Bài giảng Tinh thể học đại cương - Chương 8: Đá trầm tích

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

1. KHÁI NIỆM

 Đá trầm tích là những thể địa chất được

hình thành trên bề mặt của vỏ trái đất do

tích tụ và biến đổi theo phương thức cơ lý

và hóa học các sản phẩm phong hóa, kiến

tạo, núi lửa và sinh vật trong điều kiện

nhiệt độ và áp suất bình thường.

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

Vận chuyển, tích tụ,

Phong hóa

Đá trầm tích

Vật liệu vụn, dung dịch

Đá có trước

(vật lý, hóa học, sinh học)

lắng đọng, ngưng keo

Giai đoạn hậu sinh

Giai đoạn biến chất sớm

Thời kỳ biến sinh

Nén ép, mất nước,

tạo khoáng vật mới

Bị biến đổi mạnh nhưng vẫn còn

nét đặc trưng của đá trầm tích

3

1. KHÁI NIỆM

 Tác dụng phân dị trầm tích: Xảy ra khi đá bắt đầu bị

phong hóa đến khi lắng đọng (tuyển lựa của tự nhiên)

• Tác dụng phân dị trầm tích cơ học

• Tác dụng phân dị hóa học

 Yếu tố ảnh hưởng: khí hậu, địa hình, kiến tạo…

• Vùng lạnh, núi cao → phân dị cơ học

• Vùng nóng ẩm, đồng bằng, biển → phân dị hóa học

→ Mỏ sa khoáng (vàng, bạch kim, thiếc, crom, titan…); mỏ

trầm tích hóa học (nhôm, sắt, muối, mangan…)

4

1. KHÁI NIỆM

 Tác dụng phân dị trầm tích cơ học

• Yếu tố ảnh hưởng: kích thước, tỷ trọng, hình

dạng, thành phần của vật liệu và động lực học

của môi trường vận chuyển

◦ Vùng thượng lưu tốc độ dòng nước lớn → vật liệu có

kích thước lớn, về đến trung lưu và hạ lưu tốc độ

dòng nước giảm dần → kích thước giảm dần

◦ Khoáng vật có tỷ trọng lớn lắng đọng trước, nhỏ lắng

sau (vàng → casiterite → magnetite → corundum →

kim cương → garnet→ feldspar → thạch anh)

◦ Hạt dạng cầu lắng đọng trước, tấm vảy lắng sau

5

1. KHÁI NIỆM

 Tác dụng phân dị trầm tích hóa học

• Yếu tố ảnh hưởng: điều kiện địa lý tự nhiên,

tác dụng của sinh vật, động lực học… nhưng

chủ yếu là độ hòa tan

◦ Hợp chất khó hòa tan lắng đọng trước (oxyt Fe,

Al) → dễ hòa tan lắng đọng sau (sulphate,

chlorur)

6

1. KHÁI NIỆM

 Tác dụng thành đá: Biến đổi trầm tích thành đá

trầm tích

• Trong giai đoạn thành đá xảy ra các tác dụng: nén ép,

chặt xít, mất nước, gắn kết, tái kết tinh, thành tạo

khoáng vật mới và phân bố lại thành phần vật chất

• Quá trình thành đá được chia thành 4 giai đoạn

◦ GĐ1: trầm tích còn trong đới oxy hóa

◦ GĐ2: trầm tích bị phủ sâu hàng chục mét

◦ GĐ3: phân bố lại thành phần khoáng vật

◦ GĐ4: chặt xít, hydrat hóa, tái kết tinh

7

Độ vững bền của khoáng vật

trong quá trình phong hóa

Độ bền vững

Rất bền

KV tạo đá

KV phụ

Zircon, tourmaline, rutil,

topaz, spinel, kim cương

Thạch anh, limonite, sét

Granate, monazite, epidote,

cassiterite, titanite, ilmenite,

leucoxene, silimanite

Muscovite, orthoclase,

microcline, plagioclase acid

Bền

Biotite, plagioclase trung tính,

pyroxene, amphibole, calcite,

dolomite, glauconite

Apatite, barite, andalusite,

staurolite, disthen

Không bền

Rất không bền

Plagioclase base, gypsum,

anhydrite, siderite, halite,

olivine, feldspar

Pyrite, pyrotine, sulphate Fe

 Phụ thuộc thành phần, kiến trúc, độ hòa tan, tính chất cơ

lý, mức độ phân tán của khoáng vật

8

Sự di chuyển và lắng đọng từ

dung dịch

 Độ hòa tan các hợp chất trong tự nhiên: Al → Fe →

Mn → SiO₂→ P₂O₅→ CaCO₃→ CaSO₄→ NaCl → MgCl₂

Độ hòa tan

100%

DD thật

50%

DD keo

Al

P₂O₅

MgCl₂

9

Độ hòa tan của khoáng vật

Khoáng vật Nhiệt độ (^oC) Độ hòa tan (g/100g nước)

Halite

20

25

20

36.00

0.24

0.0014

0

Thạch cao

Calcite

Thạch anh

Feldspar

0

 Feldspar ở dạng bột (<0.002mm) dễ hòa tan trong nước, HCl

10

Quan hệ giữa tốc độ dòng chảy và

kích thước hạt vụn

Tốc độ (m/s)

Kích thước (mm)

0,35

0,50

0,60

0,70

1,00

2,00

0,05

0,25

1,00

2,5

10,00

100,00

11

Sự phân dị hóa học

SiO₂

Mn

Ca

SiO₂

Fe

Al

+ +

Mực nước biển

+ + + + +

7

9

11

pH

Mn

+ +

+ + + + +

+ +

Thềm lục địa

Sườn lục địa

Sự phân dị hóa học: từ lục địa ra đại dương, trình tự lắng đọng là

oxide, phosphate – silicate, carbonate, sulphate, haloid.

12

Sự phân bố đá trầm tích

 Vị trí: bề mặt vỏ trái đất (16km)

 Khối lượng: 5%

 Diện tích: 75%

 Bề dày: không đều

13

Sự phân bố đá trầm tích

14

Sự phân bố đá trầm tích

15

Sự phân bố đá trầm tích

 Sự phân bố giữa các loại đá không đều

• Sét kết + cát kết + đá vôi  98%

• Các loại đá TT khác: 0,5%.

◦ Sét:

◦ Cát:

◦ Đá vôi:

◦ Muối:

77,2%.

13,2%.

7,7%.

1,5%.

◦ Các loại đá khác: 0,5%.

16

Các phương pháp nghiên cứu

 Ngoài thực địa: phương pháp địa chất

• Cần lưu ý các vấn đề: Mặt cắt ĐC, KV, KT, CT, màu sắc,

phong hóa, di tích hữu cơ,…

 Trong PTN

• P/P TH lát mỏng: Xác định KV, KT, CT, sự biến đổi…

• P/P phân tích độ hạt (rây): Đá bở rời hoặc gắn kết yếu →

xác định cấp độ hạt, độ chọn lọc…

• P/P phân tích KV nặng: Xác định tỉ trọng KV bằng một loại

dung dịch.

• Phương pháp phân tích độ lỗ rỗng, độ thấm của đá, hàm

lượng bitum… → TK TD DK.

17

Độ chọn lọc

 Mức độ đồng đều về kích thước hạt vụn

18

Độ mài tròn

 Hình dạng của hạt vụn

19

Độ mài tròn

 Tùy theo mức độ mài tròn của hạt vụn

Tròn cạnh Nửa tròn cạnh

Gặm mòn

Nửa góc cạnh Góc cạnh

Tái sinh

20