Bài giảng Tinh thể học đại cương - Chương 9: Đá biến chất

CHƯƠNG 9  
ĐÁ BIẾN CHẤT  
1. Khái niệm  
2. Các yếu tố biến chất  
3. Các kiểu biến chất  
4. Thành phần vật chất  
5. Đặc điểm kết tinh  
6. Cấu tạo – Kiến trúc  
7. Phân loại  
8. Mô tả  
1. Khái niệm  
• Thành tạo từ sự biến đổi của các đá có trước  
trong các điều kiện sau:  
Ở trạng thái cứng.  
Nằm ở phần sâu của vỏ trái đất  
Các yếu tố nội lực (nhiệt độ, áp suất, dung  
dịch biến chất…)  
→ Đá có trước bị thay đổi về thành phần, kiến  
trúc, cấu tạo.  
2
So sánh điều kiện thành tạo  
Đá magma  
Lỏng  
Đá biến chất  
Cứng  
Đá trầm tích  
T & P bình  
thường  
T& P  
T& P  
Yếu tố nội lực  
Yếu tố nội lực Yếu tố ngoại lực  
‐ T từ 300 → 1.000o C  
‐ P từ 250 – 300 bar → 15 – 20 Kbar.  
‐ Độ sâu nằm dưới đới phong hoá và đới trầm tích.  
3
2. Các yếu tố biến chất  
Nhiệt độ  
Áp suất  
Dung dịch biến chất  
Thời gian biến chất  
4
Nhiệt độ  
Tác dụng  
Gây nên các phản ứng hoá học giữa các vật  
chất tạo đá.  
Thúc đẩy các tác dụng vật lý của các dung  
dịch tuần hoàn trong đá  
Làm thay đổi các tính chất vật lý của các đá.  
Nhiệt độ cao, các ion và nguyên tử di chuyển  
làm sắp xếp lại các tinh thể  
5
Nhiệt độ  
Nguồn gốc  
• Hoạt động của Mm, ở gần khối Mm hay gần  
họng núi lửa bao giờ cũng có lượng nhiệt lớn và  
nhiệt độ cao.  
• Gradient địa nhiệt. Biến đổi theo chiều sâu và  
chiều ngang do cấu trúc ĐC của từng vùng.  
◦ Trong vỏ TĐ, càng xuống sâu thì nhiệt độ càng  
tăng, trung bình là 300/Km (10/33m).  
◦ Vùng núi lửa hoạt động: 350/Km.  
6
Nhiệt độ  
Nguồn gốc  
• Do chuyển động kiến tạo, như các hệ thống đứt gẫy  
dịch chuyển theo các mặt trượt.  
• Sự tập trung của những vật chất phóng xạ với nồng  
độ cao cũng có liên quan tới dòng nhiệt, làm nhiệt độ  
gia tăng.  
• Theo thời gian ĐC, gradient địa nhiệt trước Cambri  
(Arkezoi – Thái cổ) cao hơn ngày nay rất nhiều.  
7
Áp suất  
Phức tạp, với nhiều dạng P khác nhau: áp  
suất thủy tĩnh, áp suất định hướng, áp  
suất của những dung dịch khí hay nước  
tuần hoàn trong đá → áp suất tổng.  
8
Áp suất  
• Áp suất thủy tĩnh (Pl)  
◦ Còn gọi là áp suất địa tĩnh, áp suất tải trọng.  
◦ Do tác dụng trọng lượng của các lớp đá nằm  
trên đối với các lớp đá nằm dưới sâu.  
◦ Phổ biến ở những độ sâu lớn (tăng theo độ sâu).  
◦ Pl làm nâng cao nhiệt độ kết tinh của KV.  
9
Áp suất  
• Áp suất định hướng (Ps)  
◦ Do hoạt động kiến tạo và chỉ tồn tại trong các vật  
liệu rắn.  
◦ Xảy ra chủ yếu ở phần nông của vỏ TĐ  
◦ Càng xuống sâu thì Ps càng giảm, còn Pl càng  
tăng.  
◦ Phá vỡ các đá và làm thay đổi CT, KT của đá (bị  
vỡ vụn).  
10  
Áp suất  
• Áp suất định hướng (Ps)  
◦ Gây nên sự biến dạng các đá và đồng thời tạo  
khe nứt.  
◦ Làm giảm nhiệt độ kết tinh của KV.  
◦ Tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của  
dung dịch B/c trong đá; thúc đẩy nhanh chóng  
các vận tốc phản ứng HH cũng như nâng cao tác  
dụng vật lý của các dung dịch tuần hoàn trong  
đá.  
11  
12  
• Tạo khoáng vật đặc xít hơn  
Fosterite  
Mg2SiO4  
+ Anortite  
CaAl2Si2O8  
101,1  
→ Garnet  
CaMg2Al2(SiO4)3  
125,8  
Thể tích phân tử 43,91  
• Tăng nhiệt độ kết tinh  
13  
Dung dịch biến chất  
Trong các đá, tại chỗ tiếp xúc giữa các KV hoặc  
trong các bao thể hoặc trong các vi khe nứt luôn  
luôn tồn tại một dung dịch di chuyển tuần hoàn  
trong đá được gọi là dung dịch B/c.  
Có thể tồn tại ở trạng thái lỏng hoặc khí phụ thuộc  
vào nhiệt độ B/c.  
Thành phần chủ yếu là H2O, CO2...  
Tác dụng của dung dịch biến chất  
•Tạo ra áp suất hơi nước (PH2O)  
•Tạo ra áp suất thán khí (PCO2)  
14  
Bổ sung áp suất thủy tĩnh  
Muscovite  
+ Thạch anh Orthoclase + Silimanite + nước  
KAlSi3O8  
KAl2[AlSi3O10](OH)2  
+ SiO2  
+ Al2SiO5  
+ H2O  
Là môi trường ion và nguyên tử di chuyển  
Calcite  
+ Thạch anh Wollastonite  
+CO2  
CaCO3  
+ SiO2  
CaSiO3  
+ CO2  
Fosterite  
+ Thạch anh =  
Enstatite  
Mg2SiO4  
+ SiO2  
2MgSiO3  
Talc  
+ Calcite  
→
Tremolite  
Mg3Si4O10(OH)2  
+ CaCO3  
Ca2Mg5Si8O22[OH]2  
15  
3. Các kiểu biến chất  
Biến chất động lực (B/c cà nát)  
. Tác dụng của Ps xảy ra  
dọc theo các đứt gãy  
kiến tạo  
. Các đá nguyên thủy bị  
cà nát cơ học dọc theo  
đứt gãy, bị thay đổi về  
kiến trúc, cấu tạo (chỉ  
bị vỡ vụn).  
16  
3. Các kiểu biến chất  
Biến chất nhiệt động  
• Tác dụng đồng thời của cả ba yếu tố: nhiệt độ, áp  
suất và dung dịch biến chất.  
• Thay đổi kiến trúc, cấu tạo, thành phần khoáng  
vật và đôi khi cả thành phần hóa học.  
• Xảy ra trong phạm vi rộng lớn (như miền địa  
máng) → biến chất khu vực;  
• Xảy ra trong phạm vi nhỏ (như dọc theo các đứt  
gẫy) → biến chất địa phương.  
17  
3. Các kiểu biến chất  
Biến chất nhiệt (biến chất tiếp xúc nhiệt )  
• Có liên quan tới hoạt động  
của các khối xâm nhập do  
lượng nhiệt thoát ra từ  
khối magma đang kết tinh.  
• Phân bố ở nơi tiếp xúc  
giữa đá magma xâm nhập  
và đá vây quanh đới  
biến chất tiếp xúc  
• Biến đổi về thành phần  
khoáng vật, kiến trúc, cấu  
tạo.  
3. Các kiểu biến chất  
Dạng biến chất trao đổi (biến chất sau Mm)  
• Do tác dụng chủ chủ yếu của dung dịch biến chất  
được thoát ra từ khối magma đã kết tinh (dung dịch  
sau magma vừa mới kết tinh xong)  
• Các đá bị biến đổi nằm ở hai bên tiếp xúc và có  
thành phần hóa học hoàn toàn khác với đá ban đầu  
vì có sự thay đổi các nguyên tố hóa học giữa khối  
xâm nhập và đá vây quanh.  
• Nếu qúa trình biến chất xảy ra trong một phạm vi  
lớn thì gọi là biến chất trao đổi khu vực; nếu xảy ra  
tên một phạm vi nhỏ như quanh khối xâm nhập thì  
gọi là biến chất tiếp xúc trao đổi.  
19  
3. Các kiểu biến chất  
Siêu biến chất  
• Do tác dụng của nhiệt độ, áp suất và dung dịch biến  
chất.  
• Đây là dạng biến chất đặc biệt (phần biến chất cao)  
của biến chất nhiệt động (biến chất khu vực) làm tái  
nóng chảy từng phần của đá.  
Biến chất phức  
• Một khu vực gồm nhiều dạng biến chất nằm  
chồng lên nhau và hoàn toàn độc lập.  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 72 trang Thùy Anh 24300 Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Tinh thể học đại cương - Chương 9: Đá biến chất", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_tinh_the_hoc_dai_cuong_chuong_9_da_bien_chat.pdf