BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN HỌC: THẠCH HỌC CƠ SỞ

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 1. Mục tiêu môn học 2 2. Nhiệm vụ 2 3. Chuẩn đầu ra 2 4. Nội quy sử dụng phòng thực hành – thí nghiệm khoa địa chất 3 5. Cấu tạo kính hiển vi phân cực và các bước chuẩn bị 3 5.1. Cấu tạo kính hiển vi phân cực 3 5.2. Các bước chuẩn bị 4 6. Phương pháp tiến hành 4 6.1.Phương pháp tạo mẫu lát mỏng để phân tích thạch học 4 6.2.Phương pháp phân tích thạch học bằng soi kính lát mỏng 5 6.3.Xác định các đá qua phân tích lát mỏng 7 7. Kết quả thực hành 8 7.1.Kỹ năng sử dụng kính hiển vi 8 7.2.kỹ năng quan sát mẫu và nhận biết các đá 8 KẾT LUẬN 10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA ĐỊA CHẤT

BÁO CÁO THỰC HÀNH

MÔN HỌC: THẠCH HỌC CƠ SỞ

Giảng viên : Th.s Trần Thị Hồng Minh

Sinh viên : Mai Thị Thanh Thanh

Mã sinh viên : 1511081340

Hà Nội - 2017

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

1 Mục tiêu môn học 2

2 Nhiệm vụ 2

3 Chuẩn đầu ra 2

4 Nội quy sử dụng phòng thực hành – thí nghiệm khoa địa chất 3

5 Cấu tạo kính hiển vi phân cực và các bước chuẩn bị 3

5.1 Cấu tạo kính hiển vi phân cực 3

5.2 Các bước chuẩn bị 4

6 Phương pháp tiến hành 4

6.1.Phương pháp tạo mẫu lát mỏng để phân tích thạch học 4

6.2.Phương pháp phân tích thạch học bằng soi kính lát mỏng 5

6.3.Xác định các đá qua phân tích lát mỏng 7

7 Kết quả thực hành 8

7.1.Kỹ năng sử dụng kính hiển vi 8

7.2.kỹ năng quan sát mẫu và nhận biết các đá 8

KẾT LUẬN 10

LỜI MỞ ĐẦU

Thạch học trước hết là một môn khoa học tổng hợp thuộc các khoa học vềTrái đất Nó là một môn học cơ sở ngành Địa kỹ thuật, Địa môi trường có liên quan đến khoáng vật học, quang học tinh thể, vật lý học, hoá lý, hoá keo và nhiều môn học khác thuộc khoa học Vật liệu xây dựng và Địa chất Công trình (Sức bền vật liệu, Cơ lý đá, Nền móng công trình…) Môn học sẽ giới thiệu mô tả các loại đá magma, trầm tích và biến chất không những cả về thành phần vật chất, kiến trúc,cấu tạo và cả dạng nằm địa chất, cũng như nguồn gốc và quá trình thành tạo, sự phân bố của chúng trong vỏTrái đất, ứng dụng và các tính năng địa kỹ thuật của chúng với mục đích khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường Nghiên cứu Thạch học tức ta chuyên sâu nghiên cứu khoáng vật và đá nhằm phục vụ cho việc xác định thành phần vật chất vỏ Trái đất, quy luật hình thành, biến đổi các thể địa chất, trong đó có các mỏ khoáng sản, tái hiện sự phát triển Trái đất mặt khác, đá và khoáng vật còn đóng vai trò quan trọng, gắn bó mật thiết với đời sống con người, vì thế nghiên cứu chúng còn đáp ứng những yêu cầu cấp thiết cho nền kinh tế quốc dân Để giám định, nghiên cứu khoáng vật và

đá, ngày nay người ta sử dụng càng nhiều các phương pháp hiện đại như nhiễu xạ tia Rơn-ghen, phương pháp phân tích thành phần hóa học khoáng vật bằng Microsonde, kích hoạt hạt nhân nhưng có một phương pháp nhanh nhất, đơn giản và rẻ nhất với độ chính xác tin cậy là phương pháp quang học cổ điển với kính hiển vi phân cực Ngày nay, với tiến bộ của khoa học kỹ thuật, phương pháp quang học được trang bị kính kiển vi phân cực ngày càng hiện đại, do đó độ chính xác của các kết quả ngày càng cao hơn

1 Mục tiêu môn học

- Mục tiêu về kiến thức:

+ Trang bị những kiến thức cơ bản về thành phần vật chất, quá trình thành tạo cũng như các tính chất đặc trưng của đá magma, trầm tích và biến chất trong vỏ Trái đất

+ Nắm được những kiến thức cơ bản về trạng thái tồn tại, các tính chất đặc thù của các loại đá

- Mục tiêu về kỹ năng:

+ Có khả năng nhận dạng được các đá magma, trầm tích, biến chất bằng mắt thường và dưới kính hiển vi phân cực

- Các mục tiêu khác:

+ Nâng cao tinh thần và thái độ học tập tốt, hiệu quả

+ Sinh viên biết cách phân tích, tổng hợp tài liệu để phục vụ cho quá trình thực hành soi kính nhận dạng đá

2 Nhiệm vụ

- Thu thập, lựa chọn dưới kính hiển vi các lát mỏng thạch học thỏa mãn yêu cầu làm mẫu chuẩn cho:

+ Hướng dẫn xác định các hằng số quang học của tinh thể

+ Các khoáng vật tạo đá chính

+ Các kiểu kiến trúc, cấu tạo của đá magma, trầm tích và biến chất

+ Các đá đại diện cho các nhóm đá magma, trầm tích, biến chất

- Thu thập các thông tin về khoáng vật và đá trong giáo trình và mạng internet

- Kết nối máy tính cá nhân với camera của kính hiển vi phân cực để ghi lại các hình ảnh dưới dạng các đoạn phim ngắn

- Viết lời thuyết minh cho các hình ảnh

3 Chuẩn đầu ra

- Kiến thức: có kiến thức về đặc điểm thành phần, tính chất, sự phân bố của các loại đá magma, trầm tích và biến chất, có thể nhận biết chúng bằng mắt thường hoặc các mẫu lát mỏng dưới kính hiển vi phân cực

- Kỹ năng: có kỹ năng thu thập, phân tích, tổng hợp số liệu, có khả năng làm việc độc lập, làm việc theo nhóm; có thể đặt vấn đề và giải quyết vấn đề cụ thể, viết và trình bày kết quả nghiên cứu

- Thái độ: sinh viên có thái độ học tập và làm việc nghiêm túc, cầu thị, trung thực, chủ động và sáng tạo

4 Nội quy sử dụng phòng thực hành – thí nghiệm khoa địa chất

- Sử dụng phòng thực hành – thí nghiệm (TH-TN) đúng thời gian đăng kí

- Chỉ mang vào phòng TH- TN những tài liệu, mẫu vật cần thiết phục vụ cho thực hành, thí nghiệm

- Nắm vững nguyên tắc, phương pháp thực hiện trước khi thực hành, thí nghiệm trên các thiết bị, máy móc và thực hiện đúng nội quy của phòng thí nghiệm

- Chỉ được sử dụng các thiết bị của phòng TH-TN sau khi đã được hướng dẫn các sử dụng và được sự đồng ý của người trực tiếp quản lý phòng TH-TN

- Tuân thủ nghiêm túc các hướng dẫn của cán bộ phòng thí nghiệm trong việc

sử dụng thiết bị và dụng cụ Nếu có thường hợp xảy ra tai nạn, sự cố phảo báo ngay cho cán bộ phụ trách để có biện pháp xử lý kịp thời Không được tự ý sửa chữa thay thế và có trách nhiệm bồi hoàn những thiệt hại, hư hỏng thiết bị do mình gây ra

- Không được ý thay đổi vị trí các thiết bị thí nghiệm hoặc mang ra khỏi phòng thí nghiệm khi chưa được sự đồng ý của Phụ trách phòng thí nghiệm

- Không tổ chức nấu ăn và các hoạt động gây ồn ào trong phòng TH-TN Dọn

vệ sinh sạch sẽ Phòng thí nghiệm và thiết bị, dụng cụ thí nghiệm trước và sau khi sử dụng

- Kiểm tra, tắt điện các thiết bị trước khi rời vị trí và thực hiện các công việc bàn giao, ký sổ thực hành với cán bộ quản lý phòng TH-TN

5 Cấu tạo kính hiển vi phân cực và các bước chuẩn bị

5.1 Cấu tạo kính hiển vi phân cực

Phương tiện quan sát cấu trúc mô học cơ bản là kính hiển vi quang học, sử dụng ánh sáng thấy được, có cấu tạo từ 2 phần chính: (1) phần cơ học và (2) phần quang học

- Phần cơ học của bất kỳ kính nào cũng gồm có: đế kính, thân kính, bàn kính, ống thị kính, thước cặp và các ốc điều chỉnh đại cấp và vi cấp Phần cơ học đảm nhiệm chức năng di chuyển mẫu vật

- Hệ thống quang học được cấu tạo từ những thấu kính Quan trọng nhất là bộ vật kính gồm 3-4 chiếc với độ phóng đại khác nhau Vật kính x10 có độ phóng đại thấp, vật kính x45 với độ phóng đại vừa, vật kính x100 với độ phóng đại cao Do tính

chất vật lý đặc biệt, khi soi ở vật kính x100, phải dùng một loại dầu soi nhỏ lên lam kính sao cho giữa vật soi và kính không còn không khí

- Thị kính là thấu kính chiếu ảnh, có thể phóng đại x5, x8, x10, x15 lần Trong

p phòng thí nghiệm mô học, thị kính x8, x10 thường được sử dụng nhất

- Chất lượng hình ảnh quan sát không chỉ phụ thuộc vào độ phóng đại mà còn phụ thuộc vào độ phân giải Khi đã đạt đến giới hạn nhất định thì làm phóng đại tiếp tục sẽ không có hiệu quả mới Đối với kính hiển vi quang học thông dụng thì độ phóng đại có ích tối đa là 1500 lần và độ phân giải tối ưu là 0,2 micron Hình ảnh thu được dưới kính hiển vi quan học được gọi là hình ảnh vi thể

5.2 Các bước chuẩn bị

Bốn bước chuẩn bị kính gồm: điều chỉnh ánh sáng, điều chỉnh tiêu cự, chỉnh tâm vật kính, chỉnh phương dao động của 2 nicol

6.Phương pháp tiến hành

6.1.Phương pháp tạo mẫu lát mỏng để phân tích thạch học

6.1.1.Mẫu lát mỏng thạch học (gọi tắt là mẫu lát mỏng)

Là mẫu đá có khả năng thấu quang, được gia công mài mỏng đến độ dày nhất định trên một tấm kính nhỏ để có thể nghiên cứu chúng dưới kính hiển vi bằng ánh sáng khúc xạ

6.1.2.Các bước tiến hành gia công mẫu

- Cưa mẫu: là việc cắt rời một mảnh đá khỏi mẫu đá dưới dạng miếng mỏng có

độ dày nhỏ hơn 1cm (càng mỏng càng tốt) diện tích bề mặt khoảng 3x3cm (đại diện và phản ánh được các đặc điểm về thành phần vật chất, cấu tạo, kiến trúc của mẫu đá)

- Tôi, gắn mẫu: là phương pháp dùng một loại keo thich hợp (thường là nhựa thông) để lấp đầy vào khe nứt, lỗ hổng của mẫu làm tăng độ rắn chắc và bảo đảm cho việc mài mỏng sau này

- Mài thô

- Mài mịn

- Dán mẫu lên kính nền

- Mài mỏng

- Phủ lamen

- Hoàn chỉnh lát mỏng

- Kiểm tra chất lượng mẫu

6.2.Phương pháp phân tích thạch học bằng soi kính lát mỏng

6.2.1.Phân tích mẫu thạch học thông qua việc phân tích mẫu lát mỏng được tiến

hành dưới kính hiển vi phân cực dùng ánh sáng thấu quang, nhằm thu thập các thông tin cần thiết về khoáng vật tạo đá, khoáng vật phụ cũng như các dạng kiến trúc, cấu tạo của đá, để nghiên cứu về quá trình hình thành và biến đổi của đá, cũng như khả năng khoáng hóa của chúng Có 2 loại mức độ phân tích mẫu thạch học khác nhau: mẫu thạch học phân tích sơ bộ và mẫu thạch học phân tích chi tiết

- Mẫu thạch học phân tích sơ bộ: chỉ yêu cầu xác định hết tên và mô tả sơ bộ các khoáng vật tạo đá, khoáng vật phụ, các kiểu kiến trúc và cấu tạo của đá và gọi được chính xác tên đá Việc đánh giá hàm lượng phần trăm của các khoáng vật chỉ cần ước lượng bằng mắt thường hoặc so sánh với một bảng mẫu chuẩn cho trước

- Mẫu thạch học phân tích chi tiết: cũng yêu cầu xác định hết tên và mô tả chi tiết tất cả các khoáng vật tạo đá, khoáng vật phụ, các kiểu kiến trúc và cấu tạo của đá, nhưng việc đánh giá hàm lượng phần trăm của các khoáng vật phải được đo bằng bàn ICA hoặc bằng mạng lưới ô vuông hoặc bằng các phương tiện hiện đại khác Tên đá được xác định chính xác trên cơ sở của các việc phân tích trên

6.2.2.Quy định các bước tiến hành trong phân tích mẫu

6.2.2.1.Chuẩn bị phân tích mẫu

- Trước khi phân tích mẫu cần chuẩn bị đầy đủ các trang thiết bị, kiểm tra, vệ sinh sạch sẽ các phương tiện làm việc như bàn ghế, kính hiển vi

6.2.2.2.Tiến hành phân tích

* Yêu cầu chung

- Đặt lát mỏng lên bàn kính, đưa phần lát mỏng vào tâm bàn kính, dùng bàn kẹp hoặc thanh ghim giữ chặt mẫu trên bàn kính

- Dùng tay hay dụng cụ kẹp di chuyển lát mỏng theo từng hàng hoặc theo thứ tự sao cho lát mỏng được lần lượt đi vào trong thị trường của kính hiển vi, để có thể quan sát, phát hiện và nghiên cứu được toàn bộ bề mặt của lát mỏng, không được để sót phần nào của lát mỏng

- Trong khi vừa di chuyển lát mỏng vừa quan sát, nghiên cứu các đặc điểm của mẫu để xác định được hết khoáng vật có trong mẫu đồng thời xác định hết các kiểu kiến trúc, cấu tạo đá

- Việc quan sát, nghiên cứu phải tiến hành nhiều lần Lần đầu quan sát sơ bộ, cần phát hiện những đặc điểm chung nhất của mẫu, các khoáng vật tạo đá chính để có được những nhận biết chung về mẫu, lần sau tiến hành phân tích tỷ mỷ lại toàn bộ mẫu, sao cho không bỏ sót một khoáng vật nào có trong mẫu và nghiên cứu được hết các đặc điểm của từng khoáng vật, các đặc điểm về kiến trúc, cấu tạo cũng như các hiện tượng biến đổi đá

* Mô tả mẫu

- Khi mô tả chi tiết một mẫu lát mỏng, phải nêu rõ những nét chung nhất về thành phần, kích thước của các khoáng vật tạo đá; các nét chung về biến đổi thứ sinh,

về cấu tạo, kiến trúc của đá sau đó mới mô tả các phần riêng của mẫu

Đối với các mẫu có cấu tạo không đồng đều, như đá phun trào, đá có kiến trúc ban trạng, cát kết, thì phải mô tả từng phần riêng như phần ban tinh, phần nền, phần hạt vụn, phần chất gắn kết Khi mô tả phần này cũng phải nêu rõ thành phần khoáng vật, đặc điểm cấu tạo, kiến trúc và mức độ biến đổi của chúng

- Mô tả khoáng vật

+ Đặc điểm hình thái và kích thước

Hình dạng của tiết diện: đẳng thước, kéo dài, hình que, hình kim, hình tam giác, hình chữ nhật hay nhiều cạnh, dạng méo mó hay dạng lấp đầy khe nứt, lấp đầy lỗ hổng Tiết diện tự hình, nửa tự hình, tha hình

Các đặc điểm cấu tạo trên ranh giới tiếp xúc giữa cùng một loại khoáng vật và giữa các khoáng vật khác nhau: cơ sở, gặm mòn, lấp đầy, thay thế, khảm, ép nén

Các đặc điểm cấu trúc trên bề mặt tiết diện: Vết nứt, vết cát khai

Các kiểu tập hợp: tập hợp vi tinh, hạt tinh thể, dạng đồng tâm, tỏa tia, dạng tóc

Các kiểu bao thể cùng hình dạng, kích thước, màu sắc, mật độ, dạng tập hợp và kiểu phân bố của chúng, thành phần và tên khoáng vật của các bao thể (nếu có)

+ Đặc điểm màu sắc của khoáng vật và thấu quang

Dưới kính hiển vi phân cực, màu sắc của khoáng vật thường không giống với màu tự nhiên của chúng khi nhìn bằng mắt thường, nhưng cũng là một trong những dấu hiệu nhận biết rất quan trọng của khoáng vật Do vậy, khi mô tả màu sắc khoáng vật dưới kính hiển vi cần mô tả chính xác và tỷ mỷ, như màu khoáng vật dưới 1 nicol:

màu tự sắc, đa sắc, công thức đa sắc; màu dưới 2 nicol; độ đồng đều của màu sắc trên toàn hạt khoáng vật: đồng nhất hay phân đới, phân dải

- Mô tả kiến trúc, cấu tạo đá

+ Mô tả kiến trúc

Phải xác định được kiểu kiến trúc của đá; đá có một kiểu kiến trúc hay nhiều kiến trúc, kiểu kiến trúc nào là chính, kiểu nào là phụ; các kiểu kiến trúc nguyên sinh, thứ sinh

Mức độ bảo tồn, biến đổi và hình thức biến đổi kiến trúc ban đầu của đá (mức

độ cà nát, tái kết tinh, đá còn giữ được dạng kiến trúc ban đầu hay ở trạng thái chuyển tiếp), hoặc đá mất hết dấu hiệu, kiến trúc ban đầu

+ Mô tả cấu tạo đá

Phải xác định và mô tả kỹ các kiểu cấu tạo, mức độ bảo tồn, biến đổi cấu tạo ban đầu

- Kết luận: Việc mô tả chi tiết một mẫu lát mỏng thạch học phải nêu rõ những nhận xét chung về các đặc điểm chính của mẫu như thành phần khoáng vật, cấu tạo, kiến trúc của đá, đặc biệt là nhận xét về các hiện tượng biến đổi hóa lý liên quan tới các quá trình biến đổi sau tạo đá

6.3.Xác định các đá qua phân tích lát mỏng

6.3.1.Phương pháp phân loại đá

6.3.1.1.Đá magma

Phân loại đá magma dựa vào những dấu hiệu cơ bản sau:

- Thành phần khoáng vật tạo đá chính, các khoáng vật phụ Trong đó cần xác định được các khoáng vật nguyên sinh, thứ sinh, biến sinh và tha sinh (nếu có)

- Các vành phản ứng xung quanh các khoáng vật tạo đá cũng như các khoáng vật phụ như pyroxen, amphibol xung quanh olivin

- Đặc điểm về kiến trúc và cấu tạo: trình độ kết tinh của các hợp phần (toàn tinh, nửa thủy tinh, thủy tinh); hình dạng các khoáng vật (tự hình, nửa tự hình, tha hình); kích thước tuyệt đối hoặc tương đối của hạt (hạt thô, hạt vừa hoặc hạt đều, hạt không đều, nổi ban); các kiểu mọc xen khoáng vật (pegmatit, miamekit, pertit, khảm); cách sắp xếp của các khoáng vật tạo đá (đồng nhất, phân dải, định hướng, dòng chảy, )

6.3.1.2.Đá trầm tích

Nguyên tắc phân loại đá trầm tích phải phản ánh được nguồn gốc, điều kiện sinh thành, các đặc điểm về thành phần cấu trúc, mối quan hệ qua lại giữa các loại đá, đồng thời việc phân loại phải đơn giản, tiện lợi, dễ áp dụng trong thực tế:

- Căn cứ vào khoáng vật tạo đá chính, khoáng vật phụ; khoáng vật tha sinh đến vật tự sinh

- Căn cứ vào đặc điểm kiến trúc, cấu tạo của đá (cấu tạo khối, cấu tạo phân lớp, phân phiến, cấu tạo vò nhàu, dòng chảy, hạt đậu, đường khâu, nón chồng nón )

6.3.1.3.Đá biến chất

- Dựa vào dấu hiệu về nguồn gốc để phân chia thành các lớp đá chính Dấu hiệu

về nguồn gốc ở đây có nghĩa là các đá trong một lớp đá là sản phẩm của dạng biến chất nào

- Trong từng lớp đá dựa vào trình độ biến chất, tức là dựa vào tướng biến chất

để có thể phân chia thành những nhóm đá

- Dựa vào thành phần (hóa học, khoáng vật) để phân chia các đá thành những

họ đá tiêu biểu cho từng nguồn gốc có thành phần nguyên thủy khác nhau

7 Kết quả thực hành

7.1.Kỹ năng sử dụng kính hiển vi

Sau khi kết thúc quá trình học thực hành tôi đã thành thạo được các thao tác sử dụng kính:

- Bật công tắc nguồn

- Điều chỉnh cường độ ánh sáng thích hợp

- Đưa vật kính x10 vào trục quang học

- Đưa mẫu và dịch chuyển giá đỡ mẫu đến vị trí phù hợp để quan sát

- Thay đổi độ phóng đại nếu muốn

- Tắt nguồn sau khi quá trình quan sát mẫu kết thúc

7.2.kỹ năng quan sát mẫu và nhận biết các đá

Trong quá trình học lý thuyết trên lớp và thực hành soi mẫu lát mỏng bằng kính hiển vi ở phòng TH-TN tôi đã tự rèn luyện cho mình được kỹ năng quan sát mẫu để từ

đó phân tích, tổng hợp và nhận biết được các đá Cụ thể:

- Khi quan sát mẫu trước hết phải quan sát tổng quan sau đó mới đi đến chi tiết

Di chuyển mẫu từ từ để có thể quan sát hết mẫu và phát hiện các khoáng vật tạo đá