Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Đá mácma hay magma là những loại đá được thành tạo do sự đông nguội và kết tinh của những dung thể magma (dung thể silicat) nóng chảy được đưa lên từ những phần sâu của Vỏ Trái đất. Dựa vào vị trí thành tạo của khối magma khi đông nguội mà người ta phân ra: Magma xâm nhập và magma phun trào.
[sửa] Phân loại
Đá mácma được phân ra hai loại: xâm nhập và phun trào.
- Đá xâm nhập thành tạo ở độ sâu > 1,5km so với bề mặt địa hình của trái đất, chịu áp lực lớn hơn của các lớp bên trên và nguội dần đi mà thành. Nó có cấu trúc tinh thể lớn, đặc chắc, cường độ cao, ít hút nước. Đá xâm nhập chủ yếu sử dụng trong xây dựng là granit, điorit, gabro...
- Đá phun trào được thành tạo ở độ sâu dưới 1,5km cho tới bề mặt Trái đất. Do nguội nhanh trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp, các khoáng vật không kịp kết tinh, hoặc chỉ là kết tinh một phần nên có kích thước tinh thể bé, chưa hoàn chỉnh, hoặc tồn tại ở dạng vô định hình. Mặt khác, các chất khí và hơi nước không kịp thoát ra, để lại nhiều lỗ rỗng, làm cho đá nhẹ, có loại nổi trên mặt nước.
Căn cứ vào hàm lượng oxyt silic, đá mácma còn được chia ra các loại:
[sửa] Thành phần cấu tạo
Các khoáng vật tạo đá mácma chủ yếu: thạch anh, felspat, mica và khoáng vật mầu.
Các khoáng vật có các tính chất khác nhau, nên sự có mặt của chúng tạo ra cho đá có những tính chất khác nhau (cường độ, độ bền vững, khả năng gia công...)
- Thạch anh là SiO2 ở dạng kết tinh, tinh thể hình lăng trụ 6 cạnh, ít khi trong suốt mà thường có màu trắng và trắng sữa, độ cứng 7, khối lượng riêng 2,65 g/cm3, cường độ cao khoảng 20.000 kg/cm2, chống mài mòn tốt, ổn định đối với axit (trừ axit fluohidric và fosforic). Ở nhiệt độ thường, thạch anh không tác dụng với vôi, nhưng ở trong môi trường hơi nước bão hoà và nhiệt độ 175 - 2000C có thể sinh ra phản ứng silicat.
- Fenspat có hai loại:
- cát khai thẳng góc-octola (K2O.Al2O3.6SiO2 - felspat kali)
- cát xiên góc - plagiocla (Na2O.Al2O3.6SiO2 - felspat natri và CaO.Al2O3.2SiO2 - felspat canxi).
- Tính chất cơ bản của felspat: màu biến đổi từ trắng, trắng xám, vàng đến hồng và đỏ; khối lượng riêng: 2,55 - 2,76 g/cm3, độ cứng 6 - 6,5, cường độ chịu nén 1200 - 1700 kg/cm2. Khả năng chống phong hoá của felspat kém, kém ổn định đối với nước và đặc biệt là nước có chứa CO2:
- K2O.Al2O3.6SiO2 + CO2 +2H2O = K2CO3 + 4SiO2 + Al2O3.2SiO2.2H2O
- Al2O3.2SiO2.2H2O là caolonit - thành phần chủ yếu của đất sét.
- Mica là những alumôsilicat ngậm nước rất phức tạp. Phổ biến nhất là hai loại biotit và muscovit. Biotit thường chứa oxyt manhê và oxyt sắt, công thức:
- K (Mg, Fe)3.Si3.AlO10 . (OHF)2
có màu nâu đen (mica đen). Muscovit K2O. Al2O3.6SiO2 .2H2O thì trong suốt (mica trắng). Mica có độ cứng 2-3, khối lượng riêng 2,76 - 3,2 g/cm3. Ngoài hai loại trên còn gặp vecmiculit được tạo thành do sự oxy hoá và hydrat hoá biotit. Khi nung ở 900 - 10000 độ C nước sẽ mất đi, thể tích vecmiculit tăng 18 - 25 lần.
- Khoáng vật màu sẫm chủ yếu gồm có amfibôn, piroxen, olivin. Các khoáng vật này có màu xẫm (từ màu lục đến màu đen) cường độ cao, dai và bền, khó gia công.
[sửa] Các loại đá mácma trong xây dựng
[sửa] Đá mácma xâm nhập
- Granit rất đặc chắc, khối lượng thể tích 2600 - 2700 kg/m3, cường độ nén rất lớn (1200 - 2500kg/cm2), độ hút nước nhỏ (dưới 1%), khả năng chống phong hoá rất cao, độ chịu lửa kém, có một số loại có màu sắc đẹp. Đá granit được sử dụng rộng rãi trong xây dựng (ốp mặt ngoài nhà và các công trình đặc biệt, nhà công cộng, làm nền móng cầu, cống, đập...)
- Syenit là loại đá trung tính, thành phần khoáng vật chủ yếu là octola, plagiocla, axit, các khoáng vật mầu xẫm (amfibôn, pryroxen, biotit), một ít mica, rất ít thạch anh. Sienit màu tro hồng, có cấu trúc toàn tinh đều đặn, khối lượng riêng 2,7 -2,9 g/cm3, khối lượng thể tích 2400 - 2800 kg/m3, cường độ chịu nén 1500 - 2000kg/cm2. Sienit được ứng dụng khá rộng rãi trong xây dựng.
- Diorit là loại đá trung tính, thành phần chủ yếu là plagiocla trung tính (chiếm khoảng ¾), hocblen, augit, biotit, amfibôn và một ít mica và pyroxen. Diorit thường có màu xám, xám lục có xen các vết xẫm và trắng; khối lượng thể tích 2900 - 3300 kg/m3, cường độ chịu nén 2000 - 3500kg/cm2. Diorit dai, chống va chạm tốt, chống phong hoá cao, dễ đánh bóng, nên được sử dụng để làm mặt đường, tấm ốp.
- Gabro là loại đá bazơ, thành phần gồm có plagiocla bazơ (khoảng 50%) và các khoáng vật màu xẫm như pyroxen, amfibon và olivin. Gabro có màu tro xẫm hoặc từ lục thẫm đến đen, đẹp, có thể mài nhẵn, khối lượng thể tích 2900 - 3300 kg/m3, cường độ chịu nén 2000 - 3500kg/cm2. Grabô được sử dụng làm đá dăm, đá tấm để lát mặt đường và ốp trang trí các công trình kiến trúc.
[sửa] Đá mácma phun trào
- Diaba có thành phần tương tự gabro, là loại đá trung tính, có kết cấu hạt nhỏ, hạt vừa xen lẫn với kết cấu toàn tinh. Thành phần khoáng vật gồm có fenspat, pyroxen, olivin, màu tro sẫm hoặc lục nhạt, cường độ nén 3000 - 4000 kg/cm2. Đá điaba rất dai, khó mài mòn, được sử dụng chủ yếu làm đá rải đường và làm nguyên liệu đá đúc.
- Bazan là loại đá bazơ, thành phần khoáng vật giống đá grabô. Chúng có cấu trúc ban tinh hoặc cấu trúc poocfica. Đá bazan là loại đá nặng nhất trong các loại đá mácma, khối lượng thể tích 2900 - 3500 kg/cm3, cường độ chịu nén 1000 - 5000kg/cm2 (có loại cường độ đến 8000kg/cm2), rất cứng, giòn, khả năng chống phong hoá cao, rất khó gia công. Đá bazan là loại đá phổ biến nhất trong xây dựng, được sử dụng để lát đường làm cốt liệu bê tông, tấm ốp chống ăn mòn...
- Andesit là loại đá trung tính. Thành phần của nó gồm plagiocla trung tính, các khoáng vật sẫm mầu (ambrifon, pyroxen)và mica; có cấu tạo ẩn tinh và cấu tạo dạng poocfia; có màu tro vàng, hồng, lục. Đá andesit có khả năng hút nước lớn, khối lượng thể tích 2200 ÷ 2700 kg/m3, cường độ chịu nén 1200 – 2400kg/cm2, chịu được axit nên được dùng để làm vật liệu chống axit.
[sửa] Đá trầm tích núi lửa
Ngoài các loại đá đặc chắc ở trên, trong đá mácma phún xuất còn có đá bọt, tup phún xuất, tro và tup dung nham. Các loại đá này bên cạnh việc hình thành do kết tinh nhanh như đá phún xuất còn lắng đọng theo quy luật trầm tích. Nhiều tác giả Liên Xô cũ xếp loại đá này sang đá trầm tích
- Tro núi lửa: thưởng ở dạng bột, giống nhau màu xám. Những hạt lớn gọi là cát núi lửa. Đá bọt, là loại thuỷ tinh núi lửa, rất rỗng (độ rỗng đến 80%) được tạo thành khi dung nham nguội lạnh nhanh trong không khí. Đá bọt có kích thước 5-30mm, khối lượng thể tích 500 kg/m3, độ hút nước thấp vì các lỗ rỗng lớn và kín, hệ số truyền nhiệt nhỏ (0,12 - 0,2 kCal/m.0C.h, cường độ chịu nén 20 - 30kg/cm2. Cát núi lửa, đá bọt được dùng làm cốt liệu cho bê tông nhẹ, còn bột thì làm vật liệu cách nhiệt và bột mài.
- Tuf núi lửa: là loại đá rỗng, được tạo thành do quá trình tự lèn chặt tro núi lửa. Loại tip núi lửa chặt nhất gọi là tơrat. Tup núi lửa đá bọt cũng như tro núi lửa thường dùng làm phụ gia hoạt tính chịu nước cho chất kết dính vô cơ.
- Tuf dung nham do tro và cát núi lửa rơi vào trong dung nham nóng chảy sinh ra. Nó là loại đá thuỷ tinh rỗng có màu hồng, tím..., khối lượng thể tích 750 ÷ 1400 kg/m3, cường độ chịu nén 60 - 100kg/cm2, hệ số dẫn nhiệt trung bình là 0,3 kCal/m.0C.h. Trong xây dựng, tup dung nham được xẻ thành bloc để xây tường, sản xuất đá dăm cho bê tông nhẹ.
[sửa] Các khoáng vật tạo đá chủ yếu của loại đá trầm tích núi lửa
[sửa] Nhóm oxyt silic
Các khoáng phổ biến nhất của nhóm này là opan, chanxedon và thạch anh trầm tích.
- Opan (SiO2.2H3O) là khoáng vô định hình, chứa 2- 14% nước (đôi khi đến 34%). Khi nung nóng, một phần nước bị mất đi. Opan thường không màu hoặc màu trắng sữa, nhưng nếu lẫn tạp chất có thể có màu vàng xanh hoặc đen, có khối lượng riêng 1,9 ÷ 2,5 g/cm3, độn cứng 5 ÷, giòn.
- Chalxedon (SiO2) là họ hàng của thạch anh, cấu tạo ẩn tinh dạng sợi. Màu trắng, xám, vàng sáng, tro, xanh; khối lượng riêng 2,6 g/cm3, độ cứng 6.
Chalxedon được tạo thành từ sự tái kết tinh opan hoặc lắng đọng trực tiếp từ dung dịch cùng với opan và thạch anh.
- Thạch anh trầm tích được lắng đọng trực tiếp từ dung dịch và cũng có thể do tái kết tinh từ opan và chalxendon. Trong các loại đá trầm tích tồn tại cả thạch anh mácma và thạch anh trầm tích.
[sửa] Nhóm cacbonat
Các khoáng vật của nhóm cacbonat rất phổ biến trong các loại đá trầm tích. Quan trọng nhất là các khoáng vật canxi, đôlômit và manhezit.
- Canxi (CaCO3) là khoáng không màu hoặc màu trắng, khi có lẫn tạp chất thì có màu xám vàng, hồng hoặc xanh, khối lượng riêng 2,7 g/cm3, độ cứng 3, cường độ trung bình; dễ tan trong nước và tan mạnh trong nước có chưa CO2; sủi bọt mạnh trong axit clohydric nồng độ 10%.
- Đôlômit [CaMg(CO3)2 ] là khoáng vật có màu hoặc trắng, khối lượng riêng 2,8g/cm3, độ cứng 3-4, cường độ lớn hơn canxit. Khi ở dạng bột và bị nung nóng cũng sủi bọt trong dung dịch axit clohydric nồng độ 10%.
Đôlômit được dùng làm nguyên liệu để sản xuất chất kết dính manhezi và đôlômi; làm vật liệu chịu lửa đôlômi, cũng như các loại cây đá xây, đá dăm cho bê tông.
- Manzehit: (MgCO3) là khoáng không màu hoặc màu trắng, xám, vàng hoặc nâu; khối lượng riêng 3,0 g/cm3, độ cứng 3,5 - 4,5, có cường độ khá cao. Khi nung nóng thì tan trong được HCl. Manhezit nung ở nhiệt độ 1500 - 16500 C sẽ cho loại vật liệu chịu nhiệt cao, còn khi nung ở nhiệt độ 750 - 8000C sẽ cho MgO. Khi nhào trộn manhezit với dung dịch clorua hoặc sunfat axit manhê sẽ nhận được chất kết dính manhê.
[sửa] Nhóm các khoáng vật sét
Các khoáng vật sét đóng vai trò rất quan trọng trong đá trầm tích, chúng là thành phần chính của đất sét và tạp chất trong nhiều loại đá khác. Alumosilicat ngậm nước là các khoáng vật của nhóm này. Các khoáng phổ biến nhất là kaolimit, montmorilônit và mica ngậm nước.
- Caolinit: Al4 [Si4O10] (OH)8 hay Al2O3.2SiO2.2H2O, là khoáng màu trắng, đôi khi có màu xám hoặc màu xanh; khối lượng riêng 2,6g/cm3, độ cứng 1. Caolinit được hình thành do kết quả phân huỷ fensat, mica và một số loại silicat khác. Caolinit là thành phần chủ yếu của cao lanh và các loại đát sét đa khoáng.
- Mica ngậm nước được hình thành do sự phân huỷ mica và một số silicat.
- Môntmôrilônit là khoáng sét được tạo thành trong môi trường kiềm, tại các vùng biển hoặc trên các lớp đất đá bị phong hoá. Nó là thành phần chính của đất bentonit và đôi khi là chất xi măng gắn kết trong sa thạch. Các khoáng của nhóm môntmôrilônit thường thấy trong các loại đá trầm tích.
Các tạp chất sét làm cho độ bền nước của đá vôi và sa thạch giảm đi.
[sửa] Nhóm sunfat
Phổ biến nhất trong nhóm này là thạch cao và anhydrit.
- Thạch cao: (CaSO4.2H2O) là khoáng màu trắng hoặc không màu, đôi khi lẫn tạp chất thì có màu xanh, vàng hoặc màu đỏ; tinh thể dạng bản, đôi khi dạng sợi, độ cứng 2, khối lượng riêng 2,3 g/cm3, dễ hoà tan trong nước (độ hoà tan lớn hơn canxit 75 lần). Thạch cao được tạo thành do trầm tích hoá học, do thuỷ hoá anhyđrit và do nước chứa H2SO4 tác dụng với đá vôi.
- Anhydrit (CaSO4) là loại khoáng trần tích hoá học, kết tinh dạng tấm dày hoặc lăng trụ, màu trắng, đôi khi có màu xanh da trời; độ cứng 3 - 3,5, khối lượng riêng 3g/cm3. Anhydrit thường gặp trong các tầng đá hoặc các mảnh nhỏ cùng với thạch cao và muối mỏ. Khi tác dụng với nước ở áp lực thấp anhydrit chuyển thành thạch cao và tăng thế tích 30%.
Đá mácma - theo chủ đề
Đá mácma - Dự án liên quan
