Sau nhiều năm nghiên cứu quá trình thành tạo của các lớp đá trầm tích, Glopkin - nhà địa chất Nga đã giải thích được sự thành tạo đá trầm tích trong quá trình biển tiến, biển lùi.
3.7.1. Sự thành tạo các lớp đá trầm tích trong quá trình biển tiến.
Lúc đầu mực nước biển ở mức I, các vật liệu trầm tích được đưa từ lục địa ra biển và chúng được lắng đọng lại theo qui luật các hạt thơ (cuội, sỏi) được lắng đọng gần bờ, các hạt nhỏ (cát, sét) được đưa ra xa hơn và cuối cùng là bùn, vơi được lắng đọng ở vùng biển sâu. Càng ra xa thì độ hạt càng mịn.
Sang giai đoạn sau, đáy biển bị hạ xuống gây ra hiện tượng biển tiến, mực nước biển dâng lên vị trí II. Quá trình trầm tích xảy ra ở thời kì này tương tự như trên, và nằm phủ lên lớp trầm tích ở giai đoạn đầu. Các giai đoạn tiếp theo cũng xảy ra tượng tự như vậy lớp sau nằm phủ lên lớp trước. Kết quả cho ta vùng trầm tích cĩ dạng nằm kiểu biển tiến. Do đĩ khi lập mặt cắt nào đĩ qua vùng này sẽ thấy vật liệu hạt thơ nằm dưới, càng lên trên độ hạt càng mịn dần. (Hình 3.17; 3.18).
Hình 3.16:
Cấu trúc mặt cắt thế nằm chuyển dịch1
2
3.7.2. Sự thành tạo các lớp trong quá trình trầm tích biển lùi.
Nguyên tắc hạt thơ lắng đọng gần bờ, hạt mịn xa bờ vẫn khơng thay đổi. Tương tự như giai đoạn đầu của thế nằm biển tiến tức mực nước biển ở vị trí I, do đáy biển nâng lên nên mực nước biển từ vị trí I hạ xuống đến vị trí II, III, IV,
V.
Nhìn tồn bộ quá trình trầm tích ta thấy: Chỗ nào trầm tích trước kia là cát thì nay cuội phủ lên trên, chỗ nào là sét thì nay cát phủ lên,… Kết quả cho ta vùng trầm tích cĩ dạng nằm kiểu biển lùi. Nếu lập một mặt cắt bất kỳ qua vùng này ta sẽ thấy trình tự sắp xếp theo thứ tự ngược lại so với kiểu biến tiến tức là hạt thơ nằm trên, hạt mịn nằm dưới. (Hình 3.19; 3.20).
Hình 3.18: Cột địa tầng vùng biển tiến Đá vơi Sét kết Cát kết Cuội kết Đá nền Hình 3.17: Mặt cắt vùng biển tiến I II III IV V Cột Biển tiến
Mực nước biển ban đầu
Bài tập :
Trên hình 3.21 là mặt cắt hỗn hợp, hãy lập cột địa tầng tại vị trí “cột” đã cho trước.
Hình 3.20: Cột địa tầng vùng biển lùi
Biển thối Lục địa hiện đại
I II III IV V Lục địa cổ Biển hiện đại
Mực nước biển đầu tiên
Mực nước biển hiện tại
Hình 3.19: Mặt cắt vùng biển lùi
Biển tiến (I, II, III) Biển thối (IV, V, VI) Biển tiến (VII, VIII) V I II III IV VI VII VIII Cột Hình 3.21: Mặt cắt hỗn hợp
Chương 4: KHƠNG CHỈNH HỢP
4.1. Khái niệm khơng chỉnh hợp.4.1.1. Quan hệ chỉnh hợp.
Là sự cĩ mặt đầy đủ của các lớp trầm tích ứng với sự liên tục của thời gian lắng đọng trầm tích.
4.1.2. Định nghĩa khơng chỉnh hợp.
Khơng chỉnh hợp (hay là bất chỉnh hợp) là hiện tượng địa chất trong đĩ các lớp trầm tích trẻ hơn nằm trên mặt bào mịn của các đá cổ bị biến dạng kiến tạo trước. Thế nằm khơng chỉnh hợp luơn luơn kèm theo sự gián đoạn trầm tích.
Khơng chỉnh hợp nên lên mối quan hệ tiếp xúc khơng liên tục về trình tự địa tầng hoặc khơng ăn khớp giữa thế nằm của hai lớp đá hoặc hai loại đá. Sự xuất hiện thế nằm bất chỉnh hợp cĩ thể là do nhiều nguyên nhân khác nhau. Nĩ cĩ thể là kết quả của sự gián đoạn trầm tích, đĩ là biểu hiện sự khơng liên tục về tuổi của trầm tích hoặc phát sinh do sự dịch chuyển kiến tạo của tầng này so với tầng khác. Trường hợp đầu gọi là khơng chỉnh hợp địa tầng, trường hợp sau gọi là khơng chỉnh hợp kiến tạo.
I II I II a/ b/ c/ Hình 4.1: Khơng chỉnh hợp gĩc: a- hình ảnh ngồi thực địa, b- bản đồ, c- mặt cắt. A: đá trẻ; B: đá cổ. Ab: mặt khơng chỉnh hợp a b
4.1.3. Các yếu tố khơng chỉnh hợp.
Các yếu tố khơng chỉnh hợp gồm: mặt khơng chỉnh hợp và cuội kết cơ sở.
Mặt khơng chỉnh hợp.
Là mặt phân cách phức hệ đá trẻ nằm trên, lớp đá cổ nằm dưới. Lớp đá cổ thường bị bào mịn mạnh do vậy bị mặt khơng chỉnh hợp cắt, cịn các lớp trầm tích trẻ phủ lên trên nĩ thường nằm gần song song với mặt khơng chỉnh hợp. Mặt khơng chỉnh hợp phân cách hai lớp đá (hoặc hai loại đá) cĩ tuổi cách quãng nhau hoặc phân cách hai thế nằm khơng khớp đều nhau.
Cuội kết cơ sở. C J Hình 4.2: Quan hệ khơng chỉnh hợp Hình 4.3: Các kiểu dạng nằm của đá.
1- liên tục; 2- gián đoạn trầm tích; 3- chỉnh hợp; 4- khơng chỉnh hợp gĩc; 5- khơng chỉnh hợp ẩn.
Cuội kết cơ sở là một yếu tố quan trọng của khơng chỉnh hợp. Tầng cuội kết cơ sở phân bố trực tiếp trên mặt khơng chỉnh hợp. Thành phần cuội cĩ nguồn gốc của lớp đá cổ hơn nằm dưới hoặc các lớp đá cổ lân cận, xi măng gắn kết cĩ thành phần của các lớp đá trẻ hơn nằm trên. Bề dày của tầng cuội kết phụ thuộc vào thời gian gián đoạn trầm tích: thời gian gián đoạn càng lâu thì tầng cuội kết càng dày.
4.2. Khơng chỉnh hợp địa tầng.4.2.1. Định nghĩa. 4.2.1. Định nghĩa.
Khơng chỉnh hợp địa tầng thể hiện sự vắng mặt của một hay vài loại đá trong cột địa tầng do sự ngưng nghỉ trầm tích, tức là do sự thay đổi chế độ lắng đọng trầm tích và các điều kiện mà ở đĩ cĩ thể xảy ra quá trình lắng đọng hoặc bào mịn.
4.2.2. Phân loại.
Cĩ thể chia khơng chỉnh hợp địa tầng làm nhiều kiểu dựa vào các dấu hiệu sau: Sự cĩ mặt của gĩc khơng chỉnh hợp, đặc điểm bề mặt khơng chỉnh hợp, diện phân bố, điều kiện xuất hiện khơng chỉnh hợp.
Dựa vào sự cĩ mặt của gĩc khơng chỉnh hợp chia ra: khơng chỉnh hợp song song, gĩc và địa tầng.
Khơng chỉnh hợp song song:
Biểu hiện sự gián đoạn trầm tích giữa các lớp đá nằm trên và nằm dưới mặt khơng chỉnh hợp nằm song song với nhau. Hai thành hệ địa chất trên và dưới được phân biệt dựa vào thành phần đá, hố thạch và các dấu hiệu khác. Bề mặt khơng chỉnh hợp thể hiện rất rõ.
Khơng chỉnh hợp gĩc:
Biểu hiện sự gián đoạn trầm tích giữa các lớp đá nằm trên và nằm dưới mặt khơng chỉnh hợp cĩ gĩc nghiêng khác nhau. Mặt khơng chỉnh hợp cắt các lớp đá cổ theo một gĩc và song song hoặc gần song song với các lớp đá trẻ.
Trị số của gĩc khơng chỉnh hợp thay đổi trong một phạm vi rộng - từ 0 – 1800 và bị biến đổi ở những vị trí khác nhau.
Khơng chỉnh hợp gĩc cĩ hai yếu tố chính là gĩc khơng chỉnh hợp và gĩc phương vị khơng chỉnh hợp. Gĩc khơng chỉnh hợp là gĩc hợp bỡi giữa hai
đường dốc của hai tập đá trên và dưới, gĩc phương vị khơng chỉnh hợp là gĩc giữa hai đường phương của hai tập đá trên và dưới.
Khơng chỉnh hợp địa lý:
Là khơng chỉnh hợp gĩc với gĩc khơng chỉnh hợp nhỏ hơn 10. Do gĩc khơng chỉnh hợp quá nhỏ nên chỉ cĩ thể xác định được khơng chỉnh hợp địa lý khi nghiên cứu trong một khu vực rộng lớn.
Khơng chỉnh hợp địa lý thường nối chuyển tiếp giữa khơng chỉnh hợp gĩc và khơng chỉnh hợp song song.
Theo diện phân bố chia ra: khơng chỉnh hợp khu vực và khơng chỉnh hợp địa phương.
Khơng chỉnh hợp khu vực: Xuất hiện trên một diện rộng, cĩ gĩc, phản ánh một lần hoạt động kiến tạo và vị bào mịn của khu vực.
Khơng chỉnh hợp địa phương: Chỉ xuất hiện trên những diện tích nhỏ, trong từng cấu tạo riêng lẻ như: nếp uốn, đứt gãy, khối xâm nhập.
Theo điều kiện thành tạo chia ra khơng chỉnh hợp giả và khơng chỉnh hợp thực.
Khơng chỉnh hợp giả: Khơng phải do gián đoạn trầm tích mà do sự thay đổi thường xuyên mặt tích tụ trong các tầng đá.
Khơng chỉnh hợp thực: Cĩ sự gián đoạn trầm tích trong khoảng thời gian nào đĩ.
4.2.3. Cấu tạo mặt khơng chỉnh hợp.
Mặt khơng chỉnh hợp cĩ cấu tạo phẳng hoặc khơng bằng phẳng, cĩ thể lộ ra trên mặt hoặc bị phủ. Sau đây ta xét một vài dạng chính.
4.2.3.1. Bề mặt lượn hình.
Bề mặt khơng chỉnh hợp cĩ dạng lồi lõm. Sự uốn lượn theo bề mặt khơng chỉnh hợp của các lớp nằm trên mấp mơ với nhiều biên độ khác nhau làm cho những lớp phủ trên cĩ bề dày thay đổi. Độ dày tăng khi mặt khơng chỉnh hợp lõm xuống và giảm khi mặt khơng chỉnh hợp nhơ lên.
4.2.3.2. Mặt khơng chỉnh hợp nằm kề (kề áp):
Là mặt cĩ gĩc nghiêng lớn, các lớp trầm tích trẻ thành tạo sau sẽ phủ lên trên bề mặt này bằng cách lấp đầy tạo thành những lớp đá nằm kề áp vào lớp cũ. Thế nằm kề áp cĩ hai dạng: Kề áp song song (nằm kề chỉnh hợp) và kề áp cĩ gĩc (nằm kề khơng chỉnh hợp).
Kề áp song song: khi lớp đá cổ và đá trẻ cĩ thế nằm song song với nhau. Kề áp cĩ gĩc: khi lớp đá cổ và đá trẻ cĩ thế nằm khơng khơng song song với nhau.
4.2.4. Các dấu hiệu nhận biết khơng chỉnh hợp địa tầng.
Ranh giới khơng chỉnh hợp cĩ một loạt các dấu hiệu để phân biệt với ranh giới giữa các lớp. Do vậy để xác định khơng chỉnh hợp địa tầng cần phải lưu ý một số các dấu hiệu như sau:
1- Cấu tạo đặc trưng của mặt khơng chỉnh hợp là rất khơng bằng phẳng. 2- Thường là khơng chỉnh hợp gĩc giữa các đá cĩ tuổi khác nhau.
3- Cĩ sự khác nhau rõ rệt về tuổi của lớp đá trên và dưới của bề mặt khơng chỉnh hợp.
4- Căn cứ vào sự phân tích yếu tố thế nằm của các phức hệ (khác nhau về gĩc dốc hay khác nhau về phân vị đường phương).
5- Cĩ mặt của tầng cuội kết cơ sở. Sự cĩ mặt của tầng cuội kết cơ sở ở đáy của tập trên cũng như dấu vết phong hố bề mặt của tập dưới. Cuội kết cơ sở thường cĩ bề dày nhỏ, nằm ngang, độ chọn lọc kém hơn so với cuội kết giữa thành hệ.
Hình 4.4: Kề áp cĩ gĩc
Hình : Khơng chỉnh hợp thật Hình : Khơng chỉnh hợp giả định
6- Cĩ sự chuyển tướng rõ rệt giữa trầm tích biển và trầm tích lục địa và ngược lại. Chứng tỏ giữa chúng cĩ sự gián đoạn trầm tích.
4.2.5. Biểu diễn ranh giới khơng chỉnh hợp địa tầng.4.2.5.1. Trên bản đồ địa chất. 4.2.5.1. Trên bản đồ địa chất.
Để biểu diễn ranh giới khơng chỉnh hợp địa tầng lên bản đồ địa chất, người ta dùng một đường liền nét, màu đen, mảnh và kèm theo một đường chấm về phía đá trẻ hơn. Nếu là khơng chỉnh hợp giả định thì đường liền nét được thay bằng một đường đứt đoạn.
Chú ý: Đối với các ranh giới chỉnh hợp giữa các thành hệ địa chất (ranh giới lớp,
hệ tầng,…), ta chỉ dùng một đường liền nét với ranh giới thật hoặc một đường đứt đoạn với ranh giới giả định.
4.2.5.2. Trên cột địa tầng.
Khơng chỉnh hợp thật là một đường uốn lượn liền nét. Khơng chỉnh hợp giả là một đường uốn lượn khơng liền nét.
Chú ý: Trên cột địa tầng, ranh giới chỉnh hợp là một đường thẳng liền nét.
4.2.5.3 .
Trên mặt cắt địa chất.
Tất cả các ranh giới địa chất được biểu diễn bằng đường liền nét mảnh, màu đen. Đường đứt gãy được biểu diễn bằng đường liền nét đậm hơn.
Chú ý: Trên mặt cắt địa chất và trên bản đồ địa chất, mặt khơng chỉnh hợp cắt
qua các phức hệ đá cổ và song song hoặc gần song song với đá trẻ. Khác với các mặt đứt gãy kiến tạo là nĩ cắt qua cắt qua tất cả các lớp cĩ tuổi cổ hơn nĩ.
4.3. Khơng chỉnh hợp kiến tạo.
Khơng chỉnh hợp kiến tạo là do những chuyển động dịch chuyển thứ sinh gây ra làm cho các đá ở hai bên mặt khơng chỉnh hợp khơng khớp nhau, thường khơng cĩ gián đoạn trầm tích.
Tiếp xúc khơng chỉnh hợp giữa các lớp đá cĩ tuổi và thành phần khơng giống nhau cĩ thể do đứt gãy kiến tạo làm dịch chuyển theo nĩ những khối đá từ nơi khác. Trong những vùng cĩ cấu trúc địa chất phức tạp rất khĩ xác định được đúng đắng bản chất của kiểu tiếp xúc này.
Khi nghiên cứu khơng chỉnh hợp kiến tạo cần chú ý sự cĩ mặt của hệ thống gương trược, dăm kết trên mặt khơng chỉnh hợp.
4.4. Ý nghĩa nghiên cứu khơng chỉnh hợp.
Nghiên cứu khơng chỉnh hợp nhằm giải quyết vấn đề sau: 1- Thành lập cột địa tầng của vùng.
2- Lập lại được các hoạt động kiến tạo của vùng.
3- Nhận xét thời gian hình thành các tầng chứa khống sản phục vụ cho cơng tác tìm kiếm thăm dị. Một số mỏ quặng như bauxit, mangan, niken, dầu mỏ, … thường cĩ liên quan tới khơng chỉnh hợp. Các khống sản cĩ nguồn gốc thuỷ nhiệt thường phân bố trực tiếp gần bề mặt khơng chỉnh hợp (cĩ sự phân bố macma, thuận tiện cho tích tụ quặng).
Chú ý:
Nhiệm vụ cụ thể khi nghiên cứu khơng chỉnh hợp là: Nghiên cứu nguồn gốc và đặc tính cấu trúc của mặt khơng chỉnh hợp, nghiên cứu thành phần và cấu tạo của các lớp đá trên và dưới mặt khơng chỉnh hợp, của tầng cuội kết cơ sở, nghiên cứu thời gian thành tạo,…Từ đĩ xác định chính xác khơng chỉnh hợp địa tầng hay kiến tạo như đã trình bày ở trên.
Chương 5: DẠNG NẰM CỦA ĐÁ TRẦM TÍCH
5.1. Dạng nằm ngang.5.1.1. Khái niệm.
Một lớp được gọi là nằm ngang khi mái và tường của nĩ cĩ dạng nằm ngang. Trong thực tế khơng cĩ dạng nằm ngang tuyệt đối, các lớp cĩ độ nghiêng từ 0 – 30 được xếp vào dạng nằm ngang. Mặt lớp cĩ thể phẳng hay gồ ghề.
5.1.2. Dấu hiệu nằm ngang của các lớp.
Ranh giới lớp: Cĩ nhiều cách xác định ranh giới lớp nằm ngang:
Trên bản đồ địa hình cĩ đường đồng mức thì ranh giới các lớp nằm ngang sẽ trùng với đường đồng mức nếu độ cao của ranh giới lớp và đường đồng mức cĩ cùng trị số độ cao tuyệt đối. Hoặc nằm trong khoảng giữa các đường đồng mức khi cao độ của ranh giới khác với cao độ của các đường đồng mức.
Trên tài liệu lỗ khoan, nếu độ cao tuyệt đối của một lớp nào đĩ ở ba lổ khoan thẳng đứng bằng nhau thì lớp cĩ dạng nằm ngang.
Nếu trên bản đồ địa chất khơng cĩ đường đồng mức thì ranh giới các lớp nằm ngang sẽ lượn theo các yếu tố địa hình, trong đĩ ở điểm thấp nhất của địa hình sẽ lộ đá cổ cịn ở những miền phân thuỷ sẽ lộ đá trẻ.
Bề dày của lớp: Đối với lớp nằm ngang bề dày thật của lớp trị số bằng hiệu
5.1.3. Thể hiện các lớp nằm ngang lên bản đồ.
Vẽ các lớp nằm ngang:
Điều kiện cần phải cĩ để vẽ các lớp nằm ngang lên bản đố địa chất là phải cĩ điểm lộ của nĩc và đáy lớp và cao độ tuyệt đối của chúng.
Ranh giới các lớp (ranh giới địa chất) cĩ thể trùng với đường đồng mức nếu cao độ của nĩc hay đáy lớp cĩ cao độ tuyệt đối trùng với cao độ đường đồng mức, hoặc cũng cĩ thể nằm giữa chúng nếu cao độ của nĩc hoặc đáy lớp khơng trùng với cao độ của đường đồng mức.
Cần chú ý tại những chỗ sườn dốc đứng, bề rộng lộ ra của lớp khơng được quá 1mm.
Trong khi vẽ ranh giới lớp nằm ngang, tuỳ thuộc vào sự thay đổi bề dày trầm tích mà đáy của lớp cĩ thể nằm ngang cịn nĩc cĩ thể bị nghiêng. Tuy nhiên,
