ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - CHƯƠNG 1 KHOÁNG VẬT VÀ ĐẤT ĐÁ pot

Tài liệu


ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
CHƯƠNG 1
KHOÁNG VẬT VÀ ĐÂT ĐÁ
CHƯƠNG 1
KHOÁNG VẬT VÀ ĐẤT ĐÁ
 Yêu cầu đối với sinh viên ở chương này :
 - Nắm sơ lược về cấu trúc của Quả đất : Các quyển,
phụ quyển và quyển vỏ.
 - Phân biệt rõ khái niệm : Khóang vật và đất đá.
 - Nhận dạng được một số khóang vật tạo đá phổ
biến.
 - Hiểu rõ nguồn gốc thành tạo và các đặc điểm của
đá trong tự nhiên : Đá mắc ma, trầm tích, biến chất
và các đặc điểm của mỗi nhóm loại.
1.1- QUẢ ĐẤT :
1.1.1 Hình dạng, kích thước :
 Hình dạng : Hình cầu
dẹt
 R

TB
= 6371 km
 R
xđ
= 6378 km
 R
c
= 6356 km
 ∆
TB
= 5.545
 Gồm 3 quyển đồng
tâm : Vỏ, Manti và
Nhân.
1.1- QUẢ ĐẤT :
1.1.2 Cấu trúc của Quả đất
* Quyển Vỏ (Crust) : + Vỏ lục địa : (15-75)km
+ Vỏ đại đương : (5-10)km
* Quyển Manti (Matle): Dày trung bình: 2900km
Gồm 2 phụ quyển :
+ Manti trên (Upper mantle): dày (60-100)
km (bao gồm cả quyển vỏ), thể nhớt lỏng
+ Manti dưới (Lower mantle) : Thể rắn.
* Quyển Nhân : Gồm 2 phụ quyển .
+ Nhân ngoài(Oter core):Thể lỏng, dày 2260 km
+ Nhân trong (Inner core): Thể đặc,dày 1220 km
1.1- QUẢ ĐẤT :
1.1.2 Cấu trúc của Quả đất
1.1.3 Các trường vật lý của quả đất
 1.1.3.1 Trường từ :

Có 2 quan điểm giải thích sự tồn tại trường từ của
quả đất :
+ Do nhân ngoài của quả đất tạo ra.
+ Do mặt đất tích điện âm và tầng điện ly tích điện
dương, tạo ra từ trường.
Tuy nhiên, các cực của từ trường không cố định và
có sự thay đổi theo thời gian, hiện nay vẫn chưa có lời
giải thích thỏa đáng.
 1.1.3.2 Trường trọng lực :
Do ảnh hưởng của lực hấp dẫn, càng xuống sâu áp
suất càng tăng (có thể đạt đến hàng ngàn at)
1.1.3 Các trường vật lý của quả đất
 2.1.3.3 Trường nhiệt :
Quả đất được cung cấp bởi 2 nguồn nhiệt :
+ Nhiệt do mặt trời (Ngoại nhiệt): Thường là 1 nhân tố góp
phần làm phong hóa đất đá.
+ Nhiệt trong lòng của quả đất (nội nhiệt)
Dòng đối lưu ở phụ quyển manti trên có thể gây ra sự thay
đổi cực địa từ và là nguồn cung cấp nhiệt chủ yếu cho
đất đá có độ sâu lớn (dưới đới thường ôn)
1.1.3 Các trường vật lý của quả đất
 Dòng đối lưu
ở quyển
manti.
1.1.3 Các trường vật lý của quả đất
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
- Là 1 chất hóa học (có công thức hóa học xác định).
- Được thành tạo trong tự nhiên (Trên bề mặt hay
trong quả đất).
- Tham gia cấu thành nên đất đá (vỏ quả đất)

Trong tự nhiên có hơn 2800 loại khóang vật.
Khoáng vật chủ yếu tham gia vào các loại đất đá phổ
biến gọi là khóang vật tạo đá (hơn 50 loại), chủ yếu
là ở thể rắn. Trong xây dựng chủ yếu quan tâm các
loại khóang vật này.
 1.2.1 Các đặc điểm của khóang vật (nhận
dạng):
1.2.1.1 Tinh thể :
Khóang vật trong tự nhiên có thể tồn tại ở 3 dạng :
- Kết tinh (có tinh thể)
- Vô định hình (không có tinh thể)
- Keo (kết tủa, không có hình dạng tinh thể)
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
 1.2.1.1 Tinh thể :
Đối với những khóang vật có kết
tinh, tinh thể có thể thuộc một trong
ba nhóm :
+ Nhóm phát triển theo 1 phương
(Anbet)
+ Nhóm phát triển theo 2 phương
(Mica)
+ Nhóm phát triển theo 3 phương
(Halit)
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
 1.2.1.2 Màu của khóang vật :
+ Ngoài màu của bản thân khóang vật, còn đánh giá màu
của vết vạch của khóang vật (Màu của bột khóang vật
trên sứ trắng)
+ Thông thường, trong thành phần hóa học của khóang
vật, lượng Fe,Mg càng cao thì khóang vật càng sẫm

màu và lượng Si,Al cao thì khóang vật càng sáng màu.
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
 1.2.1.3 : Độ trong suốt :
Khóang vật có thể thuộc nhóm :Trong suốt, nửa trong suốt
(đục) và không trong suốt.
 1.2.1.4 : Ánh của khóang vật :
Khóang vật có thể có ánh : Thủy tinh, kim loại, xà cừ, mỡ .
. . .
 1.2.1.5 : Tính dễ tách (cát khai) :
Là khả năng các hạt tinh thể khóang vật bị vỡ tách ra theo
các mặt phẳng song song.
Khóang vật có thể thuộc nhóm :Rất dễ tách, dễ tách, trung
bình hoặc không dễ tách.
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
 1.2.1.6 : Dạng mặt vỡ :
Khóang vật có thể có các dạng mặt vỡ : vỏ sò,
phẳng, dạng hạt . . . . Các loại khóang vật có tính dễ
tách rất hòan tòan và hòan tòan thì thường có mặt vỡ
dạng phẳng.
 1.2.1.6 : Tỷ trọng :
Tỷ trọng của khóang vật có thể thuộc các nhóm sau
: Nặng (∆≥4), trung bình (2.5<∆<4), nhẹ (∆<2.5).
Đa số các khoáng vật tạo đá có tỷ trọng từ 2.5 đến 3.5.
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
 1.2.1.6 : Độ cứng (tương đối) :
Độ cứng (tương đối) của khóang vật thể hiện qua khả năng chống
lại sự tác động cơ học lên bề mặt (khắc, vạch).
Thang độ cứng (tương đối) Mohs:
1- Tan (Talc).

2- Thạch cao (Gíp-Gymsum)
3- Canxit (Calcite)
4- Fluorit (Fluorite)
5- Apatit (Apatite)
6- Phenpat (Feldspar)
7- Thạch anh (Quartz)
8- Topaz
9- Corindon (Corundumn)
10- Kim cương (Diamond)
Các khóang vật tạo đá thường có độ cứng (tương đối) ≤ 7.
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
 1.2.2 Phân loại và mô tả một số khóang vật tạo đá chính :
1.2.2.1 Phân loại khóang vật :
- Theo nguồn gốc hình thành :
* Khóang vật nguyên sinh (Thường có ở đá Macma)
* Khóang vật thứ sinh (Thường có ở đá biến chất và trầm tích).
- Theo vai trò tạo đá :
* Khoáng vật chính
* Khoáng vật phụ
* Khoáng vật hiếm (<1%)
Khoáng vật phụ và hiếm của đá này có thể đóng vai trò chính ở
đá khác.
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
- Theo thành phần hóa học (thường sử dụng)
Căn cứ vào gốc hóa học, chia thành 9 lớp
* Lớp các nguyên tố tự nhiên (tự sinh- đơn chất) : Vàng
(Au), Than đá (graphite-C), bạch kim (Pt), kim cương
(Diamond- C). . . .
Lớp này ít có khóang vật tạo đá .
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT

Lớp các nguyên tố tự nhiên (tự sinh)
Vàng (Au)
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
Lớp các nguyên tố tự nhiên (tự sinh)
Kim cương (Diamond- C)
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
Lớp các nguyên tố tự nhiên (tự sinh)
Than đá (Graphite- C)
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
* Lớp sunphua (sunfit) [S]:
Trong tự nhiên hay gặp Pyrit (Pyrite- FeS
2
) là khoáng vật
tạo đá hoặc khóang sản .Tinh thể hình lập phương, trên
bề mặt có các vết khía màu nâu đen. Hạt tinh thể nhiều
khi có màu vàng thau, ánh kim mạnh, khi bị phân tán
nhỏ (bột) thì có màu nâu đen, không dễ tách.
Trong khóang sản có thể hay gặp quặng chì Galen
(Galena- PbS)
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
Lớp sunphua (sunfit)
Pyrit (Pyrite- FeS
2
)
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT
Lớp sunphua (sunfit)
Galen (Galena- PbS
2
)
1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHÓANG VẬT

* Lớp sunphát [SO
4
]
Khoáng vật tạo đá phổ biến là Thạch cao và Thạch cao khan.
. Thạch cao (Gíp-CaSO
4
.2H
2
O) : Tinh thể thường là dạng
tấm, độ cứng bằng 2, ánh thủy tinh, nửa trong suốt (nếu tinh
khiết). Trong tự nhiên nếu lẫn tạp chất có thể có các màu
khác nhau : xám, nâu đến đen . . .dễ tách hòan tòan.
. Thạch cao khan (Anhydric- CaSO
4
): Khá giống thạch cao
nhưng độ cứng cao hơn (2.5-3.0).
Trong tự nhiên, thạch cao khan có thể ngậm nước để trở
thành thạch cao (có thể tăng thể tích đến hơn 30%)