Bài giảng Địa chất biển đại cương - Phần 1: Hình thái, cấu trúc và các tính chất vật lý của trái đất

Nội dung text: Bài giảng Địa chất biển đại cương - Phần 1: Hình thái, cấu trúc và các tính chất vật lý của trái đất

1. PHẦN 1 HÌNH THÁI, CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA TRÁI ĐẤT
2. Hình thái và chuyển động quay của trái đất • Rxđ = 6378 km Rc = 6356 km C = 40.000 km • Hình thái bề mặt trái đất có dạng geoid không hoàn toàn bằng phẳng và được quyết định bởi lực hướng tâm, thành phần vật chất, • Chuyển động quay của trái đất làm hình thành lên các chu trình chuyển động của khí quyển, các dòng hải lưu, chuyển động của vật chất nóng chảy bên trong trái đât.
3. Cấu trúc bên trong của trái đất • Hiểu biết về tỉ trọng của trái đất có thể giúp luận giải về cấu trúc và thành phần của trái đất. • Các thông số về hình thái, kích thước, khối lượng, moment quán tính cho thấy tỉ trọng trung bình của trái đất ~5,5 g/cm3 • Trong khi tỉ trọng của phần vỏ trái đất chỉ ~ 2,7- 3,3 g/cm3 => tỉ trọng của phần dưới sâu phải có sự tăng cao đáng kể để đảm bảo cho giá trị trung bình đạt 5,5 g/cm3
4. • Phần lớn các thông tin về cấu trúc và thành phần vật chất của trái đất ở độ sâu > vài km đều được suy luận từ việc nghiên cứu sóng địa chấn sâu. • Sóng dọc (P-wave) có thể di chuyển trong mọi môi trường vật chất • Sóng ngang (S-wave) có tốc độ di chuyển ~1/2 sóng dọc và không truyền qua môi trường chất lỏng
5. Kết quả đo địa chất cho thấy trái đất có cấu trúc vòng và được chia thành nhiều lớp: 1. Lớp Vỏ, 2. Lớp Manti 3. Nhân (nhân trong và nhân ngoài)
6. • Lớp vỏ: 5-10 km ở đại dương và >40 km ở lục địa. vỏ giàu khoáng vật feldspar, các khoáng vật silicate như olivine và pyroxene. • Lớp Manti: sâu 2900 km, ngăn cách với lớp vỏ bởi mặt moho. Chiếm 2/3 trọng lượng của trái đất, chủ yếu là olivine, pyroxene và các khoáng vật chứa nhôm. gần gũi với đá peridotite • Phần trên của manti + lớp vỏ tạo thành thạch quyển (đá ở trạng thái cứng chắc). Bên dưới thạch quyển là quyển mềm, vật chất ở trạng tháo dẻo có vai trò cân bằng đẳng tĩnh và cung cấp nguồn magma. • Nhân: thành phần là sắt và niken và Lưu huỳnh, chiếm 32% trọng lượng trái đất.
7. CÁC THUỘC TÍNH VẬT LÝ CỦA TRÁI ĐẤT Độ từ thiên Trường địa từ Trái đất giống như một thanh nam châm khổng lồ với trục địa từ (bắc-nam) lệch với trục địa lý (bắc-nam) một góc 11.5o. Từ trường bao quanh trái đấy được gọi là trường địa từ. Địa từ có hai tính chất đặc trưng: • Độ từ thiên: góc lệc giữa kinh tuyến dịa lý và knih tuyến địa o Độ từ Khuynh từ tại mỗi điểm trên trái đất. Có giá trị bằng 0 ở xích đạo và tăng dần đến 11.5o ở hai cực. Tùy theo vị trí của trục địa từ mà sẽ có độ lệch từ thiên dương và độ lệch từ thiên âm. • Độ từ khuynh: góc lệch của thanh nam châm với mặt phẳng nằm ngang. Có giá trị bằng 0o ở xích đạo và 90o ở hai cực. Hai giá trị trên thay đổi theo thời gian, vị trí và nhiều yếu tố khác
8. • Sự đảo từ: Là hiện tượng đường lực từ đi theo hướng ngược với thông thường (đi ra khỏi trái đất ở cực bắc và đi vào trái đất ở cực nam) • Dị thường từ là hiện tượng cường độ địa từ ở một nơi nào đó cao hơn/thấp hơn giá trị trung bình. Đây là dấu hiệu để nghiên cứu các hiện tượng địa chất và tìm kiếm khoáng sản. • Để nghiên cứu từ trường, người ta dùng từ kế có thể đo trên mặt đất, trên máy bay hoặc vệ tinh.
9. • Trọng lực: là lực hút của trái đất tác dụng lên vật thể. M xM F = Kx 1 2 R 2 • Giá trị trọng lực trên bề mặt trái đất không đồng nhất mà thay đổi theo độ cao địa hình và thành phần vật chất. • Để đo trọng lực người ta dùng trọng lực kế để đo trực tiếp trên mặt đất hoặc trên máy may hoặc trên vệ tinh. Những nơi có giá trị trọng lực cao/thấp giá trị trung bình (sau khi đã hiệu chỉnh độ cao) thì được gọi là có dị thường trọng lực (dương hoặc âm). Dị thường này là các dấu hiệu nghiên cứu địa chất và tìm kiếm khoáng sản. • Trường lực hấp dẫn bao quanh trái đất bao quanh trái đất gọi là trường trọng lực. Cường độ trọng lực giảm dần theo độ cao.
10. • Bề mặt trái đất được chia thành hai phần: lục địa (6 châu lục + đảo) và đại dương (ba đại dương)
11. Biển& Đ.dương Diện tích 106 km2 Thể tích 106 km3 Đ.sâu T.bình (m) Th.Bình Dương 181 714 3940 Đại Tây Dương 94 337 3575 Ấn Độ Dương 74 284 3840 Biển Bắc Cực 12 14 1117 Tổng 361 1349 3729
12. • Mặt cắt ngang thể hiện cấu trúc của một đại dương về cơ bản bao gồm: • Rìa lục địa (thềm lục địa + sườn lục địa + chân lục địa), nơi chuyển tiếp từ lục địa ra đại dương • Đồng bằng biển thẳm • Đồi biển thẳm • Thung lũng tách giãn • Máng nước sâu
13. Rìa lục địa thụ động • Thềm lục địa: Hình thành trong điều kiện tách giãn vỏ lục địa; chuyển tiếp từ đường bờ ra đến độ sâu TB 130m, thành phần thạch học bên dưới thềm lục địa là vỏ lục địa với chiều dày vát mỏng nhanh ra phía ngoài biên giới thềm • Độ dốc rất thoải: <1:1000; Chiều rộng vài km – 400 km (TB: 78 km) • Trên thềm lục địa thường tồn tại các bậc thềm biển là dấu ấn của các thời kỳ thay đổi mực nước biển • Chủ yếu tiếp nhận trầm tích từ lục địa mang ra, trên đó phát triển các ám tiêu san hô
14. Rìa lục địa thụ động • Sườn lục địa: Độ sâu tăng nhanh chóng từ 100 (200)m đến 1500-3500m; độ dốc >1:40 (trung bình 4o). • Chân lục địa: Chuyển tiếp từ sườn lục địa đến bồn đại dương; rộng ~100-200 km, Độ dốc thoải ~1:100-1:700. • Các hệ thống canyon và máng biển sâu thường cắt vào sườn và chân lục địa và đóng vai trò như kênh vận chuyển vật liệu trầm tích từ thềm và sườn ra vùng nước sâu.
15. Rìa lục địa tích cực • Rìa tích cực hình thành ở những ranh giới kiến tạo khi mảng đại dương bị hút chìm xuống bên dưới mảng lục địa. • Rìa tích cực khác cơ bản với rìa thụ động ở chỗ không có chân lục địa nhưng lại tồn tại máng đại dương
16. Rìa lục địa tích cực • Máng đại dương là các cấu trúc hẹp ( 11km độ sâu) và chạy dọc theo chân lục địa ở nơi có ranh giới hút chìm với chiều dài lên đến hàng nghìn km
17. sống núi đại dương • Sống núi ngầm dưới đại dương phát triển xuyên suốt các đại dương với tổng chiều dài ~80 000 km, đỉnh sống núi cao hơn bồn đại dương ~1000- 3000 km. • Hai cánh của sống núi đại dương thường có hình dạng đối xứng
18. sống núi đại dương • Trên đỉnh các sống núi đại dương tồn tại các thung lũng tách giãn nằm dọc theo trục của các sống núi đại dương. Các thung lũng này thường có độ sâu ~1-2 km, rộng vài chục km và là nơi vỏ đại dương được tách giãn và dịch chuyển về hai phía.
19. Đới nứt cắt • Các sống núi đại dương thường bị cắt và dịch chuyển bởi hàng loạt các đứt gãy chuyển dạng theo phương gần vuông góc với trục của các sống núi đại dương. • Các đứt gãy chuyển dạng thường tập trung thành các đới được gọi là các đới nứt cắt
20. Bồn đại dương và các địa hình phụ đi kèm • Đồng bằng biển thẳm: chiếm phần lớn diện tích đáy đại dương, địa hình phẳng như đồng bằng (độ dốc <1:1000), độ sâu phân bố từ ~3000 m(chân lục địa) đến ~6000 m (gần sống núi đại dương). • Các tài liệu địa chấn cho thấy đồng bằng biển thẳm tích tục các trầm tích biển sâu khá dày so với sự phân dị địa hình của nó.
21. Bồn đại dương và các địa hình phụ đi kèm • Đồi biển thẳm và các núi lửa ngầm phân bố ở đồng bằng biển thẳm với độ cao >1000 m so với đồng bằng biển thẳm. • Đồi biển thẳm và núi lửa ngầm thường tập trung thành các chuỗi.
22. Cơ chế hình thành biển và đại dương • Sự đối lưu của vật chất manti: Vật chất dưới sâu bị đốt nóng di chuyển lên trên trong khi vật chất lạnh ở trên gi chuyển xuống dưới
23. Cơ chế hình thành biển và đại dương • Vỏ lục địa được chuyển hóa từ từ thành vỏ đại dương do hoạt động rift và phun trào magma. Quá trình hình thành trung tâm tách giãn và vỏ đại dương Rift Đông phi là ví dụ điển hình về tách giãn lục địa và tạo thành vỏ đại dương