CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM VỎ PHONG HÓA KHU VỰC
3.1 Cơ sở phân chia vỏ phong hóa
Cơ sở phân chia VPH ở khu vực nghiên cứu là dựa vào nguồn gốc thành tạo và mức độ phong hóa kết hợp với đặc điểm khoáng vật, địa hóa của VPH.
3.1.1 Dựa vào nguồn gốc phát sinh VPH
Thực chất của cơ sở phân loại này làdựa vào bản chất của đá gốc tạo VPH, tức làdựa vào thực tế tồn tại về mối quan hệ giữa đá gốc với các kiểu VPH phát triển trên chúng. Có thể nhận thấy vùng nghiên cứu có 06 nhóm đá chính sau:
- Đá trầm tích lục nguyên giàu khoáng vật alumosilicat: gồm các thành tạo trầm tích lục nguyên từ hệ tầng Hà Cối (J1-2hc) đến hệ tầng Thần Sa (Є3 ts), ngoại trừ tập 3 của hệ tầng Phú Ngữ (O3-S1pn3);
- Đá trầm tích giàu thạch anh: tập 3 của hệ tầng Phú Ngữ (O3-S1pn3).
- Đá magma axit - trung tính - kiềm: gồm các thành phức hệ Chợ Đồn (ξE cđ), Phia Bioc (ρaT3n pb), Pia Ma (ξPZ2 pm), Ngân Sơn (γaD3ns);
- Đá magma siêu mafic, mafic: gồm các phức hệ Núi Chúa (νaT3n nc), Cao Bằng (νT1cb).
- Đá carbonat: gồm các thành tạo của các hệ tầng Đồng Đăng (P2đđ), Bắc Sơn (C-P bs), Nà Quản (D1-2nq).
- Đá phun trào axit - trung tính và trầm tích phun trào: gồm các thành tạo của các hệ tầng Tòng Bá (D1tb) và hệ tầng Sông Hiến (T1sh)
Trong cùng một điều kiện cụ thể thì VPH phát triển trên các đá khác nhau sẽ có thành phần, cấu trúc, bề dày khác nhau, nghĩa là có sản phẩm phong hoá khác nhau. Thông thường trong cùng một điều kiện, mức độ phong hoá tăng từ đá có thành phần ứng với đá axit đến đá có thành phần tương ứng đá siêu
mafic; các đá biến chất cao dễ bị phong hoá hơn so với các đá biến chất thấp và đá chưa biến chất; đá có cấu tạo không đồng nhất hoặc cấu tạo nứt nẻ dễ bị phong hoá hơn so với đá có cấu tạo khối v.v. Có thể nói, đá gốc là yếu tố đóng vai trò quyết định đối với sự hình thành các kiểu VPH
3.1.2. Dựa vào mức độ phong hóa
Dựa vào mức độ phong hoá, mà chủ yếu là dựa vào mối quan hệ hàm lượng giữa các hợp phần tạo mới với thành phần tàn dư trong sản phẩm phong hoá chia ra:
- Phong hoá rất mạnh: Hợp phần tạo mới chiếm > 90%, không còn tàn dư cấu tạo kiến trúc đá gốc tạo vỏ.
- Phong hoá mạnh: Hợp phần tạo mới chiếm 50 - 90%, tàn dư đá gốc 10 - 50%.
- Phong hoá trung bình: Hợp phần tạo mới chiếm 10 - 50%, tàn dư đá gốc 50-90%.
- Phong hoá yếu: Hợp phần tạo mới <10%, trên 90% là tàn dư đá gốc tạo vỏ, sản phẩm phong hoá có cấu tạo tương tự đá gốc, rắn chắc.
3.1.3. Dựa vào thành phần khoáng vật
Dựa vào kết quả phân tích thành phần khoáng vật đã xác định các kiểu vỏ chủ yếu tương ứng với các tổ hợp khoáng vật tạo vỏ sau:
- Kiểu vỏ Kaolinit - goethit - illit (KGI);
- Kiểu vỏ Kaolinit - illit - goethit (KIG);
- Kiểu vỏ Kaolinit - illit (KI);
- Kiểu vỏ Thạch anh (TA).
Kết quả nghiên cứu cho thấy VPH của các đá magma axit và magma trung tính chủ yếu thuộc các kiểu KIG và KI; VPH của các đá magma siêu mafic, mafic chủ yếu thuộc các kiểu kiểu KGI và kiểu KIG; trên đá trầm tích và đá biến chất có mặt các kiểu vỏ KGI, kiểu vỏ KIG, kiểu vỏ TA và kiểu vỏ hỗn hợp (HH) được tạo thành do sự đan xen của các kiểu vỏ khác nhau.
3.1.4. Dựa vào mối quan hệ của 3 hợp phần tạo vỏ phong hóa SiO2 - Al2O3 - Fe2O3
Trên cơ sở các biểu đồ thực nghiệm ba hợp phần SiO2 - Al2O3 - Fe2O3có thể phân chia VPH ở vùng nghiên cứu thành các kiểu địa hoá sau:
- Kiểu ferosialit (FSA) - Kiểu sialferit (SAF) - Kiểu sialit (SA) - Kiểu silixit (SL)
- Các kiểu hỗn hợp: ferosialit-sialferit (FSA-SAF); sialferit-sialit (SAF- SA); sialferit-silixit (SAF-SL).
3.1.5 Phân đới thẳng đứng vỏ phong hóa
1, Nguyên tắc phân chia.( Bài giảng “Địa chất công trình Việt Nam”, PGS.TS Đỗ Minh Toàn, Trường Đại học Mỏ- Địa chất)
- Trong một đới, đặc điểm tính chất địa chất công trình của đất đá phải gần giống nhau. Giữa các đới phải có sự phân biệt rõ rệt.
- Tên của mỗi đới phong hóa phải tương đối phù hợp với tên gọi của đất đá trong phân loại địa chất công trình ( Kích thước hạt, đất loại gì, thành phần hạt...)
- Việc phân chia ra các đới phải thể hiện được đặc điểm phong hóa và cấu trúc mặt cắt của vỏ phong hóa nhiệt đới ẩm ở Việt Nam.
- Các đởi đất đá phong hóa phải dễ nhận biết.
- Sự hình thành các đặc điểm địa chất công trình phải xét tới sụ hình thành đất đá phụ thuộc vào thành phần vật chất, đặc điểm kiến trúc cấu tạo, dạng liên kết kiến trúc, các quá trình phong hóa chủ yếu diễn ra trong đới đó.
2. Phân đới thẳng đứng vỏ phong hóa.
- Đới thổ nhưỡng (IA): Gồm các thành tạo bở rời, màu nâu, nâu vàng, nâu xám, dày khoảng 0,2 - 0,5m.
- Đới phong hóa mạnh không giữ cấu trúc (PHM KGCT)(IB):là đới giàu sét, có chứa dưới 10% mảnh đá phong hóa yếu. Sản phẩm phong hoá có màu nâu, nâu phớt vàng kiến trúc sét bột, sét bột cát; cấu tạo bở rời, liên kết yếu.
Bảng 3.1 : Phân đới thẳng đứng vỏ phong hóa
- Đới phong hóa mạnh giữ cấu trúc (PHM GCT)(IC): Là đới tương đối giàu sét, có chứa 10 - 50% đá phong hóa yếu. Sản phẩm phong hoá màu vàng, vàng nâu còn giữ cấu tạo phân lớp; kiến trúc bột cát sét, cát bột sét; liên kết yếu đến trung bình.
- Đới phong hóa trung bình (PHTB)(IIA): Là đới tương đối nghèo sét, có màu xám, xám phớt vàng, vàng nhạt, chứa 50 - 90% tàn dư đá gốc.
- Đới phong hoá yếu (PHY)(IIB): Có thành phần vật chất tương tự đá gốc, nhưng khác đá gốc là cấu tạo nứt nẻ và mềm yếu hơn.
- Đá gốc: Đá nguyên khối, trạng thái ban đầu.