Bài giảng Tinh thể, Khoáng vật và Thạch học - Chương 7: Đá magma

Nội dung text: Bài giảng Tinh thể, Khoáng vật và Thạch học - Chương 7: Đá magma

1. Chương 7 ĐÁ MAGMA 1. Khái niệm 2. Dạng nằm 3. Thành phần vật chất 4. Cấu tạo 5. Kiến trúc 6. Phân loại 7. Mô tả
2. 1. Khái niệm ◦ Độ nhớt của magma phụ thuộc vào * Độ acid. * Hàm lượng chất bốc. * Nhiệt độ. * Áp suất. * Lượng tinh thể. • Dung nham: magma trào ra trên bề mặt trái đất. 3
3. 1. Khái niệm magma >< đá magma? ◦ T cao giảm dần ◦ P cao giảm dần ◦ Chất bốc cao thấp hơn Kilauea (Hawaii) 5
4. 1. Khái niệm Liệt phản ứng Bowen 7
5. 1. Khái niệm * Tốc độ kết tinh → kích thước khoáng vật. (Mẫu NN3) (Lm NN 3; 2Ni +; 10x) 9
6. 2. Dạng nằm • Các yếu tố ảnh hưởng ◦ Hoạt tính của magma: độ nhớt của magma, chất bốc trong magma, chênh lệch tỷ trọng magma và đá vây quanh, áp suất. ◦ Cấu trúc và chuyển động của đá vây quanh: đứt gãy, hệ thống khe nứt tỏa tia, vòm nếp uốn. 11
7. 2. Dạng nằm • Phân loại theo hình thái ◦ Dạng nằm của đá magma phun trào  Dạng lớp phủ (chảy tràn trên mái)  Dạng dòng chảy (phun trào khe nứt, trung tâm)  Dạng vòm (phun trào trung tâm)  Dạng kim (phun trào trung tâm)  Cổ/ họng (phun trào trung tâm) 13
8. 2. Dạng nằm • Thể tường: mặt tiếp xúc 2 bên song song, độ dốc lớn, có thể kéo dài từ hàng chục m đến hàng trăm km, dày thường từ vài cm đến vài m. • Thể cán: kích thước lớn, dạng đẳng thước, to dần về phía dưới, thường không có đáy, phân bố sâu. • Thể nền: hình dạng giống thể cán nhưng có kích thước lớn hơn (thường lớn hơn 100-200km2). • Dạng lớp phủ: diện rộng, dày nhỏ, độ dốc nhỏ. • Dạng dòng chảy: dài (lên đến vài chục km), thường hẹp, bề dày nhỏ. 15
9. 3. Thành phần vật chất • Thành phần hoá học: Tỷ lệ % các oxide. ◦ Hợp phần chủ yếu: chiếm vài phần trăm (SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, Na2O, K2O, H2O ) ◦ Hợp phần thứ yếu: chiếm tỷ lệ rất nhỏ trong đá (TiO2, ZrO2, MnO2, P2O5, BaO, ) ◦ Hợp phần phụ: không phổ biến ở mọi loại đá mà chỉ có trong vài loại đá riêng biệt (Cu, Ni, Co, Cr, Au, Sn, Mo, W, Th ) có khi chỉ tập trung ở các thể dị li, hoặc trong pegmatite. 19
10. 3. Thành phần vật chất (mafic) (felsic) Mg, Fe, Ca, Al, Na, K 21
11. 3. Thành phần vật chất • KV nguyên sinh: kết pl tinh từ magma, py không có vật liệu bên pl ngoài, không có các quá trình ngoại sinh. py ol pl ol pl pl 23
12. 3. Thành phần vật chất • KV biến sinh: thay đổi điều kiện hoá lý sau khi Mm đã kết tinh. ◦ Tridimite (T cao) → qu (T thấp) ◦ Fp (K,Na) → microperthite Or bị albite hóa ◦ Sanidine → orthoclase • KV tha sinh: Mm đồng hoá đá vây quanh. ◦ Gra + sét → silimanite, corundum ◦ Gra + đvôi → wollastonite Wollastonite trong đá skarn 25
13. 3. Thành phần vật chất • KV phụ: có hàm lượng rất nhỏ → phân chia các phức hệ zircon apatite * Một KV có thể là KV chính trong đá này nhưng lại là KV phụ trong đá khác. 27
14. 3. Thành phần vật chất • Chỉ số màu: % KV sẫm màu. ◦ 90%: đá rất sẫm màu. * leuco- ; meso-; mela- 29
15. 3. Thành phần vật chất • Các KV đá Mm kết tinh trong nhiều Gđ khác nhau: ◦ Gđ Mm: kết tinh từ dung thể Mm → KV nguyên sinh. ◦ Gđ khí hoá: khi phần lớn các KV đã kết tinh, xung quanh các hạt là dung thể tàn dư giàu chất bốc và phản ứng với các KV có trước → KV thứ sinh. ◦ Gđ nhiệt dịch: khi nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn, hơi nước ngưng tụ thành dd hoà tan → KV thứ sinh 31
16. 4. Cấu tạo (structure) Sự phân bố (khả năng lấp đầy) trong không gian của các hợp phần tạo nên đá. • Cấu tạo phụ thuộc: ◦ Các nguyên nhân bên trong, liên quan đến đặc điểm kết tinh của đá → CT nội sinh: CT (khối) đồng nhất, CT dị li, CT taxit, CT cầu ◦ Các yếu tố bên ngoài: trọng lực, di chuyển Mm, dòng đối lưu, áp suất → CT ngoại sinh: CT định hướng, CT dải, CT dòng chảy, CT lỗ hổng, CT bọt, CT xỉ, CT hạnh nhân • Khối nứt nguyên sinh, khối nứt dạng cột (lăng trụ), dạng vỉa, dạng nêm. 36
17. CT dị li (ultramafic) trong basalt (Vũng Tàu) CT dị li (gabbro) trong diorite 38
18. Khối nứt dạng cột trong đá basalt (Phú Yên) 40
19. vesicular Cấu tạo lỗ hổng của basalt. 42
20. scoria Cấu tạo xỉ của basalt. 44
21. 5. Kiến trúc (texture) • KT khảm: các tinh thể tự hình của kv này được gắn bởi một tinh thể lớn tha hình hơn. • KT ophite: pl có dạng tinh thể kéo dài tự hình xếp chéo nhau tạo nên khoảng trống được lấp đầy bởi py tha hình. • → KT khảm – ophite. • KT pilotacxit: khoảng trống giữa các pl chéo nhau là thủy tinh. • KT vành phản ứng: kv màu bị bao quanh bởi một vành kv màu khác. • KT aphia: không có ban tinh. • Số lượng tương đối giữa vi tinh – thủy tinh: KT gian phiến, intersertal (vi tinh 75%), KT hyalopilite (vi tinh 50%), KT vitrophyr (vi tinh 25%). 46
22. 6. Phân loại đá magma • Dựa trên một số nguyên tắc sau: • Hàm lượng (tỉ lệ %): KV chủ yếu, thứ yếu • Nguồn gốc: KV nguyên sinh, thứ sinh • Thành phần hóa học: hợp phần chủ yếu, thứ yếu • Chỉ số màu • Hàm lượng silicat • Hàm lượng SiO2 • Thành phần khoáng vật • Dạng nằm của đá • Kiến trúc của đá 70
23. 7. Mô tả đá magma • Mô tả một số đá magma phổ biến ◦ A - Nhóm đá gabbro – basalt. ◦ B - Nhóm đá diorite – andesite. ◦ C - Nhóm đá granite – rhyolite. 72
24. Mô tả đá gabbro • Là đá xâm nhập sâu. • Hàm lượng SiO2 khoảng 50%. • KV chủ yếu: ◦ Plagioclase: 50-60%. ◦ Pyroxene: 35-50%. ◦ Amphibole. • KV thứ yếu: Olivine, biotite. 74
25. Mô tả đá gabbro • Dạng nằm: thể vỉa, chậu, thấu kính, cán. • Phân bố: phía bắc VN. • KS liên quan: titanomagnetite, sulphur kẽm. 76
26. • Màu xám đen, phớt lục, CT khối, KT toàn tự hình. • TPKV: pl (35-65%), py (30-45%), am. 78
27. Gabbro-diabase, phức hệ Cù Mông (Ecm) • Dạng mạch, sẫm màu, quy mô nhỏ, rộng 1-3m → 20-30m. • Phương kéo dài thường theo ĐB-TN hoặc á kinh tuyến. • Có quan hệ xuyên cắt rõ rang, ít gây biến đổi với các đá vây quanh (phức hệ Đèo Cả, trầm tích phun trào hệ tầng Nha Trang). • Cấu tạo khối, định hướng yếu, KT hạt nửa tự hình, ophyte. • TPHH: SiO2 = 49-52; Na2O + K2O = 2,57-3,68; TiO2 = 0.37- 1,22%. • TPKV chủ yếu: pl (54-60%), py (21-40%), hb (5-15%), bt (0-7%). • KV phụ: ap, quặng 80
28. Mô tả đá basalt • Cấu tạo dòng chảy, đặc xít, lỗ hổng, bọt, hạnh nhân • Biến đổi thứ sinh: giống đá gabbro, olivin bị iddingsit hóa, pyroxen bị opaxit hóa. • Dạng nằm: dạng lớp phủ, dạng dòng chảy • Phân bố: chủ yếu ở miền Nam. • Khoáng sản liên quan: ilmenit; sắt; bauxite; propilite hoá có liên quan tới vàng, bạc. • Ý nghiã thực tiễn: vật liệu xây dựng, basalt tươi làm đá đúc. 82
29. Mô tả đá diorite • Là đá xâm nhập • Thành phần hoá học chủ yếu ◦ SiO2 > 50% ◦ Al2O3 ~ 17% ◦ FeO + Fe2O3 ~ 7%. ◦ CaO = 5 – 7%. ◦ K2O + Na2O [Na > K] ~ 5%. 86
30. Mô tả đá diorite • Biến đổi thứ sinh: plagiocla bị saussurite hoá (ở nhân) và bị sericite hoá (ở rià); pyroxene bị chlorite hoá, uralite hoá; hornblend bị chlorite hoá, bị nhạt màu, mất màu biến đổi thành dạng sợi; biotit bị chlorit hoá. • Dạng nằm: thể cán, thể mạch, thể nấm. • Phân bố: Thường cộng sinh chặt chẽ với đá granite (dưới dạng mạch) 88
31. Mô tả đá andesite • Dạng nằm giống như đá basalt. • Phân bố: Ở miền Bắc miền Nam; ở miền Nam andesit thường bị biến đổi do quá trình propilit hoá (Châu Thới, Hoá an, Bình An ) • Khoáng sản liên quan:Vàng, Bạc, Kẽm • Ý nghiã thực tế: vật liệu xây dựng 90
32. Andesite porphyrite, hệ tầng Long Bình (J3-K1lb) - Đá có màu xám xanh. - Thành phần ban tinh: 32-34% gồm pyroxene 17-18%; plagioclase 15-16%. - Thành phần nền: 68-66% gồm plagioclase, khoáng vật màu biến đổi, zoizite, epidote, calcite 68-66%; quặng ít. - Đá có kiến trúc ban tinh, cấu tạo dòng chảy. Các ban tinh nổi trên nền vi hạt có thành phần pl dạng que, vi lăng trụ xếp định hướng xen kẽ nhau tạo thành khối đặc sít khó phân biệt. 92
33. ca ca cl -ep cl -ep Hình 3.1.Andesit porpyrit. Mạch chlorit (cl) trong tổ hợp Hình 3.2.Andesit porpyrit. Mạch chlorit (cl) trong tổ hợp với epidot(ep) bị mạch nhỏ carbonat(ca) cắt qua gây với epidot(ep) bị mạch nhỏ carbonat(ca) cắt qua gây dịch chuyển (Lát mỏng LB1;2Ni+;4x10X) dịch chuyển (Lát mỏng LB1;1Ni-;4x10X) 94
34. pl pl cl - ca cl - ca Andesit porphyrit. Các khe nứt trong ban tinh plagioclas (pl) Andesit porphyrit. Các khe nứt trong ban tinh plagioclas (pl) được lấp đầy bởi chlorit (cl) và carbonat (ca) (Lát mỏng được lấp đầy bởi chlorit (cl) và carbonat (ca) (Lát mỏng LB4;2Ni+;4x10X). LB4;1Ni-;4x10X). 96
35. ep qu pl cl ep Andesit porphyrit. Ban tinh plagioclas(pl) hình chữ Andesit porphyrit. Ổ khoáng vật thứ sinh epidot (ep) – chlorit nhật có cấu tạo song tinh đa hợp mờ bị carbonat yếu (cl) – thạch anh (qu) trên bề mặt cát khai và bị nứt nẻ mạnh trên nền có kiến (Lát mỏng LB5;2Ni+;3.3x10X; chiều rộng ảnh 0.81mm). trúc pilotaxit (Lát mỏng LB4;2Ni+;4x10X). 98
36. pl pl cl ca ep Andesit porphyrit. Biến đổi sausurit hóa, sericit hóa mạnh mẽ Andesit porphyrit. Chlorit hóa (cl), epidot hóa (ep) và carbonat ban tinh plagioclas (pl) (Lát mỏng LB7;2Ni+;4x10X). hóa (ca) mạnh mẽ trong nền có kiến trúc pilotaxit (Lát mỏng LB7;2Ni+;4x10X). 100
37. pl ep pl pyx pl pyt Andesit porphyrit. Epidot hóa (ep) mạnh mẽ trên bề mặt cát Andesit porphyrit. Các ban tinh pyroxen xiên dạng lăng trụ tự + khai của ban tinh plagioclas(pl) (Lát mỏng LB8;2Ni ;4x10X). hình (có màu giao thoa xanh bậc 2)(pyx), pyroxen thoi dạng lăng trụ ngắn (có màu giao thoa vàng nâu bậc 1)(pyt) và plagioclas(pl) trên nền có kiến trúc pilotaxit (Lát mỏng LB8;2Ni+;4x10X). 102
38. C - Nhóm đá granite - rhyolite • Đặc điểm chung ◦ Phổ biến trong VTĐ (như đá gabbro – basalt). ◦ Đá xâm nhập chiếm ưu thế hơn đá phun trào. 104
39. Mô tả đá granite • Kiến trúc hạt lớn, hạt vừa, hạt nhỏ; kiến trúc granit; kiến trúc pegmatit, kiến trúc mirmekit; kiến trúc granulit (thạch anh tự hình hơn feldspar và ở dạng bao thể trong feldspar); kiến trúc hạt đều; hạt không đều, • Cấu tạo khối, dòng chảy (xâm nhập nông), dị li, dạng gneis. • Biến đổi thứ sinh: plagioclase bị sericite hoá; orthoclase bị sét hoá; khoáng vật màu biotite bị chlorit hoá, bị nhạt màu • Dạng nằm: thể tường, thể cán, thể nấm, thể nền, thể mạch • Phân bố: rất rộng rãi từ miền Bắc miền Nam 106
40. Mô tả đá rhyolite • Kiến trúc porphyr với nền microfelsic; kiến trúc porphyre với nền spherolit; kiến trúc porphyre với nền thủy tinh • Cấu tạo dòng chảy; dạng dãy, đặc xít, lỗ hổng, bọt, hạnh nhân, • Biến đổi thứ sinh: plagioclase bị sericite hoá, orthoclase bị sét hoá, biotite bị chlorite hoá. • Dạng nằm: lớp phủ, dạng vòm, dạng nấm, • Phân bố: Ở Lạng Sơn, Tam Đảo, Hà Tĩnh, Tú Lệ, Vũng Tàu, đèo Rù Rì, • Khoáng sản liên quan: công nghiệp silicate và xây dựng; chất phụ gia trong xi măng; vật liệu mài. 108
41. • Mô tả chung: Đá có màu xám sáng phớt hồng, cấu tạo khối, kiến trúc hạt vừa – lớn. Khoáng vật màu có hàm lượng nhỏ hơn 5%, phân bố rải rác. Felspat có màu hồng nhạt. • Thành phần khoáng vật. • Khoáng vật chủ yếu: Plagioclas: 30%; Felspat kali: 35 – 36%; Thạch anh: 30 – 32%. • Khoáng vật thứ yếu: Biotit: 3 – 4%. • Khoáng vật phụ: Apatit: vài hạt; Zircon: vài hạt; Quặng: vài hạt. • Khoáng vật thứ sinh: Saussurit hóa; Kaolin hóa; Chlorit hóa; Epidot hóa. 110
42. ◦ Thạch anh: dạng đẳng thước, tha hình, không có cát khai, trong suốt, không màu, mặt sần kém, độ nổi thấp dưới 1 nicol. Một số tiết diện bám bụi quặng. Dưới 2 nicol, thạch anh có màu giao thoa xám trắng bậc 1, không có song tinh và không bị biến đổi thứ sinh. ◦ Biotit: dạng tấm vẩy, kích thước thay đổi từ 0,3 – 1,2 mm, cát khai hoàn toàn. Dưới 1 nicol, biotit có màu nâu, có tính đa sắc rõ từ nâu sậm đến vàng nâu, tắt đứng, mặt sần rõ, độ nổi cao. Dưới 2 nicol, biotit có màu giao thoa cao bậc II và một số bị hydroxit sắt hóa mạnh, chlorit hóa từng phần, epidot hóa. Trong một số tiết diện gặp apatit, khoáng vật quặng 112
43. • Biến đổi thứ sinh ◦ Saussurit hóa: Plagioclas thường bị biến đổi saussurit hóa mạnh từ nhân đến rìa của tinh thể. Saussurit là tập hợp các khoáng vật muscovit, epidot, canxit, có kích thước rất nhỏ. Dưới 1 nicol, saussurit có độ nổi rất cao, mặt sần rõ và có màu xám đục. Dưới 2 nicol, saussurit có màu giao thoa không đồng nhất. ◦ Kaolin hóa: Felspat kali (orthoclas) bị biến đổi kaolin hóa khá mạnh đều trên toàn hạt. ◦ Chlorit hóa: Chlorit là khoáng vật dạng vảy, có kích thước nhỏ, cát khai hoàn toàn. Dưới 1 nicol, chlorit màu xanh lục, lục bẩn, có tính đa sắc rõ: thay đổi từ màu lục đến màu vàng rơm sáng, có độ nổi cao, mặt sần rõ. Dưới 2 nicol, chlorit có màu giao thoa dị thường. ◦ Epidot hóa: Epidot là khoáng vật thứ sinh, thay thế khoáng vật biotit, có kích thước nhỏ. Dạng tha hình, màu giao thoa cao, dị thường. 114
44. Đá rhyolite, hệ tầng Nha Trang (K2nt) Fp bị nền gặm mòn dạng góc cạnh (NN 3; 2Ni +;10X) Thạch anh bị nền gặm mòn dạng vũng vịnh (NN 3; 2Ni +;20X) 116
45. Đá rhyolite, hệ tầng Nha Trang (K2nt) Rhyolite có mạch clorit - epidot cắt Ban tinh plagioclas dạng góc cạnh, bị qua (NN 11) nhiễm sắc lục, tương đối tự hình. Bên cạnh là mạch epidot có độ nổi cao (Lm NN 11; 1Ni +; VK 5X) 118
46. Lập bảng so sánh các điểm giống nhau và khác nhau giữa các đá: 1. Granite và Granodiorite. 2. Granodiorite và Diorite. 3. Diorite và Diorite thạch anh. 4. Gabbro và Diorite. 5. Andesite và Basalt. 6. Andesite và Rhyolite. 120