Bài giảng Địa chất công trình - Chương 4: Địa chất lịch sử

CHƯƠNG 4: ĐỊA CHẤT LỊCH SỬ

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.

Địa chất lịch sử có các nhiệm vụ:

- 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. Khoa học nghiên cứu địa hình có

xét đến nguyên nhân hình thành và xu thế phát triển địa

hình gọi là Địa Mạo.

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.

4.2.1.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, 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.

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:

Pb²⁰⁶+ Pb²⁰⁸

U + 0,38Th

t =

x7,4x10⁹

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.

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.

Sơ đồ xác định tuổi tương đối đá

xâm nhập, thứ tự 1, 2, 3

Đứt gãy đồng thời với uốn nếp

Đứt gãy sau uốn nếp

*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

*Phương pháp cổ sinh

Cuùc thaïch laø sinh vaät ñaëc tröng cuûa Kyû Triat

Hoùa thaïch laù caây Kyû Cacbon

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.

Ñaïi (Giôùi)

Kyû (Heä)

Ñeä Töù

Theá (Thoáng) Thôøi gian keùo

daøi trieäu naêm.

Taân sinh

Kainozoi – Kz

Q₄(Holoxen)

0.01

1

Q_1-3

(Pleistoxen)

Neogen

N₂(Plioxen)

25

N₁(Mioxen)

Paleogen

Creta

P

K

J

41

Trung sinh

Mezozoi – Mz

70

Jura

55-58

40-45

45

Triat

T

P

C

D

S

Coå sinh

Paleozoi – Pz

Pecmi

Cacbon

Devon

Silua

55-70

55-60

30-35

60-70

70-80

2000

Ordovic

Cambri

O



Tieàn Proteroz

oi – Pz

Cam

bri

Ackeozoi

- Ar

3000

4.3. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VỎ TRÁI ĐẤT

Theo Saurin, quá trình phun trào bazan bắt đầu từ cuối Plioxen vẫn

tiếp diễn ở đầu kỷ Đệ Tứ. Hoạt động phun trào bazan phổ biến rộng

rãi ở phía nam Đông Dương. Ở Đông Nam Bộ, nam Tây nguyên,

đông Campuchia đá bazan phủ trên một diện tích rộng lớn. Hoạt

động phun trào bazan kết thúc vào Pleixtocene hạ.

Từ đầu Đệ Tứ, 2 vùng sụp võng hình thành ở châu thổ sông Cửu

Long - Đồng Nai ở miền Nam và sông Hồng ở miền Bắc. Ở châu

thổ sông Cửu Long - Đồng Nai biên độ sụp võng dựa theo bề dày

trầm tích Q ở gần sông Sài Gòn không ít hơn 200m và có thể đạt tới

400m. Ở sông Hồng biên độ sụp lún đạt tới 200 - 300m. Trong

thành phần trầm tích Q ở đây có sự xen kẽ giữa trầm tích lục địa và

trầm tích biển.

Trong Holocene trên lãnh thổ Đông Dương vẫn tiếp tục mạnh mẽ

hoạt động kiến tạo. Có lẽ nhiều đứt gãy vẫn tiếp tục hoạt động. Bên

cạnh đó là ảnh hưởng của hoạt động macma dưới sâu thể hiện ở sự

hình thành nhiều suối nước nóng ở rải rác nhiều địa phương khắp

Đông Dương

.

4.4. ĐỊA MẠO

4.4.1. Phân loại địa hình

Theo nguồn gốc địa hình có thể chia ra địa hình kiến tạo, địa hình xâm

thực bóc mòn, địa hình bồi tụ,… mà hình thái bên ngoài thường phản

ánh trung thành cấu tạo bên trong và lịch sử tồn tại của địa hình đó.

4.4.2 . Các nhân tố hình thành địa hình

1 . Nhân tố kiến tạo

2 . Nhân tố đất đá

3 . Nhân tố khí hậu

4.4.3 . Địa mạo với các công trình xây dựng

Khi xây dựng đập, thường chọn nơi có lũng sâu, hẹp nhằm làm cho khối

lượng công trình là nhỏ nhất.

Cần có vị trí bố trí các công trình kiến trúc khác như đập tràn, cống, nhà

máy thủy điện, nên mặt cắt tuyến đập cần có bề rộng thích hợp.

Khi xây dựng kênh cần chú ý độ dốc, mức độ phân cắt của địa hình, vì nó

quyết định khối lượng đào đắp, số công trình phụ, hình thức kênh.

Địa hình phân cắt mạnh làm cho tuyến kênh, đường giao thông phải kéo

dài do lượn theo đường đồng mức địa hình hoặc phải bố trí các công trình

vượt như cầu giao thông, cầu máng, xiphông,…