung của vỏ Trái Đất trong thời kì Tiền Cambri Thời kỳ... chóng Nhờ sự phát triển thông tin, các nhà địa chất có khả năng phân chia thời gian địa chất, đặc biệt cho nửa triệu năm cuối thành những đơn vị nhỏ hơn, chính xác hơn Các nhà địa chất trên khắp thế giới đều hiểu rõ thang tuổi địa chất. Tuy nhiên một sinh viên, người mới biết thang tuổi địa chất lần đầu tiên sẽ thấy nhiều đơn vị khác nhau của thời gian địa chất hầu hết là những thuật ngữ lộn xộn, vô... Hymalaya của Âu Á Mỗi địa khu 21 Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn phân biệt rõ nét với các địa khu hoặc lục địa lân cận bằng sự tương phản trong kiểu đá, lịch sử địa chất, tổ hợp hóa thạch, và khoáng sản Ranh giới của chúng thường là đứt gãy hoặc đới khâu là nơi mà các đá bị biến dạng mạnh mẽ trong quá trình xô húc Có thể đến 30% Âu Á và Bắc Mĩ được bồi tụ do xô húc địa khu trong... gian địa chất là liên đại, các thể địa chất được hình thành trong một liên đại được gọi là liên giới Các nhà địa chất dựa vào lịch sử phát triển của sinh giới đã chia lịch sử Trái Đất làm hai liên đại là Ẩn sinh và liên đại Hiển sinh.Tương ứng với hai liên đại này là các thể đá được tạo thành trong mỗi liên đại là liên giới Ẩn sinh và liên giới Hiển sinh ~ Nguyên đại:Cấp thứ hai của đơn vị thời gian địa. .. lục địa thụ động thành các rìa lục địa hoạt động Do hút chìm tạo nên sự xâm nhập magma núi lửa dọc theo các rìa lục địa này và một quá trình tạo núi nội địa phát triển khi các mảng hội tụ, gây nên sự phá hủy nén ép, làm dày vỏ và biến chất Chính dãy Appalache ở phía đông Hoa Kỳ và Canada đã được tạo thành bởi nội tạo núi 23 Địa chất lịch sử GV: Hoàng Thị Kiều Oanh – Đại học Sài Gòn Bài 4: CỘT ĐỊA TẦNG . có vú, còn ở môi trường biển thì những nhóm sinh vật như sò hến và cá ngự trị. Từ đó, người ta suy luận rằng trước kia sinh vật khác cũng đã từng ngự trị trên Trái Đất như vậy, vì vậy có thể. độ kiến tạo và khí hậu nhất định.Ví dụ, ở đá magma, cùng loại khoáng vật, điều kiện nhiệt độ, áp su t sẽ tạo ra cùng loại đá magma.Chế độ kiến tạo là vận động nâng lên hoặc sụt lún, đứt gãy, tách. thạch học, tuổi và vị trí kiến tạo. Khi được đưa lên mặt đất sẽ tạo thành phun trào spilit – ketatofia, còn nếu nằm ở xâm nhập nông gần mặt đất với các thể vỉa, bứu, nấm sẽ tạo thành thành hệ