Bài giảng Địa chất công trình - Chương 4: Địa chất lịch sử

Nội dung text: Bài giảng Địa chất công trình - Chương 4: Địa chất lịch sử

1. CHƯƠNG 4: ĐỊA CHẤT LỊCH SỬ 4.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỊA CHẤT LỊCH SỬ Địa chất lịch sử là một mơn học nghiên cứu về hồn cảnh và thời gian hình thành, quá trình tồn tại và biến đổi của đất đá ở vỏ Trái đất. Địa chất lịch sử cĩ các nhiệm vụ: - Xác định tuổi của đá - Xác định hồn cảnh tự nhiên -Xác lập lại các giai đoạn phát triển của vỏ Trái đất, lịch sử và qui luật hình thành các dạng kiến trúc địa chất trên vỏ Trái đất Hình thái mặt đất ngày nay - địa hình - là sản phẩm của các quá trình địa chất lâu dài và phức tạp, cĩ ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động xây dựng. Khoa học nghiên cứu địa hình cĩ xét đến nguyên nhân hình thành và xu thế phát triển địa hình gọi là Địa Mạo.
2. 4.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TUỔI ĐẤT ĐÁ Tuổi của đất đá là khoảng thời gian từ khi đất đá được hình thành cho đến nay. 4.2.1.Phương pháp xác định tuổi tuyệt đối: Phương pháp đồng vị phĩng xạ Đối với các loại đá cổ, người ta sử dụng các nguyên tố bán hủy dài như nguyên tố Th, U, cịn đá trẻ là nguyên tố cĩ chu kỳ bán hủy ngắn như carbon phĩng xạ (C14). Tốc độ của quá trình phá hủy phĩng xạ ở mỗi loại nguyên tố khơng thay đổi. Chu kỳ bán hủy của mỗi nguyên tố phĩng xạ là thời gian mà một khối lượng nào đĩ của chất phĩng xạ bị phá hủy đi một nửa để biến thành đồng vị bền vững.
3. Trong đá macma thường chứa cả U và Th, đồng thời chì thường thấy cĩ nguyên tử lượng là 207,2 là hỗn hợp của hai đồng vị nên ta thường tính tuổi theo cơng thức sau: Pb 206 Pb 208 t x 7 ,4 x10 9 U 0 ,38 Th Đối với những đá trẻ cĩ tuổi 50.000 năm hay trẻ hơn (trầm tích Đệ Tứ) thường sử dụng những nguyên tố cĩ chu kỳ bán hủy ngắn hơn, ví dụ nguyên tố C14. 4.2.2.Phương pháp xác định tuổi tương đối của đất đá Là xác định thứ tự hình thành các lớp đá, tìm ra lớp đá thành tạo trước, lớp đá thành tạo sau. *Phương pháp địa tầng: dựa trên quan hệ thế nằm của các tầng đá để xác định tuổi tương đối của chúng và các hiện tượng địa chất khác.
4. Sơ đồ xác định tuổi tương đối đá xâm nhập, thứ tự 1, 2, 3 Đứt gãy đồng thời với uốn nếp Đứt gãy sau uốn nếp
5. *Phương pháp thạch học: xác lập một tầng đá chuẩn (cĩ những tính chất đặc biệt về thành phần, màu sắc, bề dày ) rồi so sánh với các tầng khác. So sánh và hợp nhất địa tầng các mặt cắt theo thành phần đá 5 4 5 1 4 3 3 2 2 1 Áp dụng phương pháp thạch học địa tầng để lập cột địa tầng trong vùng phát triển đá xâm nhập và đá trầm tích
6. *Phương pháp cổ sinh Cúc thạch là sinh vật đặc trưng của Kỷ Triat Hĩa thạch lá cây Kỷ Cacbon
7. 4.2.3.Niên biểu địa chất Theo niên biểu địa chất hiện tại thì lịch sử phát triển địa chất của vỏ Trái đất được chia ra là 5 Đại (Era). Trong mỗi đại lại chia ra các Kỷ (Period), trong kỷ chia ra nhiều Thế (Epoch). Các tập đá được thành tạo tương ứng với các đại, kỷ, thế, là các Giới, Hệ, Thống, được thể hiện theo bề dày của tập và đặc trưng về thạch học cùng các tính chất khác gọi là thang địa tầng. Trên bản đồ địa chất người ta thể hiện tuổi đất đá bằng màu và ký hiệu chữ Latinh.
8. Đại (Giới) Kỷ (Hệ) Thế (Thống) Thời gian kéo dài triệu năm. Tân sinh Đệ Tứ Q4 (Holoxen) 0.01 Kainozoi – Kz Q1-3 1 (Pleistoxen) Neogen N2 (Plioxen) 25 N1 (Mioxen) Paleogen P 41 Trung sinh Creta K 70 Mezozoi – Mz Jura J 55-58 Triat T 40-45 Cổ sinh Pecmi P 45 Paleozoi – Pz Cacbon C 55-70 Devon D 55-60 Silua S 30-35 Ordovic O 60-70 Cambri 70-80 Tiền Proteroz 2000 Cam oi – Pz bri Ackeozoi 3000 - Ar
9. 4.3. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VỎ TRÁI ĐẤT Theo Saurin, quá trình phun trào bazan bắt đầu từ cuối Plioxen vẫn tiếp diễn ở đầu kỷ Đệ Tứ. Hoạt động phun trào bazan phổ biến rộng rãi ở phía nam Đơng Dương. Ở Đơng Nam Bộ, nam Tây nguyên, đơng Campuchia đá bazan phủ trên một diện tích rộng lớn. Hoạt động phun trào bazan kết thúc vào Pleixtocene hạ. Từ đầu Đệ Tứ, 2 vùng sụp võng hình thành ở châu thổ sơng Cửu Long - Đồng Nai ở miền Nam và sơng Hồng ở miền Bắc. Ở châu thổ sơng Cửu Long - Đồng Nai biên độ sụp võng dựa theo bề dày trầm tích Q ở gần sơng Sài Gịn khơng ít hơn 200m và cĩ thể đạt tới 400m. Ở sơng Hồng biên độ sụp lún đạt tới 200 - 300m. Trong thành phần trầm tích Q ở đây cĩ sự xen kẽ giữa trầm tích lục địa và trầm tích biển. Trong Holocene trên lãnh thổ Đơng Dương vẫn tiếp tục mạnh mẽ hoạt động kiến tạo. Cĩ lẽ nhiều đứt gãy vẫn tiếp tục hoạt động. Bên cạnh đĩ là ảnh hưởng của hoạt động macma dưới sâu thể hiện ở sự hình thành nhiều suối nước nĩng ở rải rác nhiều địa phương khắp Đơng Dương.
10. 4.4. ĐỊA MẠO 4.4.1. Phân loại địa hình Theo nguồn gốc địa hình cĩ thể chia ra địa hình kiến tạo, địa hình xâm thực bĩc mịn, địa hình bồi tụ, mà hình thái bên ngồi thường phản ánh trung thành cấu tạo bên trong và lịch sử tồn tại của địa hình đĩ. 4.4.2 . Các nhân tố hình thành địa hình 1 . Nhân tố kiến tạo 2 . Nhân tố đất đá 3 . Nhân tố khí hậu 4.4.3 . Địa mạo với các cơng trình xây dựng Khi xây dựng đập, thường chọn nơi cĩ lũng sâu, hẹp nhằm làm cho khối lượng cơng trình là nhỏ nhất. Cần cĩ vị trí bố trí các cơng trình kiến trúc khác như đập tràn, cống, nhà máy thủy điện, nên mặt cắt tuyến đập cần cĩ bề rộng thích hợp. Khi xây dựng kênh cần chú ý độ dốc, mức độ phân cắt của địa hình, vì nĩ quyết định khối lượng đào đắp, số cơng trình phụ, hình thức kênh. Địa hình phân cắt mạnh làm cho tuyến kênh, đường giao thơng phải kéo dài do lượn theo đường đồng mức địa hình hoặc phải bố trí các cơng trình vượt như cầu giao thơng, cầu máng, xiphơng,