THACH HOC và KHOÁNG VẬT

Khái niệm về đá:Đá là tập hợp khoáng vật tự nhiên có thành phần và cấu tạo xác định, được thành tạo do kết quả của các quá trình địa chất và chúng là những thể địa chất nằm độc lập trong

1 2 Khái niệm về đá:

Đá là tập hợp khoáng vật tự nhiên có thành phần và cấu tạo xác định, được thành tạo do kết quả của các quá trình địa chất và chúng là những thể địa chất nằm độc lập trong vỏ Trái Đất Rozenbut (1898) nhà bác học Đức đã quy định một thể địa chất độc lập phải có 3 điều kiện sau:

1/ Thể đó phải được phân biệt rõ với các khối (đá) vây quanh và chứng tỏ rằng nguồn gốc thành tạo của nó phải do những quá trình địa chất riêng (nghĩa là phải có một dạng nằm đặc trưng trong vỏ Trái Đất)

2/ Vật chất tạo nên thể đó có thành phần xác định (thành phần khoáng vật và hoá học) khác biệt với thành phần vật chất của các khối bao quanh, nghĩa là vật chất tạo nên thể đó không thể lấy trực tiếp từ các thành tạo bao quanh

3/ Bản chất của vật chất thành tạo nên thể đó (tức là thành phần khoáng vật), cách thức kết hợp của vật chất đó (kiến trúc) và khoảng không gian chiếm (dạng địa chất) phải phụ thuộc một cách nhân quả vào những hiện tượng địa chất phát sinh ra nó

A N Zavaritxki đã đưa ra một định nghĩa cụ thể hơn về đá như sau: “ đá là những tập hợp khoáng vật tự nhiên (và một phần thủy tinh), gồm chủ yếu những nguyên

tố sinh đá”, tức là những hợp phần thông thường của các khoáng vật nhóm silicat

Những nguyên tố sinh đá gồm O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, chiếm 99% trọng lượng của

vỏ Trái Đất Theo định nghĩa này thì trong thực tế địa chất không phải bất kỳ một tập hợp

khoáng vật nào tạo nên thể địa chất độc lập cũng gọi là đá Ví dụ: không thể gọi là “đá”

cho những quặng kim loại nặng, mặc dù thân quặng có thể đạt đến kích thước đáng kể

- Đá có thể do một loại khoáng vật tạo nên gọi là đá đơn khoáng

Ví dụ: Đá vôi, thành phần khoáng vật chủ yếu là canxit.

- Đá có thể do nhiều loại khoáng vật tạo nên gọi là đá đa khoáng

Ví dụ: Đá granit, thành phần khoáng vật chủ yếu là Fenpat, thạch anh, mica.

Muốn xác định tên đá ta phải dựa vào nhiều yếu tố, nhưng quan trọng nhất là dựa vào thành phần khoáng vật, kiến trúc của đá Do tỷ lệ khoáng vật trong đá không cố định nên không thể biểu thị các đá bằng công thức hóa học được

3.2 Đá trầm tích: Thành tạo trong điều kiện ngoại sinh bề mặt, từ sản phẩm phá hủy

các đá thành tạo trước (như các vật liệu vụn hóa học, hữu cơ), với nhiệt độ và áp suất thấp

3.2 Đá biến chất: Là sản phẩm tái kết tinh của các đá có trước bất kỳ nguồn gốc

nào, trong điều kiện nội sinh do nhiệt độ và áp suất tăng cao trong vỏ Trái Đất (tái kết tinh trong môi trường cứng)

Tính theo trọng lượng vỏ Trái Đất, có khoảng 95% là đá magma và đá biến chất, còn lại 5% là đá trầm tích.

Mỗi một loại đá được thành tạo trong những điều kiện địa chất nhất định, do vậy chúng cũng khác nhau về thành phần khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo, đặc điểm thể nằm, khoáng sản liên quan

Mặc dù các nhóm đá rất khác nhau, nhưng khi ta nghiên cứu bất cứ một loại đá nào đều cần phải giải quyết 3 vấn đề cơ bản sau:

1 Đá đó gặp ở trong tự nhiên như thế nào? Tức là vấn đề dạng nằm của nó và quan hệ của nó với các đá khác

2 Đá đó tạo nên bằng gì? Tức là thành phần khoáng vật của đá

3 Các phần tử hợp thành đó sắp xếp như thế nào? Tức là vấn đề kiến trúc và cấu tạo của đá

2 Ý nghĩa của việc nghiên cứu thạch học

Một trong những nhiệm vụ quan trọng của thạch học là nghiên cứu mối quan hệ giữa các đá và khoáng sản Đa số trường hợp đá là môi trường chứa quặng, nước khoáng, dầu khí; trong khi đó một số loại đá lại chính là khoáng sản (đá vôi, cát, bazan dùng làm luyện gang; đolomit dùng làm chất trợ dung luyện kim); hoặc là đối tượng khai thác như apatit và photphorit, bauxit, đá xây dựng và đá trang sức; và cuối cùng là

đá nền móng cho các công trình xây dựng Có những trường hợp đá và khoáng sản có mối liên quan với nhau rất chặt chẽ vì chúng cùng được thành tạo trong một qúa trình địa chất Vì vậy thạch học là một môn khoa học địa chất, là môn học cơ sở mà nhà địa chất, địa chất công trình và những người làm việc có liên quan tới đá cần phải có kiến thức cơ bản về nó

Từ đó cần phải nhấn mạnh rằng việc nghiên cứu thạch học không những có ý nghĩa về mặt khoa học và còn có ý nghĩa thực tiễn rất lớn

Trước tiên ý nghĩa thực tiễn là ở chỗ trong quá trình điều tra địa chất và thăm

dò ở tất cả các giai đoạn, từ giai đoạn đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ nhỏ đến giai đoạn thăm dò chi tiết khoáng sản điều phải tiến hành nghiên cứu thạch học để xác định chính xác các đá, giải thích điều kiện thành tạo chúng cũng như mối liên quan có thể

có với quá trình hình thành khoáng sản

Lĩnh vực thứ hai của việc ứng dụng thạch học vào công tác tìm kiếm thăm dò là nghiên cứu các đá bị biến đổi do sự thành tạo các thân khoáng gây nên Các biến đổi gần quặng như vậy là dấu hiệu rất quan trọng để tìm kiếm các khoáng sản cùng loại Cuối

cùng ứng dụng thực tiễn của thạch học là sử dụng dấu hiệu thạch học để tìm kiếm khoáng

sản Đó là quy luật cộng sinh của các kiểu đá với các kiểu khoáng sản nhất định

Ví dụ: - Dầu mỏ, than đá thường liên quan đến đá trầm tích nên không tìm

3 Phương pháp nghiên cứu thạch học

Có rất nhiều phương pháp nghiên cứu đá nhưng cơ bản là phương pháp nghiên cứu ngoài trời và phương pháp nghiên cứu trong phòng

3 1 Phương pháp nghiên cứu ngoài trời:

Tiến hành nghiên cứu các đá và mối quan hệ giữa chúng với nhau ở ngoài thực địa nhờ các vết lộ tự nhiên, các công trình khai đào hoặc lỗ khoan Mục đích là giải thích đặc điểm của đá, dạng nằm, đặc điểm giám định bằng mắt thường các đá (thành phần khoáng vật và cấu trúc).

Mỗi một nhận xét đều phải ghi vào bên trái sổ nhật ký, bên phải để vẽ hình cần thiết Các loại đá khác nhau phải lấy mẫu theo kích thước 3 x 6 x 9 cm hay 4 x 8 x 12

cm Mẫu lấy phải tươi, nghĩa là chưa bị phong hóa Ngoài ra có thể lấy mẫu quang phổ, lát mỏng để phân tích trong phòng theo kích thước 2 x 4 x 6 cm, lấy mẫu phân tích tuổi tuyệt đối, phân tích hóa học,…

Kết quả về mặt địa chất là phải thể hiện được trên bản đồ địa chất, sơ đồ địa chất, lát cắt địa chất, hình vẽ, ảnh, mẫu

3 2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng:

Phương pháp thông dụng nhất để nghiên cứu đá trong phòng là phương pháp kính hiển vi phân cực, chủ yếu xác định thành phần, kiến trúc, cấu tạo, tỷ lệ khoáng vật Ngoài ra còn sử dụng nhiều phương pháp khác như: Phân tích quang phổ để xem

đá đó có nguyên tố hóa học nào; phương pháp xạ để tính tuổi tuyệt đối của đá; phương pháp nhúng, nhiệt, quang phổ, rơngen để xác định chính xác hằng số quang học của khoáng vật Ngoài ra còn sử dụng các phương pháp chuyên môn để nghiên cứu tính chất vật lý của đá như độ cứng, độ lỗ rỗng, từ, … có ý nghĩa đối với việc nghiên cứu địa chất công trình, địa chất thủy văn và địa vật lý, độ thấm, độ chứa

Tóm lại: Việc kết hợp giữa nghiên cứu ngoài trời và nghiên cứu trong phòng

giúp ta xác định chính xác tên đá, nguồn gốc thành tạo, khoáng sản liên quan, tuổi, diện phân bố của đá

PHẦN THỨ NHẤT: THẠCH HỌC MAGMA Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ CÁC ĐÁ MAGMA

1 1 Khái niệm về đá magma

1 1 2 Phân loại đá magma:

Tùy theo điều kiện thành tạo người ta chia đá magma làm 3 loại:

1 1 2.1 Đá magma xâm nhập (đá sâu):

Là loại đá được thành tạo do khối magma xuyên lên chưa tới bề mặt vỏ Trái Đất đã đông đặc, do nhiệt độ giảm rất chậm nên các khoáng vật trong đá có đủ thời gian kết tinh, tạo thành đá có kiến trúc toàn tinh hạt từ thô đến mịn

1 1 2 2 Đá magma phun trào:

Là loại đá được thành tạo khi khối magma phun lên trên mặt vỏ Trái Đất mới đông đặc Đá phun trào thường có hai phần rõ rệt:

Những tinh thể lớn, có hình dạng rõ ràng gọi là: Ban tinh, chúng được thành tạo dưới sâu khi magma chưa trào lên tới bề mặt vỏ Trái Đất.

Phần nền gồm thủy tinh, các tinh thể nhỏ (vi tinh): Nền được thành tạo sau khi magma đã trào lên trên bề mặt vỏ Trái Đất, do nhiệt độ giảm nhanh chóng nên nên các khoáng vật không kịp kết kết tinh hoặc kết tinh không rõ ràng, bằng mắt thường không quan sát được các khoáng vật trong nền.

Chính vì vậy tuyệt đại đa số đá trong magma là do silicat tạo nên Các nguyên tố chính thường gặp và phổ biến khác sau O và Si là Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, H, đó là các nguyên tố tạo đá chính Những oxit có hàm lượng không dưới 1% trong đá gọi là các hợp phần (oxit) tạo đá chính gồm: SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, Na2O, K2O, H2O-, H2O+ Ký hiệu H2O- chỉ lượng nước bốc hơi khi ta nung đá ở nhiệt độ 105 – 1100C (viết H2O-110), (bảng 1 1) Ngoài ra, còn những oxit chứa trong đá với hàm lượng rất nhỏ gọi là hợp phần thứ yếu như: MnO, P2O5, TiO2, ZrO2, BaO, SrO, CO2, Cl, F

Các oxit trong đá magma thay đổi có quy luật, tỷ lệ SiO2 càng tăng thì tỷ lệ FeO, MgO càng giảm.

Bảng 1 1: Hàm lượng trung bình của các oxit phổ biến trong đá magma theo

Klark và Oasinton.

(% trọng lượng oxit)

Hàm lượng giới hạn, (% trọng lượng oxit)

1 2 2 Thành phần khoáng vật của đá magma:

Thành phần khoáng vật của đá magma rất phức tạp, cho nên có nhiều cách phân loại, cụ thể sau:

1 2 2.1 Dựa vào vai trò tạo đá chia làm ra 3 loại:

- Khoáng vật chính: Chiếm chủ yếu trong đá (> 5% tổng số khoáng vật trong đá) như thạch anh, fenpat, nephelin, mica, amphibon, pyroxen, olivin.

Ví dụ: Trong đá granit thì thạch anh là khoáng vật chủ yếu, nhưng trong các loại đá

khác thì thứ yếu

- Khoáng vật thứ yếu: Chiếm trong đá < 5%.

- Khoáng vật phụ: Chiếm khối lượng rất ít, chỉ vài % trong đá nhưng là hợp phần thường xuyên của chúng Các khoáng vật phụ thường gặp là ziacon, apatit, titanit, ruti, octit,… Đôi khi trong đá có các khoáng vật quặng như manhetit, titanomanhetit, inmenit, cromit, pyrit, pyrotin.

1 2 2 2 Dựa vào nguồn gốc thành tạo chia làm 2 loại:

- Khoáng vật nguyên sinh: Là khoáng vật được thành tạo trực tiếp từ dung thể magma.

Ví dụ: Thạch anh, fenpat, pyroxen, olivin,…

- Khoáng vật thứ sinh: Là khoáng vật được thành tạo do biến đổi nhiệt dịch các đá và thay thế khoáng vật nguyên sinh Các khoáng vật thứ sinh thường gặp trong đá magma là anbit, epidot, xerixit, clorit, secpentin, tan, kaolin.

1 2 2 3 Dựa vào thành phần hóa học chia làm 3 nhóm:

- Nhóm khoáng vật salic (Từ “salic” được ghép từ hai chữ đầu của nguyên tố Si và Al): là khoáng vật chứa nhiều silic và nhôm, thường là những khoáng vật sáng màu như thạch anh, fenpat, nephelin, mutcovit.

- Nhóm khoáng vật femic (hay mafic): Chủ yếu gồm các khoáng vật chứa sắt và manhe, thường là những khoáng vật sẫm màu như olivin, pyroxen, amfibon, biotit.

- Nhóm khoáng vật kiềm: Là những khoáng vật giàu Na và K, chia làm 2 loại:

+ Kiềm sáng màu: Anbit, fenpat K, nephelin, leuxit

+ Kiềm sẫm màu: Amfibon kiềm, pyroxen kiềm

1 2 2 4 Các khoáng vật thường gặp trong đá magma:

Khoảng 90% các khoáng vật trong đá magma thuộc các loại sau: Fenpat, thạch anh, pyroxen, amfibon, olivin, mica, nephelin, leuxit, manhetit, apatit

1 2 2 5 Quy luật cộng sinh khoáng vật trong đá magma:

Khác với đá trầm tích, các khoáng vật trong đá magma kết hợp với nhau không phải là ngẫu nhiên, mà là một cộng sinh khoáng vật quyết định bởi thành phần hóa học của magma và các điều kiện hóa lý nhất định

1 Thạch anh không có mặt trong các đá nghèo silic và nhất là trong các đá giàu kiềm nó không thể cộng sinh với nephelin, leuxit, rất hiếm khi thấy nó đi với olivin

Sở dĩ như vậy là vì chúng có phản ứng như sau:

Na[AlSiO4] + 2 SiO2 = Na[AlSi3O8]: Anbit

Na[AlSi2O6] + SiO2 = K[AlSi3O8]: fenpat

(Mg, Fe)2 [SiO4] + SiO2 = (Ma, Fe)2 [Si2O6: pyroxen

Chỉ trong trường hợp đặc biệt, khi olivin kết tinh trước mà không bị biến đổi, sau đó thạch anh kết tinh ở giai đoạn cuối, lúc đó ta mới có thể thấy olivin và thạch anh

2 Mutcovit không bao giờ xuất hiện là khoáng vật nguyên sinh cùng với pyroxen hoặc amfibon

3 Trong các đá giàu natri thường hiếm biotit và bị thay thế bằng pyroxen hoặc amfibon Granit thường chứa biotit, các đá trung tính syenit và diorit thường chứa amfibon và gabro chứa pyroxen

4 Vì amfibon và biotit có chứa gốc hydroxyl, điều kiện kết tinh của chúng trong

đa phun trào không được thuận lợi, cho nên trong đá phun trào chúng bị phá hủy và bị thay thế bằng augit hoặc hypesten

5 Trong các đá sâu giàu silic, amfibon thường có màu lục, hiếm khi nâu; trong đá bazic, amfibon thường có màu nâu

6 Pyroxen và amfibon giàu natri chỉ gặp trong các đá magma giàu kiềm, nghĩa là thừa kiềm để tạo thành silicat kiềm nhôm

Do vậy trong đá có những quy luật cộng sinh nhất định, những quy luật đó giúp ích cho việc xác định khoáng vật trong đá

1 3 Kiến trúc và cấu tạo của đá magma

1 3 1 Kiến trúc của đá magma:

1 3 1 1 Định nghĩa:

Kiến trúc của đá theo nghĩa rộng của nó là toàn bộ những dấu hiệu xác định những đặc điểm về hình thái của từng hợp phần và quan hệ không gian giữa chúng với nhau Theo nghĩa hẹp, kiến trúc bao gồm những dấu hiệu quy định bởi trình độ kết tinh, kích thước, hình dạng của các tinh thể, quan hệ tương hỗ giữa chúng với nhau và giữa chúng với thủy tinh

Kiến trúc phụ thuộc vào mức độ nguội lạnh của magma, thành phần bay hơi trong chúng Đá càng giàu chất bay hơi, tốc độ nguội lạnh chậm thì càng kết tinh tốt

1 3 1 2 Phân loại kiến trúc:

- Căn cứ vào trình độ kết tinh của các hợp phần: phân ra làm 3 loại:

1 Kiến trúc toàn tinh: đặc trưng khi đá magma hoàn toàn gồm những hợp phần kết tinh và không chứa thủy tinh

2 Kiến trúc thủy tinh: thành phần của đá hoàn toàn là thủy tinh.

3 Kiến trúc nửa thủy tinh (nửa kết tinh): khi đá có cả những hợp phần kết tinh và những hợp phần không kết tinh (thủy tinh) Kiến trúc này đặc trưng cho đá phun trào

- Căn cứ vào kích thước tương đối của các tinh thể (hạt tinh thể): Phân làm 2 loại:

1 Kiến trúc hạt đều: các khoáng vật trong đá có kích thước đều nhau

2 Kiến trúc hạt không đều: phân làm 3 loại:

Kiến trúc dạng pocfia (dạng nổi ban): Ban tinh nổi trên nền hạt nhỏ, trong đó kích thước của ban tinh lớn hơn vài lần so với thích thước của nền Kiến trúc dạng pocfia điển hình cho đá kết tinh trong điều kiện sâu vừa

Kiến trúc pocfia (nổi ban): Gần giống kiến trúc dạng pocfia cũng đặc trưng có những ban tinh nhưng khác ở chỗ là nổi ban trên nền hạt mịn (gồm các khoáng vật vi tinh, ẩn tinh và thủy tinh) Dưới kính hiển vi thì mới phân biệt được các khoáng vật trong nền Trong trường hợp nền có kiến trúc kết tinh hoàn toàn (vi tinh) Nếu trong trường hợp nền có cả thủy tinh thì nó có kiến trúc nửa thủy tinh Kiến trúc không ban tinh (afia): Đá chỉ có nền không có ban tinh.

- Căn cứ vào kích thước tuyệt đối của hạt tinh thể: Phân làm 2 loại:

1 Kiến trúc hiển tinh: Các hạt riêng biệt có thể nhìn thấy được bằng mắt thường Dựa vào độ lớn của các hạt hiển tinh, chia làm 3 loại sau:

- Kiến trúc hạt thô (lớn): đường kính lớn hơn 5mm (Þ > 5mm).

- Kiến trúc hạt vừa: Þ = 1 - 5mm.

- Kiến trúc hạt nhỏ: Þ < 1mm.

2 Kiến túc ẩn tinh: Các phần tử hợp thành đá không thể thấy được bằng mắt thường

Nếu dưới kính hiển vi vẫn còn phân biệt được ranh giới giữa các hạt thì gọi là kiến trúc vi tinh, còn nếu không phân biệt được với nhau thì gọi là kiến trúc ẩn tinh.

- Căn cứ vào trình độ tự hình của các khoáng vật: Phân làm 3 loại:

1 Kiến trúc toàn tự hình: tất cả các khoáng vật trong đá đều có hình dạng tự hình

2 Kiến trúc toàn tha hình: các khoáng vật tạo nên trong đá có hình dạng tha hình (méo mó)

3 Kiến trúc nửa tự hình: một số tinh thể có hình dạng biểu hiện rõ, còn một số tinh thể khác thì kém hơn hoặc tha hình

1 3 2 Cấu tạo của đá

1 3 2 1 Định nghĩa:

Cấu tạo của đá là những đặc điểm về sự phân bố, sắp xếp các thành phần của đá trong không gian Cấu tạo của đá magma được biểu hiện bởi các yếu tố sau:

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

2 Anh hưởng của các yếu tố bên ngoài như trọng lực, chuyển động magma, các dòng đối lưu và các áp lực một phía

1 3 2 2 Phân loại:

1 Cấu tạo khối đồng nhất: Đặc trưng bởi sự phân bố đồng đều của các khoáng vật

trên toàn bộ khối đá, không có sự định hướng và tất cả các bộ phận đều giống nhau

2 Cấu tạo dị li (taxit): Các khoáng vật phân bố không đều đặn, khác nhau cả về

thành phần và lẫn kiến trúc

3 Cấu tạo dòng chảy: Các khoáng vật sắp xếp định hướng theo dòng chảy (nguyên

nhân do lực ép hai bên hoặc do di chuyển của magma)

4 Cấu tạo cầu: Các khoáng vật thường sắp xếp theo khối đồng tâm xung quanh

một vài tâm nào đó Các lớp đồng tâm phân biệt với nhau về thành phần và màu sắc Loại cấu tạo này thường gặp trong đá xâm nhập và đá phun trào

5 Cấu tạo dải: Đặc trưng bởi sự xen kẻ các dải khoáng vật sáng màu và sẫm màu

có thành phần khác nhau

6 Cấu tạo lỗ hổng: Phát sinh do dung nham đông đặc có sự thoát khí dạng giọt để

lại những lỗ hổng có dạng cấu tạo hoặc dạng elipxoit Nếu thể tích của đá vượt quá thể tích lỗ hổng gọi là cấu tạo bọt Nếu thể tích đá ít hơn thể tích lỗ hổng, vách lỗ hổng mỏng gọi là cấu tạo tổ ong

7 Cấu tạo hạnh nhân: Thành tạo khi các lỗ hổng được lấp đầy bởi các khoáng vật

thứ sinh Khoáng vật lấp đầy lỗ hổng thường là clorit, epiđot, canxit, thạch anh,…

1 4 Dạng nằm của đá magma

Dạng nằm của đá magma là một yếu tố quan trọng phản ánh điều kiện thành tạo của

đá magma, chúng phụ thuộc vào nguồn gốc, thành phần, điều kiện kết tinh của đá magma

Do vậy dựa vào nguồn gốc thành tạo, hay dựa hình dạng và quan hệ của chúng với đá vây quanh, người ta phân loại dạng nằm của đá magma

1 4 1 Dạng nằm của đá magma nông (đá mạch):

1 Các thể tiêm nhập chỉnh hợp:

- Thể vỉa (sila): do magma có áp lực xuyên vào khoảng giữa hai lớp đá (hình 3 1d)

- Thể nấm (lacolit): có dạng thấu kính dày lồi ở phần trên, không phá hủy tính phân lớp của

đá vây quanh (hình 3 1a, b)

- Thể chậu (lopolit): coi như một thể thấu kính lớn phần trung tâm bị lõm xuống, song cũng không phá hủy tính phân lớp đá vây quanh (hình 3 1c)

- Thể thấu kính (phacolit): có dạng thấu kính với kích thước khác nhau, thường nằm ở phần nhân nếp uốn (phức nếp lồi và phức nếp lõm) giữa các tầng biến vị mạnh

2 Các thể tiêm nhập không chỉnh hợp:

- Thể tường (thể đai cơ): là thể lớp hay nhánh, phát sinh do magma lấp đầy các khe nứt cắt qua đá vây quanh Chiều dài của thể tường có thể đến vài mét, đôi khi tới vài kilomet, bề dày trung bình từ vài centimét đến vài mét

- Thể mạch

- Thể nhánh

- Thể cổ: được thành tạo do kết quả lấp đầy dung nham tại các họng núi lửa (thể họng)

- Thể mạch hình nón: Thành tạo xung quanh miệng núi lửa do kết qủa phun lên nhiều lần của dung nham xen kẻ với các sản phẩm vụn núi lửa như bụi, tro, bom,…

Ngoài ra còn có một số loại ít gặp như: Thể phiễu, thể nem, thể rìu, thể liềm, thể thẹo

Hình 3 1: Các thể tiêm nhập chỉnh hợp

a, b- thể nấm, c- thể chậu, d- thể vỉa, e- xâm nhập giữa các thành hệ:

1- Đá xâm nhập, 2- trầm tích cát, 3- đá phiến biến chất.

1 4 2 Dạng nằm của đá magma sâu:

1 Thể cán (stok): Diện tích 100 – 200 km2, đẳng thước (cĩ dạng trịn hoặc elip) theo tiết diện ngang, cắt qua các tầng vây quanh cĩ dạng lớp, ở độ sâu liên hệ với batolit (hình 3 2)

Hình 3 2: Thể cán

2 Thể nền (batolit): Theo R Deli (1936) batolit là dạng khối xâm nhập khơng

chỉnh hợp (như granit) Diện tích hàng trăm km đến hàng ngàn km2 km2 Người ta dự đốn batolit là thể khơng đáy, hiện nay đang phủ nhận đều này (hình 3 3)

Hình 3 3: Sơ đồ thể xâm nhập batolit granit.

1- granit; 2- trầm tích cát – sét; đá phiến biến chất.

1 4 3 Dạng nằm của đá phun trào:

1 Vòm phủ: Được thành tạo bởi dung nham magma có thành phần trung tính và

axit, chứa nhiều kiềm, độ nhớt cao do chứa nhiều SiO2 và mất thành phần bay hơi Khi phun lên không chảy tỏa ra mà mọc lên thành vòm, đôi khi dạng kim

2 Lớp phủ: Là một thể dải có diện phân bố rất rộng, bề dày mỏng, thường thành

tạo bởi dung nham magma bazơ (bazan) có hàm lượng SiO2 thấp, độ nhớt thấp, dễ linh động Diện tích khoảng 100 – 1000km2, bề dày vài mét đến vài trăm mét

3 Thể dòng: Có dạng dòng chảy kéo dài, bề dày tương đối nhỏ, được thành tạo do

sự đông cứng của dung nham, chủ yếu do các sườn dốc của núi lửa, do lấp đầy các thung lũng và mương xói bởi dung nham Thành phần dung nham quyết định hình dạng và kích thước của dòng Dòng dung nham axit thường dày (do có độ nhớt cao), ngược lại dòng dung nham bazơ mỏng và kéo dài (độ nhớt thấp)

a)

b)

d)

Hình 3 3: Một số dạng nằm của đá phun trào a- vòm trachit ở Ovecnhơ (Pháp); b- lớp phủ dung nham ở Băng Đảo, c- dòng dung nham ở chân núi

Jupanvoi (Kamsatca); d- thể kim dung nham ở núi Pơle (Lacroix, 1907).

1 5 Phân loại đá magma và cách gọi tên chúng

1 5 1 Phân loại đá magma:

Như đã biết, những đặc điểm của đá magma có ý nghĩa quan trọng trong phân loại

đó là thành phần hóa học, thành phần khoáng vật, kiến trúc, dạng nằm và mức độ biến đổi trong đá Trên cơ sở những dấu hiệu đó mà đã có rất nhiều bảng phân loại ra đời

1 Dựa vào dạng nằm của đá magma: chia làm 3 loại:

- Đá magma sâu: Dạng nằm thể nền, thể cán.

- Đá magma nông: Dạng nằm thể tường, thể vỉa, thể mạch.

- Đá magma phun trào: Dạng nằm lớp phủ, vòm phủ, dòng phủ.

2 Dựa vào thành phần hóa học: chủ yếu dựa vào tỷ lệ SiO2 và tỷ lệ kiềm (Na2O + K2O).

3 Dựa vào thành phần khoáng vật:

- Nhóm đá magma axit: Giàu khoáng vật thạch anh.

- Nhóm đá magma trung tính: Ít hoặc không có thạch anh.

- Nhóm đá magma bazơ: Giàu plagiocla bazơ và khoáng vật màu.

- Nhóm đá magma siêu bazơ: Giàu olivin và pyroxen, không chứa fenpat.

- Nhóm đá magma á kiềm: Tương tự như trung tính nhưng khác là giàu fenpat K.

- Nhóm đá magma kiềm: Chứa fenpat K và các khoáng vật kiềm khác.

1 5 2 Cách gọi tên đá magma:

Mỗi nhóm đá căn cứ vào dạng nằm của chúng, chia ra đá sâu, đá nông và đá phun trào Tên gọi các đá thường ghép giữa hai loại đá sâu và đá phun trào điển hình.

Ví dụ: Nhóm đá Granit – riolit, nhóm đá gabro – bazan.

- Các đá sâu bắt đầu bị biến chất thêm tiếp đầu ngữ là “apo” Nếu đá phun trào bắt đầu bị biến chất thì thêm tiếp đầu ngữ “meta”

- Đá nông (đá mạch): Nếu đá nông giống thành phần đá sâu cùng nhóm gọi là đá mạch không phân dị Nếu thành phần đá nông khác thành phần đá sâu trong cùng nhóm gọi là đá mạch phân dị Trong đá mạch phân dị chia ra làm 2 loại sau:

+ Loại ít khoáng vật màu hơn so với đá sâu thì gọi là đá mạch phân dị sáng màu

+ Loại nhiều khoáng vật màu hơn so với đá sâu thì gọi là đá mạch phân dị sẫm màu hay lamprofia

- Đá phun trào: chia 2 kiểu:

+ Đá phun trào kiểu mới: Các khoáng vật trong đá chưa bị hoặc rấr ít bị biến đổi thứ sinh, thủy tinh núi lửa hầu như chưa bị biến đổi

+ Đá phun trào kiểu cũ: Các khoáng vật trong đá chưa bị biến đổi mạnh, thủy tinh bị tái kết tinh hoặc bị clorit hóa, quặng hóa,…

- Cách gọi tên đá phun trào kiểu cũ:

+ Đối với đá magma axit: Lấy tên đá phun trào kiểu mới cộng với “pocfia” Ví dụ: Riolit

Đá magma và đá biến chất chiếm 95% trọng lượng vỏ Trái Đất, các đá trầm tích chỉ chiếm 5%, nhưng xét cho cùng chúng cũng do đá magma bị phá hủy tạo thành.

Hầu hết các khoáng sản kim loại và không kim loại đều liên quan đến các đá magma

Ví dụ: - Kim cương liên quan đến kimbeclit.

- Thiếc, vonfram liên quan đến đá magma axit.

- Mica liên quan đến pecmatit granit.

Bản thân đá magma cũng là vật liệu xây dựng tốt hay là nền móng cho các công trình xây dựng Do vậy nghiên cứu đá magma không những giúp ta xác định đúng đắn phương hướng tìm kiếm thăm dò mỏ, mà còn giúp ta sử dụng chúng trong các công trình xây dựng

1 6 2 Phương pháp nghiên cứu đá magma: gồm 2 bước:

- Nghiên cứu ngoài trời.

- Nghiên cứu trong phòng.

1 Nghiên cứu ngoài trời:

Đá magma rất phổ biến trên trái đất, nó đóng vai trò hết sức quan trọng nhất là các đá magma liên quan đến nhiều loại khoáng sản

Do vậy muốn nghiên cứu đá magma trước hết cần nghiên cứu dạng nằm của chúng trong tự nhiên bằng phương pháp lộ trình địa chất lập bản đồ: nhờ đó mà xác định được ranh giới địa chất và quan hệ của chúng với đá vây quanh

Xác định thành phần khoáng vật, hóa học, địa hóa cũng như kiến trúc, cấu tạo, màu sắc của từng loại đá magma Đo vẽ các hệ thống khe nứt, đứt gãy liên quan

Ghi chép cẩn thận và vẽ những đặc điểm cần thiết vào sổ nhật ký Lấy mẫu đá magma theo kích thước qui định: 3x6x9cm hoặc 4x8x12cm, mẫu lấy phải tươi Ngoài ra còn lấy mẫu phân tích lát mỏng, phân tích tuổi tuyệt đối,…, với kích thước nhỏ (2x4x6cm)

2 Nghiên cứu trong phòng:

Kết hợp phương pháp nghiên cứu trong phòng: Phân tích lát mỏng, phân tích quang phổ, phân tích hóa học,… Nhằm xác định tên đá một cách chính xác Phân tích

xạ để tính tuổi tuyệt đối của đá

Chương 2: MÔ TẢ CÁC ĐÁ MAGMA2.1 Nhóm đá magma siêu bazơ (Siêu mafic)

(Nhóm đá magma không Fenpat)

2 1 1 Đặc điểm chung:

Nói chung nhóm đá siêu mafic ít phổ biến trong tự nhiên, chỉ chiếm khoảng 0,4% khối lượng chung toàn bộ đá magma Các đá điển hình của nhóm này chỉ gặp ở dạng xâm nhập, ít gặp đá phun trào (chỉ có loại kimbeclit là đá phún nổ thành dăm kết núi lửa), trong đá chủ yếu là periđotit

Đá thường có màu lục sẫm, đen nâu đến đen Chúng thường phân bố ở phần dưới cùng của khối magma

2 1 2 Thành phần khoáng vật và hoá học:

2 1 2 1 Thành phần khoáng vật:

1 Khoáng vật chính: Olivin, pyroxen thoi và pyroxen 1 nghiêng, đôi khi có hocblen

2 Khoáng vật thứ yếu: Plagiocla bazơ, hocblen và biotit

3 Khoáng vật phụ: Manhetit, cromit, inmenit, spinen, pirotin

4 Khoáng vật thứ sinh: Secpentin, amfibon dạng sợi, tan, clorit,…

Đặc điểm địa hóa của đá siêu bazơ là nó chứa nhiều Cr, Ni, Ti

- Đunit và olivinit: Olivin = 100 – 75%; pyroxen = 0 – 30%

- Periđotit: Olivin = 70 – 30%; pyroxen = 30 – 70%

- Pyroxenit: Olivin = 30 – 0%; pyroxen = 30 – 100%

- Hocblendit: Thành phần chủ yếu là hocblen

 Đunit và olivinit:

Là loại đá sâu mà thành phần khoáng vật hầu như hoàn toàn là olivin Khoáng vật thứ yếu là pyroxen Khoáng vật phụ là cromit, manhetit Đá có màu đen hoặc màu xám phớt lục, có kiến trúc toàn tinh, hạt mịn; cấu tạo khối

Phân biệt đunit và olivinit có 2 quan điểm khác nhau:

- Quan điểm thứ nhất là dựa vào khoáng vật phụ:

+ Đunit thường chứa khoáng vật phụ là cromit

+ Olivinit thường chứa khoáng vật phụ là manhetit

- Quan điểm thứ hai là dựa vào tỷ lệ olivin và pyroxen:

+ Đunit: Pyroxen = 0 – 15%; Olivin = 0 – 85%

+ Olivinit: Pyroxen = 15 – 30%; Olivin = 85 – 70%

 Periđotit:

Thành phần khoáng vật chủ yếu là olivin và pyroxen Olivin thường chiếm nhiều hơn Đá có màu lục sẫm, xám sẫm hay đen Olivin thường có dạng hạt, màu vàng lục, hình dạng không tự hình Pyroxen có dạng tấm màu đen, đen nâu, ánh thủy tinh Khoáng vật phụ có: cromit, manhetit, inmenit, periđotit.

Tùy thuộc vào đặc điểm của pyroxen mà periđotit được chia ra các kiểu thạch học sau:

- Nếu đá có olivin và pyroxen thoi gọi là Hacbuagit (Olivin ≈ 65%,

pyroxen thoi ≈ 35).

- Nếu đá có olivin và pyroxen một nghiêng gọi là Veclit

- Nếu đá có olivin, pyroxen thoi và pyroxen một nghiêng gọi là Leczolit

 Pyroxenit:

Thành phần khoáng vật chủ yếu là pyroxen (cả pyroxen thoi và pyroxen một nghiêng) Khoáng vật thứ yếu là olivin, amfibon, biotit Khoáng vật phụ có manhetit, cromit, inmenit Đá có màu nâu, xám phớt lục, đôi khi phớt nâu Kiến trúc toàn tinh, hạt từ trung bình đến thô, đôi khi có kiến trúc dạng pocfia Cấu tạo khối

 Hocblendit:

Thành phần khoáng vật chủ yếu là hocblen, đôi khi có ít pyroxen dưới dạng sót lại trong quá trình amfibon hóa, đá có màu đen phớt lục Như vậy hocblendit được thành tạo từ pyroxen bị biến đổi bởi qúa trình hậu magma

2 Hiện tượng biến đổi thứ sinh:

Các đá sâu siêu bazơ thường bị biến đổi thứ sinh mạnh hơn các đá magma khác Các khoáng vật thứ sinh thường gặp secpentin, tan, manhezit, clorit, amfibon dạng sợi Secpentin là khoáng vật thứ sinh phổ biến nhất như: Olivin thường bị secpentin theo các khe nứt của olivin, hay gặp secpentin hóa dạng sợi tức cryzotin Có khi cả khối siêu bazơ biến thành secpentinit Ngoài ra còn có các quá trình biến đổi khác như clorit hóa, uralit hóa (pyroxen biến thành amfibon dạng sợi)

3 Đặc điểm dạng nằm và khoáng sản liên quan:

* Đặc điểm dạng nằm:

Đá siêu bazơ thường tạo những thể xâm nhập nhỏ dạng thấu kính hoặc dạng nấm nằm khớp đều (chỉnh hợp) với kiến trúc uốn nếp của đá vây quanh Ở vùng hoạt động địa máng, chúng thường lấp đầy những đứt gãy lớn cho nên có dạng kéo dài

Đá siêu bazơ có thể thành những khối xâm nhập riêng lẻ, nhưng chúng thường đi cùng với gabro tạo thành hệ gabro – periđotit, gabro – pyroxenit; phát sinh trong giai đoạn đầu địa máng

* Khoáng sản liên quan:

Khoáng sản liên quan với đá sâu siêu bazơ thường có platin, niken, coban, đồng, crom Liên quan với sản phẩm biến chất của đá siêu bazơ có khoáng sàng không kim loại làm nguyên liệu chịu lửa như: Crizotin – atbet, tan, manhezit

Việt nam có mỏ Cromit liên quan với đá siêu bazơ: Khối núi Nưa ở Cổ Định – Thanh Hoá; Mỏ đồng – Niken liên quan với khối siêu bazơ ở Bảng Sang – Sơn La

Ngoài ra, trong khối siêu bazơ còn gặp tan, manhezit, crizotin – atbet ở vùng Hiệp Đức – Quảng Nam và tây đới Kontum

2 1 3 2 Các đá mạch và phun trào siêu bazơ:

Rất ít gặp chủ yếu có hai loại là picrit và kimbeclit

 Picrit:

Là đá xâm nhập nông thường nằm trong tổ hợp địa chất với các đá phun trào bazơ, sản phẩm phun trào nằm dưới đáy dòng dung nham hoặc thể vỉa Thành phần gồm: Olivin, pyroxen một nghiêng (augit), pyroxen thoi và đôi khi có ít plagiocla bazơ, biotit Đá có kiến trúc dạng pocfia với nền hạt nhỏ hoặc hạt vừa, màu lục sẫm

Nó liên quan về không gian và nguồn gốc với điabaz

 Kimbeclit:

Là loại đá phún nổ, có màu xám lục, xám – xanh hoặc nâu lấp đầy các ống nổ chứa kim cương ở vùng Kimbeclei (Nam Phi) Đây là loại dăm kết cấu tạo từ các mảnh dăm của đá siêu bazơ và các đá magma khác Chúng được thành tạo sức nổ của các ống nổ siêu bazơ phun các mảnh vụn lên trên mặt đất Đường kính của ống nổ kimbeclit rất khác nhau từ 30 – 100m Các mảnh vụn đó được gắn kết bởi ximăng (vật liệu ximăng đóng vai trò là nền gồm secpentin và cacbonat) Thành phần khoáng vật chủ yếu gồm có: olivin, pyroxen, flogopit, kim cương, pirop, inmenit, ziricon, cromit

Đá thường bị biến đổi tạo thành secpentin và cacbonat Kimbeclit liên quan chặt chẽ với các mỏ kim cương

Trên thế giới có kimbeclit ở Kimbeclei (Nam Phi), Xebêri (Liên Xô) liên quan đến khoáng sản kim cương

2 2 Nhóm đá magma bazơ (Nhóm đá magma mafic)

Nhóm đá Gabro-Bazan

2 2 1 Đặc điểm chung:

Nhóm đá gabro – bazan rất phổ biến và rất quan trọng trong vỏ Trái Đất Trong nhóm đá bazơ thì đá phun trào phổ biến hơn đá sâu, thể tích của nó gấp 5 lần tất cả các loại đá phun trào khác còn lại (chúng chiếm diện tích hàng trăm đến hàng nghìn km2)

Magma bazan không nhớt lắm nên khi kết tinh cho nhiều loại đá có trình độ kết tinh khác nhau (như ở Ha oai), thường tạo thành những lớp phủ lớn

Nhìn chung đá sẫm màu; tỷ trọng 2,6 – 3,27; khoáng vật màu trung bình 45 – 50%

2 Khoáng vật thứ yếu và phụ chiếm (1 – 6%):

Thạch anh, octocla, inmenit, manhetit, apatit, pirotin, penlandit

So với nhóm đá magm siêu bazơ thì hàm lượng: SiO2, Al2O3, CaO tăng lên rõ rệt; còn FeO, MgO giảm đi rõ rệt

Khoáng vật phụ: manhetit, titanomanhetit, inmenit, apatit, cromit

Thành phần khoáng vật chủ yếu gồm: Plagiocla bazơ, olivin, trong đó lượng plagiocla bazơ

và olivin như nhau Khoáng vật thứ yếu là pyroxen thoi và pyroxen 1 nghiêng

Ví dụ: Lăng của Lê Nin được xây bằng đá này

Ngoài các loại đá trên còn có các loại đá trung gian giữa gabro và siêu bazơ như: Gabro – periđotit, gabro – pyroxenit Các đá trung gian giữa gabro và trung tính: Gabro – điorit Đá trung gian giữa gabro và đá á kiềm: Gabro – sienit

2 Biến đổi thứ sinh:

Các đá magma bazơ thường phổ biến các hiện tượng biến đổi thứ sinh sau: Clorit hóa, hiện tượng xotxurit hóa, uralit hóa

- Pyroxen thường bị uralit hóa biến thành amfibon dạng sợi, clorit hóa biến thành clorit.

- Plagiocla bazơ thường bị xotxurit hóa biến thành tập hợp khoáng vật hạt nhỏ zoizit, epiđot, thạch anh, xerixit, cacbonat.

3 Đặc điểm dạng nằm và khoáng sản liên quan:

* Đặc điểm dạng nằm:

Gabro thướng có các dạng: Dạng thấu kính, thể tường, thể vỉa, dạng khối riêng biệt.

* Khoáng sản liên quan:

Titanomanhetit thường thành những thể dị ly trong gabro, đôi khi có chứa vaniđi nên có giá trị lớn Các quặng sunfua Cu – Ni (pirotin, penlandit, chancopirit) Bản thân của gabro còn là vật liệu xây dựng tốt với sức bền 1800 kG/cm2 Labradorit

sử dụng trong kiến trúc do đặc điểm đặc biệt của nó

Việt Nam có khối gabro núi Chúa (Bắc Thái) liên quan với quặng titanomanhetit Ngoài

ra còn có ở cao Bằng, Thanh Hoá Miền nam có gabro ở Phù Mỹ (Bình Định) chủ yếu là gabro – amfibonlit Tây nguyên có gabro ở Lâm Đồng, Kontum

 Gabro pocfiarit:

Thành phần tương tự như gabro, chỉ khác đá có kiến trúc nổi ban, với ban tinh là pyroxen 1 nghiêng; nền là plagiocla bazơ, pyroxen 1 nghiêng đôi khi có hypecten, manhetit Chúng thường tạo thành những mạch trong gabro

 Điaba:

Thành phần tương tự gabro, gồm: Plagiocla bazơ (labrado), pyroxen 1 nghiêng (augit) có thể có ít pyroxen thoi; khoáng vật thứ yếu là hocblen, biotit, olivin, thạch anh

Gọi tên các loại đá điaba theo khoáng vật thứ yếu: Điaba olivin, conga điaba (điaba

có thạch anh) Đá có kiến trúc ofit (tức plagiocla tự hình hơn so với pyroxen) Các khoáng vật của điaba thường bị biến đổi thứ sinh mạnh: Pyroxen biến thành amfibon, clorit; plagiocla bị xotxurit hóa

Điaba thường tạo dạng mạch, dạng vỉa

 Gabro pecmatit:

Thành phần tương tự như gabro nhưng hạt rất lớn, thường tạo thành mạch trong gabro

2 Các đá mạch phân dị (Phân dị sẫm màu – Lamprofia):

Thành phần khoáng vật của bazan tương tự gabro, gồm: Plagiocla bazơ, augit

và thủy tinh núi lửa, ít gặp hơn là olivin (bazan olivin), manhetit, inmenit Sự có mặt của thủy tinh trong bazan không cố định

Đá có kiến trúc afia hoặc pocfia với ban tinh: Augit, olivin, plagiocla bazơ Nền có kiến trúc đolorit, micro đolorit

Đá có cấu tạo khối, bọt, tổ ong, hạnh nhân Khoáng vật lấp đầy hạnh nhân là: Canxit, epiđot, zoizit.

Tùy theo đặc điểm kiến trúc và mức độ biến đổi của đá người ta phân loại như sau:

1 Đá phun trào kiều mới:

 Đolerit: Là loại đá hạt hạt vừa đến nhỏ, có kiến trúc đolerit (Plagiocla dạng tấm tự

hình sắp xếp lộn xộn, giữa chúng là các hạt pyroxen tha hình) hoặc kiến trúc ofit

có nhiều thủy tinh gọi là Hialobazan Đá thường có cấu tạo bọt, tổ ong, hạnh nhân

2 Đá phun trào kiểu cũ:

 Điaba phun trào:

Không nên nhầm với điaba dạng mạch Điaba phun trào là tên để gọi các loại đá kiểu cổ tương ứng với đolerit, anamezit, bazan không ban tinh Đá có màu xám, lục xám Nhìn bằng mắt thường có hạt vừa, nhỏ đều mịn Đá hoàn toàn đặc xít, vi kiến trúc ofit, đolerit Các khoáng vật trong điaba phun trào bị biến đổi thứ sinh mạnh: Augit bị uralit hóa, thủy tinh bị clorit hóa

 Spilit:

Là loại đá bazan kiểu cổ có vị trí đặc biệt Spilit là đá có màu xám, phớt lục, có cấu tạo thành nhân lấp đầy đó là các khoáng vật thứ sinh: caxit, epiđot, clorit, caxeđoan, opan,… Thành phần khoáng vật trong đá spilit bị biến đổi thứ sinh mạnh Hiện tượng cacbonat hóa, clorit hóa phổ biến, pyroxen biến thành amfibon, plagiocla bazơ bị anbit hóa thành plagiocla axit (anbit) Đá có kiến trúc afia (kiến trúc hạt mịn)

Về nguồn gốc spilit có nhiều quan điểm khác nhau:

Có giả thuyết cho rằng spilit được thành tạo do bazan biến đổi thành Tức do dung dịch magma bazơ phun trào ngầm dưới đáy biển Natri trong nước biển trao đổi với plagiocla bazơ để tạo thành anbit

Một số nhà Bác học khác cho rằng nó là đá phun trào bazơ kiềm, spilit thường đi cùng với thành hệ spilit – keratofia, phát sinh trong giai đoạn đầu của hoạt động địa máng

2 2 4 Đặc điểm dạng nằm và khoáng sản liên quan:

* Đặc điểm dạng nằm:

Bazan phân bố rất rộng rãi trên vỏ Trái Đất tạo thành những lớp phủ, vòm phủ, dòng phủ trên một diện tích tích lớn như: Vành Đai Thái Bình Dương, khu vực Địa Trung Hải và các đứt gãy miền nền Ở miền nền bazan tạo lớp phủ khổng lồ như ở cao nguyên Đe Can – An Độ chiếm diện tích 650,000 km2; chiều dày ≈ 2 km Ngoài ra còn gặp những lớp phủ bazan khổng lồ ở đáy Đại Dương

Ở Việt Nam bazan phân bố ở Điện Biên Phủ, Phủ Qùy (Nghệ An) Spilit có ở Sông Đà, Lạng Sơn

Miền Nam bazan tạo thành lớp phủ rộng hàng chục km2 ở Tây Nguyên, Lâm Đồng

* Khoáng sản liên quan:

Liên quan với bazan có Spat Băng Đảo – một loại nguyên liệu quang học qúy Trong hạnh nhân của bazan kiểu cũ thường gặp thạch anh áp diện, cũng là nguyên liệu quang học quan trọng Đồng, chì, kẽm, pyrit,… liên quan với thành hệ spilit – keratofia

Bazan dùng để đúc đá (nung đến 12000C chảy), đặc biệt bazan có tính chống ăn mòn cơ học và hóa học rất cao đối với các hợp chất có tính ăn mòn kim loại mạnh, chất thải công nghiệp có độ cứng cao Do vậy người ta sản xuất ống đá từ bazn dùng làm đường ống dẫn thay ống dẫn bằng kim loại

Bazan còn dùng làm vật liệu xây dựng do sức bền lớn như lát nền, xây cầu Khai thác từ khối nứt nguyên sinh hình cột của bazan pocfiarit để làm đá ốp lát

Ngoài ra khi phong hóa bazan tạo đất trồng trọt rất màu mỡ

2 3 Nhóm đá magma trung tính (Nhóm đá Điorit – Andezit)

2 3 1 Đặc điểm chung:

Nhóm đá trung tính tương đối phổ biến nhưng kém thua nhóm nhóm gabro – bazan Trong nhóm này thì đá phun trào phổ biến hơn đá sâu: Điorit (xâm nhập) chiếm khoảng 1,8% tổng số đá magma xâm nhập còn andezit chiếm khoảng 23% tổng số đá magma Nhóm đá điorit – andezit là nhóm đá giữa granit và gabro

Nhìn chung đá sáng màu, đôi loại sẫm màu Tỷ trọng trung bình 2,7 – 2,9

quá 5% Khoáng vật phụ thường gặp là apatit, manhetit, titanit, titanomanhetit Khoáng vật thứ sinh: Clorit, epiđot, canxit.

 Điorit thạch anh:

Là đá có thành phần trung gian giữa điorit và granitoit, khác điorit là lượng thạch anh 5 – 15%, còn fenpat K không lớn hơn điorit Nếu fenpat K > 10% gọi là granođiorit

Người ta gọi tên điorit theo thành phần khoáng vật màu như: Điorit hocblen, điorit biotit Ngoài ra còn có cả điorit pyroxen – thạch anh, điorit hocblen – biotit

Các đá điorit, điorit thạch anh thường có kiến trúc toàn tinh hạt từ nhỏ đến trung bình Cấu tạo khối, đôi khi có cấu tạo gơnai, cấu tạo dị li

Điorit chiếm vị trí trung gian giữa đá bazơ và axit; liên quan với chúng có các

đá gabrođiorit, granođiorit

2 Biến đổi thứ sinh:

Plagiocla trung tính bị xotxurit hóa thành tập hợp: canxit, xerixit, kaolin đôi khi

có epiđot Hocblen, pyroxen, biotit bị clorit hóa; đôi khi pyroxen 1 nghiêng bị uralit hóa; hocblen bị biến đổi thành actinolit

3 Đặc điểm dạng nằm và khoáng sản liên quan:

* Đặc điểm dạng nằm:

Điorit rất ít khi tạo thể xâm nhập độc lập, mà thường đi với granit và granođiorit phân bố ở ven rìa những thể xâm nhập tạo thành thể cán, thể mạch hoặc khối nhỏ

Ở Việt Nam điorit thường gặp cùng với granitoit khối Nậm Rốm – Điện Biên Phủ, phức hệ Phia Bioăc và đới Đà Lạt

* Khoáng sản liên quan:

Khoáng sản kim loại là sắt, đồng, vàng Ngoài ra, có thể gặp quặng sắt và quặng đồng ở đới tiếp xúc giữa điorit với đá vôi

Kecxantit: Đá sẫm màu Thành phần chủ yếu là plagiocla trung tính (nếu có octocla đá chuyển sang minet).

2 3 3 3 Đá phun trào (Andezit – Andezit pocfiarit):

1 Mô tả thạch học:

 Andezit:

Là loại đá phun trào kiểu mới rất phổ biến, đá có màu xám sẫm, màu xám hay nâu đen Thành phần tương ứng với điorit Kiến trúc pocfia với ban tinh plagiocla trung tính còn tưới, khoáng vật màu là augit, ít hơn hocblen và biotit Nền có thánh phần tương tự như ban tinh, và thủy tinh núi lửa Đá có cấu tạo khối, lỗ hổng, hạnh nhân

 Andezit pocfiarit (Metaandezit)

Là đá phun trào kiểu cũ Thành phần giống andezit nhưng các khoáng vật đã bị biến đổi thứ sinh mạnh, tạo nên các tập hợp khoáng vật:anbirt, epiđot, xerixit, clorit, kaolin,… Kiến trúc, cấu tạo andezit

2 Đặc điểm dạng nằm, khoáng sản liên quan:

* Đặc điểm dạng nằm:

Andezit và các đá phun trào tương ứng kiểu cũ phân bố rất rộng rãi, chúng thường tạo thành dòng phủ, vòm phủ, vòm hình tháp Đó là những đá phổ biến nhất ở vành đai núi lửa Thái Binh Dương, các miền núi Hymalaya, Hungari

Ở Việt Nam có andezit ở Điện Biên Phủ, Tú Lệ, Nha Trang (Đồng Đế), Lâm Đồng, Đồng Nai

* Khoáng sản liên quan:

Nói chung andezit ít liên quan đến mỏ, đôi khi liên quan đến vàng Bản thân andezit dùng làm vật liệu chịu lửa, các tuf andezit dùng làm phụ gia xi măng

Tuy An – Phú Yên: Andezit thường có lỗ hổng nhỏ nên dùng làm phụ gia trong xi măng (torat)

2 4 Nhóm đá magma axit (Nhóm Granit-Riolit)

2 4 1 Đặc điểm chung:

Nhóm đá này phổ biến khá rộng rãi, khác với đá magma bazơ ở chỗ đá xâm nhập đóng vai trò chủ yếu, gấp 4 lần đá phun trào Trong nhóm đá này tỷ lệ SiO2 cao nhất (> 65%), giàu khoáng vật thạch anh tự do, lượng khoáng vật màu không đáng kể, nhìn chung đá sáng màu, tỷ trọng 2,7

2 4 2 Thành phần khoáng vật và hoá học:

2 4 2 1 Thành phần khoáng vật:

- Khoáng vật chính: Thạch anh(25 – 35%), fenpat K(35 – 40%), plagiocla axit(15 – 25%), biotit(5 – 15%), ít hơn là (mutcovit(0 – 3%), hocblen, pyroxen)

- Khoáng vật thứ yếu và phụ: Apatit, manhetit, ziricon, tuamalin

- Khoáng vật thứ sinh: Xerixit, kaolin, clorit

Phân loại granit:

- Dựa vào thành phần hóa học chia granit làm 2 loại: Granit thường(kiềm vôi)

Đá có kiến trúc dạng pocfia, ban tinh là fenpat K có dạng hình quả trứng Đá

dễ bị phong hóa (tên gọi từ tiếng Phần Lan “rapakivi”) là đá vữa, vì chúng được sử dụng rộng rãi làm đá ốp tường rất đẹp

Các đá chuyển tiếp:

 Granodiorit:

Là loại đá trung gian giữa granit và diorit Khác với granit bởi plagiocla không phải

là oligocla mà là andezin với hàm lượng nhiều hơn fenpat K (tức fenpat K chiếm rất ít), khoáng vật màu nhiều hơn ngoài biotit còn có hocblen, thạch anh ít hơn (hàm lượng 25 – 30)

2 Biến đổi thứ sinh:

Do tác dụng phong hóa các đá granit bị vỡ vụn dưới dạng cơ học, trước hết ở dọc theo các khe nứt, những khối đá còn lại giữa các khe nứt tiếp tục được phá hủy, mài nhẵn

Do tác dụng phong hóa hóa học fenpat K bị phong hóa thành kaolin Nhiều khi ở những vùng nhiệt đới ẩm kaolin cũng bị phá hủy, oxit silic bị hòa tan, chỉ còn lại oxit nhôm.

Biotit phong hóa bị nhạt màu đi, thường biến thành clorit Hocblen cũng biến thành clorit Cuối cùng các khoáng vật màu biến thành oxit sắt, cacbonat

Dưới tác dụng nhiệt dịch nhiệt độ thấp trong granit xuất hiện các khoáng vật thứ sinh: Xerixit, cacbonat, epiđot Trong quá trình tự biến chất nhiệt độ cao hơn granit biến thành greizen với thành phần chủ yếu: thạch anh, mutcovit và các khoáng vật khác như tuamalin, topa, fluorit, rutin, caxiterit, apatit

3 Đặc điểm dạng nằm và khoáng sản liên quan:

• Đặc điểm dạng nằm:

Granit thường tạo thành những khối xâm nhập lớn như: Thể nền (batolit) có diện tích hàng trăm km2, thể cán có chiều ngang hàng trăm mét, thể mạch, nấm, tường Thành phần khoáng vật và kiến trúc của granit ít thay đổi trong phạm vi lớn, đó là điểm khác biệt với gabro

• Khoáng sản liên quan:

Ở đới tiếp xúc với đá vôi thường tạo thành quặng sắt, đồng, vonfram hoặc một

số kim loại như thiếc, molipđen liên quan với qúa trình tạo greizen của granit như khối Piaoăc, Bà Nà, Ankroet Liên quan với khoáng hóa Cu – Mo, Au, Ag, Uran, Thori,… như phức hệ Đào Cả, Định Quán, Quế Sơn Các khoáng sản có thể nằm ngay trong khối xâm nhập Việt Nam có nhiều mỏ đá ốp lát có giá trị như: Lăng của Chủ Tịch Hồ Chí Minh được ốp bằng đá granit đỏ (ở Phú Lôi – Thanh Hóa) Các loại đá có vân hoa đẹp như granit màu đỏ và vàng ở Phú Tài, granit màu tím ở Đèo Cả, “đá con tằm” ở An Giang,… được sử dụng trong các công trình xây dựng lớn

Ở Việt Nam granit phân bố rộng rãi, chiếm 90% tổng số đá magma Chúng phân bố chủ yếu ở đông bắc (Sông Chảy, Piaoăc, Chợ Chu); vùng tây bắc (Ca Vịnh, Điện Biên Phủ, Fanxipan); trung bộ (đèo Hải Vân, Kon Tum); nam bộ và nam trung

bộ (Đại Lộc – Quế Sơn, Chu Lai, Đèo Cả, Định Quán, Ankroet,…); đông nam bộ (Bà Rịa – Vũng Tàu); tây nam bộ (núi Sam - An Giang)

2 4 3 2 Các đá mạch:

1 Đá mạch không phân dị:

 Vigranit (Micro granit):

Thành phần giống granit nhưng kiến trúc vi hạt

 Granit pocfia:

Thành phần giống granit, đá có kiến trúc nổi ban Ban tinh là thạch anh, fenpat

K, đôi khi có biotit và hocblen Nền hạt mịn Đá thường tạo thành những khối nhỏ như thể nấm, mạch, cán, có khi ở ven rìa những khối lớn

 Aplit:

Là đá hạt nhỏ hoặc hạt mịn, chỉ gồm có khoáng vật sáng màu Thành phần khoáng vật chủ yếu là: Thạch anh, fenpat K, plagiocla axit Đá có kiến trúc aplit (thạch anh, fenpat tha hình, kích thước như nhau)

Trong pecmatit thường có nhiều khoáng vật chứa thành phần hay hơi như: Mutcovit, lepidolit, tuamalin Pecmatit thường liên quan chặt chẽ với granit, aplit Nó

có thể mằm ở trung tâm hay phần vòm của khối granit

Việt Nam có pecmatit ở Lào Cai, Thạch Khoán (Vĩnh Phú), Đại Lộc (Đà Nẵng) Pecmatit liên quan đến khoáng sản: Miaca, thạch anh áp điện chúng thường có dạng mạch

 Đá mạch sẫm màu:

 Lamprofia:

Đá có kiến trúc pocfia, đặc trưng ban tinh là khoáng vật màu Nền của lamprofia

đa số trường hợp có kiến trúc hạt toàn tinh tự hình Đặc điểm đặc trưng của lamprofia là

sự phân hủy mạnh của khoáng vật màu nguyên thủy và phát triển rộng rãi quá trình cacbonat hoá, clorit hoá Khoáng vật màu khoảng 50%, gồm: biotit, hocblen nâu, pyroxen

- Nền: Thủy tinh núi lửa (vì độ axit và độ nhớt cao nên nền có nhiều thủy tinh, nếu thủy tinh

bị phá hủy thì được thay thế bởi plagiocla axit, fenpat K và thạch anh, vi tinh tương tự như thành phần ban tinh Đá có kiến trúc pocfia Cấo tạo khối, dòng chảy, dải, lỗ hổng

“Rio” là “chảy”; “Lit: là “đá”

 Riolit pocfia (Metariolit): Đá bị biến đổi thứ sinh mạnh

- Ban tinh: Sanidin chuyển sang dạng có độ trật tự cao như microclin, octocla, plagiocla axit thay thế bởi anbit, thạch anh Khoáng vật màu như biotit bị clorit hóa; microclin bị kao lin hoá; anbit bị xerixit hóa

- Nền: Thủy tinh núi lửa thì tái kết tinh lại và thành tạo tập hợp hạt plagiocla axit, octocla, microclin, thạch anh

Kiến trúc và cấu tạo giống riolit

Việt Nam có riolit ở Tam Đảo

 Fenzit:

Là loại riolit ẩn tinh, không có ban tinh.

 Opsiđien:

Là đá phun trào axit, khi trào ra ngoài mặt đất do nguội lạnh nhanh chóng nên các khoáng vật trong đá không kịp kết tinh Thành phần của đá hoàn toàn là thủy tinh núi lửa có màu xám đen, đen xám, đen với vết vở vỏ sò, không chứa nước Đá có kiến trúc thủy tinh, cấu tạo khối

 Anbitofia thạch anh:

Là đá phun trào kiểu cũ, ban tinh là thạch anh, anbit Do vậy cũng có thể coi anbitofia thạch anh đồng nghĩa với keratofia thạch anh Nhưng anbitofia thạch anh không có rõ nguồn gốc nguyên sinh hay do anbit hóa Anbitofia thạch anh không đi cùng với spilit

2 Các phun trào tương ứng với granit kiềm:

- Kiểu mới: Pentelerit, comendit

3 Các đá phun trào tương ứng với granođiorit:

- Đaxit là đá phun trào kiểu mới

- Pocfia đaxit là đá phun trào kiểu cũ

Thành phần tương tự như granođiorit Đá có kiến trúc pocfia Ban tinh là plagiocla(andezin), hocblen, pyroxen, thạch anh, biotit Nền đặc xít, thành phần tương

tự như ban tinh

4 Đặc điểm dạng nằm và khoáng sản liên quan:

* Đặc điểm dạng nằm:

Các đá phun trào axit thường tạo thành nón núi lửa, vòm phủ, lớp phủ

Ở Việt Nam riolit khá phổ biến ở Kim Bôi (Hòa Bình) Anbitofia thạch anh, pocfia thạch anh xen lẫn trong spilit(tuổi P2) Ngoài ra còn có ở Lạng Sơn, Tam Đảo, Kỳ Anh(Nghệ Tĩnh)

* Khoáng sản liên quan:

Đá phun trào axit ít liên quan đến mỏ(liên quan với keratofia thạch anh, pocfia thạch anh nông có thể có mỏ đa kim, mỏ vàng)

Bản thân đá phun trào làm vật liệu xây dựng: Peclit là loại vật liệu xây dựng rất qúy vì đem nung peclit phồng lên thì xốp như bánh mì, có đặc tính là nhẹ, vừa cách âm, vừa cách nhiệt; đá tuf xốp dùng làm xi măng thủy lực; đá bọt dùng làm đá mài.

2.5 Nhóm đá magma Á kiềm (Nhóm đá Sienit - Trachit)

2 5 1 Đặc điểm chung:

Nhóm đá sienit – trachit ít phổ biến trong tự nhiên, chúng chiếm 0,6% tổng số diện tích đá magma Chúng chỉ thành tạo những khối xâm nhập nhỏ, ít khi thành những thể độc lập Dấu hiệu chung của sienit là không có thạch anh, độ axit trung bình Thành phần chủ yếu là: Fenpat K (octocla, miroclin, sanidin) hoặc có thêm ít plagiocla, ít khoáng vật màu Tuy vậy thạch anh hiếm khi vắng mặt hẳn

Đá có kiến trúc nửa tự hình; mozonit (đặc trưng là plagiocla tự hình hơn nhiều

so với Fenpat K) Đá có cấu tạo khối, đốm, dải

Trong sienit có nhiều biến thể khác nhau, tùy theo thành phần khoáng vật màu có trong đá mà người ta gọi tên: Sienit hocblen(phổ biến nhất), sienit biotit, sienit pyroxen

Nếu trong sienit lượng thạch anh 5 – 10% gọi là sienit thạch anh

Nếu lượng thạch anh 15 – 20% gọi là granosienit

 Sienit kiềm:

Thành phần khoáng vật gồm: Anoctocla, microclin(80 -85%), plagiocla axit(anbit) Khoáng vật màu là pyroxen kiềm(egirin), amfibon kiềm(acvetxonit) Khoáng vật phụ là ziricon, apatit, titanit

 Monzonit:

Là loại đá trung gian giữa gabro và sienit Lượng plagiocla gần bằng Fenpat K(octocla), plagiocla bazơ hơn sienit(labrado, bitaunit có thể có andezin) Khoáng vật màu là hocblen, pyroxen, biotit Đá có kiến trúc monzonit Cấu tạo khối

2 Đặc điểm dạng nằm và khoáng sản liên quan:

* Đặc điểm dạng nằm:

Sienit thường tạo thành thể nấm nhỏ, diện lộ vài km2 đến vài chục km2, thể cán nhỏ

Việt Nam có sienit ở phong thổ(Lai Châu), Bắc Cạn; Granosienit ở Ba Tơ(tây nam thành phố Quảng Ngãi).

* Khoáng sản liên quan:

Khoáng sàng sắt và quặng đồng có nguồn gốc tiếp xúc; monzonit có loại quặng skacnơ seelit(W); đất hiếm,…

Bản thân sienit làm vật liệu xây dựng

Gọi tên trachit theo khoáng vật màu ở ban tinh trachit biotit, trachit hocblen,

trachit biotit – pyroxen,…

Metatrachit (octofia hay pocfia không có thạch anh):

Là loại đá phun trào kiểu cũ, khác trachit mức độ biến đổi thứ sinh: Ban tinh octocla bị mờ đục do bị kaolin hoá, plagiocla bị xotxurit hoá Đá có màu sẫm hơn so với trachit: màu nâu đỏ hay nâu lục.

Trachit kiềm:

Là đá phun trào kiểu mới ứng với sienit kiềm Đá có kiến trúc pocfia Ban tinh

là fenpat kiềm(anoctocla, sanidin, anbit) Khoáng vật màu kiềm(amfibon kiềm, pyroxen kiềm) Nền có thành phần tương tự như ban tinh, màu xám xanh, xám vàng hoặc trắng hồng, có vết vỡ xù xì như trachit

Keratofia:

Là đá phun trào kiểu cũ tương ứng với sienit Nhưng có đặc điểm là giàu Na2O hơn octofia, nếu ban tinh là anbit và khoáng vật màu: Điopxit, biotit Các khoáng vật màu bị clorit hóa mạnh Keratofia thường đi cùng với spilit và được ghép vào thành hệ spilit – keratofia phát triển trong giai đoạn đầu của địa máng

Anbitofia:

Cũng là đá phun trào kiểu cũ, có ban tinh anbit, nền có kiến trúc hoặc andezit Do vậy một phần anbitofia có thể do pocfia đaxit bị anbit hóa, một phần anbitofia có thể chính là keratofia Vì vậy nếu phân biệt hai loại đá trên rất khó khăn

và có thể coi như đồng nghĩa

Ngoài các loại đá trên còn có đá trung gian:

Việt Nam có trachit ở Pxamcập(Lai Châu), Sóc Lu(Đồng Nai)

+ Khoáng sản liên quan:

Cũng giống như các thành tạo phun trào trung tính và axit, chúng liên quan với khoáng hóa vàng Khoáng sản liên quan có ích khác liên quan với thành hệ spilit – keratofia là quặng đồng xám, sunfua đồng, pyrit, galenit đôi khi có lẫn Au, Ag Trachit kiềm kèm theo tuf vụn bở rời dùng làm puzơlan trong xi măng thủy lực Sản phẩm biến đổi thứ sinh của các đá pocfia có nhiều màu sắc đỏ, vàng, lục,… dùng làm vật liệu xây dựng

2 6 Nhóm đá magma kiềm (Nhóm đá sienit nephelin – fonolit)

2 6 1 Đặc điểm chung:

Nhóm này ít phổ biến trong tự nhiên, chỉ chiếm 0,4% tổng số đá magma Đặc đặc trưng nhất của đá kiềm là: Lượng Na2O, K2O tăng cao(15 – 20%); tỷ lệ CaO, MgO rất ít; lượng Si2O giảm(45 – 52%) Do lượng Si2O thấp không đủ kết hợp với kiềm tạo hoàn toàn các khoáng vật fenpat Do vậy trong nhóm đá này ngoài khoáng vật fenpat còn chứa một số khoáng vật á fenpat(fenpatoit), nephelin, leuxit Không có thạch anh tự do Các

khoáng vật màu cũng là các khoáng vật màu kiềm, các đá kiềm thường sáng màu, có tỷ lệ không lớn từ 2,7 – 2,8.

có màu xanh Đá có kiến trúc hạt vừa đến lớn Quan hệ nephelin và fenpat K giống quan hệ giữa thạch anh và fenpat K trong granit(nephelin thường tha hình hơn fenpat K) Cấu tạo phân dải, dạng gơnai

Tùy theo thành phần khoáng vật, tính chất của của Fenpat, các khoáng vật màu

và đặc điểm kiến trúc phân biệt các loại sienit nephelin sau:

- Fayait:

Là loại đá sienit nephelin phổ biến nhất Thành phần chủ yếu gồm: Fenpat K 57%(octocla), nephelin(20 – 25%) và một ít anbit Khoáng vật màu là egyrin, augit, hocblen khoảng 7%, có thể có biotit Khoáng vật phụ: Ziricon, apatit Đá có kiến trúc nửa tự hình Cấu tạo trachit

* Khoáng sản liên quan:

Liên quan với sienit nephelin, có khoáng sàng apatit, inmenit, titanomanhetit, fluorit, nephelin Leuxit để luyện nhôm Ở vùng nhiệt đới sienit nephelin phong hóa tạo thành laterit và bauxit.

Việt Nam có sienit nephelin ở Piama(Bắc Cạn) đã bị ép thành gơnai có nephelin

Dựa vào thành phần khoáng vật phân 2 loại:

+ Fonolit leuxit: Trong ban tinh phân biệt được sanidin và nephelin

+ Fonolit leuxit: Ban tinh có sanidin và leuxit

- Leuxitofia:

Đá có kiến trúc pocfia Ban tinh leuxit nhiều hơn sanidin và các khoáng vật tương tự như fonolit leuxit Nền phớt lục, xám hoặc nâu, phớt vàng, phần lớn là hạt nhỏ sanidin, leuxit, nephelin

2 Đặc điểm dạng nằm và khoáng sản liên quan:

* Đặc điểm dạng nằm:

Các đá phun trào thường có dạng dòng phủ, vòm phủ, ít khi có lớp phủ

* Khoáng sản liên quan: Các đá phun trào dùng để điều chế muối kali, oxit nhôm Fonolit còn dùng làm thủy tinh.

Việt Nam có fonolit – leuxitofia ở Puxamcập(Lai Châu) cùng với trachit

Phần thứ hai: THẠCH HỌC TRẦM TÍCH Chương 3 ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐÁ TRẦM TÍCH

3 1 Khái niệm về đá trầm tích

3 1 1 Định nghĩa đá trầm tích:

* Theo Xvexop: Đá trầm tích là là đá thành tạo trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp trên

bề mặt trái đất Thành phần chủ yếu gồm những sản phẩm phá hủy từ các đá đá thành tạo trước, rồi được di chuyển hay không di chuyển, sau đó lắng đọng gắn kết lại thành đá trầm tích, trong đó có hay không có sự tham gia trực tiếp của sinh vật Một phần nhỏ được thành tạo từ những sản phẩm của thực vật trong khí quyển, đôi khi có lẫn các vật liệu ở dưới sâu do magma phun lên.

* Định nghĩa đơn giản:

Đá trầm tích là những đá được thành tạo từ các vật liệu vụn, hóa học, hữu cơ trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp trên bề mặt Trái Đất.

3 1 2 Sự khác nhau cơ bản giữa đá magma và đá trầm tích:

Đá magma thành tạo từ khối magma nóng chảy có thành phần nhất định nên các khoáng vật của đá magma kết tinh tạo thành tinh thể rõ ràng, chúng cộng sinh với nhau theo những quy luật lý hóa nhất định(ví dụ: Nephelin, leuxit, olivin không đi cùng với thạch anh trong đá magma).

Đá trầm tích thành tạo trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp trên bề mặt trái đất Thành phần gồm các vật liệu vụn, hay lắng đọng từ dung dịch thật, dung dịch keo nên nó khó thành tạo các tinh thể và thành phần của đá rất bất kỳ Ví dụ: Thành phần của cuội kết sặc sỡ có thể có thạch anh, ngọc bích, fenpat sét, oxit sắt,…

Đá magma thường có cấu tạo khối đồng nhất vì nó kết tinh từ magma nóng chảy Đá trầm tích có tính phân lớp điển hình, vì các vật liệu vụn lắng đọng một cách thứ tự, có chu kỳ, lớp sau lắng đọng lên lớp trước

Thành phần của đá gồm các loại oxit chính sau:

Trong đá trầm tích giàu di tích sinh vật còn đá magma không có di tích sinh vật.

3 2 Các giai đoạn thành tạo đá trầm tích

3 2 1 Giai đoạn thành tạo vật liệu trầm tích(trầm tích sinh):

Gồm các qúa trình tạo nên vật liệu ở vỏ phong hóa, sau đó được di chuyển, bào mòn rồi lắng đọng ở những vùng trũng, Tất cả điều xảy ra trong điều kiện nhiệt độ, áp suất bình thường, trong môi tường giàu nước, oxi, vật chất hữu cơ

3 2 2 Giai đoạn thành đá:

Là giai đoạn biến đổi vật liệu trầm tích thành trầm tích cứng chắc

3 2 3 Giai đoạn hậu sinh và biến chầt sớm:

- Giai đoạn hậu sinh:

Giai đoạn hậu sinh là giai đoạn làm biến đổi đá trầm tích xảy ra trong Vỏ Trái đất, dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất tăng cao(ở độ sâu 100 – 1000m, nhiệt độ

1000C, áp suất 1000 at) với sự tham gia của nước dưới đất và dung dịch lỗ hổng

- Giai đoạn biết chất sớm:

Tác dụng biến chất sớm xảy ra xảy ra trong đá trầm tích chủ yếu ở những vùng

có chế độ hoạtt động kiến tạo mạnh, chúng thường xảy ra ở độ sâu 7000 – 8000 m, tương ứng với điều kiện áp suất 2000 – 3000 at, nhiệt độ từ 200 – 30000C Trong điều kiện này đá sẽ bị biến đổi về kiến trúc, cấu tạo, nhiều khoáng vật đặc trưng cho biến chất thấp hơn được tạo thành Tuy nhiên vẫn có dấu vết tàn dư đặc trưng cho đá trầm tích

Ví dụ: - Gơtit biến thành hematit.

- Than nâu biến thành antraxit.

- Opan biến thành caxeđoan.

- Canxeđoan biến thành thạch anh.

Các khoáng vật đặc trưng cho biến chất thấp như: xerixit, clorit, anbit dần dần trở nên ưu thế hơn

3 3 Thành phần của đá trầm tích

Như ta đã biết các đá trầm tích thành tạo do kết qủa của nhiều quá trình khác nhau xảy ra trên bề mặt trái đất Do vậy về thành phần của đá trầm tích gồm 2 loại chính là: Thành phần vô cơ và thành phần hữu cơ(di tích sinh vật)

3 3 1 Thành phần vô cơ:

Theo nguồn gốc có thể thành phần vô cơ của đá trầm tích thành 3 hợp phần: Tha sinh, tự sinh và vật liệu núi lửa

- Hợp phần tha sinh:

Hợp phần tha sinh là những mảnh vụn khoáng vật hay những mảnh vụn các đá

có trước, chúng là sản phẫm của các quá trình phong hoá cơ học rồi được di chuyển, lắng đọng lại trong những vùng trũng Những mảnh vụn này thường có kích thước từ 0,1 – 1000 mm Chúng là sản phẩm chính của các đá trầm tích vụn cơ học(cuội kết, sạn kết, …) Một phần nhỏ lẫn trong các đá trầm tích sét và sinh hóa

Về thành phần tha sinh, trong thực tế thường gặp khoảng 200 loại Phần lớn là những khoáng vật hay những mảnh đá có điều kiện vững bền trong điều kiện ngoại sinh, phổ biến nhất là: thạch anh, fenpat, mica,… các mạnh vụn đá granitoit, đá vôi, silixit, quăc zit, đá hoa, đá phiến sét, và một số khoáng vật nặng như: Caxiterit, inmenit, ziricon, apatit, tuamalin,…

- Hợp phần tự sinh:

Là hợp phần được thành tạo từ dung dịch thật hay dung dịch keo, hoặc do kết quả của các quá trình biến đổi thứ sinh Phần lớc các khoáng vật tự sinh là thành phần chính của đá sinh hoá hoặc đóng vai trò của xi măng gắn kết trong đá trầm tích cơ học

Các khoáng vật tự sinh trong đá trầm tích, thường là:

Nhóm oxit và hiđrixit silic: Opan, canxeđoan, thạch anh.

Nhóm cacbonat: Canxit, aragonit, đolomit, sid8erit,…

Nhóm khoáng vật sét: Kaolin, monmorilonit, hiđromica, hiđromutcovit.

Nhóm hiđroxit nhôm: Hiđretgilit, điaspo, bơmit.

Nhóm hiđroxit sắt: Gơtit, limonit.

Nhóm oxit và hiđroxit mangan: Piroluzit, manganit.

Nhóm sunfat: Thạch cao, anhiđrit, barit,…

Nhóm muối: Halit, sivin,…

- Vật liệu núi lửa:

Vật liệu núi lửa là mảnh vụn thủy tinh, mảnh đá magma, khoáng vật nguồn gốc magma(Pyroxen, amfibon, fenpat, mica, thạch anh,…), phát sinh trong quá trình núi lửa hoạt động Khi ra ngoài mặt đất những vật liệu đó di chuyển theo dòng nước hoặc gió rồi lắng đọng trong những vùng trũng cùng với vật liệu trầm tích khác Những sản phẩm đó là thành phần của các loại đá tuf, tufit,…

3 3 2 Thành phần hữu cơ:

Vai trò của sự thành tạo đá trầm tích vô cùng to lớn Chúng là thành phần chính tạo nên nhiều loại đá quan trọng rất phổ biến tron tự nhiên như: Đá vôi, silixit, fotforit, than,… Mặt khác, trong thời gian sinh sống hay chết đi, sự hoạt động và phân hủy của chúng làm thay đổi chế độ địa hoá của môi trường, dẫn đến thành tạo một số loại trầm tích

Ví dụ: trầm tích sắt, mangan, tha, đá vôi,… trong những trường hợp có sự tham

gia tích cực của vi khuẩn Một số nguyên tố hiếm như: Sr, Ba, V, Ge,… thường có trong cơ thể sinh vật Khi chết đi, do quá trình phân phối lại hoặc khi bị biến chất trao đổi cúng có thể tập trung tạo thành các mỏ có giá trị công nghiệp

Xác định chính xác các di tích hữu cơ trong đá trầm tích có ý nghĩa khoa học

và thực tiễn rất lớn Nó làm cơ sở việc xác định tuổi, tên đá, nguồn gốc của các thành tạo trầm tích Là cơ sở tin cậy để lập lại hoàn cảnh cổ địa lý, cổ khí hậu, chế độ thủy động học cũng như điều kiện hoá lý của môi trường trầm tích

Các di tích động vật gồm: Trùng lỗ, trùng tia, bọt biển, san hô, huệ biển, tay cuộn, câhn rìu, chân bụng, chân đầu

1 Khái niệm về kiến trúc của đá trầm tích:

Kiến trúc của đá trầm tích được đặc trưng bởi hình dáng, kích thước, đặc tính

bề mặt và số lượng tương đối của các thành phần tạo đá

2 Các loại kiến trúc của đá trầm tích:

Tùy thuộc vào nguồn gốc thành tạo của các đá trầm tích khác nhua, mà người ta phân loại kiến trúc của đá trầnm tích như sau:

a/ Kiến trúc của đá trầm tích cơ học:

Trong trầm tích cơ học bao giờ cũng có hai phần là mảnh vụn và xi măng gắn kết

- Mảnh vụn, là những sản phẩm do quá trình phá hủy cơ học từ đá gốc

Xi măng gắn kết, là sản phẩm được lắng đọng từ dung dịch từ dung dịch thật hoặc dung dịch keo do quá trình biến đổi thứ sinh.

Do vậy trong đá trầm tích cơ học có 2 loại kiến trúc khác nhau:

a 1/ Kiến trúc hạt vụn:

Dựa vào kích thước của các hạt tạo nên đá, mà người ta chia ra 3 kiểu kiến trúc cơ bản sau:

1 Hạt thô(pselit) Φ> 1mm(hoặc > 2mm)

2 Hạt cát(psamit) Φ = 1 – 0,1mm(hoặc 2 – 0,2 mm)

3 Hạt bột(aleurit) Φ = 0,1 – 0,01mm(hoặc 0,2 – 0,02 mm)Ngoài những kiến trúc cơ bản trên, còn có kiến trúc trung gian như:

Kiến trúc cát – cuội(psefo – psamit)

Dựa vào hình dáng của hạt vụn, do đặc tính biến đổi và mài tròn có thể chia hình dáng của mảnh vụn thành các loại sau:

- Hạt góc cạnh: Đặc trưng cho hình dáng của hạt mới bị phá vỡ, chưa bị di chuyển vận chuyển) nên chưa chịu tác dụng mài tròn Thường gặp trong trầm tích tàn tích(eluvi) hay sườn tích(deluvi), băng hà).

- Hạt nửa góc cạnh: Đặc trưng cho hình dáng của hạt mới bị mài tròn ở các góc Nó phản ánh quá trình vận chuyển chưa xa đá gốc, gặp trong bồi tích sông(lòng sông, bải bồi).

Hạt tròn cạnh: Là hình dáng của hạt đã được vận chuyển đi tương đối xa đá gốc, do đó hạt bị mài tròn không những ở góc mà cả ở cạnh, thường gặp trong trầm tích bồi tích sông, hồ, tam giác châu, ven biển.

- Hạt rất tròn cạnh: Hạt bị mài mòn rất tròn có dạng hình cầu, do quá trình vận chuyển đi rất

xa đá gốc hoặc bị tái trầm tích rất nhiều lần qua qúa trình địa chất khác nhau.

- Hạt bị gặm mòn: Là những hạt có dạng méo mó, lồi lõm do sự hòa tan rồi thay thế bằng khoáng vật khác Loại này thường gặp trong cát kết xi măng vôi hay sét Trong môi trường kiềm(pH> 7) thạch anh không bền vững, dễ bị hòa tan và được thay thế bằng khoáng vật khác.

- Hạt tái sinh: Được hình thành do quá trình biến đổi sau khi thành đá Hiện tượng tái sinh gặp trong cát kết dạng quăczit Trong môi trường axit(pH < 7) thạch anh bền vững và lấy thành phần của xi măng tái kết tinh thành những tinh thể lớn hơn và tự hình hơn Dưới kính hiển vi, thành phần của mảnh vụn và xi măng hầu như đồng nhất về mặt quang học nhưng còn dấu vết hình dáng ban đầu của các hạt.

a.2/ Kiến trúc xi măng và các kiểu xi măng: (hình 10 26/P302)

+ Kiến trúc của xi măng:

Trong đá trầm tích cơ học, ngoài mảnh vụn còn có xi măng gắn kết các mảnh vụn Thành phần của xi măng là những khoáng vật có nguồn gốc tự sinh được lắng đọng từ dung dịch thật hay dung dịch keo như: Canxit, đolomit, siđerit, silit, fotforit, hiđroxit sắt, hiđroxit mangan,… xi măng có thể sinh thành (thành tạo) đồng thời với quá trình trầm tích, hoặc có thể thành tạo trong giai đoạn thành đá và biến đổi thứ sinh

Do vậy, bản thân xi măng cũng có kiến trúc riêng, phụ thuộc vào thành phần và mức độ biến đổi của cúng Thường gặp các loại kiến trúc vô định hình: dạng keo, ẩn tinh, tái kết tinh, thay thế, hóa hạt Xi măng là cát, bột, sét; thì kiến trúc cũng là psamit, aleurit, pselit

- Xi măng tiếp xúc: Xi măng chỉ phát triển ở những nơi tiếp xúc giữa các mảnh vụn Đá có kiểu xi măng này thường có độ lỗ hổng cao, gắn kết yếu, độ thấm cao.

- Xi măng lấp đầy: Thành phần của xi măng chỉ lấp ở các lỗ hổng giữa các mảnh vụn giống như một các vỏ Đá có độ gắn kết yếu.

- Xi măng gặm mòn: Thành phần xi măng không những lấp đầy trong các khoảng trống giữa các hạt, mà còn lấp đầy trong những chỗ lồi lõm của mảnh vụn Đá có độ gắn kết cao, độ lỗ hổng và độ thấm nhỏ.

- Xi măng tái sinh: Thường phát triển trong những đá có thành phần hạt vụn và xi măng giống nhau Do kết quả tái sinh, mảnh vụn lấy thành phần của xi măng lớn lên thành những tinh thể đều đặn, tự hình Đá gắn kết chắc, độ hỗng và độ thấm thường rất nhỏ.

Kiến trúc bột sét: chứa 5 – 50% mảnh vụn, kích thước 0,05 – 0,01 mm.

Kiến trúc phitopelit: Là kiến trúc của đá sét chứa nhiều di tích thực vật hóa than(chất sừng, chất nhựa, bào tử, phấn hoa,…)

c/ Kiến trúc của đá sinh hóa:

- Kiến trúc dạng keo(vô định hình): Thành phần đồng nhất không có hạt, vết vỡ nhẵn; thường gặp trong các trầm tích nhôm, sét, fotforit.

- Kiến trúc tha hình: Hình dạng khoáng vật tạo nên đá thường méo mó hay gặp trong đá vôi.

- Kiến trúc tự hình: Các khoáng vật tự hình có góc cạnh đều đặn, thường gặp trong đá trầm tích đolomit, sunfat,… Đá có cấu tạo đồng nhất, vết vỡ dạng cát, dạng bột.