Địa chất kiến trúc và đo vẽ bản đồ địa chất

8/24/2015

GEOPET

TS. Nguyễn Huỳnh Thông

BÀI GIẢNG CHỈ DÀNH CHO SINH VIÊN THEO HỌC LỚP
ĐỊA CHẤT KIẾN TRÚC & ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT

1

NỘI DUNG
Đá là gì? Phân loại Đá?
Biến dạng là gì? (Definition)
Lực và ứng suất? (Stress & Strain)
Các giai đoạn biến dạng? (Stage)
Các yếu tố ảnh hưởng biến dạng? (Factor)
Đặc tính biến dạng dẻo-đàn hồi của Thạch quyển?

2

1


8/24/2015

Đá là gì? Phân loại Đá?
Rock is a combination one or more minerals. The Earth's
outer solid layer, the lithosphere, is made of rock.

3

Biến dạng?
Deformation describes the transformations from some
initial to some final geometry
Deformation of a rock body occurs in response to a force

?

4

2


8/24/2015

Lực và Ứng suất?
Force is Strength or energy as an attribute of physical
action (change the body) or movement (F = m*a)
Stress is a force applied over an area
Uniform stress = Pressure is a stress wherein the forces
act equally from all directions (X Y Z) (in fluid)
Confining stress = weight of overlying rocks is a uniform
stress (Z)

5

PHÂN LOẠI?
If stress is not equal from all directions then we say that
the stress is a differential stress. Three kinds of
differential stress occur:

·
Tensional stress (or extensional stress), which
stretches rock;
· Compressional stress, which squeezes rock; and
· Shear stress, which result in slippage and translation.

6

3


8/24/2015

CÁC GIAI ĐOẠN BIẾN DẠNG
(Stages of Deformation)
Elastic Deformation -- wherein the strain is reversible.
Ductile Deformation -- wherein the strain is irreversible.
Fracture - irreversible strain wherein the material breaks.

7

We can divide materials into two classes that depend on
their relative behavior under stress
Brittle materials have a small or large region of
elastic behavior but only a small region of ductile
behavior before they fracture.
Ductile materials have a small region of elastic
behavior and a large region of ductile behavior before
they fracture.

8

4


8/24/2015

Clockwise Rotation about the z-axis
.

Translation Parallel to the Y axis

5


8/24/2015

Strain or Distortion

Dilation

6


8/24/2015

Homogeneous Strain

Homogeneous Deformation - Pure Shear

.

7


8/24/2015

Homogeneous Deformation - Simple Shear

Heterogeneous or Inhomogeneous strain
 Leads to distorted complex forms

8


8/24/2015

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
Temperature - At high temperature molecules and their
bonds can stretch and move, thus materials will behave
in more ductile manner. At low Temperature, materials
are brittle.
Confining Pressure - At high confining pressure
materials are less likely to fracture because the pressure
of the surroundings tends to hinder the formation of
fractures. At low confining stress, material will be brittle
and tend to fracture sooner.
Strain rate ?
Composition ?

17

BIẾN DẠNG GIÒN-DẺO CỦA THẠCH
QUYỂN

18

9


8/24/2015

CHUẨN BỊ:
•
CHƯƠNG 3: KIẾN TRÚC PHÂN LỚP

THANK YOU !
19

10


8/24/2015

GEOPET

TS. Nguyễn Huỳnh Thông

BÀI GIẢNG CHỈ DÀNH CHO SINH VIÊN THEO HỌC LỚP
ĐỊA CHẤT KIẾN TRÚC & ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT

1

NỘI DUNG
1. Tính phân lớp & Lớp?
2. Các yếu tố của lớp?
3. Phân loại các lớp?
4. Mối quan hệ giữa các tầng phân lớp?
5. Sự thành tạo các tầng phân lớp?
6. Điều kiện thành tạo bề dày trầm tích?

2

1


8/24/2015

I. TÍNH PHÂN LỚP VÀ LỚP
TÍNH PHÂN LỚP
Đá trầm tích hiện diện trên mặt địa cầu gần đến 75%
Các vật liệu thô nặng không vận chuyển đi xa được nên
lắng đọng gần bờ còn các vật liệu mịn, các chất keo có
khả năng vận chuyển đi xa nên lắng đọng xa bờ và
chậm hơn
 Do vậy các đá được thành tạo theo điều kiện lắng
đọng như đá trầm tích và phun trào dưới biển sẽ tạo
thành tính phân lớp.
TÍNH PHÂN LỚP (còn gọi là thớ lớp) là cấu tạo gồm các
lớp nằm chồng chất lên nhau thường thể hiện ở các lớp

đá có thành phần khác nhau, lớp dưới già hơn lớp trên.
3

Nghiên cứu tính phân lớp, ta có thể vẽ được mặt cắt địa
chất, giúp ta đối chiếu, so sánh các mặt cắt địa tầng,
nghiên cứu các biến dạng kiến tạo và xác lập lịch sử
phát triển các chuyển động kiến tạo, tiến hành tìm kiếm
4
các vỉa khoáng sản, dầu mỏ, nước ngầm...

2


8/24/2015

Lớp
Lớp là thể địa chất dạng tấm hay gần như thế bao gồm
một loại đá gần như đồng nhất có đặc tính thạch học,
hoá học, cơ lý, màu sắc, kiến trúc, và hoá đá chứa trong
đá. Lớp được giới hạn bởi hai mặt song song phân biệt
với các lớp liền kề (mặt phân lớp).

Lớp mới thành tạo thì nằm ngang, là dạng nằm điển
hình của đá trầm tích, đặc biệt là trầm tích biển. Đối với
trầm tích lục địa, do đa phần bị khống chế bởi mặt địa
hình lồi lõm nên dạng nằm thường là dạng thấu kính
5
hay nằm ngiêng.

Phân biệt lớp với …

Thớ lớp là tính chất phân
lớp của các đá chủ yếu là
của đá trầm tích. Chúng có
thành phần cấu trúc đồng
nhất và được lập lại nhiều
lần trong một lớp.
Vỉa là một đơn vị cấu tạo
nên các thành tạo trầm
tích. Mỗi vỉa gồm một hay
nhiều lớp tạo nên.
Tấm do khe nứt sinh ra
1,2,3: thớ lớp; I, II, III,…: lớp; A, B, C: vỉa

6

3


8/24/2015

II/ CÁC YẾU TỐ CỦA LỚP
Một lớp gồm hai mặt, trên gọi là nóc (mái), dưới gọi là
đáy (trụ, tường).
Hai lớp phân biệt bởi mặt phân lớp.

7

Bề dày
1. Bề dày thật (true thickness)
là khoảng cách ngắn nhất

giữa đáy và nóc.
2. Bề dày biểu kiến (apparent
thickness) là khoảng cách
từ một điểm của nóc đến
một điểm của đáy.
3. Bề dày thiếu là khoảng các
từ một điểm trong lớp đến
mặt lớp
8

4


8/24/2015

Mối tương quan
Từ bề dày biểu kiến người ta
có thể tính được bề dày thật
dựa theo mối tương quan
hình học của lớp đá với địa
hình.
Nếu gọi :
α: góc dốc của lớp đá.
β: góc dốc địa hình.
h: bề dày thật
l: bề dày biểu kiến.
 Tính bề dày thật dựa vào
bề dày biểu kiến

9

Tính bề dày thật dựa vào bề dày biểu kiến
1. Lớp nằm nghiêng, địa hình nằm ngang

10

5


8/24/2015

2. Theo tài liệu lổ khoan thẳng đứng

11

3. Địa hình và mặt lớp nghiêng về 2 phía

12

6


8/24/2015

4. Địa hình dốc hơn nghiêng cùng 1 phía với lớp

13

4. Địa hình có góc dốc nhỏ hơn góc dốc của lớp và
nghiêng cùng 1 phía (α>β)

14

7


8/24/2015

III/PHÂN LOẠI CÁC LỚP
1/ Phân loại theo bề dày: bề dày lớp phản ảnh thời gian
tích tụ, tốc độ trầm tích và hoạt động kiến tạo của vùng.
1cm – 3cm : vi phân lớp
3cm – 1dm rất mỏng
0.1 – 0.3 m: mỏng
0.3 – 1m : trung bình
1-3 m :dày
>3m : dạng khối

15

2/ Phân loại theo hình dạng
Về hình dạng có thể chia ra
làm bốn kiểu phân lớp chính:
a. Phân lớp song song
(ngang)
b. Phân lớp lượn sóng
c. Phân lớp xiên chéo
d. Phân lớp thấu kính
Ngoài ra, giữa chúng có
những kiểu phân lớp trung

gian chuyển tiếp

16

8


8/24/2015

• Hình dạng
• Điều kiện thành tạo trong môi trường trầm tích yên
tĩnh: hồ, đầm lầy, vũng vịnh, biển sâu …
• Ví dụ: ở đáy biển dưới mực tác động của sóng
17

2. Phân lớp hình sóng (sinuous bedding):

• Hình dạng: bề mặt và đáy của lớp có dạng sóng
nhưng không song song nhau
• Điều kiện thành tạo trong môi trường trầm tích
chuyển động sóng, hay chuyển động hình sóng, nơi
môi trường có chuyển động theo hai hướng khác
nhau, hay trong điều kiện chuyển động thay đổi có
chu kỳ
• Ví dụ: Nơi trầm tích ở đáy biển trong phạm vi tác
18
động của sóng, vùng hoạt động thủy triều…

9

8/24/2015

19

3. Phân lớp xiên (cross bedding)
• Hình dạng: Trong phạm vi 1 lớp còn có những thớ
lớp nhỏ nằm xiên so với nóc và đáy của lớp
• Điều kiện thành tạo trong môi trường trầm tích do tác
động của dòng nước chảy của sông, hồ, biển …
• Phân lớp xiên có hai dạng : phân lớp xiên đơn và
phân lớp xiên chéo

20

10


8/24/2015

Phân lớp xiên đơn các thớ
lớp thường song song và
nghiêng về một phía theo
hướng dòng chảy, thường
phát triển trong trầm tích
sỏi, cát, bột kết ở lòng
sông.

Hình: Phân lớp xiên ở sông

21

Phân lớp dạng thấu kính (phân lớp sóng xiên):
Mặt lớp rất cong, bề dày giảm đi nhanh chóng hai đầu
làm cho các lớp có dạng thấu kính. Thành tạo trong môi
trường thay đổi hướng nước hay gió một cách nhanh
chóng. Liên quan đến những nơi mà trầm tích cũ bị xói
mòn hoặc những vùng đáy lắng đọng không bằng
phẳng.

22

11


8/24/2015

IV/ MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC TẦNG PHÂN LỚP
1. Dạng nằm biển tiến thành tạo trong vùng sụp lún từ
từ lâu dài và trầm tích liên tục, sau đó vùng được nâng
lên nhanh chóng.
• Do sụp lún từ từ biển tiến vào lục địa (đường bờ thay
đổi) do vậy các lớp thành tạo sau phủ trên diện tích
rộng lớn hơn và phần rìa phủ trực tiếp lên móng cổ .
Lớp thành lập sau (lớp nằm bên trên) càng trẻ.
• Tại ngay trung tâm vùng biển tiến bề dày lớn và đầy
đủ các lớp trầm tích.
• Tướng đá chuyển từ hạt thô (bên dưới) đến hạt mịn
(bên trên).
• Các lớp đá đều có phủ lên móng cổ.

23

2. Dạng nằm biển thoái (regressive)
• Thành lập trong vùng sụp lún sau đó nâng lên từ từ
và trầm tích liên tục.
• Ban đầu do sụp lún nên trầm tích trên diện tích rộng
lớn, sau đó do sự nâng lên làm diện tích trầm tích bị
thu hẹp, các lớp nằm trên thì trẻ và phần rìa các lớp
trẻ không phủ trực tiếp lên móng cổ, chỉ có lớp dưới
cùng phủ lên móng cổ
• Bề dày ở trung tâm dày và đầy đủ lớp.
• Tướng đá đi từ mịn hạt (bên dưới) đến thô hạt (bên
trên)
24

12


8/24/2015

Biển tiến, biển thoái?

25

26

13


8/24/2015

3. Dạng nằm chuyển dịch (dạng nằm hỗn hợp)
• Hình thành trong một miền sụp không đều, một cánh
thì nâng lên, một cánh thì sụp xuống. Pha nâng lên
thành tạo theo thế nằm biển thoái, còn phía sụp tạo
thế nằm biển tiến.
• Trầm tích ở một lớp vắng mặt ở một bên, nhưng lại
nằm kề phía bên kia.
• Sự phân bố không đều về chiều dày, thành phần của
trầm tích và biểu hiện nghiêng về một phía

27

V/ SỰ THÀNH TẠO CÁC TẦNG PHÂN LỚP
Sự thành tạo các tầng phân lớp là do các chuyển động
kiến tạo chủ yếu là chuyển động nâng lên và hạ xuống
TẦNG ĐỊA TẦNG: gồm một nhóm các lớp có thành phần
khác nhau chuyển tiếp dần dần theo chiều ngang chứa
các nhóm hóa đá có cùng tuổi nhưng khác nhau về
giống và loài

28

14


8/24/2015

TẦNG THẠCH HỌC: gồm một nhóm các lớp giống nhau
về thành phần thạch học nhưng khác nhau về tuổi.

29

VI/ ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO BỀ DÀY TRẦM TÍCH
Sự hình thành bề dày trầm tích liên quan đến:
- Chuyển động thẳng đứng của vỏ Trái đất
- Vật liệu trầm tích
- Thời gian
- Điều kiện địa lý
- Điều kiện hóa lý
- Khí hậu
- Địa hình lục địa
- Đáy bể …
Vt = vận tốc của nâng lên
Vs = vận tốc của sụp lún
• Vt = Vs thuận lợi để tích tụ trầm tích
• Vt > Vs không thuận lợi
• Vt < Vs không thuận lợi

30

15