bài giảng thạch học cơ sở

Mỗi thể địa chất độc lập phải có 3 điều kiện: - Thể đó phải được phân biệt rõ rệt với các khối xung quanh và chứng tỏ rằng nguồn gốc thành tạo của nó phải do những quá trình địa chất ri

bμi giảng thạch học cơ sở

Mở đầu

1- Đối tượng nghiên cứu của môn học:

+ Khái niệm chung về đất đá:

Theo quan niệm thông thường thì trên bề mặt Trái đất bao gồm hai loại

đất và đá Chúng có thể là hai đối tượng của hai lĩnh vực khoa học khác nhau, cũng có thể là đối tượng của cùng một lĩnh vực khoa học Ví dụ: đất là đối tượng của ngành Thổ nhưỡng học (lưu ý đó là đất thổ nhưỡng), đá là đối tượng của ngành Thạch học-Khoáng vật, nhưng cả đá và đất đều là một trong các đối tượng của ngành Xây dựng, đặc biệt là chuyên sâu Đất xây dựng-Địa chất công trình

Theo chuyên sâu Đất xây dựng-Địa chất công trình thì trong tự nhiên đất

đá bao gồm các loại sau:

- Đá cứng: là các đá có liên kết kiến trúc bền (mà bản chất là liên kết hóa học) Chúng thường có độ bền cao và ít thay đổi khi bão hoà nước Trong đá cứng có các loại đá magma, trầm tích, biến chất

- Đất phân tán: bao gồm các đất có liên kết kiến trúc bản chất vật lý (liên kết phân tử, liên kết ion-tĩnh điện, mao dẫn và từ tính) Chúng có độ bền thấp

và thay đổi nhiều khi bão hoà nước

- Ngoài ra trong tự nhiên còn tồn tại những nhóm đất đặc biệt như bùn,

đất thổ nhưỡng (có độ phì nhất định), đá nhân tạo (đất đá được đầm nén bằng nhiều phương pháp khác nhau hoặc gia cố bằng phương pháp xi măng hóa, vôi hóa, kiềm hóa

+ Khái niệm về đá theo chuyên ngành Thạch học:

Thạch học là môn học nghiên cứu các đá cấu tạo nên Vỏ Trái đất Đá là tập hợp có quy luật của một hay nhiều khoáng vật tạo thành các thể địa chất

độc lập Mỗi thể địa chất độc lập phải có 3 điều kiện:

- Thể đó phải được phân biệt rõ rệt với các khối xung quanh và chứng tỏ rằng nguồn gốc thành tạo của nó phải do những quá trình địa chất riêng (dạng nằm của đá)

- Thể đó có thành phần vật chất xác định, khác biệt với thành phần vật chất của các khối khác bao quanh (thành phần hóa học và thành phần khoáng vật)

- Giữa các hợp phần tạo đá có một cách thức kết hợp riêng biệt (cấu tạo

và kiến trúc)

Đá có thể tồn tại dưới dạng rắn (như đá granit, đá vôi, đá bazan), dạng bở rời (như cát, bột ) hoặc dạng dẻo (sét)

+ Phân biệt các khái niệm khoáng vật, đất, quặng:

- Khoáng vật là một hợp chất hóa học tự nhiên có công thức hóa học và cấu trúc nhất định Ví dụ canxit có thành phần hóa học là CaCO 3 , cấu trúc tinh thể hệ 3 phương Nó là thành phần khoáng vật chủ yếu của đá vôi và đá hoa

- Quặng là những thành tạo khoáng vật hoặc đá mà ta có thể dùng trực tiếp hoặc lấy ra những chất có ích phục vụ cho nền kinh tế quốc dân Chính vì vậy mà có những loại đá hay khoáng vật vào thời điểm nào đó không phải là quặng nhưng vào thời điểm khác lại trở thành quặng cho 1 quốc gia vì nó có thể dùng cho nền kinh tế của quốc gia đó

- Đất là sản phẩm phong hóa của các đá

2- Vị trí của môn học và tương quan của nó với các khoa học khác:

- Thạch học nghiên cứu các loại đá không những về phương diện thành phần, cấu trúc mà còn về phương diện thế nằm địa chất, nguồn gốc và ý nghĩa của chúng đối với nền kinh tế quốc dân Vì vậy nó là một khoa học địa chất, một môn khoa học không thể thiếu được đối với các ngành khoa học có liên quan đến Vỏ Trái đất: Địa chất công trình, Địa chất thủy văn, Địa chất thăm

dò, Địa chất khoáng sản, Địa vật lý, Địa chất dầu, Địa chất mỏ

Đặc biệt đối với Địa chất công trình, việc phân biệt được các loại đá sẽ có nhiều thuận lợi cho việc sử lý nền móng khi xây dựng các công trình

Để nghiên cứu được môn thạch học thì nhà nghiên cứu cần phải có kiến thức của các môn học Hóa, Hóa-lý, Hóa phân tích, Vật lý, Địa chất đại cương, Tinh thể-khoáng vật

- Chuyên ngành thạch học bao gồm hai bộ phận: thạch học mô tả (petrographie) và thạch luận (petrologie)

3- Cơ sở chung để phân loại đá:

Việc phân loại đá có tầm quan trọng đặc biệt Cũng như các ngành khoa học khác, việc phân loại phải được dựa trên những đặc điểm cơ bản và quan trọng nhất của đá Đối với đá thì nguồn gốc thành tạo có một ý nghĩa đặc biệt Chính sự nghiên cứu các quá trình địa chất dẫn tới sự thành tạo các loại đá đã

cho phép phân loại đá thành 3 nhánh chính: đá magma, đá trầm tích và đá biến chất

- Đá magma: là loại đá được thành tạo do sự đông đặc các dung thể magma Nếu quá trình đông đặc xảy ra ở dưới sâu ta có đá magma xâm nhập sâu Nếu magma phun trào ra bề mặt Trái đất dưới dạng núi lửa và đông đặc tại đó ta có đá magma phun trào Nếu magma có dạng mạch nằm gần bề mặt Trái đất ta có đá mạch hoặc đá xâm nhập nông Chúng có nguồn gốc nội sinh

Ví dụ: đá bazan, đá granit, gabro là những đá magma

- Đá trầm tích là sản phẩm của các quá trình ngoại sinh: phong hóa, vận chuyển, lắng đọng và gắn kết các vật liệu vụn cơ học hoặc do lắng đọng các muối từ dung dịch thật hoặc dung dịch keo có sự tham gia trực tiếp hay gián tiếp của sinh vật Chúng được thành tạo ngay trên bề mặt của Trái đất Ví dụ:

Khi nghiên cứu bất kỳ một loại đá nào thì cũng phải đề cập đến 3 vấn đề chính sau:

←- Dạng nằm của đá: đá đó gặp trong tự nhiên như thế nào, quan hệ với đá vây quanh ra sao

Magma

Trầm tích phun trμo Siêu biến chất

biến chất thấp

↑- Thành phần vật chất cuả đá: đá đó được tạo nên bằng gì

→- Cấu tạo và kiến trúc của đá: các phần tử hợp thành đá được sắp xếp trong không gian như thế nào, quan hệ giữa chúng ra sao

4- Các phương pháp thạch học nghiên cứu các đá:

Bao gồm 2 hệ phương pháp:

a- Hệ phương pháp ngoài trời:

- Khảo sát thực địa, quan sát dạng nằm, sự phân bố và quan hệ của các đá

về không gian và thời gian, đo vẽ các mặt cắt, bản đồ thạch học cấu trúc, thạch-kiến tạo

- Thu thập các loại mẫu

Ngoài thực địa nhà nghiên cứu có thể biết được dạng nằm của đá, cấu tạo của đá cũng như màu sắc, diện phân bố

Muốn nghiên cứu thạch học lát mỏng thì phải nắm được những kiến thức

về tính chất quang học của các tinh thể của các khoáng vật tạo đá thông qua

- Các ánh sáng phát ra từ các nguồn sáng khác nhau như mặt trời, đèn

điện, nến truyền đi tất cả mọi phương mà phương dao động của sóng ánh

sáng luôn vuông góc với phương truyền Trong quá trình truyền sóng sáng của

ánh sáng tự nhiên, phương dao động của sóng sáng vuông góc với phương truyền và tia sáng xoay xung quanh phương truyền với tốc độ cao mà tại mọi thời điểm người ta thấy phương dao động của sóng sáng trùng với đường kính của vòng tròn vuông góc với phương truyền (hình vẽ) Đó là ánh sáng thường

Nicon sẽ biến ánh sáng tự nhiên thành ánh sáng phân cực Ngoài ra có 1

số ánh sáng phản xạ là ánh sáng phân cực

o s o s

2- Chiết suất Hiện tượng phản xạ toàn phần

a- Khái niệm chiết suất:

- Chiết suất là một đại lượng không thứ nguyên, được tính bằng tỷ số giữa hai tốc độ của ánh sáng truyền trong hai môi trường khác nhau

- Chiết suất tuyệt đối: chiết suất của một chất (N 1 ) là một đại lượng không thứ nguyên, tính bằng tỷ số giữa tốc độ của ánh sáng truyền trong chân không

và tốc độ của ánh sáng truyền trong chất đó (V 1 )

1

0 1

1 2

2

1

n

n v

Khi góc tới i lớn dần tới 90 0 thì góc khúc xạ r lớn dần đến góc tới hạn ϕ, ta

Ngược lại một tia sáng truyền từ môi trường có chiết suất cao n 2 sang môi trường có chiết suất thấp n 1 sẽ có góc tới nhỏ hơn góc khúc xạ Khi góc tới lớn dần tới giá trị tới hạn ϕ, góc khúc xạ lớn dần tới giá trị 90 0 Nếu góc tới lớn hơn

ϕ, tia sáng không qua được môi trường có chiết suất thấp mà phản xạ toàn

phần

Như vậy điều kiện để có phản xạ toàn phần là: ánh sáng truyền từ môi trường có chiết suất tuyệt đối lớn hơn n 1 sang môi trường có chiết suất tuyệt đối nhỏ hơn n 2 (n 1 >n 2 ) và góc tới lớn hơn góc tới hạn (i> ϕ)

Dựa vào hiện tượng phản xạ toàn phần người ta đã chế tạo ra khúc xạ kế

để đo chiết suất của 1 môi trường

3- Hiện tượng khúc xạ kép trong tinh thể Mặt chiết suất

a- Hiện tượng khúc xạ kép trong tinh thể:

+ Trong những môi trường vô định hình và những tinh thể hệ lập phương,

ánh sáng tự nhiên truyền vào có tốc độ không đổi theo mọi phương, khi ra khỏi tinh thể chúng vẫn đi thẳng Chúng chỉ có 1 đại lượng chiết suất và được gọi là những chất đẳng hướng quang học Và tinh thể hạng cao có vô số trục quang

+ Một tia sáng AB truyền vào một tinh thể hạng vừa hoặc hạng thấp thường tách thành 2 tia khúc xạ BC và CD Hai tia này truyền trong tinh thể

với hai tốc độ khác nhau, cả hai sóng ứng với hai tia này đều phân cực và có phương dao động vuông góc với nhau (đồng thời vuông góc với phương truyền sóng) Như vậy theo mỗi phương truyền cho trước tinh thể có 2 đại lượng chiết suất

+ Đối với tinh thể hạng vừa, ánh sáng tự nhiên chiếu vào tinh thể khi đi ra khỏi tinh thể sẽ tách thành 2 tia: tia thường S o đi thẳng và tia bất thường S e đi lệch S o và S e có phương dao động vuông góc với nhau Tinh thể hạng vừa có 1 phương mà ánh sáng chiếu vào sẽ không bị phân cực, ta gọi đó là tinh thể 1 trục quang

+ Đối với tinh thể hạng thấp, ánh sáng tự nhiên khi ra khỏi tinh thể bị tách làm 2 tia phân cực và đều đi lệch Tinh thể hạng thấp có 2 phương mà ánh sáng chiếu vào không bị phân cực, ta gọi đó là tinh thể 2 trục quang

b- Mặt chiết suất: được đưa ra dưới dạng mô hình: nếu từ 1 điểm O trong tinh thể, trên mỗi phương truyền sóng khác nhau ta đặt một vectơ có độ dài ứng với giá trị chiết suất đo được theo phương đó rồi nối tất cả các đầu mút của các vectơ đó ta được mặt chiết suất của tinh thể

Mặt chiết suất của môi trường đẳng hướng là một hình cầu

Mặt chiết suất của môi trường dị hướng là một mặt kép có 2 vỏ lồng vào nhau

Trong một môi trường tinh thể hạng vừa và hạng thấp, theo mỗi phương truyền có hai sóng sáng Phương dao động của chúng vuông góc với nhau và cùng vuông góc với phương truyền

Tại một điểm O trong tinh thể, theo phương OM có hai sóng truyền đi ứng với hai chiết suất n 1 và n 2 Qua O ta có thể vạch các đoạn thẳng A 1 A 1 và

A 2 A 2 biểu diễn phương dao động của 2 sóng, đồng thời có OA 1 =n 1 , OA 2 =n 2 Tương tự ta có các điểm có tính chất tương tự A 1 , A 2 Nối tất cả các điểm trên

ta được một mặt cầu, mặt elipxoit tròn xoay hoặc elipxoit ba trục và được gọi là mặt quang suất Qua điểm O ta vạch một mặt phẳng thẳng góc với phương truyền, mặt này sẽ cắt mặt quang suất theo một hình elip Phương và độ dài của hai bán trục của tiết diện elip chính là phương dao động và chiết suất của hai sóng truyền theo phương cho trước

Người ta sử dụng giá trị tuyệt đối hiệu số giữa hai đại lượng chiết suất của tinh thể và gọi là lưỡng chiết suất Đại lượng lưỡng chiết suất lớn nhất gọi là lưỡng chiết suất chính của tinh thể.

a- Mặt quang suất của tinh thể một trục quang:

Đối với tinh thể một trục, phương dao động của sóng bất thường nằm trong mặt phẳng tạo bởi trục quang và phương truyền

Mặt quang suất của những tinh thể một trục (sáu phương, bốn phương và

ba phương) có dạng elipxoit tròn xoay có trục xoay trùng với trục quang của tinh thể và trùng với phương dao động của sóng bất thường N e Phương dao

động N e bao giờ cũng dao động trong mặt phẳng chứa trục quang và phương truyền Tiết diện vuông góc với trục quang là một hình tròn có bán kính không

đổi, được gọi là tiết diện chính Các tiết diện khác không vuông góc với trục quang sẽ có hai bán trục tương ứng với n 0 ' và n e ' .

Mặt quang suất của tinh thể 1 trục:

N g ≡ N e N p ≡ N e

N p =const=N o N g=const

Tinh thể quang dương Tinh thể quang âm

Để xác định phương dao động và giá trị chiết suất ứng với phương truyền sáng bất kỳ người ta vẽ 1 mặt phẳng vuông góc với phương truyền tại tâm của mặt quang suất Mặt phẳng này sẽ cắt mặt quang suất theo 1 hình elip Độ dài

2 bán trục elip này chính là giá trị chiết suất n 0 ' và n e ' Phương của hai bán trục là phương dao động của hai sóng lưỡng chiết

b- Mặt quang suất của tinh thể 2 trục quang:

Đối với tinh thể hai trục, phương dao động của hai sóng nằm trong hai mặt phân giác của nhị diện tạo bởi hai trục quang và phương truyền với đỉnh là phương truyền

- Mặt quang suất của những tinh thể hai trục (thoi, một xiên, ba xiên) có dạng elipxoit ba trục

Người ta dùng các ký hiệu N g , N p , N m để chỉ trục dài, trục ngắn và trục trung bình của mặt quang suất, tương ứng có các giá trị chiết suất n g , n p , n m

Mặt quang suất của tinh thể 2 trục:

Tinh thể quang dương Tinh thể quang âm

Mặt trục quang là mặt phẳng chứa N g và N p Tiết diện cắt qua tâm O của mặt quang suất và vuông góc với 2 trục quang là 1 hình tròn Góc tạo bởi 2 trục quang là góc 2V

Để xác định phương dao động của sóng sáng và độ lớn của giá trị chiết suất ứng với một phương truyền bất kỳ, ta cắt mặt quang suất bằng một mặt phẳng qua tâm O và vuông góc với phương truyền, ta được 1 hình elip có hai

bán trục N g ' và N p ' Phương của hai bán trục là phương dao động của sóng sáng, độ lớn của hai bán trục là giá trị chiết suất

Bμi 2: Cấu tạo của kính hiển vi phân cực

Bμi 3: Nicon vμ hệ thống hai nicon

bị hấp thụ sau khi phản xạ toàn phần ở rìa của nicon bởi lớp nhựa màu đen Còn tia bất thường có chiết suất n=1,516 truyền tới lớp nhựa canada có

n n =1,537 lớn hơn nên tia sáng này xuyên qua môi trường nhựa và đi thẳng ra ngoài Đây là tia sáng phân cực

Ngày nay thường sử dụng những bản polaroit làm bằng xenluloit trong suốt, trên mặt phủ những tinh thể hình kim trong suốt có tính chất như tinh thể canxit

Trong kính hiển vi có hai nicon: nicon phân cực và nicon phân tích Tinh thể của 1 khoáng vật dưới kính hiển vi được nghiên cứu các tính chất quang học ở các vị trí sau: vị trí chỉ có 1 nicon phân cực, vị trí 2 nicon vuông góc dùng

ánh sáng song song và vị trí 2 nicon vuông góc dùng ánh sáng hình nón

Khi nghiên cứu các tính chất quang học của tinh thể, yêu cầu: phương dao

động của nicon phân cực (PP) ở vị trí thẳng đứng, phương dao động của nicon phân tích (AA) ở vị trí nằm ngang Có như vậy thì các tính chất quang học của tinh thể mới thể hiện đầy đủ và ta có thể phân biệt được các khoáng vật

- Nếu ta đặt 2 nicon vuông góc với nhau thì ánh sáng qua nicon thứ nhất gặp nicon thứ 2 sẽ hoàn toàn bị chặn lại (a'=0) và thị trường tối đen

3- Sự truyền sáng qua hệ thống nicon-lát cắt tinh thể-nicon:

Ta có một lát cắt tinh thể đặt giữa hệ thống hai nicon Theo phương truyền thẳng góc với lát cắt này sẽ có 2 sóng truyền đi ứng hai chiết suất n g ' và

n p ' Phương dao động của 2 sóng nằm theo hai bán trục của tiết diện elip của mặt quang suất bị cắt bởi lát cắt

Sóng phân cực ra khỏi nicon PP có biên độ OB=a Lát cắt tinh thể lại phân

nó thành hai sóng dao động theo n g ' và n p '

với biên độ OD=acosα và OC=asinα Vì

ứng với hai tốc độ khác nhau 1/n g ' và 1/n p '

nên khi chúng ra khỏi lát cắt đã chênh

nhau một hiệu số pha Khi truyền tới

nicon AA, AA làm với n g ' một góc β, hai

dao động OC và OD lại phân tích thành

OE và OF phân bố trong mặt AA còn EC

và FD phân bố trong mặt phẳng vuông

góc với AA Hai sóng EC và FD không đi

qua được nicon phân tích AA, còn lại OE

và OF có biên độ bằng C.sinβ và OD.cosβ

cùng nằm trong mặt phẳng AA, tổng hợp

thành một dao động mới có biên độ và

pha mới Biên độ A của dao động tổng

hợp theo các biên độ a 1 và a 2 của dao

động thành phần có dạng:

A 2 =a 1 2 +a 2 2 +2a 1 a 2 cosδ (1) Trong đó: a 1 = asinα.sinβ

a 2 =a.cosα.cosβ δ- hiệu số pha của hai dao động thành phần a 1 và a 2

Từ biểu thức này người ta đã tính được hiệu số đường đi giữa hai sóng:

+ sin 2 R

λ

Π

=0 ⇔ R=kλ, đó là trường hợp hiệu số đường đi của hai sóng khi

ra khỏi tinh thể vừa bằng số nguyên lần bước sóng được dùng

+ R=0: n g '-n p '=0, lát cắt luôn tối đen khi qua hai nicon vuông góc, trường hợp của lát cắt vuông góc với trục quang hoặc tinh thể đẳng hướng

b- ánh sáng sẽ sáng nhất khi A cực đại, nghĩa là:

+ sin 2 2α=1 ⇔ α=45 0 , lát cắt sẽ sáng nhất khi phương dao động của nó làm với phương dao động của hai nicon vuông góc 1 góc 45 0 Khi xoay 360 0 lát cắt

, lát cắt sáng nhất trong trường hợp hiệu số

đường đi bằng một số lẻ lần nửa bước sóng ánh sáng được dùng

Bμi 4: Quan sát tinh thể dưới 1 nicon

1- Hình dạng, kích thước của tinh thể:

Các khoáng vật tạo đá được hình thành không phải trong điều kiện lý tưởng mà có nhiều yếu tố tác động, vì vậy không đạt được những hình dạng lý tưởng Khi nghiên cứu các tinh thể khoáng vật tạo đá dưới kính hiển vi phân cực là nghiên cứu các lát cắt của tinh thể đó, các lát cắt theo nhiều vị trí khác nhau của tinh thể, ta gặp các hình dạng tinh thể sau:

- Dạng hạt tròn, đẳng thước

- Dạng tấm, dạng lăng trụ, dạng kim, que

- Dạng hạt tha hình

- Dạng ẩn tinh, vi tinh

Kích thước các hạt khoáng vật thay đổi, có thể đo được dưới kính

2- Tính cát khai (tính dễ tách) của tinh thể Cách đo góc cát khai

Dưới kính hiển vi có thể quan sát được tính cát khai của khoáng vật Có các mức độ cát khai sau:

- Cát khai rất hoàn toàn: các khe cát khai mảnh, kéo dài suốt lát cắt tinh thể (mica, felspat )

- Cát khai hoàn toàn: khe cát khai thô (pyroxen, amphibol )

- Cát khai không hoàn toàn: khe cát khai đứt đoạn (turmalin )

- Không cát khai: không có khe cát khai (olivin, thạch anh ) Nếu lát cắt chỉ có 1 hệ thống khe cát khai thì gọi là cát khai 1 hệ thống, nếu có hai hệ thống khe cát khai thì gọi là cát khai 2 hệ thống và ta phải đo góc giữa hai hệ thống cát khai đó

Cách đo:

Chọn lát cắt có hai hệ thống cát khai, cả hai hệ thống cát khai đều thanh nét, không nhòe khi nâng hay hạ ống kính Đưa lát cắt vào tâm thị trường sao cho \ một hệ thống cát khai về vị trí thẳng đứng trùng với dây dọc của chữ thập, đọc giá trị trên bàn độ (a), sau đó xoay bàn kính đưa hệ thống thứ hai về trùng với dây dọc của chữ thập, đọc giá trị (b) Góc giữa hai hệ thống cát khai

α=aưb

3- Màu riêng của tinh thể Tính đa sắc

ánh sáng khi chiếu vào một vật bất kỳ không nhiều thì ít bị hấp thụ một

phần, do đó khi qua vật ánh sáng trở nên yếu đi Nếu vật làm yếu đồng đều tất cả những tia đơn sắc, khi đó vật không có màu riêng, nếu vật hấp thụ những tia

đơn sắc không đồng đều vật trở thành có màu riêng Độ đậm nhạt của màu phụ thuộc khả năng hấp thụ của vật và chiều dày của vật

Dưới kính hiển vi, vì lát cắt khoáng vật có chiều dày nhỏ (0,03mm) do đó nhiều khoáng vật gần như không màu hoặc màu rất nhạt (phớt hồng, phớt

lục ), chỉ có một số ít khoáng vật có khả năng hấp thụ mạnh nên thể hiện rất

rõ màu riêng của nó, ví dụ biotit, horblen

Sự hấp thụ của mỗi khoáng vật dị hướng cũng thay đổi tùy theo vị trí phương dao động của ánh sáng phân cực chiếu tới lát mỏng đối với các trục N g ,

N p , N m Do vậy màu riêng của các khoáng vật dưới 1 nicon sẽ thay đổi khi ta xoay bàn kính Đó là hiện tượng đa sắc của tinh thể

Cách xác định công thức đa sắc:

Dùng lát cắt biotit để xác định công thức đa sắc Lát cắt biotit có phương dao động N g trùng với phương của khe cát khai, phương N p vuông góc với N g

Đưa phương cát khai (N g ) của lát cắt biotit về vị trí thẳng đứng ta quan sát

được màu của lát cắt theo N g -màu nâu sẫm, xoay bàn kính sao cho phương cát khai về vị trí nằm ngang, lúc này phương N p của lát cắt ở vị trí thẳng đứng, quan sát ta được màu của lát cắt theo N p -màu vàng rơm

Công thức đa sắc của biotit N g (nâu sẫm) > N p (vàng nhạt)

4- So sánh chiết suất của 2 vật cạnh nhau

Bμi 5: Quan sát tinh thể dưới 2 nicon vuông góc,

ánh sáng song song

1- Màu giao thoa của khoáng vật:

Một lát cắt tinh thể, theo phương truyền thẳng góc với lát cắt này ta sẽ có hai sóng truyền đi ứng với hai chiết suất n g ' và n p ' Vì tốc độ của chúng khác nhau nên khi qua khỏi tinh thể hai sóng này đã chênh nhau một hiệu số pha Hiệu số pha được tính bằng công thức: R= (n g '-n p ').d

Người ta đã tính toán được rằng:

+ ánh sáng hoàn toàn tắt qua hai nicon vuông góc khi :

- Phương dao động của nicon và của tinh thể trùng nhau

- R=kλ (hiệu số đường đi bằng số nguyên lần bước sóng được dùng)

- R=0 (trường hợp của những vật đẳng hướng quang học) + ánh sáng sẽ sáng nhất khi:

- Phương dao động của lát cắt làm với phương dao động hai nicon vuông góc một góc 45 0

Với một lát cắt tinh thể, ứng với phương truyền thẳng góc với nó, hiệu số

đường đi là một đại lượng R xác định Nếu dùng ánh sáng trắng, vị trí hai nicon vuông góc, điều kiện ánh sáng tắt khi R=kλ không thể có vì trong ánh sáng trắng có rất nhiều ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ khác nhau, vì vậy có những bước sóng bị mất đi vì thoả mãn R=kλ, nhưng lại có những bước sóng

được tăng cường vì thoả mãn điều kiện R=(2k+1)

2

λ

Do vậy lát cắt trở thành có màu và gọi là màu giao thoa

Hiện tượng xuất hiện màu thay thế cho ánh sáng trắng do giao thoa gọi là hiện tượng phân cực hiện sắc

Có thể quan sát màu giao thoa ứng với những hiệu số đường đi khác nhau

từ 0μm đến 2000μm trên nêm thạch anh Nêm thạch anh là 1 bản thạch anh hình chữ nhật vát nhọn theo chiều dài, có (n g -n p ) không đổi, chỉ có d thay đổi ứng với R từ 0 tăng dần sẽ thấy lần lượt: tối đen, xám trắng, vàng, da cam, đỏ, tím, xanh, vàng, lục, vàng, da cam, đỏ Hiệu số đường đi càng lớn sắc thái của màu càng nhạt, cuối cùng xuất hiện màu trắng bậc cao vì tất cả các sóng cùng tổng hợp với nhau và cho ta ấn tượng về ánh sáng trắng Để nhận định chính xác màu sắc ta chia chúng thành những bậc, mỗi bậc tận cùng bằng màu đỏ, các màu đỏ này khác nhau về sắc thái

Trong thực hành chúng ta sử dụng bảng màu lưỡng chiết suất của Misen Levi (Pháp, 1888)

2- Nguyên lý bù màu Cách xác định phương dao động của lát cắt

Đặt hai bản tinh thể lên nhau sao cho những phương dao động của chúng song song với nhau Có hai trường hợp có thể xảy ra:

- Các phương dao động song song cùng tên: N g1 '//N g2 ' và N p1 '//N p2 '

Ta có:RΣ=R 1 +R 2 , và như vậy màu giao thoa tổng hợp được tăng cường

- Các phương dao động song song ngược tên: N g1 '//N p2 ' và N p1 '//N g2 '

Ta có:RΣ=⏐R 1 -R 2 ⏐, và như vậy màu giao thoa tổng hợp giảm

Trong kính hiển vi người ta chế tạo ra một số loại bản bù màu sử dụng nguyên lý bù màu nêu trên: nêm thạch anh, bản thạch cao hay bản đỏ bậc 1, bản mica hay bản 1/4λ

Cách xác định phương dao động của lát cắt bằng nêm thạch anh:

- Chọn lát cắt có màu giao thoa sáng rõ

- Đưa lát cắt về vị trí 45 0 Đưa nêm thạch anh từ từ vào, quan sát màu giao thoa tổng hợp Nếu màu giao thoa tổng hợp tăng thì ta có phương dao động của lát cắt trùng với phương dao động của nêm Ngược lại, màu giao thoa tổng hợp

giảm thì phương dao động của lát cắt song song ngược tên với phương dao động của nêm

3- Dấu kéo dài Góc tắt

a/ Dấu kéo dài:

Đối với những tinh thể có dạng kéo dài (tinh thể dạng tấm, dạng trụ, dạng que ), người ta quy ước tinh thể có dấu kéo dài dương nếu phương kéo dài của tinh thể trùng hoặc ngả về N g nhiều hơn, tinh thể kéo dài âm nếu phương kéo dài của tinh thể trùng hoặc ngả về N p Nếu phương kéo dài của tinh thể trùng với trục N m thì dấu kéo dài không xác định

b/ Góc tắt:

Góc tắt là góc tạo bởi một trục nào đó của mặt quang suất với một phương

đặc trưng nào đó của tinh thể, có thể là một trục tọa độ, một cạnh, một phương cát khai chính Như vậy, một tinh thể có khá nhiều trị số góc tắt, vì vậy khi xác định góc tắt của tinh thể phải nói rõ tạo bởi trục nào của mặt quang suất với phương nào đặc trưng của tinh thể, ví dụ: pyroxen có góc tắt CΛN g =48 0 Dưới kính hiển vi thường đo góc tắt của các lát cắt tạo bởi phương dao

động N g ' hoặc N p ' với phương cát khai hoặc một cạnh rõ nét của tinh thể

Có 3 kiểu tắt khác nhau:

- Tắt đứng: khi phương dao động của lát cắt trùng với phương cát khai hoặc một cạnh rõ nét của tinh thể

- Tắt xiên: khi hai phương trên làm với nhau một góc khác 0

- Tắt đối xứng: khi có hai hệ thống cát khai hoặc hai cạnh bên phân bố

đối xứng đối với phương dao động của lát cắt

thạch học đá magma

-

Chương I: Đại cương về đá magma

Bμi 1: Định nghĩa về đá magma

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

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

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

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

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

đá xâm nhập sâu được gọi là đá mạch

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

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

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

Bμi 2: Dạng nằm của đá magma

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

yếu tố nội sinh và yếu tố ngoại sinh

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

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

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

điều kiện thuận lợi

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

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

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

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

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

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

Yếu tố ngoại sinh bao gồm:

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

đá magma

+ Đặc điểm địa hình và đá vây quanh:

2- Dạng nằm của các đá magma xâm nhập:

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

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

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

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

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

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

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

3- Dạng nằm của đá magma phun trào:

- Dạng dòng dung nham

- Dạng lớp phủ

- Dạng vòm, kim, tháp

Bμi 3: Thμnh phần vật chất của đá magma

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

1- Thành phần hóa học:

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

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

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

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

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

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

CaO < 22%, trong đá kiềm tới 25%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

do, olivin ít khi cộng sinh với horblen, octocla

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

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

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

1 Olivin: (Mg,Fe) 2 SiO 4

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

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

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

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

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

và xiên đơn

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

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

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

đá axit

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

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

và xiên đơn

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

hệ thống

5- Thạch anh và các khoáng vật khác của SiO 2 : Oxyt silic tạo nên 6 dạng khoáng vật: thạch anh, chancedoan, opan, tridimit, cristobalit, lesatelerit Trong đó thạch anh là khoáng vật phổ biến nhất, tridimit và cristobalit hay gặp trong các đá núi lửa

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

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

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

6- Felspat:

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

a/ Plagiocla (felspat kiềm-vôi):

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

Khoáng vật

Hàm lượng An (%)

Hàm lượng Ab (%)

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

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

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

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

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

được perthit, ngược lại ta được nghịch perthit

Felspat kali thường có dạng đẳng thước hoặc tha hình

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

Phổ biến nhất là:

Nephelin Na(AlSiO 4 ) Cancrinit 3Na(AlSiO 4 )CaCO 3 H 2 O Xodalit 3Na(AlSiO 4 )NaCl

Lơxit K(AlSi 2 O 6 ) Nozean 3Na(AlSiO 4 )[Na 2 SO 4 ] 0,5 Hauyn 3Na(AlSiO 4 )CaSO 4 Ananxim Na AlSi 2 O 6 H 2 O

Bμi 4: Sự kết tinh của magma

I- Đặc điểm của magma:

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

được giữ lại hoà tan trong dung thể

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

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

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

Độ nhớt của magma phụ thuộc nhiều yếu tố:

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

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

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

lồ

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

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

độ nhớt giảm và magma có thể chảy lỏng được

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

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

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

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

thì nhiệt độ lúc magma kết tinh không quá 870 0

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

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

II- Quá trình kết tinh của magma:

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

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

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

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

+ Trạng thái thủy tinh:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

được biểu diễn bằng liệt phản ứng khoáng vật Bauoen:

Liệt phản ứng khoáng vật Bauoen

Muscovit và thạch anh

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

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

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

Bμi 5: Cấu tạo vμ kiến trúc của đá magma

I- Cấu tạo:

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

Cấu tạo của đá có thể phụ thuộc vào:

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

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

đối lưu

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

2- Các cấu tạo nội sinh:

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

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

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

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

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

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

3- Các cấu tạo ngoại sinh:

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

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

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

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

lỗ hổng

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

dụ calcit lấp đầy các lỗ hổng trong đá bazan

II- Kiến trúc:

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

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

hỗ giữa chúng với nhau và với thủy tinh

Kiến trúc của đá phụ thuộc các yếu tố sau:

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

- Kích thước của các hạt

- Hình dạng của các hạt

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

- Kiến trúc toàn tinh: gồm toàn những hợp phần kết tinh, không có thủy tinh

- Kiến trúc thủy tinh: gồm toàn thủy tinh

- Kiến trúc nửa thủy tinh: có cả những hợp phần kết tinh và hợp phần không kết tinh

3- Phân loại kiến trúc theo kích thước:

- Kiến trúc nổi ban

4- Phân loại kiến trúc theo hình dạng khoáng vật và trình độ kết tinh của các khoáng vật:

- Kiến trúc toàn tự hình: gồm toàn những hạt tự hình, đặc trưng cho các

đá đơn khoáng do các khoáng vật kết tinh đồng thời

- Kiến trúc gabro: gồm những hạt plagiocla và pyroxen hình trụ ngắn, dạng méo mó

- Kiến trúc granit hay kiến trúc nửa tự hình: đặc trưng cho các đá xâm nhập có chứa thạch anh, trình độ tự hình của các khoáng vật giảm theo thứ tự sau: khoáng vật màu, plagiocla, felspat kali, thạch anh

- Kiến trúc ofit hay kiến trúc diabas: đặc trưng cho các đá xâm nhập nông bazơ, gồm những tinh thể plagiocla dạng tấm dài tự hình nằm chéo nhau, giữa chúng là pyroxen tha hình

- Kiến trúc aplit: gồm những hạt felspat đẳng thước và thạch anh tha hình

- Kiến trúc pilotaxich: đặc trưng cho đá bazan và andezit, đá không có hoặc có rất ít thủy tinh, các vi tinh plagiocla nằm song song, giữa chúng là pyroxen và quặng

- Kiến trúc hialopilit: gồm những vi tinh hình kim nhúng vào thủy tinh, lượng thủy tinh nhiều hơn lượng vi tinh, đặc trưng cho andezit

- Kiến trúc gian phiến: các vi tinh plagiocla hình kim nằm lộn xộn tạo nên những khoảng kín có chứa thủy tinh

5- Các kiểu mọc xen khoáng vật trong đá magma

+ Mọc xen pegmatit: tạo thành do sự kết tinh đồng thời của nhiều khoáng vật, hay gặp nhất là thạch anh và felspat kali, ngoài ra còn gặp mọc xen giữa các đôi plagiocla và pyroxen thoi, pyroxen xiên và horblen

+ Mọc xen miamekit: ở nơi tiếp xúc giữa felspat kali và plagiocla thường thấy những giao thể thạch anh hình giun, đó là do sự phá huỷ các khoáng vật felspat và giải phóng SiO 2

+ Mọc xen pertit và nghịch pertit: là sự xen kẽ mật thiết giữa albit và felspat kali

+ Mọc xen khảm: tinh thể của một khoáng vật bị bao trong một tinh thể lớn hơn của một khoáng vật khác

Quan trọng là kiến trúc khảm ofit thường gặp trong đá diabas: những tinh thể plagiocla tự hình bị bao trong những hạt lớn pyroxen

bμi 6: phân loại đá magma

I- Cơ sở phân loại đá magma:

Để phân loại theo đá magma các nhà khoa học đã nghiên cứu và dựa vào một số cơ sở sau:

1- Phân loại theo vị trí kết tinh:

- Đá magma xâm nhập sâu: hình thành ở độ sâu >3km, thường có dạng thể nền, thể cán, thể chậu, thấu nấm

- Đá magma xâm nhập nông và đá mạch: hình thành ở độ sâu 0,5-1km, có nhiều dạng nằm khác nhau như thể vỉa, thể tường, thể thấu kính Đá xâm nhập nông thường không liên quan đến đá sâu còn đá mạch liên quan đến xâm nhập sâu và đá phun trào tương ứng

- Đá magma phun trào: hình thành do magma phun trào lên bề mặt Trái

đất và đông cứng tại đó

2- Phân loại theo thành phần hóa học:

+ Dựa vào hàm lượng SiO 2 trong đá chia ra:

- Nhóm đá magma siêu bazơ : SiO 2 <45%

- Nhóm đá magma bazơ : SiO 2 <45-52%

- Nhóm đá magma trung tính : SiO 2 <52-65%

- Nhóm đá magma axit : SiO 2 >65%

+ Dựa vào hàm lượng kiềm tổng Na 2 O+K 2 O chia ra:

- Nhánh đá bình thường Na 2 O+K 2 O <8-10%

- Nhánh đá kiềm Na 2 O+K 2 O >8-10%

3- Phân loại theo thành phần khoáng vật:

- Nhóm đá siêu mafic: trong đá chỉ có olvin và pyroxen

- Nhóm đá mafic: có plagiocla bazơ, pyroxen, olivin

- Nhóm đá trung tính: có plagiocla trung tính, horblen, ít pyroxen, biotit, thạch anh <6%

- Nhóm đá axit: có plagiocla axit, felspat kali, thạch anh, mica

- Nhóm đá kiềm: trong đá có mặt với hàm lượng lớn các khoáng vật giàu kiềm như felspat kali, các khoáng vật màu kiềm, các felspatit

II- Các nhóm đá magma chủ yếu:

Tất cả các đá magma được làm 8 nhóm:

1- Nhóm đá siêu bazơ: Dunit-Peridotit 2- Nhóm đá bazơ: Gabro-bazan

3- Nhóm đá trung tính: Diorit-Andezit 4- Nhóm đá axit: gồm 2 phụ nhóm:

- Granit-Riolit

- Granodiorit-Daxit 5- Nhóm đá Sienit-Trachit 6- Nhóm đá Sienit có phonolit 7- Nhóm đá gabroit kiềm 8- Nhóm đá magma phi silicat: apatitolit (apatit, ít pyroxen, nephelin); ferolit (manhetit, titanomanhetit, pyroxen, amphibol, plagiocla ); carbonatit (canxit, dolomit, siderit, ankerit, apatit, monazit )

Trong mỗi nhóm đá lại chia ra đá xâm nhập sâu, đá xâm nhập nông-đá mạch, đá phun trào Trong từng loại đá lại được phân loại theo thành phần, cấu tạo, kiến trúc

Đá mạch liên quan đến đá sâu có thành phần khoáng vật giống với đá sâu thì đó là đá mạch không phân dị Khi đá phân dị có 2 trường hợp xảy ra:

- Đá mạch sáng màu chứa ít khoáng vật màu hơn đá sâu và có kích thước hạt nhỏ thì được gọi là aplit

- Đá mạch sáng màu chứa ít khoáng vật màu hơn đá sâu và có kích thước hạt rất lớn thì được gọi là pegmatit

- Đá mạch sẫm màu chứa nhiều khoáng vật màu hơn đá sâu thì gọi là lamprophyr

Ví dụ: Đá xâm nhập sâu Diorit có đá mạch là diorit aplit sáng màu và lamprophyr diorit sẫm màu hơn diorit

Khi gọi tên đá phun trào hoặc đá mạch cần lưu ý: có hai loại đá phun trào

- Porphyr cho các đá có chứa ban tinh felspat kali: ví dụ riolit porphyr, daxit porphyr

- Porphyrit cho các đá không chứa ban tinh felspat kali: ví dụ bazan porphyr, andezit porphyr

- Aphyr hoặc aphyrit cho các đá không có ban tinh mà có mặt felspat kali hoặc không có

Chương II: Mô tả thạch học đá magma

Bμi 1: Nhóm đá siêu bazơ

I- Đặc điểm chung:

Nhóm đá siêu bazơ gồm những đá nghèo silit nhưng rất giàu sắt và magiê

Đá hầu như không chứa các khoáng vật felspat Nhìn bằng mắt thường đá có màu sẫm, màu xám phớt lục, đôi khi hầu như đen, khi bị biến đổi thứ sinh (serpentin hóa) nó có màu lục xám

Các đá siêu bazơ ít phổ biến trong tự nhiên, chỉ chiếm 0,4% toàn bộ đá magma Chủ yếu gặp đá siêu bazơ ở dạng xâm nhập, rất hiếm gặp phun trào tương ứng, chỉ có đá phun nổ thành dăm kết núi lửa (kimbeclit)

II- Đặc điểm các đá xâm nhập Dunit-Peridotit:

Ngoài ra trong đá còn gặp các khoáng vật phụ cromit, manhetit

Biến đổi thứ sinh: serpentin hóa, itdinhxit hóa, tremolit hóa, artinolit hóa

+ Cấu tạo và kiến trúc:

- Cấu tạo đặc xít, đôi khi phân dải

- Kiến trúc: toàn tự hình, hạt nhỏ, ít khi hạt lớn, sideronit, khảm

+ Dạng nằm và sự phân bố:

- Dạng nằm: thấu kính, nấm chỉnh hợp với đá vây quanh, chúng thường

đi cùng với gabro-peridotit

- Sự phân bố:

Trên thế giới: Núi Uran ở Nga: các khối dunit chứa bạch kim nằm rìa

đới gabro; khối Butsven ở Nam Phi là một thể chậu lớn trên cùng là granit màu

đỏ, giữa khối là norit, bên dưới phân dị từ anoctozit đến peridotit

Việt Nam có hai khối đá siêu bazơ quan trọng là khối Bản Xang (Cao Bằng) và khối Núi Nưa (Thanh Hóa)

+ Khoáng sản liên quan: bạch kim, Cr, Ni, Ti, crizotin, tremolit

atbet-III- Đá phun nổ kimbeclit: là một loại đá màu xanh lấp đầy các ống nổ chứa kim cương ở vùng Kimbecley (Nam Phi) hoặc ở Yacuti (Nga) Nó

là dăm kết có chứa các xenolit trong một nền serpentin, carbonat, olivin, pyroxen, granat, ilmenit, biotit và cromit, và đặc biệt có chứa kim cương

Bμi 2: Nhóm đá bazơ gabro-bazan

I- Đặc điểm chung:

Đây là một nhóm đá khá phổ biến trên vỏ Trái đất, đặc biệt là đá bazan,

nó gấp 5 lần tất cả các đá phun trào khác

Magma bazan là loại có độ nhớt không cao, dễ kết tinh nên từ dung nham bazan có đủ loại đá có trình độ kết tinh khác nhau từ xâm nhập sâu đến đá phun trào Giữa chúng có nhiều đá trung gian, và giữa nhóm đá này với nhóm siêu bazơ và với nhóm đá trung tính cũng có nhiều đá trung gian

Nhóm đá này có hàm lượng SiO 2 45-52%

II- Đặc điểm các đá xâm nhập sâu gabro:

Gabro là một loại đá kết tinh hoàn toàn, các hạt khoáng vật có kích thước lớn đến trung bình, ít khi hạt nhỏ Đá sẫm màu, đôi khi phân dải

1- Thành phần khoáng vật chính: plagiocla bazơ (50-65%), pyroxen 50%), ngoài ra còn có olivin, manhetit, amphibol

(35-2- Thành phần hóa học: SiO 2 45-52%; Fe 2 O 3 +FeO 9%; MgO 7,5%; CaO 12-15%; Al 2 O 3 20%; Na 2 O+K 2 O 2-3%

3- Cấu tạo-Kiến trúc:

- Cấu tạo: khối, dạng dải (do hiện tượng dung ly magma đang kết tinh)

- Kiến trúc: toàn tha hình-gabro, hạt lớn đến hạt vừa; kiến trúc diabas; kiến trúc khảm vành hoa

4- Phân loại đá: Theo thành phần khoáng vật phân biệt:

+ Anoctozit: chỉ có plagiocla loại anoctit đến labrador

+ Gabro: plagiocla bazơ + pyroxen xiên + Norit: plagiocla +pyroxen thoi

+ Gabro-norit: Plagiocla+pyroxen thoi+pyroxen xiên + Troctolit: Bitaonit+olivin

5- Biến đổi thứ sinh:

- Pyroxen bị uralit hóa, clorit hóa

- Plagiocla bị xotxurit hóa, thay thế bởi tập hợp vi hạt epidot+clorit+calcit

6- Dạng nằm và sự phân bố:

- Dạng nằm: thể nấm, chậu, vỉa, tường, cán, kích thước lớn, thường phân

7- Khoáng sản liên quan có: titan, niken, đá trang lát

III- Đặc điểm các đá xâm nhập nông diabas vμ đá mạch:

1- Diabas: là một loại đá nông hay đá mạch không liên quan với đá sâu ứng với gabro Đó là đá kết tinh hoàn toàn, có kích thước hạt vừa hoặc nhỏ Đá thường sẫm màu, màu xám, xám xanh

- Thành phần khoáng vật chính là plagiocla bazơ, pyroxen xiên (ogit)

Có loại diabas có chứa olivin gọi là diabas olivin, có chứa thạch anh gọi là congadiabas

- Kiến trúc: hạt vừa và nhỏ, ophit (pyroxen tha hình hơn plagiocla, plagiocla khảm trong pyroxen)

- Cấu tạo: khối

- Biến đổi thứ sinh: plagiocla biến thành albit, carbonat, epidot-zoizit; pyroxen biến thành clorit, uralit, carbonat

- Dạng nằm: thể tường phổ biến, thể vỉa

2- Đá mạch liên quan với đá sâu:

a/ Đá mạch không phân dị gồm vi gabro, gabro porphyrit, gabro pegmatit:

- Vi gabro: là một loại đá màu xám, xám sẫm, kiến trúc hạt nhỏ hoặc men rạn, thành phần gồm plagiocla bazơ và pyroxen xiên

- Gabro porphyrit: có kiến trúc nổi ban, ban tinh là pyroxen xiên, nền gồm hỗn hợp các hạt nhỏ plagiocla bazơ, pyroxen xiên, đôi khi có cả manhetit, pyroxen thoi

- Gabro pegmatit: là loại gabro có hạt rất lớn thường thành mạch hay ô trong khối gabro

b/ Đá mạch phân dị sẫm màu-các lamprophyr: odinit, ixit:

- Odinit: là một loại lamprophyr màu xám lục, hạt nhỏ, đôi khi có kiến trúc nổi ban, gồm plagiocla, horblen lục

- Ixit: đá rất sẫm màu, thành phần chỉ gồm horblen nâu, ít plagiocla bazơ, manhetit, apatit, kiến trúc hạt toàn tự hình

IV- Đặc điểm các đá phun trμo bazan:

Đây là đá phun trào rất phổ biến trên vỏ Trái đất

1- Thành phần khoáng vật: ban tinh gồm plagiocla bazơ, pyroxen xiên, olivin; nền là tập hợp vi tinh plagiocla, pyroxen, thủy tinh và quặng

2- Thành phần hóa học: giống đá gabro

5- Phân loại:

+ Bazan mới:

- Dolerit: có kiến trúc kiểu dolerit

- Andamezit: đá có kiến trúc dolerit nhưng hạt rất nhỏ có khi ẩn tinh

- Toleit: thành phần có thủy tinh tập trung thành từng đám

- Plagiobazan: không có khoáng vật màu

- Bazan olivin: ban tinh chỉ có olivin

+ Bazan kiểu cũ (đã biến đổi):

- Bazan porphyrit: các khoáng vật nguyên sinh bị biến đổi thành khoáng vật thứ sinh

- Spilit: đá không có ban tinh, màu lục, cấu tạo hạnh nhân, giàu khoáng vật clorit, epidot, albit, actinolit, pyrit, manhetit

6- Dạng nằm và sự phân bố: đá bazan rất phổ biến, ở cả đại dương và lục

địa Chúng phân bố ở các sống núi giữa đại dương, các vùng có núi lửa hoạt

động mạnh mẽ Trên lục địa, bazan thường tạo thành những lớp phủ rộng lớn trên những địa hình bằng phẳng hoặc dạng dòng chảy trên địa hình dốc

Tại Việt Nam, bazan rất phổ biến ở Tây Nguyên, Vĩnh Linh, Phủ Quỳ,

Điện Biên

7- Khoáng sản liên quan: Bazan phục vụ trực tiếp cho nghề đúc đá Kim loại liên quan có Cu, zircon làm ngọc

Bμi 3: Nhóm đá trung tính diorit-andesit

I- Đặc điểm chung:

Đây là nhóm đá có hàm lượng SiO 2 52-65%

Đá xâm nhập diorit ít phổ biến, chỉ chiếm gần 1% tổng số đá magma, còn

đá phun trào andezit phổ biến, chiếm 23% tổng số đá magma Các đá xâm nhập nông và đá mạch cũng tương đối phổ biến, nhất là các loại lamprophyr

II- Đặc điểm đá xâm nhập sâu diorit:

Diorit là một loại đá hạt kết tinh hoàn toàn, không có thạch anh hoặc có rất ít thạch anh Đá tương đối sáng màu, với chỉ số màu 30-35%

1- Thành phần khoáng vật: chính là plagiocla trung tính 50-65%, horblen 35-50%, thạch anh <6% Ngoài ra trong đá có thể gặp biotit, felspat kali (rất ít) Plagiocla trung tính bao giờ cũng có tính phân đới

2- Thành phần hóa học: SiO 2 52-65%; Al 2 O 3 15-16%; FeO+Fe 2 O 3 7-10%;

Na 2 O+K 2 O 5-6%

3- Kiến trúc-cấu tạo:

- Kiến trúc: hạt nửa tự hình, plagiocla tự hình hơn các khoáng vật khác

- Cấu tạo: khối, đôi khi có dạng gneis, hoặc có khi gặp nhiều thể dị li

4- Biến đổi thứ sinh: Plagiocla bị phá huỷ thành hỗn hợp calcit, sericit, kaolinit hoặc thành hỗn hợp zoizit và calcit, đôi khi bị epidot hóa Horblen thường bị clorit hóa, epidot hóa

5- Phân loại diorit: căn cứ vào hàm lượng thạch anh có trong đá phân biệt các loại diorit:

II- Đặc điểm các đá xâm nhập nông:

- Diorit porphyrit: thành phần giống như diorit, nhưng có kiến trúc nổi ban

- Microdiorit: không có ban tinh

- Diorit aplit: có kiến trúc hạt nhỏ tha hình, màu lục xám, gồm có horblen

và plagiocla

- Lamprophyr diorit: đá sẫm màu vì có chứa nhiều khoáng vật màu, thường gặp là spersactit (horblen) và kecsantit (biotit), chúng thường có kiến trúc hạt lăng trụ

III- Đặc điểm các đá phun trμo andezit:

Andezit là đá phun trào chưa bị biến đổi, khi bị biến đổi gọi là andezit porphyrit Andezit và bazan có những chuyển biến liên tục nên rất khó phân biệt, thường phải sử dụng các đặc số hóa học để phân biệt chúng

- Thành phần khoáng vật: ban tinh gồm plagiocla trung tính có đới trạng, pyroxen, horblen; nền gồm vi tinh plagiocla, pyroxen, horblen, thủy tinh, quặng

- Kiến trúc: nổi ban, không ban tinh

Nền có kiến trúc hialopilit, kiến trúc andezit-kiểu dòng chảy, kiến trúc pilotaxich

- Cấu tạo: lỗ hổng, hạnh nhân

- Biến đổi thứ sinh: thường biến thành đá lục

- Dạng nằm: dòng dung nham, lớp phủ đi cùng bazan

- Sự phân bố: ở các vòng cung đảo, vành đai núi lửa Thái Bình Dương, vành đai núi lửa Địa Trung Hải

- Khoáng sản liên quan: vàng nhiệt dịch trong các đá biến đổi propylit

Bμi 4: Nhóm đá axit granit-riolit vμ granodiorit-daxit

I- Đặc điểm chung:

Đây là nhóm đá bão hoà axit, là một nhóm đá magma rất phổ biến, trong

đó đá xâm nhập phổ biến hơn đá phun trào Nhóm bao gồm 2 phụ nhóm:

- Granit-riolit

- Granodiorit-daxit: là đá trung gian giữa đá trung tính và đá axit

Các đá xâm nhập của nhóm đá này được gọi chung là granitoid

Các nhà nghiên cứu khoa học địa chất cho rằng đá granit có 2 nguồn gốc magma và biến chất Chúng ta chỉ quan tâm đến granit nguồn gốc magma

Các đá granit có nhiệt độ nóng chảy thấp Dạng nằm đặc trưng cho các thể xâm nhập Đá thường tiếp xúc đột ngột với đá vây quanh, đới ngoài cùng thường có kiến trúc hạt nhỏ, trung tâm có kiến trúc hạt lớn, đới ngoại tiếp xúc

đá vây quanh thường bị biến dạng, biến chất

3- Cấu tạo, kiến trúc:

- Cấu tạo: khối, định hướng gneis

- Kiến trúc: nửa tự hình, hạt lớn đến bé (5-6mm đến <1mm), trong đá gặp các hiện tượng mọc xen pertit, nghịch pertit, miamekit, pegmatit

4- Phân loại: chia làm 2 nhóm granit kiềm vôi và granit kiềm + Granit kiềm vôi: lượng felspat kali thường nhỏ hơn 30%, plagiocla có số hiệu 10-40; các đá được gọi tên theo khoáng vật màu có trong đá, ví dụ granit biotit, granit 2 mica ; alaskit là granit không có khoáng vật màu; plagiogranit

là đá có hàm lượng plagiocla lớn hơn nhiều felspat kali

+ Granit kiềm: trong đá xuất hiện các khoáng vật màu kiềm như ribeckit, avetxonit, egirin và lượng felspat kali thường lớn hơn 30%, plagiocla có số hiệu 0-10 Tên gọi theo khoáng vật màu kiềm

Ngoài ra có một loại đá được gọi là monzonit, trong đó lượng thạch anh 15-25%, lượng plagiocla bằng lượng felspat kali

5- Biến đổi thứ sinh: thạch anh không bị biến đổi; plagiocla bị sericit hóa; felspat kali bị sét hóa; biotit bị clorit hóa