Quá trình thành đá và biến đổi đá trầm tích

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.52 MB, 4 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

1260 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

Quá trình thành đá và biến đổi đá trầm tích

T râ n N uhi. K hoa Đ ịa ch ât,

T rư ờ n g Đ ại h ọ c K h o a h ọ c T ự n h iên (Đ H Q G H N ).

G iới thiệu

Thành đá là quá trình biến đổi vật liệu trầm tích 
thành đá trầm tích. Đó là quá trinh biến đổi một hệ 
thống nhiểu thành phẩn (khí, lỏng, rắn) khơng cân 
bằng thành một hệ thống cân bằng trong điểu kiện 
nhiệt đ ộng mới.

Bản chât của thành đá là nhũng quá trinh lý - 
hóa, hóa học và sinh học, gồm sự gắn kết, nén chặt, 
giảm nước, keo già, sự thành tạo khoáng vật mới và 
tái phân bô' thành phẩn vật chât.

Khi bị chôn vùi và bị đè nặng dưới các lớp trầm 
tích mới thì trầm tích cũ đã có sự phân đới một cách 
tự nhiên theo mặt cắt và tương thích với tính giai 
đoạn.

Sau khi đã thành đá, quá trình biên đối tiếp tục 
xảy ra, các nhà khoa học N ga gọi đỏ là quá trinh biến 
đổi thứ sinh, hay gọi tắt là biến đổi đá trầm tích, bao 
gồm biến đổi hậu sinh (epigenesis hoặc katagenesis) 
và biến sinh (m etagenesis).

N ghiên cứu các giai đoạn biến đổi đá trầm tích có 
nhừng ý nghĩa sau đây.

- Khôi phục lịch sư địa châ't của các đá, nhât là đá 
lục nguyên;

- Xác định được m ối quan hệ giũa trầm tích và 
kiến tạo. M ức độ biến đổi thứ sinh phan ánh c h ế độ 
bồn trùng và cường đ ộ chuyên động kiến tạo;

- Xác định được mức độ và nguyên nhân biến đổi 
than, sự phân hủy tạo hydrocarbur lòng và khí, giai 
đ oạn tập trung và biến chât nhờ m ức độ biến đổi đá 
vây quanh;

- Đánh giá và phân loại chât lượng đá gom 
(collector) dẩu khí, khi đ ó độ rỗng và độ thâm là 
hàm s ố cùa các tham s ố trầm tích và kiến trúc do 
biến đổi thứ sinh quyết định;

- N ghiên cứu biến đổi thứ sinh có th ể phân chia 
được ranh giới địa tầng.

Q uá trình thành đá 
Quá trình thành đá sớm

Trong quá trình thành đá sớm, tương ứng với 
trầm tích lớp tầng mặt đang còn ả trạng thái bở rời 
hoặc gắn kết yếu [H.1], mồi trường oxy hóa đóng vai 
trò chu đạo. Thời kỳ này xảy ra sự tương tác giừa

d u n g dịch bùn với hạt vụn đ ế thành tạo các khoáng 
vật tại sinh có nguồn gốc keo và dung dịch thật. Nếu 
trong môi trường biến có đ ộ pH > 8 - 9 , thạch anh và 
felspat có thế bị hịa tan - gặm mòn, mica bị thuy

phân thành hydrom ica giải phỏng cation và keo 
SiCh.nl-hO vào dung dịch. Đ ổng thời kê't tủa calcit, 
đolom it, m agnesit trong điểu kiện oxy hỏa và các 
khoáng vật vơ định hình như siderit - đặc trưng cho 
môi trường khư và trung tính. Các khoáng vật chứa 
Fe - Mg như pyroxen, am phibol, biotit trong mơi 
trường trung tính và oxy hóa yếu bị thuy phân biến 
thành glauconit.

Trong môi trường lục địa (pH < 7) sẽ xày ra quá 
trinh ăn m òn carbonat, phosphat, felspat và mica 
biến thành kaolinit.

H ìn h 1. C át dính kết yếu, giai đ o ạ n th àn h đ á s ớ m . C á t tuổi 
P le is to c e n g iữ a, T ây N am Bộ. N+, X 120 (Trần Nghi, 1997).

Quá trình thành đá muộn

Trong quá trình thành đá m uộn, mơi trường khử 
đ ón g vai trò áp đào, xuât hiện quá trình tái phân b ố 
thành phần vật chât hòa tan nơi này, kết tủa nơi kia. 
Sự thành tạo khoáng vật mới tăng lên - tạo kết hạch 
dạng lớp và xi m ăng của đá vụn cơ học.

Vật châ't hửu cơ trong môi trường thiếu Ơ2 bị

phân hủy, giải phóng khí H2S và CO2 vì vậy các kết 
hạch pyrit, siderit bắt đẩu xuất hiện trong các lớp 
argilit và cát - bột kết trong điểu kiện khử, khử yếu 
và acid yếu. Trong trường hợp pH > 7,5 - các kết 
hạch calcit, dolom it lại được thành tạo, có thê liên 
quan đến hai điểu kiện - môi trường n gu yên thuy 
nghèo vật chât hữu cơ hoặc độ kiềm tiềm tàng lớn.

Q uá trình biến đ ổi đá trầm tich 
Quá trình hặu sinh

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Q TRÌNH TRẦM TÍCH 1261

quá trinh hỏa-lý và ca-lý, làm thay đổi tửng phẩn 
kiến trúc và thành tạo khoáng vật mới.

Trước đây Rukhin N .v . đà dùng thuật ngừ 
"epigenes" ('Jimiene;s) đô chi các quá trình biến đối 
thứ sinh, biên chất sớm và cả phong hỏa. v ề sau 
V asoevitch, Strakhov, Teodorovitch, v.v... đã đê nghị 
d ù n g thuật ngữ "katagenes" (Kararene;*) đ ế chi môi 
quá trinh biến đối thú sinh, o Việt Nam thuật ngũ 
"katagenes" được su d ụ n g một cách phô biến với 
nghĩa là "hậu sinh".

C á c th ờ i k ỳ h ậ u s in h

Thời kỳ hậu sinh sớm: Khoáng vật nguyên thủy 
vẫn còn đư ợ c bảo tổn, các manh vụn đá và khống 
vật khơng bền vẫn chưa bị biến đổi hoàn toàn.

N h ữ n g m ảnh đá như đá phun trào, thủy tinh núi 
lua, biotit, pyroxen, am phibol, v.v... thường bị chlorit 
hóa, kaolinit hóa, hydrom ica hóa hoặc zeolit hóa 
nhẹ. Đặc biệt khoáng vật sét hầu như vân còn giừ 
đ ư ợ c nguyên thủy, chi bị sericit hóa từng phần 
n h u n g rât yếu.

Độ rỗng chung của đá cát kết giảm 40 - 30% 
(trong giai đoạn thành đá) và xuống 15 - 10% (trong 
thài kỳ hậu sinh sớm).

Đi cùng với quá trình trên, ranh giới tiếp xúc giừa 
các hạt vụn thạch anh - thạch anh, thạch anh-felspat, 
felspat - felspat hoặc giữa mành đá (quartzit, silic) 
với thạch anh và felspat thay đổi từ tiếp xúc điểm và 
đư ờ ng thăng [H.2] (trong giai đoạn thành đá) sang

tiếp xúc đường cong [11.3].

H ìn h 3. C á t kết N eo g en , T áy N am Bộ. R anh giới tiếp xúc hạt 
vụn kiếu đ ư ờ n g cong. Giai đ o ạ n h ậu sinh sớ m . N+ X 40.
(Trần Nghi, 1997).

Thời kỳ hậu sinh muộn: Các dâu hiệu đặc trưng cho 
thời kỳ hậu sinh m uộn gồm:

- Vật chất hữu cơ và sét đã bị biến đổi mạnh;
- Than đá bị đ óng cục rắn chắc đạt tới nhãn hiệu 
than mờ, than cốc, than dính kết và một phần than
gầy;

- Đá argilit đã bị sericit hóa khoảng 50%. Các vi 
vảy sericit và vật chat than xếp định hướng;

- Đ ối với đá vụn cơ học - có nhũng biến đổi đặc 
trưng sau đây: ranh giới tiếp xúc hạt vụn phổ biến là 
các kiếu kết hợp thể hiện 3 q trình hịa tan - nén ép
- tái kết tinh xảy ra đ ổn g thời và khá mạnh m ẽ [H.4].

H ình 2. Cát kết Neogen, Tây Nam Bộ. Ranh giới tiếp xúc hạt 
vụn kiéu đường thẳng. Giai đoạn thành đá muộn. N+, X 120
(Trần Nghi, 1997).

Trong giai đoạn này, than nâu đã biến thành than 
đá (than lừa dài và một phẩn than khí).

Khống vật m ới hình thành trong xi m ăng của đá 
vụn là chalcedon, chlorit, goethit, lim onit (tướng cát 
kết lịng sơng) và chalcedon - hydromica, chlorit 
Mg - Fe, hydrom ica - chlorit Mg-Fe, calcit (đặc trưng 
cho tướng cát kết biển).

Hình 4. Cát kết Oligocen hạ bồn Cửu Long. Ranh giới tiếp xúc 
hạt vụn kiểu đường cong kết hợp và ràng cưa. Giai đoạn hậu
sinh muộn. N+, X 40 (Trần Nghi, 1997).

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

1262 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

Các hạt vụn biotit Fe - M g thường bị n cong, 
hydrom ica hóa, biotit có màu vàn g k h ơn g đa sắc

hoặc màu đa sắc không đổng nhât, đ ôi khi bị chlorit 
hóa từng phẩn.

Xi măng: đối với cát kết có n gu ồ n g ốc biến, calcit 
phát triển chiếm tỷ lệ cao và kích thước nừa tự hình 
phân b ố trong xi m ăng người ta gọi là đ ớ i calcit hóa. 
N hừ ng tô hợp cộng sinh khác thư ờ ng g ặp trong xi 
m ăng gổm chalcedon - thạch anh, chlorit M g - Fe - 
hydrom ica, goethit - hematit, đơi khi có albit, ep id o t 
vi tinh, được thành tạo nhờ d u n g dịch lỗ h ô n g giàu 
cation kiểm, M g+2, A l+3 và C r 3. Đ ộ rỗng của đá vụn 
cơ học giảm xuống còn 10 - 4%.

Đá vôi chuyên từ vi hạt bị tái kết tinh thành kiến 
trúc hạt không đểu. Đôi khi trong đá vôi trứng cá 
xuât hiện câu tạo đường khâu (stylolit).

Hình 5. C á t kết O ligocen mỏ B ạch Hổ. B iến đổi hậu sinh 
muộn. Phát triển thạch anh thử sinh trong mảnh vụn đá
quartzit và riềm thạch anh thứ sinh của hạt vụn thạch anh tha
sinh. N \ X 4 0 (Trần Nghi, 1997).

Quá trình biến sinh

Giai đoạn biến sinh là giai đ oạn đá bị biến đổi 
mạnh mẽ v ề thành phần khoáng vật, kiến trúc và đá 
trầm tích đã có nhiều dấu hiệu của đá biến chất dưới 
tác dụng của nhiệt đ ộ và áp suât tăng cao.

Giai đoạn biến sinh thường gặp trong các bổn

trũng phát triển ở những khu v ự c có c h ế đ ộ kiến tạo 
hoạt đ ộng mạnh, địa tầng sụt lún. Đ ôi khi các d ò n g 
nhiệt dưới sâu được đưa lên và hoạt đ ộ n g của áp 
suât m ột chiểu đóng vai trị quan trọng h on là 
gradien địa nhiệt và áp suât thủy tĩnh.

C ác th ờ i k ỳ b iế n s in h

Thời kỳ biến sinh sớm: Thường xày ra biến đổi biến 
sinh sớm ờ độ sâu 7.000 - 8.000m , nhiệt đ ộ đạt tới 
200 - 3 0 0 ’C, áp suất 2.000 - 3.000 atm.

D ung dịch lơ hơng có tính kiểm ổn định nên sự 
tái phân b ố S1O2 diên ra trong m ột phạm vi khá rộng.

- Dá vụn cơ học: phát triển ranh giỏi tiếp xúc kiêu 
vi đường khâu, đường cong và kết hợp. Trong lát

m ỏng thạch học, đôi khi thây rõ các vi đường khâu 
định hướng theo mặt lớp (d o áp suâ't thủy tĩnh) và 
cắt mặt lớp (do áp suât kiến tạo).

Hạt vụn thạch anh thường bị biến đối nhu sau: bị 
gặm mòn dạng eo vịnh, tái kết tinh thành chuỗi 
thạch anh vi hạt định hướng bám vào thạch anh 
nguyên thủy, có hiện tượng hóa hạt hoặc tắt làn són g 
do bị ép.

Hạt vụn felspat vừa bị hòa tan gặm mòn plagioclas, 
vừa bị albit hóa, sericit hóa vừa bị calcit hóa. Hạt vụn

biotit vân còn giữ được tàn dư, tuy nhiên đà bị sericit 
hóa, chlorit hóa và bị xé rách hai đẩu. Thời kỳ này, 
pyroxen và amphibol khơng cịn nữa.

Tùy thuộc vào thành phần vật chât ban đẩu của 
cả xi m ăng và hạt vụn mà nển xi m ăng của cát kết đa 
khoáng thường bị biến đổi phức tạp, xuất hiện các tô 
hợp cộng sinh nhừng khoáng vật mới:

+ Thạch anh - sericit - calcit [H.6Ị;
+ Calcit - sericit - chlorit;

+ Albit - epidot vi hạt - sericit;

+ Pum pelit dạng sợi - stillpnom elan ẩn tinh - 
chlorit.

- Đá có kiến trúc dạng quartzit, độ rỗng giảm 
xuống 5 - 2%;

- Đá argilit có kiến trúc vảy biến tinh, chủ y ếu là 
hydrom uscovit, chlorit Mg - Fe, hyđrobiotit;

- Đá vôi tái kết tinh bị hòa tan tùng phần, phát 
triển nhiều đường khâu được lâp đẩy sét và oxid sắt;

- Than dính kết (trong giai đoạn hậu sinh m uộn) 
đã biến thành than gầy, anthracit và nửa anthracit.

H ình 6. Calcit thứ sinh thay thế và giả hình theo plagioclas

trong cát kết Oligocen mò Bạch Hổ. Giai đoạn biến sinh sớm.
N+, X 40. (Trần Nghi, 1997).

Thời kỳ biến sinh muộn: Xàv ra ờ độ sâu 9.000 - 
10.000m, T° >

300°c,

p > 3.000atm.

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Q TRÌNH TRẦM TÍCH 1263

Đặc diêm chung cua thời kỳ biến sinh là có một 
đớ i trầm tích phát triên các tơ hợp khống vật mới, 
đặc trung là sericit, chlorit Mg - Fe, albit, epidot vi 
hạt và kiên trúc dạng biến tinh, tiếp xúc giừa các hạt 
có dạng đường khâu, thạch anh phát triển các chùm 
và chuôi hạt định hướng, mà người ta gọi là hạt 
thạch anh "mọc râu".

Có thế phân biệt chi tiết sụ biến đối cua tửng 
loại đá:

- Dá vụn cơ học: Hạt vụn chi còn giừ được dạng
ngu yên thùy không bị tái kết tinh khoang 20%. Đá 
giàu xi m ăng sét có câu tạo dạng phiến, phân tụ định 
hướng dạng khúc dổi, thạch anh "mọc râu", xi m ăng 
có kiến trúc vi váy biến tinh. Đá nghèo xi măng, giàu 
thạch anh cỏ d ạng quartzit. Tiếp xúc các hạt kiểu 
đ ư ờ ng khâu. H ệ số biến đ ổi (I) đạt tới 0,7 - 0,9. Trong 
thời kỳ này biotit vụn biến mất; chỉorit, sericit được 
tạo thành. Các tơ hợp khống vật mới thường gặp 
trong nền xi m ăng của đá vụn là:

+ Sericit-m uscovit-chlorit Mg - Fe (đối với đá
đa khoáng);

+ Albit-stiỉpnom elan-chlorit-epidot.

- Đôĩ với đá sét - bị biến đối thành đá phiến giống
phylit với loạt khoáng vật cộng sinh phát triển theo

hư ớ ng n gư ợ c vói phong hóa: kaolinit —> hydromica 
—> sericit —> m uscovit. Thời kỷ biến sinh m uộn đã bỏ 
qua giai đ oạn kaolinit và hydrom ica.

- D ôĩ với than đá - chu yếu là than anthracit và
anthracit bị graphit hóa.

- Dơĩ với đá vôi - đá bị hoa hóa, kiến trúc hạt nhỏ,
calcit nửa tha hình xen kẽ nhiều hạt calcit lớn 
nửa tự hình.

Tài liệu th am k h ả o

P e ttijo h n F.J., P o tte r P.E., Siever R., 1986. Sand an d sa n d sto n e .
Spriĩĩger-Verỉag. 553 pgs. N ew York, B erlin, H eid elb erg , 
L o n d o n , P aris, T okyo.

T rầ n N g h i, 2010. T rầm tích lu ận tro n g địa ch ất b iên và d ầ u khí.
N X B Đại học Quốc gia Hà Nội. 328 tr. H à Nội.

T rầ n N g h i, 2013. T rẩm tích học. N X B Dại học Quốc gia Hà Nội. 
471 tr. H à N ội.

/ìo rB H H eH K O B .H ., 1 9 7 6 . r ic T p o rp a Ộ M íi o c a4 0MHi>ix Iio p o /V

H aựH H oe li.id a m eA b C tm o . / I e n u n r p a 4 . 4 0 0 c r p .

M ii/ib H e p r . B., 1968. FIeTporpacỊ)MM ocaAOMHbix n o p o d / T o m II.

Heờpa usờameAbCtneo. 5 74 C T p . MocKBa..

PyxMH A .B ., 1969. OcHOBbi /HiTCMoriiii. roczeomexusdam. 850
CTp. M o c K B a .

Chu kỳ trầm tích

T rầ n N ghi. K h o a Đ ịa ch ất,

T rư ờ n g Đ ại học K h o a h ọ c T ự n h iê n (Đ H Ọ G H N ).

G iới thiệu

Chu kỳ trầm tích là sự lặp đi lặp lại có chu kỳ của 
thành phẩn đ ộ hạt và tướng trầm tích trong cột địa 
tầng.

Theo định nghĩa đ ó chu kỳ trầm tích thê hiện rất 
rõ trong các thành hệ flysh, loạt trầm tích chứa than, 
trầm tích Kainozoi chứa dầu khí, đặc biệt là trong 
trầm tích Đ ệ Tứ ò các đ ồ n g bằng ven biển Việt Nam .

Thành phẩn độ hạt lặp lại có chu kỳ là dâu hiệu 
trực giác rất dê nhận biết. Ví dụ, năm phức tập của

trầm tích Đệ Tứ ơ thềm lục địa Việt Nam tương ứng 
với năm chu kỳ trầm tích. Mờ đẩu các chu kỳ là trầm 
tích hạt thơ (cuội, sạn, cát) và kết thúc là trầm tích 
hạt mịn (bột, sét). Theo hướng đó tướng trầm tích 
lặp lại tương ứng với thành phần độ hạt. Mờ đẩu 
chu kỳ là tướng cuội, sạn, cát lịng sơng biên thâp, 
kết thúc chu kỳ là tướng cát, bột sét biến cao.

P h â n loại ch u kỳ trầm tích

Chu kỳ trẩm tích có quy m ô và thời gian địa chât 
khác nhau tùy thuộc vào các nguyên nhân tạo ra 
chu kỳ.

Chu kỳ trầm tích liên quan đến s ự thay đồi khí hậu
C hu kỳ trầm tích do biến đổi khí hậu thế hiện 
trực tiếp qua các chu kỳ băng hà và gian băng làm 
thay đ ổ i m ực nước biển tồn cầu. Ví dụ, trong 
P liocen trên thềm lục địa Việt Nam có 3 chu kỳ, môi 
chu kỳ kéo dài gần 2 triệu năm.

</div>

Quá trình thành đá và biến đổi đá trầm tích

<b>Quá trình thành đá và biến đổi đá trầm tích</b>

<b>300°c, </b>

<b>Chu kỳ trầm tích</b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về