da tram tich

1

PhÇn thø hai

th¹ch häc ®¸ trÇm tÝch

-------------------------------------------------------------------------------

Ch−¬ng I: §¹i c−¬ng vÒ ®¸ trÇm tÝch

Bµi 1: Kh¸i niÖm vÒ ®¸ trÇm tÝch vµ c¸c ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu chóng

1- C¸c kh¸i niÖm chung

§¸ trÇm tÝch lµ nh÷ng thÓ ®Þa chÊt ph¸t sinh trªn bÒ mÆt Tr¸i ®Êt hoÆc ë

n¬i kh«ng s©u l¾m d−íi nhiÖt ®é, ¸p suÊt b×nh th−êng do c¸c t¸c dông ngo¹i

sinh (phong hãa, ho¹t ®éng cña sinh vËt, t¸c dông cña nói löa...) trong m«i

tr−êng n−íc hoÆc kh«ng khÝ, tr¶i qua mét qu¸ tr×nh l©u dµi vµ phøc t¹p.

C¸c ®¸ trÇm tÝch th−êng cã d¹ng ph©n líp, bÒ dµy thay ®æi tïy thuéc ®Þa

h×nh vµ vÞ trÝ kiÕn t¹o. Chóng th−êng ph©n bè rÊt réng trªn bÒ mÆt Tr¸i ®Êt,

chiÕm kho¶ng 75% diÖn tÝch trªn bÒ mÆt, xuèng s©u 16km gi¶m cßn 25%.

Theo Venhofen, ®¸ trÇm tÝch chiÕm 0,02% thÓ tÝch cña Tr¸i ®Êt. Tû lÖ gi÷a c¸c

lo¹i ®¸ kh«ng ®Òu. Trong c¸c lo¹i ®¸ trÇm tÝch th× ®¸ phiÕn sÐt+®¸ c¸t kÕt+®¸

v«i chiÕm tíi 98% tæng sè.

§¸ trÇm tÝch ®−îc thµnh t¹o tr¶i qua c¸c giai ®o¹n sau:

Thêi kú

sinh ®¸

- Giai ®o¹n sinh thµnh vËt liÖu trÇm tÝch: bao gåm c¸c qu¸ tr×nh ph¸t

sinh, vËn chuyÓn vµ l¾ng ®äng vËt liÖu trÇm tÝch.

- Giai ®o¹n thµnh ®¸: biÕn ®æi vËt liÖu trÇm tÝch thµnh ®¸ trÇm tÝch.

Thêi kú biÕn

sinh

- Giai ®o¹n hËu sinh vµ biÕn chÊt sím: ®¸ bÞ nhËn ch×m xuèng s©u vµ

b¾t ®Çu bÞ biÕn ®æi, sau ®ã ®¸ bÞ biÕn ®æi m¹nh mÏ, cã nhiÒu tÝnh

chÊt cña ®¸ biÕn chÊt nh−ng vÉn cßn nh÷ng dÊu vÕt c¬ b¶n cña ®¸

trÇm tÝch.

C¸c qu¸ tr×nh ph¸t sinh vµ ph¸t triÓn c¸c ®¸ trÇm tÝch ®Òu lµ nh÷ng qu¸

tr×nh l©u dµi, liªn tôc vµ cã quy luËt, x¶y ra trong nh÷ng ®iÒu kiÖn hãa lý, nhiÖt

®éng rÊt kh¸c nhau vµ phøc t¹p. Mçi giai ®o¹n ph¸t triÓn, biÕn ®æi ®Òu ®−îc

ph¶n ¸nh trong thµnh phÇn, cÊu tróc cña ®¸.

2- NhiÖm vô cña th¹ch häc ®¸ trÇm tÝch:

2

- Nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt, kiÕn tróc, cÊu t¹o, ph©n lo¹i vµ luËn

gi¶i nguån gèc c¸c ®¸.

- Nghiªn cøu mèi liªn quan gi÷a trÇm tÝch hiÖn ®¹i vµ trÇm tÝch cæ.

- Nghiªn cøu mèi liªn quan gi÷a ®¸ trÇm tÝch vµ kho¸ng s¶n.

- Phôc vô ph©n chia ®èi s¸nh ®Þa tÇng.

- Nghiªn cøu ph©n chia c¸c bån trÇm tÝch vµ luËn gi¶i c¸c m« h×nh bèi

c¶nh thµnh t¹o.

3- Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu ®¸ trÇm tÝch:

a/ Nghiªn cøu ngoµi trêi:

- Lé tr×nh ®Þa chÊt, thµnh lËp c¸c mÆt c¾t ®Þa chÊt, nghiªn cøu thÕ n»m

cña ®¸ trÇm tÝch.

- M« t¶ chi tiÕt c¸c lo¹i ®¸ trÇm tÝch theo cét ®Þa tÇng (gäi tªn ®¸, m« t¶

c¸c ®Æc ®iÓm mµu s¾c, tÝnh ph©n líp, mèi quan hÖ gi÷a c¸c líp...)

- Nghiªn cøu mèi quan hÖ kh«ng gian thêi gian víi c¸c lo¹i ®¸ kh¸c.

- Nghiªn cøu ®Æc ®iÓm phong hãa.

- Nghiªn cøu c¸c tµn tÝch sinh vËt.

- Nghiªn cøu c¸c kho¸ng s¶n liªn quan.

b/ C«ng t¸c trong phßng:

- Nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt cña ®¸ b»ng th¹ch häc l¸t máng, ph©n

tÝch ®é h¹t, ph©n tÝch thµnh phÇn kho¸ng vËt nÆng, ph©n tÝch nhiÖt vµ

r¬nghen, ph©n tÝch thµnh phÇn hãa häc: ®Ó phôc vô ph©n chia ®Þa tÇng, tuæi

®Þa chÊt, bèi c¶nh thµnh t¹o, kh¶ n¨ng sö dông víi t− c¸ch lµ mét lo¹i kho¸ng

s¶n vµ c«ng dông cña chóng, mèi liªn quan víi c¸c kho¸ng s¶n néi sinh kh¸c.

- Ph©n tÝch c¸c nguyªn tè ph©n t¸n (nguyªn tè hiÕm, x¹...) trong ®¸ phôc

vô viÖc ph¸t hiÖn kho¸ng s¶n, ph©n chia ®Þa tÇng, bèi c¶nh thµnh t¹o.

4- TrÇm tÝch hiÖn ®¹i:

TrÇm tÝch hiÖn ®¹i chñ yÕu lµ nh÷ng thµnh t¹o bë rêi ch−a g¾n kÕt hiÖn

®ang ®−îc thµnh t¹o ngay trªn bÒ mÆt Tr¸i ®Êt trong c¸c m«i tr−êng biÓn, hå,

s«ng, ®Êt liÒn...

Môc ®Ých nghiªn cøu c¸c trÇm tÝch hiÖn ®¹i lµ ®Ó:

- Lµm s¸ng tá c¸c ®iÒu kiÖn thµnh t¹o, tõ ®ã lµm c¬ së cho viÖc nghiªn cøu

trÇm tÝch cæ theo nguyªn lý lÊy míi soi cò.

- Phôc vô cho ®Þa chÊt c«ng tr×nh, ®Þa chÊt thñy v¨n.

- Phôc vô cho nghiªn cøu ®Þa chÊt m«i tr−êng nãi chung.

3

- Phôc vô cho c«ng t¸c ®iÒu tra kho¸ng s¶n.

- T¹i ViÖt Nam viÖc nghiªn cøu trÇm tÝch hiÖn ®¹i g¾n liÒn víi viÖc nghiªn

cøu ®Þa m¹o, ®Þa chÊt biÓn, ®Þa chÊt dÇu khÝ...

- Khi nghiªn cøu trÇm tÝch hiÖn ®¹i cÇn ph©n biÖt hai nhãm lín lµ TrÇm

tÝch lôc ®Þa vµ TrÇm tÝch biÓn.

5- Vai trß cña ®¸ trÇm tÝch víi nÒn kinh tÕ quèc d©n:

- Liªn quan víi nÒn mãng c«ng tr×nh x©y dùng.

- Liªn quan víi c¸c d¹ng kho¸ng s¶n g¾n bã víi mäi thêi ®¹i ph¸t triÓn

cña con ng−êi.

Bµi 2: Qu¸ tr×nh sinh thµnh vËt liÖu trÇm tÝch

I- Nguån vËt liÖu trÇm tÝch:

VËt liÖu trÇm tÝch lµ nh÷ng m¶nh vôn cã kÝch th−íc kh¸c nhau ®−îc h×nh

thµnh do qu¸ tr×nh phong hãa, do x−¬ng vá ®éng vËt, th©n l¸ thùc vËt, c¸c vËt

liÖu nói löa vµ c¸c vËt liÖu tõ vò trô.

1- C¸c vËt liÖu do qu¸ tr×nh phong hãa: Bao gåm c¸c vËt liÖu vôn - s¶n

phÈm cña phong hãa c¬ häc, vËt liÖu lôc nguyªn cã thÓ nh×n thÊy b»ng m¾t

th−êng víi d¹ng tån t¹i nh− h¹t c¸t, cuéi, sái...; c¸c dung dÞch thËt vµ dung

dÞch keo ®−îc h×nh thµnh do phong hãa hãa häc.

2- Nguån vËt liÖu h÷u c¬: bao gåm x−¬ng vá ®éng vËt, th©n l¸ thùc vËt.

3- VËt liÖu nói löa: C¸c ho¹t ®éng nói löa phun ra 1 l−îng lín dung nham,

tro bôi vµo trong m«i tr−êng n−íc vµ kh«ng khÝ, c¸c vËt liÖu nµy sÏ tham gia

vµo qu¸ tr×nh thµnh t¹o ®¸ trÇm tÝch.

4- VËt liÖu nguån gèc vò trô: Mét n¨m Tr¸i ®Êt cã thÓ thu ®−îc tõ vò trô

tõ 15 ®Õn 20 triÖu tÊn vËt liÖu vò trô, chóng tån t¹i d−íi d¹ng bôi, thiªn th¹ch...

Tuy nhiªn vai trß cña chóng trong qu¸ tr×nh thµnh t¹o ®¸ trÇm tÝch kh«ng lín.

II- Qu¸ tr×nh phong hãa:

Qu¸ tr×nh phong hãa sÏ h×nh thµnh nguån vËt liÖu lôc nguyªn.

Qu¸ tr×nh phong hãa chÝnh lµ sù ph¸ vì c¸c ®¸ cøng r¾n thµnh c¸c vËt

liÖu bë rêi vµ mét sè d¹ng nguyªn tè hãa häc ®−îc gi¶i phãng khái c¸c liªn kÕt

« m¹ng tinh thÓ ®i vµo m«i tr−êng n−íc hoÆc kh«ng khÝ d−íi d¹ng c¸c ion.

Nguyªn nh©n g©y ra qu¸ tr×nh phong hãa lµ nhiÖt ®é cña mÆt trêi, n−íc,

giã, b¨ng hµ, ho¹t ®éng cña sinh vËt...

4

Qu¸ tr×nh phong hãa cã lÞch sö l©u dµi vµ diÔn biÕn phøc t¹p phô thuéc

vµo c¸c yÕu tè khÝ hËu, kiÕn t¹o, ®¸ gèc... Vïng chÞu t¸c ®éng phong hãa m¹nh

nhÊt lµ phÇn ®¸ gèc lé trªn bÒ mÆt tiÕp xóc trùc tiÕp víi kh«ng khÝ vµ n−íc.

Cµng xuèng s©u, t¸c dông phong hãa cµng gi¶m.

Ph©n biÖt hai lo¹i phong hãa:

1- Phong hãa c¬ häc:

Lµ qu¸ tr×nh ph¸ huû c¸c ®¸ gèc vÒ kiÕn tróc, cÊu t¹o, lµm ®¸ gèc bÞ nøt

nÎ, vì vôn thµnh c¸c vËt liÖu vôn t¸ch rêi nhau mµ kh«ng thay ®æi vÒ thµnh

phÇn kho¸ng vËt, thµnh phÇn hãa häc d−íi t¸c ®éng cña sù thay ®æi nhiÖt ®é,

do kh¶ n¨ng hÊp thô nhiÖt kh«ng ®Òu cña c¸c kho¸ng vËt, do sù ®ãng b¨ng cña

n−íc, do ho¹t ®éng cña dßng n−íc, sãng, giã; sù tù ®æ vì do di chuyÓn ®Êt ®¸ tõ

n¬i cã thÕ n¨ng cao ®Õn n¬i cã thÕ n¨ng thÊp (vai trß cña träng lùc).

S¶n phÈm: vËt liÖu vôn t¶ng, cuéi, sái, s¹n, c¸t, bét.

2- Phong hãa hãa häc:

S¶n phÈm cña phong hãa hãa häc lµ c¸c kho¸ng vËt míi ®i cïng víi sù

thay ®æi ®¸ng kÓ thµnh phÇn hãa häc cña ®¸ gèc do c¸c ion ®−îc gi¶i phãng ®i

vµi m«i tr−êng n−íc d−íi d¹ng hoµ tan.

C¬ chÕ cña phong hãa hãa häc lµ c¸c ph¶n øng hãa häc víi sù chi phèi cña

n−íc, CO2, nhiÖt ®é. C¸c ph¶n øng hãa häc chñ yÕu th−êng x¶y ra:

- Ph¶n øng oxy hãa víi vai trß cña oxy: Cã thÓ thÊy râ trªn c¸c kho¸ng

vËt sulphur, kÕt qu¶ lµm cho quÆng sulphur ®æi mµu, dÇn dÇn biÕn chóng

thµnh c¸c kho¸ng vËt oxit cã nhiÒu n−íc.

VÝ dô:

Pyrit FeS2 +H2O+O2 = Geothit Fe2O3.H2O hoÆc limonit

Fe2O3.nH2O+H2SO4

- Ph¶n øng hydrat hãa, thñy ph©n víi vai trß cña n−íc: Th−êng x¶y ra

trªn c¸c ®¸ silicat vµ alumosilicat, c¸c kho¸ng vËt cña ®¸ magma vµ ®¸ biÕn

chÊt thµnh t¹o trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao th−êng bÞ biÕn thµnh c¸c kho¸ng

vËt sÐt-mét kho¸ng vËt c©n b»ng trong ®iÒu kiÖn b×nh th−êng cña vá Tr¸i ®Êt.

VÝ dô: c¸c qu¸ tr×nh sericit hãa, kaolinit hãa

3felspat kali +14 H2O = sericit +K(OH)

4felspat kali +22H2O = kaolinit +K(OH)

- Ph¶n øng carbonat hãa víi vai trß cña CO2:

X¶y ra râ nhÊt víi ®¸ v«i, lµm cho ®¸ v«i hßa tan, t¹o nªn c¸c hang ®éng

karst.