Bài giảng Địa chất công trình: Chương 1.4 - Dr.-Ing. Nguyễn Quang Tuấn

Trường Đại học Thủy lợi
Bộ môn Địa kỹ thuật

Bài giảng mơn học
Địa Chất Cơng Trình

Chương 1
CÁC LOẠI ĐÁ TRONG VỎ QUẢ ĐẤT
VÀ ĐỊA TẦNG
Giảng viên:

Dr.-Ing. Nguyễn Quang Tuấn

1


Bài 4
ĐỊA TẦNG VÀ THỜI GIAN ĐỊA CHẤT


Nội dung:
1.Tuổi của đất đá và hiện tượng địa chất
2.Phân chia địa tầng
3.Chỉnh hợp và bất chỉnh hợp
4.Thời gian địa chất – Niên biểu địa chất


Địa tầng học là một chuyên ngành trong địa

chất chuyên nghiên cứu phân chia đất đá của vỏ quả
đất thành các đơn vị địa tầng thông qua các dấu hiệu

nhận biết, mô tả, trật tự sắp xếp không gian của
chúng.
Các đơn vị địa tầng được phân chia là các

thành tạo (các lớp đất, đá) theo thời gian
Tuổi của đất đá?


1. Tuổi của đất đá và hiện tượng địa chất:


Tuổi của đất đá: Là khoảng thời gian từ khi
đất đá thành tạo đến nay



Đá magma: từ khi dung nham đông cứng



Đá trầm tích: từ khi bắt đầu trầm đọng



Đá biến chất: từ khi các nhân tố gây biến chất
bắt đầu tác dụng



Tuổi của hiện tượng địa chất là khoảng thời gian

từ khi tác nhân gây hiện tượng bắt đầu tác động
Tuổi của đất đá và các hiện tượng địa chất xác xác định chính được xác theo theo năm
hay triệu năm được gọi là tuổi tuyệt đối. Khi chỉ cần xét quan hệ già trẻ, trước sau
giữa các tầng đất đá, tuổi xác định được là tuổi tương đối.


Các phương pháp xác định tuổi:


Xác định tuổi tuyệt đối: Phương pháp đồng vị
phóng xạ:



Xác định tuổi tương đối:


Phương pháp địa tầng



Phương pháp cổ sinh



Phương pháp thạch học


a. Phương pháp đồng vị phóng xạ

Nguyên tắc của phương pháp: dựa vào sự có mặt
của các nguyên tố phóng xạ và các đồng vị tương ứng
là sản phẩm cuối cùng của sự phân rã nguyên tố
phóng xạ ấy.
VD:






Là phương pháp dùng để xác định tuổi tuyệt đối của
đất đá.
Đối với đá cổ, căn cứ vào các nguyên tố có chu kỳ
bán rã dài. Đối với đá trẻ, căn cứ vào các nguyên tố
có chu kỳ bán rã ngắn.


b. Phương pháp cổ sinh
Dựa vào hóa thạch có
trong đá trầm tích để xác
định tuổi của đá

Source: g/introductorymaterial/geologic-time/principles-of-geology/

Minh họa sự phát triển của giới sinh vật trên trái đất

Source: Wikipedia

b. Phương pháp cổ sinh:
Dựa vào tuổi của hóa thạch có trong lớp đất đá để xác
định tuổi của đất đá.
 Tuổi của đá bằng tuổi của hoá thạch chứa trong tầng
đá đó
 Hố thạch dùng để xác định tuổi của đá gọi là hố
thạch chỉ đạo:








Là hóa thạch của loại sinh vật phổ biến trong vỏ quả đất
Là hóa thạch của loại sinh vật chỉ tồn tại và phát triển trong
một khoảng thời gian ngắn
Hóa thạch bảo tồn tốt

Phương pháp cổ sinh chỉ áp dụng cho đá trầm tích


c. Phương pháp thạch học:







Nguyên tắc của phương pháp: Đất đá cùng tuổi, cùng
điều kiện hình thành) sẽ giống giống nhau về đặc
điểm thạch học (về thành phần kiến trúc, cấu tạo, sự
sắp xếp và các đặc điểm khác)
So sánh tầng cần xác định tuổi với tầng đã biết tuổi
Nếu hai tầng có cùng các đặc trưng thạch học thì có
tuổi bằng nhau
Tầng được chọn đã biết trước tuổi để làm chuẩn so
sánh (có tính chất đặc biệt về thành phần, màu sắc, bề
dày) gọi là tầng đánh dấu


d. Phương pháp địa tầng:
Nguyên tắc: Dựa trên quan hệ thế nằm của các tầng đá
với nhau để xác định tuổi tương đối của đất đá và các
hiện tượng địa chất.
 Đá trầm tích và magma phun trào: thành tạo trước
có tuổi già hơn  nằm dưới
 Đá magma xâm nhập: đá bị xâm nhập cổ hơn đá
xâm nhập
 Đá biến chất: Đá bị biến chất (đá gốc) cổ hơn đá
biến chất
 Khe nứt, đứt gãy: trẻ hơn tầng đá bị cắt qua


8

9

10 11

15 14 13 12

6

7

5

4

3

2

1


2. Phân chia địa tầng


Là sự phân chia và sắp xếp các lớp đất đá của một khu vực
thành các đơn vị địa tầng (còn gọi là phân vị địa tầng).



Đơn vị phân chia là thành hệ và hệ tầng


Thành hệ là một thể trầm tích (các lớp trầm tích) phát
triển liên tục. Giữa các thành hệ được phân biệt với

nhau bằng sự gián đoạn kiến tạo – bào mòn. Thành hệ
được chia nhỏ thành các hệ tầng.


Hệ tầng là một tập hợp thành tạo trầm tích được đặc

trưng bởi tính đồng nhất của đất đá trong tập hợp ấy.


Ranh giới giữa các thành hệ và hệ tầng không nhất thiết
phải trùng với các phân vị cơ bản của thang địa tầng


3. Chỉnh hợp và bất chỉnh hợp
Sự hình thành các đơn vị địa tầng có thể liên tục hoặc khơng

liên lục theo thời gian, thể hiện qua mối quan hệ tiếp xúc (ranh
giới) giữa các đơn vị địa tầng. Ranh giới giữa các đơn vị địa
tầng có thể là các dạng sau:


Quan hệ chỉnh hợp:
Các lớp trầm tích song song, liên tục, không
gián đoạn



Quan hệ bất chỉnh hợp:


Bất chỉnh hợp địa tầng

Các lớp song song, nhưng có bề mặt bóc mịn
thể hiện sự gián đoạn trầm đọng


Bề mặt
bóc mịn

Bất chỉnh hợp góc

Có bề mặt bóc mịn và các lớp trên và dưới
bề mặt bóc mịn khơng song song, thể hiện sự
gián đoạn trầm đọng và có q trình uốn nếp
trước q trình bóc mịn

Bề mặt
bóc mịn


A, B, C, E, F: các lớp đá trầm tích
D, G: đá magma xâm nhập
H: bề mặt bất chỉnh hợp

Xác định thứ tự hình thành?

4. Thời gian địa chất – Niên biểu địa chất









Lịch sử địa chất rất lâu dài, không thể dùng đơn vị
“năm” để nghiên cứu, người chia các thời kỳ lịch
sử địa chất thành “niên biểu địa chất” (thang phân
chia các thời kỳ lịch sử địa chất)
Cơ sở phân chia:
Hoạt động địa chất
Đặc điểm địa lý
Sự phát triển của thế giới sinh vật
Phân chia thành các đơn vị thời gian  thang thời
gian:
- Đại (5 đại)
- Kỷ (12 kỷ)
- Thế
- Kỳ


Thời gian địa chất
Đại
Tân sinh
Kainozoi - KZ

Trung sinh
Mezozoi - MZ

Cổ sinh
Paleozoi - PZ

Nguyên sinh
Proterozoi - PR
Thái cổ
Ackeozoi - AR

Kỷ

Thời gian
(triệu năm)

Đệ tứ - Q

0-2

Neogen - N

2-26

Paleogen - P

26-66

Kreta - K

66-144

Jura - J

144-208

Triat - T

208-245

Pecmi - P

245-286

Cacbon - C

286-360

Devon - D

360-408

Silua - S

408-438

Ocdovic - O

438-495

Cambri - €

495-545

Hoạt động
Kiến tạo

Sinh vật điển hình
Con người

Chu kỳ
Anpi

Đv có vú, chim, cá

Chu kỳ
Kimmeri

ĐV: cá, chim, bị sát
TV: thơng, tuế, tùng,
dương xỉ, cây có hoa

Chu kỳ
Hecxini

Chu kỳ
Caledoni

thực vật lộ trần,

hoa hạt trần
ĐV: ruột khoang, tay
cuộn trùng lỗ, lưỡng cư
thực vật cấp thấp,
ĐV không xương sống
bọ 3 thùy, bọ khung cứng

545-2500

Tảo, vi khuẩn
bọ khung cứng

2500-4600

bắt đầu xuất hiện

Tiền Cambri


Mối quan hệ giữa thời gian địa chất và thang địa tầng

Trong một đơn vị thời gian trong lịch sử địa chất
sẽ được trầm đọng một tầng đất đá (một đơn vị địa
tầng)  thang địa tầng tương ứng với thang thời
gian.

Các đơn vị trong thang địa tầng lấy tên của đơn vị
trong thang thời gian tương ứng

Niên biểu 

Thang địa tầng
Đại

Giới
Kỷ

Hệ
Thế 
Thống
Kỳ

Bậc


Câu hỏi ôn tập
1.

2.
3.

4.

5.

6.

7.

Tuổi của đá? Cách xét tuổi của từng loại đá mắc ma,
trầm tích và biến chất?

Các phương pháp xác định tuổi của đá?
Nguyên tắc của từng phương pháp xác định tuổi của
đá?
Phân biệt chỉnh hợp và không chỉnh hợp? Vẽ hình
minh họa các dạng khơng chỉnh hợp?
Ý nghĩa của mỗi dạng không chỉnh hợp?
Tại sao phương pháp cổ sinh chỉ áp dụng để xác định
tuổi của đá trầm tích?
Định nghĩa hóa thạch chỉ đạo trong phương pháp cổ
sinh? Định nghĩa tầng đánh dấu trong phương pháp
thạch học?