Thành lập atlas kiến trúc - cấu tạo quặng Việt Nam. Biên tập để xuất bản 04 atlas kiến trúc đá và quặng (magma, biến chất, trầm tích và quặng) - Atlas kiến trúc và cấu tạo quặng ở Việt Nam - Atlas kiến trúc và cấu tạo các đá trầm tích ở Việt Nam

Bé Tµi nguyªn vµ m«i tr−êng

viÖn nghiªn cøu ®Þa chÊt vµ kho¸ng s¶n

---------------------***--------------------

atlas kiÕn tróc vµ cÊu t¹o

c¸c ®¸ trÇm tÝch ë ViÖt nam

ViÖn tr−ëng ViÖn NC §Þa chÊt vµ

Kho¸ng s¶n

PGS.TS. NguyÔn Xu©n KhiÓn

Chñ nhiÖm ®Ò tµi

TS. NguyÔn V¨n Häc

6379-3

21/5/2007

Hµ Néi, 2006

Bé Tµi nguyªn vµ m«i tr−êng

viÖn nghiªn cøu ®Þa chÊt vµ kho¸ng s¶n

---------------------***--------------------

Chñ nhiÖm: PGS.TS. NguyÔn Xu©n KhiÓn

Nh÷ng ng−êi tham gia: KS. NguyÔn Xu©n Quang,

Ths. NguyÔn §øc ChÝnh, TS. Lª ThÞ Nghinh,

TSKH. Phan Trung §iÒn, GS.TS. TrÇn Nghi.

Ban biªn tËp: TS. NguyÔn V¨n Häc (chñ biªn),

PGS.TS. NguyÔn Xu©n KhiÓn.

atlas kiÕn tróc vµ cÊu t¹o c¸c ®¸ trÇm tÝch

ë ViÖt nam

Thuéc ®Ò tµi: “Thµnh lËp atlas kiÕn tróc - cÊu t¹o quÆng ViÖt Nam;

Biªn tËp ®Ó xuÊt b¶n 04 atlas kiÕn tróc - cÊu t¹o ®¸ vµ quÆng

(magma, biÕn chÊt, trÇm tÝch vµ quÆng)”.

Hµ Néi, 2006

Môc lôc

Lêi nãi ®Çu 1

I. KiÕn tróc vµ cÊu t¹o cña c¸c ®¸ trÇm tÝch vôn c¬ häc 3

I.1. KiÕn tróc vµ cÊu t¹o cña c¸c ®¸ vôn nói löa 3

I.2. KiÕn tróc vµ cÊu t¹o cña c¸c ®¸ trÇm tÝch vôn c¬ häc thùc

thô vµ sÐt

6

II. KiÕn tróc vµ cÊu t¹o c¸c ®¸ trÇm tÝch sinh ho¸ 54

II.1. KiÕn tróc vµ cÊu t¹o c¸c ®¸ trÇm tÝch carbonat 54

II.2. KiÕn tróc vµ cÊu t¹o cña c¸c ®¸ trÇm tÝch silit 85

II.3. KiÕn tróc vµ cÊu t¹o c¸c ®¸ trÇm tÝch giµu nh«m 96

II.4. KiÕn tróc vµ cÊu t¹o c¸c ®¸ trÇm tÝch sinh ho¸ kh¸c 105

KÕt luËn 120

B¶ng tra cøu 122

Tµi liÖu tham kh¶o chÝnh 123

1

Lời nói đầu

Các thành tạo trầm tích có khối lượng và vị trí đặc biệt quan trọng trong thành

phần của vỏ Trái đất. Khoa học nghiên cứu chúng, Trầm tích học, không có mục đích nào

khác là cùng với các chuyên ngành khác của Địa chất học góp phần làm sáng tỏ lịch sử

hình thành và phát triển của vỏ Trái đất và tiềm năng đích thực của các loại khoáng sản

ngoại sinh có liên quan. Nghiên cứu kiến trúc và cấu tạo của các đá trầm tích là hai nội

dung không thể thiếu và tách rời của Trầm tích học, có thể cung cấp những thông tin cần

thiết về:

- Môi trường hóa lý hình thành và tồn tại của các thực thể trầm tích,

- Điều kiện thành tạo trầm tích,

- Quá trình vận chuyển và tích đọng vật liệu trầm tích,

- Cơ chế thành tạo trầm tích.

Khái niệm về kiến trúc bao hàm các đặc điểm về kích thước, hình dáng, đặc tính

bề mặt và hàm lượng tương đối của các thành phần tạo đá. Nghiên cứu kiến trúc là

nghiên cứu bản thân các thành phần tạo đá. Nghiên cứu cấu tạo là nghiên cứu quy luật

phân bố và mối tương quan giữa các thành phần tạo đá cụ thể.

Nghiên cứu cấu tạo của các thành tạo trầm tích, đặc biệt là đối với các trầm tích

hạt thô, thường được thực hiện ở ngoài thực địa, còn nghiên cứu kiến trúc chủ yếu ở

trong phòng thí nghiệm. Nhưng cả hai phương pháp đều đòi hỏi phải có sự phối hợp chặt

chẽ để có thể nhận dạng đúng và đầy đủ các đặc điểm kiến trúc và cấu tạo của chúng.

Trong tự nhiên, khá nhiều trường hợp cùng một loại đá, nếu được thành tạo trong

những điều kiện khác nhau, có những đặc điểm kiến trúc, cấu tạo khác nhau. Ngược lại,

nhiều loại đá khác nhau có thể có cùng một kiểu kiến trúc hay cùng một kiểu cấu tạo. Do

vậy, để đạt được mục tiêu riêng có khi nghiên cứu kiến trúc và cấu tạo của các thành tạo

trầm tích, việc nhận dạng đúng các kiểu kiến trúc và các kiểu cấu tạo của chúng là một

2

nhiệm vụ vô cùng quan trọng và cần thiết. “Thành lập Atlas kiến trúc và cấu tạo của các

đá trầm tích ở Việt Nam” chính là góp phần giúp các nhà địa chất hướng tới mục tiêu đó.

Atlas kiến trúc và cấu tạo của các đá trầm tích ở Việt Nam được thực hiện dựa

theo mục tiêu, nhiệm vụ được giao tại Hợp đồng số 329/BTNMT-HĐKHCN ngày 12

tháng 11 năm 2004 giữa Bộ Tài nguyên và Môi trường và Viện Nghiên cứu Địa chất và

Khoáng sản và Phiếu giao việc số 270 /GV-KHTC của Viện trưởng Viện Nghiên cứu Địa

chất và Khoáng sản ngày 12 tháng 11 năm 2004.

Trong quá trình thành lập Atlas, tập thể tác giả đã nhận được sự động viên và giúp

đỡ của Ban Giám đốc, các phòng chuyên môn và nghiệp vụ có liên quan của Viện

Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản, Bộ Tài nguyên và Môi trường, cũng như của các

đồng nghiệp. Nhân dịp này, tập thể tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành về sự

giúp đỡ quý báu đó.

Do điều kiện thời gian và kinh phí đầu tư có hạn, Atlas không thể tránh khỏi

những khiếm khuyết, kể cả nội dung khoa học, cũng như hình thức thể hiện, tập thể tác

giả rất mong nhận được ý kiến góp ý của tất cả đồng nghiệp sử dụng Atlas. Xin trân trọng

cám ơn.

3

KIẾN TRÚC VÀ CẤU TẠO CỦA CÁC ĐÁ TRẦM TÍCH

Nghiên cứu kiến trúc, cấu tạo của đá trầm tích là một trong những vấn đề quan

trọng trong việc xác định tên đá, nguồn gốc và điều kiện thành tạo của chúng.

Kiến trúc là khái niệm bao hàm các đặc tính về kích thước, hình dạng, đặc điểm bề

mặt và hàm lượng tương đối của các thành phần tạo đá.

Cấu tạo là khái niệm chỉ rõ đặc điểm phân bố trong không gian của các thành phần

tạo đá.

Hay có thể nói, nghiên cứu kiến trúc là nghiên cứu bản thân các thành phần tạo đá,

còn nghiên cứu cấu tạo là nghiên cứu sự phân bố và mối tương quan giữa các thành phần

tạo đá. Trong tự nhiên, có thể cùng một loại đá, nhưng được thành tạo trong những điều

kiện môi trường trầm tích khác nhau cũng có những đặc điểm kiến trúc, cấu tạo khác

nhau. Ngược lại, trong nhiều loại đá khác nhau lại có thể có cùng một kiểu kiến trúc hay

cùng một kiểu cấu tạo.

Thông thường, nghiên cứu kiến trúc chủ yếu được tiến hành trong phòng thí

nghiệm. Còn nghiên cứu cấu tạo của đá lại chủ yếu thực hiện ở ngoài thực địa. Tuy

nhiên, cần thiết phải phối hợp cả hai phương pháp ngoài thực địa và trong phòng thí

nghiệm, chúng có tác dụng hỗ trợ lẫn nhau. Trong phòng thí nghiệm có thể phát hiện,

nghiên cứu tỉ mỉ những vi cấu tạo, trong khi ngoài thực địa chủ yếu nghiên cứu những

cấu tạo thô, tính định hướng, sự sắp xếp của các hạt trầm tích thô, như hạt vụn cuội / dăm

trong các đá cuội kết / dăm kết.

I. KIẾN TRÚC VÀ CẤU TẠO CỦA CÁC ĐÁ TRẦM TÍCH VỤN CƠ HỌC

I.1. KIẾN TRÚC VÀ CẤU TẠO CỦA CÁC ĐÁ VỤN NÚI LỬA

I.1.1. Đại cương

Các sản phẩm phun nổ của núi lửa là một trong những nguồn vật liệu quan trọng

tham gia vào quá trình thành tạo các thực thể trầm tích.

Đá trầm tích vụn núi lửa là loại đá trầm tích có thành phần bao gồm trên 10% là

các sản phẩm phun nổ của núi lửa. Các sản phẩm đó thường là thủy tinh núi lửa, mảnh

vụn thủy tinh núi lửa, mảnh vụn khoáng vật (thạch anh, felspat, pyroxen, amphibol,

biotit,...), mảnh vụn đá magma (ryolit, bazan, andezit,...). Các mảnh vụn thuỷ tinh trong

đá vụn núi lửa thường có hình thái rất đặc biệt, như hình rễ cây, mũi mác, khuỷu tay,

cành cây.., với kích thước phổ biến 0,10 ÷ 1,0mm, ít khi đạt kích thước 2 - 3mm. Các

mảnh vụn khoáng vật magma trong đá vụn núi lửa thường bị gặm mòn, vỡ vụn, nứt rạn,...

với kích thước khác nhau, có trường hợp tới vài milimet.

4

Những sản phẩm này được hình thành trong quá trình hoạt động của núi lửa,

chúng được lắng đọng, tích tụ tại chỗ, hoặc được vận chuyển theo dòng nước hoặc theo

gió. Trong quá trình vận chuyển chúng cũng bị tác dụng phá hủy, chọn lọc, phân dị như

các vật liệu vụn cơ học khác. Tuy nhiên, hầu hết các đá vụn núi lửa thường có độ chọn

lọc và mài tròn kém. Các đá vụn núi lửa có thể chứa vật liệu trầm tích khác với hàm

lượng khác nhau (10 - 90%), hoặc chứa vật chất hữu cơ, và cũng có tính phân lớp. Chính

vì vậy, có thể xếp đá trầm tích vụn núi lửa thành một nhóm đá trung gian giữa các đá

trầm tích vụn cơ học thực thụ và các đá có nguồn gốc magma thực sự. Tuy nhiên, cũng

cần phân biệt rõ đá vụn núi lửa với các đá hình thành do sự bào mòn các tầng đá núi lửa

cổ, như arcose, graywack,... là những đá trầm tích vụn cơ học điển hình.

I.1.2. Phân loại

Cho tới nay, việc phân loại cũng như cách gọi tên đá vụn núi lửa vẫn còn nhiều ý

kiến khác nhau. Ví dụ:

# Rozenbut (1934), Lutrinxki (1938) xếp các đá này vào nhóm đá magma và được

xem là một loại đá phun trào đặc biệt,

# Các tác giả khác (Venhofen 1936, Pustovalov 1940, Svetxov 1948, Rukhin

1953,... ) lại xếp đá vụn núi lửa thành một nhóm trung gian giữa đá trầm tích cơ học và

đá magma.

Tuy vậy, khi phân loại đá vụn núi lửa hầu hết các nhà nghiên cứu đều dựa trên các

tiêu chí sau:

+) Hàm lượng vật liệu vụn núi lửa, theo đó chia ra:

• Đá tuf: hàm lượng vật liệu núi lửa >90%,

• Đá tufit: hàm lượng vật liệu núi lửa 30 ÷ 90%

• Đá tufogen: hàm lượng vật liệu núi lửa 10 ÷ 30%.

+) Kích thước hạt vụn, chia ra:

* Dăm kết / cuội kết núi lửa, gồm các mảnh vụn có kích thước >2mm,

* Cát kết (tuf, tufit, tufogen): kích thước mảnh vụn 2 ÷ 0,05mm,

* Bột kết (tuf, tufit, tufogen): kích thước mảnh vụn 0,05 ÷ 0,01mm,

* Sét núi lửa, khi kích thước <0,01mm.

+) Thành phần vật liệu núi lửa

Trên cơ sở thành phần tương ứng của đá magma, như ryolit, andezit, spilit, bazan,

trachit,... để đưa vào tên đá.

Tên của đá vụn núi lửa nhất thiết phải đáp ứng đầy đủ 3 tiêu chí nêu trên. Ví dụ:

5

# Dăm kết tuf spilit là tên của một loại đá có trên 90% thành phần là vật liệu núi

lửa, các mảnh vụn có dạng sắc cạnh, kích thước > 2mm, thành phần các mảnh vụn là đá

spilit.

Dạng bên ngoài của đá vụn núi lửa có những nét thể hiện đặc điểm và hàm lượng

thành phần khoáng vật tạo đá. Đá tuf bazơ thường có màu xám đen phớt lục; đá tuf axit

thường có màu xám trắng phớt hồng. Các loại đá tuf, tufit, tufogen thường có độ lỗ hổng

cao, xốp, nhẹ, có cấu tạo khối, bọt, dòng chảy, phân lớp,...

Đá vụn núi lửa thường rất dễ bị phong hóa, biến đổi do có độ lỗ hổng lớn, thành

phần chứa nhiều hợp phần kém vững bền trong điều kiện trên mặt giàu H2O, CO2, O2,

như vật liệu thủy tinh, tro núi lửa, các khoáng vật màu và plagioclas bazic. Thủy tinh axit

thường bị khử thủy tinh biến thành nền fenzit hay microfenzit,...Thủy tinh bazơ thường

dễ biến đổi hơn, bị clorit hóa, epidot hóa, zeolit hóa...Các hiện tượng biến đổi này thường

phát sinh trong giai đoạn thành đá, hậu sinh, hoặc do quá trình phong hóa, đặc biệt là

trong điều kiện dưới nước biển.

I.1.3. Quy luật phân bố và ý nghĩa thực tế

Đá vụn núi lửa hầu như chỉ được hình thành liên quan với sự hoạt động của núi

lửa. Chính vì vậy, sự có mặt của các lớp đá vụn núi lửa là một tài liệu rất quý, một mặt có

thể khôi phục được hoàn cảnh cổ kiến tạo, lịch sử địa chất, mặt khác có thể dùng là tầng

chuẩn, tầng đánh dấu trong quá trình liên hệ, đối sánh địa tầng.

Các đá vụn núi lửa thường liên quan với sự thành tạo một số khoáng sản quan

trọng, như Fe, Mn, S, kim cương, ngọc bích, sét montmorilonit (phong hóa từ các đá tuf

bazơ), sét kaolin (phong hóa từ các đá tuf thành phần axit), cũng như các nguồn nước

khoáng, nước nóng,....

6

I.2. KIẾN TRÚC VÀ CẤU TẠO CỦA CÁC ĐÁ TRẦM TÍCH VỤN CƠ HỌC

THỰC THỤ VÀ SÉT

Thành phần các đá trầm tích vụn cơ học gồm hai phần cơ bản là hạt vụn (khoáng

vật tha sinh) và nền/ximăng gắn kết (khoáng vật tự sinh). Mỗi phần đều có những đặc

điểm riêng về kiến trúc. Đặc trưng về kiến trúc của hạt vụn là kích thước, hình dạng, đặc

tính bề mặt và hàm lượng tương đối của chúng có mặt trong đá, trong đó kích thước hạt

vụn đóng vai trò quan trọng hơn cả. Đặc trưng về kiến trúc của nền/ximăng chính là mức

độ kết tinh, sự biến đổi và quan hệ giữa phần hạt vụn với phần nền/ximăng gắn kết.

I.2.1. Kiến trúc của các đá trầm tích vụn cơ học thực thụ và sét

+) Độ hạt. Độ hạt là kích thước của hạt vụn. Đối với các đá trầm tích vụn cơ học,

độ hạt là yếu tố cơ bản quyết định tính chất và các kiểu kiến trúc, đồng thời cũng là cơ sở

để phân chia các loại đá. Tuy nhiên, việc phân chia các cấp hạt, cũng như ranh giới giữa

các cấp hạt chưa có sự thống nhất giữa các nước, thậm chí giữa các ngành với nhau.

Ở Mỹ là và Tây Âu sử dụng sơ đồ phân loại theo thang logarit do Crumbein

(1936) đề xuất, theo đó kết quả dựa theo thứ tự như sau (d =mm): 32, 16, 8, 4, 2, 1, 1/2,

1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128,... Ranh giới giữa cuội và cát là d = 2mm; giữa cát và bột

là 0,063 (1/16mm); giữa bột và sét là 0,0039 (1/256mm).

Một số nước sử dụng cách phân chia thập phân, lấy 2 làm cơ sở: 200; 20; 2; 0,2;

0,02; 0,002mm. Theo đó, độ hạt của cát dao động trong khoảng từ 2 đến 0,2mm; bột: từ

0,2 đến 0,02mm.

Debeney (1989) phân loại các đá trầm tích vụn cơ học theo 3 nhóm, mỗi nhóm

chia nhỏ thành các kiểu theo các mức hàm lượng cấp hạt:

a) Cuội sạn sỏi, có kích thước hạt lớn hơn 1mm, theo các mức hàm lượng sau:

>75%; 75 - 50%; 50 - 25%; 25 - 5%; và <5%.

b) Cát, có kích thước thay đổi từ 1mm đến 0,1mm, theo mức hàm lượng cấp hạt

cát là: >60%; 60 - 20%; và <20%.

c) Bột sét, có kích thước hạt <0,1mm, theo các mức hàm lượng cấp hạt bột sét như

sau: >75%; 75 - 50%; 50 - 25%; 25 - 5% và <5%.

Riêng các nhà địa chất Liên Xô trước đây và thói quen của các nhà địa chất Việt

Nam hiện nay cũng sử dụng cách phân loại theo số thập phân, nhưng lấy 1 làm cơ sở.

Cách phân loại này không những dễ nhớ, dễ áp dụng trong thực tế, mà còn phản ánh

được điều kiện thành tạo của các đá trầm tích vụn cơ học. Ví dụ: cấp hạt của cát dao động

từ 1mm đến 0,1mm là cấp hạt có tần suất lớn nhất của các mảnh vụn đá và khoáng vật,

đồng thời nó cũng là cấp hạt phù hợp với tốc độ lắng đọng theo công thức Stock. Theo

7

cách phân loại này có thể chia độ hạt của các đá trầm tích cơ học và sét thành 4 cấp,

tương ứng với 4 kiểu kiến trúc chủ yếu sau:

*) Kiến trúc cuội (Psefit): là kiến trúc của các loại đá có >50% hạt vụn có kích

thước lớn hơn 1mm, bao gồm các loại đá trầm tích sau:

+ Sỏi: có kích thước 1 - 10mm,

+ Cuội: 10 - 100mm,

+ Tảng: 100 - 1000mm,

+ Khối: >1000mm.

*) Kiến trúc cát (Psamit): là kiến trúc của các loại đá mà đa số hạt vụn có kích

thước thay đổi từ 1mm đến 0,1mm.

*) Kiến trúc bột (Aleurit): là kiến trúc của các loại đá mà đa số hạt vụn có kích

thước thay đổi từ 0,1mm đến 0,01mm.

*) Kiến trúc sét (Pelit): là kiến trúc của các loại đá có độ hạt <0,01mm

Ngoài những kiểu kiến trúc cơ bản nêu trên, tuỳ theo hàm lượng độ hạt chiếm đa

số mà gọi tên các kiểu kiến trúc trung gian. Ví dụ: Kiến trúc cát - bột là kiểu kiến trúc của

các loại đá có phần lớn hạt vụn có kích thước từ 1mm đến 0,1mm và sau đó là từ 0,1mm

đến 0,01mm.

+) Hình dáng: Hình dáng hạt vụn bao gồm các đặc tính về độ tròn, độ cầu, độ dẹt

và những dấu vết trên bề mặt. Hình dáng của hạt vụn phụ thuộc vào thành phần, tính chất

cơ lý, tính cát khai của khoáng vật, mức độ vận chuyển và đặc điểm điều kiện môi trường

trầm tích. Về cơ bản, hạt vụn được vận chuyển càng xa hoặc bị tái trầm tích nhiều lần thì

độ cầu hoặc độ mài tròn càng lớn.

Quan sát mẫu lát mỏng dưới kính hiển vi phân cực có thể chia hình dáng hạt vụn

trong đá trầm tích vụn cơ học thành các loại sau:

- Góc cạnh: là hình dáng của hạt mới bị phá vỡ, chưa được vận chuyển, nên chưa

chịu tác dụng mài tròn.

- Nửa góc cạnh: là hình dáng của hạt mới bị mài tròn ở các góc, phản ánh quá

trình vận chuyển chưa được xa lắm.

- Tròn cạnh: là hình dáng của hạt đã được vận chuyển đi tương đối xa đá gốc, do

đó hạt bị mài tròn không những ở các góc mà còn cả ở các cạnh.

- Rất tròn cạnh: là hình dáng của hạt đã bị mài rất tròn do quá trình vận chuyển đi

rất xa đá gốc hoặc đã bị tái trầm tích nhiều lần qua các quá trình địa chất.

8

- Hạt gặm mòn: là những hạt có dạng méo mó, phát sinh do sự hoà tan trong các

quá trình biến đổi thứ sinh.

- Hạt tái sinh: hình thành trong các quá trình biến đổi sau khi thành đá. Hiện

tượng này thường gặp trong các đá cát kết dạng quartzit, ở đó hạt vụn lấy thành phần của

nền/ximăng tạo nên những tinh thể lớn hơn, đều đặn và tự hình hơn, nhiều trường hợp

vẫn để lại hình dáng của hạt vụn nguyên sinh.

I.2.2. Kiến trúc của nền/ximăng và các kiểu ximăng

Trong các đá trầm tích vụn cơ học, nền/ximăng đóng vai trò gắn kết các hạt vụn.

Nguồn gốc của nền/ximăng thường là tự sinh, lắng đọng từ dung dịch thật hoặc do sự

ngưng keo. Thành phần ximăng chủ yếu là carbonat, silit, fosforit, hydroxit sắt, mangan...

Thành phần nền thường là cát, bột, sét thường thấy trong các đá vụn thô. Nền/ximăng có

thể được thành tạo đồng thời với quá trình trầm tích hay có thể thành tạo trong các quá

trình biến đổi thứ sinh. Chính vì vậy, bản thân nền/ximăng cũng có kiến trúc riêng của

chúng. Phổ biến chúng có kiến trúc vô định hình, ẩn tinh, tái kết tinh, hoá hạt ...

Mối quan hệ tương quan giữa nền/ximăng với hạt vụn (kiểu nền/ ximăng) được

xác định do sự phân bố thành phần nền/ximăng trong đá, do hàm lượng, điều kiện thành

tạo và đặc điểm biến đổi của nền/ximăng. Trên thực tế, thường gặp các kiểu nền/ximăng

sau:

Ximăng cơ sở, thành phần nền/ximăng trầm tích đồng thời với hạt vụn, các hạt vụn

nằm rời rạc cách nhau, hàm lượng thành phần nền/ximăng thường lớn hơn hàm lượng

mảnh vụn.

Ximăng tiếp xúc, nền/ximăng chỉ phát triển ở nơi tiếp xúc giữa các hạt vụn. Kiểu

này có thể được thành tạo do sự rửa lũa nền/ximăng trong các lỗ hổng, chỉ còn để lại ở

nơi tiếp xúc.

Ximăng lấp đầy, thành phần nền/ximăng chỉ lấp đầy trong các lỗ hổng giữa các hạt

vụn.

Ximăng nén ép, thường phát triển trong các đá nghèo thành phần nền/ximăng, do

quá trình nén ép các hạt vụn nằm sát, chêm vào nhau. Đá thường có độ gắn kết chắc.

Ximăng gặm mòn, thành phần nền/ximăng không những lấp đầy các chỗ trống

giữa các hạt vụn, mà còn lấp đầy những chỗ lồi lõm của hạt vụn. Kiểu kiến trúc này

thường thành tạo do kết quả của sự hoà tan hạt vụn và được thay thế bằng thành phần

nền/ximăng. Đá thường có độ gắn kết chắc.

Ximăng kết vỏ, khi thành phần nền/ximăng bao quanh hạt vụn, giống như một

vành hoa.

9

Ximăng khảm, hình thành do sự tái kết tinh của ximăng thành những tinh thể lớn,

trong đó chứa nhiều hạt vụn, tương tự như kiến trúc khảm trong đá magma. Thành phần

ximăng khác với thành phần hạt vụn, thường là carbonat, silit, thạch cao...

Ximăng tái sinh, thường phát triển trong các loại đá có thành phần hạt vụn và

ximăng giống nhau. Do kết quả của quá trình tái sinh, hạt vụn lấy thành phần ximăng lớn

lên thành những tinh thể đều đặn, tự hình. Dưới kính hiển vi phân cực, đặc tính quang

học của thành phần ximăng và hạt vụn hầu như đồng nhất, tuy nhiên, đôi khi vẫn còn có

thể phân biệt được dấu vết hình dạng ban đầu của hạt vụn. Kiểu kiến trúc này thường gặp

trong loại cát kết dạng quartzit. Đá thương có độ gắn kết chắc.

I.2.3. Cấu tạo của các đá trầm tích vụn cơ học thực thụ và sét

I.2.3.1. Cấu tạo trên mặt lớp

a) Dấu vết gợn sóng. Thường thành tạo trên mặt lớp trầm tích do chuyển động của

dòng nước, sóng, gió. Tuỳ theo nguồn gốc, có thể chia ra các kiểu cấu tạo sau:

*) Gợn gió, thường thành tạo trên mặt lớp trầm tích cát, bột ở vùng bờ biển, bờ hồ

hay sa mạc nghèo thực vật. Đặc điểm đáng chú ý của dấu vết gợn gió là không đối xứng,

biên độ dao động nhỏ, tỷ lệ giữa chiều cao và chiều dài của mỗi bước sóng thường từ

1/10 - 1/50, các sóng thường phân bố song song, độ hạt ở đỉnh sóng thường lớn hơn ở

lòng sóng.

*) Sóng dòng nước, hình thành ở những nơi có dòng nước chảy tạm thời. Hình

dáng của sóng dòng nước cũng thường không đối xứng, nhưng biên độ lớn hơn gợn gió,

tỷ lệ giữa chiều cao và chiều dài của mỗi bước sóng biến đổi từ 1/4 - 1/10, độ hạt ở đỉnh

sóng thường nhỏ hơn ở lòng.

*) Sóng nước, thành tạo do tác dụng của sóng. Chúng thường phát triển trên mặt

lớp trầm tích vùng ven bờ hồ, bờ biển. Đặc trưng của kiểu cấu tạo này là đối xứng, đỉnh

nhọn. Chiều dài và chiều cao của mỗi bước sóng tuỳ theo độ sâu của trầm tích và độ lớn

của sóng.

Trên thực tế, nhiều trường hợp do tác dụng của nhiều lực khác nhau (dòng nước,

sóng), nên trên mặt lớp trầm tích gặp những dấu vết gợn sóng rất phức tạp, cắt chéo nhau,

tạo nên những ô, những múi đều đặn.

b) Dấu vết khe nứt khô, hình thành trong điều kiện khí hậu khô nóng, khi trầm tích

lộ ra ngoài không khí bị khô và thể tích bị co lại, vì vậy trên bề mặt trầm tích thường tạo

thành những khe nứt cắt chéo nhau, tạo nên hình nhiều cạnh hoặc toả tia. Độ sâu của khe

nứt khô không lớn lắm, thường là cỡ centimet. Bên trong khe nứt thường được lấp đầy

vật liệu trầm tích hạt mịn do gió mang tới. Dấu vết khe nứt khô thường phát triển trên bề

mặt trầm tích sét.

10

c) Dấu vết giọt mưa, thường thành tạo trên bề mặt trầm tích sét. Dạng của giọt

mưa thường tròn, đường kính khoảng vài milimet, xung quanh nổi gờ hơi cao hơn một

chút. Dấu vết giọt mưa thường chỉ được bảo tồn trong điều kiện khí hậu khô nóng.

d) Vết hằn. Trên bề mặt lớp trầm tích sét đôi khi thấy những vết hằn ngoằn ngòeo

như hình chữ cổ Ai Cập. Nguyên nhân phát sinh ra những vết hằn đó có thể do sinh vật

hay tác dụng cơ học.

Vết hằn cơ học có thể do dòng nước chảy hoặc trầm tích bị vò nhàu. Vết hằn sinh

vật thường là vết tích của giun bò hoặc di tích chuyển động của các loài động vật.

I.2.3.2. Cấu tạo trong lớp

Trong hầu hết các loại đá trầm tích đều có thể gặp một trong ba loại cấu tạo trong

lớp cơ bản sau đây:

(a) Cấu tạo khối. Đặc trưng của kiểu cấu tạo này là các thành phần tạo đá sắp xếp

lộn xộn, đá có tính đồng nhất theo tất cả các phương. Nguyên nhân hình thành kiểu cấu

tạo khối là do tốc độ trầm tích cao, vật liệu được vận chuyển liên tục vào bồn trũng, môi

trường nước luôn luôn ở trạng thái chuyển động.

(b) Cấu tạo vò nhàu, dòng chảy, thường gặp trong các đá trầm tich sét. Đặc trưng

của kiểu cấu tạo này là các thành phần tạo đá sắp xếp theo những phương nhất định.

Sự hình thành kiểu cấu tạo vò nhàu, dòng chảy là do nhiều nguyên nhân khác

nhau: hoặc do tác dụng chấn động ở dưới nước, tác dụng của dòng nước chảy khi trầm

tích còn ở dạng sệt; hoặc do sức ép của các hoạt động kiến tạo.

(c) Cấu tạo phân lớp, là một trong những đặc tính quan trọng của các đá trầm tích.

Biểu hiện của tính phân lớp là ở chỗ có sự thay đổi về thành phần vật chất hoặc thay đổi

về kiến trúc của đá. Sự hình thành tính phân lớp là do:

+) Sự thay đổi nguồn cung cấp vật liệu trầm tích, thay đổi tác dụng phong hoá,

thay đổi chế độ động lực học của môi trường vận chuyển,

+) Có sự thay đổi thời tiết hàng năm, dẫn tới sự thay đổi môi trường hoá học, thay

đổi nồng độ muối...

+) Tác dụng chuyển động kiến tạo, gây nên các hiện tượng biển tiến, biển lùi làm

thay đổi môi trường trầm tích, thay đổi sự phát triển của sinh vật...

Độ dày phân lớp được H.Blatt, G.V.Middleton và B.C.Murray (1980) phân chia

như sau:

- Phân lớp rất dày: độ dày lớp >1 m

- Phân lớp dày: độ dày lớp thay đổi từ 30cm đến 100cm

- Phân lớp trung bình: độ dày lớp 10cm - 30cm

11

- Phân lớp mỏng: độ dày lớp 3cm - 10cm

- Phân lớp rất mỏng: độ dày lớp 1cm - 3cm

Mỗi hoàn cảnh cụ thể của môi trường trầm tích tạo nên một kiểu phân lớp nhất

định. Thực tế, trong tự nhiên thường gặp các kiểu phân lớp chủ yếu sau đây:

*) Phân lớp nằm ngang Các lớp trầm tích khác nhau nằm kế tiếp lên nhau theo

mặt phẳng song song. Ranh giới giữa các lớp có thể rõ ràng hoặc biến đổi từ từ. Chiều

dày của mỗi lớp biến đổi từ cỡ milimet tới hàng mét. Thường được thành tạo trong môi

trường nước yên tĩnh, trầm tích đầm lầy, biển sâu, vũng vịnh, hồ...

*) Phân lớp lượn sóng: Mặt lớp thường bị uốn cong, ranh giới giữa các lớp không

rõ ràng. Bề dày mỗi lớp không lớn lắm, từ cỡ milimét đến vài centimet. Thường được

thành tạo ở vùng ven bờ, do tác dụng của sóng.

Các lớp có thể nằm song song (song song lượn sóng), hoặc cắt nhau với góc

nghiêng và phương khác nhau (sóng xiên).

*) Phân lớp xiên, thường thành tạo trong một môi trường nước chuyển động. Tuỳ

theo nguồn gốc và tính phức tạp, có thể phân biệt hai kiểu:

Phân lớp xiên đơn: Các lớp nằm nghiêng về một phía theo dòng nước chảy. Góc

nghiêng cũng như chiều dày của mỗi lớp tuỳ thuộc vào cường độ của dòng nước. Được

thành tạo trong môi trường nước chảy theo một chiều.

Phân lớp xiên chéo: Các lớp có góc nghiêng, hướng nghiêng khác nhau, phân chia

thành những loạt lớp riêng biệt. Thường được thành tạo trong môi trường trầm tích sông,

bờ hồ, bờ biển, sa mạc...

Tuỳ theo nguồn gốc và điều kiện thành tạo, có thể phân biệt các kiểu phân lớp

xiên chéo sau:

- Phân lớp xiên chéo thành tạo trong môi trường trầm tích sông:

+ Ở lòng sông thường hình thành kiểu phân lớp xiên chéo cùng hướng, với góc

nghiêng khác nhau. Giữa những loạt lớp xiên thường có loạt lớp nằm ngang ở dạng thấu

kính hay vỉa mỏng. Trong loạt lớp xiên, các lớp có góc nghiêng lớn, phía dưới thường là

hạt thô hơn phía trên. Ranh giới giữa các loạt lớp khá rõ ràng, nhưng ranh giới giữa các

lớp trong một loạt lớp thường biến đổi từ từ. Mỗi lớp dày khoảng vài centimet, nhưng

chiều dày của mỗi loạt lớp có thể tới hàng mét.

Trong trầm tích bãi bồi, hiện tượng phân lớp xiên chéo thương đối đơn giản hơn,

thường là phân lớp sóng xiên, xiên chéo với góc nghiêng nhỏ. Ranh giới giữa các loạt lớp

và các lớp kém rõ ràng.

12

- Phân lớp xiên chéo hình thành trong môi trường trầm tích tam giác châu: Tương

đối phức tạp, bao gồm nhiều loạt lớp xiên đơn, sóng xiên, nằm ngang xen kẽ nhau.

Các loạt xiên được thành tạo do dòng nước chảy trong thời kỳ mưa lũ, loạt lớp

nằm ngang thành tạo trong thời kỳ nước lặng hoặc chảy với tốc độ yếu. Trong loạt lớp

xiên, các lớp nằm nghiêng về một phía theo dòng chảy, góc nghiêng nhỏ, ranh giới giữa

các lớp không rõ ràng. Chiều dày của mỗi lớp thường chỉ vài centimét, nhưng chiều dày

mỗi loạt lớp có thể tới hàng mét.

- Phân lớp xiên chéo ở bờ biển: Bao gồm nhiều loạt lớp có kiểu phân lớp khác

nhau, thường gặp là loại phân lớp sóng xiên, xiên đơn, xiên chéo với góc nghiêng và

hướng nghiêng khác nhau. Ranh giới giữa các lớp và loạt lớp thường không rõ ràng.

Chiều dày của mỗi lớp thay đổi từ vài centimét tới vài chục centimét, chiều dày của mỗi

loạt lớp có thể tới hàng mét. Thường gặp trong trầm tích ven bờ do tác dụng của sóng,

của dòng nước ...

- Phân lớp xiên chéo ở sa mạc: Thường là loại sóng xiên. Các lớp thường bị uốn

cong, với góc nghiêng, hướng nghiêng rất khác nhau. Ranh giới giữa các lớp và các loạt

lớp thường không rõ ràng. Chiều dày của mỗi lớp thay đổi từ vài milimét tới vài

centimét, chiều dày của mỗi loạt lớp có thể tới hàng mét.

Phân lớp giả: Thành tạo do tác dụng của nước chứa dung dịch khoáng hoá ngấm

theo các khe nứt của đá, gặp điều kiện thuận lợi lắng đọng thành trầm tích. Hiện tượng

tương tự như vậy cứ tiếp diễn nhiều lần theo sự thay đổi thời tiết hàng năm. Kết quả là

tạo nên một kiểu phân lớp nhiều khi xoá nhoà những dấu vết phân lớp ban đầu. Nếu hiện

tượng phân lớp giả đó lại tạo thành vòng đồng tâm, thậm chí có thể tách thành những

vòng riêng lẻ, gọi là vành lizêgăng.

Phân lớp tuần hoàn: Là hiện tượng thay đổi các loại đá trầm tích một cách tuần

hoàn theo một trật tự nhất định. Đặc tính đó gọi là tính chu kỳ hay tính nhịp. Nguyên

nhân tạo nên tính chu kỳ là do sự thay đổi thời tiết hàng năm, do chuyển động dao động

của vỏ trái đất. Các chu kỳ đó có thể thay đổi một cách liên tục hay không liên tục.

Nghiên cứu tính chu kỳ trong các thành tạo trầm tích, không những cho phép khôi

phục được lịch sử cổ kiến tạo, cổ địa lý, cổ khí hậu, mà còn có ý nghĩa quan trọng trong

việc so sánh địa tầng, nối vỉa, đồng thời cũng cho phép rút ngắn, giảm nhẹ công tác

nghiên cứu mô tả các chu kỳ tiếp theo.