BaiGiangDCDC PhanTacDungDC

Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh c Thời kỳ trưởng thành: Sông ñã ñạt ñược trắc ñiện cân Tác dụng xâm thực ngang Thung lũng sông có dạng chư U, phát triển nhiều khúc uốn Tac dụng trầm tích xảy hạ lưu phần trung lưu d Thời kỳ già nua: Sông gần không tác dụng xâm thực Tác dụng trầm tích Thung lũng sông có dạng chữ U mở rộng Có nhiều khúc uốn hình móng ngựa Phát triển trầm tích ven sông, lòng sông, ñồng bồi tích Trong sông, thời kỳ phát triển không ñồng nhất, có chỗ thời kỳ thứ hai, có chỗ ñã sang thời kỳ thứ 3, Chu kỳ sông phát triển từ thời kỳ thơ ấu sang thời kỳ già nua ñạt trắc diện cân chu kỳ xâm thực Có sông ñã ñến thời kỳ già nua lại bắt ñầu chu kỳ xâm thực mới: sông trẻ hóa (hồi xuân) Nguyên nhân: - Do chuyển ñộng kiến tạo sông ñược nâng lên phía thượng lưu hạ thấp phía hạ lưu - Do thay ñổi ñột ngột lượng nước chảy Chẳng hạn mưa nhiều băng tan cung cấp nước nhiều lên v.v Trong lịch sử ñịa chất vào kỷ thứ tư Trái ñất xuất lần băng kỳ làm giảm mực nước biển Vào thời kỳ Oligoxen (5000 mặt trước ñây) mực biển ðông hạ thấp xuống 130m ñến 160m so với Những biến ñổi lớn ñó ñều có tác dụng ñối với hoạt ñộng sông, gây biểu ñịa chất lớn ```CHƯƠNG X Tác dụng ñịa chất nước ñất I Khái niệm chung nước ñất (ground water) Nước ñất Nước ñất gồm tất nước tồn dạng khác phân bố chỗ trống, khe nứt ñất ñá nằm mặt ñất Vì nước ñất có hoạt ñộng khác với nước mặt Cần phân biệt nước ñất với nước ngầm (phreatic water) mà nhân dân hay dùng ñể chung loại nước không tồn mặt ñất Nước ngầm loại nước ñất Nước ñất có diện phân bố rộng rãi từ vùng ẩm ướt cho ñến sa mạc, núi cao, vùng cực Trái ñất Tổng lượng nước chừng 23.700.00 km3 chiếm 1,71 % thủy Nó ñộng lực ñịa chất quan trọng Nước ñất có ý nghĩa vô quan trọng ñời sống tự nhiên xã hội người nơi khí hậu khí hậu khô hạn, vào mùa hạn nước mặt nước ñất trở nên nguồn cung cấp quí giá Nước ñất thực chất loại khoáng sản lỏng, cung cấp cho ngành công nghiệp , cho sinh hoạt dân dụng, phục vụ cho tưới nước nông nghiệp Qui luật hoạt ñộng di chuyển nước ñất có ảnh hưởng ñến công trình khai thác, xây dựng kiến trúc, giao thông v.v Nếu nước ñất chứa lượng muối có lợi cho sức khỏe, Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh nước có chứa nguyên tố K.IBr, v.v với hàm lượng thích hợp nước ñất trở thành loại nước khóng chữa bệnh giải khí hậuát có lợi cho sức khỏe Nước có nhiệt ñộ cao nguồn lượng quan trọng theo thống kê nguồn lượng nhiệt nước ñất giới tương ñương với lượng 2900 tỷ than Vì lẽ nước ñất ñối tượng nghiên cứu môn học ðịa chất thủy văn Các trạng thái nước ñất phân bố ñá Căn theo nghiên cứu A.F Lebedev (1936) sau ñược Lomtadze Xecgheev bổ sung, nước ñất tồn theo trạng thái sau: a Nước trạng thái hơi: phân bố tự khí hậuông khí, khe nứt b Nước hấp thụ (hydroscopic water): Nước tồn dạng phân tử nước hấp thụ bề mặt khoáng vật ñá theo lực phân bố lực hút tĩnh ñiện Nước thành lớp phân tử bao quanh khoáng vật (hình 101) Nó phân tán khoáng vật sét sét Khi nhiệt ñộ nung ñến 105-1100 nước bốc c Nước màng mỏng (thinfilm water): Nước thành màng bề mặt phận ñá Nó gồm lớp phân tử nước liên kết với nhờ lực phân tử Màng lớn lực liên kết phân tử phía rìa nhỏ (hình 10-2) Do ñó chúng di chuyển dần từ màng dầy sang màng mỏng cho ñến lúc cân mỏng Hình 10-1 Nước hấp thụ Hình 10-2 Nước màng d Nước mao quản (capillary water): Nước phân bố phần ñộ cao ống mao quản, ñá có lỗ rỗng nhỏ, khe nứt ñá thổ nhưỡng Nước có sức căng bề mặt lớn e Nước trọng lực (nước tự do) (gravity water): Nước phân bố lỗ hổng, khe nứt, chỗ rỗng ñá Nước di chuyển trọng lực thủy ñộng lực Nó tạo thành tầng nước ñất tầng nước ngầm từ xuống, phân bố bên nước ñất g Nước thể rắn: Khi nhiệt ñộ xuống 00C Nó phân bố ñá vùng ñóng băng h Nước kết tinh: Nước tham gia vào thành phần khoáng vật, nằm ô mạng tinh thể Ví dụ thạch cao, nước chiếm ñến 20.9% trọng lượng Nếu nung 1000C nước bị tách khỏi tinh thể Nguồn gốc nước ñất: Bao gồm: a Nước ngấm tháu (thẩm thấu): Nước nước mưa, nước lớp băng phủ từ tầng chứa nước sông, hồ ngấm xuống Cũng có Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh nước ñất cung cấp nguồn cho loại Chiếm khối lượng lớn b Nước ngưng tụ: Hình thành nước không khí ngưng tụ lại lỗ hổng, khe nứt ñá Quá trình xảy có không cân nước ñá Khi nhiệt ñộ lỗ hổng khe nứt ñá thấp không khí nước ngưng tụ lại ðó trường hợp có thấu kính nước phân bố hoang mạc, thấu kính nằm nước mặn thổ nhưỡng c Nước trầm tích: Nước có nguồn gốc biển, hình thành với trầm tích biển, sau ñó trải qua nhiều trình thành ñá, trình kiến tạov.v Nhiều người cho nước vùng khoáng hóa cao (nước muối) có nguồn gốc biển Nước biển ñổi mạnh ñiều kiện nhiệt ñộ áp suất cao d nước nguyên sinh (hoặc nước macma): Nước có nhiệt ñộ cao, có khí thành phần khác với loại nước mặt ñất 1902, E Ziutxơ ñưa khí hậuái niệm nước nguyên sinh: nước macma bốc lên theo ñứt gãy, khe nứt kiến tạo ñến vùng có nhiệt ñộ lạnh lắng ñọng lại, tập trung thành nước Cũng có ý kiến giải thích ñặc biệt thành phần nói sau: nước ngấm thấu từ mặt xuống sâu, chảy qua vùng nhiệt ñộ cao chứa nhiều thành phần khoáng hóa khí g Nước thủy phân: nước phân giải tách từ khoáng vật có chứa nước kết tinh Quá trình có liên quan tới tăng nhiệt ñộ áp suất ðiều kiện tàng trữ chuyển ñộng nước ñất Nước ñược tàng trữ chuyển ñộng có liên quan chặt với ñộ lỗ hổng ñá tính thấm nước a ðộ lỗ hổng (porosity) mức ñộ rỗng ñá, ñược tính bằng: h = % v V v - Thể tích toàn lỗ hổng V- Thể tích ñá ðộ lỗ hổng có liên quan với yếu tố: - ðộ lỗ hổng tăng khí ñá bở rời - ðá có ñộ hạt ñều ñộ hổng lớn ñá có hạt khí hậuông ñều - ðá gần mặt ñất có ñộ phong hóa mạnh có ñộ lỗ hổng lớn ñá sâu Xuống ñến ñộ sâu 16 km ñộ hổng giảm hẳn, khí hậuông ñáng kể ðộ Lỗ Hổng số ñá thường gặp (Theo qui ñịnh ngành ð.C.T.V Trung Quốc) Tên ñá ðộ lỗ hổng Tên ñá Convert to pdf by Phúc Tùng ðộ lỗ hổng % ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Cuội Cát thô Cát mịn sét Sét % 27 40 42 47 40 Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh Than bùn 80 ðá macma, ñá biến chất dạng 71 rắn 1-8 ðá vôi, ñá hoa 20-15 Cát kết b Tính thấm nước ñá (permeability): Nhờ có lỗ hổng nên nước ngấm thấu qua ñá Người ta nhận thấy ñộ lỗ hổng h sét ñạt tới 40% (có tác giả cho 50 - 60% lại không thấm nước lỗ nhỏ gần lỗ mao quản nước phải khắc phục sức căng bề mặt, không dể ngấm thấu qua Tính thấm nước phụ thuộc theo yếu tố sau: - ðộ lỗ hổng, ñường kính lỗ hổng ñể cho nước chảy qua hay không - Kích thước hạt: ñá chưa gắn kết hạt lớn 20 mm ñá dễ ngấm nước, hạt nhỏ 0,001 mm khó thấm Nếu cát pha sét khó thấm nước ñá ñã gứn kết ñộ thấm nước có liên quan với kiến trúc ñộ gắn kết ñá Nếu rời rạc nước dễ ngấm Có thể hệ số thấm ñể phân chia mức ñộ thấm nước Phân chia ñá theo mức ñộ thấm nước Mức ñộ thấm Các loại ñá chủ yếu nước Thấm nước tốt ðá hòn,cuội,tầng cát,lớp ñá nhiều Thấm nước hang hốc Thấm nước Tầng, cát,cát kết,cuội kết,cát tầng ñá nứt nẻ trung bình Thấm nước Bột kết, ñá vôi sét Không thấm ðất cát, ñất sét nước ðất sét, ñá không nứt nẻ Hệ số thấm m3/ngày ñêm >10 1-10 1-0,1 0,1-0,001 25%g ñương lượng) 2/ Nước clorua có Cl 3/ Nước sunfat có ion SO4 (>25%g ñương lượng) 4/ Nước có thành phần phức tạp 5/ Nước có chứa nhiều anion kích thích sinh vật Fe, As, Br, I, Li 6/ Nước khí có chứa khí hòa tan nước Nếu phân chia theo nhiệt ñộ nước, có: Nước mát có toC < 20oC (nước lạnh) Nước ấm có toC = 20o - 37oC Nước nóng có toC = 37 - 42oC Nước nóng có toC > 42oC Nước khoáng chữa số bệnh, làm nước giải khát giúp tiêu hóa Nếu nhiệt ñộ cao ñó nguồn ñịa nhiệt quan trọng Nước ta có khoảng 300 nguồn nước khoáng với tính chất khác (báo cáo tổng kết 1985) quốc gia phong phú tài nguyên nước khoáng (Thái Lan có khoảng 50 nguồn ñã ñược coi giàu) Nước suối Vĩnh Hảo kinh doanh từ 1914 ñã có thị trường quốc tế Chúng ta có khoảng 20 nguồn nước có tổng lượng 10 - 20 triệu lít/ngày ñêm, khoảng 16 nguồn có nhiệt ñộ > 53oC với lưu lượng triệu lít/ngày ñêm tương ứng 100 - 200 triệu calo/ngày ñêm - Nguồn nước: Nguồn nước nơi xuất lộ tự nhiên nước ñất lên mặt ñịa hình Nơi ñó thường trùng với lũng sông, mương xói cắt qua tầng chứa nước, bờ hồ, bờ biển, có tạo thành nơi ẩm ướt ñầm lầy lớp phủ không dày Tùy ñặc trưng xuất lộ nguồn, người ta phân loại: + Nguồn ñi lên (giếng phun): Nguồn có nước phun lên ðó nước có áp suất lộ phía mặt áp lực + Nguồn ñi xuống: nguồn có mạch nước chảy xuống Thường ñược cung cấp nước thượng tầng nước ngầm, nguồn có không ñược ổn ñịnh + Nguồn liên tục: Nguồn có nước xuất lộ quanh năm + nguồn gián ñoạn: Nguồn xuất lộ thời gian năm sau ñó lại ngưng nghỉ Nó có liên quan với nguồn cung cấp, thời tiết Căn theo nguồn gốc phân chia thành: Nguồn nước ngấm từ mặt ñất ngấm xuống nguồn nước có liên quan với khí Lưu lượng nguồn không ổn ñịnh Nguồn nước nguyên sinh (ñồng trinh): nguồn nước có nguồn gốc từ nội sinh, từ macma bốc ngưng tụ Nước di chuyển từ lên Nói chung lưu lượng không biến ñổi Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương lại Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh Nguồn nước hỗn hợp: Nước có nguồn gốc hai loại hồn hợp Tính chất vật lý nước ñất Các tính chất chủ yếu nước ñất ñộ suốt, màu sắc mùi vị ðộ suốt nước ñất tùy lượng khoáng vật hỗn hợp học có nước Màu sắc nước ñất tùy thuộc thành phần hóa học nguyên tố hay vật chất chứa Ví dụ chứa Fe2+ với số lượng nhiều nước có màu xanh lam nhạt, chứa nhiều humid (chất thối rữa cối) nước có màu vàng nhạt Nước ñất thường mùi Tuy nhiên có nhiều H2O nước có mùi trứng thối, chứa nhiều chất hữu có mùi thối rữa Nước ñất chứa lượng muối CO3 thích hợp có vị dễ chịu, chứa nhiều chất hữu có vị ngọt, chứa nhiều muối có vị mặn, chứa muối SO4 có vị ñắng Nước ñất có nhiệt ñộ thường nhiệt ñộ bình năm Càng xuống sâu nhiệt ñộ lớn II Tác dụng ñịa chất nước ñất Tác dụng phá hoại ñịa hình có liên quan Nước ñất so với nước mặt bị hạn chế số lượng khônguọửn gọỳc gian lưu ñộng có ñầy ñủ tác dụng ñịa chất Về mặt tác dụng phá hoại, nước ñất chủ yếu ăn ngầm (tiềm thực) ñất ñá xung quanh Có tác dụng học chủ yếu tác dụng hóa học, ñó tác dụng hòa tan ñóng vai trò to lớn Nước ñất hòa tan ñá thành dung dịch vận chuyển ñi gây phá hoại Có hai tác dụng tiềm thực: Tiềm thực học (ăn ngâm học): Nói chung phá hoại học nước ñất không lớn chảy chậm, lượng nước bé, không ạt Tuy nơi ñá có nhiều khe nứt bở rời, nước ñất nguọửn gọỳcấm chảy, mở rộng nứt nẻ, làm cho ñá xê dịch sụp ñổ nơi có khe nứt lớn, có hang ñộng, nước ñất ñá chảy ngâm với lưu lượng vận tốc lớn, thực dòng ngầm ñó phá hoạt khoét rộng khe nứt hang ñộng gây sụp lở ñất ñá Tiềm thực hóa học (ăn ngấm hóa học) cactơ hóa tác dụng ăn mòn ñối với ñá nước ñất Hiện tượng xãy mặt Kết tạo hang ñộng với ñịa hình ñặc biệt gọi ñịa hình cactơ (karst landform) Cactơ cao nguyên cactơ vùng biển Adriatic Nam Tư, nơi phát triển ñá cacbonat bị ăn mòn tạo ñịa hình ñặc biệt ñược phát nghiên cứu ñầu tiên Ca(HCO3)2 H2O + CO2 + CaCO3 ñá cacbonat bị hòa tan mang ñi, tạo hang ñộng Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh Một ví dụ khác: Hoạt ñộng kiến tạo dâng cao vỏ Trái ñất dâng cao xuất băng giá, cao có mức ñộ gây xâm thực chính, mức ñộ vừa phải có xâm thực, vận chuyển phận lắng ñọng, mức ñộ bình thường tác dụng trầm tích chiếm vị trí chủ yếu Nếu hoạt ñộng kiến tạo sụt lún mạnh trầm tích mỏng, mịn, sụt lún vừa phải trầm tích dày hơn, tốc ñộ sụt lún ngang với tốc ñộ trầm tích trầm tích có bề dày lớn, tướng ñá ổn ñịnh, tốc ñộ sụt lún nhỏ yếu vật liệu lấp ñầy không trầm tích Tuy nhiên nên thấy tác dụng ngoại sinh mạnh ñến lúc ñó tác dụng trở lại ñối với tác dụng nội sinh Chẳng hạn xâm thực bóc mòn mạnh mẽ làm cho vỏ Trái ñất bị mỏng, ñiều ñó dẫn tới thay ñổi cân ñẳng tĩnh thúc ñẩy trình nội sinh khác xuất Dù có ñôi biểu tương tác ñáng kể, tác dụng ñịa chất ngoại sinh vai trò chủ ñạo ñưa lại biến hoá Trái ñất Vì nghiên cứu tác dụng ñịa chất môi trường ñịa chất tác ñộng ñối với công xây dựng phát triển kinh tế ñầu tiên nên ñánh giá vai trò tác dụng ñịa chất nội sinh có vai trò chủ ñạo ảnh hưởng ñến sống phân bổ khu vực nghiên cứu Chương XVI Các chuyển ñộng kiến tạo biến dạng vỏ Trái ñất I Khái niệm chuyển ñộng kiến tạo Các tác dụng ñịa chất nội sinh mặt ñối lập với tác dụng ñịa chất ngoại sinh Tác dụng ñịa chất nội sinh làm cho bề mặt Trái ñất diễn biễn tiến hoá làm cho bề mặt chịu lực bên trở thành cao lên thấp ñi bị phá huỷ hư hỏng nhân tố tác dụng ñịa chất nội sinh bao gồm chuyển ñộng kiến tạo, hoạt ñộng macma, ñộng ñất tác dụng biến chất chuyển ñộng kiến tạo nguyên nhân gây hoạt ñộng Chuyển ñộng kiến tạo (tectonic movement) chuyển ñộng vỏ Trái ñất (crustal movement) chuyển ñộng học vật chất trái ñất nguyên nhân bên Trái ñất gây Kết chuyển ñộng kiến tạo dẫn tới tượng như: - Sự biến ñổi thạch - Làm thay ñổi (xuất ñi) biển lục ñịa - Làm thay ñổi nằm cấu tạo lớp ñá, phá huỷ ñá - Có thể dẫn ñến hoạt ñộng ñộng ñất, núi lửa Các chuyển ñộng kiến tạo theo truyền thống phân chia thành loại: Chuyển ñộng tạo lục (epeirogeny) chuyển ñộng nâng lên hạ xuống cách chậm chạp diện tích lớn Còn gọi chuyển ñộng thăng trầm Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh Chuyển ñộng tạo sơn (orogeny) (tạo núi) chuyển ñộng nằm ngang (chuyển ñộng tiếp tuyến) hình thành với quy mô lớn, tạo nếp uốn, phá huỷ Hiện thường dùng khái niệm: Chuyển ñộng thẳng ñứng (vertical movement) loại chuyển ñộng phát sinh diện tích rộng lớn, chậm chạp Vị trí, phạm vi lớn nhỏ, biên ñộ, tốc ñộ chuyển ñộng dạng sóng, dẫn tới ñổi thay biển lục ñịa, ñịa cao thấp, di chuyển thẳng ñứng khối ñá, biến ñổi nằm uốn cong cách nhẹ nhàng Chuyển ñộng nằm ngang (horizontal movement): Chuyển ñộng theo phương tiếp tuyến làm cho vỏ Trái ñất bị nén ép gây dịch chuyển ngang, chí xoay ngang Nó nguồn gốc làm cho mảng Trái ñất va húc, chúi vào nhau, nguồn gốc chủ yếu tạo ñãy núi biển lục ñịa, gây biến dạng dẻo phá huỷ ñá quy mô lớn Nếu xét mặt lịch sử, người ta phân loại chuyển ñộng cổ kiến tạo (paleotectonism) loại xuất lịch sử trước KZ - Tân kiến tạo (neotectonism), xuất từ kỷ neogen ñến kỷ ñệ tứ - Kiến tạo ñại (recenttectonism) loại xuất lịch sử laọi người, có ghi chép ñược II Các biểu chuyển ñộng kiến tạo Những biểu chuyển ñộng kiến tạo mắt thường không dễ dàng phát ñược Nhờ máy trắc ñịa xác, số liệu từ trạm quan trắc Trái ñất vệ tinh người ta ñã phát chuyển ñộng Biều chuyển ñộng thẳng ñứng Lịch sử ghi lại chuyện thành phố nhỏ vịnh Napolis (ý) ñược xây dựng từ thời La Mã năm 105 trước công nguyên Năm 1749 người ta phát thành phố lớp tro núi lửa thành phố có cột ñá cao 12m Từ chân cột ñến ñộ cao 3,6m bị tro núi lửa phủ kín Từ ñộ cao ñi lên thêm 2,7m cột có nhièu vết hang ñộng sinh vật sò hến biển ñục khoét, chứng tỏ cột bị nước biển phủ ñến mức 6,3m (ñoạn từ chân ñến 3,6m tro núi lửa lấp nên không bị sinh vật phá hoại) Theo tài liệu sử sách ghi lại năm 1500 cột bị ngập sâu nước biển ñến mức 6,3m, năm 1600 bắt ñầu nâng cao lên cho ñến năm 1800 vị trí cao nhất, 1826 cột bị ngập xuống 0,3m tiếp tục sụt lún; 1878 ngập sâu thêm 0,65m, 1913 ngập 1,53m, 1933 ngập 2,05, 1954 ngập 2,5m Dữ liệu chứng minh vùng ñất trước ñây nơi sụt lún, sau ñó ñược nâng lên lại tiếp tục sụt lún Trong vịnh Hạ Long, chưa ño ñạc xác thấy ñược núi ñá vôi dấu vết sóng vỗ, ngấn nước biển ðiều ñó cho thấy giai ñoạn gần ñây vùng vịnh Hạ Long ñang ñược nâng dần lên Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh Các bậc thềm sóng, hang ñộng cactơ nằm cao mực nước ngầm, ám tiêu san hô nằm cao hẳn mặt biển biểu nâng lên Trái lại, mặt biển phát có ñịa hình bờ biển, lũng sông lục ñịa, than ñầm lầy v.v chứng tỏ nơi ñó có biểu sụt lún Biều chuyển ñộng nằm ngang Các số liệu ño ñạc chi tiết cho thấy số kết sau: - Khoảng cách Greenwich Washington 13 năm ñã rút ngắn ñi 0,70m - Quan sát qua vệ tinh nhân tạo cho thấy nước Anh so với ñồ cũ ñã vẽ ñã dịch bờ biển châu Âu 190m, ñảo Scotland lại nam 63m, tây 116m - Một biểu ñiển hình kết ño ñạc vùng Califocnia dọc ñới ñứt gãy xanh Andres quãng 65 năm từ 1882 ñến 1846, lần ñều thấy ñiểm tam giác dịch chuyển ngang theo hướng ñịnh ðó hướng song song ñường ñứt gãy Hai cách ñứt gãy dịch chuyển ngang theo phương TB-ðN, tốc ñộ dịch chuyển bình quân năm 1mm Như Mioxen hạ ñến ñã dịch ngang 260km Biểu dịch chuyển ngang rõ ñộng ñất Ví dụ San Francisco ñộng ñất vào năm 1906 cho thấy dịch chuyển ñó trước ñây 16 năm ñã dịch chuyển 2,2m Dịch chuyển ngang có biểu ñang xoay tròn Một khu vực gần Tokio năm 1884-1899 1924-1925 ñộng ñất ñã gây dịch chuyển xoay quanh tâm vùng vịnh nằm Tây nam Tokio Các biểu chuyển ñộng kiến tạo lịch sử phát triển ñịa chất Trong ñịa chất học chuyển ñộng kiến tạo ñược phân tích mặt cắt ñịa chất, cột ñịa tầng với phương pháp ñặc biệt phương pháp phân tích cổ ñịa lý tướng ñá, phương pháp phân tích bề dày, phương pháp phân tích mặt tiếp xúc ñịa tầng a Theo phương pháp phân tích cổ ñịa lý tướng ñá Người ta nhận thành phần trầm tích ñược thành tạo tuỳ thuộc vào ñiều kiện vật liệu ñưa ñến, song ñặc biệt tuỳ theo môi trường hoàn cảnh cổ ñịa lý trầm tích Tướng ñá nơi ñó thay ñổi theo chiều thẳng ñứng phản ánh biến ñổi cổ ñịa lý thời tiết theo lịch sử ñịa chất, song ñịnh biến ñổi cổ ñịa lý Mỗi loại tướng ñá phản ánh hoàn cảnh cổ ñịa lý Dựa vào cột ñịa tầng tướng ñá xác ñịnh bồn trũng trầm tích biến ñổi theo thời gian qua ñó hiểu ñược chuyển ñộng Trái ñất, hiều ñược ñặc ñiểm nâng lên, hạ xuống vỏ Trái ñất bồn trũng (hình 16.1) Chuyển ñộng thăng trầm nhịp nhàng có tiết tấu chu kỳ phản ánh thay ñổi có tính nhịp ñá trầm tích Mỗi nhịp thay ñổi từ vài m ñến vài trăm mét, nhỏ từ 1-2mm Sự lặp lại theo nhịp Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh biểu lặp lại thành phần, ñộ hạt, bề dày, số tính chất vật lý sinh vật ñấy nguyên nhân nâng lên hạ xuống nhịp nhàng vỏ Trái ñất có nguồn gốc biến ñổi có tính chu kỳ khí hậu, lượng cung cấp vật liệu, biến ñổi mực nước biển v.v chuyển ñộng vỏ trái ñất giữ vai trò quan trọng Nếu liên hệ theo chiều ngang thời gian cho phép suy ñoán biến ñổi cổ ñịa lý khu vực từ ñó thấy ñược chuyển ñộng thăng trầm thể khu vực rộng lớn (h.16.2) Trong bồn trầm tích, tính hoàn chỉnh rõ ràng ñầy ñủ hay không cấu tạo nhịp cho phép phán ñoán chuyển ñộng kiến tạo thăng trầm phân bố Chẳng hạn khu vực người ta có ñược kiểu cột ñịa tầng khác (hình 16.3) vị trí A thấy có biểu biển tiến biển lùi Càng lùi dần phía bờ lục ñịa, hoàn chỉnh ñó thấy rõ Trên cột ñịa tầng có nhiều mặt xâm thực ñá thuộc tướng biển tiến phủ lên mặt xâm thực Tại ñiểm C tính phân nhịp không rõ ràng, nói nhịp ñây mặt bào mòn gần thiếu hẳn trầm tích vụn lục nguyên, có trầm tích vôi tướng biển nông b, Theo phương pháp phân tích bề dày: Phương pháp phân tích bề dày dùng ñể xác ñịnh biên ñộ nâng hạ vỏ trái ñất cổ Bề dày trầm tích dấu hiệu sụt lún vỏ Trái ñất Nếu trái ñất ổn ñịnh, lún sụt nâng lên ứng với ñộ sâu cổ ñịa lý phải có bề dày ñịnh Vùng ven biển bề dày trầm tích tính bình quân không vài chục mét, vùng biển trầm tích chuyển từ sâu ñến nông dần Trong thực tế ñịa chất, theo người ta bắt gặp trầm tích biển nông dày ñến hàng ngàn mét Có bể than nhiều vỉa than Tướng ñá thay ñổi bề dày lớn, có trị số vượt xa trị số ñộ sâu bình quân nơi trầm tích loại tướng ñá ðiều ñó chứng minh hoạt ñộng ñịa chất nơi ñó vừa sụt lún vừa ñồng thời trầm tích, tốc ñộ sụt lún v8 tương ñương với tốc ñộ trầm tích vt ñây trị số bề dày số biên ñộ sụt lún Ví dụ bên cạnh (hình 16.4) cho thấy tình hình trầm tích biển nông thời kỳ a, b, c bồn trũng biển nông Biên ñộ sụt lún võ trái ñất bồn trũng h1 + h2 Việc xác ñịnh biên ñộ nâng lên không dễ dàng ñối với biên ñộ sụt lún lẽ trầm tích bị bào mòn bóc trôi ñi Trong trường hợp ñó sử dụng phương pháp suy luận gián tiếp cách ñối sánh với nơi trầm tích lân cận Sự sụt lún vùng kế cận làm cân với vùng nâng lên Với giả ñịnh ñó, trị số biên ñộ nâng lê trị số biên ñộ sụt lún khác dấu c Theo phương pháp phân tích quan hệ tiếp xúc ñịa tầng: Nhờ phương pháp phân tích mà biết ñược bể trầm tích luôn sụt lún, có trầm tích bị nâng lên, lắng ñọng gây gián ñoạn trầm Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh tích Xét mối tương quan ñịa tầng tính liên tục chúng, người ta phân chia loại quan hệ tiếp xúc sau: Quan hệ tiếp xúc chỉnh hợp: Trong trường hợp bồn trũng trầm tích luôn chịu lắng ñọng, lúc bị nâng lên chịu bóc mòn xâm thực, ñịa tầng trầm tích có mối quan hệ tiếp xúc liên tục chỉnh hợp với Chúng có ñặc trưng lớp nằm song song nhau, mặt lớp tiếp liền mặt lớp cách liên tục không bị gián ñoạn Vì lớp nằm bao giừo có tuổi già lớp nằm (h.16-5) Thành phần thạch học hai lớp liền thường có biến ñổi từ từ chuyển tiếp từ dạng tướng sang dạng tướng khác ðặc biệt sinh vật (nếu có) ñá ñược bảo tồn dạng hoá ñá, cho thấy có phát triển liên tục theo thời gian Quan hệ tiếp xúc loại lớp ñịa tầng song song mặt trầm tích ñịa tầng lại bị gián ñoạn, nghĩa có thời gian ngừng liên tục lắng ñọng (h.16-6) Về mặt hình thái dễ lầm tưởng với chỉnh hợp Ví dụ trầm tích ñá vôi P1 P2 nước ta qua nghiên cứu kỹ sinh ñịa tầng thấy nhiều nơi miền bắc nước ta có gián ñoạn trầm tích vào P1 P2 trầm tích chúng ñều nằm song song chỉnh hợp nhau, mắt thường quan sát thực ñịa khó phát trình hình thành Có thể khái quát hình vẽ Trong giai ñoạn trầm tích xãy liên tục, bồn trũng sụt lún ñể lắng ñọng cabonat ðến giai ñoạn 2, bồn trũng từ từ nâng lên, chịu bóc mòn Sang giai ñoạn 3, bồn trũng lại từ tự hạ xuống ( có hạ xuống nhanh không làm ñảo nghiêng ñáy ñịa hình) tiếp tục lắng ñọng trầm tích Trên mặt bào mòn tốc ñộ hạ xuống nhanh nên lại có cacbonat tiếp tục trầm tích phủ trầm tích cacbonat giai ñoạn trước Hình 16.6 Quan hệ tiếp xúc không chỉnh hợp góc (angular unconformity): Quan hệ tiếp xúc chỉnh hợp giả thực chất loại quan hệ không chỉnh hợp song song, tức có gián ñoạn trầm tích cấu tạo không biến ñổi Trong trường hợp vỏ Trái ñất bị chuyển ñộng ngang gây biến dạng quy mô khu vực lớn làm cho bồn trũng ñược nâng lên mà làm cho biến ñổi cấu tạo lớp ñá Khái quát trình ñó sơ ñồ sau (h.16-7) giai ñoạn 1, bồn trầm tích chịu lắng ñọng cách bình thường Các vật liệu trầm tích thành lớp xếp song song nằm ngang nguyên thuỷ Sang giai ñoạn 2, bồn trầm tích bị chuyển ñộng ngang gây dồn ép (cũng chuyển ñộng ñứng) gây uốn nếp lớp, ñồng thời có xâm thực, phun trào xuất Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh Giai ñoạn 3, chuyển ñộng giai ñoạn trước, bồn trũng bị xâm thực bào mòn tải ñi nơi khác, số trũng thấp nhỏ ñịa hình ñược lấp dần Hai giai ñoạn giai ñoạn bị gián ñoạn trầm tích Hình 16.7 Giai ñoạn 5: ðịa hình bồn trũng tiếp tục sụt lún, tiếp tục trầm tích vật liệu bị bào mòn ñây bồn trũng tương ñối sâu nên trầm tích hoá học, hạt mịn ñược lắng ñọng phủ không chỉnh hợp lên trầm tích cuc Thế nằm lớp trầm tích nằm trầm tích cũ giai ñoạn trước không song song mà tạo thành góc ñó chúng có mối quan hệ tiếp xúc không chỉnh hợp góc Biểu tiếp xúc phổ biến khu vực rộng lớn phản ảnh lần chuyển ñộng mạnh mẽ Trái ñất, thường có ñi kèm với hoạt ñộng macma, biến chất, phá huỷ ñất ñá Cần ý ñịa chất thực ñịa bắt gặp loại quan hệ không chỉnh hợp góc không chuyển ñộng kiến tạo gây mà tác ñộng ngoại sinh trượt khối phía vỏ trái ñất, ñịa hình nghiêng dốc nguyên thuỷ ñáy bồn trũng v.v Những loại hình không chỉnh hợp góc thường có quy mô nhỏ bé, phân bố cục bộ, hạn chế, hoạt ñộng nội sinh kèm theo Các biểu chuyển ñộng kiến tạo biến vị biến dạng ñá Chuyển ñộng kiến tạo thể biến vị (tức thay ñổi vị trí lúc hình thành) biến dạng (thay ñổi trạng thái ban ñầu hình thành) ñá kết làm thay ñổi tính ñồng thành phần ñặc trưng vật lý, ñặc trưng cấu trúc ñá ban ñầu, thay ñổi trạng thái, thay ñổi cân ñịa chất ñã hình thành trước ñó ñá Những biểu thay ñổi ñó tuỳ thuộc theo tính chất chuyển ñộng Hình 16.8 - Chuyển ñộng kiến tạo lên xuống không ñồng ñều làm cho lớp ñá bị uốn cong có dạng sóng, bị nghiêng lệch làm biến ñổi bề dày chí làm cho lớp ñá bị phá huỷ biến vị (hình 16.8) - Chuyển ñộng kiến tạo nằm ngang gây dồn ép làm cho lớp ñá bị biến dạng uốn nếp, chí bị phá huỷ biến vị (hình 16.9) - Chuyển ñộng nằm ngang căng dãn làm cho ñá bị tách rời ñứt vỡ (h.16-10) - Chuyển ñộng xoắn xoay quanh trục ñiểm làm cho ñá bị uốn cong, ñứt vỡ, tạo ñường nứt, khe nứt (hình 16-10) Các biến ñộng kiến tạo quy mô lớn thấy ñược qua tách rời mảng, phận châu lục có tính ñồng Cũng ñó men theo ñường biên phận rời Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh lại có tính giống thành phần Về cấu tạo, hoá ñá v.v ñể ghép nối chúng lại với Ví dụ: phận Nam Mỹ phía Tây châu phi nằm mảng lục ñịa bị tách rời ghép nối chúng lại với chúng có chung ñặc tính ñịa chất Như biến ñộng kiến tạo biến ñộng làm thay ñổi tình trạng phân bố lúc nguyên thuỷ, cấu tạo ban ñầu vỏ Trái ñất Sự thay ñổi mức ñộ làm biến ñổi hình dạng giữ ñược tính liên tục thể ñịa chất gây nên ñứt vỡ, làm tính liên tục tạo cấu tạo ñứt vỡ Có thể khái quát trình thành tạo thể ñịa chất ñó sau: + Không biến ñộng Giữ ñược trạng thái nguyên thuỷ Thể ñồng + Có chuyển ñộng kiến tạo Biến ñổi cấu tạo ban Liên tục Cấu tạo uốn nếp ñầu vỏ Trái ñất Làm tính liên tục Cấu tạo ñứt vỡ ðể hiểu biểu cấu tạo trên, cần thiết nghiên cứu kỹ lớp ñá, hình thái cấu tạo ñá trầm tích III Lớp ñá nằm lớp ñá Lớp ñá tính phân lớp Vật liệu trầm tích lắng ñọng bồn trũng, trải qua nén ép trọng lực, rắn kết trình tạo ñá hình thành loại ñá có dạng tầng, dạng lớp Lớp ñá (stratum) ñơn vị cấu tạo ñá trầm tích ðó thể ñịa chất tương ñối ñồng có hai mặt song song gần song song gọi mặt lớp (bedding plane) (hình 10-12) Tuỳ theo biến ñổi mặt lớp mà ta có lớp song song, lớp vát nhọn lớp gần song song Trong lớp có yếu tố sau: mặt lớp yếu tố ñể phân chia lớp với mặt hình thái học, phẳng gợn sóng, gồ ghề Nóc lớp mặt lớp nằm theo thứ tự ñịa tầng; ñược hình thành sau Ngược lại ñáy lớp mặt lớp ñược hình thành trước tiên lớp ñá Trong vùng có uốn nếp ñảo lộn, có ñáy lớp không gian lại nằm phía lớp Bề dày lớp khoảng cách thẳng ñứng hai mặt lớp Tính phân lớp (bedding) tính chất cấu tạo xếp thành lớp nguyên thuỷ trầm tích Sự xếp lớp thấy rõ ñược nhờ vào khác biệt lớp thể ñặc tính vật lý, thành phần hoá học, khóng vật thạch học di tích sinh vật Hình 16-12 Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh Trong không gian, lớp phân bố nằm ngang, nằm nghiêng ðể xác ñịnh phân bố ñó, người ta quy ñịnh vị trí nằm (thế nằm) lớp dùng ñịa bàn ñịa chát ñể ño ñạc Các yếu tố nằm (elemént of attitude): Thế nằm lớp ñá vị trí nằm không gian lớp ñá Thế nằm ñược xác ñịnh yếu tố ñường phương (strike) hướng dốc (dip) góc dốc (dipangle) ðường phương ñường biểu thị, thị phương kéo dài lớp ñá không gian (h.16-13) ðó giao tuyến mặt lớp mặt phẳng nằm ngang, hình vẽ ñường MN ðường phương (MN) làm thành góc (tính từ phương bắc ñịa lý thuận theo chiều kim ñồng hồ ñến ñường phương) gọi góc phương vị ñường phương Sẽ có số ño g1 g2 Chúng chênh nhsu góc 1800 Hướng dốc yếu tố biểu thị hướng nghiêng cắm vào mặt ñất lơp ñá ðường thẳng vuông góc với ñường phương, vạch xuôi theo mặt lớp ñường hướng dốc (trên hình vẽ ñường AB) ðường hướng dốc chênh với ñường phương góc 900 Góc phương vị hướng dốc b ñược xác ñịnh tương tự cách xác ñịnh góc phương vị ñường phương (h.16-14) mặt chiếu anừm ngang, ñường phương hướng dốc lệch 900 (b = g1 + 900) = g2 - 900) Trong ñó: b: - Góc phương vị hướng dốc g: - Góc phương vị ñường phương Hình 16-14 Góc dốc: góc hợp thành ñường hướng dốc ñường chiếu mặt nằm ngang: góc a ðó góc nhị diện mặt lớp mặt nằm ngang (hình 1615) Gao a [ 900 Các yếu tố nằm ñược thực ñịa ñịa bàn ñịa chất biểu thị theo quy ước viết ñịnh Ví dụ trường hợp hình vẽ trên, số liệu yếu tố nằm 2250 < 400 (có nghĩa góc có phương vị hướng dốc 2250, góc dốc 400 ðường phương suy cách 900 vào 2250) Các dạng nằm lớp ñá Gồm nằm ngang, nằm nghiêng, nằm thẳng ñứng a Thế nằm ngang: Phân bố ñịa tầng có lớp ñá nằm ngang chênh 1-20 (gần song song mặt nước tĩnh) (h.16-16) Góc dốc lớp quãng 00 ñến 10-20 ðặc tính loại lớp nằm cao có ñộ tuổi trẻ lớp nằm Trong lớp xuất lộ bờ dốc thoải có diện tích phân bổ lớn nơi có bờ dốc nghiêng lớn Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Comment [URG1]: Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh b Thế nằm nghiêng Loại phổ biến ña số ñá trầm tích sau hình thành ñều bị biến ñộng kiến tạo làm trạng thái nằm ngang nguyên thuỷ Vì gốc dốc từ vài ñộ ñến 900 Lớp nằm nghiêng gọi lớp nằm nghiêng (tilted stratum) Có vật liệu trầm tích lắng ñọng ñáy ban ñầu ñã nghiêng dốc lớp có dạng nằem nghiêng Loại gọi lớp nằm nghiêng nguyên thuỷ (h16-17) Nó có liên quan với ñáy ñịa hình ban ñầu bồn trầm tích phân bố co giới hạn Trong ñiều kiện biến ñộng kiến tạo bình thường, lớp trẻ nằm phía mặt nghiêng dốc (h16-18) Trong hình vẽ, theo thứ tự từ già ñến trẻ lớp a, b, c, d, e Cùng ñiều kiện bề dày nhau, diện tích xuất lộ lớp tuỳ thuộc theo ñộ dốc mặt ñịa hình vị trí mặt ñịa hình cắt vuông góc với lớp diện lộ lớp bé nhất, lúc ñó chiều ngang lộ lớp chiều dày thật lớp (vị trí A) (hình 16-19) vị trí khác B, C, D mặt ñịa hình diện lộ lớp thay ñổi ñều lớn chiều dày thật lớp Hình 16-19 b Thế nằm thẳng ñứng: Xuất lớp ñá thẳng ñứng (vertical stratum) a = 900 Thực tế dạng ñặc biệt nằm nghiêng (h16-20) Diện xuất lộ bé mặt ñịa hình nằm ngang, thoải IV Khái niệm biến dạng ñá Các ñá thể ñịa chất rắn, cứng Cũng giống vật rắn nào, chịu tác ñộng ngoại lực nội vật thể xuất nội lực, có ñại lượng ngoại lực phương hướng tác dụng ngược lại Nội lực lực tác dụng lẫn phận treong ñá Nội lực tác dụng ñơn vị diện tích gọi ứng suất (stress), ñơn vị tính kg/cm2 Người ta phân ứng suất tách, ứng suất nén ứng suất cắt Khi ứng suất vượt sức bền ñá làm cho ñá biến dạng, phá huỷ Sự biến dạng ñá trải qua giai ñoạn Giai ñoạn biến dạng dẻo: Sau xãy biến dạng, vỏ trái ñất giữ ñược liên tục liên kết ñất ñá hình dạng ñã bị thay ñổi Các lớp ñá bị uốn cong, nghiêng lệch, hình thành nếp uốn, nếp oằn, cấu tạo lồi lõm Giai ñoạn biến dạng phá huỷ: Sự phá hoại tăng lên, vỏ trái ñất bị ñứt vỡ, xê dịch, lớp ñất ñá bị phá huỷ, gãy ñứt, hẳn liên tục cấu tạo Những nhân tố có ảnh hưởng lớn ñến biến dạng vỏ trái ñất nhiệt ñộ, áp lực, thời gian kéo dài tác ñộng lực gây biến dạng kể phương thức tác ñộng lực (nhanh, chậm hay tức thời ñều ñặn), áp lực ñều hướng không ñẳng hướng Hình thái có ñược sau biến Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh dạng kết tổng hợp tác ñộng tất nhân tố Ví dụ ñá vôi ñiều kiện nhiệt ñộ, áp suất bình thường dòn, bị lực tác ñộng mạnh bị biến dạng phá huỷ, ñứt vỡ Nhưng ñá vôi chịu áp suất ñều khắp hướng 10 x 108 Pa bị ép nén (áp suất tương ñương vị trí sâu ñến 40km) bị nén nhỏ ñi 50% thể tích mà không bị phá vỡ Ngoài nhân tố nêu trên, qúa trình biến dạng vỏ trái ñất có gia tăng số thành phần khác dung dịch, khí v.v Như biến dạng xãy trái ñất vô phức tạp, chịu khống chế nhiều yếu tố Sự biến dạng gây biến ñổi nằm lớp ñá thể hai mặt lớn: biến dạng uốn nếp (biến dạng dẻo) biến dạng phá huỷ ñứt vỡ (biến dạng dòn) V Biến dạng uốn nếp cấu tạo nếp uốn Biến dạng uốn nếp biến dạng làm cho lớp ñá bị uốn cong hình thành nếp uốn (fold) Các lớp ñá không bị ñứt rời (h.16-21) Nếp uốn tuỳ mức ñộ biến dạng mà có nhiều kiểu hình thái Tuy nhiên phân hai loại nếp uốn bản: nếpuốn lồi nếp uốn lõm h.16-22 Nếp uốn lồi (anticline) nếp lồi, nếp uón mà lớp ñá phần trung tâm có tuổi già phần rìa Nếp uốn lõm (syncline) nếp lõm, nếp uốn có tính chất ngược lại với nếp uốn lồi, phần trung tâm trẻ phần rìa Trong tự nhiên lức nếp lồi phân bố núi nhô cao, trái lại hay gặp dạng ñịa hình núi cao lại nếp dạng lõm, nép dạng lồi lại nằm phía thung lũng (h16-22) xét tuý mặt hình thái mà không ý ñến tuổi ñá nếp uốn nhô lên ñược gọi nếp dạng lồi (anticlinoforme) nếp uốn lõm xuống gọi nếp dạng lõm (suyclinoforme) Các yếu tố nếp uốn (h.16-23) Nhân (core) nếp uốn phần trung tâm nếp uốn Cánh (limb) phần hai bên rìa nếp uốn Trong nếp uốn bình thườngg cách hai bên nhân nằm ñối Vòm (Hinge zone of fold) phần uốn cong nếp uốn chuyển tiếp từ cánh sang cánh khác Bản lề (Hinge of fold) nơi phân chia nếp uốn hai phần khác nhau, nơi chuyển tiếp từ cánh sang cánh Mặt trục nếp uốn (axial plane) mặt giả thiết phân chia nếp uốn hai phần Mặt mặt phẳng mặt uốn cong ðường trục nếp uốn giao tuyến mặt trục với mặt phẳng nằm ngang Góc cắm nếp uốn góc nghiêng dốc ñường lề ñối với mặt phẳng nằm ngang Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh Kích thước nếp uốn ñược quy ñịnh hình vẽ (h16-24) chiều rộng L; chiều cao H; chiều dài D (ño theo trục dài mặt nằm ngang) Mỗi nếp uốn có trục dài D trục ngắn N Một số hình thái nếp uốn thường gặp Căn theo hình thái nếp uốn qua mặt cắt ngang, nếp uốn có dạng với tên gọi ñịnh (hình 16-25) Cách biểu diễn nếp uốn: Nếp uốn ñược thể mặt cắt bình ñồ (mặt bằng) (h16-26) Tổ hợp nếp uốn Trên bình ñồ, nếp uốn xét theo phân bố trục, hợp thành dạng sau (hình 16-27) vùng ñá có thành phần muối ăn (sel gemme) người ta bắt gặp cấu tạo uốn nếp phức tạp lớp chứa muối chọc thủng lớp nằm tạo biến dạng kiến tạo ñặc biệt: cấu tạo ñiapia, ñiapir (L.Mrazec 1915) xuất phát từ chữ diaperein (từ Hy Lạp) có nghĩa xuyên thủng Như ñã biết, trọng lượng riêng muối nhỏ lớp ñá (trọng lượng riêng muối 2,15 cát kết sét 2,5) Các lớp nằm lớp muối dồn ép lớp muối làm cho ñùn lên tạo thành vòm dâng cao dần (có nơi tốc ñộ ñùn lên ñạt 1cm/năm) Kết lâu dần làm cho lớp ñá bị nứt nẻ, uốn nếp hình thành nếp uốn dạng ñặc biệt gọi nếp uốn ñiapia Cơ chế hình thành khái quát theo hình vẽ 16-29 Trong số trường hợp ñá lớp muối ñộ dẻo lớn Chẳng hạn sét, than bị dồn ép xuyên lên lớp ñá cứng nằm tạo cấu tạo ñi qua Tuổi hình thành nếp uốn Thời gian uốn nếp thời gian xãy chuyển ñộng kiến tạo Vì xác ñịnh tuổi uốn nếp cách dựa vào quan hệ mặt không chỉnh hợp có góc Hiện tượng uốn nếp xãy sau tuổi lớp ñá trẻ nằm mặt không chỉnh hợp xãy trước lớp ñá có tuổi già nằm mặt không chỉnh hợp có góc Ví dụ mặt cắt bên, nếp uốn xuất sau P trước T3 (hình 16-30) Ngoài sử dụng mối tương quan hình thái nếp uốn với cấu tạo khác (như ñứt gãy, thể xâm nhập, phun trào ) ñể xác ñịnh tuổi hình thành tương ñối chúng So sánh với tình hình ñịa chất khu vực lân cận luận ñoán khả thời gian xuất nếp uốn phù hợp với chuyển ñộng kiến tạo xãy lịch sử phát triển trái ñất VI Biến dạng phá huỷ ñứt vỡ Khi ứng suất lớn vượt xa giới hạn bền ñá biến dạng mạnh mẽ, vượt qua biến dạng ñàn hồi, biến dạng dẻo ñạt mức biến dạng Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh phá huỷ ñứt vỡ Có trình phát triển nhanh, từ biến dạng ñàn hồi ñi ñến phá huỷ ñứt vỡ; giai ñoạn biến dạng dẻo xãy ngắn Biến dạng phá huỷ có hai mức ñộ biểu hiện: a Biến dạng gây nứt nẻ ñá, nhiên phận bị phá huỷ xê dịch Kết biến dạng làm phát sinh khe nứt b Biến dạng gây ñứt vỡ với dịch chuyển rõ ràng, với quy mô từ nhỏ cho ñến hàng km kết biến dạng thành tạo loại ñứt gãy Khe nứt (joint): Sản phẩm biến dạng phá huỷ dịch chuyển lớp ñất ñá Người ta phân khe nứt kiến tạo loại khe nứt có liên quan với hoạt ñộng kiến tạo, phân bố vị trí khác cấu tạo, nếp uốn, tuỳ thuộc theo tình hình phân bố tác dụng lực kiến tạo khu vực Nếu khe nứt nhân tố ngoại lực tạo thành gọi khe nứt phi kiến tạo Về mặt hình thái chúng không khác với loại khe nứt nói Cũng kể vào loại khe nứt ñá macma ñược hình thành trình xâm nhập a Khe nứt kiến tạo ñá trầm tích: Nhìn mô khe nứt không lớn, nhiên có trường hợp chúng tạo nên mặt phẳng dài ñến vài mươi mét Chúng xuất thành chùm, thành mạng (hệ thống khe nứt) Cách xác ñịnh vị trí nứt tuỳ theo yêu cầu nghiên cứu sử dụng * Phân loại khe nứt theo hình thái học - Xét theo ñộ hở có loại khe nứt hở, khe nứt kín, khe nứt ẩm - Xét theo nằm có: khe nứt nằm ngang, khe nứt thoải (góc dốc 100 300), khe nứt dốc, khe nứt thẳng ñứng (góc dốc từ 800 - 900) - Xét theo tương quan phân bố không gian so với cấu tạo lớn có: khe nứt dọc, khe nứt ngang, khe nứt cắt chéo, khe nứt theo phương, theo hướng dốc, theo lớp * Phân loại khe nứt theo nguồn gốc: Có khe nứt kiến tạo, khe nứt phi kiến tạo, khe nứt nguyên sinh, khe nứt thứ sinh, thớ chẻ * Phân loại khe nứt theo tính chất học: có khe nứt tách (căng), khe nứt cắt, khe nứt ép dẹt b Khe nứt nguyên sinh ñá macma: Macma trình xâm nhập, di chuyển ñông nguội lại tạo nứt nẻ Phân chia khe nứt song song phương di chuyển macma (khe nứt song song dòng chảy), khe nứt thẳng góc với dòng chảy, khe nứt song song mặt chảy (mặt tiếp xúc với ñá vây quanh) khe nứt cắt chéo dòng chảy Các ñứt gãy (fault) ðứt gãy tượng ñứt vỡ có dịch chuyển làm liên kết ñất ñá Quy mô tù nhỏ (dịch chuyển quãng vài cm ñến vài mươi cm) cho ñến lớn (ñường ñứt gãy giản ñơn (1 lần xuất Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh hiện) cho ñến phức tạp (tái phát nhiều lần, nhiều hướng khác nhau) ðứt gãy có ý nghĩa quan trọng lĩnh vực ñịa chất Các yếu tố dứt gãy (h.16-31) bao gồm: Mặt ñứt gãy: mặt AA'BB' Mặt uón cong ðường ñứt gãy: ðường AA', BB' (ñường thẳng, ña số cong) Cánh (cánh treo); Bộ phận có khối BB'MN, nằm mặt ñứt gãy Hình 16-32 Cánh (cánh nằm): phận có khối AA'PQ nằm phía ñứt gãy Hướng dịch chuyển tương ñối: biểu thị Cự li dịch chuyển: ðoạn ab ðược phân chia ra: - Cự li dịch chuyển thực: ab - Cự li dịch chuyển ñứng: ac - Cự li dịch chuyển ngang: bc - Cự li dịch chuyển ñịa tầng: bd Các loại ñứt gãy thường gặp: (h16-32) - ðứt gãy thuận (normal fault): ñứt gãy có cánh trượt xuống, cánh ñẩy lên - ðứt gãy nghịch (reverse fault): ñứt gãy có cánh ñẩy lên, cánh trượt xuống - ðứt gãy chờm (chờm nghịch overthrust) loại ñứt gãy nghịch có góc a nhỏ 450 với cự li dịch chuyển lớn, thường ñi liền với uốn nếp Nó ñặc trưng cho miền cấu tạo uốn nếp Lớp phủ kiến tạo (lớp phủ chờm) (nappe structure) ñứt gãy chờm có quy mô lớn, góc a nhỏ, tương ñối thoải, mặt ñứt gãy lượn sóng uốn cong - ðứt gãy (strike - slip fault) ñứt gãy có hướng dịch chuyển ngang, mặt ñứt gãy ñứng, nghiêng nằm ngang - ðứt gãy sâu: Khác với ñứt gãy lớn có kích thước lớn, ñứt gãy sâu có quy mô lớn dài ñến hàng trăm hàng nghìn km mà xuyên sâu vào vỏ trái ñất ñến lớp SiMa, hoạt ñộng thường nhiều lần, bắt ñầu thường từ Paleozoi kéo dài ñến Nó có ý nghĩa lớn ñối với chế ñộ kiến tạo khu vực vỏ Trái ñất Ví dụ Việt Nam: ñứt gãy sông chảy, ñứt gãy sông Hồng Các ñứt gãy ñồng thời xuất thành tổ hợp ñịnh có tính quy luật Thường gặp: ðứt gãy dạng bậc thang: hệ thống gồm nhiều ñứt gãy thuận song song tạo thành dạng tam cấp bậc thang ðứt gãy dạng vảy (imbricate structure): Tổ hợp ñứt gãy nghịch tạo thành kiểu xếp lớn dạng vảy Chúng phản ánh dồn ép ngang khu vực mạnh mẽ Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh ðứt gãy ñồng tâm (cancentric faults): Tổ hợp ñứt gãy bình ñồ phân bố bao quanh ñiểm, khu vực nhỏ ðứt gãy dạng toả tia (phóng xạ) (radial faults): Tổ hợp ñứt gãy tạo thành sụt lún lớn (ñịa hào) vồng nâng lên (ñịa luỹ) Có dạng ñơn giản, có dạng phức tạp Hình 16-33 ðịa hào ñịa luỹ VII Một vài ý nghĩa thực tế ñối với nghiên cứu nếp uốn, khe nứt, ñứt gãy Các cấu tạo biến dạng thứ sinh có ý nghĩa quan trọng lĩnh vực ñịa chất, lý luận thực tiến Chỉ nêu ñôi nét nếp uốn: khoáng sản trầm tích vùng uốn nếp bị uốn lượn theo Có hiểu phân bố, ñặc ñiểm cấu tạo nếp uốn hiểu ñược quy luật phân bố khoáng sản, ñánh giá ñúng ñược trữ lượng (ví dụ apatit Lao Cai, than Quảng Ninh v.v ) - Vòm nếp uốn thường có nhiều nứt nẻ, tạo thuận lợi cho tạo khoáng nội sinh - Vòm nếp lồi thuận lợi cho chứa dầu khí Tìm dầu khí cấu tạo lồi khe nứt: khe nứt ñường thuận lợi ñể dẫn quặng Cũng ñiều kiện cho việc chứa nước dẫn nước ñi nơi khác (ví dụ tầng ñá bazan Tây Nguyên phần phong hoá có nhiều khe nứt chứa nhiều Ví dụ khe nứt ñới nứt nẻ móng mà tìm kiếm tăng thêm sản lượng khai thác dầu) Theo dỗi xuất khe nứt ngoại sinh ñể biết ñược ổn ñịnh công trình ñề phòng tai biến v.v ñứt gãy: ñặc biệt quan trọng - ðứt gãy làm cho lớp quặng lặp trở lại quặng - ðứt gãy làm cho nước chắn giữ nước (cũng có tác dụng ñối với dầu khí) Có ý nghĩa thực tiễn ñối với tìm kiếm nước ngầm - Có tầm quan trọng lớn ñối với công trình - Nhiều khoáng sản nội sinh liên quan chặt chẽ với phân bố ñứt gãy (ví dụ V.N) v.v Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế Bài Giảng ñịa chất ñại cương Tiến sĩ: Nguyễn Văn Canh Convert to pdf by Phúc Tùng ðại học Khoa Học Huế