BÀI GIẢNG ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CHƯƠNG 4 ĐỊA MẠO VÀ KIẾN TẠO

Bài Giảng Địa Chất Công Trình

CHƯƠNG 4:
KIẾN TẠO VÀ ĐỊA MẠO

Chương 4: ĐỊA MẠO VÀ KIẾN TẠO
4.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỊA CHẤT LỊCH SỬ
Địa chất lịch sử là một môn học nghiên cứu về hoàn
cảnh và thời gian hình thành, quá trình tồn tại và
biến đổi của đất đá ở vỏ Trái đất.
 Nhiệm vụ của Địa chất lịch sử:
- Xác định tuổi của đá
- Xác định hoàn cảnh tự nhiên
- Xác lập lại các giai đoạn phát triển của vỏ Trái đất,
lịch sử và qui luật hình thành các dạng kiến trúc địa
chất trên vỏ Trái đất
 Hình thái mặt đất ngày nay - địa hình - là sản phẩm
của các quá trình địa chất lâu dài và phức tạp, có
ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động xây dựng. Địa Mạo
là lĩnh vực nghiên cứu địa hình có xét đến nguyên
nhân hình thành và xu thế phát triển.


Trang 1


Bài Giảng Địa Chất Công Trình

Chương 4: ĐỊA MẠO VÀ KIẾN TẠO
4.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TUỔI ĐẤT ĐÁ
Tuổi của đất đá là khoảng thời gian từ khi đất đá

được hình thành cho đến nay.
 3.2.1.Phương pháp xác định tuổi tuyệt đối: Phương
pháp đồng vị phóng xạ
 Đối với các loại đá cổ, người ta sử dụng các nguyên
tố bán hủy dài như nguyên tố Th (Thorium), U, còn
đá trẻ là nguyên tố có chu kỳ bán hủy ngắn như
carbon phóng xạ (C14).
 Tốc độ của quá trình phá hủy phóng xạ ở mỗi loại
nguyên tố không thay đổi. Chu kỳ bán hủy của mỗi
nguyên tố phóng xạ là thời gian mà một khối lượng
nào đó của chất phóng xạ bị phá hủy đi một nửa để
biến thành đồng vị bền vững.


Chương 4: ĐỊA MẠO VÀ KIẾN TẠO
4.2.1.Phương pháp xác định tuổi tuyệt đối:
Phương pháp đồng vị phóng xạ
Trong đá macma thường chứa cả U và Th, đồng thời chì
thường thấy có nguyên tử lượng là 207,2 là hỗn hợp của hai
đồng vị nên ta thường tính tuổi theo công thức sau:

Đối với những đá trẻ có tuổi 50.000 năm hay trẻ hơn (trầm
tích Đệ Tứ) thường sử dụng những nguyên tố có chu kỳ bán
hủy ngắn hơn, ví dụ nguyên tố C14.

Trang 2


Bài Giảng Địa Chất Công Trình

Chương 4: ĐỊA MẠO VÀ KIẾN TẠO
4.2.2.Phương pháp xác định tuổi tương đối của
đất đá

Là xác định thứ tự hình thành các lớp đá, tìm ra lớp đá
thành tạo trước, lớp đá thành tạo sau.
 *Phương pháp địa tầng: dựa trên quan hệ thế nằm của
các tầng đá để xác định tuổi tương đối của chúng và
các hiện tượng địa chất khác.


Chương 4: ĐỊA MẠO VÀ KIẾN TẠO
Phương pháp thạch học:
xác lập một tầng đá chuẩn (có những tính chất đặc biệt
về thành phần, màu sắc, bề dày…) rồi so sánh với các
tầng khác.

So sánh và hợp nhất địa tầng các mặt cắt theo thành phần đá

Áp dụng phương pháp thạch học địa tầng để lập cột địa
tầng trong vùng phát triển đá xâm nhập và đá trầm tích

Trang 3


Bài Giảng Địa Chất Công Trình

Chương 4: CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT ĐÁ
Phương pháp cổ sinh

Cúc thạch là sinh vật đặc trưng của
kỷ Trias

Hóa thạch lá cây kỷ Carbon

Hóa thạch chuồn chuồn kỷ Carbon

Chương 4: CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT ĐÁ
Phương pháp cổ sinh

Đá được hình thành cách nay 2 tỷ
năm trong môi trường thiếu oxi

Sinh vật tiền Cambri

Trang 4


Bài Giảng Địa Chất Công Trình

Chương 4: CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT ĐÁ

Phương pháp cổ sinh


Hóa thạch tiền Cambri

Hóa thạch cá kỷ Silur

Chương 4: CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT ĐÁ

4.2.3.Niên biểu địa chất
Theo niên biểu địa chất hiện tại thì lịch sử phát triển địa
chất của vỏ Trái đất được chia ra là 5 Đại (Era).
 Trong mỗi đại lại chia ra các Kỷ (Period), trong kỷ chia
ra nhiều Thế (Epoch). Các tập đá được thành tạo tương
ứng với các đại, kỷ, thế,… là các Giới, Hệ, Thống,…
được thể hiện theo bề dày của tập và đặc trưng về
thạch học cùng các tính chất khác gọi là thang địa tầng.
 Trên bản đồ địa chất người ta thể hiện tuổi đất đá bằng
màu và ký hiệu chữ Latinh.


Trang 5


Bài Giảng Địa Chất Công Trình

Chương 4: CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT ĐÁ
4.2.3.Niên biểu địa chất


Đệ tứ - Q:




Neogen (N):














Paleogen (P)
Creta (K)
Jura (J)
Trias (T)
Permi (P)
Carbon (C)
Devon (D)
Silur (S)
Ordovic (O)
Cambri ()

QIV (Holocene)
QI-III (Pleistocene)
N2 (Pliocene)
N1 (Miocene)

Trung sinh

Cổ sinh

Chương 4: ĐỊA MẠO VÀ KIẾN TẠO
4.3 Các giả thuyết Địa kiến tạo:
1.
2.
3.

1.
2.

Đại thái cổ ( Ackeozoi AR) là đại cổ nhất, kéo dài 3000 triệu năm,
Vỏ trái đất hoạt động mãnh liệt, đã có sự sống
Đại nguyên sinh (Proterozoi – PR) là đại sự sống kéo dài gần 2000
triệu năm là vi khuẩn, tảo
Đại cổ sinh (Paleozoi – PZ) kéo dài 345 triệu năm, vỏ trái đất bị ảnh
hưởng nhiều, động vật không xương sống phát triển mạnh gồm có
Cổ sinh thượng (PZ1) và Cổ sinh hạ (PZ2)
 Cổ sinh hạ có hoạt động uốn nếp và có sinh vật trên cạn
 Cổ sinh thượng có nhiều hoạt động tạo núi và bò sát khổng lồ
xuất hiện
Đại trung sinh (Mezozoi – MZ) kéo dài 45 triệu năm có nhiều hoạt
động địa chất bối tiếp
Đại tân sinh (Kainozoi – KZ) kéo dài 70 triệu năm, có nhiều hoạt
động tạo núi và thung lũng, động thực vật gần như hiện nay.

Trang 6


Bài Giảng Địa Chất Công Trình

Chương 4: ĐỊA MẠO VÀ KIẾN TẠO

4.4 Địa mạo:
Khái niệm: là hình dạng mặt đất có xét đến nguyên
nhân hình thành và xu thế phát triển của nó
2. Các dạng địa mạo theo nguyên nhân hình thành:
Địa mạo kiến tạo
Địa mạo xâm thực
Địa mạo tích tụ
3. Các dạng địa mạo dương: rặng núi, dãy núi, núi,
Đỉnh và ngọn núi, sơn nguyên, cao nguyên, Dải
đồi, Đồi
4. Các dạng địa mạo âm: Lòng chảo, khe hẻm,
Mương xói
1.

Chương 4: ĐỊA MẠO VÀ KIẾN TẠO
4.4 Địa mạo:


Địa mạo trong xây dựng
Địa mạo là yếu tố cơ bản trong việc khảo sát và thiết
kế , quy hoạch và thi công công trình xây dựng
Địa

mạo là yếu tố cơ bản tạo nên chế độ tiểu khí
hậu, thổ nhưỡng và nước ngầm

Yếu

tố địa mạo sẽ mang tính quyết định đến dạng
thiết kế, tính kinh tế và tính khả thi của công trình xây

dựng

Trang 7


Bài Giảng Địa Chất Công Trình

Chương 4: ĐỊA MẠO VÀ KIẾN TẠO
4.4 Địa mạo:
Các nhân tố hình thành địa mạo
Nhân tố kiến tạo: nhân chủ yếu tạo nên địa mạo



Nhân

tố đất đá: Vấn đề phong hóa đá sẽ tạo nên địa
mạo khác nhau

Nhân

tố khí hậu: có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián
tiếp đến sự hình thành địa mạo qua khí tượng thủy
văn (ảnh hưởng trực tiếp) và qua thực vật, thổ
nhưỡng (ảnh hưởng gián tiếp)

Nếp uốn
Nếp uốn
Là tầng đá bị uốn cong, nghiêng đảo nhưng không mất tính
liên tục.



- Nếp uốn lồi là dạng uốn cong của các lớp đá, hướng bề lồi lên
phía trên. Vùng trung tâm của nếp uốn lồi đất đá có tuổi già hơn
đất đá xung quanh.
- Nếp uốn lõm là dạng uốn cong của các lớp đá, hướng bề lõm
xuống phía dưới. Vùng trung tâm của nếp uốn lõm đất đá có tuổi
trẻ hơn đất đá xung quanh.

Trang 8


Bài Giảng Địa Chất Công Trình



2.2.2. Biến dạng đứt gãy làm cho tầng đá mất tính liên
tục và hoàn chỉnh.

Thuận

Là sự dịch chuyển nâng lên hạ xuống của các lớp đất đá
làm cho mất tính liên tục của các lớp đất đá

Đứt gãy

Đứt gãy thuận (phay thuận): là những đứt gãy trong
đó mặt đứt gãy dốc về phía đá tụt xuống. Khi đứt
gãy là ranh giới của 2 loại đất đá khác nhau, mặt đứt
gãy hướng về phía đất đá có tuổi trẻ hơn thì đó là

đứt gãy thuận.

Đứt gãy

Trang 9


Bài Giảng Địa Chất Công Trình

Đứt gãy nghịch (phay nghịch): là những đứt gãy trong
đó mặt đứt gãy dốc về phía đá trồi lên. Khi đứt gãy
là ranh giới của 2 loại đất đá khác nhau, mặt đứt gãy
hướng về phía đất đá có tuổi già hơn thì đó là đứt
gãy nghịch.

Nghịch

Đứt gãy

BÀI TẬP VỀ NẾP UỐN – ĐỨT GÃY – SỰ NÂNG LÊN
HẠ XUỐNG CỦA VỎ TRÁI ĐẤT.
1/Xác định loại đứt gãy ở A và B


Hình A

Hình B

Trang 10

Bài Giảng Địa Chất Công Trình

2/Xác định loại đứt gãy ở A và B

3/Xác định uốn nếp và đứt gãy. Khi thành tạo các lớp đất
đá trên thì mặt đất nâng lên hay hạ xuống.

Cát kết tuổi
Creta (aK)
Sét kết tuổi Jura
(amJ)
Đá vôi tuổi
Paleogen (P)

Trang 11


Bài Giảng Địa Chất Công Trình

4/Xác định uốn nếp và đứt gãy. Khi thành tạo các lớp đất
đá trên thì mặt đất nâng lên hay hạ xuống.
Cát kết tuổi Jura
(aJ)
Sét kết tuổi Creta
(amK)
Cuội kết tuổi
Trias (T)



Khe nứt phân chia khối đá thành những khối nhỏ, làm
cho khối đá giảm độ bền hoặc thậm chí mất tính liên tục.
Khe nứt là những đứt gãy nhỏ ở trong đá nhưng không
có sự dịch chuyển hoặc sự dịch chuyển có độ lớn
không đáng kể.

KHE NỨT

Trang 12


Bài Giảng Địa Chất Công Trình

 Phân

loại dựa vào độ hở
 Khe nứt hở
 Khe nứt kín
 Khe nứt ẩn
 Phân loại theo quan hệ với đường phương:
 Khe nứt ngang: trục vuông góc với đường phương
 Khe nứt dọc: trục song song với đường phương
 Khe nứt chéo: có trục cắt đường phương 1 góc nhọn
 Phân loại dựa vào góc dốc:
 Khe nứt đứng: góc dốc mặt nứt 800 – 900
 Khe nứt dốc: góc dốc mặt nứt 450 – 800
 Khe nứt thoải: góc dốc mặt nứt 100 – 450
 Khe nứt ngang: góc dốc mặt nứt 00 – 100

Phân loại khe nứt (xem thêm tài liệu)



Chỉ tiêu chất lượng đá RQD (Rock Quality Designation)
là tỷ số giữa tổng chiều dài các lõi đá dài hơn 10cm và
tổng chiều dài mét khoan được biểu diễn bằng đơn vị
phần trăm (%).
Căn cứ trên giá trị RQD,
phân chia chất lượng
đá: Rất tốt (khi RQD: 90
– 100%), Tốt (khi RQD:
75 – 90%), Trung bình
(khi RQD: 50 – 75%), Xấu
(khi RQD: 25 – 50%) và
Rất xấu (khi RQD:
<25%).

Phương pháp nghiên cứu đánh giá khe nứt

Trang 13


Bài Giảng Địa Chất Công Trình

1.0m

7.0m

16.0m

lõi khoan từ 0 – 25m.
25.0m

Trang 14