Bài giảng Địa chất đại cương - Nguyễn Văn Cảnh

Nội dung text: Bài giảng Địa chất đại cương - Nguyễn Văn Cảnh

1. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh ðA CH T ð I C ƯƠ NG CHƯƠ NG I. NHNG NÉT ð I C ƯƠ NG V MƠN H C I. ða ch t h c và n i dung nghiên c u c a nĩ 1. ðnh ngh ĩa ða ch t h c xu t x t thu t ng Geologes (Hy L p) Ge: Trái đ t. Logos: li nĩi, h c thuy t. Geology (Anh) Geologie (Pháp) reo πou π (Nga). Là mơn hc v trái đ t đ a ch t h c bao g m các ki n th c c a ngành khoa h c v trái đt, trong đĩ cĩ nh ng ngành nh ư ða lý, đa v t lý, đa hố, đa m o Hi n nay, ng ưi ta hi u đ a ch t h c theo ngh ĩa h p là mơn h c khoa h c nghiên c u v trái đt, đúng ra là nghiên c u th ch quy n (quy n đá) bao gm c ph n v và ph n trên c a l p manti (Manti: cĩ ng ưi cịn g i là l p cùi, là l p trung gian gi a nhân và v trái đ t). đ a ch t đ a c ươ ng là ph n nh p mơn, ph n khái quát b ưc đu đ hi u bi t đ a ch t h c, gi i thi u nh ng lý lun chung, nh ng khái ni m cơ s c a đ a ch t h c. R t quan tr ng vì ph c v cho vi c h c các mơn chuyên mơn v đ a ch t nh ng n ăm trên. 2. ði t ng và nhi m v c a đ a ch t h c ði t ưng: Ph n v t ch t c ng c a v Trái đ t nh ư thành ph n v t ch t to thành c u trúc c a chúng quá trình hình thành, bi n đ ng và ti n tri n c a chúng. Nhi m v c a đ a ch t h c: Trong l ĩnh v c tìm ki m th ăm dị đa ch t, mơn hc cĩ nhi m v nghiên c u s hình thành, quy lu t phân b c a các tài nguyên khống s n, bao g m c ngu n n ăng l ưng đ đưa vào s d ng cĩ ích cho con ng ưi. ði v i các l ĩnh v c đ a ch t cơng trình, đa ch t thu v ăn và các ngành cĩ liên quan thì đa ch t h c đĩng gĩp nh ng hi u bi t c n thi t cho cơng tác xây dng, thi t k. Qui ho ch kinh t , đơ th , b o v mơi tr ưng s ng, phịng ch ng thiên tai (nh ư đng đ t, núi l a, l ũ l t, s t l , nhi m m n ) cho đn c khai thác ưu th ti m n ăng v du l ch ða ch t h c cịn cung c p nh ng c li u khách quan gĩp ph n thúc đ y các ngành khoa h c phát tri n, k c v m t tri t h c duy v t bi n ch ng và đi sng v ăn minh tinh th n, đĩng gĩp cho s phát tri n v m t nh n th c lu n và ph ươ ng pháp lu n. đ a ch t h c b t ngu n t m t mơn khoa h c ph c v cho nhu c u s n xu t trong th i k ỳ ti n t ư b n ch ngh ĩa, d n dn hình thành r t nhi u chuyên ngành đi sâu gi i quy t các nhi m v trên. Cĩ th bao g m các mơn khoa h c sau: Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
2. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh 1. Các mơn khoa h c nghiên c u thành ph n v t ch t c a v trái đ t nh ư tinh th h c, khống v t h c, th ch h c 2. Nghiên c u v l ch s phát tri n đ a ch t v Trái đ t nh ư c sinh v t h c, đa s, đ a t ng h c, c đ a lš, k ð t 3. Nghiên c u chuy n đ ng c a v nh ư đa ch t c u t o, đ a ki n t o, đ a mo, tân ki n t o 4. Nghiên c u s hình thành, phân b c a khống s n, cách tìm ki m th ăm dị chúng, bao g m các mơn h c nh ư khống sàng h c, đ a ch t d u, đ a ch t m than, tìm ki m th ăm dị các kho ng, đ a hố, đa v t lš, kinh t đ a ch t, khoan th ăm dị 5. Nghiên c u s phân b và v n đ ng c a n ưc d ưi đt nh ư đa ch t thu văn, đng l c n ưc d ưi đ t 6. Nghiên c u các điu ki n đ a ch t các cơng trình xây d ng nh ư các mơn đa ch t mơi tr ưng, đ a ch n, đ a ch t du l ch T nh ng nhi m v , n i dung khái quát nêu trên cĩ th rút ra đưc ý ngh ĩa khoa h c và ý ngh ĩa th c ti n c a đ a ch t h c và đa ch t đ a c ươ ng. 3. M i liên quan c a đ a ch t h c vi các ngành khoa h c t nhiên Vt ch t trong Trái đ t và quá trình ho t phát tri n c a các hi n t ưng đ a ch t x y ra trong nh ng điu ki n v t lý, hố hc, sinh h c và các điu ki n t nhiên khác vơ cùng ph c t p, vì th đ a ch t h c cĩ liên quan m t thi t v i nhi u ngành khoa h c: v t lý, hố h c tốn h c, sinh v t h c, c ơ h c ð.C.H s d ng các thành qu nghiên c u s d ng các ph ươ ng pháp nghiên cu ca các ngành khoa h c nĩi trên. T đĩ đã n y sinh các mơn khoa h c cĩ tính liên k t mà m c đích là nh m gi i quy t các nhi m v c a đ a ch t h c. ðĩ là: ða v t lý: đa hố, sinh đa hố, đa ch t phĩng x , tốn đ a ch t, đ a c ơ h c, đ a ch t mơ ph ng 4. Xu h ng phát tri n đi sâu c a đ a ch t h c Cũng nh ư các ngành khoa h c khác, nh nh ng cơng c , thi t b hi n đ i đa ch t h c h ưng s nghiên c u vào c th gi i v t ch t c a Trái đ t trong ph m vi v ĩ mơ c ũng nh ư vi mơ. M t khác đ a ch t h c cịn h ưng vào quá kh lâu dài tr ưc khi cĩ d u v t c a s s ng n y sinh. ði vào nh ng v n đ c th , đa ch t h c cĩ xu h ưng. - Tìm hi u d n vào sâu trong v đ n nhân Trái đ t. ð sâu tr c ti p mà con ng ưi v i đ n đưc v i nh ng l khoan sâu trên 10 km M và Liên Xơ. - Tìm hi u m i liên h c a Trái đ t nh ư là m t thiên th v ũ tr , v i các hành tinh trong h m t tr i và xa h ơn là trong v ũ tr . Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
3. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh - Nghiên c u các hành tinh g n Trái đ t nh ư nghiên c u M t tr ăng, sao Ho , sao Kim qua đĩ mà hi u đưc s phát sinh c a Trái đ t. Nh ng s li u và ki n th c n ăng cung c p cho s hồn thi n mơn đ a ch t v ũ tr h c. II. Các ph ươ ng pháp nghiên c u c a đ a ch t h c 1. ða ch t h c là m t mơn h c khoa h c t nhiên. Gi ng nh ư các ngành khoa hc t nhiên khác, ða ch t h c s d ng ph ươ ng pháp nghiên c u theo logich khoa h c t nhiên nh ư theo trình t đi t quan sát đ n phân tích x lý s li u, ti n đ n quy n p t ng h p đ xu t các gi thuy t, đ nh lu t. Tuân theo ph ươ ng pháp lu n c a duy v t bi n ch ng, ngh ĩa là đi t th c ti n đn lý lu n r i áp d ng vào th c ti n theo m t trình t ti n tri n d n c a nh n th c lu n. 2. Tuy nhiên , đi t ng nghiên c u c a đ a ch t h c cĩ nh ng đ c thù riêng khác vi các ngành khoa h c khác. ðĩ là: a. ði t ưng nghiên c u c a mơn h c ch y u là v Trái đ t. ðĩ là đi tưng yêu c u ph i nghiên c u t i th c đ a, ngồi tr i ch khơng ph i ch cĩ trong phịng. b. ði t ưng đĩ l i chi m m t khơng gian vơ cùng sâu r ng, v ưt xa kh năng tr c ti p quan sát nghiên c u c a con ng ưi. (L khoan siêu sâu m i đ t 12 km xuyên vào lịng đt). ð i t ưng nghiên c u cĩ qui mơ hàng tr ăm hàng nghìn ki-lơ-mét, nh ưng c ũng cĩ cái ch sâu đ vài mét, vài cen - ti - mét đn micron. c. Th i gian di n bi n các quá trình đa ch t r t dài, tr i qua hàng v n, hàng tri u n ăm nh ưng c ũng cĩ hi n t ưng ch x y ra trong m t vài gi , vài phút, vài giây nh ư các hi n t ưng đ ng đ t, núi l a d. Quá trình đa ch t phát sinh và phát tri n l i r t ph c t p, ch u nhi u y u t chi ph i tác đ ng. Ví d nh ng quá trình đa ch t x y ra sâu cĩ th ch u nhi t đ t ăng cao t i 4000 – 60000 0C, áp su t đ n 3 - 106 atm khác xa v i điu ki n trên m t. Vì nh ng l trên, các ph ươ ng pháp nghiên c u c a đ a ch t h c cịn cĩ nh ng đim riêng bi t. Mơn h c cịn s d ng: - Ph ươ ng pháp nghiên c u ngồi th c đ a bao g m kh o sát, thu th p mu, phân tích t k t qu cĩ đưc d đốn nh ng kh o sát, phát hi n m i. Các quan sát tr c ti p ngồi th c đ a v sau đưc nhi u ph ươ ng ti n máy mĩc thay th và nâng cao hi u qu nghiên c u nh ư máy mĩc ða - v t lš, các cơng trình khoan ðc bi t các ph ươ ng ti n vi n thám (máy bay, v tinh, con tàu v ũ tr ) đã Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
4. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh m r ng t m m t, n i dài t m tay cho con ng ưi. Ngày nay nghiên c u đ a ch t nh t là trong đo v b n đ đ a ch t khơng th thi u đưc cơng tác phân tích nh vi n thám. M.N.Petruxevich (1961) đã nh n xét r ng s xu t hi n nh vi n thám vi kính l p th là m t bưc ngo t lch s đ nghiên c u c u trúc v Trái đ t, nĩ cĩ ý ngh ĩa to l n nh ư s xu t hi n kính hi n vi phân c c th k tr ưc đ tìm hi u thành ph n v t ch t vi mơ. - Ph ươ ng pháp nghiên c u trong phịng đưc chú ý v i nh ng h ưng sau: Các ph ươ ng pháp phân tích m u ngày càng đưc c i ti n v i ph ươ ng hưng nâng cao hi u qu và t c đ phân tích, đ ng th i đi sâu vào c u trúc bên trong c a v t ch t. S d ng ph ươ ng pháp t ng h p th c nghi m (ví d trong vi c t o ra các khống v t t ng h p, các đá nhân t o ) song song v i x lš, phân tích s li u. - Ph ươ ng pháp mơ ph ng trên c ơ s c a nguyên lý t ươ ng t đ mơ hình hố các quá trình bi n d ng, bi n đ ng c u to, s hình thành các khống sàng. Trong cơng tác th ăm dị đa ch t th ưng s d ng mơ hình hố tốn hc cĩ s tham gia ngày m t nhi u c a máy tính đin t . - Ph ươ ng pháp hi n t i lu n C.Lyell th c ch t là “l y m i suy cu‹ hay là “Ph ươ ng pháp so sánh l ch s”. Trong tác ph m “Nguyên l› đa ch t h c‹ (1830) Lyell đã nêu nguyên t c c ơ b n “Hi n t i là chìa khố đ hi u đưc quá kh ”. ðây là ph ươ ng pháp nghiên c u đ c tr ưng c a đ a ch t h c, khơng cĩ trong các mơn khoa h c khác. Theo nguyên t c này thì nh ng điu ki n mơi tr ưng c a hi n nay gi i thích chi tình hình đa ch t xa x ưa. Ví d ngày nay ng ưi ta th y mu i m cĩ màu đ c a ơxyt Fe do đưc hình thành trong điu ki n khơ h n thì khi phát hi n đưc mu i m cĩ màu đ nh ư th trong m t th i k ỳ nào đĩ ta cĩ quy n suy đốn r ng lúc b y gi khí h u là khơ ráo. Cĩ th nêu ra nhi u ví d tươ ng t . Ch ng h n nh ư điu ki n phát sinh phát tri n san hơ, điu ki n hình thành than trong đm l y, s phân b các tr m tích sơng c a sơng N u hi u bi t đưc trong giai đon hi n nay các điu ki n t nhiên, các y u t đ a ch t đ a l› nào đĩ kh ng ch các đ i t ưng trên thì cĩ th suy lu n ra mơi tr ưng, điu ki n đ a ch t t nhiên lúc phát sinh, phát tri n các đ i t ưng nĩi trên vào các th i đi mà chúng xu t phát. Ph ươ ng pháp c ũng cĩ m t h n ch : Hồn c nh, điu ki n đ a ch t khơng ph i tr ưc kia mà bây gi đ u hồn tồn gi ng nhau h n mà cĩ s di n bi n ti n hố nh t đ nh. Ví d tr ưc Paleozoi, Trái đ t cĩ nhi u SiO2, nhi u MgO h ơn bây Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
5. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh gi . Ví d nh ng sinh v t lúc tr ưc bi n nơng, bây gi t n ti bi n sâu. Do đĩ khi suy lu n ph i th n tr ng. Khi phân tích các hi n t ưng đ a ch t c x ưa, trong các nhà nghiên c u đã đ xu t khái ni m v đ ng bi n lu n (Uniformitarism) và tai bi n lu n (Catastrophism). Cĩ ng ưi cho là quá trình ti n hố c a đ a ch t là quá trình kch phá, đt ng t (tai bi n). Chúng ta khơng nên c c đoan theo m t chi u h ưng nào. Th c ti n cho th y Trái đ t t n t i c hai d ng. Ch ng h n ph i hàng ngàn năm, tri u n ăm m i cĩ m t b dày tr m tích đáng k tc là m i n ăm ch l ng đng đáy bi n m t l p tr m tích đ vài cm th m chí ch vài mm. M t khác c ũng cĩ ho t đ ng núi l a, bão t ch trong mt th i gian r t ng n ng i c a m t vài ngày, m t vài gi , đã gây ra nh ng thay đi l n. M t hi n t ưng tai bi n x y ra tr ưc đây 65 tri u n ăm (t cu i Crêta đn đ u Oaleogen) d n đ n di t ch ng c a hơn 250 lồi bị sát t lo i kh ng long n ng 50 t n cho đ n lo i nh c con mèo. Mt s nhà khoa hc tên tu i t ng đưc gi i Nơbel cho r ng tai bi n này x y ra là do Trái đt va ch m vào m t thiên th t bên ngồi t i. - Ph ươ ng pháp đi sánh đ a ch t: S d ng nh ng tài li u v đ a ch t đã đưc nghiên c u hi u bi t k c a m t khu v c, m t vùng đ liên h so sánh và rút ra k t lu n đúng đ n cho n ơi mình đang nghiên c u. Ví d khi nghiên cu vùng than Than Thùng Yên T , m o Khê - Tràng B ch cĩ th đ i sánh v i vùng than Hồn Gai. Cĩ th nghiên c u đ i v i các vùng than cĩ điu ki n đ a ch t t ươ ng t , ch ng h n vùng than Nơng S ơn, Ng c Kinh. Vi c đ i sánh đ a ch t khơng ch làm trong n ưc mà cịn liên h đ i sánh v i các tài li u c a n ưc ngồi. Ch ng h n cĩ th đ i sánh tình hình đa ch t khống sàng apatit Lao Cai v i vùng photphorit Cơn Minh (Trung Qu c), Liên Xơ - ðc bi t t n a sau th k này nhi u thành tu và ph ươ ng pháp nghiên cu ca các ngành khoa h c khác, nh t là khoa h c c ơ b n đã thâm nh p vào đa ch t h c, hình thành nh ng ph ươ ng pháp nghiên c u m i nh ư ph ươ ng pháp mơ hình hố. Các ph ươ ng pháp x l› b ng máy tính các d li u c a đ a ch t (c nh ng v n đ mà tr ưc kia các nhà đa ch t cho là khơng th dùng tốn h c và máy tính gi i quy t đưc). III. ða ch t h c và s phát tri n c ơ s tài nguyên khống s n, phát hi n nn kinh t c a đ t n ưc. ða ch t là c ơ s lý lu n khoa h c bao g m c l› thuyt và th c hành giúp cho vi c phát hi n, th ăm dị các tài nguyên khống s n cĩ ích điu tra và đánh giá các n n mĩng cho các cơng trình xây d ng ki n trúc phịng ch ng các hi n Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
6. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh tưng ð a ch t gây tác h i cho cu c s ng lồi ng ưi. Vì th m i qu c gia đ u cĩ cơ s t ch c nghiên c u v ð a ch t cho n ưc mình đ ti n hành các m t cơng tác. V l ĩnh v c điu tra khống s n: Thơng qua vi c l p các b n đ ð a ch t t các t l khái quát đ n chi ti t nhà n ưc hi u bi t đưc ti m n ăng các m t v ða ch t khống s n (lo i hình, qui mơ, hàm l ưng, tr l ưng, kh n ăng khai thác và s d ng trong cơng nghi p) cung c p các s li u ð a ch t giúp cho quy ho ch hố kinh t . Tìm hi u khai thác n ưc d ưi đ t, quy ho ch s d ng n ưc dùng và n ưc ph c v cho nơng nghi p trong ph m vi tồn qu c và khu v c. Cung c p các t ư li u v tính ch t và đ n đ nh các n n mĩng ph c v cho vi c thi t k , ch n tuy n đưng giao thơng, xây d ng c u c ng, đ p n ưc, đê điu, c ng, các cơng trình ki n trúc Cung c p nh ng t ư li u c n thi t giúp cho vi c b o v mơi tr ưng đưc trong sch, đ m b o điu ki n s ng, điu ki n v sinh cho nhân dân (ví d khơng nên s ng vùng đ phĩng x v ưt m c cho phép, gi i quy t vi c nhi m m n đng b ng sơng C u Long, v n đ n ưc dùng Tây Nguyên ) d báo và phịng ch ng các thiên tai v ð a ch t các hi n t ưng ð a ch t cĩ h i. Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
7. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh CHƯƠ NG II NGU N G C TRÁI ðT I. Khái ni m chung Ngu n g c Trái đ t và s ti n hố c a nĩ t x ưa đã đưc con ng ưi và nhi u ngành khoa h c nh ư thiên v ăn, đa lý ða ch t, v t lý, tri t h c quan tâm nghiên c u gi i thích. Nh n th c tr i qua nhi u giai đon. Tr ưc th k XVIII vi c gi i thích th ưng mang màu s c th n bí, duy tân, tơn giáo. T th k XVIII tr đi vi c gi i thích g n v i các gi thuy t khoa h c. Ngày nay ng ưi ta nh n th y s hình thành và phát tri n c a Trái đ t cĩ liên quan v i thành ph n v t ch t, các di n bi n ti n hố c a các tr ưng ð a - v t lý, các tr ng thái đ a nhi t, v i ngu n gc c a các vịng quy n bao quanh Trái đt. M t khác nhi u t ư li u cho th y s hình thành Trái đt ch u nh hưng r t l n c a các h th ng thiên th g n và xa trong v ũ tr , tr ưc m t quan tr ng h ơn c là h M t tr i. Nh ng bi n đ i l n v mt ð a ch t, khí hu trên Trái đt ph n ánh s ti n hố c a các thiên th trong h M t tr i. II. H m t tr i và các đc đim c ơ b n. 1. Ví trí c a Trái đ t trong v ũ tr . Trái đt là m t thiên th trong v ũ tr . V ũ tr là th gi i v t ch t bao quanh (“V ũ” là khái ni m v khơng gian khơng b b n,”Tr ” là khái ni m v th i gian khơng đu, khơng cu i). Trong v ũ tr cĩ vơ s h thiên th (h sao). Hi n nay khoa h c cho bi t cĩ đ n 10 t h sao, h xa nh t mà con ng ưi cĩ th quan sát đưc v i trình đ k thu t hi n đ i là 1010 n ăm ánh sáng (m t n ăm ánh sáng bng 94,6 x 10 12 km). Kho ng cách gi a các h sao kho ng 1,6 x 10 9 n ăm ánh sáng. Trái đt n m trong h m t tr i. H M t tr i nm trong m t h l n h ơn nhi u gi là h Ngân Hà. H Ngân Hà l i là m t h nh trong m t h sao l n h ơn gi là Thiên Hà. Nhi u Thiên hà n m trong m t h l n h ơn n a là Siêu Thiên Hà. H H H Trái đt m t Thiên Siêu tr i hà Thiên Hà 2. H Ngân Hà Nhìn th ng cĩ d ng xốy trịn, nhìn nghiêng cĩ hình d p, đưng kính đ 100 000 n ăm ánh sáng, trung tâm dày đ 6,6 nghìn n ăm ánh sáng. Trong h Ngân Hà cĩ đ 150 t sao (bao g m hng tinh, tinh vân và các lo i b i sao, tia x). M t tr i ch là m t h ng tinh trung bình trong h Ngân Hà, nm cách trung Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
8. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh tâm Ngân Hà đ 27.700n ăm ánh sáng (cĩ h ng tinh th tích ln h ơn M t tr i 10 t l n, b dày l n h ơn hàng m y tr ăm nghìn l n, t tr ng l i ch b ng m t ph n 10 tri u). Các h ng tinh trong h Ngân Hà r t khác nhau. Cĩ lo i th tích nh h ơn Mt tr ăng , đ sáng nh h ơn M t tr i vài tr ăm nghìn l n nh ưng t tr ng l i l n hơn M t tr i vài tr ăm nghìn l n. Cĩ lo i h ng tinh ra là các tinh vân g m các th khí và các b i t o thành dưi d ng mây mù. Cĩ lo i tinh vân ra là các tinh vân gm các th khí và các b i t o thành d ưi d ng mây mù. Cĩ lo i tinh vân phát sáng, cĩ lo i m, cĩ lo i r t l n, đưng kính g p 26. 300 l n so v i M t tr i, nh ưng t trng ch b ng 1/10 đ n m t vài ph n tr ăm c a m t tr i. Gi a h ng tinh và tinh vân ch a đ y các v t ch t c a sao do các b i mây to thành ( đưng kính b i mây t 0,3 - 3 (m, t tr ng r t bé, ch b ng c a b i mt đ t vài ph n c a 1000 t ). Ngân Hà là m t h sao nh c a v ũ tr . Qua nh ng b c nh ch p nh ng năm gn đây nh n th y chúng cĩ d ng tr ng, d ng elipxoid, d ng th u kính và đa s là d ng xốy c. 3. H M t tr i. H m t tr i g m cĩ m t tr i và quay quanh m t tr i cĩ 9 hành tinh, t trong ra ngồi là Thu tinh (Meccuya), Kim tinh (Vecne) Trái đt ( ð a tinh), Ho tinh (Mars), M c tinh (Jupiter), Th tinh (Saturn), Thiên V ươ ng tinh (Uran), Hi Vươ ng Tinh (Neptuyn), Diêm V ươ ng Tinh (Pluton). N u l y qu đ o c a Diêm Vươ ng Tinh là ranh c a h thì đưng kính c a h M t tr i là 11,8 x 10 9 km (t ươ ng đươ ng 7,9 đơ n v thiên v ăn. ( ðơ n v thiên v ăn là kho ng cách t Trái đ t ti M t tr i, kho ng 150 tri u kilơmet). Trong h m t tr i ngồi các hành tinh và Mt tr i cịn cĩ trên 50 v tinh quay quanh các hành tinh, vơ s thiên th ch, sao ch i, h t b i, khí và các tia b c x , tia v ũ tr . Gi a sao Ho và sao M c cĩ trên 2100 hành tinh nh , trên 600 sao ch i. Trong kho ng khơng khí v ũ tr s phân b c a các sao trong m t tr i là r t th ưa. Ví d kho ng cách t Trái đ t t i M t tr i là 150 tri u kilơmét, trong khi đưng kính c a m t tr i là 1. 392. 000km, đưng kính c a Trái đ t là 12. 742 km. + M t tr i cĩ đưng kính l n h ơn c a Trái đ t 109 l n, th tích l n h ơn th tích Trái đt 1. 300 000 l n, kh i l ưng v t ch t g p 333.000 l n c a Trái đt nh ưng t tr ng ch b ng 1/4 c a Trái đ t. Phân tích quang ph th y m t tr i cĩ 73 lo i nguyên t , nhi u nh t là H, chi m 71%, sau đĩ là He 26,5%, r i đ n các Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
9. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh khí O, C, N, Ne chi m 2% Mg, Hg, Si, S, Fe, Ca chi m đ 0,4%, cịn h ơn 60 lo i nguyên t khác ch chi m 0,1%. Nhi t đ trên b m t c a m t tr i t i 60000C, cịn bên trong d đốn cĩ th ti 20 x 10 6C. M t tr i là m t kh i c u khí nĩng ch y, khơng cĩ quy n đá và quy n n ưc. Trên b m t tr i phân b vơ s đ m sáng cĩ đưng kính 1000 km là n ơi nhi t và khí nĩng phát tri n cao. Cĩ lúc cĩ nh ng đ m đen (sunspot), đĩ là nh ng ơ xốy nhi t đ th p h ơn nhi t c a b m t tr i đ n 1000 0C ho c h ơn. ðưng kính c a chúng khơng gi ng nhau, lo i l n đ n 59.200 km. ðm đen th ưng thay đ i kích th ưc và v trí c a nĩ. Khi nhi u đim đen xu t hi n thì cưng đ t tr ưng t ăng lên và gây nh h ưng Trái đ t nh ư là làm xu t hi n hi n t ưng c c quang, gây ra bão t , làm r i lo n t tr ưng Trái đ t. Lúc đim đen trên m t tr i xu t hi n nhi u nh t thì các đim sáng nhi t đ cĩ th t ăng lên đn 1,5 - 100 x 104 0C t o ra nh ng đim sáng chĩi gây ra hi n t ưng b c x đin t mãnh li t, hi n t ưng c c quang vơ cùng đp và bão t . Trên M t tr i cịn cĩ qu ng sáng M t tr i cịn cĩ th làm lan r ng ngồi Mt tri đ n đ cao v i đưng kính gp m y l n c a đưng kính M t tr i. Nhi t đ qu ng cĩ th đ n 10 10oC t o ra m t lu ng giĩ mang h t electron g i là giĩ mt tr i, th i v i t c đ 300 - 600 km/s. Giĩ m t tr i c ũng gây ra c c quang và bi n đ ng đ a t . V c u trúc bên trong c a m t tr i ch suy đốn là đây cĩ t tr ng 160g/cm3, áp su t là 344 x 1012 Pa, nhi t đ đ n 15 x 106oC, thu c lo i siêu cao áp và siêu cao nhi t. V ngu n g c c a n ăng l ưng d đốn là do ngu n năng l ưng nhi t h ch. + Các hành tinh : Da vào các tài li u g n đây c a v tinh nhân t o thu th p, s li u l y t đ t đá c a m t tr ăng, s li u c a ngành khoa h c m i V ũ tr ða ch t h c (ho c ð a ch t h c đ i sánh các hành tinh), d ưi đây xin nêu m t s đc đim chính c a các hành tinh trong h m t tr i. Các thơng s c a hành tinh trong h m t tr i đưc ghi trong b ng “Các tham s v t lý c a các hành tinh trong h m t tr i”. Các nghiên c u cho th y thành ph n v t ch t c a các hành tinh v c ăn bn khơng khác nhau m y, ch cĩ t l các thành ph n và tr ng thái t n t o ca chúng cĩ bi n đ i. Ví d CO 2 và H 2O các hành tinh đu cĩ, nh ưng Trái đt cĩ nhi u nh t. ða s CO 2 và H 2O O các hành tinh khác đu tr ng thái lng, CO 2 ít khi d ng khí nh ưng sao kim thì khí CO 2 r t nhi u cịn khí H 2O l i rt ít và Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
10. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh gn nh ư khơng cĩ H 2O tr ng thái n ưc. sao Ho , tuy t đ i b ph n CO 2 tr ng thái r n, H 2O c ũng nh ư th . Trên sao M c khí khí H 2 là ch y u cịn trên sao Th thì các khí NH3 và H2 là chính (xem b ng). ðim đáng l ưu ý là trên b m t các hành tinh th ưng quan sát th y cĩ các cu to hình vịng và c u t o h tr ũng. Các vịng nh ư sao Ho là các mi ng núi la t o thành nĩn núi l a. Ví d núi l a Olympic cĩ đưng kính núi đn 600 km, đnh cao 25 km, đưng kính ca mi ng núi l a đ n 65 km, các dung nham ch y ra xung quanh thành hình vịng nan qu t. Các h tr ũng th ưng là các v t lõm do các thiên th ch r ơi xu ng gây ra. Trái đt t i B c M, Nam Phi, Sibêri cĩ đn hơn 20 h nh ư th . Nh ng s li u v sao Ho nh ng n ăm g n đây thu th p đưc t ươ ng đi nhi u cho th y nĩ cĩ nhi u nét gi ng v i Trái đ t. T đĩ ng ưi ta ngh ĩ r ng cĩ th cĩ s s ng trên sao Ho . Song nh ng nghiên c u m i nh t cho th y khí quy n sao Ho r t lỗng, áp l c trên m t ch ưa b ng 1% áp l c trên mt Trái đt. Thành ph n khí trên 90% là CO2, cịn Oxy ch ưa đn 0,1% (khơng thích h p cho s s ng c a con ng ưi). L ưng n ưc r t ít. Nhi t đ bi n đ i trong ngày r t ln. Máy đo đ t sao Ho cho th y trong 24 gi , nhi t đ lúc coa nh t là - 310C, lúc th p nh t là - 860C. Tr ưc m t ch ưa th y cĩ d u v t gì c a sinh v t Các tham s các hành tinh trong h m t tr i. Bng Các Sao Sao Trái Sao Sao Sao Sao Sao Sao tham Thu kim đt Ho Mc Th Thiên Hi Diêm s vươ n vươ n vươ n g g g - Kho n g cách trung bình đi v i Mt tr i (10 6 km) Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
11. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Các hành tinh đu cĩ t tr ưng và ng ưi ta đã đo đưc t sao Thu đn sao Th . C ưng đ t tr ưng trên b m t c a sao Thu ch b ng 1% c ưng đ t tr ưng Trái đ t nh ưng l i l n h ơn c ưng đ t tr ưng c a sao Kim và sao Ho . T tr ưng sao M c l i r t m nh (= 4 x 10 -4T), l n h ơn 100 ln c a Trái đt. D đốn sao Th , sao Thiên Vươ ng c ũng cĩ t tr ưng ln. Cu t o bên trong c a các hành tinh cĩ liên quan v i tr ng thái nhi t và l c bên trong v i quá trình nhi t (l ch s nhi t), và điu đĩ ph n ánh các tác dng phân d , tác d ng núi l a, chuy n đ ng ki n t o và ho t đ ng mác ma trong các hành tinh. Các hành tinh đu cĩ c u t o 3 l p là: V , manti (cùi) và nhân. Mơ hình c u t o bên trong hành tinh Tên các Lp v Lp manti Nhân sao Sao Thu Dày 500 km, silicat Dày 200 km silicat 170 km Fe – Ni nĩng nhiu Fe rn ch y Sao Kim Dày 100 km, silicat và Dày 1800 -2000 km, 3000 km Fe – Ni cacbonnát ph n trên nĩng Nhân ngồi cĩ th cĩ ch y, ph n d ưi r n Si. Nhân trong thêm Fe, K Sao Ho Dày 200 km, silicat 2000 km Silicat 1200 km Fe và Fé nĩng ch y. Cĩ th thêm K. Sao M c Dày 2700 km. Phân t 28000 km kim lo i 1500 km, ch y u là H l ng. H th l ng Fe, S th r n Sao Th 2600 km. Phân t H 3000 km kim lo i H 4000 km Silicát nhi u lng. th l ng st. Sao Thiên T ng phân t H l ng. Băng n ưc và b ăng Vươ ng NH 3 Sao H i H2, He2 tr ng thái khí Băng Vươ ng Mt tr ăng 60 – 65 km – Bazan, 1300 km, Silicat Fe 350 km. Silicat Fe – Plagioclazit - Mg Ni – FeS Các hành tinh đưc chia thành 2 nhĩm là nhĩm trong và nhĩm ngồi. Nhĩm trong g m t sao Thu đn sao Ho , cĩ nhi u đ c đim g n v i Trái đ t. Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
12. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Nhĩm ngồi t sao M c đ n sao Diêm v ươ ng cĩ nhi u đ c đim g n v i sao Mc. Gi a hai nhĩm cĩ m t đai các ti u hành tinh. + Mt tr ăng : Trong h m t tr i, cĩ các thiên th xoay quanh hành tinh, b n thân khơng phát sáng. ðĩ là các v tinh. Cho đ n nay các nhà thiên v ăn đã xác đnh đưc Trái đ t ch cĩ m t v tinh là m t tr ăng, sao Ho cĩ 2, sao M c - 16, sao Th - 23, sao Thiên v ươ ng - 5, sao H i v ươ ng 2 và sao Diêm v ươ ng - 1, tng c ng là 50 v tinh. - B m t c a m t tr ăng : m t tr ăng t quay xung quanh nĩ cùng m t chu kỳ vi chu k ỳ quay quanh Trái đ t, do đĩ luơn luơn ch cĩ m t m t c a nĩ hưng v Trái đ t. M t h ưng v Trái đ t g i là m t tr ưc, cịn m t kia là m t sau. B mt ca m t tr ăng là m t b m t l nh l o, yên t ĩnh vì trê nĩ khơng cĩ n ưc, khí quy n r t lỗng (ch ưa b ng 1/10 12 m t đ khơng khí c a Trái đt v m t đ khơng khí). Chính vì v y trên m t tr ăng khơng cĩ các hi n tưng giĩ, mây, m ưa, sm sét, khơng cĩ sinh v t. M c đ l i lõm c a b mt M t tr ăng r t l n th hi n các ch sáng và t i. Ch sáng g i là ‘l c đa Tr ăng” cĩ các núi n i rõ. Ch nĩi phân thành “bi n Tr ăng”, “h Tr ăng”, “c ng Tr ăng”, “ đ m Tr ăng”, “thung l ũng Tr ăng”, g i theo cách liên h v i mt đ t. “Bi n Tr ăng” l n nh t là “Bi n bão táp” vi di n tích 5 tri u km 2. “Bi n M ưa” nh h ơn, di n tích kho ng 8,87 x 10 5 km 2. Di n tích c a “l c đ a Tr ăng” b m t sáng (m t tr ưc) b ng di n tích “bi n Tr ăng” đưc gi i thích là do thiên th ch va đ p t o thành. Cu t o đ t v M t Tr ăng c ũng phát tri n. Cĩ nh ng đưng đ t gãy sâu dng tuy n dài hàng tr ăm ki lơ mét, ho c d ng vịng cung dài hàng ch c đ n 200 - 300km. ðnh h ưng chi m đa s rõ nh t là hai h ðB - thí nghi m và TB - ðN. Mt s “h Tr ăng” cĩ th do đ t gãy kh ng ch . Cu t o “rãnh hào c a m t Tr ăng” c ũng khá rõ. Chúng cĩ hình d ng kéo dài và h p tuy n tính ho c vịng cung, ho c u n cong, dài t vài m ươ i kilơmét đn vài tr ăm kilơmét, r ng t vài tr ăm mét đn 20 - 30 kilơmét. ða s cĩ dng tuy n r t rõ. Cơ ch thành t o gi ng ki u đ t gãy thu n c a Trái đ t. Cu t o n p nh ăn là m t d ng n p l i h p và dài hình d ng cong và kéo dài khá xa, th ưng phân b song song v i b “Bi n Tr ăng”. Nhi u nhà nghiên c u gi i thích đ y chính là các c u t o ép nén đo “bi n Tr ăng” s t lún gây ra l c nén t o nên. Thành ph n v t ch t c a M t tr ăng: Các m u đá l y m t tr ăng v cho th y thành ph n trên b mt c a M t tr ăng ch y u là đá macma bazan, macma plagiocla, các thu tinh, đt th nh ưng trên m t và d ăm k t Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
13. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Cu t o bên trong c a M t tr ăng: D a vào t tr ng và sĩng nguy t ch n (máy ghi đt t i M t tr ăng do con tàu Apollo c a M mang lên) thì c u t o bên trong c a M t tr ăng nh ư sau: T ngồi vào cĩ 3 l p v , manti và nhân (hình 2.1). - V: Cĩ đ dày kho ng 65 km - 150 km. T trên m t xu ng đ sâu 1 - 2km ch y u là d ăm k t và v n đá. T 2 - 25 km ch y u là đá bazan, cịn t 25 - 65 km thành ph n g n gi ng v i pyroxennit và Plagioclazit. m t tr ưc c a Mt tr ăng v dày 65 km, nh ưng m t sau dày đn 150 km. - Manti: kilơmét 65 cĩ s đ t bi n sĩng nguy t ch n ch ng t chuy n sang quy n manti. T c đ truy n sĩng t ăng, cĩ th là đá cĩ nhi u olivin. D đốn đn 800 km sâu, đá t ươ ng đi c ng, nhi t đ đ n 16500C. - Nhân : G n đ n nhân (b t đ u t đ sâu 1388km) sĩng ngang gi m m t ch ng t đ n t ng nĩng ch y. Thành ph n cĩ l khơng ph i nh ư Trái đ t, khơng do các lo i Fe, Ni t o thành vì t tr ng bình quân trên m t là 3,3g/cm3, trong khi đĩ t tr ng tồn b M t tr ăng c ũng ch 3,34g/cm3, chênh l ch khơng đáng k . Hình 2.1. C u t o bên trong c a M t tr ăng + Các ti u hành tinh, sao ch i, thiên th ch : Các ti u hành tinh (asteroid) phân b gi a sao Ho và sao M c. Tr ưc kia theo cơng th c qu đ o c a sao d đốn ph i cĩ m t hành tinh. Sau đĩ vào ngày m t tháng giêng năm 1801 các nhà thiên v ăn đã phát hi n đưc mt ngơi sao nh co đưng kính 760 km g i là sao Th n. ðĩ là ngơi sao l n nh t. Sau đĩ ng ưi ta ti p t c phát hi n đưc nhi u ti u hành tinh khác và cho đn nay đã bi t đưc trên 2000 sau và d đốn ph i cĩ đ n my ch c vn sao. ðưng kính các sao th ưng là 60 - 70 km, cĩ lo i nh ch vài tr ăm m hình d ng cĩ gĩc c nh. Chu kỳ quay quanh m t tr i đ 3 n ăm. Sao ch i (Comet): ðây là lo i thiên th đ c bi t trong h m t tr i: C u t o ca sao Ch i g m 2 ph n là đu sao Ch i và đuơi sao Ch i. ð u sao ch i r t sáng, ph n gi a nhân c a nĩ g m các ch t d ng mây r t dày, sáng g i là “tĩc sao ch i”, thành ph n là các khí, các nguyên t , phân t khí b c hơi c a kim lo i và các h t b i. T tr ng c a tĩc sao ch i r t bé, nh hơn chân khơng do con ng ưi t o ra đ n 100 tri u l n. ðơi sao ch i c c sáng, hình dáng gi ng cái ch i, thành ph n g m các đin t , nguyên t , phân t khí. Khi xa M t tr i ch ưa th y đuơi. Khi sao ch i đ n g n m t tr i, đu sao ch i ch u nh h ưng b c x m nh ca m t tr i làm cho “tĩc sao ch i” n ra đ y các h t b i ra sau t o thành đuơi Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
14. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh dài cĩ th 200 - 300 x 106km vi đưng kính t 50 - 250 x 103km. Sao ch i cũng chuy n đ ng quanh mt tr i nh ưng khác v i các hành tinh khác là qu đ o ca chúng cĩ hình elip r t d t. Chu k ỳ chuy n đ ng trên 200 n ăm. H m t tr i cĩ nhi u sao ch i hi n nay các nhà thiên v ăn đã phát hi n trên 600 ngơi, bình quân mi n ăm phát hi n đưc 6 ngơi m i. Thiên th ch (Meteorite): ðĩ là hi n t ưng sao b ăng mà th c ch t là các bi, ht trong v ũ tr khi đi ngang Trái đ t b Trái đ t hút r ơi vào b u khí quy n và b đ t cháy. ða s cháy thành khí b c h ơi, s ch ưa cháy h t r ơi xu ng đ t thành thiên th ch ( đá tr i). Th ng kê cho th y m i n ăm xu t hi n kho ng 500 sao. ða s các thiên th ch r ơi xu ng bi n, m t s r ơi trên l c đ a và th ưng r ơi xu ng các vùng hoang v ng, trên núi. Thiên th ch l n nh t r ơi xu ng t Namibi n ng đ n 59 t n. Năm 1973 m t thiên th ch l n đi vào mi n B c Trung Qu c (Cát Lâm), lúc đi qua khí quy n thì b c cháy. Nhi t đ trên m t thiên th ch đ n 35000C, cịn khơng khí xung quanh b đ t cháy đ n 20 0000C thành m t qu c u la r t l n. Thiên th ch n tung t o ra m t tr n “m ưa sao b ăng” và ng ưi ta đã thu đưc đ n 200 m nh t ng c ng n ng t i trên 2 t n, trong đĩ cĩ m t kh i n ng 1770kg là thiên th ch đá l n nh t th gi i. Tr n “m ưa thiên th ch” n ăm 1974 vùng Xikhơtê - Alin cĩ tr ng kh i đ n 70 t n r ơi xu ng đt t o ra 24 h tr ũng r ng 8m đn 26 m. Ng ưi ta chia thiên th ch ra thiên th ch đá, thiên th ch s t và thiên th ch st - đá. Thiên th ch đá (acrolite ho c stone meteorite): Thành ph n g n v i bazan. Chúng đưc chia làm hai lo i là thiên th ch h t c u và thiên th ch khơng ht c u. - Thiên th ch h t c u: Chi m 84% l ưng thiên th ch. Thành ph n cĩ olivin pyroxen các h t Fe, Ni, Plagiocla và ít khống v t khác. Các khống v t th ưng ti t di n khơng quá 1mm, m t s nhi u mà cĩ hình trịn. ða s tr ng thái thu tinh. Thành ph n ch y u là các silicat ch a Fe, cĩ th là thành ph n nguyên thu c a hành tinh, d đốn là do M t tr i nguyên thu nĩng ch y và thốt r i kh i m t tr i, đơng c ng l i t o thành. - Thiên th ch khơng h t c u: Chi m đ 8% s l ưng thiên th ch và r t gi ng các lo i đá mafic, siêu mafic c a Trái đ t. ða s cĩ ki n trúc granit bi n tinh. Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
15. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Thiên th ch s t (Siderite): Chi m đ 6%, thành ph n ch y u là Fe, Ni và mt s nguyên t khác. T tr ng 8 - 8,5g/cm3. ðã t ng g p m t kh i n ng 30 tn, trong đĩ s t chi m 88,67%, Ni = 9,27%, cịn l i là Co, P, Si, Cu Thiên th ch s t - đá (hondrite): Ch chi m 2%. Thành ph n h h p c a s t, niken và silicat. Các thiên th ch n u đâm vào Trái đt t o ra m t h l n v i m t đ ng n ăng ln gây bi n ch t đ c bi t cho n ơi b va ch m thì tr ng l ưng ít nh t ph i đ t 10 - 100 t n và t c đ bay ph i gi đưc t 10 - 70 km/s. Ý ngh ĩa c a vi c nghiên c u thiên th ch : Nghiên c u thiên th ch c ũng nh ư các v tinh sao ch i cĩ ý ngh ĩa giúp tìm hi u thành ph n v t ch t c a M t tr i, ca Trái đ t, tìm hi u th i gian hình thành và ngu n g c c a Trái đ t. M t tr i, xây d ng các gi thuy t v s t o thành b dày v t ch t c a Trái đ t. Mt s thiên th ch là đá quý. Thí d Tectit Vi t Nam là m t lo i thiên th ch màu đen đưc s d ng làm các chu i h t, các lo i đ trang s c. Tr ưc phát hi n nhi u mi n Nam, Tây Nguyên, sau này c ũng đã tìm th y nhi u n ơi trên mi n B c. Theo m t s nàh nghiên c u thì thiên th ch r ơi Xibia v i đ ng n ăng l n gay đp v v i áp su t và nhi t đ cao t o ra các h t kim c ươ ng. 4. Nh n xét mt s đim ch y u v h m t tr i: - T t c các hành tinh c a h m t tr i đ u quanh m t tr i theo m t ph ươ ng hưng chung trên m t qu đ o g n v i m t ph ng xích đ o c a M t tr i. Mt ph ng qu đ o chênh v i m t ph ng qu xích đ o c a M t tr i (m t hồng đo) mt gĩc nh h ơn 70, tr m t qu đ o c a sao Diêm v ươ ng chênh 1709. H ưng chuy n đ ng quay quanh m t tr i ng ưc chi u kim đng h . - M i hành tinh t quay xung quanh m t tr c c a nĩ và c ũng h ưng quay chung v i m t tr i (ng ưc h ưng quay kim đ ng h ) tr hai sao là Kim và Thiên vươ ng quay ng ưc l i. Tr sao Thu và sao Kim, các hành tinh đu cĩ v tinh (s l ưng khơng đ u). V tinh quay quanh hành tinh và cùng hưng v i hành tinh. - Kho ng cách gi a các hành tinh càng cách nhau xa h ơn khi các hành tinh càng xa M t tr i. D a vào tình ch t này ng ưi ta chia ra hai nhĩm hành tinh. Nhĩm thu c lo i Trái đ t (nhĩm trong) g m sao Thu , sao Kim, Trái đt, sao Ho , cĩ đc tính là th tích nh , t tr ng l n (4 - 5,5cm3), 90% thành ph n là Fe, O, Si, Mg. Nhĩm này thu c lo i sao M c (nhĩm ngồi) g m sao M c, sao Th , sao Thiên v ươ ng, sao H i v ươ ng, sao Diêm v ươ ng, cĩ đc tính là th tích l n, t Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
16. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh tr ng nh (0,7 - 1,6 g/cm3), d đốn thành ph n gi ng m t tr i 99% g m cĩ H và N. - Mơmen đng l ưng ( đ ng l ưng gĩc) phân b khơng đ u trong h m t tr i. Mt tr i chi m 99,87% trong kh i nh ưng mơmen đng l ưng ch b ng 2% ca c h , cịn các hành tinh t ng h p kh i là 0,13% thì mơmen đng lưng là 98% (mơmen đng l ưng tính b ng W.m.r2 trong đĩ W là t c đ gĩc quay, m là tr ng kh i, r là bán kính chuy n đ ng. III. Các gi thuy t v ngu n g c c a h m t tr i và c a Trái đ t . T lâu con ng ưi đã quan tâm gi i thích ngu n g c c a m t tr i và Trái đt. Trong quá trình nh n th c cĩ hai tr ưng phái luơn luơn đ u tranh v i nhau là tr ưng phái duy tâm và tr ưng phái duy v t. Tơn giáo và nh t là thiên chúa giáo gi i thích theo quan đim duy tâm th n bí cịn các nhà khoa h c chân chính thì gi i thích theo quan đim duy v t. T th k XVIII khi khoa h c đã phát tri n, nh t là c ơ h c, các nhà khoa h c đã xây d ng nhi u gi thuy t khác nhau đ gi i thích ngu n gc c a m t tr i và Trái đt. ðĩ là các gi thuy t tinh vân cho r ng mt tr i và hành tinh đu do t m t tinh vân to thành, gi thuy t tai bi n cho rng m t tr i xu t hi n t tr ưc sau đĩ thu hút nh ng v t ch t trong h Ngân Hà đ t o ra hành tinh và v tinh. Dưi dây là gi thuy t c a m t s tác chính. - Gi thuy t c a I.Kant (1755): Ikant cho r ng trong v ũ tr cĩ nhi u b i, h ơi to thành tinh vân. Do l c hút h p d n chúng liên k t l i thành nh ng kh i nh . Do l c đ y và hút l n nhau, các kh i nh t p trung thành kh i ln. Và c ũng do lc đ y và hút gây ra s va ch m t o thành s quay trịn. S tp trung v t ch t trong v ũ tr l n d n thành m t tr i nguyên thu . M t tr i t quay làm cho v t ch t tp trung d n vào xích đo, d n d n thành d ng bt trịn và v t ch t t p trung vào trung tâm. C ũng do quay mà m t tr i đã v ăng ra các hành tinh và v tinh quay quanh m t tr i. - Gi thuy t laplax ơ: P.S. Laplax ơ, 1796 đc l p nên ra gi thuy t v ngu n gc c a h m t tr i. Ơng cho r ng h m t tr i lúc đ u r t r ng l n, g m nh ng kh i tinh vân hình c u nĩng và v t ch t th ưa m ng. Tinh vân này lúa đu chuy n đ ng ch m ch p sau đĩ ngu i d n co l i, v t ch t đ c xít d n làm cho t c đ quay t ăng lên và do đĩ l c ly tán c ũng t ăng. Tinh vân bi n dn thành đĩa d t. Khi l c ly tâm l ơn h ơn l c hút thì tách các hành tinh là kho ng cách c a vịng t i tâm c a tinh vân nguyên thu . Các vịng t o hành tinh nĩng c ũng v i ph ươ ng th c nh ư trên t o ra các v tinh. Vịng c a sao Th đưc xem nh ư là vịng mà Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
17. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh chúng ch ưa đơng nén l i đ thành v tinh. gi a sao Ho và sao M c (vịng th 5) v t ch t càng b phân chia thành r t nh t o ra đ i các ti u hành tinh. Gi thuy t c a I.Kant và c a Laplax ơ đưc xây d ng đ c l p nh ưng vì tính ch t và cách gi i thích g n gi ng nhau nên đưc g i chung là thuyt Kant - Laplax ơ: Gi thuy t th ng tr trong th k XIX. V sau b ch ng minh là khơng hp lý vì Laplax ơ đã khơng gi i quy t đưc v n đ mơmen đ ng l ưng. Bng tốn h c, n ăm 1859. Maikhox ch ng minh là các th khí t m t v t ch t bung ra ch cĩ th thành vịng nh ư c a sao th ch khơng th thành hành tinh đưc. T c đ quay c a m t tr i v i t c đ hi n nay c ũng khơng th làm v ăng ra các vịng đưc. - Gi thuy t OttoSmith: Gi thuy t đưc nêu ra n ăm 1946. OttSmith cho rng mt tr i đi qua đám tinh vân. Tinh vân này vn đã cĩ riêng mơmen đng lưng (chuy n đ ng quay riêng). M t tr i thu hút chúng l i và làm cho chúng quy xung quanh m t tr i. Trpng quá trình quay các đim v t ch t, các khí th va đ p ln nhau, hút l n nhau làm cho chúng t p trung d n d n thành các hành tinh. Nh ng t p h p g n m t tr i b đ t nĩng b c x làm cho trong thành ph n nhi u th khí nh bay đi. Nh ng t p h p xa thì ngu i l nh hơn, các khí ng ưng k t l i. Chính vì th đã t o ra hai nhĩm hành tinh. Khi các v t ch t va ch m nhau, c ơ n ăng s bi n thành nhi t n ăng. N u đa s cơ n ăng bi n thành nhi t n ăng c thì hành tinh chuy n đ ng quay theo chi u ngh ch. Smith gi i thích đưc hi n t ưng các hành tinh khơng ph i tt c đ u t quay theo cùng m t chi u. Simth c ũng dùng tốn h c ch ng minh khong cách gi a các hành tinh. Tuy nhiên ơng c ũng ch ưa gi i quy t đưc đ c tr ưng phân b ca mơmen đ ng l ưng gi a m t tr i và các hành tinh chênh nhau r t l n thì khơng th x y ra vi c thu hút “b t ch p” đưc, cịn n u chênh nhau ít thì khơng th gi i thích đưc tình hình phân b mơmen đng l ưng nh ư hi n nay. Ng ưi ta đang ngh ĩ t i m t ph ươ ng hưng gi i thích là ngồi hi n t ưng tác d ng c ơ h c cịn cĩ tác d ng c a đin t là m t hi n t ưng r t ph bi n c a v t ch t. Ngồi ra Smith c ũng ch ưa gi i thích ngu n g c và s bi n đ i c a M t tr i. Ch c ch n là mt tr i cĩ nh h ưng nhi u t i ngu n g c Trái đ t. - Gi thuy t c a E. Hoile (Anh) và Schatzmal (Pháp): Trong nh ng n ăm 60 ca th k này, hai nhà thiên v ăn Anh và Pháp nêu trên tìm cách gi i thích theo hưng đin t tr ưng tác d ng trong quá trình thành t o m t tr i và hành tinh. Hai ơng cho r ng ban đ u đám tinh vân trong v ũ tr t t p d n thành kh i quay chuy n v i t c đ khơng cao, nhi t đ c ũng th p. D n d n nĩ co rút th tích và Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
18. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh tc đ quay vì th t ăng nhanh. ðn m t m c đ nh t đ nh thì thành hình d p, xích đo sình ra đn n i m t s v t ch t b v ăng ra ngồi t o thành d ng m t đĩ a trịn quay quanh m t tr i. Tr ng kh i c a đĩ a trịn c ũng ch b ng 1/100 c a m t tr i. V t ch t c a đĩ a trịn d n d n hình thành các m n hành tinh và sau đĩ thành hình tinh. m t tr i b c x nhi t hch t o ra m t đin t tr ưng trong khơng gian ca h m t tr i. Khi đĩ a trịn v t ch t r i kh i m t tr i thì ch ranh gi i c a chúng phát sinh hi n tưng c ơ h c t l ưu (ch y t c ơ h c) đư a đn ch t d n đn mơmen và mt tr i chuy n mơmen đ ng l ưng sang cho đĩ a trịn. Nh mơmen đng l ưng t ăng lên mà đĩa trịn m r ng ra ngồi. M t tr i thu nh l i, nh ưng vì m t đi mơmen đ ng l ưng t ăng lên mà đĩa trịn m r ng ra ngồi. M t tr i thu nh l i, nh ưng vì m t đi mơmen đ ng l ưng t ăng lên mà đĩa trịn m r ng ra ngồi. M t tr i thu nh l i, nh ưng vì đi m t mơmen đ ng l ưng nên t c đ quay ch m l i. M t tr i b c x giĩ m t tr i th i bay xa các vt ch t nh hình thành các hành tinh thu c nhĩm sao Mc, các v t ch t nng l i hình thành các hành tinh thu c nhĩm Trái đ t. Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
19. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh CHƯƠ NG III. CÁC ðC ðIM C A TRÁI ð T Trái đt khơng ph i là m t kh i c u c ng yên t ĩnh mà khơng ng ng ho t đng ti n hố. S ho t đ ng c a nĩ do các chuy n đ ng trong n i b c a Trái đt, do ch u nh h ươ ngncuar cá tác nhân t trong v ũ tr g n nh t, m nh nh t là t h m t tr i gây nên và đưc ph n ánh trên Trái đt v i các đ c đim v hình thái h c, v c u trúc, v s phân b các đ c tính hình thái, c u trúc và các tính ch t v t lý, hố h c c a Trái đ t. I. Hình d ng, kích th ưc, hình thái b m t c a Trái đ t. 1. Hình d ng Trái đ t. Niu - t ơn đã ch ng minh r ng d ưi tác d ng c a l c h p d n, Trái đ t b ép theo ph ươ ng tr c quay và cĩ d ng c a elipxoit. G i là bán kính xích đ o, b là bán kính c c thì đ d t d c a Trái đ t s là: a − b 1 d = = a 231 Ti H i ngh tr c đ a th gi i l n th XVI (IUGG) Grenoble, 1975, ng ưi ta đã th ng nh t xác đ nh a = 6.378,140km ± 5m; b = 6356.779km và d = 1/298.275. Ngày nay qua đo đc ng ưi ta xác đ nh đưc Trái đ t cĩ hình elipxoit 3 tr c. Mt ph ng xích đ o cĩ 2 bán kính a1 và a2. Do đĩ s cĩ 2 đ d t: đ d t xích đo a − a a − b 1 d e = 1 2 = /1 110 .375 , đ d t chung d a = 1 = a a1 279 9, Quan sát c a v tinh nhân t o cho th y Trái đt cĩ d ng hình qu lê. So v i dng elipxoit lý t ưng thì c c B c nhơ ra 10m, c c Nam lõm vào 30m. ða hình b m t Trái đ t l i lõm chênh nhau r t l n (hình s 3 - 1). Ng ưi ta hình dung nh ư là bi n tràn ph t t c m t đ t t o thành m t m t cu mà trên m i đim di n tích ta đ u cĩ đưc mt mt vuơng gĩc v i ph ươ ng tr ng l c. M t c u y g i là geoit và hình d ng cĩ đưc c a Trái đt theo cách hình dung nh ư v y g i là hình geoit (cĩ th hình dung là t t c các đ t, đá trên lc đ a đ u tr ng thái l ng hồ cùng v i n ưc bi n di chuy n trên m t c u t o ra hình geoit) Hình 3.1 Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
20. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh 2. Kích th c c a Trái đ t Nh ư trên đã nĩi, bán kính c a Trái đ t khơng đ u nhau. Bán kính xích đo a l n h ơn c c là 21.384m. Ngồi ra ng ưi ta c ũng nh n th y các bán kính m t ph ng xích đ o c ũng cĩ s chênh nhau. M t ph ng c t qua m t xích đo là m t elip cĩ tr c dài và m t tr c ng n. Tr c dài đi qua kinh đ đơng 1600, kinh đ Tây 20 0. Tr c ng n đi qua kinh đ ðơng 700 và kinh đ Tây 1100. Hai tr c cĩ đ dài chênh nhau là 430 mét. Hai bán kính B c và Nam (n m trên m t m t ph ng kinh tuy n) c ũng khơng b ng nhau. Bán kích B c dài h ơn bán kính Nam là 242 mét. D ưi đây là b ng các thơng s v kích th ưc c a Trái đ t (theo IUGG, 1975). Bán kính xích đo (a): 6378, 140 km Chu vi xích đo : 40075, 24 km Bán kính c c (b): 6356,77km Chu vi kinh tuy n 40008,08 km Bán kính bình quân (a 2b) 1/3 : 6371, 01 Di n tích trên m t: 5, 1007 x 10km km a − b th tích (V): 1,0832 x 10 12 km 2 ð d t d = = /1 298 ,275 a Tr ng kh i (M):95,942+0,0006)x10 24 kg 3. Hình thái b m t Trái đ t a. ðc tr ưng chung . Hình thái b m t Trái đ t g m ph n n i trên m t n ưc l c đ a, chi m 29,2% di n tích b m t Trái đ t và ph n chìm d ưi n ưc bi n chi m 70,8%, t l hai ph n kho ng 1:2,5. L c đ a ch y u phân b Bc bán c u. Ph n b c a đ a hình phía B c nĩi chung là th ng, cịn hình phía Nam thì cĩ dng hình tam giác, mũi nh n tam giác ch v Nam. Ph n phía B c các l c đa th ưng dính v i nhau cịn ph n phía Nam thì r i ra. M t s b bi n cĩ hình d ng cĩ th l p ghép đưc vi nhau. Ví d b phía ðơng c a châu M vi b phía Tây c a Châu Âu và Châu Phi. B m t c a Trái đ t khơng b ng ph ng. đ nh cao nh t trên l c đ a là Chomulagma cao 8848,13 mét. ða hình đi núi, bình nguyên, b n tr ũng (th p hơn mc n ưc bi n 1000m) chi m 20,8% di n tích b m t Trái đ t. ð cao trung bình c a l c đ a là 875 mét. bi n b n tr ũng sâu d ưi - 4000 đn 6000 mét cĩ di n tích r t r ng chi m 30,8%. ð sâu trung bình c a bi n là - 3729 mét. H sâu nh t là Mariana, sâu - 11033 mét. b. ðc tr ưng đa hình l c đ a. Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
21. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Trên l c đ a cĩ nh ng h th ng núi ( đai núi) v i nh ng dãy núi cĩ cùng ngu n g c thành t o. Nh ng đai núi chính (trên 3000 - 5000m) là: - ðai Anp ơ - Hymalaya b t đ u t dãy Atlas B c Phi đ n Anp ơ và kéo dài đn dãy Hymalaya h ơi thành hình cung nhơ v Nam. - ðai vịng quanh Thái Bình D ươ ng, phân b hai bên Thái Bình D ươ ng phía b ðơng là dãy núi Alaska, núi d c b , núi đá (Rock mountain) và dãy An đơ . đây núi khơng cao b ng Hymalaya nh ưng bên c nh nĩ là máng bi n nưc sâu t o ra m t chênh l ch đ cao r t l n. Ví d dãy An đơ ch cao h ơn m t bi n 600 mét, nh ưng bên c nh đĩ cách ch ưa đn 300 km là máng n ưc sâu Pêru - Chilê sâu trên 8000mét, chênh l ch đ cao gi a hai n i là 14 700 mét. B Tây Thái Bình D ươ ng hình thành m t lo t cung đo nhơ v phía bi n n m c nh các máng n ưc sâu c ũng là đi chênh lch đ cao r t l n. Hai đai núi nêu trên c ũng là n ơi cĩ ho t đ ng núi l a (chi m 75% c a th gi i) và đng đ t mãnh li t, (80% tâm đ ng đ t nĩng c a th gi i). Chúng cĩ th i gian hình thành tr . Ngồi ra cịn m t s núi hình thành s m h ơn, b bĩc mịn nhi u nên chênh lch đ cao khơng l n (t 500 - 2000m), ví d dãy núi Iran (Liên Xơ), Hồng Liên Sơn, Tr ưng S ơn (Vi t Nam). Da vào chi u cao ng ưi ta chia đ a hình núi ra các lo i núi th p cĩ đ cao trên m c n ưc bi n t 500 - 1000 mét, núi trung bình t 1000 - 3500 mét, núi cao t 3500 - 5000 mét và núi r t cao trên 500 mét. ða hình cao dưi 500 mét so v i m t bi n ho c chênh l ch đ cao t ươ ng đi nh h ơn 200 mét g i là đi. ða hình tươ ng đi b ng ph ng, ít l i lõm, cĩ di n tích rng g i là bình nguyên hay đng b ng ví d đ ng b ng Amazơn, đ ng b ng Nga, đng b ng Xibêri, đng b ng Hoa B c Vi t Nam cĩ đ ng b ng C u Long và đng sơng H ng. Nh ng n ơi cĩ đa hình l i lõm, di n tích r ng trên cao h ơn 600 mét so v i m t bi n g i là cao nguyên cao trên 750 mét. Vi t Nam cĩ cao nguyên Trung B (hay Tây Nguyên). Ngồi ra cịn cĩ đa hình tr n tr ũng (basin), đĩ là đa hình dng tr ũng ch u, gi a th p xung quanh cao. Thí d b n tr ũng ðin Biên, b n tr ũng Than Uyên, bn tr ũng Nà D ươ ng Vi t Nam. ð a hình ript ơ là vùng đt tr ũng th p theo dng tuy n do đ t gãy c u t o ra, qui mơ l n cĩ th dài hàng nghìn km, rng 30 - 50 km. Ví d rípt ơ ðơng Phi dài 6500km, hai cánh nâng cao t vài tr ăm đn vài nghìn mét. đây th ưng cĩ hàng la t dãy h , n ơi ho t đ ng núi l a, đ ng đ t. Các ript ơ sơng Ranh, Bai - cn cĩ quy mơ nh h ơn. Ngồi các Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
22. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh ki u đ a hình nêu trên h và sơng c ũng là nh ng lo i đ a hình đc tr ưng c a l c đa. c. ðc đim đ a hình đáy bin ðáy bi n c ũng khơng ph i b ng ph ng mà r t l i lõm. Ng ưi ta phân đ a hình đáy bi n ra 3 đơn v l n là: rìa l c đ a, b n ð i D ươ ng và s ng núi gi a ði Dươ ng. + Rìa l c đ a (Continental margin): là b ph n n m gi a l c đ a và b n ð i dươ ng. Rìa l c đa đưc phân ra th m l c đ a, s ưn l c đ a và chân l c đ a. Máng n ưc sâu và cung đo c ũng cĩ th x p vào rìa l c đ a. Hình 3.2. ða hình đáy bi n - Th m l c đ a (continental shelf) ( hình 3-2) Là ph n kéo dài ra bi n c a l c đ a đ n ch b t đ u chuy n sang d c h ơn (chuy n sang s ưn l c đ a). Th m l c đ a tho i, th ưng khơng quá 0,30, bình quân 0,10. ð sâu 200 mét n ưc tr l i, sâu nh t cĩ th đ n 550 mét, bình quân 130 mét. Th m l c đ a l n nh t B c D ươ g (Bantíc) r ng 1 300km. H p nh t là th m lc đa b ðơng Thái Bình D ươ ng r ng ch đ vài km. b Tây (ph m vi bi n ðơng Trung Qu c) r ng nh t 560km, bình quân sâu 76m, ph m vi rìa ngồi sâu 150 - 160mét. Trên th m l c đ a th ưng cĩ nh ng rãnh sâu, đĩ là di tích c a lịng sơng c ho c c a dịng ch y ng m ho c dịng đáy bào xĩi. - Sưn l c đ a (Continental Slope) : D c trung bình 4,250, sâu khơng quá 2000m, r ng 20 - 100 km, bình quân 20 - 40 km. Riêng vùng bi n Srilanca sưn l c đ a g n b ám tiêu san hơ nên cĩ đ d c khá l n, t 35 - 450. Trên sưn lc đ a cĩ nh ng máng sâu (hm sâu) sâu đn hàng tr ăm, hàng nghìn mét, hai bên b d c đ ng, ho c t 400 tr lên. - Châu l c đ a (Continental rise) : Là đa hình t ươ ng đi tho i h ơn s ưn l c đa n i s ưn l c đ a v i b n ð i d ươ ng. ð d c tho i ch đ 5’-35’ n m trong vùng n ưc sâu 2000 - 5000 mét, b r ng kho ng 1000 km. Châu l c đ a do các vt li u v n c a dịng bi n ho c tr ưt l t o thành. Châu l c đa khơng cĩ Thái Bình D ưiwng, ch th y ð i Tây D ươ ng và ân ð Dươ ng. - Máng n ưc sâu (trench) và cung đo (island arc) : Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
23. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Máng nưc sâu là nh ng v c th m d ng tuy n dài đn trên 1000km, r ng 100km, sâu trên 6000 mét. Th gi i cĩ g n 30 máng n ưc sâu nh ư th , đa s Thái Bình D ươ ng và ði Tây D ươ ng, n đ D ươ ng ít h ơn. Tây Thái Bình Dươ ng máng n ưc sâu th ưng đi kèm v i cung đ o, cịn ÐƯng Thái Bình Dươ ng máng n ưc sâu l i phân b g n dãy núi hình cung l c đ a. Gn máng nưc sâu là n ơi cĩ ho t đ ng núi l a và ho t đ ng đng đ t mnh m . Chênh lch đ cao gi a máng n ưc sâu và đa hình dâng cao bên c nh khá l n. Ví d h Mariana máng n ưc sâu ÐƯng Philippin và qu n đ o Philippin cĩ đ cao chênh l ch là 11515 mét (h Mariana sâu - 11033m, qu n đ o Philippin) cao + 478 mét). Rìa l c đ a nĩi chung chia hai lo i l n: lo i rìa l c đ a ki u ð i Tây D ươ ng gm cĩ th m l c đ a, s ưn l c đ a, chân l c đ a và lo i rìa l c đ a ki u Thái Bình Dươ ng g m th m l c đ a, th m l c đ a và máng n ưc sâu. + Bn ð i d ươ ng (Ocenic basin) : Là đi b ng ph ng n m gi a rìa l c đ a và dãy s ng núi gi a ð i d ươ ng đ sâu 4000 - 6000 mét. Ng ưi ta phân đ a hình b n đ i d ươ ng ra đi bi n th m và đng b ng bi n th m. - ði bi n th m (abysal hill ) cĩ đa hình nhơ cao h ơn đáy bi n đ 75 - 900 mét. - ðng b ng bi n th m (abyssal plain) cĩ đ d c r t nh (khơng quá 1/1000) đưc ph các tr m tích mang t l c đ a đ n. Trong đ ng b ng bi n th m phân b các núi bi n (h i s ơn) đưng kính đ n 100kilơmet, đ cao đ b 1 kilơmet. N u núi cĩ đ nh b ng thì g i là núi đnh b ng (guyet). Lo i núi bi n ch yu phân b Thái Bình D ươ ng. Ngồi ra trong b n đ i d ươ ng cịn cĩ các dãy núi nh đáy bi n phân b d ng chu i, xích, ch y u do các núi l a đáy bi n to thành. + Sng gi a đ i d ươ ng (mid oceanic ridge) là dãy núi đáy bi n gi a ð i dươ ng. ðây c ũng là n ơi phát sinh đng đ t và v n đ ng c a v Trái đ t t ươ ng đi mãnh li t. ð nh c a dãy núi cao h ơn đáy 2000-3000 mét và cách m t bi n đ 2000-3000 mét, r ng t 2000-4000km. Các s ng núi c a 3 đ i d ươ ng ni nhau và dài t ng c ng đ n 65.000 km, là h núi l n nh t tồn c u. Ph n tr c c a s ng gi ũa đi d ươ ng th ưng phát sinh rupt ơ trung tâm (central rift) c c đ i. Ript ơ cĩ th sâu đ n 1-2 km và r ng đ n 13 - 48 Km (ript ơ gi a ð i Tây D ươ ng). Theo quan sát c a tàu ng m thì m t s ript ơ trung tâm đang cĩ hi n t ưng ch y trào ra ch m ch p m t lo i nh ư dung nham macma cĩ nhi t đ cao. Trong đĩ ch a Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
24. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh nhi u nguyên t kim lo i. S ng núi gi a ð i D ươ ng th ưng b m t h đ t gãy chéo ho c th ng gĩc c t qua và d ch chuy n đi t i 300-500km. Ript ơ ðơng Thái Bình D ươ ng hai bên s ưn t ươ ng đi tho i, th hi n khơng rõ tính ript ơ, đng đ t và chuy n đ ng c a v Trái đ t t ươ ng đi y u cho nên cịn đưc g i là đi nâng đ i d ươ ng (Oceanic - rise), khác v i các s ng gi a đi d ươ ng khác. II. Các quy n ngồi c a Trái đ t Các quy n ngồi c a Trái đ t g m: Khí quy n, thu quy n và sinh quy n. 1. Khí quy n Khí quy n là m t vịng chuy n khơng khí bao quanh phía ngồi Trái đt, chi m kho ng khơng gian t m t đ t đ n kho ng khơng v ũ tr (nĩi chung khơng khí thâm nh p xu ng d ưi m t đ t khơng quá 3000 km). K t qu đo ca v tinh nhân t o cho th y t i xích đo đ cao 42.000km và t i hai c c đ cao 28.000km v n cịn cĩ d u v t c a khí quy n. Thành ph n chính c a khí quy n lad: N, O, Ar, CO2, h ơi H2O, t t c chi m > 99%, cịn l i là các khí khác và h t b i nh . Thành ph n, t tr ng, áp su t c a khí quy n thay đ i theo đ cao. S bi n đ i c a áp su t, n ng đ , thành ph n khí quy n theo đ cao phân b. ð cao Áp su t (Pa) Nng đ s phân t, Thành ph n (km) nguyên t , đin t/cm 3 19 Mt bi n 133,32 x 760 – 133,32 x 2,5 x 10 N2, 78%, 0 2 21%, 1000 Ar 1% -10 17 30 km 133,32 x 6 4 x 10 N2, 0 2, Ar -6 10 300 km 133,32 x 10 10 N2, 0, 02, 0 800 km 133,32 x 10 -9 10 6 0, He, 0 +, H 6500 km 133,32 x 10 -13 10 3 H +, H, He + >22.000 <133,32 x 10 -13 10 - 10 2 H+ 85%, km He ++ 15% Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
25. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Theo tài li u khí t ưng th gi i, t m t đ t đi lên trên cao cĩ các t ng đ i lưu, tng bình l ưu, t ng trung gian, t ng đin ly và t ng khu ch tán. S phân tng khí quy n nêu trên liên quan v i s thay đ i t tr ng và nhi t đ c a khí quy n theo chi u cao. Hai t ng cĩ ánh h ưng t i m t đ t nhi u h ơn c là tng đ i l ưu và t ng bình l ưu. - Tng đ i l u: vùng xích đo t ng dày 16 - 18 km, hai c c dày 7 -9 km, bình quân là 10-12 km. Mùa hè dày, mùa đơng m ng đi. Nhi t đ c a t ng này do s ph n x nhi t m t tr i c a m t đ t cho nên càng lên cao nhi t đ càng gi m. gradien h nhi t là 60C/1km, đn nĩc c a t ng này nhi t đ đ t – 55 0C. Nhi t đ , áp su t, t tr ng c a khí quy n đ u thay đ i tu ỳ cao đ v ĩ đ , t o ra các hi n t ưng giĩ, m ưa, mây, tuy t tác đ ng vào Trái đt làm xu t hi n các quá trình ða ch t ngo i sinh. - T ng bình l u: Phân b cao đ t nĩc t ng đ i l ưu lên đn đ cao 35 - 55km. B dày ca tng xích đ o nh h ơn hai c c. Bình l ưu vì khí di đng n m ngang. T ng bình l ưu khơng ch u nh h ưng nhi t c a Trái đ t, trái l i đ cao 30 đn 55 kilơmet cĩ O3 là lo i khí jút tia t ngo i làm t ăng cao nhi t đ (cĩ th t ăng đ n 00C). ít hi n t ưng khí t ưng. - S tu n hồn c a khí quy n (atmospheric circulation): Vùng xích đo khơng khí đ t nĩng b c lên t o ra m t đ i áp th p, khơng khí di chuy n th ng lên cao. Trên khơng dịng khí đi v hai c c (v ĩ đ cao) và sau đĩ h th p xu ng t o nên đi áp cao. Khơng khí l nh di chuy n dưi th p t v ĩ đ cao v v ĩ đ th p, do đĩ hình thành vịng tu n hồn cĩ tính tồn c u và c ũng vì v y mà xích đo m ưa nhi u, cịn hai c c m ưa ít hơn. C ũng cĩ khi xích đ o do khơng khí chuy n đ ng xốy trơn c đã t o ra các c ơn giĩ m u d ch th i theo ph ươ ng nh t đ nh trong mùa nh t đnh. Giĩ cịn ch u nh h ưng c a đ a hình. Ví d s hình thành giĩ ph ơn (foehn) tc lo i giĩ đ a ph ươ ng gây ra m t bên s ưn núi cĩ m ưa, cịn m t bên kia khơng m ưa. Do s di chuy n c a khí quy n đã hình thành các đi khí áp khác nhau, t đĩ phát sinh s bi n đ i c a các nhân t khí h u nh ư nhi t đ khí quy n, lưng mưa, đ m mà hình thành các đi khí h u nh ư đi m ưt, đi 1/2 m ưt (ho c đ i nhi t đ i kho m), đ i khơ h n, đ i 1/2 khơ h n, đ i đơng lnh Các đi khí h u cĩ s thay đ i v trí trong l ch s ð a ch t do s trơi d t các l c đ a và Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
26. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh thay đi v trí đ a c c. Theo A. Weyner và W. Koppen, cách đây 280 tri u n ăm, cc Trái đ t n m g n qu n đ o Haoai do đĩ Tây Âu và B c M cĩ khí h u m ưt, m ưa nhi u đ i xích đ o. Nam c c là lc đ a l n n m đ i xích đ o. Sau giai đon 50 tri u n ăm thì Tây Âu và B c M l i tr thành đi kho h n. 2. Thu quy n Thu quy n là vịng n ưc bao quanh Trái đ t g m n ưc trên m t (c a bi n, sơng, su i, h , ao, đ m l y ) và c n ưc d ưi đ t. D tính trong kh i thu quy n là 1,5x1018 t n, ch chi m kho ng 0,024% tr ng kh i Trái đ t. Th tích là 1.500x106km3. D ưi đây là s li u tính tốn c a h i thu v ăn qu c t, 1977, v lưng n ưc trên Trái đt. Các lo i n ưc Lưng n ưc (103km3) T l % so v i t ng l ưng Vịng tu n hồn c a thu quy n: các nhà nghiên c u tính tốn r ng m i năm trên Trái đt m ưa, tuy t r ơi xu ng ch ng 101x103km3 n ưc. Kho ng 60- 80% trong s đĩ b b c h ơi (k c do lá cây nh ra) tr v khí quy n. S cịn l i ch y trên m t ho c ng m xu ng đ y di chuy n t o thành m ng sơng su i ch y vào các h ho c ra bi n. đĩ chúng l i b b c h ơi thành mây di chuy n vào l c đa t o thành m ưa ho c tuy t r ơi xu ng đ t. ðĩ chính là vịng tu n hồn c a thu quy n. 3. Sinh quy n Sinh quy n g m các sinh v t h u c ơ s ng trên m t đ t, trong khơng khí và trong n ưc. đ cao 7-8 km trong khơng khí v n cĩ sinh v t sinh s ng và dưi đáy bi n đ sâu - 4000m c ũng cĩ nhi u lồi sinh v t c ư trú. Trong các th n t ca đá (t đ sâu 100 mét tr lên) c ũng t n t i nhi u sinh v t. Tng tr ng l ưng ca sinh v t trên Trái đt đt 11,4x1012 t n, chi m 1/105 tr ng kh i c a v Trái đt. Tác d ng c a sinh v t là làm phá ho i; tích t , phân tán h c t p trung m t s nguyên t . III. C u t o bên trong và đc đim v t ch t t o thành v Trái đ t. 1. C u t o vịng Các k t qu đo đ c v t lý cho th y Trái đ t cĩ tính phân thành các quy n (vịng) ngh ĩa là cĩ s khơng đ ng nh t v thành ph n v t ch t theo chi u thng đng. D a theo k t qu nghiên c u ph i h p các ph ươ ng pháp ða - v t lý, đc bi t là ph ươ ng pháp ða ch n đo t c đ truy n sĩng dc Vp và t c đ truy n Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
27. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh sĩng ngang Vs khi đi quan v t ch t bên trong Trái đt ng ưi ta chia Trái đt ra 3 vịng c u t o l n là v Trái đ t, Manti và nhân Trái đt. a. V trái đ t. Trong ph n v Trái đ t t c đ truy n sĩng Vp thay đ i t 6,5-7,0 đn 7,4 km/s, nh ưng khi sang ph n Manti thì Vp t ăng đt ng t đ n 7,9 - 8, cĩ 8,2 - 8,3km/s. Cịn t c đ Vs trong ph n v là 3,7-3,8km/s đn manti thì đt ng t tăng lên 4,5 - 4,7 km/s. Nh ư v y cĩ m t m t ranh gi i phân chia v và manti th hi n s thay đ i đ t ng t tc đ sĩng. M t ranh gi i này g i là m t Mohorovixic (l y tên nhà ða - v t lý ng ưi Nam T ư. M t này do ơng phát hi n năm 1909), cịn g i là m t Mơhơ hay m t M. V Trái đ t dày m ng tu ỳ nơi (t c m t Mơhơ cĩ dng lưn sĩng nâng cao h ơn ho c h th p xu ng, bình quân là 11-12km. đáy các đi d ươ ng v dày 5-10 (12) km, trong các mi n đ ng b ng là 30 -40 km, vùng núi cao là 50 - 75 km (dày nh t là núi An đơ và Hymalaya). b. Manti (mantle) ðưc phân b t ph n d ưi v Trái đ t (M t M) đ n đ sâu 2900km. T i đây li cĩ m t m t ranh gi i phân chia manti v i nhân Trái đ t bi u hi n s thay đi đ t ng t t c đ truy n sĩng đ a ch n. Vp t 13,64 km/s xu ng 7,98 km/s, cịn Vs nguyên là 7,23 km/s đt nhiên bi n m t. C Nhân Trái đt Tính t đ sâu 2900 km đ n tâm Trái đt (6370), chia làm 3 l p: nhân ngồi t đ sâu 2900 km đ n 4980 km, lĩp chuy n ti p 4980 km đ n 5120 km và nhân trong t 51200 km đ n 6370 km. V quy n m m (astenosphera): Ng ưi ta nh n th y manti trên, trong quãng đ sâu t 60 đ n 250 km, t c đ truy n sĩng đ a ch n l i gi m đi khi xu ng sâu nh t là trong quãng 100 - 150km, sau đĩ t c đ m i t ăng d n lên. ði thay đi nh ư th đưc g i là “ đi t c đ th p”. C ũng cĩ ng ưi cho ranh gi i d ưi ca đ i này cịn xu ng đ n đ sâu 413 km vì r ng trong ph m vi đi, s bi n đ i ca sĩng r t t t , bi n thiên l n, ch thay đ i tính tốn cu, cịn Vs thì cĩ th mt đi m t s n ơi. Do v y ranh gi i c a đ i này u n lưn th t th ưng, ph n ánh m t đ c tr ưng c a v t ch t ph i là tr ng thái do khá m nh vì ho t đ ng ki n to c a v Trái đ t. Các vịng c a Trái đ t cịn đưc phân chia chi ti t thành các l p nh h ơn. Dưi đây là b ng phân chia c a Anderson và Hart, 1976. (xem b ng trang 28) Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
28. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh 2. Tr ng thái v t ch t các vịng quy n. a. Ph ng pháp xác đnh : Ph n v t cht ph n trên c a v Trái đ t cĩ th xác đnh tr c ti p đưc nh ưng d ưi sâu h ơn ph i dùng các bi n pháp gián ti p đ suy đốn nh ư: đi sánh v i các đá trên m t đ t v các tính ch t vt lý. Nghiên c u m t s đá cho th y chúng ch cĩ th hình thành manti d ưi sâu. Ví d olivinit. So sánh nghiên c u các đá tr i, nh n th y tuy t đi đa s đá tr i cĩ thành ph n hố h c nh ư c a Trái đ t: do đĩ cĩ th ngh ĩ r ng thành ph n v t ch t trong h m t tr i là th ng nh t t đĩ cĩ th dùng thành ph n đá tr i cùng vi các đ c tr ưng v v t lý, t tr ng, t c đ truy n sĩng đ a ch n đ suy đốn tr ng thái v t ch t c a các vịng quy n Trái đt. b. Các tr ng thái v t ch t c a các vịng quy n + Tr ng thái v t ch t c a v Trái đ t: g m các đá và đt th đ c, chi m 1,55% t ng th tích và kho ng 0,8% t ng l ưng c a Trái đ t. T tr ng trung bình là 2,6 - 2,9g/cm3. B dày c a v khơng đ u. Thành ph n c a v cũng bi n đ i. Theo Iacutova (*Kytoba) (1986) thì m t s n ơi trong th ch quy n m m, ch c là cĩ liên quan v i là macma v . + Tr ng thái v t ch t c a manti: Manti chi m 82,3% th tích Trái đ t, 67,8% tr ng kh i. Ch y u thành ph n d ng th r n. Ng ưi ta phân manti thành hai ph n là manti trên và manti d ưi. Ranh gi i hai ph n n m đ sâu 650 km. Manti trên chia ra hai lp B và C cịn manti d ưi là l p D. Cu t o Trái đ t (d a theo li u ð a - v t lý) Các ð Tc đ T áp su t lp v sâu truy n tr ng 10 3 Trái đt (km) sĩng km/s kg/cm 3 (Pa) Vp Vs Manti t tr ng bình quân là 3,5 g/cm3. So sánh v i thiên th ch và đc tính vt lý c ũng nh ư các đá núi l a phun t manti lên thì th y thành ph n c a manti trên g n g ũi v i thành ph n c a thiên th ch đá, trong đĩ ưc ch ng olivin chi m 46%, pyroxen 25%, plagiocla 11%, h p kim Fe - Ni 12%. Tươ ng t đá siêu baz ơ. Th c nghi m trong phịng (v i điu ki n nhi t đ , áp su t c a manti) đ i chi u v i th c t v tính ch t truy n sĩng thì th y vt ch t manti trên g n v i Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
29. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh các đá eclogit và piroxenit. Trong l p B đ sâu t 60 đ n 250 kilơmét là “ đi tc đ th p: (quy n m m). ð i này c ũng cĩ th là lị macma. Ph n manti n m trên quy n m n (l p B) c ng v i v Trái đ t (l p A) làm thành sĩng đa ch n và t tr ng đây đ u t ăng cao, áp su t c ũng t ăng cao. Trong điu ki n áp su t l n, tinh th olivin và pyroxen b nén ép t ăng t tr ng cĩ th đ n 10% t đĩ cĩ th gi i phân thành nh ng khống v t oxyt (MgO, FeO, SiO, ) lo i hình cao áp su t, đ ng th i gi i phĩng n ăng l ưng l n. Do đĩ l p C cĩ th là m t ngu n nhi t n ăng bên trong Trái đt. Manti d ưi (l p D) n m đ sâu 650 - 2885 km. Thành ph n hố h c g n vi manti trên. T tr ng t ăng, cĩ th do áp su t l n ép nén v t ch t mà cũng cĩ th do l ưng Fe t ăng. + Tr ng thái v t ch t c a nhân Trái đ t (Core): Nhân ch chi m 16,2% th tích Trái đt nh ưng chi m 31,3% tr ng kh i. T tr ng là 9,98 - 12,51 g/cm3, tươ ng đươ ng v i thiên th ch Fe, c ăn c vào t c đ truy n sĩng đ a ch n ng ưi ta phân nhân Trái đt ra làm 3 l p: E, F, G. L p E là l p nhân ngồi nm đ sâu t 2885 - 4170 km và l p G là l p nhân trong n m đ sâu t 5155 km đn tâm Trái đt. Lp nhân ngồi khơng cĩ sĩng ngang, ch ng t v t ch t tr ng thái l ng. lp chuy n ti p l i đo đưc sĩng ngang, ch ng t v t ch t tr ng thái l ng. lp chuy n ti p l i đo đưc sĩng ngang, ch ng t v t ch t l i chuy n sang th rn. l p nhân trong l i đo đưc sĩng n gang và sĩng d c, m t khác c ũng th y sĩng d c khi vào nhân trong cĩ th bi n thành sĩng ngang sau đĩ sau khi đi qua nhân trong nĩ l i tr v sĩng d c. ðiu đo cĩ ý ngh ĩa là v t ch t c a nhân trong đã thành v t ch t r n. C ăn c vào t tr ng ln thì v t ch t c a l p nhân trong gn v i thiên th ch Fe, đ ng th i v i nh ng ch ng minh v t c đ âm thanh c a cơ h c ch t l ng cho th y ch ng do Fe, Ni t o thành. IV. Các tính ch t v t lý c a Trái đ t. Các k t qu đa v t lý nghiên c u Trái đ t cho phép cĩ nh ng nh n th c v các tính ch t v t lý sau. 1. Trng l c và d th ưng tr ng l c c a Trái đ t. - Tr ng l c là l c h p d n h ưng tâm c a Trái đ t. Chúng ph thu c vào khơng gian v ĩ đ (g n hai c c thì tr ng l c l n h ơn, cịn xích đ o xa tâm thì nh h ơn) và b gi m b t b i l c ly tâm c a Trái đ t. c c, l c ly tâm nh nh t, cịn xích đ o là l n nh t, song đây l c ly tâm v n < 1/288 (=0,34%) tr ng l c cho nên h ưng tr ng l c v n là h ưng tâm. Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
30. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh - Tr ng tr ng l c là ph m vi khơng gian bao quanh Trái đ t ch u nh hưng ca tác d ng tr ng l c. C ưng đ c a tr ưng tr ng l c t i m t đim trên mt đ t đưc tính b ng gia t c tr ng l c t i đim y, đơn v là m/s2. K t qu đo cho th y giá tr tr ng l c g0 hai c c là 983,2177 m/s2, cịn xích đo là 978,0318 m/s2, chênh nhau 5,1859 m/s2, theo chi u sâu c a Trái đt t 0 km đn 2885 km giá tr tr ng l c g t ăng d n, cịn t 2885 km vào tâm Trái đt g gi m dn cho đ n = 0 tâm Trái đ t, m i v ĩ đ cao c a mt bi n cĩ m t giá tr tr ng lc g0 nh t đ nh, đưc tính tốn theo cơng th c ca H i Tr c đ a và ða - v t lý th gi i, 1971, nh ư sau: 2 2 g0 = 9,780318 (1+0,0053024 sin ϕ ( -0,0000058 sin 2 φ ( trong đĩ ϕ là v ĩ 2 đ, đơ n v g 0 = m/s . Giá tr tr ng l c cĩ đưc theo cơng thc trên là giá tr tr ng lc bình th ưng (theo lý thuy t). Nh ưng giá tr đĩ thay đ i tu ỳ đ cao th p ca đa hình, đa hình càng cao thì g 0 càng gi m, t ăng cao mét, thì g 0 gi m đi 30,86 x 10-5 m/s 2, tu ỳ thành ph n v t ch t các đá v i các t tr ng khác nhau, t tr ng càng l n thì g0 càng t ăng. Giá tr tr ng l c sau khi cĩ đưc đo đc s đưc ch nh đư a v tr s t ươ ng đươ ng m c n ưc bi n t i n ơi đo. Sau khi hi u ch nh, tr s ca tr ng l c v n chênh xa v i tr s bình th ưng (tr s lý thuy t) thì g i là d th ưng tr ng l c âm (th ưng các h sâu). Vi c phát tri n các d th ưng giúp hi u rõ c u t o bên trong c a Trái đt giúp phát hi n m t s m nh t đ nh. 2. T tr ng và áp l c c a Trái đ t - T tr ng : Theo tính tốn, t tr ng bình quân c a Trái đ t là 5,516 g/cm3 (theo l c h p d n tính đưc theo tr ng kh i Trái đ t là 5,974 x 1021 t n, cịn th tích là 1,08 x 1012m3). T tr ng bình quân c a đá trên m t là 2,7 - 2,8 g/cm3,t tr ng bình quân c a n ưc bi n là 1,028 g/cm3. T đĩ suy ra t tr ng v t ch t bên trong Trái đt ph i là r t l n. Theo tính tốn c a K.E, Bullen (úc), 1975 thì t tr ng c a ph n trên m t v là 2,7 g/cm3, đ sâu 33 km là 3,32 g/cm3. 2885 km là 5,56 g/cm3 và t ăng lên đn 9,98 g/cm3, đ n tâm Trái đt là 12,51 g/cm3. - Áp l c c a Trái đt: Áp l c c a Trái đ t càng xu ng sâu càng l n, nĩ cĩ liên quan v i t tr ng và tr ng l c n ơi y. Th ưng trong ph n v Trái đ t, c xu ng sâu 1 km thì áp su t t ăng 270 Pa (Pa là đơ n v đo ng su t và áp l c (Pascal), 1 Pa = 1 niut ơn/1m 2 = 10din/cm 2 = 0,102 kg/cm 2 = 10-5 bar; 1 bar = 750 mm Hg, là đơ n v đo áp su t khơng khí). Theo tính tốn đ sâu 10 km áp l c là 1 Kpa, 33 km là 12 Kpa 2885 km là 1325 Kpa và tâm Trái đ t d ki n là 3600 Kpa. 3. ða t tr ưng Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
31. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Nh ư chúng ta đu bi t kim đ a bàn m i n ơi trên Trái đt đ u quay ch hưng BN. ðiu đĩ ch ng t r ng xung quanh Trái đ t cĩ m t tr ưng t g i là đa t tr ưng. Ng ưi ta đã xác đnh đưc tr c đ a t ( đưng n i hai t c c) lch so v i tr c đ a lý (tr c quay c a Trái đ t) m t gĩc là 11 044’ (n ăm 1970 t c c B c nm qu n đ o Banfin B c Canada v ĩ đ B c 76 0, kinh đ Tây 101 0). Hình v Hình 3.3. T tr ưng Trái đ t đưc đo b ng c ưng đ t tr ưng ( đơn v là Anpe/met. Ơxtet ho c gamma). C ưng đ t tr ưng bình quân c a Trái đ t là 0,6 x 4 ( x 10 -3 A/m, là m t t tr ưng y u. - ð t thiên (declination) là đ nghiêng gi a ph ươ ng BN theo kim đa bàn ch v i ph ươ ng BN đa lý, hay gi a kinh tuy n đ a t và kinh tuy n đ a lý; nĩ thay đi theo các đim trên kinh tuy n. ðưng kinh tuy n cĩ đ t thiên bng 0 gi là đưng t - kinh tuy n. ðưng n i nh ng đim cĩ đ t thiên bng nhau gi là đưng đ ng thiên. - ð t khuynh (Inclination ) là gĩc nghiêng gi a kim đ a bàn so v i m t ph ng n m ngang. T i đưng xích đ o đ khuynh b ng 0, đi v hai c c đ t khuynh t ăng d n t i 90 0 ( c c B c kim đ a bàn th ng đ ng, đu kim Bc ch xu ng d ưi). ðưng cĩ đ khuynh b ng 0 ( đưng xích đ o) g i là đưng t - xích tuy n. ðưng n i nh ng đim cĩ cùng tr s đ a t khuynh là đưng đ ng khuynh. S bi n đ i c a tr ưng đ a t - d th ưng t : Do v t ch t bên trong Trái đt chuy n đ ng làm cho tr c t bi n đ i d n đ n s di chuy n tr ưng đ a t , Ng ưi ta đã xác đnh đưc trong vịng 50 n ăm, t 1922 đ n 1972, c c t Bc đã d ch chuy n 2 0 theo v ĩ tuy n cịn c c t Nam d ch 4 025’. Vì th t ch c qu c t quy đnh c 5 n ăm v l i b n đ đ a t m t l n. S bi n đ i c a đa t x y ra theo ngày, n ăm, bi n đ i th ưng xuyên và bi n đ i đ t ng t. Trong m t ngày cĩ th thay đi vài phút đi v i đ t thiên; vào bu i tr ưa t tr ưng bi n đ i y u nh t. S bi n đ i trong n ăm cĩ liên quan v i s bi n đ i c a t ng đin ly và ho t đ ng ca m t tr i. Bi n đ i th ưng kỳ bi t đưc qua so sánh b n đ thay đ i t ng Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
32. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh năm. Nĩi chung là s bi n đi di chuy n d n v phía Tây. M i n ăm di chuy n mt tc đ gĩc (mơmen t c đ ) 0,18 0. Nguyên nhân c a bi n đ i này cĩ th là do chuy n đ i này cĩ th là do s chuy n đ ng c a v t ch t nhân ho c manti vi t c đ chênh l ch mà gây ra. Bi n đ i đ t ng t (trong vịng vài ngày, vài gi vi biên đ l n đ t t i vài A/m g i là bão t (magnetic storm) cĩ liên quan v i đim đen trên m t tr i ho c dịng đin khơng gian. ðo các tr s t tr ưng c a các đim trên Trái đt ho c m t khu v c l n nào đĩ, sau khi hi u ch nh b ng cách lo i tr nh ng bi n đ i đ t ng t ho c cĩ tính c c b chúng ta s đưc tr s bình ho c tr s phơng. N u đo t i th c đ a mt đim nào đy cĩ đưc tr s v ưt quá tr s chung nĩi trên ta nĩi t i đây cĩ d th ưng t tr ưng. Các d th ưng cĩ đưc là do s t p trung cao n ơi y nh ng khống v t ho c đá cĩ t tính l n (ví d manhetitinmenit, pyrotin ) g i là d th ưng d ươ ng. Nh ng n ơi t p trung khống v t khơng âm (nh h ơn tr s phơng). ðá macma th ưng cĩ t tính cao h ơn đá tr m tích. Các d th ưng t giúp nghiên c u c u trúc ð a ch t, phát hi n khống s n nh t là m s t manhetit. Ví d m s t Th ch Khê Hà T ĩnh c a Vi t Nam đưc phát hi n nh cơng tác đo t hàng khơng. - C đ a t : là đa t tr ưng c a m t th i k ỳ l ch s ð a ch t nào đáy. Trong quá trình thành t o, các đá cĩ th ch u nh h ưng c a đ a t tr ưng lúc by gi , t c là cĩ tính t . Tính ch t t y phù h p v i ph ươ ng c a c đ a t . Sau đĩ n u t tr ưng bi n đ i các th i k ỳ l ch s v sau, các đá v n gi li tính ch t t v n cĩ c a nĩ và đưc g i là ‘t d ư” (remanent magnetism). ðo t d ư ca các đá cĩ th bi t đưc tình hình t tr ưng c a th i k ỳ ða ch t sinh thành đá. N u lo i b nh h ưng c a các l n chuy n đ ng ki n t o v sau, khơi ph c li v trí nguyên tr ng c a các đá lúc hình thành đng th i lo i b nh h ưng c a các t tr ưng c a lúc b y gi . C ăn c vào mi quan h gi a đ t khuynh v i các v ĩ đ ng ưi ta cĩ th xác đ nh đưc các t v ĩ đ và v trí c a các t c c, v trí ca n ơi nghiên c u trong tr ưng t Trái đ t lúc b y gi . Ng ưi ta nh n th y trong l ch s ð a ch t, nh t là trong Mezoizoi đã xu t hi n nhi u l n thay đ i d u cc t ( đ o c c 1800), th i gian đ o bi n đ i cĩ th t 30 000 n ăm đ n 3 000 000 n ăm. Trong my tri u n ăm l i đây, th i gian đ o c c bình quân đ 2 - 3 x 10 5 năm. Nghiên c u c đ a t giúp xác đ nh v trí c đ a t , hi u đưc s d ch chuy n tươ ng đi trong t ng giai đon c a các b ph n trên Trái đt, c ăn c s Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
33. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh chu kỳ chuy n đ i t c c đ xác đ nh tu i t ươ ng đi c a đá ( đ i v i các t ng đá đáy ð i d ươ ng). 4. Nhi t Trái đ t (geotherm) Nhi t c a Trái đt bao g m cĩ nhi t do m t tr i cung c p và nhi t bên trong Trái đt. - Hàng ngày m t tr i b c x m t l ưng nhi t r t l n v Trái đ t nh ưng Trái đt khơng h p th h t mà ch h p th m t ph n, cịn l i đa s b c x lên khơng trung. Nhi t m t tr i ch làm nĩng Trái đt đ n m t đ sâu nh t đnh và đn m t đi cĩ đưc nhi t đ b ng nhi t đ trung bình hàng n ăm ca n ơi y. ð i y g i là đi đ ng nhi t khơng ch u nh h ưng bi n thiên theo th i ti t và d ưi đ i này nhi t đ Trái đ t khơng ph thu c vào nhi t mt tr i. Ví d Matxc ơva nhi t đ n đ nh là 4,20 t i đ sâu 20 mét. Pari là 11,830 t i đ sâu 28 mét. - Ngu n nhi t bên trong Trái đt cĩ th là do ngu n phĩng x c a nguyên t phĩng x U 238 . U 235 . Th 232 , K 40 Theo nghiên c u tính tốn thì các nguyên t phĩng x cung c p đ a nhi t ch y u phân b ph n v Trái đ t vì các nguyên t phĩng x ch g p nhi u trong các đá tr m tích, granit và bazan là nh ng đá ch y u c u t o nên v Trái đ t. Ngồi ra ngu n nhi t bên trong Trái đt cịn đưc sinh ra do quá trình phân d tr ng l c v t ch t theo t tr ng trong manti, đ c bi t là nhân, cĩ ngh ĩa là trong quá trình phân d , v t ch t cĩ s di chuy n và kèm theo là s thốt nhi t. ða nhi t khi v ưt quá đ i đ ng nhi t (m t đ ng nhi t) thì càng xu ng sau càng t ăng lên. S nhi t đ t ăng trên m t đơn v đ sau g i là đa nhi t su t gay gradient đa nhi t. Trung bình c xu ng sâu 100 m nhi t đ t ăng lên 3 0C. Kho ng cách xu ng sâu đ nhi t đ t ăng lên 1 0C g i là c p đ a nhi t, trung bình là 33 H − h b = T − t mét. G ơrskov ((opk πb) đư a ra m t cơng th c tính c p đ a nhi t (b) là: Trong đĩ: H- đ sâu đo nhi t, h là đ sâu đ i đ ng nhi t T - nhi t đ đ a nhi t đ sau H. T - Nhi t đ trung bình hàng n ăm c a khơng khí 0 mét (+4,3 0C) Gradien nhi t đ trung bình c a Trái đt là 3 0C (t 2-50C), c a đáy bi n là 4-80C, c a l c đa 0,9-50C. C p đ a nhi t trung bình là 33 mét (t 15 đ n 45 mét). Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
34. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Nu theo cách tính gradien đ a nhi t thì đn đáy v Trái đ t nhi t đ s tăng đn 900 0C, đn tâm Trái đ t s là 200 000 0C. nhi t đ y v t ch t khơng th cịn là th r n n a. ðiu đĩ trái v i phân tích tr ưc. V t lý c ũng đã ch ng minh là tính d n nhi t c a đá s gi m xu ng khi mà nhi t đ t ăng cao vì th càng xu ng sâu đ a nhi t càng t ăng lên thì gradiên đa nhi t l i h xu ng sâu, áp su t tăng, nhi t Trái đ t đ t l i đ ng đ u làm gi m gradiên đa nhi t. C ăn c theo tài li u ð a - v t lý và lý lu n v v t lý đ a ch n r n thì đáy v Trái đ t (30km) nhi t đ là 400 0C, sâu 100 km là 1300 0C, sâu 300 km là 1800 - 3000 0C, đ sâu 2885 km là 2850 - 4000 0C, tâm Trái đt là 4000 - 6000 0C. nh ng n ơi mà đa nhi t r t l n ho c v ưt xa gradiên g i nhi t là n ơi cĩ d th ưng đ a nhi t, ví d nh ng n ơi xu t hi n ngu n nưc nĩng. Nh ng n ơi cĩ núi l a đang ho t đ ng c p đ a nhi t ch kho ng 1,5 mét, trong khi cp đ a nhi t trung bình là 33 mét. nh ng n ơi nh ư v y ng ưi ta cĩ th khai thác s d ng đ a nhi t đ ch y máy phát đin, s ưi m ð a nhi t là mt ngu n n ăng l ưng r t quan tr ng. Theo tính tốn đ a nhi t trong quãng - 3 km t ươ ng đưng v i nhi t năng c a 29 x 1011 t n than đá. Pháp và ý là nh ng n ưc đi đ u trong vi c s dng đ a nhi t ph c v cu c s ng con ng ưi. V. ðc đim đ a hố c a Trái đ t. Căn c theo thành ph n c a các thiên th ch, ng ưi ta tính tốn thành ph n hố h c trung bình c a Trái đ t. M i tác gi nêu ra nh ng con s khác nhau nh ưng nhìn t ng quát cĩ th th y các nguyên t ch y u t o thành Trái đt là O, Fe, Si, Mg, S, Ni, Ca, Al, Na. D ưi đây là b ng kê thành ph n hố h c trung bình c a Trái đ t tính theo % tr ng l ưng Nguyên t Theo V.Rama Theo R. Eanapaxi Theo J, Smit 1970 Murta và G. Holl, và E.Anerson, 1970 1974 0 30,25 28,5 31,3 Fe 29.76 35,87 31,7 Si 14,72 14,34 15,1 Mg 15,69 13,21 13,7 S 4,17 1,84 2,91 Ni 1,65 2,04 1,72 Ca 1,64 1,93 2,28 Al 1,32 1,77 1,83 Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
35. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Na 0,30 - - Cũng d a vào thiên th ch, ng ưi ta d tính thành ph n hố h c c a Manti và nhân Trái đt ( đơn v %) Ca manti Thiên th ch Nhân Trái đt Thiên th ch đá Fe T/ph n Ring Wood Mason Ring Wood Ng.t Ring Ring Wood (1975) (1966) (1975) Wood (1979) (1979) SiO 2 45,2 48,1 43,2 Fe 85 80 MgO 37,5 37,1 38,1 Ni 5 5 FeO 84 8,6 9,3 S- - 5 Al 2O3 3,5 3,6 3,9 O 10 CaO 3,1 2,3 3,7 Na 2O 0,6 1,1 1,8 CHƯƠ NG IV. V TRÁI ð T V Trái đ t là ph n v t ch t r n b c ngồi c a Trái đ t n m trên m t Mơhơ. V Trái đ t là đi t ưng nghiên c u chính c a ð a ch t h c. I. C u t o c a Trái đ t V cĩ b dày khơng đng đ u, th hi n đ a hình ph c t p t l c đ a đ n ði d ươ ng. Căn c các tài li u ð a - v t lý chia ra 2 ki u v chính là v l c đ a, v đ i dươ ng và 2 ki u ph là v á l c đ a và v á đ i d ươ ng. Ki u v l c đ a (continental crrust) cĩ b dày khơng đu - vùng n n (vùng n đ nh) cĩ b dày 35- 40 km - Vùng cơng trình t o núi tr cĩ b dày 55-70km - Vùng núi Hymalaya, An đơ cĩ b dày 70-75Km Cu trúc cĩ 2 ph n chính (hình 4.1) + Lp 1 là l p do đá tr m tích (l p tr m tích) t o thành. Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
36. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Vp trung bình t 3 - 5 km/s. B dày dao đng t 0-5 km ( đ ng b ng lc đa) và dày nh t t 8-10km ( các vùng tr ũng l n c a l c đ a) + Lp 2 là l p đá c ng g m đá macma và đá bi n ch t chia ra: Lp 2a : L p granitơ - gnai ho c granit bi n ch t phân b các khiên bi n ch t, Vp trung bình t 5,5 - 6 km/s. Lp 2b : L p bazan cịn cĩ tên g i là Granulit - bazit vì t c đ Vp c a 2 lo i đá t ươ ng t nhau. Ranh gi i gi a l p 2a và 2b g i là m t Konrad (m t K), Vp trung bình là 6,6 - 7,2km/s. B dày c a l p bazan trung bình là 6,6 - 7,2 km/s. B dày c a l p bazan trung bình 15 - 20 km vùng n n và 25 - 35 km vùng t o núi. M t Konrad khơng ph i lúc nào c ũng th hi n rõ. Mơ hình m i v v l c đ a do N.I.Pavlenkova nêu ra d a theo k t qu nghiên c u l khoan siêu sâu Kolxki và các thơng tin đa v t lý. Phân chia manti v i ph n đá c a v l c đ a (m t M) d a vào Vp = 7,8 - 8,3 km/s. Trong ph n 2 (xem hình 4.2) chia 3 t ng ng ăn cách b i ranh gi i K1 và K2.K1 đ sâu 30-32km. Hình 4.1. Tng trên : Vp = 5,9-6,3 km/s cĩ tính phân l p và tính phân d theo các bloc riêng v i các thành ph n và thơng s ð a - v t lý riêng. Tng trung gian : Vp = 6,4 - 6,5 km/s. ðc tính phân l p n m g n n m ngang mĩng. Trong đĩ cĩ nh ng xen l p và t c đ Vp gi m xu ng cịn 6km/s, cĩ các th d th ưng v t tr ng và đi t ăng cao tính d n đin. Nĩ mang đc tính ca m t l p m m, v t ch t trên nĩ cĩ th chuy n d ch ngang. Tng trên và t ng trung gian cĩ các đá ph c t p, cĩ th bao g m đá bi n ch t, nĩi chung là đá axit. Tng d ưi: Vp = 6,8-7,0km/s g m các đá bi n ch t t ưng granulit, các đá bazic và siêu bazic. Hình 4.2 Ki u v đ i d ươ ng : C u trúc v đ i d ươ ng g m 4 l p (hình 4.3) Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
37. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh 1- Lp n ưc che ph đ i d ươ ng 2- Lp th nh t là l p tr m tích b r i. Vp = 3 km/s. Dày t vài tr ăm mét đn 1 km, ít khi dày h ơn. 3- Lp th hai cĩ Vp = 4 - 4,5 km/s. Thành ph n là dung nham bazan cĩ xen l p đá silic và cacbonat dày t 1- 15 km cĩ n i dày 3 km. 4- Lp th ba cĩ Vp = 6,3-6,4km/s (cĩ khi đn 7 km/s). Thành ph n là đá bazic (gabro) và m t b ph n là đá siêu bazic (pyroxenit). M t s nơi grabo b bi n ch t thành amphibolit ch ưa khoan quan h t l p này. ðc tr ưng c a ki u v đ i d ươ ng là khơng cĩ l p granitognai. B dày ch t 5-12km, trung bình là 6-7 km ( đáy Thái Bình D ươ ng). Ki u v á l c đ a: Lo i này g p nh ng cung đ o (Alent, Kuril ) bao quanh lc đ a. C u trúc g n v i ki u v l c đ a nh ưng b dày nh , ch 20-30km và cĩ đc đim là các l p c ng hố khơng rõ ràng. vùng dâng bao quanh ði Tây D ươ ng ph n kéo dài c l c đ a xu ng d ưi n ưc thì b dày rút ng n và l p granitognai c ũng vát nh n khi đi v phía s ưn l c đ a. Ki u v sa ði D ươ ng: Cu trúc g m ba l p: (hình 4.4). 1. Lp n ưc. Hình 4.5. 2. Lp đá tr m tích dày t 4 - 10 km cĩ n i 15 - 20 km 3. Lp v ð i D ươ ng dày t 5 - 10km Vp = 6 - 6,4km/s, cĩ đc tr ưng: + Khơng cĩ l p granitognai: g p nh ng tr ũng n ưc sâu bao quanh và trong bi n (ví d tr ũng nam Caspi, Bi n ðen, ð a Trung H i, Okh t và các bi n khác). Cĩ th hình dung c u trúc v Trái đ t qua s ơ đ khái quát 9hình 4.5) II. Khái ni m v thuy t đng t ĩnh . Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
38. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Hi n t ưng đ ng t ĩnh c a v Trái đ t là s đi đ n cân b ng c a v Trái đt đi v i tác d ng c a tr ng l c. Ng ưi ta nh n th y n i núi cao, ví d nh ư Hymalaya, thì m t Mơhơ l i h xu ng so v i xung quanh, n i bi n sâu, nh ư đáy ð i D ươ ng thì m t Mơhơ l i dâng cao. D th ưng tr ng l c Bughê c ũng t ưiơng ng cĩ nh ng bi n đ i. V Trái đt dày ho c m ng s cĩ nh ng tác đng tr ng l c khác nhau đi v i sâu. Vì th đ đ i tr ng l i (bù tr l i) nh ng bi n đ i l n v tr ng l c t i nh ng n ơi khác nhau trên v Trái đ t t t s cĩ nh ng điu hồ đ làm cân b ng đ ng t ĩnh Trái đt. Cĩ 2 thuy t gi i thích. 1. Thuy t c a J.H.Pratt (1885) cho r ng v Trái đ t n m trên 1 m t đng áp đĩ cách m t bi n 1 đ sâu nh t đ nh vè đ sâu đĩ chung cho c đ a hình trên v Trái đ t. ð a hình cao đưc xem nh ư g m nh ng tr v t th cĩ tích di n nh ư nhau song t tr ng khác nhau. Và cĩ tr ng kh i nh ư nhau. ða hình th p và bi n các tr cĩ t tr ng l i l n h ơn vùng núi. S phân b đĩ làm cho tr ng l c đưc cân b ng. Chúng cĩ th điu hồ l n nhau trên mt đ ng áp (hình 4-6). 2. Thuy t G.B.Airy (1885) cho là v t ch t g m nh ng kh i th cĩ t tr ng nh ư nhau và t ươ ng đi nh . (Gi đ nh 2,67 g/cm 3) n m trên m t v t ch t do nh ưng cĩ t tr ng l n (gi đ nh 3,27/cm3). ph n núi cao n ng h ơn s chìm xu ng sâu vào v t ch t d o và v t ch t d o v i t tr ng l n y s t t làm cân bng tr ng thái đ ng t ĩnh ca v Trái đ t (hình 4-6). Dù là t tr ng khác nhau hay đng nh t trong các kh i th đ a hình trong c 2 gi thuy t trên nh ưng chúng cĩ đim chung là các kh i trơi trên mt v t th ch t d o cĩ th di đ ng điu hồ s m t cân b ng. Hai gi thuy t cịn ch ưa chú ý ti s khơng đ ng nh t c a v t ch t trong Trái đt và tr ng thái v n đ ng c a chúng. Ý ngh ĩa th c t : Là hi n t ưng cĩ th c và cĩ tác đng trong đ i s ng con ng ưi. D ưi đây là nh ng ví d : a. Vùng Sc ăng đinav ơ tr ưc đây 15. 000 n ăm b l p b ăng dày hàng ngàn mét ph lên và gây m t tr ng l c nht đ nh. Bây gi b ăng tan làm phá v tr ng thái cân b ng, bán đ o nâng d n lên, trong m ưi ngàn năm l i đay nâng lên 250m. Hi n nay t c đ nâng lên 1cm/n ăm. Cịn vùng Groenland thì đang h xu ng vì b ăng ph đè lên dày ti 3 - 4 km. b. Vùng đp n ưc l n, sau khi n ưc vào, tr ng l ưng c t n ưc s gây m t cân b ng. Th ng kê cho th y n u đ p cao h ơn 100m, dung tích nưc l n h ơn 108m3 thì g n n ơi đy xu t hi n đ ng đ t, vùng lân c n t ươ ng đi nâng lên. Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
39. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh c. ðã đo đưc vùng núi hymalaya nâng cao v i t c đ 1,87 cm/n ăm và dch chuy n v B c 5 -6 cm/n ăm. d. Vùng An đơ và vùng Thái Bình D ươ ng nhi u núi l a, đng đ t cĩ th do liên quan v i s điu hồ cân b ng đ ng t ĩnh này c a tr ng l c và di chuy n c a vt ch t d ưi sâu. III. Thành ph n v t ch t c a v Trái đ t. Sau khi hi u qua v ũ tr , Trái đ t tồn b và đi t ưng chính là v Trái đ t, chúng ta b t đ u đi vào nghiên c u v Trái đ t v i các đ c tr ưng v thành ph n vt ch t đ t đĩ hi u sâu h ơn các quá trình ða ch t x y ra v . ði t ưng chính là nh ng v t ch t th y đưc và nghiên c u đưc b ng ph ươ ng pháp ða ch t h c, khơng đi sâu nghiên c u v m t c u trúc v t ch t thu c l ĩnh v c v t lý hc. Các k t qu nghiên c u v đ a hố s đưc ng dng ch khơng đi vào ph ươ ng pháp phân tích. A. Các nguyên t trong v Trái đt. Trong Trái đt cá nguyên t t n t i d ưi d ng phân tán khơng đ ng đ u, luơn luơn k t h p, luơn luơn bi n đ i trong các khống v t, các đá khác nhau. ð n m đưc s l ưng các nguyên t trong Trái đ t ng ưi ta ti n hành l y mu t trên m t cho đ n đ sâu t 16 đ n 20 km và đem phân tích. Clac (W.Clacrk) (M ) n ăm 1889 l n đ u tiên cơng b k t qu sau nhi u n ăm phân tích th ng kê, tìm ra t l % tr ng l ưng các nguyên t . Sau đĩ Clac đã cùng H.S.Washingl ơn sau 35 n ăm thu th p 5159 m u, tính ra hàm lưng bình quân ca 50 nguyên t . S li u cơng b đã gây nên s chú ý mnh m c a các nhà Khoa h c. Ng ưi ta g i tr s % tr ng lưng nguyên t ca nguyên t trong v Trái đt theo đơn v g/t n (ho c tính ra %, ví d 1g/t n - 10-4%) là tr s Clac. Cho đn nay đã nhi u tác gi cơng b tr s Clac theo k t qu phân tích c a mình. Tr s Clac các nguyên t ch y u c a v Trái đ t Các Theo Clac Fesman Goldsmith Vinogradov Ronov và nguyên t Wnshing 1933, 1939 1937 1962 larosevxki tơn 1924 O 49.52 49.13 46.60 47.00 46.50 Si 25.75 26.00 27.72 29.50 25.70 Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
40. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh Al 7.15 7.45 8.13 8.05 7.65 Fe 4.70 4.20 5.00 4.65 6.24 Ca 3.39 3.25 3.63 2.96 5.79 Na 2.64 2.40 2.83 2.50 1.81 Mg 1.94 2.35 2.09 1.87 3.23 K 2.43 2.35 2.59 2.50 1.34 Nh n xét : + Các nguyên t c a v Trái đt ch y u là 8 nguyên t trên, trong đĩ O, Si, Al là ch đ o (ng ưi ta nĩi thành ph n v Trái đ t ch y u là các Alumoslicat) chi m h ơn 80% tr ng l ưng v , O chi m g n 50%. * Cịn l i là Ti: 0,52; C = 0,46; Mn: 0,12; S: 0,11 và các nguyên t khác: 0,37%. + Thành ph n trên c ũng g n v i thành ph n c a sao Kim, sao Ho + So v i thành ph n nguyên t c a Trái đ t thì O v n là ch đ o ti p theo là Fe, Si, Mg, cịn v thì nhĩm Al, Ca, Mg, Na l i t ưng đ i nhi u. + Các nguyên t kim lo i cĩ ích (Cu, Bb, zn ) chi m t l r t th p (ví d theo th ng kê c a các tác gi trên Cu cĩ t 0,0047 - 0,01%; Pb t 0,00016 - 0,0002%; C t 0,023 - 0,35%. Thành ph n các ơ xyt ch y u ca v Trái đ t - % tr ng l ưng Các oxyt SiO Al 2O3 Ca FeO Fe 2 Mg Na 2 K2 TiO 2 2 O O3 O O O v l c đ a 60, 15,2 5,5 3,8 2,5 3,1 3,0 2,9 0,6 2 v ð i D ươ ng 48, 17,0 11,9 6,6 2,0 7,0 2,7 0,2 1,4 8 Bình quân v Trái 60, 16,3 5,3 4,2 2,5 3,2 3,7 2,3 0,8 đt 3 Tr s Clac xem nh ư là tr s bình quân phân b các nguyên t hố h c trong v Trái đ t. Do đĩ tác d ng c a các quá trình ða ch t nên nguyên t hố hc b phân tán, ch ít ch nhi u. N ơi nào t p trung đ c bi t v ưt xa tr s Clac thì cĩ kh n ăng t o thành m cơng nghi p. Tr s Clac xem nh ư là tr s phơng các nguyên t c a v Trái đ t. B. Khống v t Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
41. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh 1. Khống v t là nh ng nguyên t hố h c t nhiên ho c h p ch t hố h c trong thiên nhiên hình thành do quá trình v t lý, hố h c nh t đ nh trong v Trái đt ho c trên m t đ t. (M t s r t ít cĩ th t v ũ tr đ n: b i v ũ tr , thiên th ch). ðn nay bi t đưc h ơn 2500 khống v t trong đĩ g n 50 khống v t là ph bi n tham gia vào quá trình t o đá. ði đa s khống v t th r n, ch m t s th l ng nh ư thu ngân, d u m, nưc và m s th khí nh ư cacbonic, metan, hy đrơ 2. V hình thái và c u trúc , khống v t cĩ các dng vơ đnh hình; d ng keo và dng k t tinh. Khống v t vơ đ nh hình là khống v t th thu tinh, các phân t v t ch t ch ưa k p s p x p theo m t tr t t cĩ tính quy lu t tu n hồn trong khơng gian. Ví d khi macma đơng ngu i đ t ng t t o ra các khống v t vơ đ nh hình. Khống v t d ng keo là khống v t tr ng thái keo ho c t ch t keo k t tinh li. Ch t keo g m nh ng h t keo, cĩ kích th ưc t 1 - 100m( = 1 x 10-6 mm) hịa li trong n ưc. Chúng ho c là do các ph n ng hố h c đ i v i các ch t trong mơi tr ưng hồ tan thành ch t keo ho c do sinh v t làm hồ tan các ch t trong mơi tr ưng n ưc. Khống v t k t tinh là khống v t hình thành do s k t tinh cá nguyên t hố hc thành nh ng tinh th và g n k t l i v i nhau, (tinh th là v t th do các phân t nh ư iơn, nguyên t , phân t phân b m t cách cĩ quy lu t tu n hồn trong khơng gian). Nét đc tr ưng c a tinh th là cĩ c u trúc m ng. C u trúc này cĩ đưc là do h t và v t ch t s p x p cĩ quy lu t trong khơng gian theo các nút mng đ t o thành ơ m ng trong khơng gian. M i tinh th cĩ m t ơ m ng riêng. Ví d ơ m ng tinh th c a h t halit (mu i m NaCl) cĩ d ng l p ph ươ ng (hình 4.7) Trong đa s các lo i tinh th kho ng cách gi a các h t (nút m ng) là 1 vài Ao (1A0 = 10-8cm) và cĩ đ 10-7 h t trên 1 mm khơng gian. Ti trung tâm nghiên c u v t li u c a tr ưng M Paris b i kính hi n vi đin t lo i m i nh t c a Hà Lan cĩ th nhìn th y m t v t kích th ưc nh đ n 2A0 (g n b ng kích th ưc m t nguyên t ). Mơn tinh th h c chuyên nghiên c u v tinh th (nghiên c u quy lu t sinh thành ca tinh th , tính đ i x ng và c u trúc bên trong c a tinh th , các tính ch t vt lý c ũng nh ư các hi n t ưng x y ra trong tinh th , m i liên quan gi a c u trúc vi các tính ch t v t lý, hố h c và hình h c c a tinh th ). Trong thiên nhiên, các Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu
42. Bài Gi ng đ a ch t đ i c ươ ng Ti n s ĩ: Nguy n V ăn Canh khống v t k t tinh th r n chi m đ i đa sơ. Hi u bi t các tính ch t tinh th cũng là các nh n bi t các khống v t, các đá t đĩ cĩ s d ng h p lý. Hình 4 .7 Hc thuy t v tinh th do E.S. Fedorov xây d ng t cu i th k tr ưc. Tinh th mu i n (NaCl) nêu trên là tinh th hình l p ph ươ ng. C ũng th ưng gp các tinh th nh ư c a th ch anh cĩ d ng chĩp 6 m t, tinh th manhetit cĩ 8 mt, tinh th grranat 12 m t (hình 4 - 8). E.S.Fedorov b ng lý thuy t và sau này đã đưc các ph ươ ng pháp nghiên cu hi n đ i xác minh là phân t tinh th x p trong 230 lu t phân b trong khơng gian. Các tinh th , c ăn c vào các đc tính c u trúc c a chúng, đưc chia làm 7 nhĩm tinh th g i là 7 h tinh th , t th p đ n cao cĩ; h ba nghiêng ( đơ n nghiêng); h tr c thoi: h ba ph ươ ng; h b n ph ươ ngl h sáu ph ươ ng; h l p ph ươ ng. Mi thành ph n v t ch t s hình thành m t d ng tinh th riêng. Nh ưng tu ỳ điu ki n hố lý và nhi t đ ng lúc thành t o mà t p h p các ph n t v t ch t cĩ th hình thành các tinh th khống v t khác nhau. Ví d C cĩ th thành Graphit là khống v t r t m m, đ c ng b ng 1 v i tinh h l c ph ươ ng d ng tm, s i. C ũng là C nh ưng cĩ th thành kim c ươ ng ( đ c ng 10) thu c tinh h l p ph ươ ng, tính ch t v t lý khác h n graphit. Ví d th ch anh nhi t đ cao k t tinh thành tinh th l c ph ươ ng, nh ưng nhi t đ th p h ơn thì cĩ tinh th thu c h tam ph ươ ng. Tinh th do k t tinh và phân b các ph n t theo quy lu t trong khơng gian nên cĩ tính d h ưng cĩ ngh ĩa là các đc tính v t lý nh ư tính d n đin, d n nhi t, đ c ng ch gi ng nh ư nhau theo cùng h ưng song song. N u đo theo các ph ươ ng khác thì s cĩ k t qu khác. Khác v i khống v t k t tinh, các khống vt vơ đ nh hình do phân b các ph n t khơng tr t t nên chúng cĩ tính gi ng nhau khi kh o sát các đ c đim v t lý theo t t c các h ưng: tính đng h ưng. 3. Ngu n g c c a khống v t: đc sinh thành trong điu ki n: a. Khống v t n i sinh hình thành cĩ liên quan v i các quá trình x y ra trong v Trái đ t và ph n trên manti - quá trình macma và bi n ch t. b. Khống v t ngo i sinh hình thành ph n trên m t Trái đ t và trên c a v cĩ liên quan v i các quá trình ða ch t ngo i sinh. 4. Tính ch t hình h c c a khống v t. - Khống v t vơ đ nh hình khơng k t tinh th ưng cĩ d ng c u, d ng đ u, dng th n, d ng chuơng vú (do chúng khơng k t tinh). Convert to pdf by Phúc Tùng ði H c Khoa H c Hu