Granite là một loại loại đá mắc ma xâm nhập có thành phần Felsic (1), là một loại đá phổ biến và xuất hiện rộng rãi, thường có một kết cấu hạt trung bình đến thô. Đôi khi có một số ban tinh (phenocryst) (2) riêng lẻ và trong vài trường hợp thì có kết cấu porphyr (porphyritic) (3). Đá Granite với kết cấu porphyr đôi khi còn được gọi là “Porphyry” (đá Porphyry). Granite có thể có màu hồng đến màu xám, tùy thuộc vào thành phần hóa học và khoáng chất của chúng.Theo định nghĩa, Granite là một loại đá mắc ma với ít nhất 20% là Quartz theo thể tích. Granite khác với Granodiorite vì trong đó ít nhất 35% của Feldspar, những Feldspar trong đá Granite là Feldspar kiềm đối nghịch với Plagioclase, và những Feldspar kiềm tạo ra màu hồng đặc trưng cho nhiều loại đá Granite. Phần lộ thiên (trồi lên) của đá Granite thường có hình dạng như những khối núi hay những quả đồi tròn. Granite đôi khi cũng xuất hiện dưới hình dạng những lõm tròn bị bao quanh bởi một loạt các ngọn đồi, được hình thành bởi các vành biến chất (metamorphic aureol) hoặc đá sừng (hornfels) (4). Granite thường được tìm thấy trong các mảng lục địa (continental plate) của vỏ trái đất.
Granite thì gần như luôn luôn có khối thể lớn (thiếu cấu trúc nội bộ), cứng và dai chắc, vì vậy nó đã được sử dụng rộng rãi như một loại đá dành cho xây dựng. Tỷ trọng trung bình của Granite là giữa 2,65 đến 2,75g/cm3, cường độ nén thường nằm trên 200 MPa, và độ dẻo ở nhiệt độ cùng áp suất tiêu chuẩn là 3-6 • 10 19 Pa · s.
Tên gọi Granite mà hiện nay đã phổ biến trên thế giới có nguồn gốc từ tiếng Latin “ Granum” có nghĩa là hạt, ám chỉ đến cấu trúc hạt thô của những đá kết tinh (crystalline) (5)
Granitoid là một thuật ngữ chung để mô tả cho những đá mắc ma sáng màu và có cấu trúc hạt thô. Những sự kiểm tra trên cơ sở thạch học là cần thiết cho việc xác định các loại cụ thể của những Granitoid .
Granite được phân loại theo sơ đồ QAPF (6) cho những đá xâm nhập sâu hạt thô và được đặt tên theo tỷ lệ phần trăm của Quartz, Feldspar kiềm ( Orthoclase , Sanidine , hoặc Microcline ) và Feldspar Plagioclase trên một nửa A-Q-P của sơ đồ. Theo quy ước thạch học hiện đại thì Granite thật sự thì phải chứa đựng cả hai Plagioclase và Feldspar kiềm. Khi một Granite không có hoặc có rất ít Plagioclase thì được gọi là “Granit kiềm” (Alkali Granite). Cũng như khi Granite chứa Orthoclase ít hơn 10%, thì nó được gọi là “Tonalite” . Pyroxene và Amphibole là hai loại phổ biến trong Tonalite. Một loại Granite có chứa cả hai loại Mica (Muscovite và Biotite) được gọi là một nhị phân (binary) hoặc là Granite hai mica. Những đá Granite hai mica thường có mức độ cao Potassium (kali) và mức độ thấp Plagioclase, và thường được phân loại theo tuýp S hoặc tuýp A trong những loại đá Granite . Loại đá núi lửa tương đương của đá Granite xâm nhập sâu là Rhyolite .
Thành phần hóa học
Thành phần hóa học trung bình của Granite trên toàn thế giới , được tính bởi phần trăm trọng lượng.
Ngọn núi Stawamus Chief là một đá Granite nguyên khối ở British Columbia có thành phần như sau:
- SiO 2 – 72,04%
- Al 2 O 3 – 14,42%
- K 2 O – 4,12%
- Na 2 O – 3,69%
- CaO – 1,82%
- FeO – 1,68%
- Fe 2 O 3 – 1,22%
- MgO – 0,71%
- TiO 2 – 0,30%
- P 2 O 5 – 0,12%
- MnO – 0,05%
Dựa trên phân tích chỉ số bình quân của 2485 mẫu.
Sự phổ biến
Granite hiện chỉ được biết đến trên Trái đất, nơi mà nó có hình thức là một phần chủ yếu của lớp vỏ lục địa (continental crust) (7). Granite thường xuất hiện với khối lượng tương đối nhỏ, dưới dạng một thể cán (Stock) (8) nhỏ hơn 100km2 và trong những thể nền (Batholith) (9) mà thường kết hợp với những dãy tạo núi. Những thể tường (Dike) (10) nhỏ của thành phần thuộc về Granite được gọi là Aplite thường kết với những đường viền của những sự xâm nhập thuộc về Granite. Ở một số địa điểm, rất nhiều những khối thể lớn Pegmatite hạt thô thường xuất hiện cùng chung với Granite.
Granite đã được xâm nhập vào lớp vỏ của trái đất trong tất cả các thời kỳ địa chất, mặc dù đa số tuổi của chúng là ở vào tiền Cambri (Precambrian) (11) Sự phân bố của Granite rộng khắp các lớp vỏ lục địa và là một đá “basement” (12) phong phú nhất mà nền tảng là lớp trầm tích bề ngoài tương đối mỏng của những châu lục.
Nguồn gốc
Granite là một loại đá được hình thành từ mắc ma. Mắc ma Granite có rất nhiều nguồn gốc tiềm năng nhưng phải thực sự xâm nhập vào những loại đá khác. Hầu hết các xâm nhập Granite có địa điểm ở độ sâu bên trong lớp vỏ, thường lớn hơn 1,5 km và độ sâu lên đến 50 km trong lớp vỏ lục địa dày. Nguồn gốc của đá Granit cho đến nay vẫn là đề tài gây tranh cãi và đã dẫn đến sự đa dạng của đề án phân loại. Những đề án phân loại mang tính khu vực bao gồm tiếng Pháp và hệ thống của Anh và Mỹ.
Nguồn gốc địa hoá
Những Granitoid là một thành phần phổ biến của lớp vỏ. Chúng đã được kết tinh từ những thành phần của mắc-ma tại hoặc gần một điểm Eutecti (eutectic point) (13). Mắc-ma sẽ phát triển đến điểm eutecti vì những nguyên nhân khác biệt của chúng, hoặc bởi vì chúng đại diện cho độ thấp nóng chảy một phần. Những sự đáp ứng kết tinh phân đoạn (Fractional crystallisation) (14) để hạn chế một phần tan chảy những Iron, Magnesium, Titanium , Calcium và Sodium và làm phong phú một phần tan chảy những Potassium và Silicon – Feldspar kiềm (giàu kali) và Quartz (SiO2) là hai trong số các thành phần xác định của đá Granite.
Những hoạt động của quá trình này bất kể nguồn gốc mắc ma sinh thành của Granite, và bất kể những tính chất hóa học của chúng. Tuy nhiên, cũng do thành phần và nguồn gốc của mắc ma mà qua đó phân biệt thành đá Granite . Các khoáng vật cuối cùng, kết cấu và thành phần hóa học của đá Granite là thường có tính đặc biệt để phân biệt như nguồn gốc của nó. Ví dụ, một đá Granite được hình thành từ những trầm tích nóng chảy có thể có thêm Feldspar kiềm, trong khi một đá Granite khác có nguồn gốc từ Basalt nóng chảy có thể có sự phong phú của Feldspar plagioclase. Vì vậy mà ngày nay, trên cơ sở này đề án phân loại được dựa trên bảng chữ cái Alphabet
Granite hóa (Granitization)
Một lý thuyết cũ, và đã không được ưa chuộng, đã cho rằng những đá khác bị Granite hóa (granitizatization) (15) được hình thành tại chỗ bằng quá trình biến chất trao đổi (metasomatism) (16) Việc tạo ra đá Granite bởi biến chất nhiệt là rất khó, nhưng cũng có và được nhận thấy xuất hiện ở vài địa hình Amphibolite và Granulite. Granite hóa (granitization) tại chỗ hoặc tan chảy bởi biến chất thì khó nhận ra trừ trường hợp những kết cấu “leucosome”(17) và “melanosome” (18) có mặt trong những Gneiss. Một khi một tảng đá biến chất bị nấu chảy thì nó không còn là một tảng đá biến chất nữa mà là một mắc ma. Do đó, loại đá này được xem như là một chuyển tiếp giữa hai loại .Trong mọi trường hợp, sự nóng chảy của đá rắn đòi hỏi một nhiệt độ rất cao, đồng thời cũng cần có nước hoặc các chất bay hơi khác đóng vai trò như một chất xúc tác bằng cách hạ thấp đường cứng (solidus) (19) nhiệt độ của đá.
Ghi chú :
(1) Felsic : Tính từ bắt nguồn từ chữ fel dspar (Feldspar và feldspathoid)+ si lic + c sử dụng cho các đá mắc ma có chứa nhiều khoáng vật sáng màu trong thành phần khoáng vật của chúng; đồng thời cũng sử dụng cho các khoáng vật sáng màu (quartz, feldspar, feldspathoid, muscovite) như là một nhóm khoáng vật.
(2) Phenocryst : Ban tinh, hạt xâm tán, tinh thể rõ – Các tinh thể tương đối lớn nhận biết được trong các đá có kiến trúc porphyr.
(3) Porphyritic : Porphyr – Về kiến trúc các đá mắc ma, trong đó ban tinh phân bố trên nền kết tinh hoặc có cả thủy tinh.
(4) Hornfels : Đá sừng – Đá hạt nhỏ có khảm các hạt đẳng thước không định hướng điển hình cho biến chất tiếp xúc nhiệt. Ban biến tinh hoặc tàn dư ban biến tinh có thể có mặt trong khối hạt biến tinh đặc trưng.
(5) Crystalline : Kết tinh, tinh thề – về loại đá gồm toàn bộ là tinh thể hay các mảnh tinh thể , nhất là các đá mắc ma.
(6) QAPF diagram : Là một biểu đồ dùng để phân loại các đá mắc ma dựa trên thành phần khoáng chất , các từ viết tắt : Q – Quartz (thạch anh) , A – Alkali Feldspar (Feldspar kiềm ) , P – Plagioclase , F – Feldsparthoid . Đây là nhóm khoáng chất được sử dụng để phân loại trong sơ đồ QAPF, là tỷ lệ phần trăm bình thường (tính toán lại để tổng hợp của chúng là 100%). Biểu đồ QAPF được tạo ra bởi Liên hiệp quốc tế khoa học địa chất ( IUGS – International Union of Geological Science)
(7) Continental crust : Vỏ lục địa – Một kiểu của vỏ trái đất nằm ngay dưới lục địa và thềm lục địa, tương đương với lớp sial, chiều dầy từ khoảng 35 km đến khoảng 60km ở bên dưới các dãy núi. Tỷ trọng của lớp trên cùng của vỏ lục địa là khoảng 2,7g/ cm3 và tốc độ sóng địa chấn nén ép đi qua nó nhỏ hơn khoảng 7km / giây.
(8) Stock : Thể cán, dạng ống – Thể xâm nhập có diện lộ nhỏ hơn 100km2 , thường xuyên cắt đá vây quanh, nhỏ hơn thể nền (batholith).
(9) Batholith : Thể nền – Thể xâm nhập rộng lớn không chỉnh hợp với đá vây quanh, có bề mặt lộ ra hơn 100km2 và không biết đáy. Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng sự thành tạo của nó là kết quả của quá trình hoạt động mắc ma . Còn được viết là Bathylith. Đồng nghĩa vớiAbyssolith.
(10) Dike : Thể tường – Xâm nhập mắc ma dạng tấm xuyên cắt qua phân lớp hoặc thớ chẻ của đá vây quanh. Còn được viết là Dyke.
(11) Precambrian : Tiền Cambri – Toàn bộ thời gian địa chất và các đá tương ứng trước khi bắt đầu đại Paleozoic; tương đương với khoảng 90% thời gian địa chất. Thời gian tiền Cambri được chia thành nhiều hệ khác nhau, tất cả đều sử dụng bằng chứng về sự có mặt hoặc vắng mặt sự sống làm tiêu chuẩn. có 4 phần biểu thị thời gian của giai đoạn tiền Cambri do Cục địa chất Hoa kỳ phân chia như : Precambrian W , Precambrian X , Precambrian Y , Precambrian Z.
1/ Precambrian W : Tương đương với khoảng thời gian cổ hơn 2600 triệu năm trước
2/ Precambrian X : Tương đương với khoảng thời gian từ 1700 đến 2600 triệu năm trước
3/ Precambrian Y : Tương đương với khoảng thời gian từ 800 đến 1700 triệu năm trước
4/ Precambrian Z : Tương đương với khoảng thời gian từ 570 đến 800 triệu năm trước
(12) Basement : Móng
a / Phức hệ đá không phân chia nằm dưới các đá nghiên cứu ở một vùng nào đó.
b / Lớp vỏ trái đất bên dưới tầng đá trầm tích kéo xuống mặt Moho, bao gồm các đá biến chất, đá mắc ma Precambrian, đá Paleozoic, thậm chí là đá Mesozoic.
(13) Eutectite : Cùng tinh – Nói về hệ thống gồm hai (hoặc nhiều hơn) pha rắn và một pha lỏng mà thành phần của chúng có thể thể hiện bằng số lượng có thể của các pha rắn cùng tồn tại ở một điểm không thay đổi (đẳng áp). Đó chính là nhiệt độ nóng chảy tối thiểu của tổ hợp các pha rắn. Sự cung cấp thêm hoặc sự thoát nhiệt gây nên sự tăng giảm tỷ lệ của các pha lỏng hoặc pha rắn, nhưng không làm thay đổi nhiệt độ của toàn hệ thống hoặc thành phần của một pha nào đó.
(14) Fractional crystallisation : Kết tinh phân đoạn – Sự kết tinh trong đó những tinh thể thành tạo sớm ngăn cản sự cân bằng với dung thể mà từ đó chúng phát triển tạo nên một dãy các dung thể tàn dư có thành phần khác biệt hẳn với dung thể được sinh ra từ quá trình kết tinh cân bằng.
(15) Granitization : Granite hóa – quá trình biến chất biến các đá khác thành Granite. Một số tác giả cho rằng tất cả đá Granite được hình thành từ đá trầm tích tái nóng chảy, gây ra bởi sự vận động của vỏ trái đất
(16) Metasomatism : Quá trình biến chất trao đổi – Là một quá trình thẩm thấu, hòa tan theo mao dẫn và tạo thành các khoáng vật mới. Hiện nay , từ ngữ nầy được dùng để chỉ quá trình thay đổi thành phần khoáng vật và kiến trúc do các chất lỏng, chất khí hoạt động tích cực trong đá và do các vật liệu mang vào.
(17) Leucosome : Phần sáng màu của Migmatite thường giàu thạch anh, feldspar.
(18) Melanosome hay Melasome : thể sẫm màu – phần tối màu của Migmatite thường giàu khoáng vật mafic
(19) Solidus : Đường cứng – Trên biểu đồ thành phần – nhiệt độ, vị trí của những điểm trong một hệ thống mà khi nằm dọc theo đường đó, trạng thái lỏng cân bằng với thể cứng, khi nằm dưới hệ đó, hệ hoàn toàn ở trạng thái cứng. Trong một hệ hai cấu tử không tạo dung dịch cứng thì đường cứng là một đường thẳng, nếu tạo dung dịch cứng thì nó là đường cong hay tiếp nối đường thẳng và đường cong, trong hệ ba cấu tử có 4 mặt đường cứng là bề mặt cong.
Ngô Tấn Lợi @ 15:48 27/02/2012 Số lượt xem: 8031
