Giáo trình Địa chất cơ sở - Chương 1: Mở đầu
ĐỊA CHẤT CƠ SỞ
(PHYSICAL GEOLOGY)
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1. Vai trò địa chất học
•
•
•
Địa chất học : Xuaát phaùt töø tieáng Hy-laïp laø Geologos.
“Geo”: Traùi ñaát vaø “logos”: lôøi noùi, hoïc thuyeát.
Latin hoùa thaønh Geology (TK18) vôùi yù nghóa laø “Khoa hoïc veà Traùi ñaát”
ĐỊA CHẤT HỌC
•
Khoa học về Trái đất, nghiên cứu về các quá trình trên bề mặt của Trái đất, đáy đại dương và cấu trúc bên trong
của Trái đất.
•
Nghiên cứu Trái đất như chúng ta thấy hiện nay, lịch sử của Trái đất và sự tiến hóa của nó trong điều kiện hiện
nay.
Tại sao phải nghiên cứu Trái đất?
•
Nhân loại là một phần của Trái đất.
•
Con người có khả năng tạo nên những thay đổi nhanh chóng. Các công trình xây dựng đều ảnh hưởng đến Trái
đất, do đó cần những kiến thức địa chất.
•
•
•
Sự sống của nhân loại tùy thuộc vào nguồn thực phẩm và dinh dưỡng từ Trái đất.
Năng lượng và tài nguyên khoáng sản nhân loại sử dụng cho đời sống đến từ Trái đất.
Tai biến địa chất- động đất, núi lửa phun, sóng thần, lốc xoáy, trượt lở ảnh hưởng đến đời sống nhân loại
bất cứ lúc nào cần có những hiểu biết tốt về Trái đất để đối phó.
•
Vì tò mò- chúng ta muốn hiểu biết tốt hơn về những gì xảy ra quanh chúng ta.
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
•
Traùi ñaát, theá giôùi voâ cô vaø höõu cô cuøng caùc quaù trình töï nhieân ñaõ vaø ñang xaûy ra + Caùc thieân theå
trong Heä maët trôøi.
•
•
Thaïch quyeån = Voû Traùi ñaát vaø phaàn treân cuûa Manti treân.
Ñòa chaát cô sôû: phaàn nhaäp moân, khaùi quaùt ñeå hieåu bieát veà ñòa chaát hoïc, giôùi thieäu nhöõng lyù luaän
chung, nhöõng khaùi nieäm cô sôû cuûa ñòa chaát học
Đối tượng nghiên cứu của Địa chất học
- Các vật thể tự nhiên tạo nên các lớp trên cùng của vỏ Trái đất, cấu tạo và thành phần của chúng
- Các quá trình địa chất bên trong và bên ngoài làm xuất hiện các vật thể tự nhiên đó và làm thay đổi địa hình bề mặt
Trái đất
- Sự phân bố các vật thể tự nhiên trong vỏ Trái đất tức là cấu trúc địa chất của vỏ Trái đất.
- Các nguyên lý và qui luật phát sinh và phát triển của các quá trình địa chất và các quy luật phát triển của Trái đất.
Địa chất học và các khoa học khác
VẬT LÝ
THIÊN VĂN HỌC
•
Địa vật lý
•
Địa chất các hành tinh
•
Địa chấn học
•
Helioseismology
HÓA HỌC
ĐỊA CHẤT HỌC
•
•
•
Khóang vật học
Thạch học
Địa hóa học
•
•
•
•
•
•
•
•
Địa chất kinh tế
Địa chất thủy văn
Địa chất công trình
Địa sử
SINH VẬT HỌC
•
Cổ sinh vật học
Địa mạo
Hải dương học
Địa chất kiến trúc
Hỏa sơn học
Các khoa học Đia chất
1.Nhoùm nghieân cöùu thaønh phaàn vaät chaát cuûa Traùi ñaát
- Khoꢀng vꢁt hꢂc lꢀ khoa hꢁc vꢂ cꢃc đơn chꢄt vꢀ hꢅp chꢄt cꢆ trong tự nhiên goị la khoꢃng vꢇt
̀
- Thꢃch hꢂc nghiên cưu về cac loaị đa hợp thanh vo Trai Đất
́ ́ ̀ ́
̉
́
- Đia
vꢀ đꢏc tꢐnh di chuyꢍn cꢉa chꢑng trong thꢌch quyꢍn
- Đia chât khoang san nghiên cưu thanh phân va quy luâṭ sinh thꢀnh, quy luâṭ phân bố cꢉa khoꢃng sꢒn .
̣ hoa hoc̣ nghiên cứu thꢀnh phꢈn hoꢃ hꢁc cꢉa Trꢃi Đꢄt mꢀ trưꢊc hꢋt lꢀ cꢉa thꢌch quyꢍn quy luꢇt phân bꢎ
́
̣
́
̀
́
̉
́
̀
̀
2. Nhoùm nghieân cöùu lòch söû vaø söï vaän ñoäng cuûa Traùi ñaát
̀ ̀ ́
́ ̀ ́ ̀ ̉ ̀ ̀ ́ ́ ̉ ̉ ́ ̀ ́
Đia tâng hoc nghiên cưu va xac đinh quy luât va lich sư hinh thanh cac tâng đa cua vo Trai Đât nhơ đo mà chúng
̣ ̣ ̣ ̣ ̣
•
̉
́
ta xac đinh đươc tuôi
̣
̣
́ ́ ́
̀ ́ ̉ ̉ ́
Kiên tạo học lại là khoa học nghiên cứu về lịch sử, quy luât hoat đông va câu truc cua vo Trai Đât.
̣ ̣ ̣
•
•
̉
̀
̀
̀
́
́
̉
́
Cô sinh vât hoc. Môn khoa hoc nay nghiên cưu vê di ꢀ
́
̣
̣
̣
̣
̣
3. Nhoùm ñòa chaát öùng duïnng
̉ ̀ ́
́ ́ ́ ́ ́ ̀ ̉ ́ ́ ́
Đia vât ly ưng dung cac tri thưc cac thanh tưu cua Vât ly hoc đê nghiên cưu vê Trai Đât
̣ ̣ ̣ ̣ ̣ ̣
•
•
•
́
̀
̀
́
̀
̉
́
̀
̀
́
Đia chât thuy văn - nghiên cưu vê thanh phân va quy luât phân bô nươc ngâm
̣
̣
́
́
̀
̀
́
̀
́
́
́
̀
́
̉
Đia chât công trinh la môt khoa hoc đia chât ưng dung makhông co no cac công trinh xây dưng như cac đâp thuy
điên, các công trình xây dựng công nghiệp, văn hoa, giao thông vân tai se không đam bao đươc sư an toan
́ ̉ ́ ́
́ ̉ ́ ̀ ́ ̀ ́
Đia chât biên nghiên cưu cua no la cac hoat đông đia chât va hê quả của chúng ở các đại dương trươc hêt la ơ
̣ ̣ ̣ ̣ ̣
̣
̣
̣
̣
̣
̣
̣
́
̉
̃
̉
̉
̀
̣
̣
̣
̣
̀
̉
•
̀
́
̀
đay đai dương va thêm luc đia
̣
̣
̣
́
́
́
́
́
́
́
̀
̀
̉
̉
́
̉
̉
•
Đia chât Đệ Tư nghiên cưu cac qua trinh đia chât va hâu qua cua chung trong giai đoan tre nhât cualịch sử Trái
̣
̣
̣
̣
Đất - kꢁ Đệ Tứ.
2. Vật chất Trái đất & các quá trình địa chất
•
•
•
Nguyên tố, khoáng vật, đá
Quá trình địa chất xảy ra chậm
Quá trình địa chất xảy ra đột ngột, nhanh chóng
Quá trình địa chất xảy ra lâu dài
- Sự hình thành đá
–
–
–
–
–
Sự phá vỡ, phân hủy đá thành đất (phong hóa)
Sự gắn kết hóa học của cát thành đá (thành đá)
Tái kết tinh đá thành đá khác (biến chất)
Sự hình thành các dãy núi (kiến tạo)
Xâm thực mài mòn các dãy núi
-Quá trình địa chất xảy ra đột ngột, nhanh chóng
–
–
–
–
–
Bão làm sạt lở bờ biển.
Sự hình thành nón núi lửa
Trượt lở
Bão cát
Lũ bùn
Quá trình địa chất
•
•
Quá trình địa chất nội sinh: năng lượng bên trong Trái đất
Quá trình địa chất ngoại sinh: năng lượng Mặt trời và trọng lực:
3.Phöông phaùp nghieân cöùu
•
•
•
•
•
•
•
Nghieân cöùu ngoaøi trôøi.
Ñoái töôïng nghieân cöùu chieám khoaûng khoâng gian saâu roäng.
Thôøi gian dieãn bieán coù theå raát daøi
hoaëc raát ngaén.
Moâi tröôøng cuûa caùc quaù trình ñòa chaát phöùc taïp.
P/p nghieân cöùu ngoaøi thöïc ñòa.
P/p nghieân cöùu trong phoøng.
Thuyết đồng nhất (Uniformitarianism)
Caùc quaù trình töï nhieân ñang xaûy ra treân beà maët traùi ñaát ngaøy nay cuõng ñaõ töøng xaûy ra trong quaù khöù-
quy luaät cuûa töï nhieân laø khoâng thay ñoåi.
-
Caùc quaù trình ñòa chaát thay ñoåi töø töø, ñoàng bieán.
-
P/p“Hieän taïi luaän” : Hieän taïi laø cuûa quaù khöù.
Thuyết tai biến :Caùc quaù trình ñòa chaát thay ñoåi ñoät ngoät.
P/p ñoái saùnh ñòa chaát.
4. Năng lượng
Tất cả các quá trình địa chất nội ngoại sinh đều cần năng lượng, gồm:
-
-
-
-
-
Trꢁng lực
Năng lưꢅng nhiệt do sự di chuyꢍn các nguyên tử
Năng lưꢅng hóa hꢁc: do sự phá vỡ hay hình thành các nꢎi hóa hꢁc.
Năng lưꢅng bức xꢌ MT
Năng lưꢅng nguyên tử: năng lưꢅng đưꢅc lưu trữ hay giꢒi phóng trong các kꢋt hꢅp nguyên tử (nguồn
năng lưꢅng chꢉ yꢋu bên trong Trꢃi đꢄt)
5. Sự trao đổi nhiệt
•
Cơ chꢋ trao đổi nhiệt:
-
Dẫn nhiệt: từ nhiệt độ cao (rung động nhanh) đꢋn nhiệt độ thꢄp (rung động chꢇm hơn) trong Vỏ Trái
đꢄt.
-
-
Đꢎi lưu: nhiệt di chuyꢍn cùng vꢊi vꢇt chꢄt (trong manti và khí quyꢍn)
Bức xꢌ
6. Địa nhiệt (geothermal)
- Địa nhiệt tăng theo độ sâu.
-
-
Gꢈn mꢏt đꢄt nhiệt độ tăng từ 15 to 35oC/ km
Tâm Trꢃi đꢄt: khoꢒng 45000 C
7. Trái đất
Trái đất có dạng elipsoid (do tac dung cua lưc hâp dân bị ꢂp theo phương trꢃc quay.
́
̃
́
̉
̣
̣
́
́
̀
́
́
̀
Hôi nghi trăc đia thê giơi lân thư XVI (IUGG) ở Grenoble, 1975, xác định a = 6.378,140km 5m; b = 6356,779 km va d =
̣
̣
̣
1/298,275. (a: bán kꢄnh ở xꢄch đạo, b: bán kꢄnh ở cực)
Độ dꢅt d của trái đất
d
a
231
Bán kꢄnh xꢄch đạo (a):
6378,140km,
Bán kính ở cực (b):
6356,779km
Bán kính bình quân
(a2b)1/3:6371,012km
Độ dꢅt
Chu vi xꢄch đạo: 40075,24km
Chu vi kinh tuyến 40008,08km
Diện tích trên mặt: 5,1007x10km
Thể tích (V): 1,0832x1012km2
Trọng khối (M): (5,942+0,0006) x1012 kg
Địa hình đáy biển
Cấu trúc bên trong Trái đất
Mật độ, nhiệt độ và áp suất tăng theo độ sâu.
Theo thành phần gồm các lớp:
- Vỏ trái đất co bề dày thay đổi: lꢃc địa 10 - 50 km
Đại dương 8 - 10 km
-
Manti: 3488 km, cấu tạo bởi peridotite
-
Nhân: 2883 km, cấu tạo bởi Iron (Fe) và Nickel (Ni)
Theo tính chất vật lý:
-
-
Thạch quyển (lithosphere) dày khoảng 100 km (dưới lꢃc địa sâu hơn)
Quyển mềm (Asthenosphere) sâu từ 250 km đến 350 km, đá rắn nhưng mềm và dễ chảy.
- Man ti trong dày khoảng 2500 km, đá rắn nhưng vẫn có khả năng chảy
- Nhân ngoài dày 2250 km, gồm Fe và Ni, lỏng
- Nhân trong 1230 km, Fe and Ni, rắn
A. Sơ đồ vị trí các quyển
B. Sơ đồ vị trí quyển mềm và Thạch quyển
̉
̉
́
́
̀
́
̀
Căn cư cac tai liêu đia vât ly chia ra2 kiêu chꢄnh: vỏ lꢃc địa, vỏ đai dương va 2 kiêu phu: vỏ á lꢃc địa và vỏ á đại dương.
̣
̣
̣
̣
̣
Vꢀ lꢁc địa (continental crust) có bề dày không đều
ꢆ vùng nền (vùng ổn định) có bề dày 35 – 40 km
Vùng tạo núi trꢇ có bề dày 55 – 70 km
̀
́
̀
Vùng núi Hymalaya, Andes co bê day 70 – 75 km
Từ trên xuống gồm:
-
-
Lớp 1: trầm tích dày vài km, Vp= 3,5, d= 2- 2,5
Lớp 2: dày từ 20- 70km, phần trên là lớp granit (Vp= 5,6, d= 2,7) và dưới là basalt được ngăn cách bằng bề mặt
Konrad.
Vꢀ đại dương
Nằm dưới tầng nước biển và từ trên xuống dưới gồm:
-
-
-
Lớp trầm tích có bề dày từ 0m (ở vùng SNGĐD) đến vài km (ở gần lꢃc địa), trung bình 300m, Vp=2, d=1,93- 2,3
- Lớp móng basalt: chủ yếu là basalt, dày khoảng 2,5km, Vp= 4-6, d=2,55
- Lớp đại dương, gồm serpentin, được hình thành do quá trình hydrat hóa của phần trên của manti, dày khoảng
6km, Vp= 6,7, d= 2,95
Sơ đồ cấu trúc Vꢀ Trái đất
Các đường đẳng bề dày của Vỏ Trái đất
Địa hình Trái đất:
̀ ́ ̀ ̀ ́ ́
đia hinh luc đia co đô cao trung binh 875m, đia hinh đay đai dương co đô sâu trung bình 3719,4m
̣ ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ ̣
•
biên đô
̣
̀
̃
chênh lêch trung binh giưa luc
đia va đay đai dương xâp xi 5
̣
̣
́
̀
̀
́
̉
̣
̣
́
̉
km va xâp xi 20 km.
Vỏ Lục địa
Đặc điểm
Vỏ Đại dương
35- 50km
Bề dày
5- 12km
Granite (sáng màu)
Thành phần
Tuổi địa chất
Basalt (sẫm màu)
Già nhất 3,8 tỉ năm
Già nhất 150 triệu năm
2,7
Mật độ
Cao độ
3.0
Trung bình 870m
Không
Trung bình sâu 3800m
Có
Tái nóng chảy và bị tiêu hủy
Có
Bíên dạng
Phân bố
Không
33%
67%
Thành phần hóa học của vꢀ Trái Đất
Ôxít
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
Na2O
FeO
%
Kí hiệu
O
%
60.6
15.9
6.4
4.7
3.1
6.7
1.8
0.7
0.1
46.6%
27.8%
8.1%
5.0%
3.6%
2.8%
2.6%
2.0%
1.6%
Si
Al
Fe
Ca
Na
K
K2O
TiO2
P2O5
Mg
khác
8. Kiến tạo mảng (plate tectonic)
- Chuyển động kiến tạo (tectonics): dịch chuyển cơ học và biến dạng của Vỏ Trái đất, có liên quan đến thuyết trôi dạt lꢃc
địa
- Mảng (plate): các mảng Vỏ Trái đất dày khoảng 100km, dịch chuyển trên quyển mềm
Ranh giới các mảng
Ranh giới hội tꢁ (convergent boundary)
Hút chìm
Va mảng (Continental Collisions)
Mảng Ấn độ - mảng Âu Á hình thành dãy Himalaya
- Ranh giới biến dạng (Transform Boundary)
Đứt gãy San Andreas Fault, ở California là đứt gãy biến dạng
HỆ MẶT TRỜI (TRƯỚC 8/2006)
Goàm 9 haønh tinh, khoaûng 64 veä tinh, haøng ngaøn haønh tinh nhoû, haøng trieäu thieân thaïch vaø haøng tyû sao choåi.
Taát caû quay xung quanh Maët trôøi, taïo thaønh moät heä thoáng coù ñöôøng kính coù theå lôùn hôn 14x1012km.
•
•
Caùc nhaø thieân vaên Myõ ñaõ phaùt hieän thieân theå mang teân 2003-UB313 laø haønh tinh thöù 10 cuûa Heä Maët trôøi.
Khoaûng caùch töø haønh tinh ñeán Maët trôøi xa gaáp 3 laàn khoaûng caùch töø Maët trôøi ñeán haønh tinh thöù 9 laø Dieâm
Vöông.
•
Lôùn hôn Dieâm Vöông, ñöôïc caáu taïo bôûi ñaù vaø baêng, ñöôïc nhìn thaáy ñaàu tieân vaøo ngaøy 21-10-2003, sau ñoù maát
tích vaø ngaøy 8-01-2005 xuaát hieän laïi vaø ñöôïc xaùc nhaän laø moät haønh tinh ngaøy 29-7-2005
Công bố gây chấn động thế giới: Hệ Mặt trời chỉ còn 8 hành tinh
•
Sau 12 ngày thảo luận sôi nổi, hôm 24-8-2006, tại cuộc họp lịch sử diễn ra ở thủ đô Prague (Cộng hòa Czech),
khoảng 2.500 nhà khoa học tham gia cuộc hội thảo của Hiệp hội Thiên văn học quốc tế đã bỏ phiếu thông qua
“định nghĩa về hành tinh”. Từ đây, hệ Mặt trời chỉ còn lại 8 hành tinh thay vì 9 như cả thế giới đã từng biết, sau
khi danh hiệu “hành tinh” của sao Diêm Vương bị tước bỏ.
Định nghĩa về hành tinh: hành tinh là một thiên thể bay trong quĩ đạo quanh Mặt trời, với trọng lượng đủ lớn để
•
•
tạo ra lực hấp dẫn và quĩ đạo của nó phải tách bạch với các vật thể khác.
Chiếu theo tiêu chuẩn mới, con người phải chào tạm biệt sao Diêm Vương như một hành tinh vì quĩ đạo
hình êlip dẹt của nó cắt quĩ đạo của sao Hải Vương. Từ nay, thiên thể nhỏ bé và rất xa xôi này sẽ bị
“xuống hạng” và được gọi là “tiểu hành tinh” (dwarf planet).
Định nghĩa trên cũng “chiếu mệnh” cho các thiên thể như Charon, Ceres và 2003 UB313 được phát hiện gần đây và
chúng cũng sẽ được gọi là tiểu hành tinh.
Trước đây, thiên thể Charon được xem là một mặt trăng của sao Diêm Vương, nhưng xꢂt về kích cỡ thì một số
chuyên gia coi nó là hành tinh song sinh.
Được xem là một thiên thạch, Ceres là vật thể lớn nhất trong vành đai giữa sao Hỏa và sao Thổ, và có hình cầu giống
như một hành tinh.
13 trang
27/04/2022
6800
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Địa chất cơ sở - Chương 1: Mở đầu", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_dia_chat_co_so_chuong_1_mo_dau.pdf
