bài giảng thạch học cơ sở phần 3 thạch học đá biến chất

1
phần 3
thạch học đá biến chất

Chơng I
Đại cơng về đá biến chất


Bi 1: định nghĩa về hoạt động biến chất v đá biến chất

Hoạt động biến chất là sự biến đổi về thành phần và cấu trúc của các đá
nguyên thủy ở những độ sâu khác nhau của Vỏ Trái đất dới tác động của
nhiều yếu tố nội sinh (nhiệt độ, áp suất, dung dịch biến chất) và xảy ra ở trạng
thái cứng (đá không bị nóng chảy hoặc hòa tan). Hoạt động biến chất chủ yếu
xảy ra trong khoảng nhiệt độ 300-1000
0
C, áp suất từ vài trăm bar đến 15-
20kbar (1at=1,01325bar).
Một cách khái quát hơn: hoạt động biến chất là 1 dạng sản phẩm hoạt
động nội lực của Trái đất. Hoạt động nội lực có thể là sự di chuyển hội tụ hoặc
phân kỳ của các mảng thạch quyển, sự di chuyển của các khối đá dọc theo các
đới trợt bằng lớn, sự di chuyển trong phạm vi hẹp của dung dịch biến chất có
nguồn gốc từ các khối magma nguội lạnh.
Sản phẩm của hoạt động biến chất chính là các đá biến chất, chúng cân
bằng trong những điều kiện vật lý nhất định (nhiệt độ, áp suất, dung dịch tuần
hoàn trong đá-yếu tố biến chất).


2
Bi 2: Các yếu tố biến chất

1- Nhiệt độ:
Sự nâng cao nhiệt độ trong Vỏ Trái đất là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến
các quá trình biến chất các đá. Nhiệt độ đóng vai trò chi phối các phản ứng
biến chất, nâng cao hoạt tính hóa học cũng nh thúc đẩy các tác dụng vật lý
của các dung dịch tuần hoàn trong đá. Sự nâng cao nhiệt độ còn làm thay đổi
tính chất vật lý của đá, làm cho đá từ trạng thái cứng chuyển sang dẻo và cuối
cùng có thể nóng chảy tạo nên các dung thể magma granit có nguồn gốc biến
chất (siêu biến chất).
Nguồn gốc của nhiệt độ tham gia vào các phản ứng biến chất bao gồm:
- Địa nhiệt (sự tăng nhiệt độ theo chiều sâu, xuống sâu 100m tăng 3
0
).
- Nhiệt độ do khối magma mang từ dới sâu lên phần trên của Vỏ Trái
đất và nung nóng các đá vây quanh.
- Nhiệt độ toả ra do ma sát chuyển dịch giữa các khối đá cứng trong các
hệ thống phá hủy kiến tạo.
- Nhiệt độ đợc cung cấp bởi các phân rã phóng xạ tự nhiên của các
nguyên tố phóng xạ U, Th
2- áp suất:
Có hai dạng áp suất tham gia vào quá trình biến chất: áp suất thủy tĩnh
và áp suất định hớng.
- áp suất thủy tĩnh gây ra bởi trọng lợng của lớp đá nằm trên đối với lớp
đá nằm dới, nó có giá trị nh nhau theo mọi phơng. Vai trò của áp suất thủy
tĩnh khống chế các phản ứng biến chất. áp suất tăng, phản ứng biến chất có xu
hớng tạo nên các tổ hợp cộng sinh khoáng vật có tỷ trọng lớn (thể tích phân tử
nhỏ).
- áp suất định hớng sinh ra do các quá trình dịch chuyển căng dãn các
khối đá theo các phá hủy kiến tạo, đứt gãy. áp suất này chỉ có tác dụng ở phần
nông của Vỏ Trái đất, gây ra các biến dạng ròn và dẻo đối với đất đá. Sản

phẩm của áp suất định hớng là kataclazit và milonit.
3- Dung dịch biến chất:
Trong đá luôn tồn tại các dung dịch ở phần khe hở và ranh giới tiếp xúc
giữa các hạt. Chúng tồn tại ở dạng màng mỏng vật lý, có thể ở trạng thái lỏng,
trạng thái hơi và trạng thái hơi-lỏng. Thành phần của chất lu là H
2
O, CO
2
,
CH
4
, Cl, SO
2
, Br. Vai trò của chất lu là môi trờng trao đổi vật chất giữa các
pha khoáng vật tham gia phản ứng biến chất. Tuỳ thuộc vào thành phần và

3
tính chất môi trờng của chất lu mà có thể gây ra các phản ứng khử hoặc oxy
hóa và từ đó làm xuất hiện các tổ hợp cộng sinh khoáng vật khác nhau.
Ngoài những yếu tố biến chất trên còn phải kể đến yếu tố thời gian xảy ra
hoạt động biến chất và thành phần của đá nguyên thủy bị biến chất. Thời gian
càng lâu dài thì quá trình biến chất càng triệt để. Thành phần đá nguyên thủy
khác nhau thì sẽ cho các sản phẩm biến chất khác nhau.




4
Bi 3: các dạng biến chất

1- Dạng biến chất động lực (biến chất cà nát và biến chất va đập)
Chủ yếu do các lực kiến tạo hay lực va đập của thiên thạch với bề mặt
Trái đất.
Trong dạng biến chất này đá nguyên thủy bị cà nát, chỉ thay đổi kiến
trúc, cấu tạo mà không biến đổi về thành phần khoáng vật cũng nh thành
phần hóa học.
2- Dạng biến chất nhiệt tiếp xúc:
Xảy ra tại nơi tiếp xúc của khối magma nóng chảy với đá vây quanh với
tác dụng chủ yếu của nhiệt độ.
Đá biến chất nhiệt bị biến đổi về kiến trúc, cấu tạo, thành phần khoáng
vật, chỉ có thành phần hóa học không bị thay đổi.
3-Dạng biến chất nhiệt động:
Yếu tố biến chất là nhiệt độ, áp suất và cả dung dịch biến chất, xảy ra
trong phạm vi rộng lớn.
4- Dạng biến chất trao đổi: gồm những dạng biến chất làm thay đổi thành
phần hóa học của đá nguyên thủy.
- Biến chất tiếp xúc trao đổi: Yếu tố biến chất chủ yếu là dung dịch biến
chất thoát ra từ khối magma vừa mới kết tinh, kết quả xảy ra sự trao đổi các
nguyên tố hóa học giữa đá magma và đá vây quanh.
- Biến chất trao đổi nhiệt dịch: yếu tố biến chất là dung dịch nhiệt dịch
đợc đa lên từ dới sâu sau khi khối magma đã đợc kết tinh.
- Tự biến chất: xảy ra ở phần vòm của các khối magma xâm nhập do các
chất bốc của chính khối đá magma gây nên.
5- Siêu biến chất:
Là dạng biến chất đặc biệt xảy ra ở những đới sâu trong đó hoạt động
biến chất có kèm theo tái nóng chảy từng phần hay với quy mô lớn.



5

Bi 4: Thnh phần vật chất của đá biến chất

I- Thnh phần hóa học:
Các hợp phần hóa học tạo đá chính của các đá biến chất tơng tự nh
trong đá magma. Tuy nhiên mối quan hệ giữa thành phần hóa học và thành
phần khoáng vật biểu hiện khá phức tạp.
- Quy luật phân bố của các oxyt phụ thuộc điều kiện nhiệt độ và áp suất.
- Trong hầu hết các đá đá biến chất đều có ít nhiều SiO
2
tự do (thạch
anh).
- Phổ biến các đá no nhôm (có nguồn gốc từ đá sét) đặc trng bởi các
khoáng vật giàu nhôm: corindon, granat, andaluzit, silimanit, disthen
- Lợng CaO trong các đá biến chất thờng lớn do các đá có chứa các
khoáng vật no calci: wolastonit, granat calci, vezuvian
- Các đá biến chất có nguồn gốc từ các đá magma bazơ và siêu bazơ thì có
lợng MgO và FeO khá lớn vì có chứa các khoáng vật no Mg và Fe nh
antophilit, talc, hypecten
Dựa vào độ chứa calci trong hai khoáng vật plagiocla và amphibol ngời
ta đã tìm ra "nhiệt kế địa chất".

II- Thnh phần khoáng vật:
Thành phần khoáng vật của đá biến chất phụ thuộc vào 2 yếu tố: thành
phần của đá nguyên thủy và trình độ biến chất. Mỗi THCSKV của đá biến
chất tiêu biểu cho 1 loại đá nguyên thủy, tơng ứng với 1 trình độ biến chất.
Về cơ bản các khoáng vật của đá biến chất phong phú hơn so với đá
magma. Trong đá biến chất có thể gặp những khoáng vật gặp trong đá magma
cũng nh trong đá trầm tích nh thạch anh, felspat, mica , có những khoáng
vật không hoặc rất ít gặp trong đá magma nh calcit, dolomit, silimanit,
storolit, disthen Có những khoáng vật có mặt trong đá magma nh nephelin,

felspatit nhng rất hiếm gặp trong đá biến chất.
Trong đá biến chất các khoáng vật thờng nằm cân bằng và do đó ít gặp
các khoáng vật có tính phân đới. Các khoáng vật biến chất đợc thành tạo
đồng thời trong các phản ứng biến chất nên không có thứ tự kết tinh. Trình độ
kết tinh và kích thớc các hạt khoáng vật tăng theo trình độ biến chất.
Các khoáng vật của đá biến chất thờng có sự phân bố định hớng theo
những phơng nhất định phụ thuộc vào trờng ứng suất khi khoáng vật đợc
thành tạo.

6
Mỗi THCSKV trong đá biến chất là một dấu hiệu đáng tin cậy để suy
đoán về điều kiện nhiệt độ và áp suất của hoạt động biến chất.
Các khoáng vật phổ biến trong đá biến chất gồm:
1- Nhóm felspat:
- Felspat kali: thờng gặp là microclin, octocla
- Plagiocla: có thể gặp từ albit đến anoctit. Plagiocla axit thờng gặp trong
đá biến chất tớng epidot-amphibolit. Plagiocla bazơ chỉ gặp trong đá biến
chất cao.
2- Granat: là khoáng vật điển hình cho các đá biến chất, chúng là những
dung dịch cứng thay thế đồng hình của Ca-Mg-Al-Mn-Fe, gồm các khoáng vật:
pyrop Mg
3
Al
2
Si
3
O
12
, anmandin Fe
3

Al
2
Si
3
O
12
, spersactit Mn
3
Al
2
Si
3
O
12
, groxule
Ca
3
Al
2
Si
3
O
12
, andradit Ca
3
(Fe, Ti)
2
Si
3
O

12
.
3- Cordierit: (Mg,Fe)
2
[Si
5
Al
4
O
18
].nH
2
O
Đặc trng cho các đá biến chất giàu nhôm, thờng gặp trong các đá biến
chất nhiệt tiếp xúc và biến chất khu vực.
4- Cloritoid:
Phổ biến trong các đá biến chất có nguồn gốc sét với điều kiện nhiệt độ
trung bình và thấp, gặp trong các đá biến chất nhiệt tiếp xúc và biến chất khu
vực trình độ thấp.
5- Nhóm khoáng vật AlSi
2
O
5
: gồm 3 biến thể đa hình
- Andaluzit
- Silimanit
- Disthen
Chúng phổ biến trong các đá biến chất có nguồn gốc từ đá sét.
6- Storolit: Phổ biến trong các đá biến chất nhiệt độ trung bình, tiêu biểu
cho các đá nguyên thủy có chứa Fe và Mg.

7- Nhóm amphibol: phổ biến trong các đá biến chất khu vực nhiệt độ
trung bình và thấp.
Các khoáng vật thờng gặp là horblen, antophilit, cumingtonit, tremolit,
glocophan.
8- Nhóm pyroxen: xuất hiện trong đá biến chất nhiệt độ cao, gồm
hyperten, omphaxit, jadeit.
9- Nhóm mica: biotit, muscovit, phlogopit.


7
Bi 5: kiến trúc v cấu tạo của đá biến chất

I- Cấu tạo:
Phân biệt 2 loại cấu tạo: cấu tạo sót (tàn d) và cấu tạo biến chất.
1- Cấu tạo sót: là cấu tạo của đá nguyên sinh còn sót lại trong các hoạt
động biến chất, thờng gặp trong các đá biến chất trình độ thấp.
2- Cấu tạo biến chất: hình thành trong quá trình biến chất, bao gồm:
- Cấu tạo khối: thành tạo trong điều kiện tĩnh, không chịu tác dụng của
áp suất định hớng, thờng gặp trong biến chất nhiệt tiếp xúc, nhiệt động.
- Cấu tạo phân phiến: chịu tác dụng của áp suất định hớng
+ Phân phiến cà nát: đá vỡ vụn và ép theo phơng cà nát
+ Phân phiến kết tinh: khoáng vật dạng tấm, trụ định hớng.
+ Gneis: mặt phân phiến không rõ, các hạt felspat và thạch anh
có dạng thấu kính, dạng mắt định hớng cùng các khoáng vật
màu uốn lợn quanh chúng.
- Cấu tạo budina: các lớp đá cứng bị đứt đoạn nh những khúc dồi.
II- Kiến trúc:
1- Kiến trúc sót:
2- Kiến trúc biến chất:
a- Kiến trúc cà nát: đặc trng cho biến chất động lực

- Kataclazit
- Milonit
- Finolit
b- Kiến trúc biến tinh: đợc thành tạo trong các quá trình biến chất với
sự tái kết tinh.
Dựa vào hình dáng khoáng vật phân biệt kiến trúc ban biến tinh, hạt, vảy,
que, sợi biến tinh.



8
Bi 6: Trình độ biến chất

Nh đã nói ở trên, trong các quá trình biến chất, phản ứng biến chất dẫn
đến sự thành tạo các khoáng vật mới chủ yếu xảy ra trong môi trờng cứng.
Trong môi trờng cứng, các phản ứng biến chất cuối cùng dẫn đến một trạng
thái cân bằng hóa lý nhất định thích ứng với điều kiện hóa lý của quá trình
biến chất.
Phản ứng biến chất xảy ra theo 2 phơng thức: phơng thức khô - đó là
quá trình khuếch tán giữa các vật thể cứng của các ion hay nguyên tử bên
trong mạng tinh thể và phơng thức ớt - đây là phơng thức có tính chất
quyết định tiến trình phản ứng biến chất ở trạng thái cứng, là sự khuếch tán và
giao lu vật chất nhờ dung dịch biến chất.
Trong khảo sát các quá trình biến chất các nhà địa chất đã đa ra khái
niệm tớng biến chất và trình độ biến chất.
I- Trình độ biến chất:
Các công trình bàn về trình độ biến chất (Van Hai, Misen Levi, Becơ,
Grubenman ) dựa trên cơ sở lý thuyết: nhiệt độ và áp suất tăng theo độ sâu
chủ yếu gây nên phản ứng mất nớc và phân hủy carbonat, do đó ứng với
những độ sâu khác nhau sẽ có những tập hợp khoáng vật tiêu biểu khác nhau,

càng xuống sâu sẽ mất dần các khoáng vật có chứa H
2
O và OH. Grubenman đã
chia làm 3 đới biến chất với những đặc điểm khác nhau:
- Đới trên cùng (epizon): điều kiện nhiệt độ trung bình, áp suất định
hớng là chủ yếu, dạng biến chất u thế là cà nát.
- Đới giữa (mezozon): điều kiện nhiệt độ cao, áp suất định hớng cực đại,
áp suất thủy tĩnh mạnh, dạng biến chất hóa học chiếm u thế.
- Đới dới (katazon): điều kiện nhiệt độ rất cao, áp suất thủy tĩnh rất
mạnh, áp suất định hớng chỉ còn rất yếu, dạng biến chất hóa học chiếm u
thế.

II- Tớng biến chất:
Tớng biến chất là tập hợp các đá có thành phần hóa học khác nhau
nhng cùng đạt đến 1 điều kiện cân bằng hóa lý nhất định, thể hiện bằng
những tổ hợp cộng sinh khoáng vật tiêu biểu.
Mỗi tớng biến chất là sự thể hiện một trình độ biến chất tơng ứng với
một giới hạn nhất định của điều kiện nhiệt độ-áp suất (trờng P-T). Các đá
đợc thành tạo trong một trờng P-T xác định đợc gọi là những đá của 1

9
tớng. Ranh giới của mỗi trờng P-T đợc xác định bởi những đờng cong giới
hạn trờng bền vững của những khoáng vật hay tập hợp khoáng vật biến chất
quan trọng nhất.
Nguyên tắc chọn những THCSKV tiêu biểu nhất cho tớng biến chất:
- Đó là những khoáng vật phổ biến, dễ theo dõi trong thiên nhiên.
- Đó là những khoáng vật dễ nhạy cảm với sự thay đổi điều kiện nhiệt độ-áp
suất.
Ví dụ: các tớng biến chất nhiệt
- Tớng sừng epidot-albit (<400

0
C)
- Tớng sừng horblen (600-700
0
C)
- Tớng sừng pyroxen (700-900
0
C).



10
Bi 7: phân loại đá biến chất

I- Nguyên tắc phân loại:
Có nhiều kiểu phân loại và hệ thống hóa các đá biến chất theo những
nguyên tắc khác nhau.
1- Phân loại đá biến chất theo kiểu biến chất (thông dụng và mang tính
truyền thống):
- Nhóm đá biến chất động lực.
- Nhóm đá biến chất nhiệt tiếp xúc.
- Nhóm đá biến chất trao đổi.
- Nhóm đá biến chất nhiệt động (khu vực).
- Siêu biến chất
2- Phân loại theo trình độ biến chất:
+ Đối với biến chất nhiệt tiếp xúc:
- Nhóm đá biến chất thấp tớng sừng albit-epidot: gồm các đá phiến đốm
vết, đốm sần.
- Nhóm đá biến chất trung bình tớng sừng amphibol.
- Nhóm đá biến chất cao tớng sừng pyroxen.

- Nhóm đá biến chất rất cao tớng sừng sanidin
+ Đối với biến chất khu vực:
- Nhóm đá biến chất thấp tớng phiến lục (nhóm đá phiến thờng).
- Nhóm đá biến chất trung bình tớng amphibolit (nhóm đá amphibolit và
gneis)
- Nhóm đá biến chất cao tớng granulit (nhóm đá granulit).
- Nhóm đá biến chất rất cao tớng eclogit.
3- Phân loại theo chế độ áp suất:
- Loạt biến chất áp suất thấp.
- Loạt biến chất áp suất trung bình.
- Loạt biến chất áp suất cao.
4- Phân loại theo kiểu nguồn gốc:
- Metapelit: đá sét giàu nhôm bị biến chất.
- Metabazic: các đá bazan, gabro, trầm tích macnơ bị biến chất.
- Metacarbonat: đá carbonat bị biến chất.

11
- Meta siêu mafic: đá peridotit giàu Mg bị biến chất.
- Các đá giàu thạch anh-felspat bị biến chất
- Các đá giàu nhôm bị biến chất.

II- Cách gọi tên đá biến chất:
1- Gọi tên đá biến chất theo cấu tạo:
- Đá sừng: tên gọi cho đá có cấu tạo khối, hạt mịn, màu sẫm, sản phẩm
của biến chất nhiệt tiếp xúc. Sau đó nêu thành phần khoáng vật của đá.
Ví dụ: đá sừng biotit-cordierit, đá sừng thạch anh-biotit
- Dăm kết, kataclazit, milonit: tên gọi cho các đá bị cà nát mức độ khác
nhau.
- Đá phiến: tên gọi cho các đá có cấu tạo phân phiến, sau đó đặt tên
khoáng vật sau chữ đá phiến theo thứ tự giảm dần về số lợng.

Ví dụ: đá phiến thạch anh-sericit, đá phiến thạch anh-mica-disthen.
- Đá gneis: tên gọi cho các đá có cấu tạo định hớng gneis.
- Đá migmatit: tên gọi chung cho các đá siêu biến chất mà cấu tạo của nó
gồm 2 bộ phận: granitoid và thực thể biến chất, chúng nằm xen kẽ nhau theo
lớp hoặc dạng ruột.
2- Tên đá biến chất theo thành phần khoáng vật:
- Quarzit: thạch anh>80%.
- Amphibolit: horblen và felspat.
Một số đá đợc đặt tên không theo nguyên tắc:
- Đá hoa: đá biến chất từ trầm tích carbonat.
- Skarnơ: đá biến chất tiếp xúc trao đổi giữa đá granitoid và đá carbonat,
thành phần khoáng vật gồm pyroxen và granat.
- Greizen: đá biến chất tiếp xúc trao đổi giữa đá granitoid với các đá giàu
thạch anh, felspat (cát kết arko )
3- Cách gọi tên để làm sáng tỏ nguồn gốc:
Trớc tên đá biến chất ta thêm tiếp đầu ngữ octo hoặc para. Octo để chỉ
đá có nguồn gốc từ đá magma. Para để chỉ đá có nguồn gốc từ đá trầm tích. Ví
dụ:
- Octogneis: đá biến đổi từ granitoid.
- Paragneis: đá biến đổi từ cát kết arko.

12
Hiện nay thờng sử dụng các tiếp đầu ngữ metapelit, metabazic,
metacarbonat để chỉ nguồn gốc đá biến chất.
Chơng II: mô tả các đá biến chất

Bi 1: các đá biến chất động lực

I- Đặc điểm chung:
Biến chất động lực là dạng biến chất liên quan với áp suất định hớng.

Dới tác dụng của áp suất định hớng, đá nguyên thủy bị cà nát, vỡ vụn, thay
đổi về mặt cấu trúc còn thành phần vật chất hầu nh không thay đổi.
Các đá biến chất động lực có những đặc điểm chủ yếu sau:
- Phân bố trong không gian gắn liền với các đới phá huỷ kiến tạo, đứt gãy
tạo nên các đới đá biến chất động lực. Quy mô của các đới này phụ thuộc vào
quy mô và cờng độ của đứt gãy.
- Các đá biến chất động lực chỉ tập trung ở những đới kiến tạo nông của
vỏ Trái đất. Từ 1 đến vài km, nhiệt độ dới 200
0
C nên các đá biến chất động
lực liên quan với biến dạng ròn kataclazit. Từ 12km đến 25km nhiệt độ lên đến
300-400
0
C, áp suất định hớng tăng cao tạo nên biến dạng dẻo milonit.
- Trong đá biến chất động lực, các hạt khoáng vật bị nứt vỡ, cà nát và tái
định hớng. Quy luật định hớng của khoáng vật biến chất phản ánh trờng
ứng suất trong hoạt động biến chất.
II- Mô tả thạch học:
1- Dăm kết kiến tạo:
Đá gồm những mảnh dăm sắc cạnh, kích thớc lớn từ vài mm đến vài dm
đợc gắn kết bởi các mảnh dăm kích thớc nhỏ hơn. Thành phần: đá gốc có
thể là granit, có thể là đá vôi
Thông thờng trong các đới dăm kết kiến tạo có các mạch thạch anh và
mạch calcit nhiệt dịch đi cùng khoáng hóa sulphur.
2- Kataclazit:
Đá bị cà nát ở mức độ mạnh hơn, mảnh dăm có kích thớc 1-2mm, sắc
cạnh, phân bố đôi khi định hớng yếu. Đá có cấu tạo phân phiến thô và mờ.
3- Milonit:
Đá bị cà nát ở mức độ mạnh nhất. Các khoáng vật bị ép mạnh, tạo thành
những mảnh vụn mịn, phân bố định hớng, phát triển nhiều khoáng vật thứ

13
sinh nh sericit, clorit, thạch anh ẩn tinh, carbonat, amphibol dạng sợi. Đá có
cấu tạo phân phiến.
III- Các đới biến chất động lực ở Việt Nam:
- Đới milonit Sông Hồng: phát triển trên các đá biến chất phức hệ Sông
Hồng. Đới biến dạng có quy mô cỡ hành tinh, kéo dài theo phơng tây bắc-
đông nam dọc Sông Hồng và vợt ra ngoài thềm lục địa. Chiều rộng đới
milonit đến vài chục km và biến đổi rất phức tạp, có nhiều thấu kính granit và
pegmatit tái nóng chảy. Nguyên nhân thành tạo do chuyển động trợt bằng của
khối Indosinia và nam đại lục Trung Hoa. Nguồn lực của chuyển động bắt
nguồn từ chuyển động va chạm giữa khối lục địa ấn Độ và đại lục Âu-á.
- Đới kataclazit Sông Sa Thầy theo phơng á kinh tuyến phía tây
KonTum. Tại đây granit phức hệ Vân Canh bị cà nát dập vỡ tạo nên các đới
dăm hoặc đới khe nứt.
- Đới milonit Tam Kỳ-Khâm Đức-A Lới-ĐakRông-LaoBảo: phát triển
phơng tây bắc-đông nam đồng sinh với các đứt gãy cùng phơng. Tại đây các
đá granit phức hệ Quế Sơn bị gneis hóa mạnh, bị ép tạo nên các lớp phiến
mỏng 2-3cm.

Bi 2: các đá biến chất nhiệt tiếp xúc

I- Đặc điểm chung:
Các đá biến chất nhiệt tiếp xúc đợc thành tạo là do các dung thể magma
có nhiệt độ cao khi xuyên vào đá vây quanh làm cho đá vây quanh bị biến dạng
và tạo điều kiện cho các quá trình biến chất xảy ra.
Thông thờng các đá biến chất nhiệt tiếp xúc phân bố xung quanh khối
magma tạo nên 1 vành biến chất nhiệt tiếp xúc, quy mô có thể từ vài cm đến
hàng trăm mét tuỳ thuộc kích thớc của thể magma, cấu tạo mặt dốc của thể
(bề mặt dốc thì chiều dày của đới nhỏ), thành phần của đá nguyên thuỷ (đá sét

và bazan nhạy cảm với nhiệt độ thì có vành biến chất nhiệt tiếp xúc lớn hơn so
voứi cát kết vốn rất trơ với nhiệt độ).
Cấu trúc chung thể hiện tính phân đới biến chất rất rõ từ trung tâm ra
phần xa khối. Phần nằm sát khối có trình độ biến chất cao nhất, càng ra xa
nhiệt độ giảm dần nên trình độ biến chất giảm và chuyển dần đến các đá
không bị biến chất.
II- Mô tả thạch học:

14
Các đá thờng sẫm màu, hạt mịn đến rất mịn, cấu tạo khối rắn chắc, đôi
khi phân phiến mờ, kiến trúc tàn d, vi vảy hạt biến tinh. Tuỳ thuộc trình độ
biến chất phân biệt các đá sau:
A- Các đá thuộc tớng sừng albit-epidot (nhiệt độ < 400
0
C)
1- Đá phiến đốm vết, đá phiến đốm sần có nguồn gốc từ đá sét (metapelit):
Là các đá biến chất nhiệt tiếp xúc ở mức độ thấp nhất. Chúng phân bố xa
các khối xâm nhập và chuyển dần đến đá sét.
Đá có màu tím và xám đen, cấu tạo phân phiến mờ, trùng với bề mặt phân
lớp của đá nguyên thủy. Kiến trúc sét biến d, hạt vảy biến tinh, ban biến tinh.
Thành phần khoáng vật gồm: sericit, clorit, thạch anh, albit, muscovit,
biotit, ngoài ra còn có andaluzit hoặc cordierit dới dạng ban biến tinh để tạo
nên đá phiến đốm sần hoặc còn sét tàn d tạo nên đá phiến đốm vết.
2- Đá sừng albit-epidot có nguồn gốc từ magma bazơ, trung tính và trầm
tích macnơ (metabazic):
Đá có cấu tạo khối, hạt mịn, rất rắn chắc. Thành phần gồm clorit, epidot,
artinolit, albit, thạch anh, calcit , các khoáng vật tàn d ít gặp, chủ yếu là các
mảnh ban tinh pyroxen, amphibol bị thay thế dở dang.
3- Đá hoa (metacarbonat):
Đá sáng màu, màu trắng, trắng xám, cấu tạo khối, kiến trúc hạt biến tinh

mịn. Thành phần gồm calcit, dolomit đi cùng thạch anh, tremolit, talc,
serpentin
4- Quarzit (Meta cát kết thạch anh):
Đá màu trắng, cấu tạo khối đến phân lớp mờ, kiến trúc hạt biến tinh mịn.
Thành phần khoáng vật: thạch anh >80%, ngoài ra còn có sericit, muscovit,
albit
B- Các đá thuộc tớng sừng amphibol v tớng sừng
pyroxen (nhiệt độ >600
0
C):
Đặc điểm bên ngoài các đá sừng rất giống nhau, muốn phân biệt phải
phân tích các THSCKV tỷ mỷ và chi tiết.
1- Đá sừng có nguồn gốc sét (metapelit):
Là sản phẩm biến chất từ các trầm tích sét, cát kết, bột kết có thành phần
xi măng là sét. Đá có cấu tạo khối rắn chắc, hạt mịn đến nhỏ, vết vỡ tơng đối
nhẵn, kiến trúc hạt vảy biến tinh. Tuỳ theo thành phần cụ thể mà phân biệt và
gọi tên các đá sừng cho hợp lý.
Ví dụ: đá sừng thạch anh-biotit, đá sừng thạch anh-cordierit-hyperten
2- Đá sừng có nguồn gốc magma bazơ và trung tính (Metamafic):

15
Đá sẫm màu, hạt mịn, cấu tạo khối. Thành phần khoáng vật gồm diopxit,
granat, olivin, plagiocla bazơ đến trung tính, spinen, biotit
3- Đá sừng và đá hoa có nguồn gốc carbonat (Metacarbonat):
Đá sáng màu, cấu tạo khối, hạt thô, kiến trúc hạt tấm biến tinh. Khoáng
vật thờng xuyên gặp nhất là calcit, đi cùng có nhiều khoáng vật silicat và
alumosilicat chứa Ca và Mg nh olivin, pyroxen
Nếu đá carbonat nguyên thủy khá tinh khiết thì sản phẩm chính là đá hoa
hạt thô.
Đá carbonat giàu Si, Mg, Fe thì các khoáng vật aluomosilicat chứa Ca đi

cùng calcit tăng cao tới vài chục %, khi đó gọi là đá sừng + tên khoáng vật tiêu
biểu. Ví dụ: đá sừng calcit-volastonit, đá sừng calcit-diopxit
4- Quarzit (Meta cát kết thạch anh):
Thành phần >80% thạch anh đi cùng ít khoáng vật nhiệt độ cao nh
mica, felspat, plagiocla, đôi khi có thêm granat. Kiến trúc hạt vảy hoặc hạt tấm
biến tinh, cấu tạo khối.

Bi 3: Các đá biến chất nhiệt động

I- Đặc điểm chung:
Biến chất nhiệt động là dạng biến chất chịu tác dụng của yếu tố áp suất,
nhiệt độ và dung dịch biến chất. Các yếu tố trên tác động đồng thời và phụ
thuộc vào độ sâu thành tạo. Mối quan hệ giữa các yếu tố này rất phức tạp, phụ
thuộc vào nhiều hoàn cảnh địa chất khác nhau. Dạng biến chất này thờng xảy
ra trên một phạm vi rất rộng lớn vì vậy còn gọi là biến chất khu vực.
Các đá biến chất nhiệt động đều có cấu tạo phân phiến, phân phiến kết
tinh. Tính phân phiến đặc trng cho điều kiện có áp suất thủy tĩnh. Đá có kích
thớc hạt rất khác nhau: biến chất trình độ thấp-hạt mịn, biến chất trình độ
cao-hạt lớn. Điều này phản ánh quá trình tái kết tinh lâu dài. Trình độ biến
chất ở mức độ khác nhau đợc thể hiện qua tớng biến chất với những
THCSKV tiêu biểu.
II- Tớng biến chất nhiệt động:
Có nhiều cách phân chia tớng biến chất nhiệt động của nhiều tác giả
khác nhau, ở đây chủ yếu mô tả các tớng theo Tơcnơ, Vechugen (1958) đợc
Vinclơ hoàn thiện (1967).
- Tớng đá phiến màu lục:
- Tớng amphibolit:

16
- Tớng granulit

III- Mô tả thạch học:
1- Các đá phiến: bao gồm các đá biến chất có cấu tạo phân phiến thờng
và thuộc các tớng biến chất thấp.
a- Các đá phiến có nguồn gốc từ đá sét (metapelit): Các đá hạt mịn, phân
phiến mỏng, đôi khi vi uốn nếp, kiến trúc vảy biến tinh. Thành phần chủ yếu là
sericit, thạch anh, thứ yếu có clorit, cloritoid, graphit, albit, turmalin Tuỳ
theo số lợng khoáng vật, phân biệt các đá sau:
- Filit: là đá phiến sericit-clorit, trong đó sericit chiếm u thế, sericit xếp
dày đặc trên bề mặt phân phiến làm cho đá có màu vàng nhạt hoặc xanh lục
bóng láng nh vải tơ lụa.
- Đá phiến thạch anh-sericit, đá phiến sericit-clorit, sericit-cloritoid,
sericit-clorit-calcit: Các đá tơng đối sáng màu, cấu tạo phân phiến thờng, các
khoáng vật có kích thớc nhỏ, phân bố định hớng, kiến trúc hạt vẩy biến tinh.
Thành phần khoáng vật chủ yếu gồm thạch anh, sericit, clorit, albit, một lợng
nhỏ calcit, epidot
b- Các đá phiến có nguồn gốc từ magma bazơ, trung tính và trầm tích
macnơ: có tên gọi chung là đá phiến màu lục. Đó là những đá hạt mịn, màu lục,
cấu tạo phân phiến, phân phiến vi uốn nếp, kiến trúc que biến tinh, sợi biến
tinh, đôi khi hạt biến tinh. Thành phần khoáng vật chủ yếu gồm clorit,
artinolit, epidot, albit, calcit , có thể có thạch anh, biotit, các khoáng vật phụ
sphen, apatit Tuỳ thuộc số lợng khoáng vật chính có thể phân biệt: đá phiến
albit-epidot-clorit, đá phiến albit-epidot-artinolit
Ngoài ra còn gặp những đá phiến có nguồn gốc khác, ví dụ: đá phiến
tremolit-talc, đá phiến talc, đá phiến tremolit là đá biến chất từ magma siêu
bazơ, chúng rất hiếm gặp. Đá riolit porphyr biến chất thành đá phiến thạch
anh-felspat-sericit-biotit
2- Các đá phiến kết tinh thuộc tớng amphibolit: Các đá có cấu tạo phân
phiến kết tinh, hạt lớn, sự định hớng song song của các khoáng vật biến chất
rõ ràng hơn. Kiến trúc điển hình là vảy biến tinh, ban biến trạng. Chúng có

nguồn gốc từ đá sét và các đá thạch anh-felspat. Thành phần khoáng vật gồm
thạch anh đi cùng với mica và những khoáng vật giàu nhôm nh anmandin,
storolit, disthen, silimanit, andaluzit , lợng plagiocla ít (<20%) hoặc không
có.
Phổ biến là các đá: đá phiến biotit-silimanit-thạch anh-anmandin, đá
phiến 2 mica-anmandin-disthen-storolit

17
Thành phần hóa học của đá phiến kết tinh tơng tự với đá sét
3- Đá amphibolit: đá màu đen sẫm phớt lục, cấu tạo khối hoặc định hớng
song song, kích thớc hạt từ vừa đến thô, kiến trúc tấm hạt biến tinh. Thành
phần khoáng vật gồm horblen, plagiocla trung tính, ngoài ra còn có pyroxen,
granat Thành phần hóa học tơng ứng với đá gabro. Chúng có dạng nằm
thấu kính chỉnh hợp hoặc xuyên cắt đá vây quanh. Nguồn gốc chủ yếu từ đá
magma bazơ hoặc tái kết tinh từ trầm tích macnơ.
4- Đá gneis: Đá có cấu tạo gneis, bao gồm các ổ thạch anh và felspat đi
cùng các dải thạch anh và khoáng vật màu dạng vảy, tấm định hớng song
song. Đá rất giàu felspat, kích thớc hạt lớn, đá sáng màu. Thành phần khoáng
vật gồm thạch anh, felspat, ít hơn là mica, pyroxen, horblen, granat
Đá có nguồn gốc từ đá sét và đá thạch anh-felspat (đá gneis biotit-
silimanit, gneis granat-cordierit), từ magma (gneis hai pyroxen, gneis biotit)
5- Đá hoa (metacarbonat):
Chúng có nguồn gốc từ các đá carbonat, thờng chỉ phân biệt theo chế độ
nhiệt độ từ thấp đến cao, không thể phân biệt đợc theo chế độ áp suất.
Đá hoa có màu trắng, hạt vừa đến thô, cấu tạo khối, hàm lợng calcit
chiếm u thế, ngoài ra còn có thạch anh, tremolit, dolomit, granat
Nếu đá hoa có chứa nhiều khoáng vật silicat calci (>30-40%) thì gọi là
calciphyr.

IV- Các đá biến chất nhiệt động ở Việt Nam:

Các đá biến chất khu vực phân bố khá rộng rãi ở các mức tuổi địa chất
khác nhau.
Khối nhô KonTum đợc xem là móng kết tinh cổ nhất của địa khối
Indosinia, các đá biến chất có tuổi từ Arkei đến Paleozoi sớm.
Phức hệ KanNac tuổi Arkei lộ ra ở vùng Sông Ba-An Khê có thành phần
thạch học bao gồm các đá phiến kết tinh, gneis granat-cordierit, đá phiến và
plagioclagneis hai pyroxen, các lớp mỏng đá hoa và calciphyr.
Phức hệ Ngọc Linh tuổi Proterozoi sớm bao gồm các đá phiến, gneis,
amphibolit, đá hoa
Phức hệ Sông Hồng có tuổi Proterozoi sớm có thành phần thạch học bao
gồm các đá gneis, đá phiến kết tinh, amphibolit

Bi 4: các đá biến chất trao đổi


18
I- Đặc điểm chung:
Biến chất trao đổi diễn ra dới tác dụng của dung dịch biến chẩ dạng hơi
và dạng lỏng di chuyển dới dạng mao dẫn qua các tinh thể, làm các đá nguyên
thủy bị biến đổi về thành phần hóa học. Quá trình biến chất trao đổi thờng
xảy ra ở những vị trí có cấu tạo địa chất thuận lợi cho sự di chuyển và tích tụ
các dung dịch biến chất, đó là:
- Các đới dập vỡ kiến tạo.
- Các hệ thống khe nứt mở, các đới dập vỡ có mật độ khe nứt tăng cao.
- Vòm và mái của các thể magma xâm nhập.
- Các tầng đá có độ rỗng cao (tuf, bazan lỗ hổng).
- Bề mặt ranh giới phân lớp của các đá có cấu tạo phân lớp.
- Nơi tiếp xúc của các đá có thành phần hóa học khác nhau, đặc biệt là
mặt ranh giới của khối magma kết tinh với đá vây quanh.
- Các tầng đá carbonat, các đá phiến sét đen giàu vật chất hữu cơ có

thành phần đặc biệt có ái lực cao đối với các nguyên tố tạo quặng.
Có 3 dạng biến chất trao đổi sau:
- Biến chất tiếp xúc trao đổi: xảy ra tại vành biến chất nhiệt tiếp xúc.
- Tự biến chất: xảy ra ngay trong phạm vi 1 khối magma có dung dịch
chất bốc của magma thoát ra gây biến chất cho vòm đá.
- Biến chất trao đổi nhiệt dịch: xảy ra trong phạm vi rộng lớn liên quan
tới các dung dịch nhiệt dịch dới sâu.

Các đá biến chất trao đổi thờng có cấu tạo không đồng nhất, đôi khi có
cấu tạo loang lổ, phân đới, phân dải. Kiến trúc tiêu biểu là kiến trúc biến tinh.
Thành phần khoáng vật gồm 2 phần: nhóm khoáng vật tàn d của đá nguyên
thủy và nhóm khoáng vật mới đợc thành tạo trong quá trình biến chất trao
đổi. Tỷ lệ giữa 2 nhóm khoáng vật này là cơ sở để đánh giá trình độ hoàn thiện
của quá trình biến chất trao đổi. Thành phần hóa học của đá không giống với
đá nguyên thủy. Các đá biến chất trao đổi và hoạt động biến chất trao đổi có
liên quan mật thiết với các quá trình tạo quặng.

II- Các đá biến chất trao đổi chủ yếu:
1- Các đá biến chất tiếp xúc trao đổi:
Thờng phân bố tại nơi tiếp xúc nóng của thể magma với đá vây quanh có
thành phần hóa học không cân bằng.

19
+ Skarnơ:
Đợc thành tạo tại nơi tiếp xúc giữa đá vôi và các thể granitoid. Chúng
tạo nên các ổ, vỉa, thấu kính, dạng dải rất phức tạp.
Chúng có màu xám xanh, xám trắng, loang lổ, kiến trúc hạt không đều-
biến tinh, cấu tạo phân đới.
Thành phần khoáng vật gồm pyroxen, granat, ngoài ra còn có plagiocla,
volastonit, vezuvian, calcit, dolomit, thạch anh

Khoáng sản liên quan với skarnơ điển hình là sắt (mỏ sắt Thạch Khê-Hà
Tĩnh), các đá quý và bán quý (rubi, spinel, volastonit )
+ Greizen:
Đợc thành tạo ở nơi tiếp xúc giữa các thể granitoid với các đá giàu thạch
anh-felspat (cát kết arko), chúng còn phát triển nhiều ở phần mái, phần vòm
hoặc nằm định vị trong các đới khe nứt mở trong khối granitoid cũng nh có
thể phát triển trong các đá cát kết vây quanh thể granitoid.
Đá greizen sáng màu, cấu tạo khối, kiến trúc hạt vảy biến tinh. Thành
phần gồm thạch anh, muscovit, ít khoáng vật giàu chất bốc nh topa, berin,
turmalin
Khoáng sản liên quan có thiếc, vonfram, molipden (mỏ thiếc Tĩnh Túc-
Cao Bằng, Qùy Hợp-Nghệ An).
2- Các đá biến chất trao đổi nhiệt dịch:
+ Quarzit thứ sinh: là 1 loại đá biến chất trao đổi nhiệt dịch từ các đá
phun trào axit và trung tính. Đá hạt mịn, sáng màu, cứng chắc. Thành phần
gồm thạch anh, sericit, kaolinit, andaluzit
Khoáng sản liên quan: nguyên liệu cao nhôm, vàng, bạc, corindon.
+ Propilit: là sản phẩm biến chất nhiệt dịch trên các đá phun trào bazơ và
trung tính. Đá hạt mịn, màu xanh đến loang lổ, kiến trúc hạt vảy biến tinh.
Thành phần gồm artinolit, epidot, clorit, calcit, dolomit, khoáng vật tàn d
plagiocla trung tính, pyroxen, horblen.
Khoáng sản liên quan: đa kim, vàng-bạc.
+ Berezit: là các thành tạo biến chất trao đổi trên các đá phun trào axit và
trung tính. Đá sáng màu, hạt mịn, cấu tạo định hớng, kiến trúc hạt vảy biến
tinh. Thành phần gồm thạch anh vi hạt, vi vảy sericit, ankerit, clorit.
Khoáng sản liên quan: vàng, bạc.