bài giảng địa chất đại cương chương 10 đá trầm tích(sedimentary rock)

ÑAÙ TRAÀM TÍCH
ÑAÙ TRAÀM TÍCH
(SEDIMENTARY ROCK)
(SEDIMENTARY ROCK)

Đá trầm tích tại Nam Qui – Tinh Biên – An Giang, Đợt thực tập
Đo vẻ bản đồ địa chất khóa 2006 – 2010 tháng 7/2009

•
Đá trầm tích: chiếm 75% diện tích bề mặt
đòa cầu nhưng với tỷ lệ nhỏ khỏang 5% tòan
thể vỏ đòa cầu.
•
-Thành lập trên mặt đất hay gần mặt đất
•
- Vật liệu bở rời hay hòa tan do phong hóa
các vật liệu có trước
•
- Lắng tụ trên cạn hay dưới nước.

•
Vậy, đá trầm tích do:
•
Biến đổi (hóa đá) chậm chạp các lọai vật
liệu có trước (chất trầm tích).
•
Sự hóa đá không làm mất đi các tính chất
của vật liệu lắng tụ như xếp lớp, dấu sinh vật

I/ KHÓANG VẬT ĐÁ TRẦM TÍCH

I/ KHÓANG VẬT ĐÁ TRẦM TÍCH
•
1/ Nhóm vật liệu bở rời
•
2/ Nhóm vật liệu thứ sinh ( hóa học hay sinh
học)

1/ Khoáng vật có nguồn gốc là vật liệu bở rời (vụn).
1/ Khoáng vật có nguồn gốc là vật liệu bở rời (vụn).
•
Hầu hết là các loại khoáng vật bền vững của
đá magma và đá biến chất không bò phong
hóa, ví dụ thạch anh (quartz) và một số
khoáng vật nặng không bò hủy hoại khi đá bò
phong hóa sẽ rơi ra thành cát.
•
*Trái lại biotit và fenpat (feldspar) rất dễ
bủn nát cho sét, sét là loại khoáng được
thành tạo do chất cặn tạo ra.

2. Khoáng vật có nguồn gốc hóa học
2. Khoáng vật có nguồn gốc hóa học
và sinh học
và sinh học
•
Vật liệu hòa tan khi gặp những điều kiện
thuận lợi sẽ trầm tủa cho các nhóm khoáng
vật, như:
•
* chlorur: halit (muối).

•
* carbonat: calcit, dolomit, aragonit.
•
* sulfat: thạch cao (gypse).
•
* silic: thạch anh tái kết tinh như chalcedoin,
opal.

II/SỰ HÓA ĐÁ
II/SỰ HÓA ĐÁ
( Lithification)
( Lithification)
Sự hóa đá còn có nhiều cơ chế khác nhau
chúng được gọi chung bằng một từ “xuyên
sinh” (diagenesis) hay sự hóa đá non.
Giai đoạn xuyên sinh của sự hóa đá xảy ra khi
chất trầm tích có sự thay đổi về lý tính và
hóa tính.

1/ Sự nén dẽ
1/ Sự nén dẽ
•
Nén dẽ là sự thay đổi về lý tính xảy ra trong khi hóa đá.
Hóa đá theo kiểu này chỉ có ở chất trầm tích thật mòn hạt,
đặc biệt là bùn có pha nhiều sét.
•
*Tải trọng: Bùn bò chôn vùi sâu, dưới sức nén ép của chất
trầm tích (tải trọng)bên trên, nước bò ép ra khỏi các khe hở
và ngay cả nước nằm giữa các lá của hạt sét cũng bò đẩy ra.
•

*Nhiệt độ: bùn chôn vùi ở dưới sâu, nhiệt độ gia tăng và
chính nhiệt lượng này cũng góp phần vào việc đẩy nước ra
khỏi chất trầm tích, kết quả những hạt bùn, sét kết dính lại
với nhau.
•
*Ở độ sâu 300 mét và nhiệt độ khoảng 1000
0
C thì cơ chế
nén dẽ và khử nước thường kéo theo sự thay đổi trong thành
phần khoáng vật của những hạt sét.
•
Kết quả: hóa đá và giảm thể tích: Điều đáng lưu ý là nước
chiếm khoảng 1/2 đến 2/3 thể tích của chất trầm tích, do đó
khi bò mất nước thì thể tích giảm đi nhiều.

2/ Sự thay đổi hóa học
2/ Sự thay đổi hóa học
•
Sự thay đổi hóa học thường xảy ra trong lúc
hóa đá, nó thật quan trọng trong sự tạo thành
cát kết (sa thạch) và đá carbonat.
•
Đá carbonat, cơ chế của sự hóa đá là kết quả
của sự hòa tan, xi măng hóa và sự thay thế.

a–
a–
Sự hòa tan
Sự hòa tan
(sự tái kết tinh):

(sự tái kết tinh):
•
là do tính không bền vững của một dạng
khoáng vật. Khoáng vật này được thay
thế bằng một dạng khoáng vật khác bền
vững hơn. Chất vôi mới trầm tích gồm
có khoáng aragonit và calcit với một
hàm lượng magnê rất cao. Sau một thời
gian cả hai đều hòa tan, rồi thay thế
bằng khoáng calcit chứa thật ít magnê
và rất ổn đònh của giai đoạn xuyên sinh.

b–
b–
Sự xi măng hóa
Sự xi măng hóa
(sự gắn kết):
(sự gắn kết):
•
Nước chứa nhiều chất hòa tan, khi chảy vào các khe
hở giữa những hạt trầm tích, chất hòa tan này kết
tủa lại tạo thành loại xi măng tự nhiên, kết dính vật
liệu bở rời thành đá cứng.
•
Có nhiều loại xi măng tự nhiên:
•
*Xi măng vôi thường có màu trắng đục và sủi bọt
với acid chlorhydric (HCl) loãng ở nhiệt độ thường.
•
*Xi măng silic là loại xi măng thật cứng chắc.

•
*Xi măng oxid sắt thường có màu vàng, nâu vàng
hay nâu đỏ.
•
*Cũng còn nhiều loại xi măng khác như sét,
dolomit , màu của xi măng cũng thường là màu
của đá trầm tích mang loại xi măng đó.

c– Sự thay thế
c– Sự thay thế
•
Cơ chế của sự thay thế thường xảy ra ở một
số khoáng vật không bền vững thành khoáng
vật khác bền vững hơn trong hoàn cảnh mới.
•
Như magnê bò loại khỏi khoáng calcit giàu
magnê rồi được thay thế bằng những hạt
calcit.
•
Sự tái kết tinh của những hạt calcit mòn
thành tinh thể calcit ở dạng hình hạt và sự
hoán chuyển aragonit thành calcit. Sự hoán
chuyển chỉ làm thay đổi về kiến trúc chớ
không làm thay đổi về thành phần hóa học.

III. PHÂN LOẠI ĐÁ TRẦM TÍCH
III. PHÂN LOẠI ĐÁ TRẦM TÍCH
•
Dựa vào nguồn gốc, theo tiêu chuẩn này đá
trầm tích được chia ra làm hai nhóm :

•
* Nhóm đá trầm tích mảnh vỡ.
•
* Nhóm đá trầm tích hóa học và sinh học.

1. Nhóm đá trầm tích mảnh vỡ
1. Nhóm đá trầm tích mảnh vỡ
(vụn)
(vụn)
•
Đá gồm toàn vật liệu bở rời (vụn), sản phẩm của hiện tượng
phong hóa các loại đá có trước.
•
Tùy theo vật liệu trầm tích, đá trầm tích mảnh vỡ được chia
ra thành nhiều loại.
•
Thường giữa các giới hạn kích thước còn có thể trung gian
là do sự trộn lẫn giữa các cỡ hạt, ví dụ cát pha sét cho loại
đá trầm tích có tên là cát bột kết.
•
Đặc biệt thành phần hóa học ít được sử dụng để phân loại
nhóm đá này, lý do :
•
* Thành phần hóa học thật phức tạp và rất thay đổi.
•
* Không chỉ rõ được nguồn gốc và môi trường thành lập.
Sau đây là bảng phân loại đá trầm tích mảnh vỡ.

1/CUỘI KẾT: kích thức >2mm
1/CUỘI KẾT: kích thức >2mm

Vật liệu: cuội sỏi sạn mảnh đá và khóang
Vật liệu: cuội sỏi sạn mảnh đá và khóang
•
Xi măng gắn kết có nhiều cát. Vật liệu phần lớn
tròn cạnh và tùy kích cỡ hạt được gọi là cuội kết,
sỏi kết, sạn kết.
•
Trường hợp mảnh vỡ còn góc cạnh sắc bén, đá có
tên là DĂM KẾT (hỗn giác thạch).


2/ CÁT KẾT(sandstone) kích thước 1/16 –
2/ CÁT KẾT(sandstone) kích thước 1/16 –
2mmm- Vật liệu: cát từ thô đến mòn
2mmm- Vật liệu: cát từ thô đến mòn
Gồm toàn cát từ thô đến mòn, được ximăng tự nhiên
gắn kết lại.
Dựa vào thành phần hóa học để phân chia cát kết
thành mấy loại chính như:
*Cát kết thạch anh, hầu hết cát là khoáng thạch anh.
*Arkose, là loại cát kết có chứa trên 20% feldspar.
*Grauwacke, cát kết có thành phần hỗn tạp, cát thô
pha lẫn cát mòn còn góc cạnh, xi măng gắn kết là
sét hay chlorit.


3/ ĐÁ BÙN: kích thước 1/256 đến
3/ ĐÁ BÙN: kích thước 1/256 đến
1/16mm
1/16mm

•
ĐÁ BÙN: Bùn (bột) Đá bùn có thành phần gồm cát
mòn và sét, nên khi dùng ngón tay miết trên mặt đá
sẽ có cảm giác nhám tay.

4/
4/
ĐÁ SÉT: kích thước < 1/256mm, thành phần
ĐÁ SÉT: kích thước < 1/256mm, thành phần
vật liệu : sét
vật liệu : sét
Phân biệt với đá bùn, đá sét thật trơn tay và
có tính xếp lớp rất phẳng, nên còn được gọi
là diệp thạch.
Đá bùn có lớp hay lá cũng được gọi là diệp
thạch.
Diệp thạch và đá bùn có nhiều ở các cửa sông,
tam giác châu cổ, đáy ao hồ và đáy biển của
thời quá khứ.

2. Đá trầm tích gốc sinh học và hóa
2. Đá trầm tích gốc sinh học và hóa
học
học
•
*Do sự trầm tủa hóa học hay sinh học và cũng do
sự gôm tụ của vỏ, xác bã và cột bộ của sinh vật.
*Nhóm đá này được phân loại bằng cách dựa vào
thành phần hóa học.
•

*Tương tự như nhóm đá trầm tích mảnh vỡ, đá trầm
tích có gốc sinh học và hóa học cũng thường có sự
pha trộn lẫn nhau, nhiều khi nó lại pha trộn với
nhóm đá trầm tích mảnh vỡ nữa.
•
Ví dụ như đá sét vôi

BẢNG PHÂN LỌAI TÓM TẮT
BẢNG PHÂN LỌAI TÓM TẮT
CÁC ĐÁ TRẦM TÍCH HÓA SINH
CÁC ĐÁ TRẦM TÍCH HÓA SINH
Tên đá Sinh học Hóa học Ghi chú
Đá vôi x x hiếm x
Dolomit x hiếm Thành lập do sự thay thế
Chert
(đá sillit)
x x Trầm tủa từ khí
hơi chứa nhiều
silic
Phần lớn đá silit gốc sinh
học là do sự tái kết tinh từ
opal
Thạch cao x
Muối mỏ x
Đá phấn x
Diatomit x
Than đá x

•
1/Đá vôi:

•
a/Đá vôi gốc sinh học:
•
-đá vôi san hô
•
-đá vôi rong
•
-Đá vôi trùng thoi (fusulina)
•
- Đá vôi vỏ sò ốc
•
- Đá phấn