địa chất đại cương nâng cao tài liệu xây dựng công trình chương 1

CHƯƠNG 1.
KHOÁNG VẬT VÀ ĐẤT ĐÁ
Theo nguồn gốc, đất đá được chia làm 3
nhóm chính:
 Macma (có nguồn gốc nội sinh)
 Trầm tích (có nguồn gốc ngoại sinh)
 Biến chất (có nguồn gốc biến chất)


Cấu tạo các vòng quyển
bên trong Trái đất:
• Vỏ.
• Manti.
• Nhân.

1.1. CẤU TẠO TRÁI ĐẤT VÀ VỎ TRÁI ĐẤT


Khoáng vật là một hợp chất hóa học hay một nguyên
tố tự sinh – là thành phần cơ bản tạo nên đất đá.
 Để biết đất đá gì thì trước tiên cần phân biệt thành
phần khoáng của nó. Vì đất đá được tạo thành từ
các khoáng vật.
 Cháo gà (đất đá có tên gọi cụ thể) bao gồm:… và …
(các khoáng vật) thông qua nhiều giai đọan kể cả
chịu tác dụng nhiệt mà hình thành (điều kiện thành
tạo hay lịch sử địa chất).
 Để nhận biết khoáng vật thì cần phân biệt đặc điểm
như: cao - thấp, nặng - nhẹ, trắng – đen – vàng - tím,
tròn – không tròn,…

1.2. KHOÁNG VẬT




Hình dạng tinh thể của khoáng vật

• Màu của khoáng vật
Khoáng vật chứa nhiều Fe, Mg có màu sẫm, còn khoáng vật chứa
nhiều Al, Si thì màu nhạt.
•Độ trong suốt và ánh của khoáng vật
•Tính dễ tách (cát khai) của khoáng vật là khả năng của tinh thể và
các hạt kết tinh (mảnh của tinh thể) dễ bị tách ra theo những mặt
phẳng song song (như thanh tre khô).
Vết vỡ của khoáng vật
Độ cứng của khoáng vật

1.2.1. Một số đặc tính của khoáng vật


Thang ñoä cöùng

1. Talc
2. Gypsum (Thạch cao)
3. Calcite
4. Fluorite
5. Apatite
6. Feldspar
7. Quartz (Thạch anh)
8. Topaz

9. Corundumn (coriđôn)
10. Diamond (Kim cương)


 Theo

nguồn gốc thành tạo: khoáng vật nguyên sinh
(khoáng vật trong đá macma, đá trầm tích hóa học);
khoáng vật thứ sinh (trong đá trầm tích và đá biến
chất).

 Phân

loại khoáng vật theo kiểu liên kết hóa học
 Nhóm 1: gồm các khoáng vật có liên kết cộng hóa trị
giữa các yếu tố kiến trúc cơ bản.
 Nhóm 2: gồm các khoáng vật có liên kết ion giữa
các yếu tố kiến trúc cơ bản.
 Nhóm 3: là các khoáng vật liên kết hỗn hợp: liên kết
cộng hóa trị đồng thời có cả liên kết ion, phân tử và
liên kết keo nước.

1.1.2 Phân loại khoáng vật và mô tả một số
khoáng vật tạo đá chính (khoảng 50 loại)


Trong thực tế thường phân loại khoáng
vật theo thành phần hóa học (vì có
thể liệt kê được đầy đủ các loại
khoáng vật và đơn giản hơn là do các

nhà Địa chất thường làm như vậy!! ờ
há!)


Theo thành phần hóa học có 9 lớp:
1. Các nguyên tố tự nhiên như: Cu, Au, Ag
2. Sunfua (hợp chất lưu huỳnh) như: pirit (FeS 2)
3. Halogenua (muối của các axit halogenhydrit) như: halit
(NaCl)…
4. Carbonat (muối của axit cacbonit) như: calcite (CaCO 3)
5. Sunfat (muối của axit sunfurit) như: thạch cao
(CaSO4.2H2O)
6. Fotfat (muối của axit photphorit): phốtphát (CaP 2O5)
7. Oxit như: thạch anh (SiO2)
8. Silicat (muối của axit silicic) như: Orthoclase (K[AlSi 3O8])
9. Hợp chất hữu cơ như: CH 4.


 a)

Lớp silicat
 Lớp silicat chiếm 75% trọng lượng vỏ Trái đất. Chúng
thường có màu sặc sỡ, sáng và có độ cứng lớn.
 1-Nhóm feldspar là các loại khoáng có màu trắng đục,
chiếm đa số trong các loại đá phổ biến.
 Feldspar là allumosilicat Na, K và Ca
 Na [AlSi3O8]; Ca [Al2Si2O8]; K [AlSi3O8]
 Feldspar natri-canxi còn gọi là plagioclase. Chúng gồm
những khoáng vật hỗn hợp đồng hình liên tục của anbit
(Ab) Na[AlSi3O8] và anoctit (An) Ca[Al2Si2O8].

 Plagioclase thường có dạng tấm và lăng trụ tấm; màu
trắng hoặc xám trắng, đôi khi có sắc lục phớt xanh, phớt
đỏ; ánh thủy tinh.
 Feldspar kali phổ biến nhất có orthoclase và microclin.
Màu hồng nhạt, vàng nâu, trắng đỏ; ánh thủy tinh.

Giới Thiệu Một Số Khoáng Vật Tạo Đá Chủ Yếu


 Các
 Tên

biến thể chính của plagioclase có tên như sau:

khoáng
 Anbit
 Oligioclase
 Andezin
 Labrador
 Bitaonit
 Anoctit
 Các

Anbit
100 – 90%
90 – 70%
70 – 50%
50 – 30%
30 – 10%
10 – 0%

đá macma khác nhau chứa các biến thể
plagioclase khác nhau.
 Fedlspar+nước dưới tác dụng toC → khoáng vật sét


Orthoclase

Plagioclase


 2-Nhóm

mica (dưới dạng các vảy óng ánh trong cát
hoặc trong đá macma)
 Mica có thành phần hóa học phức tạp và có đặc điểm
là dễ tách rất hoàn toàn. Khoáng vật chủ yếu của
nhóm này là biotit (mica đen) và muscovit (mica trắng)
 3/Nhóm piroxen
 Phổ biến nhất là augit. Tinh thể hình trụ ngắn, hình
tấm. Tập hợp khối đặc sít. Màu đen lục, đen, ít khi lục
thẫm hay nâu. Dễ tách hoàn toàn.
 4/Nhóm amfibon
 Phổ biến nhất là hocblen. Tinh thể dạng lăng trụ, hình
cột. Màu lục hoặc nâu có sắc từ sẫm đến đen.
 5/Nhóm olivin (có màu oliu đặc trưng): tập hợp dạng
hạt. Màu phớt vàng, vàng, phớt lục. Ánh thủy tinh. Độ
cứng 6,5 – 7. Thường không tách.

Mica


Mica


 Khoáng

vật sét có kích thước hạt < 0,002mm. Hạt
nhỏ như thế là khoáng sét.
 Phổ biến và đặc trưng nhất trong nhóm khoáng vật
sét có kaolinit, illit, montmorilonit.
 T/c vật lý sét: Tính dẻo, Tính chịu nhiệt, Tính nở
(co), Tính hấp phụ.

Nhóm khoáng vật sét


Khoáng vật sét kaolinit va montmorilonit

Nhóm khoáng vật sét


Khoáng vật sét quan kính hiển vi điện tử

Nhóm khoáng vật sét


Hạt bụi giữa đám khoáng sét

Nhóm khoáng vật sét


 Trong

lớp này hay gặp opan, thạch anh, limonit.
 Thạch anh là khoáng vật nhóm oxit (SiO 2), rất ổn
định về mặt hóa học, có cường độ và độ cứng cao;
 hạt thường có kích thước lớn và đẳng thước
 là thành phần chính của cuội, sỏi, cát và bụi. Cát hạt
to như cát vàng hầu như hoàn toàn là thạch anh.

Opal

Thạch anh - quartz

Lớp oxit


Đây là Thạch anh


Còn đây không phải thạch anh!!


 Lớp

carbonat:
 Khoáng vật phổ biến có calcite và dolomit.
 Calcite CaCO3. Sủi bọt với axit HCl loãng (10%).

 Dolomit CaCO3.MgCO3.
 Lớp sunphat
 Anhydrit CaSO4.
 Gíp (thạch cao) CaSO4.2H2O. Tinh thể dạng tấm, ít khi
dạng sợi. Màu trắng, khi lẫn tạp chất có màu xám, vàng
đồng, nâu, đỏ hoặc đen. Ánh thủy tinh . Độ cứng 2.
 Lớp sunphua
 Pirit FeS2.
 Lớp halogenua
 muối mỏ halit (NaCl).


Tinh thể calcite

Calcite lấp nhét
trong các khe nứt
Có chữ calcite


Thạch cao

Lớp sunphat


Chứa sắt

Hematit Fe2O3

Goethite FeO(OH)
Manhetit FeO.Fe2O3