Giáo trình Địa chất cơ sở - Chương 3: Magma, đá magma, núi lửa, và đá xâm nhập
CHƯƠNG 3: MAGMA, ĐÁ MAGMA, NÚI LỬA , VÀ ĐÁ XÂM NHẬP
́
̀
́
́
́
̀
̀
̉
́
Trong đia chât hoc, đa la thanh phân vật chât tao nên vo Trai Đât, ở các trạng thái khác nhau.
̣
̣
̣
̀
́
́
̀
̉
́
Đa la tâp hơp cua môt hoăc nhiêu khoang vât tao nên môt thể địa chât độc lâp trong tư nhiên.
̣
̣
̣
̣
̣
̣
̣
̣
̣
Ba nhóm đá chính:
+
+ Đá trầm tích
3.1. Các loại đá magma
́
́
̀
́
́
̀
̀
̀
̉
̉
́
́
mmđươc hinh thanh do magma kêt ꢀnh trong long đât hoăc trên bê măt cua vo Trai Đât: + xnsꢁn
̣
̣
̣
̣
̉
́
́
̉
̉
́
̀
̃
́
́
́
̉
phâm cua magma kêt ꢀnh ơ đơi sâu; đươc thanh tao do magma xuyên qua giưa cac đa sinh ra trươc ơ môt đô sâu nhât
̣
̣
̣
̣
́
̀
̀
đinh, vꢂ có điꢃu kiꢄn kết ꢀnh chậm (kêt ꢀnh hoan toan).
̣
̀
́
́
̀
́
́
+ khi magma phun lên bê măt Trai Đât, dꢅ trên cạn hay dưꢆi đáy nươc, sꢇ thꢂnh đá nꢈi lꢉa vꢂ thưꢊng
̣
́
̀
́
̉
kêt ꢀnh kem, hoăc nhiêu khi có dang thuy ꢀnh.
Kiên truc cua đa magma bao gôm nhưng dâu hiêu đươc hinh thanh tuy thuôc vao trinh đô kêt ꢀnh, kích thưꢆc vꢂ hꢋnh
dáng cꢌa các ꢀnh thê, quan hê tương hô giư
+ Kến truc ꢀnhphân biêt được băng măt thương, đăc trưng cho cac đa đông đêu trong toan khôi lơn (đa sâu); đa
kêt ꢀnh ca khối (nên cung gꢍi lꢂ kiến truc toan ꢀnh), kích thưꢆc hạt tꢎ vꢂi milimet đến vꢂi cenꢀmet.
̃
̀ ̉ ̉
+Tinh tự hnh: do sư kêt ꢀnh đa diên ra môt cach tuân tư; nhưng ꢀnh thê hinh thanh trươc phat triên theo hinh thai
̃ ̃
́ ̀ ̀ ́ ́ ̀ ́
̣ ̣
̣
̣
́
̀
́
́
́
̉
́
̃
̀
̀
̀
̀
̀
̣
̣
̣
̣
̉
̃
̃
a chung vơi nhau va giưa chung vơi thuy ꢀnh trong đa
́
́
̀
̃
́
́
̉
́
̣
̉
̀
́
̀
̀
́
́
̀
́
́
̀
́
́
́
̣
̣
́
̉
̃
́
̀
̉
́
̣
̉
đa diên đăc trưng cua chúng.
̣
̣
̉
̉
́
̉
́
̉
̀
̃
̀
́
̃
́
+Tinh tha nhưng ꢀnh thê ra đơi muôn hơn, chꢏn vꢂo nhꢐng khoꢁng trông do cac ꢀnh thê đa kêt ꢀnh trươc đê
lại, do đo chung không co điêu kiên đê đat dang đa diên ma lây khuôn theo khoang không gian co săn.
+Kiên porphyr hay ban trang la kiên truc chi co môt sô hat phân biêt đươc băng măt thương nôi bât trên nên hat vi
ꢀnh va đăc trưng cho đa nui lưa (đa phun trao) vꢂ các loại đá dạng mạch. Nhưng ꢀnh thê tư hinh (ban tinh) cơ cenꢀmet
́ ̀ ́
nôi bât giưa môt khôi đông nhât.
̃
̣
- Kiên truc vꢀnh. Sô rât lơn ꢀnh thê keo dai ngâp giưa khôi thuy ꢀnh đông nhât, đây la loai kiên truc thương găp nhât.
-: Không chưa ban ꢀnh va vi ꢀnh, chꢑ có thꢌy ꢀnh.
̣
̀
̉
́
̃
́
́
́
̀
̉
́
̣
̣
̣
̣
́
́
̀
́
̉
̀
́
̀
́
̉
́
̀
̣
̣
̣
̣
̣
̣
̣
̉
̀
́
́
̉
́
̀
̃
̀
̃
̣
̣
̉
̣
́
́
̉
́
̀
́
́
́
́
́
́
̀
̃
̉
̀
́
̀
̣
̣
̣
́
̉
́
̀
-Kieán truùc daïng maûnh vuïn goàm caùc maûnh vuïn ñaù vaø thuûy tinh gaén keát treân neàn haït mòn.
Caáu taïo ñaù magma
Caáu taïo ñaù magma ñöôïc xaùc ñònh bôûi söï phaân boá vaø vò trí cuûa caùc hôïp phaàn taïo neân ñaù trong khoâng
gian.
+ Caáu taïo khoái: phaân boá ñoàng ñeàu cuûa caùc khoaùng vaät treân toaøn boä khoái ñaù, khoâng coù söï ñònh höôùng
+ Caáu taïo daïng
+ Cấu tạo bꢍt
Thaønh phaàn ñaù magma
+ Thaønh phaàn hoùa hoïc
Khoaûng 99% toång khoái löôïng ñaù magma ñöôïc hình thaønh chuû yeáu töø moät soá nguyeân toá, phoå bieán nhaát laø
oxy vaø silic, chieám khoaûng 50% trong toång soá caùc nguyeân toá hieän hieän trong Voû Traùi ñaát, keá ñeán laø Al,
Fe, Ca, Mg, Na. K, Ti vaø nöôùc.
Oxid
Haøm löôïng trung bình
(% troïng löôïng)
Oxid
Haøm löôïng trung bình
(% troïng löôïng)
SiO2
TiO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
59,12
1,05
15,34
3,08
3,80
0,24
3,49
CaO
Na2O
K2O
H2O
P2O5
CO2
5,08
3,84
3,13
1,15
0,30
0,10
MnO
MgO
Döïa vaøo thaønh phaàn hoaù hoïc, chuû yeáu laø vaøo haøm löôïng SiO2 , ñaù magma ñöôïc chia thaønh caùc nhoùm:
sieâu baz, baz, trung tính, acid, vaø sieâu acid
Nhoùm ñaù
Haøm löôïng oxid silic %
Sieâu baz (mafic)
Baz
Trung tính
Acid
Sieâu acid
< 40
40 – 52
52 – 65
65 – 75
> 75
+ Thaønh phaàn khoaùng vaät
Khoaùng vaät
Haøm löôïng trung bình (% troïng
löôïng)
Feldspar
Thaïch anh
Amphibol vaø pyroxen
Mica
59
12
17
4
Caùc khoaùng vaät khaùc
8
Thaønh phaàn cuûa caùc ñaù macma ñieån hình.
Ñaù
Khoaùngvaät Fe-
Mg %
Plagioclas
feldspar %
Feldspar
Kali %
Thaïch anh
%
Gabro/basalt
70
30
0
0
Diorit/Andesit
Granit/Rhyolit
40
15
60
15
0
0
40
25
Khoꢀng vꢁt tꢂo đꢀ: chꢃ yꢄu thuꢅc lꢆp silicat như feldspar, thꢂch anh, mica, nephelin, amphibol, olivin, pyroxen
v.v..
Theo mau sắc:
̀
Khoꢀng vꢁt sꢇm mꢈu (amphibol, pyroxen, olivin)
vꢈ khoꢀng vꢁt sꢀng mꢈu (thꢂch anh, felspat, nephelin).
Hꢈm lưꢉng khoꢀng vꢁt sꢇm mꢈu lꢈ mꢅt đꢊc điꢋm quan trꢌng đꢋ nhꢁn biꢄt cꢀc nhꢍm đꢀ (50% trong đa gabro
́
vꢈ chꢎ dưꢆi 5-10% trong đa granit.
́
Khoꢀng vꢁt phꢏ hꢈm lưꢉng đꢂt hꢈng chꢏc phꢐn trăm trong đꢀ mꢅt sꢑ khꢀc cꢒng cꢍ mꢊt trong cꢀc đꢀ, nhưng
vơi ty lệ rất nho (dươi 1%), đo la như apatit, magnetit, zircon v.v.
́
̉
̉
́
́
̀
3.2. Các loại Magma
Magma laø dung theå silicat chöùa nhöõng phaàn bay hôi, noùng chaûy hay noùng chaûy töøng phaàn, coù nhieät ñoä
cao (töø 600 – 13000C), naèm trong quyeån meàm trong Voû Traùi ñaát, ôû ñoä saâu töø 60 - 100km.
Trong buoàng magma laø dung theå loûng, coù chöùa ban tinh cuûa caùc khoaùng vaät keát tinh sôùm vaø caùc chaát
boác.
Magma theo caùc khe nöùt hay nuùi löûa phun traøo leân maët ñaát goïi laø dung nham (lava), khi ñoâng cöùng laïi
goïi laø ñaù magma.
Thành phần hóa học gồm các nguyên tꢑ phổ biꢄn trong Trꢀi đất: Si, Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, H, và O.
Magma mafic (baz)- SiO2 45-55 wt%, nhiều Fe, Mg, Ca, low in K, Na
Magma trung tính- SiO2 55-65 wt%, Fe, Mg, Ca, Na, K chiꢄm tꢎ lệ trung bình
Magma felsic (acid) -- SiO2 65-75%, ít Fe, Mg, Ca, nhiều K, Na.
Khí trong magma gây phun nổ khi áp suất giảm, gồm chꢃ yꢄu là H2O, mꢅt ít CO2, rất ít Sulfur, Cl ,
và F
Magma acid thường có nhiều khí hơn magma baz
Nhiệt độ:
Magma mafic - 1000-1200oC
Magma trung tính - 800-1000oC
Magma felsic - 650-800oC.
là sự kháng lꢂi tính chảy, tùy thuꢅc vào thành phꢐn, nhiệt đꢅ và khí
ltrong magma ( nhꢆt cao hơn magma cꢍ hꢈm lưꢉng SiO2
thấp (magma mafic)
có nhiệt đꢅ thấp đꢅ nhꢆt cao
Magma ngheo silic (magma có thành phꢐn baz)
̀
Tꢓ lê
vât kip
cꢃa nꢍ lꢈ nhꢔng khoꢀng vât
Magma giau silic (magma có thành phꢐn acid)
̣
Si/O thâ
kêt tinh. Do ngheo silic, lꢌat phan ưng Bowen không tiến triên đến cung va san phâm bền vưng
̉ ̉
̀ ̀ ̃
̉
́p, linh đôṇ g, magma nay dâng thoat nhanh lên khoi vo Trai Đất nên chi môṭ số it khoang
̀
́
̉
̉
́
̉
́
́
̣
̣
́
̀
̉
́
̣
sinh ra ơ nhiêṭ độ cao.
̉
̀
Tꢓ lệ Si/cao, magma râ
́
t nhơt va kê
́
t tinh tron
̣
ven
̣
trên đương dic
̣
h chuyê
̉
n châm
̣
trong vo Trai Đâ
́
t.
̣
́
̀
̀
̉
́
Loꢂt phan ưng Bowen phat triꢋn đê
khoꢀng vꢁt cꢕng cꢍ mꢊt vơi silic Magma nay taọ ra granit va cac đa cung ho.̣
̀ ́ ́ ̀
́
n cung va khi kê
́
t tinh hoan tâ
́
t thi san phâ
̉
m bê
̀
n vưng la cac loai
̉
́
́
̀
̀
̀
̀
̉
̃
̀
́
́
̀
Summary Table
Solidified Solidified
Magm
Type
Chemical
Composition
Gas
Content
Volcanic
Rock
Plutonic
Rock
Temperature Viscosity
45-55 SiO2
%, high in
Fe, Mg, Ca,
low in K, Na
1000 - 1200
Basaltic
Basalt
Gabbro
Low
Low
oC
55-65 SiO2
%,
intermediate
in Fe, Mg,
Ca, Na, K
800 - 1000
Andesitic Andesite Diorite
Intermediate Intermediate
oC
65-75 SiO2
%, low in
Fe, Mg, Ca,
high in K,
Na
Rhyolitic
Rhyolite
Granite
650 - 800 oC High
High
Sự phun trào của Magma
Có thꢋ phun nổ hay phun trào:
Phun trào đặc trưng của magma có ít khí, độ nhớt thấp (basaltic đꢄn andesitic).
Thường bắt đꢐu bằng cꢅt khói giải phóng khí
Dung nham chảy tràn trên mꢊt đất
Hình thành basalt dꢂng gꢑi (pillow) ở dưꢆi nưꢆc
nổ đặc trưng bởi hàm lượng khí cao, độ nhớt cao (andesitic đꢄn rhyolitic magma).
Do đꢅ nhꢆt cao hình thành áp suất
Áp suất cao trong các bꢌt khí làm bꢌt khí bị nổ khi magma gꢊp áp suất trên mꢊt đất
Phun đꢀ vꢏn núi lửa và tro núi lửa.
Hình thꢈnh đꢀm mây khí vꢈ tro cao đꢄn 45km trong khí quyꢋn.
3.4. Các
Đá xâm nhꢁp hình thành do magma đông nguꢅi dưꢆi sâu.
Caùc theå xaâm nhaäp ñöôïc phaân loaïi theo kích thöôùc, hình daùng vaø moái töông quan vôùi ñaù vaây
quanh, coù caùc daïng væa xaâm nhaäp (sill), theå maïch (dike), daïng chaäu (lopolith), theå naám (lacolith)
vaø theå neàn (batholith).
Theå töôøng (dike): Hình thaønh khi macma tieâm nhaäp vaøo caùc ñöùt gaõy. Chieàu roäng cuûa dike bieán ñoäng töø
vaøi cm ñeán nhieàu m.
Thva (sill): Traûi roäng theo chieàu naèm ngang, coù beà daøy thay ñoåi töø 1cm ñeán haøng traêm m. Ñaù xaâm
nhaäp coù tuoåi treû hôn ñaù vaây quanh. Khaùc vôùi caùc doøng dung nham laø khoâng coù beà maët phong hoùa vaø coù
theå chöùa nhöõng maûnh vuïn ñaù.
Theå naám (laccolith): Moät khoái ñaù macma coù maùi daïng voøm goïi laø theå naám (do macma ñaåy caùc ñaù phía
treân leân taïo thaønh voøm).
Theå neàn (batholith): Moät khoái ñaù xaâm nhaäp lôùn, baát chænh hôïp, phaùt trieån theo chieàu saâu ñöôïc goïi laø
theå neàn. Lôùn ôû ñaây coù nghóa laø dieän loä khoaûng 100km2. Caùc khoâí ñaù xaâm nhaäp coù ñaày ñuû caùc ñaëc ñieåm
gioáng nhö theå neàn nhöng do dieän loä nhoû hôn ñöôïc goïi laø theå caùn (stock).
Theå chaäu (lopolith): Ñaëc tröng cho ñaù macma xaâm nhaäp saâu vaø chænh hôïp; chuùng coù daïng nhö caùi
muoãng, caû phaàn maùi laãn phaàn neàn ñeàu voõng xuoáng.
3.4. Nguồn gốc magma
Magma basalt có thꢋ đưꢉc hình thành do nóng chảy bꢅ phꢁn cꢃa vꢁt liệu siêu mafic (siêu baz) từ phꢐn trên
cꢃa manti bên dưꢆi vỏ đꢂi dương; magma granite có thꢋ do nóng chảy bꢅ phꢁn cꢃa vꢁt liệu bên dưꢆi vỏ lꢏc
địa (35-40km); magma andesite hay magma trung tính hình thành do nóng chảy bꢅ phꢁn cꢃa vꢁt liệu trꢐm tích
và cꢃa vỏ đꢂi dương ở đꢆi hút chìm
3.5. Sự phân dị của magma
Mỗi kv kꢄt tinh ở nhiệt đꢅ nhất định. Khi kv kꢄt tinh từ magma, thành phꢐn dung dịch magma còn lꢂi sẽ
thay đổi. Tùy theo sꢑ lưꢉng kv đã kꢄt tinh, thành phꢐn vꢁt chất sẽ thay đổi theo dãy rꢅng: sự phân dị
magma do quá trình kꢄt tinh phân đoꢂn.
Nꢄu tinh thꢋ kꢄt tinh nꢊng hơn dung dịch chúng chìm xuꢑng, nꢄu nhẹ hơn nổi lên. Sự di chuyꢋn-
kꢄt tinh cꢃa kv sẽ lꢈm thay đổi từng phꢐn magma.
Td. Dung dịch magma chứa 5 phân từ MgO và 5 phân tử SiO2. = 50% SiO2 và 50% MgO
Nꢄu lấy đi 1 MgO đꢋ kꢄt tinh kv
MgO tiꢄp tꢏc đưꢉc lấy đi cho kv kꢄt tinh thành phꢐn magma sẽ thay đổi
Loạt phản ứng Bowen
Thứ tự kꢄt tinh cꢃa kv từ magma tùy thuꢅc vào nhiệt đꢅ.
Magma mafic (baz) nguꢅi Olivine và Ca-rich plagioclase giꢈu Ca kêt tinh trưꢆc tiên.
Olivine phản ứng vꢆi dung dịch pyroxene and plagioclase giàu Ca plagioclase nghèo Ca.
Nꢄu olivine và plagioclase di chuyꢋn ra khỏi dung dịch do kꢄt tinh phân đoꢂn dung dịch magma
giàu SiO2.
Tiꢄp tꢏc, nhiệt đꢅ giảm magma có nguồn gꢑc mafic (basaltic) magma trung tính (andesite) magma acid
(rhyolite)
3.5. Núi lửa và đá núi lửa
Basalts, Andesites, Dacites, vꢈ Rhyolites lꢈ đꢀ núi lửa.
Obsidian – thꢃy tinh núi lửa sꢇm màu có vꢄt vỡ dꢂng vỏ chai, thường là rhyolit hay dacit.
Pumice – sáng màu nhẹ có nhiều lỗ hỗng (vesicles) do khí thoꢀt ra trong quꢀ trình đông nguꢅi,
thường là rhyolitic, dacitic hay andesitic.
Đá bọt – đꢀ toꢈn lỗ hỗng, thường là basalt and andesit
Núi lửa
Núi lửa dạng khiên- phun trꢈo magma đꢅ nhꢆt thấp, thường là magma mafic hình thành dòng chảy dung
nham từ miệng núi lửa. Rôn
̣ g, sươn thoai, dꢂng vꢖm. Điên hinh la nui lưa taị điêm nong (hot spots) như
̉
̉
̀
̉
̀
̀
́
̉
́
Hawaii va Galapagos, vꢈ ở sꢑng núi giꢔa đꢂi dương.
̀
Nón đá vụn núi lửa: hình thành từ đꢀ vꢏn núi lửa quanh miệng núi lửa
Núi lửa hỗn hợp:
-
-
-
Sươn dô
Magma acid cung câ
ꢗ đꢆi siꢄt ꢘp, sư
́
c tư 6- 10 đô,
̣
ở đꢎnh 30 đô.
p vât liêu xen ke giưa dong dung nham va vât
hut chim tao
̣
̀
̀
́
̣
̣
̣ liêụ vuṇ : hỗn hợp
̉
̃
̀
̀
̣
̣ magma giau silic va khi.
̀ ̀ ́
́
̀
Miệng núi lửa sơ cấp (crater) hình thành do nổ hay thoát khí
Miệng núi lửa thứ cấp (caldera)- hꢑ do sự sꢏp đổ vꢁt liệu miệng núi lửa sơ cấp
Vòm dung nham: hình thành do phun nghẹn cꢃa magma đꢅ nhꢆt cao, ít khí
Suối nước nóng và suối phun (Geysers) – nưꢆc nóng do nhiệt cꢃa magma
Fissure Eruptions – magma phun trào dꢌc theo các khe nứt cꢃa Vỏ Trꢀi đất
Dung nham dạng gối: dung nham phun trꢈo trên đꢀy biꢋn hay hồ.
9 trang
27/04/2022
5060
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Địa chất cơ sở - Chương 3: Magma, đá magma, núi lửa, và đá xâm nhập", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_dia_chat_co_so_chuong_3_magma_da_magma_nui_lua_va.pdf
