ĐỊA CHẤT THỦY VĂN ĐẠI CƯƠNG - CHƯƠNG 8 docx

CHệễNG VIII
TAC DUẽNG ẹềA CHAT
CUA NệễC DệễI ẹAT
Tác dụng đòa chất của nước dưới đất rất đa dạng. Tuy
nhiên cóthểgộp các tác dụng ấy vào 6 hiện tượng dưới
đây
1- Sựhòa tan :
Những tác nhân làm tăng độhòa tan của các khoáng vật trong nước là:
nhiệt độ, áp suất, khícacbônic ôxy vàcác axit hòa tan trong nứơc. Các tác nhân
này luôn biến đổi, vídụ, càng gần mặt đất lượng CO
2
, O
2
càng tăng, ngược lại
càng xuống sâu nhiệt độvàáp suất càng tăng. Khi các yếu tốtrên đây tăng thì
độhòa tan cũng tăng.
Các chất thường cótrong đá(đặc biệt trong đátrầm tích) cóđộhòa tan
giảm theo thứtựsau (ởnhiệt độvàáp suất bình thường).
a) NaCl, KCl, CaCl
2
, MgCl
2
, FeCl
2
, FeCl
3
, Na
2
SO
4
, K

2
SO
4
, FeSO
4
, Na
2
CO
3
,
K
2
CO
3
;
b) CaSO
4
, MgSO
4
;
c) CaCO
3
, MgCO
3
, FeCO
3
;
d) SiO
2
. nH2O, SiO

2
.
Kết quảcủa quátrình hòa tan đávôi, làsựxuất hiện các hang động cókích
thước khác nhau.
SỰHOÀTAN ĐÁVÔI ĐÃ TẠO THÀNH
NHỮNG HANG ĐỘNG ỞHÀTIÊN (VN)
Sự xuất hiện
nhũ đáthạch
cao có liên
quan tới tác
dụng của H2S
và O2 trong
điều kiện nước
ngầm nông.
Ca(HCO
3
)
2
+
H
2
S + 2O
2
=
CaSO
4
. 2H
2
O
+ 2CO

2
.
2- Sựhydrat hóa :
Sựhydrát hóa làquátrình khoáng vật hút
nước vàdo đóchúng bò thay đổi vềcấu trúc và
các tính chất vật lý. Vídụ:
-Anhydrit biến thành thạch cao :
CaSO
4
+ 2H
2
O à CaSO
4
. 2H
2
O
Kết quảquátrình này làthểtích đátăng lên
33% ( ∼ 1/3 ), kích thước chiều dài (dài, rộng,
cao) tăng lên 10%. Quátrình này gây ra uốn nếp
các lớp đánằm trên lớp anhydrit.
-Hêmatit biến thành limônit
Fe
2
O
3
+ nH
2
O à Fe
2
O

3
nH
2
O
Limônit xốp vàbởhơn hêmatit nhiều.
3- Sựôxy hóa
• Trong nước dưới đất, ôxy chiếm 1/3 thểtích khíhòa tan
trong đó. Do bò ôxy hóa, các hợp chất ôxyt thấp trong đáchuyển
thành oxyt.
-Thiết (manhêtit) làmột oxyt thấp (Fe
3
O
4
) chuyển
thành oxyt sắt (Fe
2
O
3
), sau chuyển thành limônit (sắt nâu).
-Than cótrong đá, khi bò ôxy hóa biến thành CO
2
.
Những phần tửthan đen cótrong thành phần của phiến thạch chứa
than thường bò oxy hóa. Khi đóphiến thạch màu xẩm trởnên màu
sáng, đôi khi hoàn toàn trắng.
-Sựoxy hóa đặc biệt diễn ra mãnh liệt đối với các
sunfua, nhưsựthành tạo limônit từpyrit. Quátrình này diễn ra như
sau :
FeS
2

+ 7O + H
2
O = FeSO
4
+ H
2
SO
4
12FeSO
4
+ 3O
2
+ 3 H
2
O = 4 Fe
2
(SO4)
3
+ 2 Fe
2
O
3
. 3 H
2
O
H
2
SO
4
+ CaCO

3
= CaSO
4
+ CO
2
+ H
2
O
CaSO
4
hút nước đểtạo thành thạch cao.
Do đó, chúng ta thường thấy trong đáđồng thời cócảsắt nâu,
thạch cao vàcacbônat.

4. Sựphân hủy Silicat
• Sựphân hủy Silicat làquátrình thủ
y
phân dưới tác dụng đồng thời của CO2 vànướ
c.
Lượng CO2 trong không khíhòa tan trong nướ
c
dưới đất đạt đến 16%. Kết quảquátrình thủ
y
phân làsựtạo thành các khoáng vật sét hoặ
c
cáchydrôxyt nhôm, sét silic.
Sơ đồphân hủy Silicat cóthểbiểu diễn như
sau :
Silicát → Khoáng vật sét → +
hydrôxyt Al,

Fe (bauxite)
+ hydrôxyt Si
+ Các muối hò
a tan
CaCO
3
, K
2
CO
3
, Na
2
CO
3
5. Sựtích tụtrầm tích
• Trầm tích do nước dưới đất đọng lạ
i trên
mặt đất nơi xuất lộcủa nguồn nước vàởtrong cá
c
lổhổng trong vỏtrái đất.
Trầm tích do nước dưới đất đọng lại trên mặ
t
đất :
−Tufơ vôi
−Tufơ Silit
−Quặng sắt vàmangan
Tufơ vôi
Cấu tạo bởi canxit (CaCO
3
). Sựđọng canxit sẽ thuận

lợi khi áp suất vànhiệt độgiảm xuống va øcảkhi có
những di tích thối rửa của động thực vật. Trong thời
gian nào đó, chúng sẽ bò phủmột màng màu trắng nhạt.
Màng này chính làcác vi tinh thểcủa CaCO
3
.
Tufơ vôi làmột loại đáxốp giống nhưhải miên.
Trong đáthường cónhững lỗ hổng khálớn. Thường Tufơ
vôi cócấu tạo hạt (dạng trứng cá). Tufơ vôi nào cónhiều
lổhổng tương đối lớn thìgọi làtravectanh (Travertin).
Màu của tufơ vôi thường xám hoặc trắng, tuy nhiên nó
cũng cónhững vết màu nâu rỉsét do các hydrôxyt sắt rất
thường hay kết tủa đồng thời với CaCO
3
.
Trong các điều kiện nhiệt độcao, tufơ vôi cấu tạo
bởi aragônit.

Tufơ Silic
Cấu tạo từopan (SiO
2
. n H
2
O). Nódo nước nó
ng
cónguồn gốc nguyên sinh hoặc cósựtham gia củ
a
nước nguyên sinh đọng lại (vídụxung quanh cá
c
nguồn nước khoáng nhiệt). Tufơ silic của nguồ

n
phun gọi làgâyzêrit. Đấy làmột thứđáxốp mà
u
trắng. Đôi khi do lẫn các tạp chất, gâyzêrit có
màu nâu, đỏ, xanh.
Suối phun nước nóng ở Yellowstone
(Ảnh Trịnh Hảo Tâm)
SUỐI NƯỚC NÓNG HỘI VÂN (
BÌNH ĐỊNH)
Quặng sắt vàmangan
Người ta biết tất cảnhững vỉa sắt nâu (bononit) cóliên quan
tới tác dụng của nước dưới đất. Chúng thành tạo khi nước ngầm có
chứa hợp chất sắt hóa trò thấp, như FeCO
3
hoặc FeSO
4
, chảy ra
biển hoặc hồ.
Dưới tác dụng xúc tác của vi khuẩn sắt, ion sắt cóhóa trò thấp
chuyển thành ion sắt cóhóa trò cao :
FeCO
3
, FeSO
4
→ Fe
2
O
3
, 3 H
2

O.
Quátrình này xảy ra ởbờbiển, cách bờkhông dưới 10m và
sâu không quá10m. Trong một vài trường hợp, đã cónhững lớp sắt
thành tạo theo cách này với bềdày tăng lên 10 –15m mỗi năm.
Những quặng sắt cónguồn gốc tương tựtích tụchung quanh vỏ
nhuyễn thể, di tích thực vật, …. thìcódạng hình cầu.
Đồng thời với quặng sắt, các khoáng sàng mangan cũng thành
tạo theo kiểu đó.
6. Trầm tích đọng lại do nước dưới đất
trong các lổhổng của đất đá
Nước khi vận động trong các lổhổng vàkhe nứt
cótrong đất, đá(lỗ mao dẫn, lỗ hổng vàkhe nứt các loại)
luôn luôn thay đổi các tính chất, nhưáp suất, nhiệt độ,
nồng độcác chất hòa tan. Khi các tính chất này thay đổi,
nồng độcủa muối hòa tan cóthể đạt đến mức quábão
hòa, khi đó, các muối này sẽ kết tủa, lắp dần các lỗ
hổng. Quátrình này diễn ra từthành lỗ hổng vào giữa lỗ
hổng.
Các chất kết tủa thường gặp nhất làcanxit,
aragônit, thạch anh, canxêđoan, ôpan; barit, thạch cao,
fluôrit, pyrit
CHẤT SẮT ĐÓNG VAI TRÒCEMENT GẮN KẾT CÁC HẠT VẬT LIỆU
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1-Các phương pháp nghiên cứu đất đátrong phòng thí
nghiệm, (sách dòch) V.Đ.Lomtadze, NXB ĐH & THCN,
Hànội-1979.
2-Đòa chất thủy văn đại cương, Vũ ngọc Kỷ, Nguyễn
thượng Hùng, NXB ĐH & THCN –Hànội, 1985.
3-Đòa chất học cho kỹ sưxây dựng vàcán bộkỹ thuật môi
trường, Alan E. Kehew, NXB Giáo dục 1998-Tập 2.

4-Environmental Management of ground-water basin,
T.Shibasaki and group. Tokai University Press, 1995.
5-General hydrogeology. by P. P. Klimentov Published in
1983, Mir Publishers ( Moscow).