bài giảng thạch luận các đá magma và biến chất phần i giới thiệu chung

THẠCH LUẬN CÁC ĐÁ MAGMA VÀ BIẾN CHẤT
THẠCH LUẬN CÁC ĐÁ MAGMA VÀ BIẾN CHẤT
Phần I Giới thiệu chung
Phần I Giới thiệu chung
CHƯƠNG TRÌNH:
I . Thạch luận các đá magma: 20 tiết.
II. Thạch luận các đá biến chất: 10 tiết.
TÀI LIỆU:
1. M. Wilson, 1997. Igneous Petrogenesis;
2. Hall, 1996. Petrology of Igneous Rocks;
3. Phan Trường Thị, 2005. Thạch luận (Đá magma và biến chất).
4. Marakusev, 1979. Thạch luận (Bản dịch do Đặng Trung Thuận
hiệu đính).
THẠCH LUẬN ĐÁ MAGMA
THẠCH LUẬN ĐÁ MAGMA

I- Những vấn đề cơ bản:
I- Những vấn đề cơ bản:

Nội dung NC thạch luận đá magma.
Nội dung NC thạch luận đá magma.

Phương pháp NC.
Phương pháp NC.

Các quá trình thành tạo magma.
Các quá trình thành tạo magma.

II- Các kiểu hoạt động magma điển hình:
II- Các kiểu hoạt động magma điển hình:


Hoạt động magma của các dãy núi ngầm đại dương.
Hoạt động magma của các dãy núi ngầm đại dương.

Hoạt động magma cung đảo và rìa lục địa tích cực.
Hoạt động magma cung đảo và rìa lục địa tích cực.

Hoạt động magma đảo đại dương và rift lục địa.
Hoạt động magma đảo đại dương và rift lục địa.

Các tỉnh magma lớn và plume manti.
Các tỉnh magma lớn và plume manti.

Hoạt động magma trong mảng lục địa liên quan tới điểm nóng.
Hoạt động magma trong mảng lục địa liên quan tới điểm nóng.

III- Các thành tạo magma – dấu hiệu chỉ thị cho tái lập bối cảnh
III- Các thành tạo magma – dấu hiệu chỉ thị cho tái lập bối cảnh
địa động lực cổ và phân tích sinh khoáng.
địa động lực cổ và phân tích sinh khoáng.
I- NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN
I- NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN

I.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THẠCH LUẬN ĐÁ MAGMA:
I.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THẠCH LUẬN ĐÁ MAGMA:

Phân loại đá magma và xác định các dấu hiệu nhận dạng.
Phân loại đá magma và xác định các dấu hiệu nhận dạng.

Nguồn gốc và điều kiện hình thành (điều kiện P-T).

Nguồn gốc và điều kiện hình thành (điều kiện P-T).

Xác định dấu hiệu bối cảnh địa động lực cổ và phân tích sinh
Xác định dấu hiệu bối cảnh địa động lực cổ và phân tích sinh
khoáng.
khoáng.
I- NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN
I- NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN

I.2. Phương pháp nghiên cứu:
I.2. Phương pháp nghiên cứu:

Địa chất magma:
Địa chất magma:
hình thái các thể magma và kỹ thuật đo vẽ.
hình thái các thể magma và kỹ thuật đo vẽ.

NC khoáng vật học:
NC khoáng vật học:
thành phần hóa học, địa hóa khoáng vật và
thành phần hóa học, địa hóa khoáng vật và
phương pháp phân tích.
phương pháp phân tích.

Địa hóa đá magma:
Địa hóa đá magma:
nguyên tố chính và nguyên tố vết. Các phương
nguyên tố chính và nguyên tố vết. Các phương
pháp phân tích.
pháp phân tích.


NC đồng vị và địa thời học đồng vị:
NC đồng vị và địa thời học đồng vị:
Các đặc trưng đồng vị và xác
Các đặc trưng đồng vị và xác
định tuổi đồng vị.
định tuổi đồng vị.

NC bao thể trong khoáng vật:
NC bao thể trong khoáng vật:
mục đích và phương pháp phân tích.
mục đích và phương pháp phân tích.

NC thực nghiệm.
NC thực nghiệm.
I- NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN
I- NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN

I.3. CÁC QUÁ TRÌNH THÀNH TẠO ĐÁ MAGMA:
I.3. CÁC QUÁ TRÌNH THÀNH TẠO ĐÁ MAGMA:

Lý thuyết nóng chảy từng phần;
Lý thuyết nóng chảy từng phần;

Quá trình phân dị và kết tinh phân đoạn;
Quá trình phân dị và kết tinh phân đoạn;

Quá trình dung ly;
Quá trình dung ly;


Quá trình trộn lẫn magma;
Quá trình trộn lẫn magma;

Quá trình đồng hóa và hỗn nhiễm (vật liệu VTĐ),
Quá trình đồng hóa và hỗn nhiễm (vật liệu VTĐ),
The Earth’s Interior
The Earth’s Interior
Crust:
Crust:
Oceanic crust
Oceanic crust
Thin: 10 km
Thin: 10 km
Relatively uniform stratigraphy
Relatively uniform stratigraphy


=
=
ophiolite suite:
ophiolite suite:



Sediments
Sediments

pillow basalt
pillow basalt


sheeted dikes
sheeted dikes

more massive gabbro
more massive gabbro

ultramafic (mantle)
ultramafic (mantle)
Continental Crust
Continental Crust
Thicker: 20-90 km average ~35 km
Thicker: 20-90 km average ~35 km
Highly variable composition
Highly variable composition

Average ~ granodiorite
Average ~ granodiorite
The Earth’s Interior
The Earth’s Interior
Mantle:
Mantle:
Peridotite (ultramafic)
Peridotite (ultramafic)
Upper
Upper


to 410 km (olivine
to 410 km (olivine
→

→
spinel)
spinel)

Low Velocity Layer
Low Velocity Layer


60-220 km
60-220 km
Transition Zone
Transition Zone


as velocity increases ~ rapidly
as velocity increases ~ rapidly

660 spinel
660 spinel
→
→
perovskite-type
perovskite-type

Si
Si
IV
IV

→
→
Si
Si
VI
VI
Lower Mantle
Lower Mantle


has more gradual
has more gradual


velocity increase
velocity increase
Figure 1-2. Major subdivisions of the Earth.
Winter (2001) An Introduction to Igneous
and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
The Earth’s Interior
The Earth’s Interior
Core:
Core:
Fe-Ni metallic alloy
Fe-Ni metallic alloy
Outer Core
Outer Core


is liquid

is liquid

No S-waves
No S-waves
Inner Core
Inner Core


is solid
is solid
Figure 1-2. Major subdivisions of the Earth.
Winter (2001) An Introduction to Igneous
and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
Figure 1-3. Variation in P and S wave velocities with depth. Compositional subdivisions of the Earth are on the left,
rheological subdivisions on the right. After Kearey and Vine (1990), Global Tectonics. © Blackwell Scientific. Oxford.
Figure 1-5. Relative atomic abundances of the seven most common elements that comprise 97% of the Earth's mass. An
Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter , Prentice Hall.
The Pressure
The Pressure
Gradient
Gradient

P increases =
P increases =
ρ
ρ
gh
gh

Nearly linear through mantle

Nearly linear through mantle

~ 30 MPa/km
~ 30 MPa/km

≈
≈


1 GPa at base of ave crust
1 GPa at base of ave crust

Core:
Core:
ρ
ρ
incr. more rapidly
incr. more rapidly
since alloy more dense
since alloy more dense
Figure 1-8. Pressure variation with depth. From Dziewonski and
Anderson (1981). Phys. Earth Planet. Int., 25, 297-356. © Elsevier
Science.
Heat Sources
Heat Sources
in the Earth
in the Earth
1.
1.
Heat from the early accretion and

Heat from the early accretion and
differentiation of the Earth
differentiation of the Earth

still slowly reaching surface
still slowly reaching surface
Heat Sources
Heat Sources
in the Earth
in the Earth
1.
1.


Heat from the early accretion and
Heat from the early accretion and
differentiation of the Earth
differentiation of the Earth

still slowly reaching surface
still slowly reaching surface
2.
2.
Heat released by the radioactive
Heat released by the radioactive
breakdown of unstable nuclides
breakdown of unstable nuclides
Heat Transfer
Heat Transfer
1.

1.


Radiation
Radiation
2.
2.


Conduction
Conduction
3.
3.


Convection
Convection
Plate Tectonic - Igneous
Plate Tectonic - Igneous
Genesis
Genesis


1.
1.


Mid-ocean Ridges
Mid-ocean Ridges
2.

2.


Intracontinental Rifts
Intracontinental Rifts
3.
3.
Island Arcs
Island Arcs
4.
4.


Active Continental
Active Continental
Margins
Margins


5.
5.


Back-arc Basins
Back-arc Basins
6.
6.


Ocean Island Basalts

Ocean Island Basalts
7.
7.


Miscellaneous Intra-
Miscellaneous Intra-
Continental Activity
Continental Activity

kimberlites, carbonatites,
kimberlites, carbonatites,
anorthosites
anorthosites
I.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THẠCH LUẬN ĐÁ MAGMA
I.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THẠCH LUẬN ĐÁ MAGMA

I.1.1. PHÂN LOẠI ĐÁ MAGMA VÀ XÁC ĐỊNH DẤU HIỆU NHẬN DẠNG:
I.1.1. PHÂN LOẠI ĐÁ MAGMA VÀ XÁC ĐỊNH DẤU HIỆU NHẬN DẠNG:

Bảng phân loại đá magma của Ủy ban thạch học quốc tế:
Bảng phân loại đá magma của Ủy ban thạch học quốc tế:
I.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THẠCH LUẬN ĐÁ MAGMA
I.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THẠCH LUẬN ĐÁ MAGMA

I.1.1. PHÂN LOẠI ĐÁ MAGMA VÀ XÁC ĐỊNH DẤU HIỆU NHẬN DẠNG:
I.1.1. PHÂN LOẠI ĐÁ MAGMA VÀ XÁC ĐỊNH DẤU HIỆU NHẬN DẠNG:

Xác định dấu hiệu nhận dạng:
Xác định dấu hiệu nhận dạng:


Thế nằm địa chất;
Thế nằm địa chất;

Thành phần thạch học;
Thành phần thạch học;
I.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THẠCH LUẬN ĐÁ MAGMA
I.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THẠCH LUẬN ĐÁ MAGMA

I.1.2. Nguồn gốc và điều kiện hình thành:
I.1.2. Nguồn gốc và điều kiện hình thành:

Dung thể magma được hình thành từ chất nền (substrat) có thành phần gì
Dung thể magma được hình thành từ chất nền (substrat) có thành phần gì
và do các quá trình nào?
và do các quá trình nào?

Thành phần của dung thể magma ban đầu;
Thành phần của dung thể magma ban đầu;

Độ sâu thành tạo dung thể magma.
Độ sâu thành tạo dung thể magma.

Điều kiện kết tinh magma (hình thành đá): nhiệt độ-áp suất của quá trình
Điều kiện kết tinh magma (hình thành đá): nhiệt độ-áp suất của quá trình
kết tnh.
kết tnh.

Quá trình tiến hóa dung thể trong lò magma trung gian.
Quá trình tiến hóa dung thể trong lò magma trung gian.