Bài giảng Tinh thể, Khoáng vật và Thạch học - Chương 8: Đá trầm tíc

Nội dung text: Bài giảng Tinh thể, Khoáng vật và Thạch học - Chương 8: Đá trầm tíc

1. Chương 8 Đá trầm tích 1. KHÁI NIỆM 2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC 3. THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT 4. PHÂN LOẠI VÀ GỌI TÊN 5. KIẾN TRÚC 6. CẤU TẠO 7. MÔ TẢ
2. 1. KHÁI NIỆM Sơ đồ các giai đoạn hình thành và biến đổi đá trầm tích Giai đoạn tạo đá Giai đoạn sinh thành vật liệu Thời kỳ sinh đá Phong hóa Vận chuyển, tích tụ, Đá có trước Vật liệu vụn, dung dịch Đá trầm tích (vật lý, hóa học, sinh học) lắng đọng, ngưng keo Giai đoạn biến chất sớm Giai đoạn hậu sinh Thời kỳ biến sinh Bị biến đổi mạnh nhưng vẫn còn Nén ép, mất nước, nét đặc trưng của đá trầm tích tạo khoáng vật mới 3
3. 1. KHÁI NIỆM  Tác dụng phân dị trầmtíchcơ học • Yếutốảnh hưởng: kích thước, tỷ trọng, hình dạng, thành phầncủavậtliệuvàđộng lựchọc củamôitrường vận chuyển ◦ Vùng thượng lưutốc độ dòng nướclớn → vậtliệucó kích thướclớn, vềđến trung lưuvàhạ lưutốc độ dòng nướcgiảmdần → kích thướcgiảmdần ◦ Khoáng vậtcótỷ trọng lớnlắng đọng trước, nhỏ lắng sau (vàng → casiterite → magnetite → corundum → kim cương → garnet→ feldspar → thạch anh) ◦ Hạtdạng cầulắng đọng trước, tấmvảylắng sau 5
4. 1. KHÁI NIỆM  Tác dụng thành đá: Biến đổitrầm tích thành đá trầm tích • Trong giai đoạn thành đáxảyracáctácdụng: nén ép, chặtxít,mấtnước, gắnkết, tái kết tinh, thành tạo khoáng vậtmới và phân bố lại thành phầnvậtchất • Quá trình thành đá được chia thành 4 giai đoạn ◦ GĐ1: trầm tích còn trong đớioxyhóa ◦ GĐ2: trầmtíchbị phủ sâu hàng chụcmét ◦ GĐ3: phân bố lại thành phầnkhoángvật ◦ GĐ4: chặtxít,hydrathóa,táikếttinh 7
5. Sự di chuyển và lắng đọng từ dung dịch  Độ hòa tan các hợpchấttrongtự nhiên: Al → Fe → Mn → SiO2 → P2O5 → CaCO3 → CaSO4 → NaCl → MgCl2 Độ hòa tan 100% DD thật 50% DD keo Al P2O5 MgCl2 9
6. Quan hệ giữa tốc độ dòng chảy và kích thước hạt vụn Tốc độ (m/s) Kích thước (mm) 0,35 0,05 0,50 0,25 0,60 1,00 0,70 2,5 1,00 10,00 2,00 100,00 11
7. Sự phân bố đá trầm tích  Vị trí: bề mặtvỏ trái đất (16km)  Khốilượng: 5%  Diện tích: 75%  Bề dày: không đều 13
8. Sự phân bố đá trầm tích 15
9. Các phương pháp nghiên cứu  Ngoài thực địa: phương pháp địachất • Cầnlưuýcácvấn đề:Mặtcắt ĐC,KV,KT,CT,màusắc, phong hóa, di tích hữucơ,  Trong PTN • P/P TH lát mỏng: Xác định KV, KT, CT, sự biến đổi • P/P phân tích độ hạt(rây):Đábở rờihoặcgắnkếtyếu → xác định cấp độ hạt, độ chọnlọc • P/P phân tích KV nặng: Xác định tỉ trọng KV bằng mộtloại dung dịch. • Phương pháp phân tích độ lỗ rỗng, độ thấmcủa đá, hàm lượng bitum → TK TD DK. 17
10. Độ mài tròn  Hình dạng củahạtvụn 19
11. Độ mài tròn 21
12. 2. Thành phần hóa học  Các oxit thường đơngiảnvàíthơn đámagma • Đá vôi dolomite CaMg(CO3)2 • Cát kếtthạch anh SiO2  Fe3+ nhiềuhơn đámagma;Fe2+ ít hơn đámagma  Hàm lượng oxit biếnthiênkhônggiớihạn • Cát kếtthạch anh: SiO2 có khi đạt 99% • Sét kaolin: Al2O3 đạt 40%  Hàm lượng Na2Oíthơn đámagmavàtỉ lệ K2O/Na2O>1  Hàm lượng H2O, CO2, S nhiềuhơn đámagma 23
13. 3. Thành phần khoáng vật  KV tha sinh (KV vụn) Phong hóa vật lý → tảng, khối (Bình Thuận) Trầm tích cơ học (vụn) ‐ cuội kết (Hà Tây) 25
14. 3. Thành phần khoáng vật  KV tự sinh (KV tại sinh) • Cộng sinh với nhau theo những qui luậtnhất định. Dolomite, hydromica, monmorillonite thường gặptrong mt vũng vịnh • Chỉ thị vềđiềukiệnhóalýcủamôitrường trầmtích.Silic acid; kaolinite → acid; hidromica → trung tính và kiềm yếu; dolomite → kiềmyếuvàkiềm; pyrite → khử;Fe(OH) → oxi hóa. • Chỉ vềđộmuốicủamôitruờng. Dolomite lắng đọng khi nồng độ muối: 30  32% • Chỉ về mức độ biến đổicủa đá. Sericite, chlorite, thường đuợc thành tạo trong giai đoạnbiếnchấtsớm. 27
15. 3. Thành phần khoáng vật  Vậtliệu núi lửa • Do hoạt động của núi lửa phun ra trên mặt đất • Thành phần: thủy tinh, mảnh vụnthủytinh,mảnh đá, KV • Chủ yếu trong các đátuffchứavậtliệu núi lửa> 90%; tuffit: 90 30%; tuffogen: 30  10% • Lắng đọng tạichỗ,nướcmangđilắng đọng nơi khác. • Cũng bị mài trọnvàchọnlọc. • Làm thay đổimôitrường địahóa. 29
16. 4. Phân loại và cách gọi tên  Phân loại • Nguyên tắcphânloại: Nguồngốc, điềukiện thành tạo, thành phần, cấutạo, kiếntrúc,mối quan hệ các đá, đơngiản Nhóm I: Đá trầm tích cơ học (vụn) Nhóm II: Đá sét (cơ học và HH) Nhóm III: Đá trầm tích hóa học và sinh hóa 31
17. 4. Phân loại và cách gọi tên  Cách gọitên • Đá có nhiều thành phầnthìđượcgọi tên riêng: arkose, graywacke, • Đácó2hoặc3thànhphầnthìgọi tên theo KV vớisố lượng giảm dần,nếusố lượng < 10% thì ghép thêm chữ “chứa”hoặctrước thành phầnthứ ba cũng ghép thêm chữ “chứa”: Cát Qz: 70% và bột Qz: 30%, cát – bộtkếtthạchanh;Sét:50%,calcite:30% và cát: 20% Sét ‐ vôi chứacát. • Theo nguồngốcbanđầu: Calcite: 80% và dolomite: 20%; nếu dolomite được thành tạotừ calcite (do trao đổi thay thế) đá vôi dolomite hóa chứ không gọilàđávôidolomite. 33
18. 5. Kiến trúc A ‐ Kiến trúc đá trầm tích vụn  Kiếntrúccủahạtvụn (KV tha sinh) • Kích thướchạtvụn(độ hạt) Sét Cuội (psephite) Cát (psammite) Bột (aleurite) (pelite) 1m 1dm 1cm 1mm 0,1mm 0,01mm KhốiTảng Cuội, dămSỏi, sạnCátBộtSét • Hình dạng hạtvụn Tròn cạnh Nửa góc cạnh Gặm mòn Nửa tròn cạnh Góc cạnh Tái sinh 35
19. 5. Kiến trúc A ‐ Kiến trúc đá trầm tích vụn  Kiếntrúccủahạtvụn (KV tha sinh) Kiến trúc cát-bột Kiến trúc sét 37
20. 5. Kiến trúc A ‐ Kiến trúc đá trầm tích vụn  Kiếntrúccủaximăng (KV tự sinh) 39
21. Kiểu xi măng Mối quan hệ giữa hạt vụn và xi măng Kiểu xi măng cơ sở 41
22. Kiểu xi măng Mối quan hệ giữa hạt vụn và xi măng Kiểu xi măng nén ép 43
23. 5. Kiến trúc B ‐ Kiến trúc đá trầm tích hóa học và sinh hóa  Theo hình dạng: vô định hình, ẩn tinh, tái kết tinh, hóa hạt, thay thế, tha hình, tự hình sinh vật, tàn tích sinh vật  Theo kích thước: hạt đều, hạtkhôngđều, hạtthô,hạtlớn, hạtvừa, hạtnhỏ,hạtmịn, vi hạt, dạng keo 45
24. 5. Kiến trúc C –Kiến trúc đá sét  Kiếntrúctócrối  Kiếntrúcmạng lưới  Kiếntrúcsétbiếndư  Kiếntrúcbanbiếndư  Kiếntrúcséttàndư  Kiếntrúcdạng cuộikết, dạng dămkết  Kiếntrúchạt đậu  Kiếntrúctrứng cá 47
25. KT sinh vật trong diatomite (tảo cát) KT sinh vật trong đá vôi (san hô) KT tàn tích sinh vật trong đá vôi KT keo 49
26. 6. Cấu tạo A –Cấu tạo trên mặt lớp Cấu tạo gợn sóng Cấu tạo gợn sóng 51
27. 6. Cấu tạo B–Cấu tạo trong lớp  Cấutạokhối(đồng nhất): không thành lớpmà đồng nhất theo các phương.  Cấutạodòngchảy, vò nhàu: định hướng, bị uốn lượn thành dãy theo dòng chảy; sét, carbonat,  Cấutạophânlớp: nằmngang,lượn sóng, xiên chéo. Phổ biếnvàđặctrưng cho đátrầmtích.  Cấutạo spherolite  Cấutạo stilolite (đường khâu)  Cấutạohạnh nhân 53
28. 6. Cấu tạo B–Cấu tạo trong lớp CT phân lớp song song lượn sóng CT phân lớp song song dạng dải 55
29. 6. Cấu tạo B–Cấu tạo trong lớp CT phân lớp xiên đơn CT phân lớp xiên chéo 57
30. 6. Cấu tạo B–Cấu tạo trong lớp CT trứng cá CT trứng cá (X) 59
31. 6. Cấu tạo B–Cấu tạo trong lớp CT turbidite (rối) CT kết hạch 61
32. A - Cát kết  Cát kết đơnkhoáng:cátkếtthạch anh • Thành phầnhạtvụn: thạch anh > 90%, feldspar, mảnh đá, khoáng vậtnặng • Thành phầnximăng: sét, sắt, calcit, • Thành phầnhóahọc: SiO2 rấtcao. • Kiếntrúc:cáthoặccát–bột. • Cấutạo: phân lớp, khối, dấuvếtgợn sóng. • Độ mài tròn, chọnlọc: trung bình → khá tốt. • Kiểuximăng: cơ sở,lấp đầy, gặm mòn, tái sinh 63
33. A - Cát kết  Cát kếtítkhoáng:khicóhaithànhphầnhạtvụnvà hàm lượng > 10%. • Cát kếtdạng arkose. ◦ Thành phầnhạtvụn: Thạch anh: 50  90%; Feldspar: 10  50% (plagioclase acid và orthocla); khoáng vậtphụ (apatit, rutin, zircon) và các mảnh đá granitoid, silic, ◦ Thành phầnximăng: sét, sericite, sắt, silic, hoặchỗnhợp. ◦ Kiếntrúc,cấutạo, màu sắcvàkiểuximăng tương tự như loạicátkết đơnkhoáng. ◦ Nguồngốcthường là sảnphẩm phá hủycủacáckhối granitoid. 65
34. A - Cát kết  Cát kết đakhoáng • Cát kếtarkose ◦ Thành phầnhạtvụn: Thạch anh < 50%; Feldspar (plagioclase acid và orthoclase): 50  90%; Khoáng vậtphụ và các mảnh đá. ◦ Thành phầnximăng thường ít, gồm nhiềuloại riêng biệt hoặchỗnhợp. ◦ Kiểuximăng tương ứng vớicátkếtdạng arkose. ◦ Độ mài tròn và độ chọnlọckém. ◦ Nguồngốccủa chúng phá hủyrừđá magma acid. ◦ Phân bố gần đágốc magma. 67
35. A - Cát kết Cát kết màu xám-xanh, GK-TT1, khoảng lấymẫu lõi 3305.35-3305.45m 69
36. A - Cát kết Bột-cát có dạng thấu kính-uốn lượn thoải và phân lớp mỏng-lượn sóng, GK-TT1, khoảng lấy mẫu lõi 3302.15‐3302.60m 71
37. Cát kết arkose (1897.11m) Bể Cửu Long: hạt mịn, chọn lọc tốt, nửa góc cạnh. Hạt vụn gồm thạch anh (Q), feldspar K (K-f), plagioclase (PL), mảnh đá phiến sét (CL), mảnh đá (G). Kiểu xi măng cơ sở chứa kaolinite, tiếp xúc điểm. Độ rỗng liên thông tốt. 73
38. C - Đá vôi  Chủ yếu là calcite, lẫn sét, silic, dolomite, sắt, vật chất than, thạch anh, feldspar, vậtliệuvụn  TPHH: chủ yếulàCaO,CO2,cóthể MgO, SiO2  Kiến trúc: tha hình, sinh vật, tàn tích sinh vật, vi hạt,  Cấutạokhối, trứng cá, 75
39. C - Đá vôi  Đá vôi sinh vật là tên chung để chỉ các loại đávôi do sinh vậttạora.Dễ nhậnthấybằng mắtthường và dướikínhhiểnviphâncực. Tùy thuộcvàosố lượng sinh vậtchiếm ưuthế mà tên của đá được gọi khác nhau.  Đá vôi tàn tích sinh vậtdonhững mảnh vỏ sinh vật ít nhiềubị vỡ nát tạora.Thường được thành tạo ở ven bờ do tác dụng củasóngvỗ,củadòngnước làm sinh vậtbị vỡ nát rồimớilắng đọng. Tùy theo mức độ vỡ nát mà ngườitacóthể xác định chúng bằng mắtthường hoặcdướikínhhiển vi phân cực. 77
40. C - Đá vôi  Đávôitrứng cá • Hình dạng: dạng cầuhoặc ellip. • Cấutạo đồng tâm và có nhân. • Môi trường thành tạo: ở ven biển, khí hậu ấm áp, dòng nước luôn luôn chuyển động xáo trộn. • Điềukiện thành tạo: do nhiệt độ gia tăng, CO2,nướcchứa dung dịch Ca(HCO3)2 chuyển thành CaCO3 khó hòa tan và tập trung bao quanh một trung tâm kếttinhnàođóvàkhi tớimộtkíchthướcnhất định ( 2mm) thì chúng lắng đọng xuống đáy. 79
41. D- Đá laterite Đá laterite Đá laterite dưới KHV Mặt cắt laterite 83
42. D- Đá laterite  Thường có màu nâu đỏ,vàngbị phủ một lớpmàuxámđen mỏng; cấutạokếthạch, hạt đậu; độ rỗng lớnnhưng rắnchắc  DướiKHVrấtkhóxácđịnh thành phầnvì phầnlớnkhoángvậtrấtnhỏ,dạng keo, lẫn sắt →độtrong suốtkém,chỉ thấy được trong khe nứt, lỗ rỗng 85