BTL KHTĐ

Trường ĐHQG.TPHCM
Đại học Bách Khoa
Khoa Kĩ thuật Địa chất và Dầu Khí
− −Ѿ− −

BÀI TẬP LỚN
KHOA HỌC TRÁI ĐẤT

Thành phố Hồ Chí Minh: 4-2020


NỘI DUNG CHÍNH

Câu 1: Vai trị của kiến tạo mảng trong nghiên cứu trái đất.
1. Khái niệm của kiến tạo mảng
Kiến tạo mảng: mô tả các chuyển động ở quy mơ lớn của thạch
quyển Trái Đất.
Học thuyết này hồn thiện các quan niệm trước đây về trôi dạt lục
địa do Alfred Wegener đề xuất trong các thập niên đầu thế kỉ XX và
tách dãn đáy đại dương trong thập niên đầu thế kỉ.Gồm:
- Tách dãn đáy đại dương
- Địa chấn tồn cầu
- Trơi dạt lục địa
2. Các loại kiến tạo mảng
-

Bảy mảng chính: Thái Bình Dương, Á-Âu, Bắc Mỹ, Nam Mỹ,
Nam Cực, Ấn-Úc, Châu Phi

-

Các mảng phụ: Ả Rập, Ấn Độ, Caribbean, Philippine, Scotia,
Nazca,….

3. Vai trò của kiến tạo mảng trong nghiên cứu trái đất
- Mảng kiến tạo hình thành nên lớp vỏ trái đất:
+ Các mảng kiến tạo có độ dày khoảng 100km (60 dặm) bao gồm
lớp vỏ đại dương và vỏ lục địa .
+ Nằm dưới chúng là một lớp tương đối dẻo của lớp phủ được gọi
là phần mềm, nó chuyển động liên tục.
- Biết được nguồn gốc và sự hình thành và hoạt động của các dãy
núi, núi lửa, động đất và các hiện tượng khác.
- Hồn thiện thuyết trơi dạt lục địa: Hầu hết các Lục Địa có thể lắp
ghép: bờ tây châu Phi và đông Nam Mỹ và biển Caribean.Sự trùng
khớp ngay cả ở thềm lục địa dưới.
- Hoàn thiện tách dãn đáy đại dương: giải thích được sự di chuyển
của lớp đáy đại dương mang theo các lục địa của nó qua hàng trăm
năm.
=> Trái đất là một thể thống nhất và hoàn thiện.

Câu 2: Cơ sở để phân loại các đá trầm tích vụn
Trang | 1


1. Khái niệm của đá trầm tích và đá trầm tích vụn
- Đá trầm tích Là kết quả của sự gắn kết các vật liệu vỡ vụn sau quá
trình phong hóa cơ học, hóa học và vận chuyển. Chiếm ~ 5% lớp
vỏ trái đất, khoảng 75% đá bề mặt.Mang theo bằng chứng của mơi
trường thời q khứ.
- Đá trầm tích vụn bao gồm chủ yếu các mảnh vụn và mảnh vỡ từ
các đá khác. Các vật liệu này thường là sỏi, cát, bùn và khi hố

cứng hình thành nên cuội kết, cát kết, sét kết.
2. Cơ sở phân loại đá trầm tích vụn
- Độ hạt là yếu tố cơ bản quyết định tính chất và kiến trúc đá. Nếu
biết được tên và kích thước hạt sẽ xác định tên cụ thể của từng loại
đá trầm tích vụn.
Đường kính hạt
(mm)
2
0,06 2
0,02 0,06
0,02

Tên trầm tích

Kiến trúc

Tên đá

Tảng, cuội, sỏi
Các
Bột
Đất sét

Cuội
Các
Bột
Sét

Cuội kết
Các kết

Bột kết
Đá phiến sét

- Hình dạng của hạt: bao gồm độ trịn, độ cầu, độ dẹt,… Các mảnh
vụn đá và khống vật có thể trịn hay góc cạnh tuỳ thuộc vào mức
độ mài mịn trong q trình vận chuyển.

- Độ lựa chọn: chỉTrịn
mức độ đồng
đềugóc
vềcạnh
kích thước hạt
Góctrong
cạnhđá trầm
Nữa
Rất trịn
tích. Các hạt đựợc chọn lựa theo tỷ trọng và năng lượng vận
chuyển.

Độ lựa chọn kém

Độ lựa
chọnbình
tốt
Độ lựa chọn
trung

Trang | 2

CÁC CÂU HỎI KHOA HỌC TRÁI ĐẤT
Câu 1. Sinh viên hãy phân biệt magma và đá magma khác nhau
như thế nào

Magma

Khái niệm

Nguồn gốc

Magma là dung thể silicat
chứa những phần bay hơi,
nóng chảy hay nóng chảy
từng phần,có nhiệt độ cao
( từ 6001300 ),nằm trong
quyển mềm ở độ sâu từ
60 – 100km.
Magma Basalt có thể được
hình thành do nóng chảy bộ
phận của vật liệu siêu mafic
(siêu baz) từ phần trên của
mantibên dưới vỏ đại dương.
Magma Andesite hay
magma trung tính hình thành
do nóng chảy bộ phận của
vật liệu trầm tích và của vỏ
đại dương ở đới hút chìm.
Magma Granite có thể do
nóng chảy bộ phận của vật
liệu bên dưới vỏ lục địa.

Đá Magma

Đá magma được hình
thành từ sự đơng nguội và
kết tinh của dung thể
siliccat nóng chảy.

Magma theo các khe nứt
Hay núi lửa phun trào lên
mặt đất gọi là dung nham,
khi đông cứng lại gọi là
đá
magma.

Trang | 3


Thành phần hoá học: Gồm
các nguyên tố phổ biến như
Si, Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, H
và O
Magma Mafic: Chứa SiO
2
từ
45- 55%, chứa:nhiều
Fe, Mg, Ca, ít K, Na.
Magma trung tính: Chứa
Thành phần
SiO từ 55-65%, chứa trung

2
bình: Fe, Mg, Ca, K, Na.
Magma Felsic (acid): Chứa
SiO từ 65-75%, chứa ít Fe,
2
Mg, Ca, nhiều K, Na.

Cấu tạo

Phần lỏng (Liquid portion)
= tan chảy (melt)
Chất rắn (Solids) = khống
chất silicat
Chất bay hơi/chất bốc
(Volatiles) = khí hòa tan
trong dung thể magma
(dissolved gases), gồm
H O,CO ,SO .
2
2
2
Các Khống vật silicate
kết tinh theo thứ tự có thể
dự đốn được

Kiến trúc

Thành phần hoá học:
khoảng 99% tổng khối
lượng đá magma được

hình thành chủ yếu từ một
số nguyên tố, phổ biến
nhất là oxy và silic, chiếm
khoảng 50% trong tổng số
các nguyên tố hiện diện
trong vỏ Trái Đất, kế đến
là Al, Fe, Ca, Mg, Na, K,
Ti và nước.
Thành phần khoáng vật:
Feldspar (59%), thạch anh
(12%) Amphibole và
Pyroxene (17%)Mica
(4%), các khoáng vật
khác (8%).

Cấu tạo khối
Cấu tạo dạng dòng chảy
Cấu tạo bọt

Kiến trúc hiển tinh
Kiến trúc ẩn tinh
Kiến trúc thuỷ tinh
Kiến trúc dạng mảnh vụng
Kiến trúc dạng porphyr

Trang | 4


Câu 2: Sinh viên hãy giải thích vì sao đá magma andesite có
thành phần trung tính lại thành tạo trong vỏ lục địa như hình

trên
Vì Magma Andesite hay magma trung tính hình thành do nóng
chảy bộ phận của vật liệu trầm tích trong cái vỏ Đại Dương. Khi vỏ
Đại Dương chúi vào vỏ lục địa, đi xâu vào vỏ Trái Đất. Cháy là do
nhiệt độ ở quỹ mềm nó đốt nóng những thành phần vật liệu Trầm
Tích. Từ đó đã hình thành nên đá Magma Andesite trong vỏ lục địa.
Câu 3: Vì sao gọi là chuỗi phản ứng liên tục và không liên tục
Chuỗi phản ứng liên tục: là chuỗi phản ứng đặc trưng bởi các
khống vật thuộc nhóm fenspat natri hay plagiocla. Trong đó,
khống vật đứng đầu tiên là plagiocal giàu calci (ví dụ như anorthit)
và hàm lượng calci dần được thay thế bởi natri khi nhiệt độ khối
magma giảm dần, và cuối nhánh này là khoáng vật giàu natri ở nhiệt
độ khoảng 600 độ C (như anbit). Vì sự thay thế liên tục hàm lượng
của calci bởi natri nên nó được mang tên là chuỗi phản ứng liên tục.
Chuỗi phản ứng khơng liên tục: bao gồm các khống vật
giàu sắt và magiê, trong đó olivin là khống vật kết tinh đầu tiên ở
nhiệt độ khoảng 1800 độ C và khơng có mặt của thạch anh. Khi nhiệt
độ giảm dần thì olivin phản ứng với magma tạo nên các khoáng vật
mới pyroxen, và phản ứng tiếp tục diễn ra cho đến hết chuỗi.
Câu 4: Vì sao yếu tố kiến trúc và thành phần khoáng vật lại là
yếu tố ảnh hưởng lên q trình phong hố
Vì yếu tố kiến trúc và thành phần khống vật có tác dụng hố học
với các yếu tố tự nhiên như ( nước, khí CO2 , Oxy, các Axit hữu cơ
được phân bố trong khí quyển thuỷ quyển và sinh quyển). Làm ảnh
hưởng tới quá trình phong hố ở 3 dạng sau:
Dạng 1: Hồ tan - Dissolution
Đầu tiên CO hòa tan trong nước tạo axit cacbonic:
2
+
H O + CO <=> H CO <=> H + HCO

2
2
2
3
3
+
Tiếp theo đá vơi bị hịa tan bởi H :

Trang | 5


+
2+
CaCO +2H  H O (l) + CO (g) + Ca (aq)
3
2
2
• Axit carbonic từ nước mưa thấm qua làm phân rã feldspar và
canxit.
• Feldspar bị hydrat hóa tạo thành khoáng vật sét và silic.
+
+
2KAlSi O + H O + 2H  2K + 4SiO + Al Si O (OH)
3 8
2
2
2 2 5
4
(khoáng vật sét)
Dạng 2: Oxy hoá – Oxidation

Oxy tham gia trong q trình phản ứng oxi hóa khống vật chứa sắt
2Fe SiO + 6H O + O  4Fe(OH) + 2SiO (Hydroxyt sắt)
2
4
2
2
3
2
2Fe(OH)  Fe O + 3H O
3
2 3
2
• Đá Laterit có lỗ hỏng lớn, rắn, khơng thấm nước. Thành phần
chủ yếu Al2O3 và Fe2O3.
• Được hình thành do cơ chế thấm lọc của nước dưới đất.
Dạng 3: Thủy phân - Hydrolysis

•

+
Sự thuỷ phân xảy ra khi các ion H và OH phân giải từ nước

tự nhiên.
• Tác dụng với các ion của khoáng vật, trao đổi điện tử với
nhau để tạo ra chất mới.
+
+
+
•
H thường thay thế các ion kim loại kiềm như: K , Na ,

Ca

2+

2+
, Mg .

• Nếu có CO2: Nước + CO2  HCO3- H+ tăng lên thúc đẩy hiện
tượng thuỷ phân.
1. Orthoclase bị phong hóa:
Trang | 6


4K[AlSi3O8] + 6H2O  4KOH + Al4(Si4O10)[OH]8 + 8SiO2
2. Nếu có CO2 tham gia:
4K[AlSi3O8] + 2CO2  4H2O + 2K2CO3 +Al4(Si4O10)[OH]8
+ 8SiO2
(Orthoclase)

(Sét Kaolin)

3.Trong điều kiện nóng ẩm, kaolin tiếp tục bị phân giải:
Al (Si O )[OH] + 2H O  Al O .nH O + SiO .nH O
4 4 10
8
2
2 3
2
2
2

(Sét Kaolin)

(Bauxit)

(Opal)

Câu 5: theo đặc điểm thành tạo của 3 dạng bất chỉnh hợp, sinh
viên hãy lập bảng so sánh điểm giống và khác nhau của 3 bất
chỉnh hợp này(không chỉnh hợp, bất chỉnh hợp góc, giả chỉnh
hợp).
- Giống nhau
+ là một bề mặt bóc mịn bị chơn phân chia hai phân vị địa tầng có
tuổi khác nhau, cho thấy sự gián đoạn trầm tích trong quá khứ
+ Lớp nằm dưới già hơn lớp nằm trên
+ Đều có sự phát triển khơng phù hợp.
+ Xác định tuổi của hố thạch
- Khác nhau
khơng chỉnh hợp bất chỉnh hợp góc giả chỉnh hợp

Trang | 7


Hai đá khác nhau
một cách rõ rệt,
thường được hình
thành
nơi
đámagma
xâm
Khái niệm nhập hay đá biến

chất lộ ra bị mài
mịn, sau đó bị
nhấn chìm và bị
các đá trầm tích
phủ lên.

Bất chỉnh hợp
góc thể hiện ở sự
gián đoạn giữa 02
phức hệ, lớp nằm
trên và dưới mặt
bất chỉnh hợp có
góc dốc khác
nhau, các địa tầng
già hơn nghiêng
một góc so với
các địa tầng trẻ
hơn.

Giả chỉnh hợp là
một dạng của bất
chỉnh hợp địa tầng
trong đó có sự phân
chia bởi một mặt
phẳng đá gốc đơn
giản;

Cấu tạo

Đá magma xâm

Đá trầm tích cũ
nhập xen lẫn với đá
nằm dưới lớp đá
biến chất nằm dưới
trầm tích trẻ.
lớp đá trầm tích.

Trilobite/ bọ ba
thuỳ (490 million
Year ago) nằm
dưới Brachiopod/
con này là con cổ
sinh Brachiopod
(290 million years
old)

Cấu trúc

Dạng kề áp bất
chỉnh hợp.

Dạng kề áp song
song.

Dạng lượn hình.

Đất đá trẻ tạo phủ
trên đồ hình cổ
Các lớp nằm trên
Các lớp nằm trên

thoái, cấu tạo hệ ,
Đặc trưng Và dưới có dốc góc
và dưới song song
lớp nằm trên phản
Khác nhau
với nhau.
ánh đặc điểm đoà
cổ thái.

Trang | 8


Ví dụ

Bất chỉnh hợp địa
tầng tuổi Eemia
Sự gián đoạn trầm
trong một ám tiêu
Bất chỉnh hợp góc
tích trong 1 tỷ năm
sau hơ hóa thạch ở
của Hutton ở điểm
theo dấu hiệu địa
Great Inagua,
Siccar, ở đây cát
chất, nới có bất
Bahamas. Nền đá là san
kết cổ màu đỏ
chỉnh hợp dolomit
hô bị cắt bởi sự xâm

Devon tuổi 345
(đá trầm tích) có
thực; sau lưng nhà
triệu năm phủ lên
tuổi 500 triệu năm
địa chất là các cột
cát kết greywacke
phủ lên đá ryolit
san hô sau khi xâm
Silur tuổi 425 triệu
( đá Magma ) tuổi
thực cịn nhơ cao
năm.
1,5 tỷ năm.
trên bất chỉnh hợp
sau khi mực nước
biển dâng lên trở lại.

Trang | 9