Thạch học là một môn khoa học chuyên nghiên cứu về đá. Nội dung nghiên cứu gồm: Thành phần hóa học, thành phần khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo, đặc điểm dạng nằm, sự phân bố, nguồn gốc, khoáng sản liên quan và công dụng thực tiễn của đá.
BÀI MỞ ĐẦU Khái niệm thạch học, đá phân loại đá 1.1 Thạch học gì? Thạch học môn khoa học chuyên nghiên cứu đá Nội dung nghiên cứu gồm: Thành phần hóa học, thành phần khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo, đặc điểm dạng nằm, phân bố, nguồn gốc, khoáng sản liên quan công dụng thực tiễn đá Khái niệm đá: Đá tập hợp khoáng vật tự nhiên có thành phần cấu tạo xác định, thành tạo kết trình địa chất chúng thể địa chất nằm độc lập vỏ Trái Đất Rozenbut (1898) nhà bác học Đức quy định thể địa chất độc lập phải có điều kiện sau: 1/ Thể phải phân biệt rõ với khối (đá) vây quanh chứng tỏ nguồn gốc thành tạo phải trình địa chất riêng (nghĩa phải có dạng nằm đặc trưng vỏ Trái Đất) 2/ Vật chất tạo nên thể có thành phần xác định (thành phần khoáng vật hoá học) khác biệt với thành phần vật chất khối bao quanh, nghĩa vật chất tạo nên thể lấy trực tiếp từ thành tạo bao quanh 3/ Bản chất vật chất thành tạo nên thể (tức thành phần khoáng vật), cách thức kết hợp vật chất (kiến trúc) khoảng không gian chiếm (dạng địa chất) phải phụ thuộc cách nhân vào tượng địa chất phát sinh A N Zavaritxki đưa định nghĩa cụ thể đá sau: “ đá tập hợp khoáng vật tự nhiên (và phần thủy tinh), gồm chủ yếu nguyên tố sinh đá”, tức hợp phần thông thường khoáng vật nhóm silicat Những nguyên tố sinh đá gồm O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, chiếm 99% trọng lượng vỏ Trái Đất Theo định nghĩa thực tế địa chất tập hợp khoáng vật tạo nên thể địa chất độc lập gọi đá Ví dụ: gọi “đá” cho quặng kim loại nặng, thân quặng đạt đến kích thước đáng kể - Đá loại khoáng vật tạo nên gọi đá đơn khoáng Ví dụ: Đá vôi, thành phần khoáng vật chủ yếu canxit - Đá nhiều loại khoáng vật tạo nên gọi đá đa khoáng Ví dụ: Đá granit, thành phần khoáng vật chủ yếu Fenpat, thạch anh, mica Muốn xác định tên đá ta phải dựa vào nhiều yếu tố, quan trọng dựa vào thành phần khoáng vật, kiến trúc đá Do tỷ lệ khoáng vật đá không cố định nên biểu thị đá công thức hóa học Phân loại đá: Căn vào nguồn gốc điều kiện địa chất thành tạo chúng mà người ta chia thành nhóm đá chính: 3.1 Đá magma: Thành tạo đông đặc mặt hay sâu dung thể silicat nóng chảy 3.2 Đá trầm tích: Thành tạo điều kiện ngoại sinh bề mặt, từ sản phẩm phá hủy đá thành tạo trước (như vật liệu vụn hóa học, hữu cơ), với nhiệt độ áp suất thấp 3.2 Đá biến chất: Là sản phẩm tái kết tinh đá có trước nguồn gốc nào, điều kiện nội sinh nhiệt độ áp suất tăng cao vỏ Trái Đất (tái kết tinh môi trường cứng) Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh Tính theo trọng lượng vỏ Trái Đất, có khoảng 95% đá magma đá biến chất, lại 5% đá trầm tích Mỗi loại đá thành tạo điều kiện địa chất định, chúng khác thành phần khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo, đặc điểm thể nằm, khoáng sản liên quan Mặc dù nhóm đá khác nhau, ta nghiên cứu loại đá cần phải giải vấn đề sau: Đá gặp tự nhiên nào? Tức vấn đề dạng nằm quan hệ với đá khác Đá tạo nên gì? Tức thành phần khoáng vật đá Các phần tử hợp thành xếp nào? Tức vấn đề kiến trúc cấu tạo đá Ý nghĩa việc nghiên cứu thạch học Một nhiệm vụ quan trọng thạch học nghiên cứu mối quan hệ đá khoáng sản Đa số trường hợp đá môi trường chứa quặng, nước khoáng, dầu khí; số loại đá lại khoáng sản (đá vôi, cát, bazan dùng làm luyện gang; đolomit dùng làm chất trợ dung luyện kim); đối tượng khai thác apatit photphorit, bauxit, đá xây dựng đá trang sức; cuối đá móng cho công trình xây dựng Có trường hợp đá khoáng sản có mối liên quan với chặt chẽ chúng thành tạo qúa trình địa chất Vì thạch học môn khoa học địa chất, môn học sở mà nhà địa chất, địa chất công trình người làm việc có liên quan tới đá cần phải có kiến thức Từ cần phải nhấn mạnh việc nghiên cứu thạch học có ý nghĩa mặt khoa học có ý nghĩa thực tiễn lớn Trước tiên ý nghĩa thực tiễn chỗ trình điều tra địa chất thăm dò tất giai đoạn, từ giai đoạn đo vẽ đồ địa chất tỷ lệ nhỏ đến giai đoạn thăm dò chi tiết khoáng sản điều phải tiến hành nghiên cứu thạch học để xác định xác đá, giải thích điều kiện thành tạo chúng mối liên quan có với trình hình thành khoáng sản Lĩnh vực thứ hai việc ứng dụng thạch học vào công tác tìm kiếm thăm dò nghiên cứu đá bị biến đổi thành tạo thân khoáng gây nên Các biến đổi gần quặng dấu hiệu quan trọng để tìm kiếm khoáng sản loại Cuối ứng dụng thực tiễn thạch học sử dụng dấu hiệu thạch học để tìm kiếm khoáng sản Đó quy luật cộng sinh kiểu đá với kiểu khoáng sản định Ví dụ: - Dầu mỏ, than đá thường liên quan đến đá trầm tích nên không tìm chúng đá magma - Quặng thiếc, vonframit thường liên quan đến đá magma axit; kim cương liên quan với đá kimbeclit Ngoài ra, thân đá vật liệu xây dựng tốt đá granit làm vật liệu xây dựng, quăczit làm gạch chịu lửa,… Phương pháp nghiên cứu thạch học Có nhiều phương pháp nghiên cứu đá phương pháp nghiên cứu trời phương pháp nghiên cứu phòng Phương pháp nghiên cứu trời: Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh Tiến hành nghiên cứu đá mối quan hệ chúng với thực địa nhờ vết lộ tự nhiên, công trình khai đào lỗ khoan Mục đích giải thích đặc điểm đá, dạng nằm, đặc điểm giám định mắt thường đá (thành phần khoáng vật cấu trúc) Mỗi nhận xét phải ghi vào bên trái sổ nhật ký, bên phải để vẽ hình cần thiết Các loại đá khác phải lấy mẫu theo kích thước x x cm hay x x 12 cm Mẫu lấy phải tươi, nghĩa chưa bị phong hóa Ngoài lấy mẫu quang phổ, lát mỏng để phân tích phòng theo kích thước x x cm, lấy mẫu phân tích tuổi tuyệt đối, phân tích hóa học,… Kết mặt địa chất phải thể đồ địa chất, sơ đồ địa chất, lát cắt địa chất, hình vẽ, ảnh, mẫu Phương pháp nghiên cứu phòng: Phương pháp thông dụng để nghiên cứu đá phòng phương pháp kính hiển vi phân cực, chủ yếu xác định thành phần, kiến trúc, cấu tạo, tỷ lệ khoáng vật Ngoài sử dụng nhiều phương pháp khác như: Phân tích quang phổ để xem đá có nguyên tố hóa học nào; phương pháp xạ để tính tuổi tuyệt đối đá; phương pháp nhúng, nhiệt, quang phổ, rơngen để xác định xác số quang học khoáng vật Ngoài sử dụng phương pháp chuyên môn để nghiên cứu tính chất vật lý đá độ cứng, độ lỗ rỗng, từ, … có ý nghĩa việc nghiên cứu địa chất công trình, địa chất thủy văn địa vật lý, độ thấm, độ chứa Tóm lại: Việc kết hợp nghiên cứu trời nghiên cứu phòng giúp ta xác định xác tên đá, nguồn gốc thành tạo, khoáng sản liên quan, tuổi, diện phân bố đá Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh PHẦN THỨ NHẤT: THẠCH HỌC MAGMA Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ CÁC ĐÁ MAGMA 1 Khái niệm đá magma 1 Định nghĩa đá magma Đá magma loại thành tạo đông đặc kết tinh dung thể silicat nóng chảy gọi magma Khối magma nóng chảy có thành phần phức tạp, chủ yếu silicat, magma oxit, sunfua cacbonat chứa chất bay (CO2, F, Cl, OH,…) hòa tan Cần phân biệt magma dung nham (lava): Magma dung thể silicat có thành phần phức tạp, chủ yếu silicat, magma oxit, sunfua cacbonat chứa chất bay (CO2, F, Cl, OH,…) hòa tan Dung nham dung thể silicat trào lên bề mặt vỏ Trái Đất, phân biệt với magma hàm lượng hợp phần bay hơi, chất bốc nhỏ 1 Phân loại đá magma: Tùy theo điều kiện thành tạo người ta chia đá magma làm loại: 1 2.1 Đá magma xâm nhập (đá sâu): Là loại đá thành tạo khối magma xuyên lên chưa tới bề mặt vỏ Trái Đất đông đặc, nhiệt độ giảm chậm nên khoáng vật đá có đủ thời gian kết tinh, tạo thành đá có kiến trúc toàn tinh hạt từ thô đến mịn 1 2 Đá magma phun trào: Là loại đá thành tạo khối magma phun lên mặt vỏ Trái Đất đông đặc Đá phun trào thường có hai phần rõ rệt: Những tinh thể lớn, có hình dạng rõ ràng gọi là: Ban tinh, chúng thành tạo sâu magma chưa trào lên tới bề mặt vỏ Trái Đất Phần gồm thủy tinh, tinh thể nhỏ (vi tinh): Nền thành tạo sau magma trào lên bề mặt vỏ Trái Đất, nhiệt độ giảm nhanh chóng nên nên khoáng vật không kịp kết kết tinh kết tinh không rõ ràng, mắt thường không quan sát khoáng vật 1 Đá nông (đá mạch): Là đá trung gian hai loại đá sâu đá phun trào Thành phần vật chất đá magma Thành phần vật chất đá magma biểu hai hình thức khác nhau: Thành phần khoáng vật thành phần hóa học Thành phần hóa học: Có thể gặp nhiều nguyên tố đá magma với tỷ lệ bất kỳ, phân bố chúng đá lại khác Những nguyên tố thường gặp phổ biến oxy silic, oxy chiếm đến nửa trọng lượng nguyên tố khác Chính tuyệt đại đa số đá magma silicat tạo nên Các nguyên tố thường gặp phổ biến khác sau O Si Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, H, nguyên tố tạo đá Những oxit có hàm lượng không 1% đá gọi hợp phần (oxit) tạo đá gồm: SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, Na2O, K2O, H2O-, H2O+ Ký hiệu H2O- lượng nước bốc ta nung đá nhiệt độ 105 – 110 0C (viết H2O-110), (bảng 1) Ngoài ra, oxit chứa đá với hàm lượng nhỏ gọi hợp phần thứ yếu như: MnO, P2O5, TiO2, ZrO2, BaO, SrO, CO2, Cl, F Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh Các oxit đá magma thay đổi có quy luật, tỷ lệ SiO2 tăng tỷ lệ FeO, MgO giảm Bảng 1: Hàm lượng trung bình oxit phổ biến đá magma theo Klark Oasinton Oxit Hàm lượng trung bình, Hàm lượng giới hạn, (% trọng lượng oxit) (% trọng lượng oxit) SiO2 59,12 35 - 80 Al2O3 15,34 - 25 Fe2O3 3,08 - 10 FeO 3,80 - 15 MgO 3,49 - 40 CaO 5,08 - 15 Na2O 3,82 - 15 K2O 3,13 - 15 H2O 1,15 0,3 2 Thành phần khoáng vật đá magma: Thành phần khoáng vật đá magma phức tạp, có nhiều cách phân loại, cụ thể sau: 2.1 Dựa vào vai trò tạo đá chia làm loại: - Khoáng vật chính: Chiếm chủ yếu đá (> 5% tổng số khoáng vật đá) thạch anh, fenpat, nephelin, mica, amphibon, pyroxen, olivin Ví dụ: Trong đá granit thạch anh khoáng vật chủ yếu, loại đá khác thứ yếu - Khoáng vật thứ yếu: Chiếm đá < 5% - Khoáng vật phụ: Chiếm khối lượng ít, vài % đá hợp phần thường xuyên chúng Các khoáng vật phụ thường gặp ziacon, apatit, titanit, ruti, octit,… Đôi đá có khoáng vật quặng manhetit, titanomanhetit, inmenit, cromit, pyrit, pyrotin 2 Dựa vào nguồn gốc thành tạo chia làm loại: - Khoáng vật nguyên sinh: Là khoáng vật thành tạo trực tiếp từ dung thể magma Ví dụ: Thạch anh, fenpat, pyroxen, olivin,… - Khoáng vật thứ sinh: Là khoáng vật thành tạo biến đổi nhiệt dịch đá thay khoáng vật nguyên sinh Các khoáng vật thứ sinh thường gặp đá magma anbit, epidot, xerixit, clorit, secpentin, tan, kaolin 2 Dựa vào thành phần hóa học chia làm nhóm: - Nhóm khoáng vật salic (Từ “salic” ghép từ hai chữ đầu nguyên tố Si Al): khoáng vật chứa nhiều silic nhôm, thường khoáng vật sáng màu thạch anh, fenpat, nephelin, mutcovit - Nhóm khoáng vật femic (hay mafic): Chủ yếu gồm khoáng vật chứa sắt manhe, thường khoáng vật sẫm màu olivin, pyroxen, amfibon, biotit - Nhóm khoáng vật kiềm: Là khoáng vật giàu Na K, chia làm loại: + Kiềm sáng màu: Anbit, fenpat K, nephelin, leuxit + Kiềm sẫm màu: Amfibon kiềm, pyroxen kiềm Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 2 Các khoáng vật thường gặp đá magma: Khoảng 90% khoáng vật đá magma thuộc loại sau: Fenpat, thạch anh, pyroxen, amfibon, olivin, mica, nephelin, leuxit, manhetit, apatit 2 Quy luật cộng sinh khoáng vật đá magma: Khác với đá trầm tích, khoáng vật đá magma kết hợp với ngẫu nhiên, mà cộng sinh khoáng vật định thành phần hóa học magma điều kiện hóa lý định Thạch anh mặt đá nghèo silic đá giàu kiềm cộng sinh với nephelin, leuxit, thấy với olivin Sở dĩ chúng có phản ứng sau: Na[AlSiO4] + SiO2 = Na[AlSi3O8]: Anbit Na[AlSi2O6] + SiO2 = K[AlSi3O8]: fenpat (Mg, Fe)2 [SiO4] + SiO2 = (Ma, Fe)2 [Si2O6: pyroxen Chỉ trường hợp đặc biệt, olivin kết tinh trước mà không bị biến đổi, sau thạch anh kết tinh giai đoạn cuối, lúc ta thấy olivin thạch anh Mutcovit không xuất khoáng vật nguyên sinh với pyroxen amfibon Trong đá giàu natri thường biotit bị thay pyroxen amfibon Granit thường chứa biotit, đá trung tính syenit diorit thường chứa amfibon gabro chứa pyroxen Vì amfibon biotit có chứa gốc hydroxyl, điều kiện kết tinh chúng đa phun trào không thuận lợi, đá phun trào chúng bị phá hủy bị thay augit hypesten Trong đá sâu giàu silic, amfibon thường có màu lục, nâu; đá bazic, amfibon thường có màu nâu Pyroxen amfibon giàu natri gặp đá magma giàu kiềm, nghĩa thừa kiềm để tạo thành silicat kiềm nhôm Do đá có quy luật cộng sinh định, quy luật giúp ích cho việc xác định khoáng vật đá Kiến trúc cấu tạo đá magma Kiến trúc đá magma: 1 Định nghĩa: Kiến trúc đá theo nghĩa rộng toàn dấu hiệu xác định đặc điểm hình thái hợp phần quan hệ không gian chúng với Theo nghĩa hẹp, kiến trúc bao gồm dấu hiệu quy định trình độ kết tinh, kích thước, hình dạng tinh thể, quan hệ tương hỗ chúng với chúng với thủy tinh Kiến trúc phụ thuộc vào mức độ nguội lạnh magma, thành phần bay chúng Đá giàu chất bay hơi, tốc độ nguội lạnh chậm kết tinh tốt Phân loại kiến trúc: - Căn vào trình độ kết tinh hợp phần: phân làm loại: Kiến trúc toàn tinh: đặc trưng đá magma hoàn toàn gồm hợp phần kết tinh không chứa thủy tinh Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh Kiến trúc thủy tinh: thành phần đá hoàn toàn thủy tinh Kiến trúc nửa thủy tinh (nửa kết tinh): đá có hợp phần kết tinh hợp phần không kết tinh (thủy tinh) Kiến trúc đặc trưng cho đá phun trào - Căn vào kích thước tương đối tinh thể (hạt tinh thể): Phân làm loại: Kiến trúc hạt đều: khoáng vật đá có kích thước Kiến trúc hạt không đều: phân làm loại: Kiến trúc dạng pocfia (dạng ban): Ban tinh hạt nhỏ, kích thước ban tinh lớn vài lần so với thích thước Kiến trúc dạng pocfia điển hình cho đá kết tinh điều kiện sâu vừa Kiến trúc pocfia (nổi ban): Gần giống kiến trúc dạng pocfia đặc trưng có ban tinh khác chỗ ban hạt mịn (gồm khoáng vật vi tinh, ẩn tinh thủy tinh) Dưới kính hiển vi phân biệt khoáng vật Trong trường hợp có kiến trúc kết tinh hoàn toàn (vi tinh) Nếu trường hợp có thủy tinh có kiến trúc nửa thủy tinh Kiến trúc không ban tinh (afia): Đá có ban tinh - Căn vào kích thước tuyệt đối hạt tinh thể: Phân làm loại: Kiến trúc hiển tinh: Các hạt riêng biệt nhìn thấy mắt thường Dựa vào độ lớn hạt hiển tinh, chia làm loại sau: - Kiến trúc hạt thô (lớn): đường kính lớn 5mm (Þ > 5mm) - Kiến trúc hạt vừa: Þ = - 5mm - Kiến trúc hạt nhỏ: Þ < 1mm Kiến túc ẩn tinh: Các phần tử hợp thành đá thấy mắt thường Nếu kính hiển vi phân biệt ranh giới hạt gọi kiến trúc vi tinh, không phân biệt với gọi kiến trúc ẩn tinh - Căn vào trình độ tự hình khoáng vật: Phân làm loại: Kiến trúc toàn tự hình: tất khoáng vật đá có hình dạng tự hình Kiến trúc toàn tha hình: khoáng vật tạo nên đá có hình dạng tha hình (méo mó) Kiến trúc nửa tự hình: số tinh thể có hình dạng biểu rõ, số tinh thể khác tha hình Cấu tạo đá Định nghĩa: Cấu tạo đá đặc điểm phân bố, xếp thành phần đá không gian Cấu tạo đá magma biểu yếu tố sau: Các nguyên nhân bên liên quan đến đặc điểm kết tinh đá Anh hưởng yếu tố bên trọng lực, chuyển động magma, dòng đối lưu áp lực phía 2 Phân loại: Cấu tạo khối đồng nhất: Đặc trưng phân bố đồng khoáng vật toàn khối đá, định hướng tất phận giống Cấu tạo dị li (taxit): Các khoáng vật phân bố không đặn, khác thành phần lẫn kiến trúc Cấu tạo dòng chảy: Các khoáng vật xếp định hướng theo dòng chảy (nguyên nhân lực ép hai bên di chuyển magma) Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh Cấu tạo cầu: Các khoáng vật thường xếp theo khối đồng tâm xung quanh vài tâm Các lớp đồng tâm phân biệt với thành phần màu sắc Loại cấu tạo thường gặp đá xâm nhập đá phun trào Cấu tạo dải: Đặc trưng xen kẻ dải khoáng vật sáng màu sẫm màu có thành phần khác Cấu tạo lỗ hổng: Phát sinh dung nham đông đặc có thoát khí dạng giọt để lại lỗ hổng có dạng cấu tạo dạng elipxoit Nếu thể tích đá vượt thể tích lỗ hổng gọi cấu tạo bọt Nếu thể tích đá thể tích lỗ hổng, vách lỗ hổng mỏng gọi cấu tạo tổ ong Cấu tạo hạnh nhân: Thành tạo lỗ hổng lấp đầy khoáng vật thứ sinh Khoáng vật lấp đầy lỗ hổng thường clorit, epiđot, canxit, thạch anh,… Dạng nằm đá magma Dạng nằm đá magma yếu tố quan trọng phản ánh điều kiện thành tạo đá magma, chúng phụ thuộc vào nguồn gốc, thành phần, điều kiện kết tinh đá magma Do dựa vào nguồn gốc thành tạo, hay dựa hình dạng quan hệ chúng với đá vây quanh, người ta phân loại dạng nằm đá magma Dạng nằm đá magma nông (đá mạch): Các thể tiêm nhập chỉnh hợp: - Thể vỉa (sila): magma có áp lực xuyên vào khoảng hai lớp đá (hình 1d) - Thể nấm (lacolit): có dạng thấu kính dày lồi phần trên, không phá hủy tính phân lớp đá vây quanh (hình 1a, b) - Thể chậu (lopolit): coi thể thấu kính lớn phần trung tâm bị lõm xuống, song không phá hủy tính phân lớp đá vây quanh (hình 1c) - Thể thấu kính (phacolit): có dạng thấu kính với kích thước khác nhau, thường nằm phần nhân nếp uốn (phức nếp lồi phức nếp lõm) tầng biến vị mạnh Các thể tiêm nhập không chỉnh hợp: - Thể tường (thể đai cơ): thể lớp hay nhánh, phát sinh magma lấp đầy khe nứt cắt qua đá vây quanh Chiều dài thể tường đến vài mét, tới vài kilomet, bề dày trung bình từ vài centimét đến vài mét - Thể mạch - Thể nhánh - Thể cổ: thành tạo kết lấp đầy dung nham họng núi lửa (thể họng) - Thể mạch hình nón: Thành tạo xung quanh miệng núi lửa kết qủa phun lên nhiều lần dung nham xen kẻ với sản phẩm vụn núi lửa bụi, tro, bom,… Ngoài có số loại gặp như: Thể phiễu, thể nem, thể rìu, thể liềm, thể thẹo Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh Hình 1: Các thể tiêm nhập chỉnh hợp a, b- thể nấm, c- thể chậu, d- thể vỉa, e- xâm nhập thành hệ: 1- Đá xâm nhập, 2- trầm tích cát, 3- đá phiến biến chất Dạng nằm đá magma sâu: Thể cán (stok): Diện tích 100 – 200 km2, đẳng thước (có dạng tròn elip) theo tiết diện ngang, cắt qua tầng vây quanh có dạng lớp, độ sâu liên hệ với batolit (hình 2) Hình 2: Theå caùn Thể (batolit): Theo R Deli (1936) batolit dạng khối xâm nhập không chỉnh hợp (như granit) Diện tích hàng trăm km đến hàng ngàn km km2 Người ta dự đoán batolit thể không đáy, phủ nhận (hình 3) Hình 3: Sơ đồ thể xâm nhập batolit granit Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 1- granit; 2- trầm tích cát – sét; đá phiến biến chất Dạng nằm đá phun trào: Vòm phủ: Được thành tạo dung nham magma có thành phần trung tính axit, chứa nhiều kiềm, độ nhớt cao chứa nhiều SiO thành phần bay Khi phun lên không chảy tỏa mà mọc lên thành vòm, dạng kim Lớp phủ: Là thể dải có diện phân bố rộng, bề dày mỏng, thường thành tạo dung nham magma bazơ (bazan) có hàm lượng SiO thấp, độ nhớt thấp, dễ linh động Diện tích khoảng 100 – 1000km2, bề dày vài mét đến vài trăm mét Thể dòng: Có dạng dòng chảy kéo dài, bề dày tương đối nhỏ, thành tạo đông cứng dung nham, chủ yếu sườn dốc núi lửa, lấp đầy thung lũng mương xói dung nham Thành phần dung nham định hình dạng kích thước dòng Dòng dung nham axit thường dày (do có độ nhớt cao), ngược lại dòng dung nham bazơ mỏng kéo dài (độ nhớt thấp) a) b) Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 10 hình, thấy khoáng vật tự hình Dựa vào hình dạng kích thước kiến trúc biến tinh lại phân dạng khác nhau, sau: • Kiến trúc hạt biến tinh: Khi khoáng vật tạo nên đá có dạng đẳng thước, kích thước tương đối nhau(còn gọi kiến trúc men rạn, kiến trúc sừng) • Kiến trúc vảy biến tinh: Đặc trưng cho đá gồm chủ yếu khoáng vật dạng vảy, Ví dụ: Tan, clorit, mica • Kiến trúc que biến tinh: Gồm khoáng vật dạng que xếp gần song song • Kiến trúc sợi biến tinh: Gồm khoáng vật dạng sợi xếp gần song song • Kiến trúc ban biến tinh: Gồm khoáng vật hạt lớn hạt mịn • Kiến trúc vảy hạt biến tinh: Gồm khoáng vật dạng vảy, hạt xen kẽ Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 58 Cấu tạo đá biến chất: (hình 13 4a, b, c) Gồm loại: Cấu tạo tàn dư cấu tạo biến chất 1/ Cấu tạo tàn dư (cấu tạo sót): Là cấu tạo đá nguyên thủy sót lại đá biến chất Thường gặp đá biến chất trình độ thấp Ví dụ: - Đá trầm tích bị biến chất thấy cấu tạo phân lớp tàn dư - Đá magma thấy cấu tạo hạnh nhân tàn dư, khối tàn dư 2/ Cấu tạo đá biến chất: Là cấu tạo hình thành trình biến chất Tùy thuộc vào điều kiện biến chất mà đá biến chất có cấu tạo khác - Cấu tạo khối: Đặc trưng tính đồng phân bố đồng tất khoáng vật đá Cấu tạo hình thành không chịu tác dụng áp suất định hướng, gặp biến chất tiếp xúc trao đổi biến chất nhiệt động sâu - Cấu tạo phân phiến: Đặc trưng cho đá chịu tác dụng áp suất định hướng mạnh Đá bị ép thành phiến mỏng xếp song song với Thành phần kiến trúc phiến giống khác Đá tách thành mỏng nhờ định hướng song song khoáng vật biến chất như: Mica, hocblen, pyroxen Trong cấu tạo phân phiến chia loại sau: • Cấu tạo phân phiến thường: Đặc trưng cho đá biến chất trình độ thấp như: Filit đá phiến xerixit – clorit • Cấu tạo phân phiến kết tinh: Đặc trưng cho đá biến chất trình độ cao Đá có hạt độ thô hơn, phổ biến khoáng vật định hướng song song với bề mặt phân phiến như: Mica, silimanit, đisten Mặt phân phiến lượn lớn • Cấu tạo gơnai: Là dạng cấu tạo phân phiến kết tinh phổ biến đá biến chất, có đặc điểm khoáng vật xếp song song có tính phân phiến yếu, mặt phân phiến rõ, khó tách thành phiến mỏng Kích thước hạt từ trung đến thô • Cấu tạo dạng mắt, thấu kính: Khoáng vật dạng mắt, thấu kính bao gồm: thạch anh, fenpat xếp định hướng; khoáng vật sẫm màu mica silimanit xếp định hướng uốn lược xung quanh • Cấu tạo vi uốn nếp: Bề mặt phân phiến đá bị vò nhàu, tạo nên uốn nếp nhỏ • Cấu tạo buđina(Cấu tạo khúc dồi): Cấu tạo thể đá có thành phần không đồng nhất, bị nén ép đứt thành đoạn khúc dồi, khoáng vật mịn bao bọc xung quanh Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 59 - Cấu tạo phân dải: Đá gồm nhiều dải song song với nhau, dải khác tỷ lệ khoáng vật màu hay kích thước hạt Giữa dải mặt phân lớp, không tách dải tính phân lớp tính phân phiến - Cấu tạo micmatit: Đặc trưng cho đá siêu biến chất, thể đá gồm phận: Mica có thành phần thạch anh fenpat đá biến chất cao, hình thái phức tạp 5 Phân loại đá biến chất cách gọi tên đá biến chất 5 Các đơn vị phân loại tiêu chuấn phân chia: 1/ Lớp đá: Là đơn vị phân loại cao đá biến chất, tiêu chuẩn phân chia dựa vào yếu tố biến chất Mỗi lớp đá sản phẩm dạng biến chất Các đá biến chất có dạng biến chất sau: - Dạng biến chất cà nát: Là dạng biến chất thành tạo áp suất định hướng gây nên, phát triển đới đứt gãy - Dạng biến chất tiếp xúc nhiệt: Chủ yếu nhiệt độ khối magma gây - Dạng biến chất trao đổi tiếp xúc: Xảy xung quanh khối magma, tác dụng nhiệt độ, đá chịu tác dụng thay đổi thành phần, magma đá vây quanh có thay đổi Khi trình trao đổi xảy thân khối magma dung thể khí lỏng thoát từ khối đá gọi gọi tự biến chất Trong trường hợp dung thể khí lỏng xa khối magma tác dụng vào đá vây quanh, trao đổi thành phần với chúng gọi biến chất trao đổi Đôi người ta gọi biến chất nhiệt dịch - Dạng biến chất nhiệt động: Chịu tác động nâng cao đồng thời nhiệt độ áp suất Nhiều trường hợp có tham gia dung dịch biến chất Dựa vào quy mô chia biến chất khu vực biến chất địa phương Siêu biến chất trường hợp đặc biệt biến chất nhiệt động có kèm theo tái nóng chảy đá 2/ Nhóm đá: Dựa vào trình độ biến chất lớp đá khác nhau, ta chia nhóm đá khác Một nhóm tương ứng với trường hay nhiều trường biến chất Ví dụ: Lớp đá biến chất nhiệt phân làm nhóm, tương ứng với tướng Tên gọi nhóm đá gọi theo tên đá đặc trưng Ví dụ: Lớp đá biến chất nhiệt gồm: - Nhóm đá phiến đốm vết - đốm sần - Nhóm đá sừng - Nhóm đá b khít 3/ Họ đá: Dựa vào thành phần hóa học, người ta chia đá nguyên thủy họ: * Họ đá sét: bao gồm đá sét: Sét kết, bột kết giàu ximăng sét * Họ đá bazơ: Bao gồm đá bazơ, trung tính, đá trầm tích macnơ(sét vôi) loại đá tuf chúng * Họ đá thạch anh, fenpat: Gồm đá magma granitoit; đá trầm tích: Silixit, cát kết * Họ đá cacbonat: Gồm có đá vôi, đolomit * Họ đá giàu manhe: Gồm đá magma siêu mafic, đá trầm tích giàu manhe Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 60 * Đá: Là đơn vị phân loại nhỏ nhất, đá xác định thành phần hoá học, khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo 5 Cách gọi tên đá: Hiện gọi tên đá theo quy ước 1/ Gọi theo cấu tạo, sau đá kèm theo tên khoáng vật: Ví dụ: Đá sừng gọi theo tên cấu tạo sừng như: Đá sừng coocđierit hay đá phiến xerixit – clorit, đá gơnai 2/ Gọi tên theo thành phần khoáng vật: Ví dụ: - Quăczit(quacz thạch anh) - Canxit fia(chủ yếu canxit) 3/ Dùng tiếp đầu ngữ: “Octo” để đá nguyên thủy đá magma, para để đá nguyên thủy đá trầm tích Tiếp đầu ngữ “ meta” đá magma phun trào đá chớm bị biến chất Ví dụ: Metabazan Tiếp đầu ngữ “apo” đá magma xâm nhập chớm bị biến chất Ví dụ: Apogranit 4/ Gọi tùy tiện: Ví dụ: Đá skacnơ, granitogơnai Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 61 Chương 6: MÔ TẢ ĐÁ BIẾN CHẤT Biến chất động lực (Biến chất cà nát) 1 Đại cương: Biến chất động lực dạng biến chất chủ yếu chịu tác dụng áp suất định hướng gây nên Nó xảy độ sâu không lớn dọc theo đứt gãy Dưới tác dụng áp suất định hướng, đá nguyên thủy bị vỡ vụn, cà nát làm thay đổi kiến trúc cấu tạo; thành phần hóa học khoáng vật không bị thay đổi Tuy nhiên dọc theo đứt gãy dung dịch nhiệt dịch thường hoạt động mạnh làm cho khoáng vật nguyên thủy thường bị biến đổi thứ sinh như: Clorit hóa, xerixit hóa, … Các khoáng vật khác chịu tác dụng áp suất định hướng khác Ví dụ như: Cùng chịu tác dụng áp suất định hướng nhau, đá dòn cát kết, granit bị vỡ vụn, đá dẻo đá sét bị phân phiến mỏng Phân loại mô tả: Tùy theo trình độ cà nát mạnh hay yếu, phân biệt đá biến chất cà nát sau: Dăm kết, cataclazit, milonit, filonit 1/ Dăm kết kiến tạo: Đá gồm mảnh đá sắc cạnh, kích thước không đồng đều, mảnh nhỏ làm xi măng gắn kết mảnh lớn Thành phần mảnh vụn xi măng giống thành phần đá nguyên thủy Kích thước hạt dăm giống kích thước dăm kết trầm tích Các loại dăm kết hay gặp dăm kết kiến tạo quaczit granit, đá vôi(các loại đá cứng) Để phân biệt dăm kết kiến tạo, người ta đặc chữ dăm trước tên đá nguyên thủy Ví dụ: Dăm kết granit, dăm kết đá vôi 2/ Cataclazit: Là đá cà nát có kiến trúc hạt dăm mịn Kích thước hạt dăm Φ = – 2mm Được gắn kết vật liệu tương tự hạt nhỏ Những hạt dăm có hình dáng góc cạnh hay thấu kính Thành phần khoáng vật giống đá nguyên thủy có kèm theo số khoáng vật thứ sinh như: Xerixit, clorit Dựa vào đá nguyên thủy để gọi tên đá cataclazit granit, cataclazit đá vôi 3/ Milonit (Đá nát nhừ): Do biến chất cà nát mạnh tạo nên, hạt mịn, thấy kính hiển vi Những thành phần khoáng vật đá nguyên thủy chưa bị thay đổi Hiện tượng tái kết tinh yếu Cấu tạo phân phiến rõ cấu tạo phân dải song song, cách gọi tên giống cataclazit 4/ Filonit: Là đá cà nát đá mềm, dẻo Ví dụ: Các đá sét, đá bột kết chứa sét Đá hạt mịn, cấu tạo phân phiến mỏng, uốn nếp Thành phần khoáng vật phụ thuộc vào đá nguyên thủy, phổ biến khoáng vật dạng vảy như: Xerixit, clorit, biotit Ngoài ra, có thạch anh, canxit, dễ nhầm với đá filit Phân biệt dựa vào phân bố Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 62 Đặc điểm phân bố ý nghĩa phân bố: Đặc điểm phân bố: Các đá biến chất cà nát phân bố dọc theo đới phá hủy kiến tạo, bề ngang hẹp từ vài cm đến vài mét Chiều dài lớn hàng trăm km phụ thuộc vào quy mô đứt gãy cự li dịch chuyển Ý nghĩa nghiên cứu: Dọc theo đới phá hủy kiến tạo nơi thuận lợi để khoáng sàng nội sinh phát triển Đối với địa chất công trình địa chất thủy văn, đá biến chất có ảnh hưởng lớn đế công trình Không nên bố trí công trình cố định gần nơi có đá biến chất động lực Việt Nam đá milonit – filonit phát triển dọc theo đứt gãy sông Hồng, sông Mã, sông Đà Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 63 Biến chất nhiệt (Nhiệt tiếp xúc) Đại cương: Biến chất nhiệt xảy tác dụng đơn nhiệt độ cao thể magma gây Biến chất nhiệt có hai dạng biến chất tiếp xúc biế`n chất cao nhiệt Ta xét dạng biến chất tiếp xúc túy, tác dụng áp suất định hướng trao đổi thành phần hóa học Nhiệt độ thoát từ khối magma phụ thuộc vào: - Thành phần khối magma, ví dụ: Magma axit nhiệt độ thấp magma bazơ Các đá phun trào, xâm nhập nông có nhiệt độ cao khối xâm nhập sâu - Các đá bị biến chất nhiệt phụ thuộc vào kích thước khối xâm nhập chất bốc như: Magma granit giàu chất bốc, kích thước lớn nên truyền nhiệt xa Do vành biến chất dày vài km Magma siêu bazơ chất bốc, kích thước nhỏ nên vành biến chất tiếp xúc nhỏ, có không tới mét - Biến chất nhiệt phụ thuộc vào thành phần đá vây quanh đa 1sét dễ bị biến chất nhiệt, vành dày vài km, cát kết, granitoit vành hẹp độ vài mét - Nếu mặt tiếp xúc khối magma đá vây quanh thoải vành biến chất dày Các đá biến chất nhiệt tiếp xúc tạo nên loại đá sừng có kiến trúc hạt biến tinh mịn, cấu tạo khối 2 Các tướng biến chất tiếp xúc: Theo Tocno Vechugen chia thành tướng sau: 1/ Tướng sừng anbit – epiđot(300 – 5000C) Nằm vành tiếp xúc tiếp xúc trực tiếp với đá xâm nhập nông thành phần granitoit 2/ Tướng sừng hocblen(500 – 6700C): Nằm tiếp xúc trực tiếp với xâm nhập lớn thành phần axit thành phần axit hay nằm vành tiếp xúc gabro 3/ Tướng sứng pyroxen(670 – 7750C): Nằm tiếp xúc trực tiếp với đá magma grabro 4/ Tướng sừng sanidin(775- 9000C): Nằm tiếp xúc trực tiếp với đá xâm nhập nông thành phần bazơ hay đá ngoại lai rơi vào dòng dung nham bazơ Đặc trưng đá vây quanh bị tái nóng chảy nguội nhanh làm cho đá có cấu tạo dạng thủy tinh Mô tả: 1/ Nhóm đá phiến đốm vết, đốm sần: Đây loại đá biến chất trình độ thấp nhất, cụ thể tương ứng với tướng sừng anbit – epiđot Thường gặp vành biến chất ngoài, nơi chuyển sang đá chưa bị biến chất Tùy theo thành phần đá nguyên thủy khác mà ta có đá biến chất khác Họ đá nguồn gốc sét(giàu nhôm): Đá phiến đốm sần: Đá có cấu tạo phân phiến song song, hạt mịn, có đốm màu xám, kích thước hình dạng vật chất than hay oxit sắt tạo nên Khoáng vật là: Xerixit, clorit, thạch anh, anbit, epiđot, vật chất sét Đá phiến nút thêu: Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 64 Đá có cấo tạo phân phiến song song trìđộ tái kết tinh mạnh mẽ hơn, hạt mịn có nhiều vảy mutcovit, biotit thạch anh Những nút thêu bặc gồm vảy mica(biotit), hạt manhetit nhỏ Họ đá nguồn gốc bazơ, trung tính: Đá sừng anbit – epiđot: Đá hạt mịn, sẫm màu, cấu tạo khối Thành phần: anbit, epiđot, clorit, actinolit Kiến trúc hạt biến tinh mịn hay kiến trúc tàn dư Họ đá nguồn gốc cacbonat: Khi đá vôi đolomit tinh khiết bị biến chất cho ta đá hoa canxit đá hoa đolomit Còn đá cacbonat lẫn tạp chất khác vật chất sét, than cho ta đá nghèo canxit gọi đá sừng silicat canxi Tất đá sáng màu độ hạt từ nhỏ đến thô, cấu tạo khối, kiến trúc hạt biến tinh điển hình Dựa vào thành phần khoáng vật kèm phân làm tướng: - Tướng sừng hocblen gồm: Canxit, tremolit, điopxit, focterit, đolomit - Tướng sừng pyroxen gồm: Canxit, volastonit Các khoáng vật với canxit dấu hiệu để phân biệt với đá hoa tướng sừng anbit – epiđot 2/ Nhóm đá bukhit: Đây nhóm đá gặp Chúng tương ứng với tướng sừng sanidin Ta gặp chúng vành tiếp xúc với đá xâm nhập nông thành phần bazơ Cũng gặp đá đá ngoại lai rơi vào dòng dung nham nóng chảy Chúng bị nóng chảy nguội nhanh tạo nên đá có kiến trúc thủy tinh Thành phần đá bukhit chủ yếu thủy tinh, có khoáng vật khác: Triđimit, mulit,… Ý nghĩa ghiên cứu đá biến chất nhiệt: Các đá biến chất nhiệt dấu hiệu để nhận biết mối tiếp xúc nóng đá mgama đá vây quanh, giúp ta xác định tuổi tương đối khối magma Các đá biến chất nhiệt liên quan đến khoáng sản Chỉ có khoáng sản liên quan: Như đisten, andaluzit, silimanit Việt Nam có vành phân tán thiếc riolit Tam Đảo (Thái Nguyên), vành phân tán sunfua đá kim xung quanh granitoit thuộc xeri Điện Biên Phủ Công dụng: Đá sừng dùng để rải đường, đá quăczit làm gạch chịu lửa, đá hoa dùng để trang hoàng Việt Nam có loại đá hoa canxit, đá hoa đolomit Lào Cai, Đà Nẵng, Hà Tiên Biến chất trao đổi (Metaxomatit) Đại cương: Biến chất trao đổi trình biến chất có kèm theo biến đổi thành phần hóa học đá trình biến chất Sự hòa tan khoáng vật cũ thành tạo khoáng vật xảy lúc, nên suốt trình biến chất đá trạng thái cứng Các dung dịch biến chất(dung dịch lỗ rỗng) đóng vai trò mang đến mang vật chất trao đổi trình biến chất Nếu trình biến chất trao đổi xảy chỗ tiếp xúc magma với đá vây quanh gọi biến chất tiếp xúc trao đổi Nếu trình biến chất trao đổi xảy dung dịch biến chất(dung dịch nhiệt dịch) gọi biến chất trao đổi hay biến chất nhiệt dịch Nếu trình biến chất trao đổi xảy khối magma, dung dịch thoát từ khối magma gọi tự biến chất Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 65 Các đá biến chất trao đổi thường gặp là: Skacno greizen, secpentinit,… Mô tả: Đá Skacno: Là đá biến chất tiếp xúc trao đổi xảy chỗ tiếp xúc đá giàu alumosilicat(granitoit) đá cacbonat Đá hạt mịn đến thô, sẫm màu lan lỗ, cấu tạo khối, kiến trúc hạt biến tinh Thành phần chủ yếu: Granat pyroxen nhiều silicat khác, khoáng vật quặng Tùy thuộc vào đá nguyên thủy, nhiệt độ thành tạo thành phần đá skacno khác Dựa vào thành phần đá cacbonat vây quanh người ta chia thành nhóm: - Skacno manhe phát triển theo đá đolomit skacno vôi phát triển theo đá vôi Thành phần khoáng vật chúng khác nhau, skacno manhe đặc trưng khoáng vật: Focterit, spinen, điopxit, flogopit - Đối với skacno vôi thành phần khoáng vật là: Điopxit, heđenbecgit, groxule, anđaluzit; như: Volastit, vezuvian, sielit khoáng vật chứa canxi khác Skacno liên quan với khoáng sản như: Molipđen, vonfram, chì, kẽm, sắt; mica, flogopit Việt Nam có skacno Thạch Khe(Nghệ Tĩnh), Bản Lăng(Cao Bằng), Quảng Ngãi 2 Greizen: Đá biến chất trao đổi thành tạo tác dụng dung dịch nước sau magma làm biến đổi đá granitoit, đá phun trào vàoiloại đá trầm tích biến chất giàu oxitsilic oxit nhôm Thành phần khoáng vật là: Thạch anh, mutcovit, lepiđolit, topa, tuamalin, fluorit, khoáng vật quặng là: Caxiterit, vonframit, molipđenit, berin Trong greizen Zabaican (Nga) gặp berin màu xanh nước biển – Aquamarin loại đá qúy Quá trình thành tạo đá greizen với thành phần khoáng vật chủ yếu là: Thạch anh, mutcovit liên quan với trình hyđrac hoá fenpat kali 3K[AlSi3O8] + 2H2O →KAl2[AlSi3O10] (OH)2 + 3KOH + 6SiO2 Fenpat K Mutcovit Thạch anh Dung dịch nước gây nên greizen hóa thường chứa nguyên tố nhẹ: F, Cl, B,… Các nguyên nguyên tố tạo hợp chất với nguyên tố thiếc dạng Na 2[Sn (OH), F6], chúng di chuyển khoáng cách xa Điều giải thích cộng sinh của: Caxiterit, topa, fluorit, mica Greizen dấu hiệu để tìm kiếm: Caxiterit, vonframit, berin, fenaxit Biến chất nhiệt động Đại cương: Biến chất nhiệt động dạng biến chất xảy độ sâu không lớn lắm, tác dụng tăng cao đồng thời nhiệt độ áp suất Biến chất nhiệt động xảy phạm vi rộng gọi biến chất khu vực Biến chất nhiệt động xảy phạm vi hẹp gọi biến chất địa phương Biến chất nhiệt động xảy có kèm theo tượng nóng chảy phần hay mạnh mẽ gọi siêu biến chất Trong biến chất khu vực, dựa vào trình độ biến chất chia nhóm: - Nhóm đá biến chất nhiệt động trình độ thấp - Nhóm đá biến chất nhiệt động trình độ cao Các đá biến chất nhiệt động thường có cấu tạo phân phiến phân phiến kết tinh Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 66 Sau mô tả đá phổ biến theo thứ tự biến chất từ thấp đến cao Mô tả đá biến chất nhiệt động: Các đá biến chất khu vực: Theo Tecno vechughen năm 1958: Các đá biến chất khu vực chia làm tướng: - Tướng đá phiến màu lục(T = 300 – 5000C, P = – kbar) - Tướng epiđot – amfibolit(T = 300 – 5000C, P = – kbar) - Tướng granulit (T = 550 - 7500C, P = – kbar) - Tướng eclogit (T = 7000C , P = 13 kbar) - Nhóm đá biến chất nhiệt động trình độ thấp – Nhóm đá phiến (Tướng đá phiến màu lục): Nhóm bao gồm đá biến chất có cấu tạo phân phiến thường, thuộc tướng biến chất thấp – Tướng đá phiến màu lục Họ đá có nguồn gốc sét: Các đá có nguồn gốc sét bị biến chất trình độ thấp tạo thành đá filit, đá phiến xerixit – clorit – canxit,… Tất đá có đặc điểm chung kiến trúc cấu tạo, hầu hết đá hạt mịn, phân phiến mỏng có cấu tạo vi uốn nếp, kiến trúc điển hình vảy biến tinh Thành phần chủ yếu gồm: Clorit, canxit, anbit, hraphit,… Tùy theo số lượng khoáng vật đá mà phân biệt loại sau: Đá philit: Thành phần chủ yếu xerixit, có clorit Xerixit xếp dày đặc mặt phân phiến làm cho bề mặt phân phiến có màu xám bạc ánh tơ Ngoài cỏn có clorit làm cho đá có màu phớt lục nhạt Lượng anbit dễ lẫn thạch anh hạt mịn Trong nhiều trường hợp đá filit giàu graphit làm cho đá có màu đen bóng(đá phiến lợp) Đá phiến xerixit – clorit: Thành phần khoáng vật chủ yếu xerixit, clorit thạch anh Lượng xerixit trung bình, bề mặt phân phiến thấy rõ vảy xerixit Đá phiến xerixit – clorit - canxit: Thành phần chủ yếu thạch anh, xerixit, clorit lượng đáng kể canxit Họ đá nguồn gốc bazơ, trung tính đá macno: Các đá bị biến chất tạo thành đá phiến màu lục Đó đá hạt mịn, màu lục nhạt đến lục sẫm, cấu tạo phân phiến, có cấu tạo vi uốn nếp Thành phần khoáng vật chủ yếu gồm: Clorit, epiđot, actinolit,… Ngoài có thạch anh, anbit, canxit khoáng vật phụ là: Sfen, apatit, manhetit Kiến trúc thường gặp vảy que biến tinh, sợi biến tinh, hạt biến tinh Ngoài có kiến trúc cấu tạo sót đá magma bazơ, trung tính Tùy theo số lượng khoáng vật đá mà phân làm loại sau: Đá phiến clorit – actinolit Đá phiến clorit – epiđot Đá phiến anbit – epiđot Họ đá nguồn gốc cacbonat: Các đá bị biến chất tạo thành đá hoa canxit, đá hoa đolomit Thành phần khoáng vật chủ yếu canxit, lẫn đolomit Đá có kiến trúc hạt biến tinh, cấu tạo phân phiến Nếu đá cacbonat không nguyên chất đá hoa thường có khoáng vật phụ là: Tremolit, thạch anh,… Họ đá nguồn gốc siêu bazơ: Các đá bị biến chất thấp, gặp số loại phổ biến như: Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 67 Đá phiến tan – antigorit – manhezit Đá phiến tan – tremolit Đá phiến tan – cacbonat Đá phiến tan, đá phiến tremolit Họ đá nguồn gốc giàu thạch anh, fenpat: Các đá bị biến chất thấp tạo thành đá phiến thạch anh – mutcovit đá quăczit b/ Nhóm đá biến chất nhiệt động trình độ cao (Tướng epiđot – anfibolit amfibolit): Gòm đá: Đá phiến kết tinh, đá gơnai, đá hoa, đá amfibolit Các đá biến chất có cấu tạo phân phiến kết tinh, cấu tạo gơnai, cấu tạo khối Trình độ biến chất cao đá biến chất cao nhóm đá biến chất thấp nên độ hạt lớn hơn, khoáng vật biến chất rõ ràng Họ đá nguồn gốc sét: Bị biến chất cao(tướng amfibolit) tạo thành đá phiến kết tinh đá gơnai Đá phiến kết tinh: Thành phần khoáng vật chủ yếu thạch anh, mica(biotit, mutcovit) khoáng vật biến chất giàu nhôm: Anmanđin, storolit, đisten, silimanit, anđaluzit, coocđierit,… Tỷ lệ fenpat không nhiều( 30%), lượng thạch anh không cố định, mica đá phiến kết tinh Ngoài phát khoáng vật giàu nhôm: Silimanit, storolit, đisten, … Khoáng vật phụ monazit, ziricon Đá có kiến trúc hạt vảy biến tinh Cấu tạo gơnai, dạng mắt, thấu kính Họ đá nguồn gốc giàu thạch anh, fenpat: Các đá cát kết bị biến chất cao tạo thành đá paragơnai Các đá granitoit bị biến chất tạo thành octogơnai Thành phần khoáng vật đá octogơnai tương tự đá granitoit, giàu thạch anh, fenpat mica Ngoài có khoáng vật: Hocblen, granat, silimanit, pyroxen, … Tùy theo thành phần khoáng vật có đá gơnai mà gọi tên khác nhau: Gơnai: Thành phần chủ yếu fenpat K, thạch anh Plagiogơnai: Thành phần chủ yếu plagiocla thạch anh Gơnai biotit, gơnai hocblen, gơnai pyroxen, gơnai amađin – silimanit,… Đá có kiến trúc hạt vảy biến tinh Cấu tạo gơnai, dạng mắt, dạng thấu kính Phân biệt paragơnai octogơnai, thành phân, kiến trúc, cấu tạo nhiều khó khăn Cơ phải dựa vào mối quan hệ chúng với đá vây quanh kết luận được(paragơnai có chuyển tiếp từ từ với đá vây quanh, octogơnai quan hệ với đá vây quanh thường chuyển tiếp đột ngột, có xuyên cắt) Họ đá nguồn gốc cacbonat: Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 68 Các đá bị biến chất cao tạo thành đá hoa Thành phần khoáng vật chủ yếu canxit, có đolomit Đá có kiến trúc hạt biến tinh từ thô đến mịn Cấu tạo khối có cấu tạo phân phiến Nếu đá cacbonat ban đầu không nguyên chất, bị biến chất cao tạo thành đá silicat vôi Thành phần khoáng vật chủ yếu là: Điopxit, anoctit, skapolit, thạch anh, canxit Đá canxifia có thành phần chủ yếu là: Canxit, khoáng vật granat, pyroxen, spinen Loại đá dùng làm vật liệu xây dựng, đá ốp lát(trong lăng Lê Nin xây loại đá này) Họ đá nguồn gốc bazơ, trung tính siêu bazơ: Các đá bị biến chất cao tạo thành đá amfibolit Thành phần khoáng av65t chủ yếu gồm: Hocblen, plagiocla trung tính(andezin) Ngoài có khoáng vật phụ: Pyroxen, thạch anh, biotit Đá có kiến trúc que hạt biến tinh Cấu tạo khối, có cấu tạo phân phiến Đá có màu đen sẫm, phớt lục - Các đá biến chất thuộc tướng granulit eclogic: Đây đá biến chất độc đáo gặp Chủ yếu gồm loại đá sau: Granulit: Là loại đá biến chất sâu Đá hạt nhỏ Thành phần khoáng vật chủ yếu gồm: Thạch anh, fenpat, granat Đá có cấu tạo khối Đá thành tạo bị biến chất loại đá cát kết ackoz hay grauvac, biến chất trước cambri Eclogit: Là đá điển hình đá biến chất sâu Thành phần khoáng vật chủ yếu gồm: Pyroxen màu lục, granat Eclogit đá biến chất cao từ đá gabro, loại đá gặp 2 Các đá biến chất địa phương: Biến chất địa phương dạng biến chất nhiệt động xảy phạm vi hẹp, khoảng vài trăm mét đến vài kilomet, kéo dài đến hàng trăm kilomet Nhiệt độ chủ yếu magma cung cấp Ap suất chủ yếu áp suất định hướng lực kiến tạo gây Biến chất địa phương tạo nên đá biến chất khu vực Đặc điểm đá thay đổi nhanh chóng theo phương vuông góc với đường phương đá Những đá biến chất cao thường nằm kề với khối xâm nhập Siêu biến chất: Là hoạt động kiến tạo khu vực xảy đới sâu vùng uốn nếp Ở đá trình tái kết tinh đá xảy tượng nóng chảy pghần hay toàn dẫn đến trở lại trạng thái magma Kết trình siêu biến chất tạo nên đá biến chất điển hình micmnatit Micmatit loại đá gồm phận khác thạch học: - Bộ phận thứ là: Thực thể biến chất, gồm đá biến chất cao như: Đá phiến kết tinh, đá gơnai,… - Bộ phận thứ hai là: Vật liệu tiêm nhập – Granitoit Kiến trúc hai phần kiến trúc biến tinh, nhiều có kiến trúc nửa tự hình Cấu tạo micmatit phức tạp Chính dựa vào đặc điểm cấu tạo khác nhau, người ta phân micmatit làm loại sau: Micmatit dạng lớp, micmatit dạng mạch, micmatit uốn nếp, micmatit loang lổ, micmatit dạng dải, micmatit dạng lưới, micmatit phân nhánh, micmatit dạng chuỗi, … Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 69 Ở Việt Nam hoạt động siêu biến chất phát triển rộng rãi đới biến chất sông Hồng, sông Chảy, Lào Cai Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 70 MỤC LỤC Trang BÀI MỞ ĐẦU .1 Khái niệm thạch học, đá phân loại đá Ý nghĩa việc nghiên cứu thạch học Phương pháp nghiên cứu thạch học PHẦN THỨ NHẤT: THẠCH HỌC MAGMA .4 Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ CÁC ĐÁ MAGMA 1 Khái niệm đá magma 1 2.1 Đá magma xâm nhập (đá sâu): 1 2 Đá magma phun trào: 1 Đá nông (đá mạch): Thành phần vật chất đá magma Kiến trúc cấu tạo đá magma Kiến trúc đá magma: .6 Cấu tạo đá Dạng nằm đá magma .8 Phân loại đá magma cách gọi tên chúng 11 Dựa vào dạng nằm đá magma: chia làm loại: 12 Tầm quan trọng việc nghiên cứu đá magma phương pháp nghiên cứu chúng 12 Chương 2: MÔ TẢ CÁC ĐÁ MAGMA .14 2.1 Nhóm đá magma siêu bazơ (Siêu mafic) 14 Kimbeclit: 16 2 Nhóm đá magma bazơ (Nhóm đá magma mafic) 16 Nhóm đá Gabro-Bazan 16 Gabro pecmatit: 18 Odinit: 18 Ixit: 18 Toleit: 19 Bazan: 19 Điaba phun trào: 19 Spilit: 19 Nhóm đá magma trung tính (Nhóm đá Điorit – Andezit) 20 Đặc điểm chung: 20 2.Thành phần khoáng vật hoá học: 20 3 Mô tả: 20 Điorit: 20 Nhóm đá magma axit (Nhóm Granit-Riolit) 22 2.5 Nhóm đá magma Á kiềm (Nhóm đá Sienit - Trachit) 27 Nhóm đá magma kiềm (Nhóm đá sienit nephelin – fonolit) 29 Phần thứ hai: THẠCH HỌC TRẦM TÍCH 32 Chương ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐÁ TRẦM TÍCH 32 Khái niệm đá trầm tích .32 Các giai đoạn thành tạo đá trầm tích .32 3 Thành phần đá trầm tích 33 Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 71 Kiến trúc cấu tạo đá trầm tích 34 Một số tính chất đá trầm tích .39 Phân loại đá trầm tích cách gọi tên chúng 40 Mục đích, ý nghĩa phương pháp nghiên cứu đá trầm tích 41 Chương 4: MÔ TẢ CÁC ĐÁ TRẦM TÍCH .43 Đá trầm tích học 43 Đá trầm tích sét .46 Đá trầm tích sinh hóa 48 4 Canstobiolit(đá sinh vẬt cháy) .51 PHẦN THỨ BA: THẠCH HỌC BIẾN CHẤT .54 Chương 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐÁBIÊN ́ CHÂT ́ 54 Khái niệm chung tượng biến chất 54 Các yếu tố gây biến chất dạng biến chất 54 Thành phần khoáng vật đá biến chất 56 Kiến trúc cấu tạo đá biến chất 57 5 Phân loại đá biến chất cách gọi tên đá biến chất 60 Chương 6: MÔ TẢ ĐÁ BIẾN CHẤT 62 Biến chất động lực (Biến chất cà nát) 62 Biến chất nhiệt (Nhiệt tiếp xúc) 64 Biến chất trao đổi (Metaxomatit) 65 Biến chất nhiệt động 66 Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 72 ... công trình xây dựng Có trường hợp đá khoáng sản có mối liên quan với chặt chẽ chúng thành tạo qúa trình địa chất Vì thạch học môn khoa học địa chất, môn học sở mà nhà địa chất, địa chất công trình. .. tạo khối Hocblendit: Thành phần khoáng vật chủ yếu hocblen, có pyroxen dạng sót lại trình amfibon hóa, đá có màu đen phớt lục Như hocblendit thành tạo từ pyroxen bị biến đổi qúa trình hậu magma... 75% - Al2O3 = 12 – 16% - FeO + MgO - K2O + Na2O = – 8% Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Ánh 22 - CaO = 8% Mô tả đá: Các đá sâu: Mô tả thạch học: Granit: Là loại đá xâm nhập sáng màu, kết