Khi nghiên cứu đá xâm nhập ngồi thực địa cần xác định các ranh giới tiếp xúc giữa đá xâm nhập và đá vây quanh, thành phần đá của khối xâm nhập, sự phân bố của chúng trên diện tích và trong khơng gian, thứ tự thành tạo và xác định tuổi
9.3.1. Ranh giới tiếp xúc.
9.3.1.1. Ranh giới tiếp xúc nĩng.
Là ranh giới tiếp xúc được thành tạo do sự xuyên cắt của đá xâm nhập vào các đá thành tạo trước nĩ. Ở mối tiếp xúc nĩng, dưới ảnh hưởng của áp suất và nhiệt độ, các khí bốc ra từ macma, đá vây quanh bị nĩng chảy, tái kết tinh thành đá biến chất nhiệt như: đá sừng, đá quaczit, đá skacno, chúng tạo thành vành đai biến chất tiếp xúc. Tuỳ thuộc vào nhiệt độ và thành phần hố học của các đá vây quanh, dung thể macma và diện tích của đới tiếp xúc mà chiều dày của đới biến chất tiếp xúc khác nhau. Kiểu tiếp xúc nĩng cĩ những đặc điểm sau:
Sự cĩ mặt của các tảng đá vây quanh bị biến chất trong khối xâm nhập. Khối xâm nhập cĩ thể xuyên vào đá vây quanh.
Đá vây quanh bị tái kết tinh và biến đổi do ảnh hưởng của sự biến chất tiếp xúc. Tuổi của đá xâm nhập trẻ hơn tuổi của đá vây quanh.
9.3.1.2. Ranh giới tiếp xúc lạnh.
Là ranh giới tiếp xúc giữa đá trầm tích hay đá phun trào với đá xâm nhập cổ hơn. Thường trong trường hợp này những dấu hiệu đặc trưng của kiểu tiếp xúc nĩng khơng cĩ. Trong ranh giới tiếp xúc lạnh, bao giờ cũng thấy những sản phẩm phá huỷ của đá xâm nhập dưới dạng tảng, cuội và một số khống vật.
9.3.2. Nghiên cứu đặc điểm địa chất và dạng nằm khối xâm nhập.
Khi nghiên cứu vùng cĩ các khối macma xâm nhập, đầu tiên phải khoanh định lộ trình sao cho vừa theo dõi được ranh giới của khối xâm nhập, vừa cắt ngang qua khối nhằm nghiên cứu chúng theo phương từ đá vây quanh vào đến trung tâm khối.
Tiếp đến cần phải nghiên cứu đặc điểm địa chất và dạng nằm của khối xâm nhập: xác định thành phần, kiến trúc và cấu tạo đá; dạng lộ của khối xâm nhập trên mặt và quan hệ của chúng với đá vây quanh dựa trên quan sát thực tế và những tài liệu gián tiếp khác.
Ở đới tiếp xúc cần khảo sát và vẽ được diện phân bố của đới sừng tiếp xúc, ngồi ra trong đới này cĩ thể xuất hiện skacnơ (biến chất trao đổi từ đá cacbonat), quaczit thứ sinh, thạch anh hố, …Cần lưu ý cĩ thể cĩ các khống hố đi kèm.
Để giải thích được sự thành tạo của khối xâm nhập phải xác định đĩ là khối xâm nhập đơn giản hay khối xâm nhập đa thời. Nếu đĩ là khối xâm nhập đa thời
cần xác định số lượng các pha xâm nhập, thứ tự thành tạo và quan hệ giữa các pha.
Sự khác nhau về thành phần thạch học ngay trong một pha xâm nhập cĩ thể do quá trình phân dị (do sự tách các hợp phần xảy ra trong lúc đang kết tinh) và đồng hố (hồ tan các đá vây quanh rơi vào dung thể macma làm biến đổi thành phần của nĩ).
9.3.3. Nghiên cứu kiến tạo khối macma.
Nghiên cứu kiến tạo khối là một việc vơ cùng quan trọng và bao giờ cũng được tiến hành khi nghiên cứu địa chất khối macma. Đĩ là nghiên cứu sự định hướng hướng chảy của các kiến trúc đá macma bằng cách đo cấu tạo tuyến của dịng chảy, hướng dãn dài của khối. Đo số liệu các khe nứt kiến tạo nguyên sinh dọc, thoải và ngang; sự khác nhau về đặc điểm các khe nứt kiến tạo nguyên sinh giữa các pha xâm nhập và thứ tự xuất hiện chúng cũng như thành phần lấp nhét các khe nứt đĩ.
9.3.4. Xác định tuổi của macma xâm nhập.
Khi đo vẽ khối xâm nhập cần phải lấy mẫu phân tích tuổi tuyệt đối và xác định tuổi tương đối của khối xâm nhập.
Phương pháp xác định tuổi tuyệt đối của đá xâm nhập phổ biến nhất là dựa trên cơ sở xác định số lượng phân huỷ của các nguyên tố phĩng xạ chứa trong các khống vật tạo đá của đá xâm nhập.
Việc xác định tuổi tương đối của đá macma xâm nhập được dựa trên cơ sở so sánh thời gian thành tạo xâm nhập với tuổi của đá vây quanh. Nếu đá xâm nhập xuyên cắt và gây biến đổi đá vây quanh (tiếp xúc nĩng) thì đá xâm nhập cĩ tuổi trẻ hơn.
Khi khối xâm nhập bị đá trầm tích hoặc các tầng phun trào phủ trên bề mặt bị bĩc mịn rửa trơi của khối xâm nhập (tiếp xúc lạnh) thì đá xâm nhập cĩ tuổi cổ hơn đá trầm tích.
Khĩ nhất là khi xác định tuổi của hai khối đá xâm nhập tiếp xúc nhau. Trong trường hợp này điều quan trọng là phải xác định sự cĩ mặt của các apofia đá trẻ trong đá cổ hơn, hoặc đá trẻ cĩ thể cắt cấu tạo dải hoặc cấu tạo đường nguyên sinh của đá cổ.
Các đá macma chỉ được biểu diễn trên bản đồ địa chất và mặt cắt địa chất, khơng cĩ mặt trong cột địa tầng. Đánh màu theo qui ước tuổi càng trẻ màu càng đậm và cĩ ký hiệu thành phần thạch học bằng màu đen trên bản đồ kèm theo ký hiệu tuổi.
Chương 10: DẠNG NẰM CỦA ĐÁ BIẾN CHẤT 10. 1. Khái niệm chung đá biến chất.
Đá biến chất được thành tạo từ đá trầm tích hay đá macma dưới ảnh hưởng của các quá trình biến chất do tác dụng của sự nâng cao nhiệt độ, áp suất và cĩ mặt dung dịch biến chất.
Quá trình biến chất cĩ thể xảy ra torng một khu vực rộng hoặc mang tính chất địa phương. Đá biến chất thường cĩ cấu tạo đặc trưng là phân phiến, dạng dải hoặc gơnai.
Các đá biến chất được thành tạo ít nhiều cịn giữ lại thành phần kiến trúc và cấu tạo của đá nguyên thuỷ. Đây là đặc điểm hết sức quan trọng giúp cho việc khơi phục thành phần nguyên thuỷ của chúng.
Đá biến chất vị, vị nhàu trong quá trình biến chất. Do vậy kiến trúc nội bộ của một tầng rất phức tạp, phát sinh nhiều nếp uốn đổ, đảo.
10.2. Đặc điểm dạng nằm đá biến chất.19.2.1. Khái niệm. 19.2.1. Khái niệm.
Dạng nằm của đá biến chất cĩ thể hiểu chính là qui mơ phân bố các đá
cùng một điều kiện biến chất, tức cùng một tướng biến chất. Nĩ phụ thuộc vào
dạng biến chất, thành phần ban đầu của đá bị biến chất và mức độ biến chất (tướng biến chất). Do vậy cĩ thể nĩi dạng nằm đá biến chất chính là dạng nằm các tướng biến chất.
10.2.2. Các kiểu (dạng) biến chất.
Tuỳ thuộc yếu tố gây biến chất nào chiếm ưu thế và trên quan điểm của điều kiện địa chất xảy ra quá trình biến chất chia ra các kiểu biến chất khác nhau dưới đây:
Biến chất khu vực (biến chất sâu): đặc trưng bỡi qui mơ phát triển lớn dưới
tác dụng của áp suất và nhiệt độ cao. Về cơ bản nĩ làm biến đổi kiến trúc cấu tạo đá ban đầu do quá trình tái kết tinh chúng trong điều kiện chày dẻo của đá tạo nên yếu tố định hướng đường trong đá.
Biến chất tiếp xúc: Xảy ra tại đới gần tiếp xúc trong phạm vi đá vây quanh
cĩ sự xâm nhập của đá macma. Đặc điểm chủ yếu của kiểu biến chất này là nhiệt độ cao cùng với chất khí và dung dịch thốt ra từ khối macma đang kết tinh tác
dụng vào đá vây quanh gây biến đổi cấu tạo, kiến trúc và thành phần khống vật đá ban đầu.
Biến chất động lực: hay biến chất biến vị (cà nát) xuất hiện dưới ảnh hưởng
của áp xuất định hướng trong đới bị cà nát và biến dạng mạnh. Đặc điểm của kiểu biến chất này là các đá khơng bị tái kết tinh và khơng làm thay đổi thành phần khống vật mà chỉ thay đổi kiến trúc và cấu tạo.
Siêu biến chất (biến chất tiêm nhập micmatit hố và granat hố): nằm ở giới hạn nĩng chảy của đá, biến đổi sâu sắc đá ban đầu do biến chất trao đổi kiềm.
Biến chất trao đổi sau macma: bao gồm các quá trình biến chất giai đoạn
sau macma như: greizen, propilit, quaczit thứ sinh.
Trong đĩ dạng siêu biến chất và biến chất trao đổi sau macma là hai kiểu biến chất rất quan trọng khi phân tích kiến trúc và khơi phục lại các quá trình sâu. Ngồi các dạng biến chất chính kể trên cịn cĩ kiểu biến chất khí thành và
biến chất nhiệt dịch là những dạng biến chất xảy ra dưới ảnh hưởng của dung
dịch tàn dư sau khi dung dịch macma kết tinh.
10.2.3. Xác định thành phần ban đầu của đá biến chất.
Khi nghiên cứu đá biến chất, điều quan trọng là phải xác định thành phần ban đầu của nĩ thơng qua nghiên cứu kiến trúc, cấu tạo và thành phần hố học.
Đá macma nguyên sinh sẽ được xác định khi cịn dấu vết kiến trúc đá macma như kiến trúc pocfia, các cấu tạo đặc trưng như dăm kết núi lửa, hạnh nhân, dịng chảy.
Đá trầm tích nguyên sinh cĩ dấu hiệu phân lớp, kiến trúc vụn như cuội hoặc bảo tồn dấu vết sinh vật.
10. 3. Đặc điểm cấu tạo và kiến trúc đá biến chất. 10.3.1. Đặc điểm cấu tạo đá biến chất.
Đá biến chất cũng cĩ tính phân lớp biểu hiện rõ như trong đá trầm tích, sự phân lớp cĩ thể trùng với sự phân lớp của đá trầm tích nguyên sinh hoặc do sự phân ly thành phần vật chất đá ban đầu.
Một tính chất khác của cấu tạo đá biến chất là sự định hướng rõ ràng theo một hướng của các khống vật hình tấm, hình que, hình sợi như mica, chorit, amfibon, thạch anh và các khống vật khác. Cấu tạo này được gọi là phân phiến
Cấu tạo phân phiến và gơnai xuất hiện trong đá trong quá trình biến chất vì vậy chúng là thứ sinh.
10.3.2. Đặc điểm cấu tạo bên trong của đá biến chất.
Trong các tầng đá biến chất, một việc rất quan trọng là phải xác định hướng phân phiến trong quá trình tái kết tinh.
Giống như đối với đá xâm nhập, trong đá biến chất cần phân biệt cấu tạo dải và cấu tạo đường. Cấu tạo dải phát sinh khi tái kết tinh đá ban đầu trong điều kiện sâu, ở đĩ các hợp phần khống vật linh động nhất bị nĩng chảy và tách biệt ra. Thường khi thành tạo cấu tạo dải đều tạo ra chất mới. Trong cấu tạo đường các khống vật dạng tấm, dạng kim phân bố khơng cĩ qui luật hoặc phân bố song song với nhau (phân phiến song song).
Ở những đới sâu của miền uốn nếp, chuyển động uốn nếp thường lơi cuốn một phần các vỉa tạo nên những phần riêng biệt, đĩ là các thể hình trụ nằm trong các lớp đá dẻo hơn và dễ uốn hơn. Cấu tạo này được gọi là “cấu tạo khúc dồi”. Cấu tạo khúc dồi xuất hiện trong các tầng đá khơng đồng nhất về tính chất cơ học khi tạo nếp uốn chảy, các lớp dịn nằm giữa các lớp dẻo bị đứt gãy thành những phần tách rời nhau. Trong quá trình chuyển động chúng bị lơi cuốn vị nhàu hình thành nên các nếp uốn vị nhàu, trong đĩ nhân là những khối vị nhàu đĩ. Cấu tạo khúc dồi đặc trưng cho các tầng biến chất sâu với nhiệt đơ và áp suất cao.
Hình 12.1: Sơ đồ biểu diễn các lớp đá phiến cĩ “cấu tạo khúc dồi” (cạnh AB của sơ đồ khối song song với trục nếp uốn) theo N.G.
10.3.3. Đặc điểm kiến trúc của đá biến chất.
Kiến trúc biến chất biến vị xuất hiện ở những vùng cĩ cấu trúc uốn nếp. Các đá biến chất thường bị biến vị vị nhàu rất mạnh, tạo nên các khe nứt, nếp uốn rất phức tạp. Đới biến chất bị biến vị là những đới tập trung nhiều khe nứt, đứt gãy bị thạch anh, canxit lấp đầy và phát triển các nếp uốn.
Tuỳ thuộc vào mức độ biến vị chia ra:
Đới nứt nẻ: cĩ dạng dải, tạo nên mạng lưới dày đặc các khe nứt kiến tạo
nhiều hơn so với đá vây quanh. Các khe nứt nằm song song hay tạo nên một gĩc với đường phương của đới.
Đới vỡ vụn: đặc trưng bỡi tính nứt nẻ mạnh mẽ và các đá bị dập vỡ phát sinh
sự xiết ép các lực kiến tạo, tạo nên các khe nứt cắt phân bố song song, vuơng gĩc hoặc làm thành một gĩc với đường phương của đới.
Đới đứt gãy: là kiến trúc kéo dài hàng chục đến hàng trăm km bao gồm dãy
đứt gãy thuận và đứt gãy nghịch nghiên 45 – 700. Các đứt gãy này phân bố theo một phương.
Đới vị nhàu: theo đặc điểm gần giống như đới đứt gãy, song đối với chúng
chủ yếu là sự vị nhàu cĩ các nếp uốn phức tạp.
10.4. Phân chia địa tầng trong đá biến chất.
so sánh (thành phần, mức độ biến chất, mức độ biến vị) để xác định tuổi tương đối của chúng.
Theo qui phảm địa tầng Việt Nam (1994) đối với đá biến chất người ta chia ra các loạt, hệ tầng, tập, lớp (đối với đá phân tầng) và phức hệ (đối với đá khơng phân tầng).
Loạt: được phân chia theo tuổi, đặc điểm biến chất, thành phần đá ban đầu,
đặc điểm macma (phun trào và xâm nhập), tách biệt với nhau bằng các khơng chỉnh hợp.
Hệ tầng: được xác lập trên cơ sở các đặc điểm thạch học của đá biến chất và
là phân vị chủ yếu để đo vẽ bản đồ địa chất.
Tập: được phân chia dựa theo thành phần và nguồn gốc của đá biến chất,
khi phân chia lạot thành tập cần chú ý đến tính đồng nhất về thành phần thạch học và tính thống nhất về nguồn gốc các đá. Giữa các tập cĩ thể là khơng chỉnh hợp hoặc chỉnh hợp và quan trọng hơn cả là trong tập cĩ thể tách ra phân vị lớp thuần nhất về thạch học, các lớp đặc biệt như: đá hoa, quaczit, đá phun trào bị biến chất,…
Phức hệ: dùng để phân chia và mơ tả các thành tạo biến chất tiền Cambri,
phân biệt với các phức hệ giáp kề bỡi mức độ biến chất hoặc khơng chỉnh hợp lớn.
Khi chia các đơn vị địa tầng cần lưu ý mức độ biến chất, đặc điểm thành phần nguyên thuỷ, tổ hợp cộng sinh các đá, đặc điểm cấu tạo.
Thời gian xâm nhập macma, chủ yếu là granit cĩ thể là cái mốc trong lịch sử hình thành đá biến chất, vì vậy tài liệu tuổi của granit được sử dụng rộng rãi để phân chia địa tầng các phức hệ biến chất.
10. 5. Đo vẽ bản đồ địa chất và các tầng đá biến chất.
Muốn vẽ các tầng đá biến chất lên bản đồ địa chất cần phải lập nhiều mặt cắt chi tiết song song với nhau và vuơng gĩc với đường phương của đá. Cần phải theo dõi đường phương các tầng đánh dấu và tầng cơ sở nằm trong các điệp từ mặt cắt này sang mặt cắt khác.
Phân chia địa tầng trong đá biến chất: dùng các thang địa tầng tự do như: phức hệ, loạt, hệ tầng, tập, lớp; dựa vào mức độ biến chất; khơng chỉnh hợp và hoạt động xâm nhập.
Xác định kiểu biến chất dựa vào đặc điểm phân bố; thành phần; cấu tạo và kiến trúc đá biến chất.
Xác định diện phân bố của chúng.
Xác định tuổi tương đối (so sánh) và tuyệt đối của các thành tạo biến chất. Cần phải xác định và nghiên cứu các nếp uốn khác nhau, mơ tả cẩn thận hình thái nếp uốn, hướng đảo, hướng chìm và gĩc chìm. Nghiên cứu tính phân phiến, thớ chẻ và cấu tạo khúc dồi cũng rất qun trọng, biến vị kèm theo khe nứt vở vụn. Nghiên cứu đới vị nhàu đặc trưng bỡi sự phân phiến mạnh kèm theo nhiều mạch quặng.
10.6. Biểu diễn các đá biến chất trên bản đồ địa chất.
Các đá biến chất được biểu diễn trên bản đồ địa chất giống như đối với đá trầm tích. Điểm khác nhau ở chỗ trên diện phân bố các đá biến chất phải thể hiện được các cấu tạo đặc trưng, các tướng biến chất, các đới biến chất động lực, diện biến chất tiếp xúc và biến chất trao đổi.
Chương 11: CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH TRONG CƠNG TÁC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT
A. GIAI ĐOẠN CHỦNG BỊ11.1. Mục đích. 11.1. Mục đích.
Chuẩn bị tốt các tài liệu, dụng cụ khảo sát,… để đề ra các phương hướng, phương pháp tiến hành được thuận lợi.
Chuẩn bị tốt các vấn đề kỹ thuật cũng như trong sinh hoạt của đơn vị khảo