CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG PHONG HÓA VÀ TRƯỢT LỞ
1.4 Nghiên cứu phong hóa và trượt lở ở Việt Nam
1.4.1 Nghiên cứu phong hóa ở Việt Nam
Sản phẩm phong hóa ở miền nhiệt đới ẩm nói chung và Việt Nam nói riêng thường chứa ít nguyên tố kiềm và kiềm thổ, ít cả silic làm cho lượng sắt và nhôm tăng lên một cách tương đối. Hàm lượng sắt cao, tồn tại chủ yếu ở các dạng ôxít khác nhau lam cho đất có màu nâu đỏ, nâu vàng, vàng. Sắt trong vỏ phong hóa có tính di động cao hơn nhôm vì các hợp chất sắt khi bị khử rất dễ di động. Mặt khác, các khoáng vật chứa sắt rất dễ bị phong hóa. Vỏ phong hóa nhiệt đới ẩm ở Việt Nam còn một đặc điểm nổi bật khác là tồn tại nhiều loại khoáng vật ôxít nhôm, chủ yếu ở dạng hyđragilit. Hiện tượng chiếm ưu thế của các khoáng vật nhóm caolinit, ôxít nhôm và sắt trong thành phần của vỏ phong hóa là nguyên nhân làm cho vỏ phong hóa phần nhiều có nhóm hạt mịn cao, khả năng trao đổi cation thấp, anion cao. Do hiện tượng pgong hóa hóa học phát triển mạnh mà vỏ phong hóa có đặc điểm: Thành phần khoáng vật, hóa học của đá mẹ hoàn toàn đã bị biến đổi trong đó chưa thấy đá mẹ bị phá hủy về vật lý (thường đá mẹ vẫn giữ nguyên được cấu tạo ban đầu).
Khi nghiên cứu vỏ phong hóa ở Việt Nam, V.M Fridland đã rút ra kết luận:
Thành phần và tính chất của các vỏ phong hóa (tàn tích, tán- sườn tích)đều biến đổi theo sự thay đổi độ cao.
- Từ vùng đồi lên núi, hàm lượng sắt trong các vỏ phong hóa giảm xuống, màu đỏ yếu dần, màu vàng và trắng tăng lên. Cả hai hiện tượng này là do độ ẩm tăng lên theo độ cao làm cho mức độ hyđrat hóa tăng theo và do đó làm tăng khả năng di động của các ôxít sắt .
- Trong vùng chuyển tiếp từ vùng đồi lên vùng núi, đá ong và sét có màu lốm đốm nâu, nâu đen hầu như mất hẳn đó là do nước ngầm giảm hẳn ở miền núi.
- Càng lên vùng núi, nhất là độ dốc càng cao chiều dày vỏ phong hóa càng giảm vì quá trình xói mòn càng mạnh và các yếu tố khí hậu, sinh vật tác động đến phong hóa có phần yếu đi (Nhiệt độ giảm thấp).
Bước thay đổi đột ngột về chất trong thành phần của các loại vỏ phong hóa có liên quan đến giới hạn phân chia ranh giới giữa rừng mưa nhiệt đới trên núi và rừng mây mù trên núi. Tại đới rừng mây mù trên núi các vỏ phong hóa chứa ít sắt và được xếp vào loại alit. Ở đồi thấp hơn thì vỏ phong hóa feralit chiếm ưu thế tuyệt đối.
1. Phân loại vỏ phong hóa ở Việt Nam.
- Phân loại theo quan điểm địa hóa (V.M Fridland):
Năm 1972, nhà khoa học người Nga V.M Fridland, trong tác phẩm :“ Đất và vỏ phong hóa nhiệt đới ẩm” đã đề nghị một hệ thống phân loại (kí hiệu) sau đây dùng cho các loại vỏ phong hóa nhiệt đới ẩm nào có thành phần chủ yếu là khoáng vật nhóm caolinit, khoáng vật ôxít sắt và ôxít nhôm.
+ Alit: Là các vỏ phong hóa mà trong đó có lượng ôxít nhôm chiếm nhiều hơn hẳn lượng ôxít sắt.
+ Feralit: Là các vỏ phong hóa mà trong đó không thấy có sự hơn hẳn của lượng ôxít sắt hay ôxít nhôm.
+ Alferit: Là vỏ phong hóa mà trong đó lượng ôxít sắt nhiều hơn hẳn lượng ôxít nhôm.
Ngoài các vỏ phong hóa trên còn có các vỏ phong hóa Sialit, Ferit – Sialit, bao gồm chủ yếu các khoáng vật nguyên sinh, trong đó có cả các khoáng vật đang bị phong hóa nhẹ.
Vỏ phong hóa Ferit – Sialit có đặc điểm là có các màng sắt biểu hiện rõ trên các khoáng vật và một vài đặc trưng khác chứng tỏ đang ở vào giai đoạn bắt đầu của quá trình Feralit hóa.
+ Vỏ phong hóa Macgalit: Đó là vỏ phong hóa mà thành phần chính lại là khoáng vật montmorillonit. Các vỏ phong hóa này, trong nhóm hạt sét hoặc kể cả khi không chứa thạch anh đều có tỷ số SiO2/ Al2O3 bằng 3 đến 4, có dung lượng trao đổi cation cao, tính trương nở và co ngót mạnh, có chứa nhiều nhôm và sắt tự do cũng như kiềm và kiềm thổ.
+ Vỏ phong hóa Macgalit – Feralit: Các vỏ phong hóa này mang tính chất trung gian từ Feralit đến Macgalit trong đó hoặc có hỗn hợp các hỗn hợp các khoáng vật Caolinit và Montmorillonit hoặc chứa nhiều khoáng vật meetahaloizit (có thành phần hóa học và tính chất vật lý giống Caolinit nhưng tính chất trao đổi lại giống montmorillonit). Các loại vỏ phong hóa này cũng có chứa nhiều sắt và nhôm tự do.
Vỏ phong hóa Macgalit thường gặp ở những nơi có địa hình thấp, trên đá gốc bazan hoặc đá vôi, trong các trầm tích lấp đầy các hang động.
- Phân loại vỏ phong hóa theo mức độ thủy phân:
Đặc tính địa chất công trình của đất đá trong vỏ phong hóa được hình thành do đặc điểm thành phần vật chất của đất đá quyết định. Thành phần vật chất của đất đá lại được quyết định bởi sự biến đổi địa hóa trong vỏ phong hóa.
Trong quá trình phong hóa hóa hóa học, thủy phân là quá trình phá hủy đá mạnh mẽ nhất. Mức độ thủy phân được coi là mức độ triệt để của quá trình phong hóa và vỏ phong hóa nhiệt đới ẩm. Mức độ thủy phân càng tốt thì biểu hiện phong hóa càng triệt để. Sự hình thành các khoáng vật Gipxit càng nhiều
chứng tỏ mức độ thủy phân càng tốt. Nếu số lượng khoáng vật Gipxit quá nhiều thì sẽ hình thành quặng Bouxit và coi như quá trình thủy phân xảy ra hoàn toàn.
Ở Việt Nam tồn tại cả vỏ phong hóa thủy phân hoàn toàn và vỏ phong hóa thủy phân không hoàn toàn. Như vậy, dựa vào mức độ thủy phân, người ta phân ra: Vỏ phong hóa thủy phân hoàn toàn và vỏ phong hóa thủy phân không hoàn toàn.
+ Vỏ phong hóa thủy phân hoàn toàn: Đặc trưng của loại vỏ phong hóa này là sự có mặt của đới bouxit laterit. Theo đặc điểm cấu trúc, vỏ phong hóa được chia ra hai kiểu mặt cắt ( kiểu 1 và kiểu 2)
Kiểu 1: Kiểu mặt cắt biến đổi dần dần:
Ở kiểu mặt cắt này, quan sát được sự chuyển biến dần dần từ đá mẹ sang sản phẩm cao nhất của vỏ phong hóa.
Kiểu 2: Kiểu mặt cắt biến đổi đột ngột:
Các sản phẩm phong hóa ở mức độ cao (Quặng Bouxit) nằm trực tiếp trên bề mặt đá gốc, nứt nẻ và vỡ vụn, vắng mặt các sản phẩm trung gian, Sở dĩ tồn tại mặt cắt kiểu này là do ở nhưng nơi có địa hình cao, lượng mưa nhiều, nước vận động mạnh, các sản phẩm sét bị nước rửa trôi làm cho các sản phẩm bauxit laterit nằm trực tiếp ngay trên bề mặt đá gốc nứt nẻ.
+ Vỏ phong hóa thủy phân chưa hoàn toàn:
Nét đặc trưng của vỏ phong hóa loại này là: Đá gốc bị phong hóa biến đổi thành các sản phẩm sét caolinit có chứa gipxit nhưng chưa hình thành đới laterit – bouxit. Ở vỏ phong hóa loại này cũng tồn tại hai kiểu mặt cắt:
Kiểu 1: Mặt cắt biến đổi dần dần:
Ở kiểu mặt cắt này cũng quan sát thấy sự thay đổi dần dần từ đá mẹ sang các sản phẩm phong hóa sét laterit sắt ( Đá ong).
Kiểu 2: Mặt cắt có mặt đới laterit sắt:
Mặt cắt kiểu này được đặc trưng bằng sự có mặt của đới đá ong. Hiếm gặp hơn kiểu 1, kiểu mặt cắt 2 gặp nhiều trên các sườn đồi thoải, nơi mà có nước dưới đất thấm rỉ ra, những nơi có địa hình tương đối bằng phẳng nhưng mực nước dưới đất không nằm quá sâu.
2. Quy luật phân bố vỏ phong hóa ở Việt Nam. (Bài giảng “Địa chất công trình Việt Nam”, PGS.TS Đỗ Minh Toàn, Trường Đại học Mỏ- Địa chất)
Ở Việt Nam, đặc điểm vỏ phong hóa biến đổi theo vĩ độ và đai cao.
* Theo vĩ độ: Điều đó được thể hiện ở sự phân bố vỏ phong hóa thủy phân hoàn toàn và thủy phân không hoàn toàn.
Vỏ phong hóa thủy phân hoàn toàn chỉ gặp ở phía Nam, nơi không có mù đong, mùa khô diễn ra gay gắt. Thường gặp ở những nơi cao nhất của địa hình vòm phân thủy. Ví dụ: ở Đắc Song- tỉnh Đắc Nông ( Các xã Quang Thành, Đắc Roan, Gia Nghĩa, Nam Njang, Trường Xuân...). Đây là những nơi cao nhất của địa hình, mật độ phân cắt lớn, phân cắt ngang từ 5- 30m/km2. Lượng mưa hàng năm cao, biến đổi từ 2400 đến 3200mm/năm và lớn hơn. Được giới hạn bởi sườn dốc cao. Thực tế ở những nơi quặng bouxit đạt giá trị công nghiệp đều là những nơi có cao độ bề mặt địa hình từ 900 đến 1100m.
* Theo đai cao: Ở vùng đổi, cao nguyên, trên các bề mặt san bằng, chiều dày vỏ phong hóa là lớn nhất. Sở dĩ như vậy là vì: Ở đó mực nước dao động theo mùa là lớn nhất, sự trao đổi nước xảy ra mạnh mẽ, môi trường nước là axít nên đã thành tạo các khoáng vật nhóm caolinit. Sản phẩm phong hóa là sét có màu nâu đỏ. Mặt khác, tốc độ rửa trôi bề mặt chậm hơn tốc độ phong hóa đá gốc.
Ở vùng núi, địa hình phân cắt mạnh, sườn cao độ dốc lớn, lớp phủ thực vật tương đối dày, quá trình sói mòn rửa trôi xảy ra mạnh mẽ, nên chiều dày vỏ phong hóa mỏng. Sản phẩm phong hóa là sét có màu vàng, nâu vàng, màu đỏ
giảm. Nguyên nhân do quá trình ôxy hóa giảm, quá trình khử tăng, sắt linh động hơn và bị mang đi.
Ở vùng đồng bằng thấp, sự trao đổi nước yếu, dao động mực nước theo mùa nhỏ, do đó chiều dày vỏ phong hóa mỏng. Mặt khác, ở đây phổ biến là các trầm tích trẻ, bị phong hóa yếu, thời gian chịu ảnh hưởng của phong hóa ngắn.