Bài giảng địa chất công trình và môi trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT -*** - BÀI GIẢNG ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH VÀ MÔI TRƯỜNG (DÙNG CHO SINH VIÊN CÁC NGÀNH KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH VÀ CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT XÂY DỰNG) HÀ NỘI 12/2008 Chương I: Địa chất đại cương 1.1 Đá macma Theo nguồn gốc, đá tự nhiên phân chia thành ba nhóm: macma, trầm tích biến chất – Đá macma loại đá có lượng nhiều lớp vỏ trái đất (bảng 1.1) Đá macma hình thành đơng cứng dịng dung dịch macma nóng chảy Dung dịch macma hình thành lớp vỏ phần manti trái đất Chúng bao gồm hỗn hợp nóng chảy số pha lỏng, phổ biến pha silicat phức tạp Do đó, đá macma tạo thành chủ yếu từ khoáng vật silicat Hơn nữa, lớp khoáng vật silicat là: Olivin (Mg,Fe)2Si04, piroxen (ví dụ augit (Ca,Na,K)2(Ca,Mg,Fe+2,Fe+3,Ti,Al)2(Si,Al)2O6), amphibol (ví dụ hocblend +2 +3 mica (ví dụ biotit K2(Mg,Fe+2)63(Mg,Fe ,Fe AI)5Si6(Si,Al)2O22(OH,F)2), +3 4(Fe ,Al,Ti)0-2(Si6-5Al2-3O20)O0-2(OH,F)4-2), muscovit K2Al4(Si6Al2O20)(OH,F)4), fenspat (ví dụ octoclaz KAlSi3O8, albet NaAlSi3O8 anotit CaAl2Si2O8) khoáng vật silic (ví dụ thạch anh SiO2), thành phần định lượng theo hợp phần quan trọng Hình 1.1 cho thấy hàm lượng tương đối loại khoáng vật loại đá macma phổ biến Đá macma phân thành đá macma xâm nhập macma phun trào tùy thuộc vào điều kiện thành tạo Đá macma xâm nhập kết tinh phía vỏ trái đất, đá macma phun trào đơng cứng phía bề mặt trái đất từ dung nham macma núi lửa Các khối đá macma xâm nhập phân chia tiếp thành khối lớn khối nhỏ dựa kích thước chúng Khối lớn hình thành sâu lịng đất, khối nhỏ hình thành gần mặt đất Hầu đá macma xâm nhập sâu granit – granodiorit, bazan loại đá macma phun trào chủ yếu Hình 1.1 Hàm lượng tương đối khoáng vật loại đá macma thường gặp (trong ngoặc đá phun trào) Bảng 1.1: Phân loại đá theo Hiệp hội Địa chất cơng trình Quốc tế Nguồn gốc/Nhóm Trầm tích vụn học Cấu tạo thường gặp Phân lớp Thành phần Các mảnh vụn đá, thạch anh, fenspat khống vật sét Vụn núi lửa Hóa học/hữu Có 50% Có 50% các hạt nhỏ có hạt cácbonat* nguồn gốc từ đá macma Hạt thô 60 0,06 Cuội tảng Các mảnh nhẵn cạnh: Cuội kết Sỏi sạn Các mảnh sắc cạnh: Dăm kết Cuội Sỏi kết cacbonat chứa vơi Hạt trịn cạnh: Cuội kết núi lửa Đá muối: Halit, Anhydrit Hạt sắc cạnh:Dăm, tuff, lapiti núi lửa Thạch cao Hạt vừa Có tính cát Các hạt chủ yếu mảnh vụn khoáng vật Cát kết: hạt chủ yếu mảnh vụn Đá vôi Cát thạch anh: 95% thạch anh, lỗ rỗng có khơng có xi măng lấp đầy Cát Đá vơi Cát có cacbonat canxit hạt Arkose: 75% thạch anh, gần tới 25% fenspat, lỗ rỗng có khơng có xi măng lấp đầy Tro bụi Đá đôlômit Tuff núi lửa Đá phiến silic, đá sừng Greivac: 75% thạch anh, 15% hạt mảnh vụn đá fenspat Hạt nhỏ Hạt 0,002 nhỏ Có tính sét Kích thước hạt (mm) Hạt thô Vụn thô Các hạt mảnh vụn đá Đá phiến silic Bụi Bột kết: 50% hạt có đường kính hạt bụi Đá sét kết Đá bột kết - vôi Đá vôi - phấn Tro bụi nhỏ tuff Than bùn, Sét Sét kết: 50% hạt có đường kính hạt sét Đá phiến sét Đá sét vôi Đá vôi hạt mịn Tro có hạt nhỏ tuff Than đá, than non Bảng 1.1: Phân loại đá theo Hiệp hội Địa chất cơng trình Quốc tế (tiép theo) Nguồn gốc/Nhóm Cấu tạo thường gặp Thành phần Hạt thơ Hạt thơ Kích thước hạt (mm) 60 Đá biến chất Đá macma Dạng phiến Dạng khối Thạch anh, fenspat, mica kết tinh thành khoáng vật tối màu Đá Gơ nai (ortho, pata xen kẽ lớp khoáng vật sắc cạnh dạng hạt dạng Đá phiến mecmatit Phyllite (Đá phiến dạng vảy) 0,06 Hạt nhỏ 0,002 Hạt nhỏ Khoáng vật sáng sẫm màu Khoáng vật sẫm màu Đá axit >65% silicat Đá bazơ 4554% silicat Đá siêu bazơ 8 0,2 - 0,008 – 0,2 0,0002 – 0,008 15 15-8 8-5 5-1 2,61 2,56 - 2,61 2,51 - 2,56 2,05 - 2,51 < 2,05 > 10 - 10 4-6 0,1 - < 0,1 > 250 250 – 150 100 – 150 2,5 - 100 < 2,5 * Phong hóa nhẹ 52 ... phân chia thành nhiều Đơn vị thời gian địa chất đơn vị địa tầng so sánh trực tiếp, khoảng thời gian địa chất có đơn vị địa tầng tương ứng Ví dụ, đơn vị địa tầng – thời gian tương ứng kỷ gọi hệ... chiếu so sánh địa tầng Đối chiếu so sánh địa tầng (đối sánh địa tầng) trình mà quan hệ thời gian địa tầng vùng khác thiết lập Do đó, đối sánh địa tầng biểu tương quan tương đương đơn vị địa tầng Các... biến chất khu vực 1.2.1 Hiện tượng biến chất nhiệt (biến chất tiếp xúc) Biến chất nhiệt xảy quanh khối macma xâm nhập, nhân tố chủ yếu gây biến chất nhiệt độ, vùng bao quanh khối đá bị biến chất