Chuong 1. Mở Đầu- Quá Trình Thành Tạo Đá Trầm Tích.ppt

MỞ ĐẦU
• Định nghĩa đá trầm tích của Rukhin (1953):
"Đá trầm tích là những thể địa chất hình thành
trên bề mặt Trái đất hoặc nơi không sâu lắm
trong vỏ Trái đất, với điều kiện nhiệt độ áp suất
bình thường, do tác dụng phong hóa, tác dụng
của sinh vật và núi lửa rồi trải qua những biến
đổi khác mà thành".


Đối tượng và nhiệm vụ nghiên cứu
• Đối tượng của trầm tích học là các trầm tích bở rời và các đá
trầm tích tồn tại trong vỏ Trái đất.
• Nhiệm vụ của trầm tích học:
• Phân loại và mơ tả thạch học các đá trầm tích
• Nghiên cứu đặc điểm địa hóa trầm tích, địa hóa mơi trường
trầm tích, địa tầng phân tập, tính phân nhịp và chu kỳ trầm
tích làm cơ sở cho việc lập lại nguồn gốc, điều kiện thành tạo
và quy luật phân bố đá trầm tích.
• Nghiên cứu trầm tích hiện đại làm cơ sở tìm hiểu nguồn gốc
và q trình thành tạo trầm tích cổ.
• Phục vụ công tác nghiên cứu địa tầng, kiến tạo và lịch sử phát
triển vỏ Trái đất.


• Xác định các đặc điểm vật lý, cơ lý nhằm phục
vụ công tác địa chất thủy văn, địa chất cơng
trình, địa chất dầu khí.
• Nghiên cứu mối quan hệ giữa đá với các loại
khống sản, phục vụ cơng tác tìm kiếm thăm
dị các loại khống sản.

• Đánh giá chất lượng của đá khi chúng được
coi là một loại khoáng sản.


Vai trị của đá trầm tích trong nghiên cứu địa chất và ý nghĩa
của các đá trầm tích đối với nền kinh tế

• Các loại khống sản trầm tích có giá trị là dầu khí,
than đá, sắt (90%), nhơm, đá quý, vàng, bạc, thiếc,
mangan, muối, apatit, đá vôi, dolomit, cát thủy tinh,
vật liệu xây dựng, titan, crom, uran (90%).
• Phần lớn các cơng trình xây dựng dân dụng, cơng
nghiệp, thủy lợi, giao thông, nông nghiệp, … đều liên
quan đến trầm tích và đá trầm tích.
• Nghiên cứu trầm tích học góp phần làm sáng tỏ lịch
sử địa chất, kiến tạo, sinh khoáng, …


CHƯƠNG 1
Q TRÌNH THÀNH TẠO ĐÁ TRẦM TÍCH


1.1. Giai đoạn thành tạo vật liệu trầm tích
1.1.1. Nguồn vật liệu trầm tích
a) Nguồn vật liệu lục ngun
• Bao gồm các sản phẩm do phá huỷ (phong
hóa và kiến tạo) từ các đá đã thành tạo
trước trên lục địa, có thể là đá magma, đá
biến chất hay đá trầm tích (vùng xâm thực).
• Các sản phẩm này rất đa dạng, đó là các

vật liệu vụn (khối, tảng, cuội, sỏi, sạn, dăm,
cát, bột), khoáng vật sét, dung dịch keo,
dung dịch thật.
• Hàng năm có khoảng 18 tỷ tấn vật liệu
(Lopachin) được các con sông mang ra
biển.


b) Nguồn vật liệu hữu cơ: Tham gia vào thành
phần đá trầm tích dưới ba dạng:
Phần vơ cơ trong cơ thể sinh vật,
Các khoáng vật thay thế vào xác sinh vật,
 Phần hữu cơ và sản phẩm của quá trình sống
của sinh vật.
Gồm: - Thân, lá, rễ của thực vật;
- Xương, vỏ của động vật
c) Nguồn vật liệu núi lửa: Bao gồm các sản phẩm
từ hoạt động của núi lửa (tro, bụi, thuỷ tinh,
mảnh đá, mảnh khoáng vật…)
 Khối lượng khá lớn, từ 8 (Alaska) đến 32- 40
km3 (Tombora, Ấn Độ).


d) Nguồn vật liệu vũ trụ:
 Bao gồm các mảnh thiên thạch, tuy nhiên
số lượng không đáng kể nên không có ý
nghĩa đối với thành tạo đá trầm tích.
 Mỗi năm có khoảng 15- 20 triệu tấn thiên
thạch rơi xuống Trái đất.

1.1.2. Q trình thành tạo vật liệu trầm
tích do phá huỷ các đá có trước
1.1.2.1. Phá huỷ kiến tạo
 Vật liệu trầm tích được tạo ra do phá huỷ
kiến tạo (như đứt gãy, khe nứt, chuyển
động khối tảng, tạo núi và các quá trình sụt
lún tạo bồn trũng) bao gồm các mảnh vụn
có kích thước từ mm đến hàng mét
 Sau đó được chuyển tải từ cao xuống thấp
nhờ các dịng sơng, suối.


1.1.2.2. Q trình phong hóa
a) Phong hóa vật lý:
 Là quá trình phá hủy các đá dưới tác dụng
của các yếu tố vật lý như tác dụng của nước
chảy, gió, sóng, trượt lở, ... và tác dụng của
nước đóng băng, sự thay đổi của nhiệt độ.
 Thành phần hóa học của sản phẩm phá huỷ
không thay đổi so với đá gốc.
 Đá gốc bị vỡ thành những mảnh có kích
thước và hình dáng khác nhau và là thành
phần chủ yếu của các đá trầm tích cơ học.


b) Phong hóa hóa học:
 Là q trình phá hủy và biến đổi thành
phần khống vật và thành phần hóa học
của các đá trên mặt đất dưới tác dụng của

các yếu tố hóa học như nước, oxy,
carbonic, acid hữu cơ.
 Tác dụng chính của phong hóa hóa học là
hịa tan, hydrat hóa, thủy phân, oxy hóa
khử.
 Các dạng phong hố hoá học chủ yếu:


b.1. Hòa tan
 Do tác dụng của nước đá bị phá hủy hoàn toàn
chuyển thành dung dịch thật hoặc keo, chủ yếu
xảy ra ở các đá carbonat, sulfat, muối...
b.2. Hydrat hóa
 Là tác dụng làm biến đổi các khống vật khơng
chứa nước thành khống vật nước:
 Anhydrit (CaSO4 )  Thạch cao (CaSO4. 2H2O)
 Hematit (Fe2O3)  Goethit (Fe2O3. H2O) 
Limonit (Fe2O3 . nH2O)
 Hiện tượng hydrat hóa thường kèm theo sự
tăng thể tích.


b.3. Thủy phân
 Là hiện tượng phá hủy hoàn toàn khoáng
vật, biến thành khoáng vật mới vững bền
trong điều kiện trên mặt đất (nhiệt độ và áp
suất thấp, giàu nước, giàu oxy).
 Quá trình thủy phân phụ thuộc vào đặc
điểm của nước nghĩa là tùy theo độ pH
(axit, kiềm) của nước.

 Tính thuỷ phân của các khống vật phụ
thuộc vào chế độ môi trường, nhất là pH.


Ví dụ,
 Đối với các KV màu
 pH < 6 Hypersthen  hydroxyt Fe.
 pH 7 – 7,5 Hypersthen  nontronit
 Augit  chlorit
 Olivin  serpentin
 Biotit  hydrobiotit  illit  kaolinit (pH < 7)
 Biotit  glauconit (pH > 7, môi trường nước biển)
 Biotit  chlorit và bauerit (biotit mất màu) pH = 7
 Đối với felspat
 pH < 7 chuyển thành kaolinit
 pH > 7 biến thành monmorilonit,
 pH = 7 có thể chuyển thành hydromica


b.4. Oxy hóa:
 Xảy ra do tác dụng của oxy trong khơng
khí, biến các ngun tố hóa trị thấp thành
hóa trị cao bền vững trong điều kiện trên
mặt.
 Mức độ oxy hóa khử được đánh giá bằng
thế năng oxy hóa khử (Eh) biến đổi từ
200mV  -500mV.
 Trị số dương càng cao tính oxy hóa càng
mạnh. Tính oxy hóa chủ yếu xảy ra ở
những khoáng vật chứa các nguyên tố đa

hóa trị nhất là Fe, Mn, S.


 Mức độ oxy hóa khử mạnh hay yếu phụ
thuộc vào các yếu tố sau:
1)Hàm lượng oxy trong môi trường
2)Hoạt động của sinh vật
 Trên mặt thường mang tính chất oxy
hóa, nước đầm lầy thường có tính chất
khử.
 Ngồi các tác dụng trên, trong q trình
phong hóa cịn kèm theo các hiện tượng
phá hủy do tác dụng của CO2, axit
humic.


c) Phong hóa do sinh vật
Có một số lồi sinh vật (tảo, vi khuẩn)
sống trên đá và lấy một số nguyên tố: K,
Ca, Si, Na, Mg, P, S, Al, Fe, … và nhả ra
một số acid tác dụng vào đá, khi chết đi
tạo thành acid humic có khả năng hấp phụ
Al3+ và Fe3+ tạo dạng keo phức khá linh
động.


1.1.3. Độ vững bền của khống vật trong
q trình phong hóa
Phụ thuộc và các yếu tố sau:
 Thành phần;

 Cấu trúc tinh thể;
 Tính chất cơ lý (độ cứng, tính cát khai);
 Độ hạt.
Dưới đây là một vài nhận xét
mang tính quy luật:


1) Các khống vật chứa các ngun tố dễ hịa tan
(Na, K, Ca,...) dễ bị phá hủy hơn.
2) Vật chất hữu cơ dễ bị phá hủy hơn vơ cơ.
3) Khống vật cấu trúc khung khó bị phá hủy hơn
cấu trúc lớp.
4) Khoáng vật mềm (muối, thạch cao, carbonat)
dễ bị phá hủy hơn khoáng vật cứng (thạch anh,
felspat).
5) Các khoáng vật dạng tấm, vảy, cát khai dễ bị
phá hủy hơn các khống vật khơng cát khai.
6) Độ hạt của khống vật càng lớn càng dễ bị phá
hủy.


Độ bền vững của KV trong mơi trường phong hố