Ngày nay, địa chất cõng trình đã cung cấp cho chúng ta những hiểu biết sâu sắc để tận dụng các điều kiện địa chất trong quy hoạch, trong thiết kế, trong thi cóng, trong vi[r]
(1)TRƯỜNG ĐAI HỌC THỦY LƠI
NGUYỄN UYÊN - NGUYỄN VÀN PHƯƠNG NGUYỄN ĐỊNH - NGUYỄN XUÂN DIẾN
ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH■
(Tái bản)
(2)LỜI NĨI ĐẦU
Tìoỉìg Ị ì ì ì ó m ngủnlì cơỉìíị trình ỉhỉiộc cúc Ỉrườỉì^ Đại Ììọc, Ỉ)ỉiỉ clìíìí i on^ ĩri/ih mơn học c s k ỳ ĩiìĩtậ ĩ nlìchìì tran ^ hi CÌÌO sinlì viên c ú c kiến ĩhức CCỈỈI ỉliiei vé (ÍKỈ lỉ/ỉỉ (ỉc c ó ỉ h ế t i ế p fhu kiếỉì thức tìiực iìàìììì í lỉuỉi nìơỉỉ cúc lĩnh vực nìĩií: C liỌi iỉiít du \ e n vù rnón^, Vật
liệu Acỉv dựtìg, Tlỉiiv CĨN^Ì^ Câu Ìuhìì, Đườtìịf íỊÌao tlìơnỉỊ, Xúy cỉựng tỉủỉì d ụ n ^ cóìtg nghiệp,
T h i i n^ cơti^ trìnìì hởi địa clìấĩ lủ điều kiện có ĩíỉìh âịnh đến quy hoạch, ĩhiết ké] thi cóỉì^ vủ qiiàỉi /v các cóỉì'^ trình.
Ciiốỉi ^iúo írìỉỉlì Địa cliấĩ cơníỊ ĩrìỉììỉ nủx cíùn^ cho sinlì Vỉưĩì cúc Ní^ủnh cơníỊ ỉrÌỊìh tììiỉộc cái' trườỉìịỊ Đụi học : TỈÌUV Lọi, Giao Tliơníị, XiÌỴ diúìỵ Giáo írìnlĩ có thê sử CỈIÍỊ cho cd học siỉiìì chíỉih c/u\' vủ íại chức.
V i ệ c p ì ìâ ĩ i c ỉì^ b iêìì SOỢÌÌ í^iúo ỉrinh n l ì s a i ỉ :
Đồỉỉiỉ chí Ní^uyến Xn Diếỉì (Đại Ì Ì Ọ C Xảỵ (lựỉií^ Hà N ộ i) viết chươNíỊ ///, IV vả V '
ĐồỉỉíịcÌìí Nyji\'ẻfi ĐỊỉììì (Đại Ììọc Giưo ỉlìơníỊ vận tủi Hù Nội) viết chương / vù IX.
Đỏỉỉ^ chí N ^ii\ẽỉi Vủn Phươỉi^ (Đại học Tlìiíỷ l ợ i ) viếỉ chương VI, V ỉỉ vù X.
Đồỉỉíị chí N^u\'ếỉi Un (Dại học Tììiiỷ lọi ) viếr chươtì^ // VIII, chươĩi\ị m ỏ đầu là 'lìú Ì)iẻìi giáo ĩrìnli.
Giáo ỉrìỉìh đ ã cÍKọx ĩììiìì Ị^iả/I nội diiĩì^ íỉìeo pììươtì^ ('hâĩìỉ ”c h ả n , Ììiệỉì đại, Việt Nam", ĩ n ỵ nlìiéỉì, d o trìỉìh đ ộ c ó liạĩì â ố i ỉưỢỊi\ị m n ỈÌỌC lạ i (ía dcuì^ p ì ìứ c tạ p n é n k h n g t h ể ^rúnìì kỉỉỏi cúi sai sốĩ.
Chúỉìg ĩơì châỉì ĩlìùnlỉ cchìì ơỉì cúc cún hộ ^icìn^ dạv thuộc mơỉi Địa chất cơng ĩrình 'ủa trường: Đại học Xủ\ cliùii^ Hà Nội, Đại Ììọc Giao tììỏìì^ H Nội, Đ ụi học Tỉìiiỷ ỉợi l ã đóng ỵĨỊ) nhiều ỷ kiến quỷ háu.
Clìủn^ ĩơi moNị' nlìận ỉìììiêii ý kiểfì cúc cúìĩ hộ íỊÌchỉí^ <^'àc hạn sinh viên và 'ủ(' độc giâ đ ể i^iao trìììh fì^ùy lìoản cììỉỉìh Ììơìì.
(3)MỞ ĐẨU
§1 ĐIA CHẤT CỊNG TRÌNH VÀ NHIÊM VI CIÌA NĨ
Khi xáy dimg cõng trình đường, nhà, cầu, kênh dẫn, mót đập niróc nơi đó, phái xét tới :
1 Hình dạng, kích thước, mức dộ phân cãt Iisuồii oỏc hình thành, xu ihế phát triến ciia địíi hinh nơi dự định xây clựnu - íiọi âiéỉi kiện (ÍỊU mạo. Điều định vị trí bố trí cịne irình, hình dạng kliối lượns cỏiìg trình, niăl băng phương pháp thi công; đánh oịá trạng thái càĩi bằim độnií học dịa hình, làm sáng tỏ mức độ ổn định dự đoán biên dổi hình dạim địa hình xày dims điều kiện tự nhiên khác; vấn để kliỏiií; chi dể dám háo cịni: trình thích liợp mà cịn đảm bảo mơt inói trường hcn vữim tòt đẹp hon
2 Sư phân bố, thànli phần, tíiih chất xàv dưiii: cỉât dá (cường độ chịu lực, độ ổn định, kh;i nãntỉ thấm nước ) biến đònự dịa chái uốn nép nứt né, đírt gãy có khu vực xây dựng - gọi ỉà (Íií'11 kiện l íìii tì íỉc dịu clicíí. Điéu kiện qut định cưịiig độ chịu lực cứa nền, nãng lún nhiểu, lún khòni: dểii, ổn địnli, thâm nước nểii khốiĩg cliế lái tiorm quy mỏ, kêi cáu cịnu trìnli
3 Các tượiiíí địa chái nlìU' tióiiíí dàt karst, trượt lơ dã có khả năníí xáy Irong vùng chưa có cỏnc trình sau klii cỏ cỏiia Irình; thực tế tượng địa :hã't tìnig gây nỉiĩtng ihám hoa (iối với còng Iniili Đổ (íiểii kiện rúc tác cìụiiỊ^ 'lịa th t vùnt;
4 Đối với cóng tnuh xáy dưng Ironu vìing có nước tổn lỗ rỗng <hc nứt đất đá (nước (lất), có cóng trình dẫn nước Irữ nirớc mặt, cơng trình chai thác nước đất, cần phải biết thành pliấn, tíiih chất, quy luật vạn động, phân
7Ố nước dirứi đất tức phải biết (ỉieií kiựii (lịa chất ỉlìiiý văn vùng Nó cho phép iáiih giá khả năno bất lợi dịng thâm cĩấl xây dưng ; ngập hơ' móng thi ;ơiig, ăn mịn vật liệu xây dựng, gây tượng xói rmầm cơng trình
5 Đối với cóng trình có dùng đất đá làm vật liệu xây dimg cát, sỏi đế làm cốt iệii bê tỏng, đất để đắp dập rải điàmt: khơna nhữiig phải ý thành phần, tính chất loại đất đá mà phải lưu ý tới trữ lượng, điều kiẹn khai thác Vì ấn để ảnh hưởng lớn đến việc chọn loại kết câu cơng trình, tốc độ thi cơng, giá nành cơng trình Đó điéii kiện vạt ỉiệii xáỵ tại cliổ, hay vật liệu xây dựng tự nhiên
(4)Vậy địa chất cơng trình khoa học địa chất chuvên imhiên cứu vận dụng tri thức địa chất vào việc xây dựng cơng trình, cải tao lãnh thổ (tháo khô, tưới nước, chông tiưựt tượng địa chất khác) khai thác mỏ khoáng sản chọn biện pháp đảm bảo ổn định sử dụng bình thường cơng trình dự báo khả Ihay đổi điều kiện địa chất tự nhiên tác dụng cơng trình Đó khoa học nảy sinh yêu cầu xây dựng khai thác lãnh thổ nhằm :
1 Xác định điều kiện địa chất công trình khu vực xây dựng, lựa chọn vị trí biện pháp cơng trình
2 Nêu điều kiện thi cơng, dự đốn tượng địa chất thi cống sử dụng cơng trình
3 Đề biện pháp phòng ngừa tạo điểu kiện địa chất khơng có lợi
Thời xưa, việc xây dựng phần nhiều dựa kinh nghiệm trực giác, cơng trình thưèmg lãng phí đơi gây nhĩmg tai hoạ khủng khiếp Ngày nay, địa chất cõng trình cung cấp cho hiểu biết sâu sắc để tận dụng điều kiện địa chất quy hoạch, thiết kế, thi cóng, việc bảo dưỡng kéo dài tuổi thọ cơnc trình Những tài liệu địa chất cóng trình thơng qua điều tra tịn cóng phu, đươc vận dụng xây dựng tốt hay không tuỳ thuộc lực người cán xây dimg
Hậu thông thường thiết kế khống xét cách đầy đủ điều kiện địa chất cơng trình giá thành cơng trình tãng lên, thời gian thi cơng kéo dài nhiều trường hợp cơng trình bị phá huỷ
Đập Prăngxơ (Mỹ) cao 6()m, chắn giữ trẽn 46 triệu in^ nước; đoạn đập dã bị nước
đ ẩ y lùi vể hạ lưu km (]o đát đá nôn bị phá hiiý, làm ch êt 401.) Iigirời, Ịiiiá hoại
không biết nhà cửa
Hồ chứa nước Mondeska (Tày Ban Nha) sau xây dựng, nươc luồn theo khe nứt hang động ngầm đá vôi bừ Iiồ chảy đi, đê lại đập bê tông cao 72iĩi, “bia kỷ niệm ” sừng sững dịng song khó can
Một kho lúa mì i)ê tông cot ihép Canađa bị nghiêng 27° so với mặt phầng nằm ngang bên lún lệch tới 8,8m, không sử dụng v.v
Ngày nay, nhiều cơng trình kinh tê quốc phịng địi hỏi độ ổn định cao lâu dài, nhiều công trình u cầu phải xâ\ dựiiỉí vùng đất yếu, việc nghiên cứu dịa chất cơn^ trình nhằm cải tạo điều kiện địa chất khơng có lợi, đảm bảo u cầu cơng trìnl' quan trọng, p.p Xavarenxki !à neười có cơng lớn việc sáng lập phát triển mơr địa chất cơng trình nói: “ Điều kiện địa chất cơng trình xấu điều đáng sợ điều đáng sợ khơng có đủ nhận thức khơng giỏi đề biên pháp xử lý nó”
(5)§2 NỘI DUNG NGHIÊN c ú t l CỦA ĐIA CHÂT CƠNG TRÌNH
Đối lượng địa chất cơng trình đất đá, nước đất tác dụng qua lại đất đá, nước đất với với mơi trưịTig bên ngồi Các đối tượng đa dạng thay đổi theo khơng gian ihời gian Vì vậy, địa chất cơng trình nghiên cứu nội dung sau :
1 Nghiên cứu đất đá dùng làm nền, làm mơi trường làm vật liệu xây dựng cơng trình Nội dung chủ yếu nghiên cứu phân bố xếp đất đá, ảnh hưởng nguồn gốc, điều kiện thành tạo mơi trưịng đến đất đá trước, sau xây dựng công trình để đề phưong pháp cải thiện tính chất đất đá
2 Nghiên cứu tượng địa chất: trưọft đất, đất chảy, xói mịn, karst, phong hố ; tìm hiểu ngun nhân phát sinh điều kiện phát triển chúng để đề biện pháp xử lý xây dựng cơng trình
3 Nghiên cứu nước đất đế khắc phục khó khăn nước gây thi cơng sử dụng cơng trình dùng để phuc vụ cho sinh hoạt, tưới nhu cầu khác sản xuất đời sống
4 Nghiên cứu phương pháp khảo sát địa chất nhằm thãm dị, đánh giá điều kiện dịa chất cơng trình khu vực đầy đủ, xác, nhanh chóng tiết kiệm
5 Nghiên cứu địa chất cơng trìiih khu vực đế quy hoạch xây dựng cơng nghiệp dân dụng, để quy hoạch thưỷ lợi, giao thông
Sự phát triển địa chất công trình phụ thuộc vào hai đicu kiện ;
Một phát triển khoa hoc địa chất - môt ngành khoa học chuyên nghiên cứu thành phần, tính chất, cấu tạo lịch sử phát triển vỏ đất
Ngày nay, hầu hết thành tựu khoa học kỹ thuật sử dụng khoa học địa chất Việc khoan hố sâu hàng nghìn mét vào lịng đất đế lấy mẫu đất đá nghiên cứu, hay đưa thiết bị, người xuống sâu kết hợp với công tác khảo sát mặt, phân tích ảnh máy bay, vệ tinh giúp cho người nắm vững cấu tạo tính chất đất đá phần vỏ đất Đối với lớp dất đá sâu có thê’ dùng phưofng pháp địa vật lý địa chấn, trọng lực, từ đê nghiên cứu Các thiết bị thí nghiệm mẫu lớn, có độ <ác cao, thiết bị thí nghiệm ngồi thực địa ngày sử dụng rộng rãi để giúp cho k'iệc định lượng điều kiện địa chất cơng trình sát thực tế
Hai ỉà phát triển kỹ thuật quy mô xây dựiag đặt cho địa chất cơng trình chối lượng điểu tra nghiên cứu lớn đòi hỏi tài liệu thu phải có độ sát thực cao
Từ hai điều kiện, tạo sở, ìơị kéo thúc đẩy mà địa chất cơng trình - :hoa học cịn non trẻ, tịến bước xa, bao hàm nội dung phong phú )ó n g vai trò quan trọng việc phát triển khoa học địa chất cơng trình nhà khoa lọc: M.M Pilatov, N.M Gerxêvanov, v v Xôcôlovxki, N.A Xưtôvich, I.D Popov, N.Ya )ênixov, V.A Priklonxki, N.N Maxlov, E.M Xergêev, K Terzaghi
(6)Việt Nam từ nãin đầư xám lược, Son!’, việc nghièit cứu Ihiếu hệ thống, ihiốu kế hoạch khối lượng không nliicu nhiểu trưòim hơp độ tin cậy khỏns cao,
Từ sau ngày giải phóng mién Bàc năm 195-i, theo nhữím kc hoach phát triến kinh tê khoa học, khoa học địa chất đ.ĩ phát triển nhanh chóna lồn diện Nồnli địa chất cơng trình cịn non tre với tốc độ phát triên nhanh tham gia giai nhiệm vụ nặng nề phirc tap đất nước Chún« ta thành cônu trono Vicc khai thác mỏ sâu, khôi phuc mở rộng hệ thốns đườns giao thông, nhiểu cầu lóĩi cầu Thăng Long, cầu Tân Đệ qua sịns Hồns, cầu Mỹ Tliuận qua sơng Tiền nhiéu cầu lớn khác, nhiều nhà cao lầnc, nhiểu tuyến đườiig xuvèn núi đưcyng hầm Chiinụ; ta hồn thành xử lý nhà niáy xi măng Bím Sơn Hoàim Thạch Irên đá karst bùn Chúng ta xây dựng xong cịng tiình th điện lliác Bà, Hồ Bình, Trị An, Yali v nhiều cơng trình khác Với lốc độ liên triến vũ bão cúa khoa hoc kv thuật, vượt qua mn vàn khó khăn đạt nhiều kết qua năm tới lĩnh vực địa chất cơng trìiih
§3 PHƯƠ NG P H Á P NGHIÊN CỨL ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH
Như nói, đối tượiig nghiên cứu địa chất cóng trình đa dạng phức tạp phương pháp nghiên cứu cũnơ mn vẻ Khi nghiên cứu địa chất cónR trình người ta thường sử dụng tổng hợp ba loai phương pháp chủ yếu sau :
3.1 Các phương pháp địa chát học
Đây phương pháp quan trọng đế ngliién cứu Nội dung yếu tìm liiểii phát triển tượng đia chất khứ có liên quan dến tạo thành dạng địa hình, lính chài đất (Jm \a quy liKÌÌ plùìn bỏ sấp xỏi' nỏ IIÍ liơng klm vực Tù Jỏ dánli
giá điểu kiện địa chất khu vực, dự đốn c;íc tượiig địa chrít xảy
Đê làm tốt việc phái tliực cơiig trìnli khai đào, klioan sâu vào lầng đất đá, thu thập tài liệu phân bố, sáp xcp đất đá, thu thập hố thạch b<ing h:mh trình địa chất cắt qua khu virc 'IVong da sô trường liỢỊi phải tiến hành thí nghiệm phịng hay ngồi trời, xác dinh dặc trimg vật lý, cư học đất đá, thu thập tài liệu địa chất phưong pháp địa vật lý địa chấn, trọng lực, từ Phưotig pháp khảo sát địa chất phương pháp cho kết sát thực tế phương pháp đê tiến hanh nghiên cứu cho khu vực
3.2 Các phương pháp tính tốn lý thuyết
(7)3.3 Các phương pháp thí nịíhiệm mơ hình tương tự địa chất
Phươiiíị plìáp thí ìì^hiệnì mó lìi/ili dựa vào tươiig tự trưịfng vật lý khác : trường chuyển dộng nước đất với trường dẫn điện, trường chịu lực đất đá với trường chịu lực môi trường đàn hồi mà ta thay mơi trường địa cliất cùa khu vực mỏi trường vật lý có điều kiện tương tự đofn giản hơn, kích thước nhó đê nghiên cứu,
Phương pháp thí nghiệm mị hình giúp cho ta nghiên cíai tượng địa chất xáy cơng trình thi cịng, khai thác sử dung, tác động môi trường (tái trọng côna trình, áp lưc nước ), giai dược tốn điều kiện biên pliức tạp
PỊìương pháp tươn^ tựcíịd cÌKÍt phưmig pháp có tính chất kinh nghiệm dựa treii nguyên lý : đất đá hình thành điều kiện, trài qua trình địa chất có đặc trinig vật lý, học tương tư Vì sử dụng tài liệu địa chất cua khu vực nghiên cứu đầy đủ cho khu vực có điều kiện địa chất tương tự Từ giám bớt khối lưẹmg khảo sát dịa chất cho vùng dự định xây dựng; cơng trình đươc thiết kế, thi cơng nhanh Phương pháp thưòiig nên áp dụng giai đoạn quy hoạch, thiết kế SIÍ bộ, giới hạn áp dựng, kết thu tuỳ thuộc vào khả năng, kinh nghiệm người cán thực tê địa chát vùng
(8)CHƯƠNG ĐẤT ĐÁ
§1 V ỏ QUẢ ĐẤT VÀ CÁC HIỆN TƯỢNG ĐIA CHÂT DIỄN r a t r o n g N'Ó
1.1 K hái niệm vỏ đất
Các tài liệu từ vệ tinh nhân tạo chứng minh rằnu q đất có hình cầu, xich đao phình ra, hai cực dẹt lốc đị quay quanh trực bác - nam lớii Hiện tai xích đạo tốc độ đạt tới 1670km/h Bề mặt đất lồi lõm bất thường Nơi lồi dãy H[yniala) a với C hôm ôlungm a cao H.890m Nơi lõm hố đại dương Marian sâu trẽn
ll.OOOkm Sự chênh lệch khoảng 20km so với bán kính truiis bình qiLiá dàt 6.366km chiếm 0,3% Da mặt quà cam lồi lõm nhiều
Quả đất chia quyến đồng tâm Quyến gọi quyên đất cỉlá hay vỏ đất, có bể dày H- 70km, truns bình 35km Dưới quyến iTianti phân bơ' đế^n đị sâu 2.900km Tài liệu địa chấn cho biết manti “dặc lỏng”, vật chất có thẻ phiần lớn dạn g hợp chất oxít silic, oxít mangan oxít sát Marili đươc phân mant i m anti
Manti độ sâu 60 -r 800krn lượng ngun tố phóng xạ phân ti lớn chíiih nguồn nhiệt bên vỏ dất - nguyên nhân phát sinh động dất, hoạt (độnp nủi lửa, chuyển động kiến tạo vỏ dất
Manti độ sâu 800 ^ 2.900kin, Do ờ đày có nhiệt độ cao 2.S00 -í- 3.8()0"'c, áp lực lớn (100.000 ^ 1.300.000at) nòn vât chất ỏ' trạng thái nén chạt Manlị dư(ýi cliíiih vùng yên tĩnh đất, hiến động n(ì bàn khônc ảnh hưởiiạ dcn tượng địa chất diễn vỏ quà dát Manti chiốin , thể tích 43% khiối lượng đất
Dưới manti nhân quí’ đất (dưới 2.900km), chiếm khống 16,5% thể lích eLi;a vỏ đất, vật chất thể đặc dẻo phần (dưới S.lOOkni) nhân đất thể rắin Nhiều người cho nhân đất thành tạo chủ yếu hợp chất sắt v:i nikeri Nhưiig tài liệu nhận gần phủ nhận giả thiết này, điều kiện áp suất cao (từ 1,5 triệu at phần đến 3,5 triệu at trung tâm), nhiệt độ cao (khoảng 0 ”(,'), lớp điện tử nguyên tử bị phá huỷ Do lớp điện từ, nguyên tử xích lại gần nhau, vật chất tựa bị kim hoá, trờ nên chạt bão hoà điện tử tự !Người ta cho từ trường đất kết quà lốc dạng vòng điện t ứ lự nhân đất
(9)Báng I-l Bảng hàm iượng nguyên tổ chù yêu tạo nên đất vỏ đất
Các nguyên tỏ' Fe o Si Mg AI Ca Ni Na K s
Tạo nên đất
(theo v.v Belouxov) 36,9 29,3 14,9 6,7 3,0 2,9 2,9 0,9 0,3 0,7
Tạo nên vò đất tới 7km (theo A.E Pexman)
4,2 49,2
26 2,4 7,5 3,3 2,4 2,4 2,4 1,5
0 đất đá chủ yếu đá macma rối đến đá biến chất, đá trầm tích chiếm tỷ lệ thấp lại bao phủ phần mặt với diện tích lớn nhất, đá phổ biến xây dựng cơng trình
Ọuyển nước bao gồm biển, đại dương, sống hồ toàn nước lỗ rỗng khe nứt đất đá - nước đất Nước đất có nhiệt độ từ nhỏ ° c đến 100'’C, thường dung dịch hố học phức tạp Nước chuyển động, biến đổi không ngừng luôn tác động đến đất đá nhiều hình thức
Quyển khí dày chừng 500km, đại thê thấy tầng khác Tầng tầng ion phía khơng có ảnh hưởng trực tiếp tới đất đá Tầng quan trọng địa chất cơng trình, nhiều trưíVng hỢỊi nhân tố chủ yếu tác động đến đất đá cơng trình
Do vận động, phân bố thuộc tính vặt chất mà đất nói chung, vỏ đất nói riêng, hình thành trường vậi lý C(jf bảii trưcmg trọng lực, trường từ Nếu quyến, vật chất phân bố dỏng dểii lliì lực tiọiìg líườiig tĩên bề m ặt đất tíing dán từ xích đạo cực Những nơi vỏ đất có cấu tạo khác thường sinh trọng lực bất thường, phản ánh gián tiếp tình hình |)hâii bố vật chất phần vỏ Trọng lực giảm nhỏ nơi phân bố đá trầm tích trẻ có độ rỗng lớn, đá chứa khí dầu nơi phân b ố quặng quặng sắt, trọng lực tăng
Q uả đất khối từ khổng lồ với vị irí cực địa từ thay đổi chậm chạp theo thời gian Hiện cực địa lừ gần trùng với cực địa lý vùng phân b ố đá hay quặng từ tính cao hình tliầnli từ tính bất thường Những nơi từ tính m ạnh thường có tồn m ỏ sát từ
Trường nhiệt đất cịn có nhiều điều chưa rõ rệt; đại thể có hai nguồn nhiệt ngoại nhiệt nội nhiệt Ngoại nliiệt sinh chủ yếu ánh sáng m ặt trời hun nóng phần bên vỏ đất Nó thay đổi theo thừi gian khịng gian; lý sinh m ùa đới khí hậu Ảnh hưởng nhiệt mặt trời khơng sâu lắm, có lẽ độ vài chục mét Sâu hoín nguồn nội nhiệt, sinh phản ứng hoá học, hạt nhân Nhiệt độ u;io động theo ngày, theo m ùa xảy đới thường ôn Xuống sâu nhiệt độ dao động tăng dần theo độ sâu Ợiình 1-1).
ở đới thường ởn, nhiệt độ xấp xì nhiệt độ bình quàn năm vùng m ặt đất Hệ sò tăn g Iihiệt độ theo chiổu sâu cấp địa nhiệt vùng TTiông thường, c ấp địd nhiệt
(10)a = 30 -T- 35m /độ vùng co hoat dộng macnia cấp địa nhiệt nhỏ Dựa vào cấp địa nhiệt xác định nhiệt độ sâu:
z - z,
a (I-l
fĩìnlĩ ĩ-ỉ So'(ỉố ỉìỉìỉệĩ ỈỈÌCO (ỉ() Sỉii cim vỏ (Ịini dăỉ
Trong : - độ nhiệt độ sáu z (”C); t|,q - độ nhiệt đới thirịng ơn C’C);
Zq- đ ộ sâu c ủ a đới thưừiii: ôn (m);
a - cấp địa nhiệt cúa vùng (m/độ), Cấp địa nhiệt vùng thay đổi nhiều thê cấu tạo địa chất chưa ổn định, tượng địa chất diễn mạnh mẽ
1.2 Các tượng địa chát cúa vỏ đất
Các tượng địa chất tượng kiến tao lượng macnia, iưựi xâm thực tích tụ trầm tích kết q trình vát lý, hố học, sinh học ditn lòng đất hay mál đất theo quy luật Iihãt địiih Đó cỊiih lý thuận nghịch tự nhiên Vi vây, hiên tượng địa cliất r;ít đa dạng phức tạp Ịjỵliicn cứu tượng địa chất cho la niốt C(# sở chác chắii để siiy diễn lại Cịuá khứ, clr (!oán tương lai vấn đề dịa thất inà khỏng sơ lệch klu')i khuiig cánh tliicn nh éii
Hiện tượiig kiên tạo tượnc chuyên dịch cua \ o qua dài clirới lác ciụiiíi cua *,ác lực kéo nén Kết làm cho đât đá bị vò nhàu, uốn nếp, niit né, điít gãy
Hiên tượng m ácm a iưưiiiZ các- khối đất đá nóng chảy hão hồ khí (duntí nhim) lừ lớp sâu, theo kht' m'rt dâns lèn xâm nhập vào phần vỏ đá C;íc dung nham nguội lạnh, đơng cứníỉ lại thành đá macma
Quá trình xâm nhập inacina chạm chạp thường kèm Iheo động đất Ni'i lừa mọt liinh thức hoạt động inacma Níii lừa phun trào dáy hiến gây tượm bicn động Núi lửa phun trào mặt đất thường hình thành đám mày bụi khói tro khổng lồ Đá nguồn gốc núi lửa (đá phun trào) dung nliaiĩi đỏng nguội tạo (hành có tính phân tầng, phân lớp
Núi lửa hoạt động mạnh miền có đứt cãv kiến tạo lớii, nơi tiếp giáp cúa mảng kiến tạo khác Hiện miền hoạt động núi lửa mạnh "vành đai Địa Trung Hải" "vành đai Thái Bình Dirơiig"
(11)Chí cần tốc độ bóc mịn vài milimct n;ìni sau ký hay đại độ dày bị bóc mịn lứn biê”t chừng Bóc mịĩi càiTj nhiều trầm lích dày Tốc độ trầm tích cửa sơng vcn biến rât lón nhiểu vùns tốc độ bổi đắp đạt chục tới lOOin/nãm (Cà Mau, Nam Định) Đó nguyên nhân chủ yếu đế hình thành nên bình Dịiuii, đồng bồi tích rộng lóìi ngày
Các tầng đất đá sâu cliịu tác dụng áp lực cao, nhiệt độ lớn, lỗ rỗng giảm đi, nước thoát ra, nhiều khoáng vât hị biến tính, định hướng, hình thành nên dá biến chất (biến chất khu vực) Troníĩ số trường h(jp, biến chất xảy dung nham có nhiệt
đ ó cao tiếp XLÌC với đá v â y quan h (bicn chât liếp XLÌc).
Đất đá, dịa hình mặt đất ncày kêt tổng hợp nhiều tưọng địa chất diễn khứ đana tiếp diẻn không ngừng V'i vậy, đất đá vỏ đất sử lớn ghi lại diễn biến tương địa chất xảy
§2 KHỐNG VẬT VÀ KHỐNC VẬT TẠO ĐÂT ĐÁ
Khống vật đơn chài hay h(tp chất hoá học tự nhiên (Hg, Au, CaC0 3, SìOt) đirợc lùnh thành tồn ốn dịnh troiìs vo clãt hay mặt đất nhĩmg điều kiện địa chât nhât định
Khống vật có thè khí (klií cachonic, khí suníiia hiđro), thể lỏng (tlìLiỷ ngân, nước ), phấn lớn ò răn (thạch anh, fenpal, niica ) Khoáng vật hầu hết trạng (hái kết tinh Mỗi khống vật có tínli CỈKÍÍ vật lý, hố học riêng biệt Nghiên cứu tính cliất vật lý, hố học khống vậl klióng có giá trị nhận biết khống vật mà cịn thu thònq tin nsuồn pốc sinli thành điéii kiện tồn mà đất đá trái qua
Trong số h(m 2.800 khống vật dã bict chí có liơii 50 loại tham gia chủ yếu vào thành pliđii đất đá, gọi khống vật tạo đâì dá Đó đối tượng nghiên cứii chủ yếu cửa ỏ'
2.1 Một só đặc tính cúa khống vặt
H ìn h d n g tinh t h ể kh o n g vật
Các loại khoáng vật khác nhau, kết tinh thường cho dạng tinh khác nhau, hình dạng tinh thê phản áiih kiến trúc bén troiig khống vật (kiến trúc tinh thể), theo lý tliuyết, có lới 230 dạng kiến trúc linh thê khác nhau, có tới 230 dạng tinh thể khác Nliimg địa chất cơng trình thườns quan tâm tới đặc tính khơng gian hình dạng tinh thè’ chia chúng thành loai tương đối sau:
Loại hình phát triển theo phươno; tinh thể có dạng hình cột, hình que, hình sợi tóc
ví ciụ tLiamalin, a m fib o n , atbct
Loại hình phát triến theo liai phươnc: tinh thê có dạng hình tấm, váy, ví dụ niica clorit, bentonit
Loại hình phát iriến theo ba phitưne; tinh thc có hình hạt ví dụ halit, pirit, granat,
(12)Đ chứa khống vật dạng que, d ạns sợi kom giịn, dị hướng cao, cliứa khống vật dạng giịn, thường có cấu tạo phiến, lớp điển hình; chứa khốì vậi dạng hạt dỗ đồng đẳng hướng nhiều tính chất vật lý, co' học,
Trong thực tế, đá gồm chủ yếu khoáng vạt (đá phiến mica, đá sét ), nhiều đá lại chủ yếu gồm khoáng vật dạng hạt (đá hoa, đá granit, cát kết ), đá có khống vật dạng dạng hạt đá granit hay mica, đá cát pha sét
Trong thiên nhiên thấy đơn tinh thê phát triển hoàn chỉnh mà thườiig tập hợp t:nh thể dạng: tóc, phóng xạ, trứng cá hạt đậu, dạng đất,., chen kẹp lẫn
M u c ủ a k h o n g vật
M àu khoáng vật thành phần hóa học tạp chất định K hống vật chứa nhiều Fe, Mg thưịng có màu sẫm, cịn khống vật chứa nhiều Al, Si màu nhạt Nhiều khống vật có màu cố định chư cloril có màu lục, limonit có màu nàu Khi có lẫn tạp chất, khống vật mang nhiều màu sắc khác thạch anh khơng màu, tím, đen, nâu, vàng Khi quan sát màu khoáng vật cần ý tới điều kiện ánh sáng, trạng thái m ặt ngồi khống vật
Khi vạch m ột khoáng vật sứ nhám, chúng đế lại vết vạch có màu đặc trumg cho bột khoáng vật Thường màu khoáng vật màu vết vạch khác ; Hêmatit có m àu vàng xám nhimg vết vạch lại có màu đỏ, pritit màu vàng thau vết vạch lại m àu đen Đôi màu vết vạch màu khống vật giơng manhêtit có màu đen thần sa có màu đỏ Nhưng nhìn chung màư bột khống vật (vết vạch) thay đổi so với màu khống vật, thưcmg inột dâu hiệu đáng tin cậy để nhận biết khoáng vật
M àu khoáng vật định đá, t!ó có ảnh hưởng tới khả h í p thụ nhiệt củd đá Đ chứa nhiều khống vật màu săm có ciộ phong hoá thấp
Đ ộ tro n g s u ố t n h kh o n g vật
Đ ộ suốt khoáng vật khả nãng cho ánh sáng xuyên qua khoáng vật Đ ộ suốt khoáng vật phụ thuộc \'ào cấu trúc tinh thể khoáng vật tạp chất chứa
Dựa vào mức độ suốt khoáng vật ta chia loại ; - Trong s u ố t ; thạch anh, thuỷ tinh, spat băng đảo; - Nửa s u ố t ; thạch cao, síalerit;
- Khơng s u ố t : pirit, manhêtit, grafit,
M ột phần ánh sáng chiếu lên khống vật cịn bị phản xạ mặt khoáng vật để lạo thành ánh khoáng vật Cường độ ánh phụ thuộc vào chiết suất đặc trung bề mặt khoáng vật khơng phụ thuộc vào màu
Các khống vật tạo đá có loại ánh đặc trung sau : - Ánh thuỷ tinh : thạch anh, canxit, íenpat, anhidrit;
(13)- Ánh đất ; đặc trưiig cho khống vật có nhiều lỗ hổng tầng đất bột, đất kaolin ; - Ánh xà cừ ; mica ;
- Ánh kim ; pirit khoáng vật kim loại khác
Người ta xác định ánh mặt vỡ phẳng k hống vật T ính d ễ tách (cát khai) kh o n g vật
Tính dễ tách khả tinh thể hạt kết tinh (mảnh tinh thể) dễ bị tách theo mặt phẳng song song Mặt tách thường song song với mặt m ạng tinh thể có khoảng cách lớn, có mối liên kết yếu
Người ta chia khoáng vật có tính dễ tách mức độ sau :
Rất hồn tồn ; tinh thể có khả tách theo mặt tách cách dễ dàng, ví dụ mica ;
Hồn tồn : dùng búa đập nhẹ vỡ theo niặt tách tương đối phẳng, ví cJịi caiixit (xem hình 1-2) ;
Trung bình : mặt vỡ tinh vừa thấy mặt tách tirơiig đối hoàn chỉnh, vừa thấy vết vỡ không phẳng theo phưong khác nhau, ví dụ piroxen, amíibon ;
Khơng hồn tồn : khó thấy mặt tách inà thường vết vỡ khơng có quy tắc, ví dụ thạch anh cịn gọi tíiih khơng tách khống vật
Khống vật tách theo một, hai ba phương, phương mức độ dễ tách khơng giống Tính dễ tách có vật chất kết tinh Đ chứa khống vật zó tính dễ tách giịn, cưcmg độ giảm
Vết vỡ c ủ a k h o n g vật
Mặt vỡ không theo quy tắc khoáng vật bị đập gọi vết vỡ Dựa theo hình dạng /êì vỡ chia :
- Vết vỡ phẳng : vỡ theo mặt dễ tách; - Vết vỡ dạng vỏ sò : vết vỡ thạch anh;
- Vết vỡ dạng đ ấ t : vết vỡ tựa đất bột, ví dụ vết vỡ kaolinit; - Vết vỡ sần sùi ; bề mặt vết vỡ sần sùi vết vỡ thạch anh dạng trụ Như mặt dễ tách mặt vỡ khoáng vật
Đ ộ c ứ n g c ủ a k h o n g vật
Đ ộ cứng khả chống lại tác dụng học bên (khắc, rạch) lên bề m ặt hống vật Tính chất có liên quan đến kiến trúc liên kết chất điểm hoáng vật Sự liên kết độ cứng cao
Hinh 1-2 Tính dê tách hoàn toàn cùa canxit
(14)Để đánh giá độ cihig Uong: dlối ciủ;i knoani: vật, nizưò'i ta dùng thanr; độ cứng \.')hs (Moxơ) gồm có 10 khốiie vàt (ĩiêm chi iưia lửii: với cáp dộ cứng thay đổi từ đến h:
1 Tan
2 Thạch cao Canxit Pluorit Apatit
'6 Ociocla Tl'iạch anh ;8 Tcipa ‘9 Corinclon
10 Kim cirơim
Đầu nhọn khoáng v ài ccí cứiig cao lach tất khốne vậ; kiác
nằ m phía trước troiTí thaim; đ(ó cứng (có số ihứ tư hơn).
Đ ộ cứng tuyệt đối cú;i mòt sổ k;liống vát đirơc xác định bầns máy đo độ címg TMT-. là: tan - lẠ k G h ìììn , canxit - 109 kCĩhrmi-, thach anh - 1120 k<ìị>wn\ kim cương - iOOôOkG/ini-. Như kim cương cứng li'ơn tain khóiug phái 10 lán mà 4000 lần
Trong thực tế xá.c dịnih cứng tưig dối khoáng vật bằne phương lện đơn giản móng lay có dộ cứng 2.5; lười dao sát -í- 3,5; mánh kính ^ 5,5; lư.ỡi lao thép H- 6,5
Tuyệt đại phận khoáng vật cỏ độ cứiig từ đen Các khoáng vật tạo đá thưcm có độ cứng nhỏ hcfn Đá chir.a khốing vat cỏ dộ cứìig cao thường có cường độ lớn
Tỷ trọng k h o n g vạt
Tỷ trọng khoáng '.'ậl tliay cílổi Irong phani vi tương đối lớn Những khống vậi tạ đá có tỷ trọng từ 2,5 đến 3,5 ịhảiiỊ’ 1-2) Theo tý Imnịi, khoáng vât đươc chia làm nhón
Nhẹ : tỷ trọng Iilio liưii 2,5 ; Trung bình : lỷ (rọnị.: từ ?„5 clcìi 4; Nặng : tỷ trọng Imi
Bảng 1-2 I V troiiiỉ cùa mọt sỏ khoáng vật tạo đá
Khống vạt T>' Ir-ọnc Khống vát Tý trọng
Thạch anh 2,65 - 2,tì6 Plagiocla 2,60 + 2 J ị\
Canxit 2,71 - i r i Muscovit ,5 ^ ,1
Đolomit 2.so - Biotit 2,69 ^ 3,40
Anhiđrit 2.50 ^ 2^0 Piroxen 3,20 ^ 3,6C)
Thạch cao 2,30 2,40 Amfibon 2.99 + 3,47
Octocla 2.50 - 2.b2 Olivin
1 _ 3.18 - 3,45'
Tỷ trọng phụ thuộc vào thành phần lioá học cấu tiúc tinh thể Tỷ trọng lớndii khoáng vật chứa nguyên tố năiic \ có sư sáp \ép nuuyên tử chặt
(15)Khi xác định khốns vật khơng dựa tính chất vật lý cách rời rạc m cần có tống hợp tính chất vật !ý để rút đặc trimg chủ yếu loại khoáng vật
2.2 Phân loại khoáng vật mỏ tả sơ khống vật tạo đá chính
Khi nghiên cứu khoáns vật, người ta thường phân loại chúng theo thành phần hố học với lóp sau :
Lóp 1: imuyên tố tự nhiên, nliư đồn<; (Cu), bạc (Ag) L(ýp : siinfua pirit (FeS-,)
Lớp 3; haloecnua, halit (NaC!)., Lớp 4; cacbonat, nhưcanxit (CaCOỌ
Lớp 5: sunfat thạch cao (CaS0.|.2HT0) Lóp 6; fotfat, fotfal (CaPnO;^)
Lóp 7: oxit, thạch anh (SìOt) Lớp 8: silicat Iihư octocla K|AlSi,Oị.l L,(Vp 9; hcfp chất cua hrru CH4 ,
Trong lớp người ta cịn dựa vào cấu trúc tinh thê đế chia lóp phụ nhóm rrong thiên nhiên, khống vật tham aia vào thành tạo đất đá chủ yếu thuộc IíVịt silicat, oxit, cíicboiiat, sunfat, sunÍLia; vai trị ciia thành phần đất đá <hong giống nliau, ciiia kliống vậl chính, khống vật phụ Khống vật JĨ11ÍỊ vai trị yếu tiong việc cấu tạo nên đất dá Cườiiiĩ tlộ tính chất đất đá chủ /êii clo cường dộ va tinh chài cLia loại kliống vật qul clịnh Khống vậl phụ chiếm
làin lưcmg nhỏ ho'11 (cấii ý ráng m ột loại k h o n g vật c ó ihc k h o n g vật c h í n h c ủ a đ á
lày lại khoáng vâl pliụ dá khác) Khống vật chiếm lượng nhỏ đất íá (<I %) gọi khống vật liiếm
l l i e o nguồn gốc hình thành khống vật chia khoáng vật nguyên sinh khoáng /ật tliứ sinh Các khoáng vật tạo thành nguội lạnh m acm a kết tủa từ iung dịch gọi khống vật ngun sinh, cịn khoáng vật thành tạo từ :hoáng vật khác (do phản ứng hoá học nước với khoáng vật nguyên sinh, tác dụng :ủa áp suất, nhiệt độ cao ) gọi khoáng vật thứ sinh
Việc phân loại khốnq vật theo mục đích xây dimg dựa theo dạng liên kết hoá học hoáng vật Bỏ'i đạc trưng cấu tạo tinh thể chất mối liên kết hoá học chất lịếm mạng lưói kết tinh định nhiều tính chất vật lý học khoáng vật
Xuất phát từ phần lớn khống vật thuộc lớp silicat thành tạo nguội inh macma (là khoáng vật tạo đá chủ yếu đá niacma, biến chất nhiều đá trầm 'cli) liọp vào nhóm khống vật, mối liên kết yếu tố kiến trúc ảii liên kết hố trị Vì khống vật có cường độ cao khó hồ tan
Khống vật nhóm cacbonat, sunfat halogenua có kiến trúc tính chất đặc biệt, lối liên kêt kiến trúc chủ yếu trono mạng lưới khoáng vật liên kết ion, cường độ
(16)l i ê i i k ế t g i m rát n h a n h tác d i m g VƠI n c D i é u n y <4Ìai thícli kliả n ă n g h o t a n l n c ủ a nhóm cacbonat, sunfai halogciiua St-I với cac khoaim vậl khác
Trong đất đá trám tích hiên khốnu vat sét 'ỉlico kiến trúc, thuộc loại silicat lớp Tuy nhiên so với khíúno vâi khac thuộc lo>ii này, troriií mạng lưới tinh thể khống vâl sét ngồi liẽn kèỉ liì in có vai trò cùa Hèn kết phân tử liên kết nirớc Trong thiên nhiên, chúng thườn í: gãp dang ''ật chất kết tinh phân tán nhỏ biểu
mơt loai tính chất đãc biêt kh; lac diiiig với nước
Ngồi khống vật, (rong dài da nâni tích có thè gập số hợp chất hữu cơ, phổ biến keo hữu axii luiinK, protein, xenlulo họp chất phức tạp khác Các chất hữu cơ, thường có hoai íírh cao [rong phản ứng oxy hố Ngồi ra, tương tự khoáng vật sét, keo hữu h q i chài háo nước, nở mạnh tác dụng với nước Vì vạy, có mật cúa chất hữu có anh lìưmig lởn đến tính chất xây dựne đất đá
Dưới la mô ta khoang vâi lao dá chủ yếu: Lớp silicat
Lớp silicai cỏ gân xoo kh(;aiig vai chiếm 75% trọng lượn^ vỏ đất Chúng thường có màu sãc sỡ có cứng lớn Các (ihóm thường gặp lớp silicat gồm có ; nhóm
fenpat, n h ó m m ic a nhóưi ainfibon nhóm piroxen, nhóm olivin, n h ó m tan, n h ó m clorit và
nhóm sét
/ N hóm ỷenpai
Penpai allumosilicai Na K C';i thành lạo klii inacma kết tinh Thành phần
c h ú n g c ó thể biếu ihi bâng í.ơdg thức
Na|AlSi,()Kl; K[AlSi;,0^]; CaỊAhSi^Os]
Tuỳ theo thành phân hoá hoc la chia fenpat Iiatri - canxi fenpat kali Penpat chủ
y ếu c ó n g u n g ố c m a cm a (ỈƠI c ó nguồn g ố c biến chất.
Penpai n a tn - can.M goi plagiocla (tiếng Hy Lạp vỡ nghiêng) Chúng gồm khống vât hỗn hơp hình lièíi tuc anbit Na[AlSÌ3 0g| anoctit CafAl2SÌ2 0g]
Plagiocla có tinh thè đẹp chúng thườiig có dạng lăng trụ Màu trắng trãng xám, có sãc iuc phớt xanh, phớt đỏ; ánh thuỷ tinh ; độ cứng -ỉ- 6,5 Dễ tách hoàn tồn theo hai phiríĩiig lao với góc từ 86°24' đến 86°50’ Tỷ trọng tliay đổi từ 2,61 (anbit) đến 2.76 (anoclit)
Penp kali phố biến nhâi có ociocla microclin, có thành phần K[AlSÌ3 0g] Độ cứng ^ 6,5 Tỷ 2,5 ^ 2,57 Màu hổng nhạt, vàng nâu, trắng đỏ, màu đỏ thịt; ánh thuỷ tinh Dể tách hồn lồn Ociocla có góc mặt dễ tách 90°, cịn microclin chênh lệch với góc vng 0'
(17)2 Nììóỉìì ỉNÌca
Nlióin mica chicni 3,8% trọng Iưcmq vỏ qua đál Mica co thành phân hoá học phức tap có đặc điểm dễ tách hồii tồn Khống vâl chủ ỵếu cua nhóm bioliĩ muscovií
Bioĩií cịn gọi inica đen mica m^inhê - săt, có cỏne thức : K(Mg, Pe)^! AlSi:(0|(,||0H|') Dạng tinh thể dẹt, giả lục phương, cũim có dạng tru, dang tháp, màu đen, nâu, phới đỏ lục Vết vạch trắng Ánh thuỷ tinh, xà cừ Đỏ cứng - ^ Dể ĩách hồn lồn theo mơi phương Tỷ trọng 3,02 3,12
Miíscovií cịn gọi mica trắne, có cơne ihức KAUlA1Si^Oị(,|ỊOHỊ ữ an g nnh dẹi hay tấnì, íiiả lục phưưrm, tập hợp thành khởi hal, hỗc váy đặc sú Váy muscovii nhỏ uọi xerixit màu trắng, vết mạch tráng Ánh thuy linh, xà cừ Độ cimg ^ Bóc thành mỏng, dẻ uốn, dẽ tách hoàn toàn theo inỏt phương Tý 2,76 ~ 3,10
M ìc a c ó thể c ó n g u ổ n qốc m a c m a hav biến chát
3 Nhóììì piroxeỉì
Phổ biến augit Ca(Miz, Fe, Al) ị(SiAI)2()fJ 'riíilì thè hình ĩru ngăiì, hìỉih ràiìì 'lầp hợp khối dặc sịt Màu đcn lục, đen, luc rhẫm hay náu Ảíìh th tinh Đị cứns 5 - ^ 6 Dể tách hồn tồn, Tỷ irọníí 3,2 3,6 Nuuổn gốc macnìa
4 N lìó ỉìì tưỉìýìhoỉi
Phổ biến hocblen, có thành pháiì Ca^NatMg Fe)4iAl Fe)((SK Al)4 0i| ItIOHIo rinh íbể dạng lăng trụ, hình cột, Màu lục nâu có săc từ sảni đến đen Vết vach trắng, inh tliuỹ tinh Đ ộ cínig 5,5 Hai phianiu dẻ lách hoàn toàiu giao mơt góc 124^’ Tỷ
rọiig íừ 3,1 J,3 Nguổn gốc niacina hay hiẽn chai Nliórn olivin
Olivin có cỏng thức (Mg, Fe)TSiOị Táp hợp dang hai MỈ phớt vàng, vàng phớĩ lục \ n h thuỷ tinh Độ cứng 6,5 -r Tý trọng 3,3 ^ 3.5 Dc tíu h trune hình hỗc khơng tách Vẽi vỡ vỏ sị Phần lớn olivin có nguồn gốc ĩĩiacmíi
6 Nììóm tuỉì
Tuỉì có cơng thức :Mg3[SÌ4O |0|ỊOH|Ị^ Tập hợp Ihàiih khõ! đàc sít: rát đãc ínmg lạng lá, dạng vẩy Độ cứng Dễ tách hoàn toàn theo niỏt phưcmg Tỷ 2,7 -i- 2,x Rất lễ nhận biêt độ cứiig thấp sờ trơn tay Màu luc sáng, ánh mờ Tan sán phấm biên
hất đá macma Nììóm cloriĩ
Clorit có cơng thức Mg4AU[SiỈ2 0|(jỊị0 Hjj^ Tinh ĩhẻ ciaỉìg lám, tâp hưp có danu vẩv 4àu lục sáng, lục sẫm, ánh ngọc Dễ tách hồn tồn mìCíì. Vết vỡ khỏng đều, sần sùi )ộ cứng 2,5 Tỷ trọng 2,6 2,85 Tấm mịng clorii có thẽ n cong khơng đàn ồi, đ ó chỗ khác với lĩìica
s N ì ì ó m k l ì o úĩ i í Ị v ậ í s ẻ í
Đày khoáng vật thứ sinh cùa Itýp Sỉlicai Nó thàfìh phân chủ vèu đất sél ất loại sét nơn có tên khoans vạt sét
(18)Khoáng vật sét có dạng phiên mịna, kích ihước khịim vif(/t q vài micron Kích thước nhỏ trịn với turớc Ihành liệ chất kco Việc quan sát khống vật sét phải dùng kính hiển vi điện tử
Căn vào ảnh hưởng khốna \'ậl: sét Jến tính cliất đất, độ dẻo, ngưịi ta đốn hàm lượng khống vật sét đất Phổ biến đặc trưng nhóm khống vật sét có kaolinit, ilit, monmorilonit Chiíim cấu tạo lớp mỏng oxit silic (SÌO2) oxit alurnin (AliO^) Dọc theo mặt tiếp xúc lófp thi
khống vật sét c ó đ ộ bền thấp, VI chúng dễ bị tách ra thàiih lớp m ỏ n g
Kaolinit có cơng thức Al4ỊSÌ4O]0][OH)(, Được hình thành mặt đất inơi trường axit yếu, từ íenpat mica Ti nhi thể phiến mỏng, hình dạng khác Từng phiến mỏng khơng màu; khối chặt sít có màu trắng dạng đất, sờ trơn tay Độ cứng gần 1, Dễ tách hoàn toàn Tỷ trọng 2,58 -H 2,6 Trong kaolinit, lớp oxit silic oxit alumin xen kẽ {hình ỉ-3a).
a)
b)
® c â ã ô c đ
K C'H Si ,A/ A/,3i A/Mg
Lớp nước
(19)llit có cỏng thức KA1t[(Sì Al)4 0|Ql|0 HlriHn0 llil hình thành mica tác dụng với nước nên gọi mica nước (hiđro inuscovit) Tinh thể thường gặp dạng phiến mỏng Tỷ trọng 2,6 Khác với kaolinit, ilit có lớp oxit siiic xếp kề có ion kali liên kết lófp {hình ỉ-3b) nên có khả nở hạn chế ngậm nước
M onmorilìit (Al, Mg)')[SÌ4 0|Q][0 H]TnHo0 Tinh thể có nhiều hình dạng khác Màu trắng, phớt xám; phớt xanh, hổng lục Khi khô có ánh mỡ Đ ộ QỨng vảy cịn chưa rõ Dễ tách hồn tồn Tỷ trọnc khơng định
M onmorilonit thành tạo từ tro núi iửa, đá giàu sắt, rnanhê, môi trường kiềm yếu Các phần tử nước có khả chui vào khoảng lớp oxit silic nằm kề nhau, monmorilonit có khả nở lớn Ợíli 1-3í ).
ở nước ta, nhiều m ỏ sét có trữ lượng lóii chất ỉượng cao khai thác dùng cho kỹ nghệ đồ sứ, m ỏ sét Đ òns Triéu, mỏ sốt Đức Trọng Theo số kết nghiên cứu sơ sét Đống Đa sét kaolinit ilit, sét Hải Phòng thuộc loại sét monmorilonit
L ó p o xỉt
K hoáng vật lớp oxit hiđroxit chicin 17% trọng lượng vỏ đất Trong lớp hay gặp opan, thạch anh, limonit
Thạch anh SiOo khoáng vật phổ bièn vỏ đất, thường không màu, trắng sữa, xám Á nh thuỷ tinh Không dẻ lách Vết vỡ vò sò Đ ộ cứng Tỷ trọng 2,5 2,8 Tỉiạch anh thành tạo có trường h(yp đơng nguội macma, có trường hợp kết tủa từ dung dịch điều kiện giầu oxy silic khí
ở nước ta, thạch anh chiếm tới troiiỊỉ (lá granit Thác Bà, Bảo Lộc, Phan Rang Trong liparit Tam Đảo, thạch anh dạng ban tinh Trong cát vàng Việt Trì, cát trắng Q uảng Bình, Phan Thiết, Phan Rang Ihạch anh thành phán chủ yếu
O pan Si0 -,nH2 khống vật vơ định hình, khơng màu, trắng vàng đỏ Trung bình chứa 6%, tối đa tới 34% nước Ánh xà cừ thuỷ tinh Độ cứng 5,5 Tỷ trọng
1,9 s- 2,5 Được thành tạo khe nírt lỗ hổng phần vỏ đất, kết tủa dung dịch chứa silic; lạo vùng ven biển ngưng keo dung giao silic sông vận chuyển đến xương số sinh vật biển
L im o n it F c203n H2 trạng thái keo có độ cứng từ 5,5, vụn rời giảm xuống gđn M àu nâu, vàng, vết vạch vàng nâu đến đỏ Tỷ trọng 2,7 4,3 Thành tạo oxy hố hợp chất sắt, su níua trầm đọng đáy hồ
L p ca cb o n a t
Lớp có khoảng 80 loại khoáng vật, chiếm 1,7% trọng lượng vỏ đất, thường tạo thành lớp trầm tích biển dày Khốiií; vạt phổ biến có canxit đoỉomit
C a n xit CaCOg Thường tinh thể dạng khối tam giác lệch, khối mặt thoi Không màu, trắng sữa, lãn tạp chất có màu xáni, vàne hồng Ánh thuỷ tinh, dễ tách hoàn toàn theo ba phương thành khối hình mặl thoi Độ cứriíĩ Tỷ trọng 2,6 2,8 Sủi bọt với axit clohiđric loãng (10%)
(20)