Đá mácma được hình thành từ kết quả nguội lạnh, đông cứng của dung dịch silicat nóng chảy (dung dịch macma) và được chia (theo nguồn gốc thành tạo) làm hai loại macma chính: macma xâm nhập và macma phun trào. Macma này có thể có nguồn gốc từ manti của Trái Đất hoặc từ các loại đá đã tồn tại trước đó bị nóng chảy do các thay đổi nhiệt độ áp suất cực cao. Khoảng 64,7% thể trích vỏ Trái Đất được cấu tạo bởi các đá mácma, trong đó, 66% là basalt và gabro, 16% là granit, và 17% granodiorit và diorit. Chỉ có 0,6% là syenit và 0,3% peridotit và dunit. Vỏ đại dương là 99% basalt, một loại đá có thành phần mafic. Granit và các đá tương tự cấu tạo nên phần lớn vỏ lục địa.[4] Trên 700 loại đá mácma đã được miêu tả lại, phần lớn trong chúng được tạo ra gần bề mặt lớp vỏ Trái Đất. Các loại đá mácma chiếm khoảng 95% toàn bộ phần phía trên của lớp vỏ Trái Đất, nhưng chúng phân bố phổ biến hơn ở bên dưới lớp đá trầm tích và đá biến chất tương đối mỏng nhưng phân bố rộng. Thành phần hóa học & khoáng vậtChuỗi phản ứng Bowen: không liên tục (trái); liên tục (phải)Người ta dựa vào thần phần hóa học của đá mácma, đặc biệt là silic điôxít (SiO2) để phân ra thành các đá bazo, trung tính và axit. Ngoài ra, việc phân loại theo thành phần hóa có thể gồm siêu mafic, mafic (tương đương với bazo) hay đá sẫm màu, trung tính và felsic (tương đương với axit) hay đá sáng màu. Xu hướng ngày nay người ta dùng cách gọi mafic, felsic để tránh nhầm lẫn với tính chất axit, bazo trong hóa học. Thuật ngữ felsic được hình thành khi ghép các từ fel của fenspat (tiếng Anh là Felspar) và si của silic. Từ mafic cũng hình thành theo cách tương tự: ma của magiê và f của ferrum (chỉ sắt) trong tiếng Latinh. Các đá felsic là các đá sáng màu do chứa nhiều natri và kali hơn so với các đá mafic. Các đá felsic có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhưng bền hơn trong điều kiện phong hóa so với đá mafic.[5] Chuỗi phản ứng Bowen miên tả quá trình mácma nguội lạnh và trình tự kết tinh các khoáng vật để hình thành các loại đá. Chuỗi phản ứng của Boween gồm hai nhánh, nhánh bên phải được gọi là chuỗi phản ứng không liên tục, còn nhánh bên trái được gọi là chuỗi phản ứng liên tục. Nhánh không liên tục bắt đầu kết tinh ở 1200 độ C đứng đầu là olivin - một khoáng vật rất giàu sắt và magie, tiếp theo là pyroxen, amphibol, và biotit. Quá trình kết tinh này làm hàm lượng SiO2 trong phần còn lại của mácma tăng cao. Trong khi đó, nhánh liên tục bên phải bắt đầu là plagioclase giàu canxi có tên gọi là anorthit, từ đây, thành phần canxi của khoáng vật này bị thay thế liên tục bằng natri để tạo ra plagioclase giàu natri-anbit. Tiếp theo muscovit và fenspat giàu SiO2 được kết tinh ở nhiệt độ thấp hơn. Thạch anh là sản phẩm kết tinh cuối cùng trong chuỗi phản ứng trên ở nhiệt độ 750 độ C. Kiến trúcĐá mácma có các kiến trúc khác nhau tùy theo môi trường mà chúng thành tạo. Các đá có hạt thô đồng đều là do quá trình nguội lạnh từ từ khi đó các khoáng vật có thời gian để hình thành những tinh thể, loại kiến trúc này được gọi là hiển tinh. Các đá có kiến trúc hiển tinh thường đặc trưng cho môi trường thành tạo dưới mặt đất, như granit, diorit hoặc gabro. Còn các đá nguội lạnh nhanh, các khoáng vật không có thời gian kết tinh như đá núi lửa thường có các kiến trúc ban tinh, vi tinh, ẩn tinh hoặc thủy tinh như ryolit, andesit hay bazan. Đối với các đá có kiến trúc ban tinh, sự xuất hiện các hạt tinh thể to là do chúng được hình thành từ trước dưới sâu và được mang lên trên bề mặt qua quá trình phun trào. Một số loại đá phun trào hình thành nên cấu trúc lỗ hổng hoặc cấu trúc bọt, các cấu trúc này đặc trưng cho các dung nham có chứa nhiều chất bốc (hơi nước, CO2) ở áp suất cao, khi lên đến bề mặt áp suất bị giảm nên pha khí tách ra khỏi pha lỏng, và kết quả là để lại những lỗ rỗng trong khối đá. Các loại đá mácmaThành phần khoáng vật học của đá mác ma theo hàm lượng silica (SiO2) giảm dần. Tên đá chú thích kèm theo.[6]Đá mácma chia theo thành phần SiO2 và theo môi trường thành tạo được miêu tả trong bảng bên dưới. Đá mácma xâm nhậpBài chi tiết: Đá mácma xâm nhập Đá mácma xâm nhập được thành tạo khi dung dịch macma nguội đi và các tinh thể khoáng vật kết tinh chậm bên trong vỏ Trái Đất. Các tinh thể kết tinh rõ ràng, các đá loại này thường có cấu tạo đặc sít. Sự kết tinh của dung dịch mácma trong giai đoạn sau có môi trường thuận lợi để hình thành loại đá có kích thước hạt rất to như pegmatit. Các đá xâm nhập có mặt trong các dãy núi cổ và hiện đại, tuy nhiên chúng chỉ có trên các lục địa. Đá mácma phun tràoBài chi tiết: Núi lửa và Đá mácma phun trào Đá mácma phun trào được thành tạo khi dung dịch mácma phun trào lên trên bề mặt đất; có sự giải phóng các chất khí có trong dung dịch macma một cách mãnh liệt, các đá macma phún xuất thường có cấu tạo rỗng xốp. Trên mặt đất, do nguội lạnh nhanh, macma không kịp kết tinh, hoặc chỉ kết tinh được một bộ phận với kích thước tinh thể rất nhỏ, chưa hoàn chỉnh, còn đại bộ phận tồn tại ở dạng vô đình hình, trong đá có lẫn nhiều bọt khí (do đang sôi và bị nguội lạnh nhanh): đó là dạng macma phún xuất chặt chẽ. Ví dụ Đá diabazơ, bazan, andezit. Có tính chất rỗng nhẹ, cứng và rất giòn. Sử dụng làm cốt liệu cho bê tông nhẹ, dụng làm phụ gia hoạt tính cho bê tông và xi măng… Mạch diabase (màu đen) cắt qua đá vôi ở ArizonaKhi macma đang sủi bọt, gặp lạnh đông lại nên rất xốp và nhẹ, hoặc phần macma bị phun lên cao, bay xa, nguội nhanh, hơi nước, khí thoát ra nhiều nên có kết cấu rỗng vụn, lỗ nhỏ: đó là dạng macma phún xuất rời rạc. Ví dụ Tro, túp núi lửa, túp dung nham. Tính chất nhẹ. Dùng làm phụ gia trơ cho bê tông và xi măng. Ngoài các núi lửa trên đất liền, một lượng lớn đá này hình thành một cách liên tục ở các sống núi giữa đại dương. Đá mạchĐá mạch là các loại đá xâm nhập khi mácma đi lên theo các khe nứt kiến tạo, đứt gãy hoặc các đá có trước bị yếu đi do các yếu tố kiến tạo. Các quá trình hình thành loại đá này có thể xảy ra trên cạn hoặc dưới đáy biển. Quá trình kết tinh có thể xảy ra ở các cấp áp suất và nhiệt độ đa dạng tùy thuộc vào vị trí và thế nằm của chúng. Thế nằm của đáNhững yếu tố ảnh hưởng đến dạng nằm của đá magma+ Hoạt tính của magma: Hoạt tính của magma liên quan tới tác dụng hóa học của magma. Hoạt tính của magma được thể hiện thông qua hàm lượng chất bốc, độ nhớt, trọng lực, áp suất thủy tĩnh... - Hoạt tính liên quan đến trọng lực do sự chênh lệch tỷ trọng giữa đá magma và đá vây quanh: khiến cho magma di chuyển vào đá vây quanh khi có điều kiện thuận lợi. - Hoạt tính cũng liên quan đến áp suất thủy tĩnh (là áp suất của các khối đá trên đè xuống các khối đá dưới) do đó mà magma ở dưới độ sâu càng lớn thì có áp suất thủy tĩnh càng lớn và lò magma luôn có xu hướng dâng lên các tầng trên của Vỏ Trái đất để tạo nên các thể xâm nhập dạng vỉa, nấm... - Hoạt tính của magma liên quan đến sự phá huỷ các cân bằng tướng khí lỏng của magma, magma có áp suất khí cao khi dâng lên phần nông của Vỏ Trái Đất, áp suất mái giảm đi có thể gây nổ và tạo các ống nổ. - Hoạt tính của magma liên quan đến độ nhớt của magma và độ nhớt này ảnh hưởng đến hình dạng của thể đá magma: độ nhớt của magma phụ thuộc vào thành phần hóa học của magma, magma có độ nhớt càng thấp thì càng dễ chảy tràn và ngược lại (magma bazơ có độ nhớt thấp thì khi đưa lên bề mặt thường chảy tràn còn magma axit có độ nhớt cao thì thường tạo khối). Yếu tố ngoại sinh bao gồm: + Hoạt động kiến tạo: Các hoạt động kiến tạo mức độ khác nhau sẽ tạo các đường dẫn khác nhau, từ đó sẽ dẫn đến hình dạng khác nhau của các thể đá magma. + Đặc điểm địa hình và đá vây quanh. Dạng nằm của các đá magma xâm nhập- Thể nền (batolit): bất chỉnh hợp với đá vây quanh, phình ra ở phía dưới và không có đáy. Kích thước thường rất lớn, tới hàng ngàn km2. - Thể cán: giống thể nền, chỉ khác kích thước nhỏ hơn, diện tích lộ không quá 100-200km2. - Thể vỉa: do magma có áp lực xuyên vào khoảng giữa hai lớp đá, nó có hai mặt tiếp xúc song song, đường đưa magma lên là những khe nứt, đứt gãy. Kích thước rất khác nhau, bề dày từ vài chục mét đến hàng trăm mét. Chỉnh hợp với đá vây quanh - Thể nấm: giống hình cái nấm hoặc bánh dày, phân biệt với thể vỉa do kích thước tương đối (chiều dày:chiều rộng>1:8), ngoài rìa mỏng dần so với phần trung tâm. Thường là các thể xâm nhập nông, nằm chỉnh hợp với đá vây quanh. - Thể thấu kính, thể chậu: thường nằm kẹp giữa các nếp uốn, do khối nhỏ magma xuyên vào vỏ Trái đất rồi bị cuốn theo chuyển động dẻo, chúng thường không có rễ, chỉnh hợp với đá vây quanh. - Thể tường: nằm dốc đứng bất chỉnh hợp với đá vây quanh, kích thước từ vài chục mét đến hàng trăm km. Dạng nằm của đá magma phun trào- Dạng dòng dung nham. - Dạng lớp phủ. - Dạng vòm, kim, tháp.
1 Modul 2: Thành phần vật chất của vỏ Trái Đất Bài 3: Các đá chủ yếu của vỏ Trái Đất 1. Đá magma 1.1. Định nghĩa magma và đá magma Magma là những dung thể trong manti của vỏ Trái Đất với thành phần chủ yếu là silicat giàu chất bốc và tồn tại ở nhiệt độ cao và áp suất lớn. Người ta chỉ có thể quan sát được magma khi nó trào ra trên bề mặt Trái Đất, ở họng núi lửa trên lục địa hay dọc các sống núi giữa đại dương. Thực nghiệm cho thấy các liên kết hóa học vẫn được duy trì trong dung thể magma. Đặc biệt là liên kết Si-O, vốn bền vững hơn các liên kết khác, chịu ảnh hư-ởng của tỷ lệ Si/O, mối liên kết càng cao khi tỷ lệ này tiệm cận 1/2. Khi lượng SiO2 càng lớn thì độ nhớt của magma càng tăng, nhưng một lượng nhỏ H2O cũng làm độ nhớt giảm đáng kể; khi phản ứng H2O [OH]- + [H]+ xảy ra thì liên kết Si-O bị gián đoạn và pha lỏng trở nên linh động; các chất bốc khác nh CO2 và H2S cũng đóng vai trò tương tự v.v Ngược lại, sự thất thoát chất bốc, như vẫn thường xảy ra, sẽ làm cho độ nhớt tăng nhanh và magma đông rắn dễ dàng. Đá magma được hình thành do magma kết tinh trong lòng đất hoặc trên bề mặt của vỏ Trái Đất. Các sản phẩm của magma kết tinh ở đới sâu gọi là đá xâm nhập; được thành tao do magma xuyên qua giữa các đá sinh ra trước ở một độ sâu nhất định, và có điều kiện kết tinh chậm (kết tinh hoàn toàn). Khi magma phun lên bề mặt Trái Đất, dù trên cạn hay dưới đáy nước, sẽ thành đá phun trào hay đá núi lửa và thường kết tinh kém, hoặc nhiều khi có dạng thủy tinh. Có hai họ đá magma ngang nhau; bazan (basalt) chiếm 95% đá phun trào, granit chiếm 95% đá xâm nhập. + Magma nghèo silic. Tỷ lệ Si/O thấp, linh động, magma này dâng thoát nhanh lên khỏi vỏ Trái Đất nên chỉ một số ít khoáng vật kịp kết tinh. Do nghèo silic, liệt phản ứng Bowen không tiến triển đến cùng và sản phẩm bền vững của nó là những khoáng vật sinh ra ở nhiệt độ cao. Nếu phun nhanh và mạnh, magma bị xáo trộn sẽ sinh ra một bazan đồng nhất; vốn là một magma ít nhớt, nếu phun lên chậm, những khoáng vật kết tinh trước có xu hướng lắng xuống, làm biến đổi thành phần dung nham còn lại ở trên. Hiện tượng xảy ra là quá trình kết tinh phân đoạn và các đá kết tinh hoàn hảo hơn, thành phần lại đa dạng. 2 + Magma giàu silic. Tỷ lệ Si/O cao, magma rất nhớt và kết tinh trọn vẹn trên đường dịch chuyển chậm trong vỏ Trái Đất. Liệt phản ứng Bowen phát triển đến cùng và khi kết tinh hoàn tất thì sản phẩm bền vững là các loại khoáng vật cùng có mặt với silic. Magma này tạo ra granit và các đá cùng họ. 1.2. Kiến trúc của đá magma Kiến trúc của đá magma bao gồm những dấu hiệu được hình thành tuỳ thuộc vào trình độ kết tinh, kích thước và hình dáng của các tinh thể, quan hệ tương hỗ giữa chúng với nhau và giữa chúng với thuỷ tinh trong đá. Bên cạnh khái niệm về kiến trúc, còn có khái niệm về cấu tạo vẫn được dùng trong nhiều tài liệu địa chất. Theo các tác giả Nga, những dấu hiệu cấu tạo có thể nhận biết bằng mắt thường, còn những đặc điểm kiến trúc thì chỉ nhận biết được bằng kính hiển vi. Các tác giả Tây Âu như Turner, Verchoogen coi sự phân biệt các khái niệm ấy dễ gây nhầm lẫn. * Kiến trúc hiển tinh. Loại kiến trúc này có thể phân biệt bằng mắt thường, đặc trưng cho các đá đồng đều trong toàn khối lớn (đá sâu); đá kết tinh cả khối (nên cũng gọi là kiến trúc toàn tinh), kích thước hạt từ vài milimet đến vài centimet. Những đặc điểm này là do sự kết tinh đã diễn ra một cách tuần tự; những tinh thể hình thành trước phát triển theo hình thái đa diện đặc trưng của chúng, đó là các tinh thể tự hình. Những tinh thể ra đời muộn hơn, chèn vào những khoang trống do các tinh thể đã kết tinh trước để lại, do đó chúng không có điều kiện để đạt dạng đa diện mà "lấy khuôn" theo khoảng không gian có sẵn – đó là những là tinh thể tha hình. ảnh 1. Kiến trúc hạt. Gabro: plagioclas song tinh và pyroxen. x 50 (Dercourt J. & Paquet J. 1981) 3 Dựa vào kích thước hạt khoáng vật ta phân biệt các loại kiến trúc sau đây. - Kiến trúc hạt – là loại phổ biến nhất, tinh thể đạt cỡ milimet (ảnh 1) - Kiến trúc aplit – tinh thể có kích thước cỡ vài millimet - Kiến trúc pegmatit – tinh thể đo bằng centimet hay decimet * Kiến trúc porphyr hay ban trạng là kiến trúc chỉ có một số hạt phân biệt được bằng mắt thường nổi bật trên nền hạt vi tinh và đặc trưng cho đá núi lửa (đá phun trào) và các loại đá dạng mạch. Những tinh thể tự hình (ban tinh) cỡ centimet nổi bật giữa một khối đồng nhất. Bằng kính hiển vi ta phân biệt các loại kiến trúc sau đây. - Kiến trúc hạt nhỏ (ảnh 2). Các tinh thể đồng loạt như nhau, giống kiến trúc nói trên, nhưng các hạt rất nhỏ (kiến trúc này đặc trưng cho đá mạch, đá nông) - Kiến trúc vi tinh. Số rất lớn tinh thể kéo dài ngập giữa khối thủy tinh đồng nhất (ảnh 3), đây là loại kiến trúc thường gặp nhất - Kiến trúc thủy tinh. Không chứa ban tinh và vi tinh, chỉ có thủy tinh, loại kiến trúc này khá hiếm. ảnh 2. Kiến trúc porphyr nền hạt nhỏ. Granit: felspat bị phong hóa. x 75 4 ảnh 3. Kiến trúc porphyr nền vi tinh. Bazan: ban tinh olivin.x 75 (Dercourt J. & Paquet J. 1981) 1.3. Thành phần khoáng vật của đá magma Trong tự nhiên có tới hơn ba nghìn khoáng vật khác nhau nhưng chỉ một số ít khoáng vật đóng vai trò chủ chốt trong thành phần các đá magma (loại đá chiếm tỷ lệ chủ yếu của thành phần vỏ Trái Đất). Đó là những khoáng vật tạo đá, chúng hầu như đều thuộc lớp silicat như feldspat, thạch anh, mica, nephelin, amphibol, olivin, pyroxen v.v Theo màu sắc, chúng được phân thành khoáng vật sẫm màu (amphibol, pyroxen, olivin) và khoáng vật sáng màu (thạch anh, feldspat, nephelin). Hàm lượng khoáng vật sẫm màu là một đặc điểm quan trọng để nhận biết các nhóm đá, ví dụ chúng chiếm đến 50% trong đá gabro và chỉ dưới 5-10% trong đá granit. Bên cạnh những khoáng vật chính, hàm lượng đạt hàng chục phần trăm trong đá, một số khác cũng có mặt trong các đá, nhưng với tỷ lệ rất nhỏ (dưới 1%), đó là khoáng vật phụ, như apatit, magnetit, zircon v.v Một số khoáng vật chiếm vị trí trung gian là khoáng vật thứ yếu như clorit, epidot, serpentin, caolinit v.v Chúng chỉ chiếm dưới 10% trọng lượng của đá, và thường xuất hiện trong khi bị phân huỷ và biến đổi. Đáng chú ý là một số khoáng vật phụ rất đặc trưng cho một loại đá nhất định như cromit, spinel đặc trưng cho peridotit; ilmenit, titanit, hematit đặc trưng cho một số granit v.v Nghiên cứu thành phần và hàm lượng khoáng vật phụ cho phép tìm hiểu nguồn gốc sinh thành của đá và cũng giúp giải thích đặc điểm di cư của các nguyên tố, dẫn tới sự tập trung khoáng vật phụ thành mỏ. 1.4. Phân loại và mô tả các loại đá magma chủ yếu Cơ sở phân loại Đá magma được hệ thống hóa trên cơ sở kết hợp hai nguyên tắc sau đây. 5 - Kiến trúc của các đá là những dấu hiệu liên quan đến điều kiện thành tạo của chúng, theo đó đá magma gồm đá xâm nhập và đá phun trào. - Thành phần vật chất, tức là bản chất của các khoáng vật có mặt thường xuyên nhất trong đá magma. Bảng 1. Phân loại đá xâm nhập (1) và đá phun trào (2) Đá chứa thạch anh Đá chứa feldspat Đá chứa feldspat & feldspatit Đá chứa feldspatit (=foidit) Đá chứa feldspat kiềm. Đá chứa feldspat kiềm và plagioclas 1. Granit 2. Ryolit 1. Syenit 2. Trachyt 1.Syenit nephelin 2. Phonolit 1. Ijolit 2. Nephelinit (A) Nhóm sáng màu 1. Diorit thạch anh 2. Đacit 1. Diorit 2. Andesit 1. Exexit 2. Tephrit (B) Nhóm màu sẫm vừa (chứa plagioclas) 1. Gabro thạch anh 2. Bazan toleit 1. Gabro 2. Bazan 1. Teralit 2. Bazanit 1. Misourit 2. Leucitit (C) Nhóm sẫm màu (không có plagioclas) 1. Hornblendit, pyroxenit, peridotit 2. Picrit Dựa vào hàm lượng silic (SiO2) trong các khoáng vật chính người ta chia ra các loại đá sau đây: 1) đá siêu mafic với <45% SiO2; 2) đá mafic với 45-52% SiO2; 3) đá trung tính với 52-65% SiO2; 4) đá axit với >65% SiO2. Theo đó, đá giàu silic có tỷ trọng thấp và sáng màu; đá nghèo silic và giàu các khoáng vật chứa sắt, magnesi thì có tỷ trọng cao hơn và sẫm màu. Theo đó, đá giàu silic có tỷ trọng thấp và sáng màu; đá nghèo silic và giàu các khoáng vật chứa sắt, magnesi thì có tỷ trọng cao hơn và sẫm màu. Phân loại Streckensen (1966) Các công trình thực nghiệm đã chứng minh rằng thạch anh và feldspatit không cùng tồn tại. Cách phân loại này thực hiện (trên hai giản đồ tam giác ghép lại (H.3.1) đối với hàm lượng khoáng vật femic (khoáng vật của Fe và Mg) nằm giữa 0% và 90% về thể tích; các đá giàu (90-100%) khoáng femic không trình bày ở đây. Thành phần khoáng vật của đá xâm nhập. Để nhấn mạnh giới hạn biến thiên thành phần khoáng vật của các đá chính, ta đưa chúng lên giản đồ kiểu như hình 1. 6 Mô tả các đá magma chủ yếu * Nhóm granit-liparit. Đây là nhóm đá axit với thành phần silic trên 60%. Các khoáng vật tạo đá chính gồm thạch anh, feldspat kali, plagioclas và biotit, đôi khi có muscovit và hornblend. Khoáng vật phụ thường gặp là apatit, zircon, turmalin. Hàm lượng khoáng vật màu 10%, do đó đá có màu sáng. Đá xâm nhập rất phổ biến và thường gặp hơn đá phun trào. Các đá chủ yếu của nhóm này là granit, liparit (ryolit), porphyr liparit hay porphyr thạch anh, đá mạch có pegmatit và aplit. Th¹ch anh§¸ giÇu th¹ch anhGranit RyolitSyenitTrachytGranit kiÒmSyenit kiÒmSYENIT kiÒmTrachyt kiÒmFELSPATkiÒmGranodioritDacitSyeno--dioritTrachiandesitDioritAndesit vµ bazan th¹ch anhSyenit FoidicPhonolitEsexitTephritFoiditVolcanit foiditFELSPATITDioritvµ GabroTheralit BazanitKho¸ng FEMICMAFITITVolcanit mafit90-100%0-90%2060804000100100010060400 100GABROTh¹ch anhHình 1. Phân loại đá xâm nhập (chữ hoa) và đá phun trào (chữ thường) theo Streckensen. Chú ý: Thuật ngữ FOIDit được cấu tạo từ Feldspatit, còn mafic là do hai nguyên tố Mg và Fe. Granit - đá thường dạng khối, thường có kiến trúc toàn tinh. Đá sáng màu, có thể màu hồng, đỏ thịt do màu của feldspat quyết định vì nó chiếm tới 60% khối lượng của đá. Granit có độ chịu lực cao nên được dùng làm vật liệu xây dựng các công trình kiến trúc lớn. Obsidien - thủy tinh núi lửa, kiến trúc thủy tinh thường màu nâu sẫm. Đá bọt là đá có nhiều lỗ rỗng, xốp do dung nham nhiều hơi bốc, bị đông cứng đột ngột . Pegmatit - đá mạch có thành phần như granit nhưng các tinh thể rất lớn. Nhiều khi thạch anh và feldspat xen kẽ nhau như dạng chữ cổ gọi là pegmatit vân chữ. Trong pegmatit thường chứa nhiều khoáng vật như fluorit, turmalin, beryl v.v Liên quan với pegmatit thường có mỏ quý như mica, kim loại hiếm (liti, beryli, thiếc, tantal v.v ). Aplit là đá mạch nhưng hạt nhỏ, đều màu trắng. * Nhóm syenit-trachyt. Gồm các đá trung tính, hàm lượng SiO2 từ 52 đến 65%. Khoáng vật tạo đá gồm feldspat kali, plagioclas và hornblend, đôi khi có augit. 7 Syenit là đá xâm nhập toàn tinh, hạt nhỏ và trung bình. Thành phần gồm feldspat kali (70-80%), plagioclas (10-15%), hornblend, khoáng vật màu chiếm 15% nên đá thường có màu xám. Syenit khác với granit là không có thạch anh. Trachyt là đá phun trào, kiến trúc porphyr hoặc ẩn tinh, ban tinh thường là plagioclas, ortoclas. Khoáng vật gồm feldspat kali, biotit, amphibol, pyroxen. PlagioclasNa CaPyroxenOlivinK- FelspatHornblendBiotitNephelinSYELNIT NEPHELINSYELNITGRANITGRANODIORITDIORITGABROPERIDOTITDUNITTh¹ch anh20406080100PhÇn tr¨m theo thÓ tÝch Hình 2. Các đá xâm nhập phổ biến với thành phần khoáng vật gần đúng. (Dercorut J. & Paquet J. 1979) * Nhóm diorit-andesit. Diorit-andesit cũng là nhóm đá trung tính có hàm lượng SiO2 từ 52 đến 65%. Khoáng vật chính tạo đá là plagioclas và hornblend, đôi khi có pyroxen, biotit và thạch anh. Khoáng vật màu chiếm 25%. Diorit là đá xâm nhập, toàn tinh, hạt trung bình thường có màu xám, sắc xanh xanh. Có thể coi diorit là đá chuyển tiếp giữa granit và gabro. Sự chuyển tiếp từ diorit sang gabro thể hiện ở sự tăng lượng khoáng vật màu và plagioclas nghiêng về phía anortit (trên 60% anortit) và qua đá gabro-diorit. Khi trong đá xuất hiện thạch anh thì sẽ hình thành diorit thạch anh, lượng thạch anh cao hơn nữa sẽ thành đá granodiorit là đá trung gian giữa diorit và granit. Granodiorit chứa cả thạch anh (15-20%) và feldspat kali. Andesit là đá phun trào có thành phần khoáng vật như diorit. Bề ngoài andesit rất giống với bazan. Porphyrit andesit khác với andesit ở chỗ đá bị biến đổi thứ sinh, thường có màu lục thẫm do xuất hiện epidot và clorit. Dacit là đá phun trào có thành phần tương tự với granodiorit. * Nhóm gabro-bazan. Gabro-bazan là nhóm đá mafic với hàm lượng SiO2 từ 45 đến 52%. Khoáng vật tạo đá gồm plagioclas, pyroxen, đôi khi có thêm olivin, hornblend và biotit. Lượng khoáng vật màu khoảng 45-50%, đá có màu xám sẫm lục thẫm và đen. Sự thay đổi thành phần khoáng vật sẽ dẫn đến hình thành các đá chuyển tiếp như tăng khoáng vật màu sẽ dẫn đến chuyển tiếp sang nhóm peridotit-pyroxenit. 8 Gabro là đá xâm nhập, toàn tinh, hạt trung bình, ngoài khoáng vật chính, có thể có các khoáng vật phụ như apatit, ilmenit, magnetit và có thể cả cromit. Thường có thể nấm, trụ, đôi khi là đaicơ (dyke). Bazan là đá phun trào có kiến trúc vi tinh, màu xám, xám sẫm và đen. Thành phần khoáng vật giống với gabro, đôi khi có chứa thủy tinh núi lửa. Porphyrit bazan khác với bazan là có khoáng vật thứ sinh như clorit và hornblend thứ sinh và thể đá có màu lục thẫm. Bazan và porphyrit bazan thường nằm ở dạng lớp phủ và dòng chảy. Nhiều khi chúng lặp đi lặp lại, chồng lên nhau hình thành hệ phun trào bậc thang. Hình loại này nhiều khi phổ biến trên diện tích hàng triệu km vuông như ở tây Siberia, cao nguyên Decan (ấn Độ). Diabas là đá mạch có thành phần khoáng vật tương tự với gabro và bazan. Có nhiều mỏ liên quan với gabro-bazan như sắt, titan, kền, đồng. Do cường độ chịu lực tốt, các đá thuộc nhóm này được sử dụng rộng rãi làm vật liệu xây dựng. * Nhóm đá peridotit-pyroxenit. Nhóm đá peridotit-pyroxenit có hàm lượng SiO2 thấp (40-45%) và là đá siêu mafic, không chứa feldspat. Thành phần của đá chỉ gồm khoáng vật màu-olivin, hornblend, pyroxen, do đó đá có màu lục thẫm, nâu đen và đen. Trong các khoáng vật thứ yếu và khoáng vật phụ có cromit, magnetit, ilmenit, bạch kim, v.v Đá có tỷ trọng lớn (3-3,4). So với các loại đá magma khác thì đá của nhóm này ít phổ biến hơn (chỉ chiếm khoảng 0,4% khối lượng đá magma) và đá phun trào của nhóm lại càng rất ít khi gặp. - Peridotit là đá xâm nhập có thành phần khoáng vật gồm olivin, pyroxen. Kiến trúc toàn tinh hạt lớn màu lục thẫm đến đen. - Dunit là đá xâm nhập gần như chỉ gồm một khoáng vật là olivin, đá có màu vàng lục, khi bị serpentin hóa thì chuyển sang màu lục thẫm hoặc đen. - Pyroxenit là đá xâm nhập cũng chỉ gồm olivin và pyroxen như đá peridotit nhưng pyroxen chiếm vai trò chủ yếu. Màu gần đen. Các đá xâm nhập siêu mafic thường nằm ở thể trụ, thể batolit nhỏ. Kimberlit là đá siêu mafic giàu chất bốc có độ kiềm kali cao. Những tinh thể lớn là ilmenit giàu magie, pyrop giàu titan, olivin, pyroxen xiên nghèo chrom, phlogopit, enstantit và chromit nghèo titan. Trong đó olivin chếm ưu thế. Picrit cũng là đá phun trào, kiến trúc porphyr, giàu olivin. 9 Các đá xâm nhập siêu mafic có liên quan chặt chẽ với sự hình thành các mỏ đồng (ví dụ mỏ đồng Bản Sang ở Tây Bắc), crom (mỏ cromit Cổ Định ở Thanh Hóa), kền, bạch kim, kim cương. * Nhóm syenit nephelin. Nhóm đá này có đặc điểm là trong thành phần khoáng vật có các alumo-silicat chưa no SiO2 tức là feldspatit; chủ yếu là nephelin. Ngoài nephelin trong đá còn có feldspat kiềm, biotit, amphibol và pyroxen kiềm. Người ta thường gọi đây là nhóm đá kiềm, chúng rất hiếm so với các nhóm đá khác, trong chúng phổ biến hơn cả là syenit nephelin. Syenit nephelin là đá xâm nhập, toàn tinh. Thành phần khoáng vật gồm nephelin, feldspat kiềm, khoáng vật màu như biotit, pyroxen kiềm, amphibol. Các khoáng vật phụ có magnetit, ilmenit, apatit, zircon, titanit. Liên quan với syenit nephelin thường có các mỏ apatit, đất hiếm, titan, zircon. Đọc thêm Phân bố đá magma ở Việt Nam (Theo Đào Đình Thục & Huỳnh Trung et al. 1995) Sự hình thành đá magma và sản phẩm của chúng (xâm nhập và phun trào) mang tính giai đoạn, rất phổ biến, phong phú và đa dạng, được phân bố đều khắp trên lãnh thổ Việt Nam, nhưng đặc điểm của chúng không giống nhau, tuỳ từng thời kỳ địa chất thành tạo chúng. Hoạt động magma trước Proterozoi muộn được phát hiện ở vùng Kon Tum, Tây Bắc Bộ. Những thành tạo xâm nhập đầu tiên được ghi nhận là ở giai đoạn Proterozoi muộn, tại vùng Tây Bắc Bộ và Kon Tum. Trước hết là khối Po Sen (ở tây bắc dãy Fansipan) diện tích lộ ra 500km2 và các khối nhỏ khác ở Sa Pa, Lũng Lô, Ngòi Bo với thành phần biến đổi từ diorit thạch anh, tonalit tới granodiorit và granit. Cũng ở vùng này còn có khối granit Xóm Giấu và các khối cùng phức hệ như khối Mường Hum (granit kiềm, granosyenit kiềm) và các khối Đèo Mây, Tchouva liên quan. Các thành tạo xâm nhập granitoid trong phạm vi địa khối Kon Tum gồm khối Chu Lai, diện lộ hàng trăm kilômet vuông, nam thị xã Tam Kỳ, liên quan với nó là khối Sa Huỳnh cũng với diện lộ hàng trăm kilômet vuông. Với diện lộ 50km2 khối Ba Tơ cùng phức hệ với các khối nhỏ khác vùng Quảng Ngãi, tây Bình Định. Giai đoạn Paleozoi sớm-giữa 10 Hoạt động magma phong phú và phổ biến cả ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, bắt đầu bằng loạt phát triển liên tục từ siêu mafic đến mafic và plagiogranit. Khối siêu mafic lớn nhất Việt Nam là khối Núi Nưa cách thành phố Thanh Hóa 18km về phía tây, diện lộ hình elip 50km2 kéo dài hướng ĐN-TB. Các thể nhỏ mafic thuộc phức hệ Bó Xinh (thượng lưu sông Mã) là những thể xâm nhập nông á núi lưả xuyên giữa đá phiến lục. ở rìa phía bắc và phía tây địa khối Kon Tum là phức hệ Hiệp Đức gồm 23 khối xâm nhập mafic và siêu mafic nhỏ, diện lộ từ hàng trăm m2 tới 50km2, phân bố ở Tam Kỳ, Hiệp Đức, Khâm Đức, Trà Trung, Đắc Sút, Plei Mo, Chư Todron. Đá plagiogranit phân bố hạn chế ở thượng nguồn sông Mã gồm các khối Chiềng Khương, Bản Phúng v.v Các thành tạo núi lửa Paleozoi sớm-giữa có mặt chủ yếu ở Bắc Trung Bộ (các hệ tầng Long Đại, Sông Cả) và Tây Nam Bộ, các quần đảo ở vịnh Thái Lan (hệ tầng Nam Du), thành phần trung tính, axit. Thuộc các thành tạo xâm nhập trung tính, axit có hai phức hệ Sông Chảy (Bắc Bộ) và Đại Lộc (Trung Bộ). Với diện lộ lớn nhất (2500km2), khối sông Chảy có dạng đẳng thước kéo dài hướng ĐB-TN, liên quan với nó là các khối Núi Láng (đông bắc Phú Thọ), khối Núi Pháo nằm dọc hạ lưu sông Đáy. Granitoid phức hệ Đại Lộc gồm các khối kéo dài, diện lộ hàng chục đến hàng trăm km2 phân bố ở phía bắc địa khối Kon Tum, miền bắc Trung Bộ. Hoạt động magma Paleozoi giữa phát triển ở Bắc Bắc Bộ, Tây Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, chủ yếu là xâm nhập granitoid, ít hơn có thành tạo núi lửa (hệ tầng Pia Phương) và xâm nhập axit kiềm (khối Pia Ma, khối Ngòi Biệc, khối Tàng Khoảng). Với diện lộ 15-20km2, khối Ngân Sơn có thể đạt độ sâu 30km; cùng phức hệ là các khối khác ở Loa Sơn, Nghiêm Sơn, Núi Là v.v ở Bắc Bộ. Khối Mường Lát (Thanh Hóa) kéo dài 30km dọc hướng á vĩ tuyến theo trung lưu sông Mã, có diện tích 300km2; liên quan với nó là khối Sầm Sơn, vùng lộ không quá 2km2. Khối Trường Sơn kéo dài hướng TB-ĐN, tây Hà Tĩnh, diện lộ 500km2 (chưa kể phần ở lãnh thổ Lào); khối Đồng Hới phía tây thị xã cùng tên, diện lộ 300km2 cũng thuộc phức hệ này. 11 Giai đoạn Paleozoi muộn - Mesozoi sớm - Các thành tạo xâm nhập Paleozoi muộn thể hiện dãy biến thiên thuận từ gabro đến granit với granodiorit chiếm ưu thế, bắt đầu bằng các khối Suối Củn, Bản Lũng, Khắc Thiệu, Khau Mia, Nguyên Bình v.v Các thành tạo granitoid Bến Giằng-Quế Sơn gồm nhiều khối lớn nhỏ từ vài chục đến vài trăm km2; diện lộ phân bố ở Kon Tum và phần nam của Bắc Trung Bộ. Thuộc tuổi Permi, ở Tây Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Kon Tum có các hệ tầng đá phun trào bazan-trachyt (hệ tầng Cẩm Thủy), trung tính (hệ tầng Dak Lin). Chúng là sản phẩm của những đới hoạt động căng giãn phá vỡ những khối lục địa cổ, mở đầu quá trình hoạt hóa magma mạnh. - Tham gia vào nhịp magma Trias sớm-giữa chủ yếu là các thành tạo núi lửa. Xuất hiện sớm nhất là hệ tầng Mường Trai ở đới rift cổ Sông Đà và phát triển mạnh mẽ hơn chủ yếu là đá núi lửa thành phần axit của hệ tầng Sông Hiến (Bắc Bộ), hệ tầng Đồng Trầu (Bắc Trung Bộ) và hệ tầng Măng Giang. Riêng các đá núi lửa axit trong hệ tầng Mang Giang chiếm diện tích khoảng 2750km2 thuộc phần rìa nam của khối nâng Kon Tum. Các xâm nhập granitoid á núi lửa gồm các khối Núi Điệng, Núi Pháo, Đèo Khế, Khuôn Ngàn, Đồng Tiến ven rìa dãy Tam Đảo. Granitoid phức hệ Sông Mã gồm hàng loạt các khối kích thước khác nhau, lớn nhất là khối Sông Mã (tỉnh Hòa Bình) với diện lộ 420km2. Granitoid phức hệ Vân Canh gồm nhiều thể xâm nhập lớn nhỏ khác nhau, chủ yếu ở phần phía nam khối nhỏ Kon Tum. - Ngoài các thành tạo núi lửa hệ tầng Mường Trai gồm chủ yếu bazan, diabas (dọc sông Đà từ Phong Thổ đến Suối Rút), trong các thành tạo magma Trias muộn còn các thể xâm nhập gabroid phức hệ Núi Chúa gồm các khối Núi Chúa, Khao Quế, Núi Hồng, Sơn Đầu, vùng Tạ Khoa v.v (Bắc Bộ), Tri Năng, Cửa Rào v.v (Bắc Trung bộ). Các granitoid giàu nhôm phát triển rộng rãi nhất ở Bắc Việt nam được xếp vào phức hệ Phia Bioc. Các khối nằm ở Bắc Bắc Bộ, Tây Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ. Ngoài khối Hải Vân lớn nhất, phức hệ granitoid này còn gồm các khối Mang Cá, Sơn Trà, Cù Lao Chàm v.v chủ yếu phân bố ở phía bắc địa khối Kon Tum. Giai đoạn Mesozoi muộn - Kainozoi sớm Hoạt động magma mãnh liệt, phổ biến trên toàn lãnh thổ. 12 - Các thành tạo núi lửa phát triển chủ yếu ở Tây Bắc Bộ trong các hệ tầng Văn Chấn, Ngòi Thia với thành phần chính là axit kiềm, kiểu thành hệ trachy-bazan-trachyryolit. Hệ tầng Pu Tra là kiểu thành hệ trachyt-leucitophyr. Trong vùng có các xâm nhập granit-granosyenit (phức hệ Pu Sa Phìn, Bản Chiềng, Ye-Yên-Sun) và syenit kiềm, granit kiềm (các phức hệ Pu Sam Cap, Chợ Đồn). - ở Nam Trung Bộ phun trào trung tính thuộc thành hệ andesit-dacit-ryolit trong các hệ tầng đèo Bảo Lộc, Đơn Dương. Xâm nhập sau phun trào thuộc thành hệ diorit-granodiorit-granit (các phức hệ Định Quán, Ankroet). Vùng ven biển Nam Bộ các đá núi lửa phân bố hẹp và lộ ra ở ven Vũng Tàu, ở núi Trà Duốc (vùng Tây Ninh, Hà Tiên) và ở các đảo (Hòn Nghệ, Côn Đảo, Hải Tặc, Bà Lụa). Thành phần gồm các đá trung tính, trừ vùng ven biển Vũng Tàu (axit và á kiềm). Giai đoạn Kainozoi muộn Gồm các thành tạo bazan, thành phần thay đổi chủ yếu là từ bazan toleit sang bazan kiềm. Bazan tuổi Kainozoi của Việt Nam phân bố trên 23 000km2 ở địa hình với độ cao 40m đến 1700m ở phía tây địa khối Kon Tum, ở Bắc Trung Bộ và Nam Bộ. |
