Bài giảng Thạch học cơ sở

 1
bμi giảng thạch học cơ sở 
Mở đầu 
1- Đối t−ợng nghiên cứu của môn học: 
+ Khái niệm chung về đất đá: 
Theo quan niệm thông th−ờng thì trên bề mặt Trái đất bao gồm hai loại 
đất và đá. Chúng có thể là hai đối t−ợng của hai lĩnh vực khoa học khác nhau, 
cũng có thể là đối t−ợng của cùng một lĩnh vực khoa học. Ví dụ: đất là đối 
t−ợng của ngành Thổ nh−ỡng học (l−u ý đó là đất thổ nh−ỡng), đá là đối t−ợng 
của ngành Thạch học-Khoáng vật, nh−ng cả đá và đất đều là một trong các đối 
t−ợng của ngành Xây dựng, đặc biệt là chuyên sâu Đất xây dựng-Địa chất công 
trình. 
Theo chuyên sâu Đất xây dựng-Địa chất công trình thì trong tự nhiên đất 
đá bao gồm các loại sau: 
- Đá cứng: là các đá có liên kết kiến trúc bền (mà bản chất là liên kết hóa 
học). Chúng th−ờng có độ bền cao và ít thay đổi khi bão hoà n−ớc. Trong đá 
cứng có các loại đá magma, trầm tích, biến chất. 
- Đất phân tán: bao gồm các đất có liên kết kiến trúc bản chất vật lý (liên 
kết phân tử, liên kết ion-tĩnh điện, mao dẫn và từ tính). Chúng có độ bền thấp 
và thay đổi nhiều khi bão hoà n−ớc. 
- Ngoài ra trong tự nhiên còn tồn tại những nhóm đất đặc biệt nh− bùn, 
đất thổ nh−ỡng (có độ phì nhất định), đá nhân tạo (đất đá đ−ợc đầm nén bằng 
nhiều ph−ơng pháp khác nhau hoặc gia cố bằng ph−ơng pháp xi măng hóa, vôi 
hóa, kiềm hóa. 
+ Khái niệm về đá theo chuyên ngành Thạch học: 
Thạch học là môn học nghiên cứu các đá cấu tạo nên Vỏ Trái đất. Đá là 
tập hợp có quy luật của một hay nhiều khoáng vật tạo thành các thể địa chất 
độc lập. Mỗi thể địa chất độc lập phải có 3 điều kiện: 
- Thể đó phải đ−ợc phân biệt rõ rệt với các khối xung quanh và chứng tỏ 
rằng nguồn gốc thành tạo của nó phải do những quá trình địa chất riêng (dạng 
nằm của đá) 
- Thể đó có thành phần vật chất xác định, khác biệt với thành phần vật 
chất của các khối khác bao quanh (thành phần hóa học và thành phần khoáng 
vật). 
1nhieu.dcct@gmail.com
 2
- Giữa các hợp phần tạo đá có một cách thức kết hợp riêng biệt (cấu tạo 
và kiến trúc). 
Đá có thể tồn tại d−ới dạng rắn (nh− đá granit, đá vôi, đá bazan), dạng bở 
rời (nh− cát, bột...) hoặc dạng dẻo (sét). 
+ Phân biệt các khái niệm khoáng vật, đất, quặng: 
- Khoáng vật là một hợp chất hóa học tự nhiên có công thức hóa học và 
cấu trúc nhất định. Ví dụ canxit có thành phần hóa học là CaCO3, cấu trúc 
tinh thể hệ 3 ph−ơng. Nó là thành phần khoáng vật chủ yếu của đá vôi và đá 
hoa. 
- Quặng là những thành tạo khoáng vật hoặc đá mà ta có thể dùng trực 
tiếp hoặc lấy ra những chất có ích phục vụ cho nền kinh tế quốc dân. Chính vì 
vậy mà có những loại đá hay khoáng vật vào thời điểm nào đó không phải là 
quặng nh−ng vào thời điểm khác lại trở thành quặng cho 1 quốc gia vì nó có thể 
dùng cho nền kinh tế của quốc gia đó. 
- Đất là sản phẩm phong hóa của các đá. 
2- Vị trí của môn học và t−ơng quan của nó với các khoa học khác: 
- Thạch học nghiên cứu các loại đá không những về ph−ơng diện thành 
phần, cấu trúc mà còn về ph−ơng diện thế nằm địa chất, nguồn gốc và ý nghĩa 
của chúng đối với nền kinh tế quốc dân. Vì vậy nó là một khoa học địa chất, 
một môn khoa học không thể thiếu đ−ợc đối với các ngành khoa học có liên 
quan đến Vỏ Trái đất: Địa chất công trình, Địa chất thủy văn, Địa chất thăm 
dò, Địa chất khoáng sản, Địa vật lý, Địa chất dầu, Địa chất mỏ... 
Đặc biệt đối với Địa chất công trình, việc phân biệt đ−ợc các loại đá sẽ có 
nhiều thuận lợi cho việc sử lý nền móng khi xây dựng các công trình. 
Để nghiên cứu đ−ợc môn thạch học thì nhà nghiên cứu cần phải có kiến 
thức của các môn học Hóa, Hóa-lý, Hóa phân tích, Vật lý, Địa chất đại c−ơng, 
Tinh thể-khoáng vật... 
- Chuyên ngành thạch học bao gồm hai bộ phận: thạch học mô tả 
(petrographie) và thạch luận (petrologie). 
3- Cơ sở chung để phân loại đá: 
Việc phân loại đá có tầm quan trọng đặc biệt. Cũng nh− các ngành khoa 
học khác, việc phân loại phải đ−ợc dựa trên những đặc điểm cơ bản và quan 
trọng nhất của đá. Đối với đá thì nguồn gốc thành tạo có một ý nghĩa đặc biệt. 
Chính sự nghiên cứu các quá trình địa chất dẫn tới sự thành tạo các loại đá đã 
2nhieu.dcct@gmail.com
 3
cho phép phân loại đá thành 3 nhánh chính: đá magma, đá trầm tích và đá 
biến chất. 
- Đá magma: là loại đá đ−ợc thành tạo do sự đông đặc các dung thể 
magma. Nếu quá trình đông đặc xảy ra ở d−ới sâu ta có đá magma xâm nhập 
sâu. Nếu magma phun trào ra bề mặt Trái đất d−ới dạng núi lửa và đông đặc 
tại đó ta có đá magma phun trào. Nếu magma có dạng mạch nằm gần bề mặt 
Trái đất ta có đá mạch hoặc đá xâm nhập nông. Chúng có nguồn gốc nội sinh. 
Ví dụ: đá bazan, đá granit, gabro ... là những đá magma. 
- Đá trầm tích là sản phẩm của các quá trình ngoại sinh: phong hóa, vận 
chuyển, lắng đọng và gắn kết các vật liệu vụn cơ học hoặc do lắng đọng các 
muối từ dung dịch thật hoặc dung dịch keo có sự tham gia trực tiếp hay gián 
tiếp của sinh vật. Chúng đ−ợc thành tạo ngay trên bề mặt của Trái đất. Ví dụ: 
đá vôi, đá cát kết, đá sét, than... là các đá trầm tích. 
- Đá biến chất là sản phẩm biến đổi các đá có tr−ớc do tác dụng nội sinh 
(sự nâng cao nhiệt độ, áp suất trong vỏ Trái đất) và xảy ra ở trạng thái cứng. 
Ví dụ: đá hoa là đá biến chất từ đá vôi, đá gneis là đá biến chất từ các đá 
magma axit... 
Trong tự nhiên, giữa 3 nhánh đá này luôn tồn tại 1 quá trình chuyển hóa 
lẫn nhau trong lịch sử phát triển của Vỏ Trái đất, và trên thực tế luôn tồn tại 
các biến thể đá trung gian giữa 3 nhánh đá này: 
Khi nghiên cứu bất kỳ một loại đá nào thì cũng phải đề cập đến 3 vấn đề 
chính sau: 
←- Dạng nằm của đá: đá đó gặp trong tự nhiên nh− thế nào, quan hệ với đá 
vây quanh ra sao. 
Magma
biến chất Trầm tích 
Trầm tích phun trμoSiêu biến chất 
biến chất thấp
3nhieu.dcct@gmail.com
 4
↑- Thành phần vật chất cuả đá: đá đó đ−ợc tạo nên bằng gì. 
→- Cấu tạo và kiến trúc của đá: các phần tử hợp thành đá đ−ợc sắp xếp 
trong không gian nh− thế nào, quan hệ giữa chúng ra sao. 
4- Các ph−ơng pháp thạch học nghiên cứu các đá: 
Bao gồm 2 hệ ph−ơng pháp: 
a- Hệ ph−ơng pháp ngoài trời: 
- Khảo sát thực địa, quan sát dạng nằm, sự phân bố và quan hệ của các đá 
về không gian và thời gian, đo vẽ các mặt cắt, bản đồ thạch học cấu trúc, 
thạch-kiến tạo... 
- Thu thập các loại mẫu. 
Ngoài thực địa nhà nghiên cứu có thể biết đ−ợc dạng nằm của đá, cấu tạo 
của đá cũng nh− màu sắc, diện phân bố... 
b- Hệ ph−ơng pháp trong phòng: 
- Phân tích các loại mẫu: hóa silicat, quang phổ hấp phụ nguyên tử, thạch 
học lát mỏng, microsond, plasma, hiển vi điện tử.... 
- Sử lý các số liệu, đối sánh chuẩn hóa... 
- Vẽ chi tiết các mặt cắt, bản đồ.... 
Một trong các ph−ơng pháp nghiên cứu đá truyền thống đó là thạch học 
lát mỏng, sử dụng kính hiển vi phân cực. 
D−ới kính hiển vi phân cực nhà nghiên cứu có thể xác định đ−ợc kiến trúc 
của đá, thành phần khoáng vật định l−ợng của đá, các quá trình biến đổi của 
đá... 
Muốn nghiên cứu thạch học lát mỏng thì phải nắm đ−ợc những kiến thức 
về tính chất quang học của các tinh thể của các khoáng vật tạo đá thông qua 
môn học Quang học tinh thể 
Phần quang học tinh thể 
Bμi 1: Các khái niệm chung 
1- ánh sáng th−ờng và ánh sáng phân cực: 
a- ánh sáng tự nhiên: 
- Các ánh sáng phát ra từ các nguồn sáng khác nhau nh− mặt trời, đèn 
điện, nến... truyền đi tất cả mọi ph−ơng mà ph−ơng dao động của sóng ánh 
4nhieu.dcct@gmail.com
 5
sáng luôn vuông góc với ph−ơng truyền. Trong quá trình truyền sóng sáng của 
ánh sáng tự nhiên, ph−ơng dao động của sóng sáng vuông góc với ph−ơng 
truyền và tia sáng xoay xung quanh ph−ơng truyền với tốc độ cao mà tại mọi 
thời điểm ng−ời ta thấy ph−ơng dao động của sóng sáng trùng với đ−ờng kính 
của vòng tròn vuông góc với ph−ơng truyền (hình vẽ). Đó là ánh sáng th−ờng 
và ta có thể nhận biết chúng bằng mắt th−ờng. 
 S 
b- ánh sáng phân cực: 
- Có một loại ánh sáng mà ph−ơng dao động của của nó chỉ là 1 ph−ơng 
duy nhất, mặt phẳng dao động cố định. Đó là ánh sáng phân cực. Ta chỉ có thể 
nhận biết đ−ợc ánh sáng phân cực nhờ 1 dụng cụ quang học gọi là nicon. 
Nicon sẽ biến ánh sáng tự nhiên thành ánh sáng phân cực. Ngoài ra có 1 
số ánh sáng phản xạ là ánh sáng phân cực. 
 o s o s 
2- Chiết suất. Hiện t−ợng phản xạ toàn phần. 
a- Khái niệm chiết suất: 
- Chiết suất là một đại l−ợng không thứ nguyên, đ−ợc tính bằng tỷ số giữa 
hai tốc độ của ánh sáng truyền trong hai môi tr−ờng khác nhau. 
- Chiết suất tuyệt đối: chiết suất của một chất (N1) là một đại l−ợng không 
thứ nguyên, tính bằng tỷ số giữa tốc độ của ánh sáng truyền trong chân không 
và tốc độ của ánh sáng truyền trong chất đó (V1). 
1
0
1 V
V
N = 
Vì V0 là lớn nhất nên N1 >>1. 
Chiết suất của môi tr−ờng càng cao thì ánh sáng truyền trong môi tr−ờng 
đó càng chậm. 
- Chiết suất t−ơng đối: chiết suất giữa hai chất n1 và n2 là một đại l−ợng 
không thứ nguyên tính bằng tỷ số giữa tốc độ của ánh sáng truyền trong môi 
tr−ờng chất n2 với tốc độ của ánh sáng truyền trong môi tr−ờng chất n1. 
5nhieu.dcct@gmail.com
 6
1
2
2
1
n
n
v
vn == 
b- Hiện t−ợng phản xạ toàn phần: 
Để đo chiết suất của một môi tr−ờng ng−ời ta dựa vào công thức : 
N1sin i = N2sin r 
Khi một tia sáng truyền từ một môi tr−ờng có chiết suất thấp n1 sang môi 
tr−ờng có chiết suất cao hơn n2 sẽ khúc xạ với góc khúc xạ r nhỏ hơn góc tới i. 
Ta có sin r= i
n
n sin
2
1 
Khi góc tới i lớn dần tới 900 thì góc khúc xạ r lớn dần đến góc tới hạn ϕ, ta 
có 
sin ϕ= 0
2
1 90sin
n
n
=
2
1
n
n
Ng−ợc lại một tia sáng truyền từ môi tr−ờng có chiết suất cao n2 sang môi 
tr−ờng có chiết suất thấp n1 sẽ có góc tới nhỏ hơn góc khúc xạ. Khi góc tới lớn 
dần tới giá trị tới hạn ϕ, góc khúc xạ lớn dần tới giá trị 900. Nếu góc tới lớn hơn 
ϕ, tia sáng không qua đ−ợc môi tr−ờng có chiết suất thấp mà phản xạ toàn 
phần. 
Nh− vậy điều kiện để có phản xạ toàn phần là: ánh sáng truyền từ môi 
tr−ờng có chiết suất tuyệt đối lớn hơn n1 sang môi tr−ờng có chiết suất tuyệt đối 
nhỏ hơn n2(n1>n2) và góc tới lớn hơn góc tới hạn (i> ϕ). 
Dựa vào hiện t−ợng phản xạ toàn phần ng−ời ta đã chế tạo ra khúc xạ kế 
để đo chiết suất của 1 môi tr−ờng. 
3- Hiện t−ợng khúc xạ kép trong tinh thể. Mặt chiết suất. 
a- Hiện t−ợng khúc xạ kép trong tinh thể: 
+ Trong những môi tr−ờng vô định hình và những tinh thể hệ lập ph−ơng, 
ánh sáng tự nhiên truyền vào có tốc độ không đổi theo mọi ph−ơng, khi ra khỏi 
tinh thể chúng vẫn đi thẳng. Chúng chỉ có 1 đại l−ợng chiết suất và đ−ợc gọi là 
những chất đẳng h−ớng quang học. Và tinh thể hạng cao có vô số trục quang. 
+ Một tia sáng AB truyền vào một tinh thể hạng vừa hoặc hạng thấp 
th−ờng tách thành 2 tia khúc xạ BC và CD. Hai tia này truyền trong tinh thể 
6nhieu.dcct@gmail.com
 7
với hai tốc độ khác nhau, cả hai sóng ứng với hai tia này đều phân cực và có 
ph−ơng dao động vuông góc với nhau (đồng thời vuông góc với ph−ơng truyền 
sóng). Nh− vậy theo mỗi ph−ơng truyền cho tr−ớc tinh thể có 2 đại l−ợng chiết 
suất. 
+ Đối với tinh thể hạng vừa, ánh sáng tự nhiên chiếu vào tinh thể khi đi ra 
khỏi tinh thể sẽ tách thành 2 tia: tia th−ờng So đi thẳng và tia bất th−ờng Se đi 
lệch. So và Se có ph−ơng dao động vuông góc với nhau. Tinh thể hạng vừa có 1 
ph−ơng mà ánh sáng chiếu vào sẽ không bị phân cực, ta gọi đó là tinh thể 1 
trục quang. 
+ Đối với tinh thể hạng thấp, ánh sáng tự nhiên khi ra khỏi tinh thể bị 
tách làm 2 tia phân cực và đều đi lệch. Tinh thể hạng thấp có 2 ph−ơng mà ánh 
sáng chiếu vào không bị phân cực, ta gọi đó là tinh thể 2 trục quang. 
b- Mặt chiết suất: đ−ợc đ−a ra d−ới dạng mô hình: nếu từ 1 điểm O trong 
tinh thể, trên mỗi ph−ơng truyền sóng khác nhau ta đặt một vectơ có độ dài 
ứng với giá trị chiết suất đo đ−ợc theo ph−ơng đó rồi nối tất cả các đầu mút của 
các vectơ đó ta đ−ợc mặt chiết suất của tinh thể. 
Mặt chiết suất của môi tr−ờng đẳng h−ớng là một hình cầu. 
Mặt chiết suất của môi tr−ờng dị h−ớng là một mặt kép có 2 vỏ lồng vào 
nhau. 
4- Mặt quang suất: 
Khi thực hành để tiện lợi ng−ời ta dùng một mô hình khác có tên gọi là 
mặt quang suất để thay thế cho mặt chiết suất vì hình dạng của mặt quang suất 
đơn giản hơn, ứng với một ph−ơng truyền cho tr−ớc ta có thể suy đ−ợc chiết 
suất và ph−ơng dao động của hai sóng. 
S0 
Se 
7nhieu.dcct@gmail.com
 8
Trong một môi tr−ờng tinh thể hạng vừa và hạng thấp, theo mỗi ph−ơng 
truyền có hai sóng sáng. Ph−ơng dao động của chúng vuông góc với nhau và 
cùng vuông góc với ph−ơng truyền. 
Tại một điểm O trong tinh thể, theo ph−ơng OM có hai sóng truyền đi 
ứng với hai chiết suất n1 và n2. Qua O ta có thể vạch các đoạn thẳng A1A1 và 
A2A2 biểu diễn ph−ơng dao động của 2 sóng, đồng thời có OA1=n1, OA2=n2. 
T−ơng tự ta có các điểm có tính chất t−ơng tự A1, A2.. Nối tất cả các điểm trên 
ta đ−ợc một mặt cầu, mặt elipxoit tròn xoay hoặc elipxoit ba trục và đ−ợc gọi là 
mặt quang suất. Qua điểm O ta vạch một mặt phẳng thẳng góc với ph−ơng 
truyền, mặt này sẽ cắt mặt quang suất theo một hình elip. Ph−ơng và độ dài 
của hai bán trục của tiết diện elip chính là ph−ơng dao động và chiết suất của 
hai sóng truyền theo ph−ơng cho tr−ớc. 
Ng−ời ta sử dụng giá trị tuyệt đối hiệu số giữa hai đại l−ợng chiết suất của 
tinh thể và gọi là l−ỡng chiết suất. Đại l−ợng l−ỡng chiết suất lớn nhất gọi là 
l−ỡng chiết suất chính của tinh thể. 
a- Mặt quang suất của tinh thể một trục quang: 
Đối với tinh thể một trục, ph−ơng dao động của sóng bất th−ờng nằm 
trong mặt phẳng tạo bởi trục quang và ph−ơng truyền. 
Mặt quang suất của những tinh thể một trục (sáu ph−ơng, bốn ph−ơng và 
ba ph−ơng) có dạng elipxoit tròn xoay có trục xoay trùng với trục quang của 
tinh thể và trùng với ph−ơng dao động của sóng bất th−ờng Ne. Ph−ơng dao 
động Ne bao giờ cũng dao động trong mặt phẳng chứa trục quang và ph−ơng 
truyền. Tiết diện vuông góc với trục quang là một hình tròn có bán kính không 
đổi, đ−ợc gọi là tiết diện chính. Các tiết diện khác không vuông góc với trục 
quang sẽ có hai bán trục t−ơng ứng với n0' và ne'. 
Mặt quang suất của tinh thể 1 trục: 
 Ng≡ Ne Np≡ Ne 
 Np =const=No Ng=const 
 Tinh thể quang d−ơng Tinh thể quang âm 
8nhieu.dcct@gmail.com
 9
Để xác định ph−ơng dao động và giá trị chiết suất ứng với ph−ơng truyền 
sáng bất kỳ ng−ời ta vẽ 1 mặt phẳng vuông góc với ph−ơng truyền tại tâm của 
mặt quang suất. Mặt phẳng này sẽ cắt mặt quang suất theo 1 hình elip. Độ dài 
2 bán trục elip này chính là giá trị chiết suất n0' và ne'. Ph−ơng của hai bán 
trục là ph−ơng dao động của hai sóng l−ỡng chiết. 
b- Mặt quang suất của tinh thể 2 trục quang: 
Đối với tinh thể hai trục, ph−ơng dao động của hai sóng nằm trong hai 
mặt phân giác của nhị diện tạo bởi hai trục quang và ph−ơng truyền với đỉnh là 
ph−ơng truyền. 
- Mặt quang suất của những tinh thể hai trục (thoi, một xiên, ba xiên) có 
dạng elipxoit ba trục. 
Ng−ời ta dùng các ký hiệu Ng, Np, Nm để chỉ trục dài, trục ngắn và trục 
trung bình của mặt quang suất, t−ơng ứng có các giá trị chiết suất ng, np, nm. 
Mặt quang suất của tinh thể 2 trục: 
 Ng Ng 
 Tinh thể quang d−ơng Tinh thể quang âm 
Mặt trục quang là mặt phẳng chứa Ng và Np. Tiết diện cắt qua tâm O của 
mặt quang suất và vuông góc với  ...  có kích th−ớc 1-2mm, sắc 
cạnh, phân bố đôi khi định h−ớng yếu. Đá có cấu tạo phân phiến thô và mờ. 
3- Milonit: 
Đá bị cà nát ở mức độ mạnh nhất. Các khoáng vật bị ép mạnh, tạo thành 
những mảnh vụn mịn, phân bố định h−ớng, phát triển nhiều khoáng vật thứ 
100nhieu.dcct@gmail.com
 13
sinh nh− sericit, clorit, thạch anh ẩn tinh, carbonat, amphibol dạng sợi. Đá có 
cấu tạo phân phiến. 
III- Các đới biến chất động lực ở Việt Nam: 
- Đới milonit Sông Hồng: phát triển trên các đá biến chất phức hệ Sông 
Hồng. Đới biến dạng có quy mô cỡ hành tinh, kéo dài theo ph−ơng tây bắc-
đông nam dọc Sông Hồng và v−ợt ra ngoài thềm lục địa. Chiều rộng đới 
milonit đến vài chục km và biến đổi rất phức tạp, có nhiều thấu kính granit và 
pegmatit tái nóng chảy. Nguyên nhân thành tạo do chuyển động tr−ợt bằng của 
khối Indosinia và nam đại lục Trung Hoa. Nguồn lực của chuyển động bắt 
nguồn từ chuyển động va chạm giữa khối lục địa ấn Độ và đại lục Âu-á. 
- Đới kataclazit Sông Sa Thầy theo ph−ơng á kinh tuyến phía tây 
KonTum. Tại đây granit phức hệ Vân Canh bị cà nát dập vỡ tạo nên các đới 
dăm hoặc đới khe nứt. 
- Đới milonit Tam Kỳ-Khâm Đức-A L−ới-ĐakRông-LaoBảo: phát triển 
ph−ơng tây bắc-đông nam đồng sinh với các đứt gãy cùng ph−ơng. Tại đây các 
đá granit phức hệ Quế Sơn bị gneis hóa mạnh, bị ép tạo nên các lớp phiến 
mỏng 2-3cm. 
Bμi 2: các đá biến chất nhiệt tiếp xúc 
I- Đặc điểm chung: 
Các đá biến chất nhiệt tiếp xúc đ−ợc thành tạo là do các dung thể magma 
có nhiệt độ cao khi xuyên vào đá vây quanh làm cho đá vây quanh bị biến dạng 
và tạo điều kiện cho các quá trình biến chất xảy ra. 
Thông th−ờng các đá biến chất nhiệt tiếp xúc phân bố xung quanh khối 
magma tạo nên 1 vành biến chất nhiệt tiếp xúc, quy mô có thể từ vài cm đến 
hàng trăm mét tuỳ thuộc kích th−ớc của thể magma, cấu tạo mặt dốc của thể 
(bề mặt dốc thì chiều dày của đới nhỏ), thành phần của đá nguyên thuỷ (đá sét 
và bazan nhạy cảm với nhiệt độ thì có vành biến chất nhiệt tiếp xúc lớn hơn so 
voứi cát kết vốn rất trơ với nhiệt độ). 
Cấu trúc chung thể hiện tính phân đới biến chất rất rõ từ trung tâm ra 
phần xa khối. Phần nằm sát khối có trình độ biến chất cao nhất, càng ra xa 
nhiệt độ giảm dần nên trình độ biến chất giảm và chuyển dần đến các đá 
không bị biến chất. 
II- Mô tả thạch học: 
101nhieu.dcct@gmail.com
 14
Các đá th−ờng sẫm màu, hạt mịn đến rất mịn, cấu tạo khối rắn chắc, đôi 
khi phân phiến mờ, kiến trúc tàn d−, vi vảy hạt biến tinh. Tuỳ thuộc trình độ 
biến chất phân biệt các đá sau: 
A- Các đá thuộc t−ớng sừng albit-epidot (nhiệt độ < 4000C) 
1- Đá phiến đốm vết, đá phiến đốm sần có nguồn gốc từ đá sét (metapelit): 
Là các đá biến chất nhiệt tiếp xúc ở mức độ thấp nhất. Chúng phân bố xa 
các khối xâm nhập và chuyển dần đến đá sét. 
Đá có màu tím và xám đen, cấu tạo phân phiến mờ, trùng với bề mặt phân 
lớp của đá nguyên thủy. Kiến trúc sét biến d−, hạt vảy biến tinh, ban biến tinh. 
Thành phần khoáng vật gồm: sericit, clorit, thạch anh, albit, muscovit, 
biotit, ngoài ra còn có andaluzit hoặc cordierit d−ới dạng ban biến tinh để tạo 
nên đá phiến đốm sần hoặc còn sét tàn d− tạo nên đá phiến đốm vết. 
2- Đá sừng albit-epidot có nguồn gốc từ magma bazơ, trung tính và trầm 
tích macnơ (metabazic): 
Đá có cấu tạo khối, hạt mịn, rất rắn chắc. Thành phần gồm clorit, epidot, 
artinolit, albit, thạch anh, calcit..., các khoáng vật tàn d− ít gặp, chủ yếu là các 
mảnh ban tinh pyroxen, amphibol bị thay thế dở dang. 
3- Đá hoa (metacarbonat): 
Đá sáng màu, màu trắng, trắng xám, cấu tạo khối, kiến trúc hạt biến tinh 
mịn. Thành phần gồm calcit, dolomit đi cùng thạch anh, tremolit, talc, 
serpentin... 
4- Quarzit (Meta cát kết thạch anh): 
Đá màu trắng, cấu tạo khối đến phân lớp mờ, kiến trúc hạt biến tinh mịn. 
Thành phần khoáng vật: thạch anh >80%, ngoài ra còn có sericit, muscovit, 
albit... 
B- Các đá thuộc t−ớng sừng amphibol vμ t−ớng sừng 
pyroxen (nhiệt độ >6000C): 
Đặc điểm bên ngoài các đá sừng rất giống nhau, muốn phân biệt phải 
phân tích các THSCKV tỷ mỷ và chi tiết. 
1- Đá sừng có nguồn gốc sét (metapelit): 
Là sản phẩm biến chất từ các trầm tích sét, cát kết, bột kết có thành phần 
xi măng là sét. Đá có cấu tạo khối rắn chắc, hạt mịn đến nhỏ, vết vỡ t−ơng đối 
nhẵn, kiến trúc hạt vảy biến tinh. Tuỳ theo thành phần cụ thể mà phân biệt và 
gọi tên các đá sừng cho hợp lý. 
Ví dụ: đá sừng thạch anh-biotit, đá sừng thạch anh-cordierit-hyperten... 
2- Đá sừng có nguồn gốc magma bazơ và trung tính (Metamafic): 
102nhieu.dcct@gmail.com
 15
Đá sẫm màu, hạt mịn, cấu tạo khối. Thành phần khoáng vật gồm diopxit, 
granat, olivin, plagiocla bazơ đến trung tính, spinen, biotit... 
3- Đá sừng và đá hoa có nguồn gốc carbonat (Metacarbonat): 
Đá sáng màu, cấu tạo khối, hạt thô, kiến trúc hạt tấm biến tinh. Khoáng 
vật th−ờng xuyên gặp nhất là calcit, đi cùng có nhiều khoáng vật silicat và 
alumosilicat chứa Ca và Mg nh− olivin, pyroxen... 
Nếu đá carbonat nguyên thủy khá tinh khiết thì sản phẩm chính là đá hoa 
hạt thô. 
Đá carbonat giàu Si, Mg, Fe thì các khoáng vật aluomosilicat chứa Ca đi 
cùng calcit tăng cao tới vài chục %, khi đó gọi là đá sừng + tên khoáng vật tiêu 
biểu. Ví dụ: đá sừng calcit-volastonit, đá sừng calcit-diopxit... 
4- Quarzit (Meta cát kết thạch anh): 
Thành phần >80% thạch anh đi cùng ít khoáng vật nhiệt độ cao nh− 
mica, felspat, plagiocla, đôi khi có thêm granat. Kiến trúc hạt vảy hoặc hạt tấm 
biến tinh, cấu tạo khối. 
Bμi 3: Các đá biến chất nhiệt động 
I- Đặc điểm chung: 
Biến chất nhiệt động là dạng biến chất chịu tác dụng của yếu tố áp suất, 
nhiệt độ và dung dịch biến chất. Các yếu tố trên tác động đồng thời và phụ 
thuộc vào độ sâu thành tạo. Mối quan hệ giữa các yếu tố này rất phức tạp, phụ 
thuộc vào nhiều hoàn cảnh địa chất khác nhau. Dạng biến chất này th−ờng xảy 
ra trên một phạm vi rất rộng lớn vì vậy còn gọi là biến chất khu vực. 
Các đá biến chất nhiệt động đều có cấu tạo phân phiến, phân phiến kết 
tinh. Tính phân phiến đặc tr−ng cho điều kiện có áp suất thủy tĩnh. Đá có kích 
th−ớc hạt rất khác nhau: biến chất trình độ thấp-hạt mịn, biến chất trình độ 
cao-hạt lớn. Điều này phản ánh quá trình tái kết tinh lâu dài. Trình độ biến 
chất ở mức độ khác nhau đ−ợc thể hiện qua t−ớng biến chất với những 
THCSKV tiêu biểu. 
II- T−ớng biến chất nhiệt động: 
Có nhiều cách phân chia t−ớng biến chất nhiệt động của nhiều tác giả 
khác nhau, ở đây chủ yếu mô tả các t−ớng theo Tơcnơ, Vechugen (1958) đ−ợc 
Vinclơ hoàn thiện (1967). 
- T−ớng đá phiến màu lục: 
- T−ớng amphibolit: 
103nhieu.dcct@gmail.com
 16
- T−ớng granulit 
III- Mô tả thạch học: 
1- Các đá phiến: bao gồm các đá biến chất có cấu tạo phân phiến th−ờng 
và thuộc các t−ớng biến chất thấp. 
a- Các đá phiến có nguồn gốc từ đá sét (metapelit): Các đá hạt mịn, phân 
phiến mỏng, đôi khi vi uốn nếp, kiến trúc vảy biến tinh. Thành phần chủ yếu là 
sericit, thạch anh, thứ yếu có clorit, cloritoid, graphit, albit, turmalin... Tuỳ 
theo số l−ợng khoáng vật, phân biệt các đá sau: 
- Filit: là đá phiến sericit-clorit, trong đó sericit chiếm −u thế, sericit xếp 
dày đặc trên bề mặt phân phiến làm cho đá có màu vàng nhạt hoặc xanh lục 
bóng láng nh− vải tơ lụa. 
- Đá phiến thạch anh-sericit, đá phiến sericit-clorit, sericit-cloritoid, 
sericit-clorit-calcit: Các đá t−ơng đối sáng màu, cấu tạo phân phiến th−ờng, các 
khoáng vật có kích th−ớc nhỏ, phân bố định h−ớng, kiến trúc hạt vẩy biến tinh. 
Thành phần khoáng vật chủ yếu gồm thạch anh, sericit, clorit, albit, một l−ợng 
nhỏ calcit, epidot... 
b- Các đá phiến có nguồn gốc từ magma bazơ, trung tính và trầm tích 
macnơ: có tên gọi chung là đá phiến màu lục. Đó là những đá hạt mịn, màu lục, 
cấu tạo phân phiến, phân phiến vi uốn nếp, kiến trúc que biến tinh, sợi biến 
tinh, đôi khi hạt biến tinh. Thành phần khoáng vật chủ yếu gồm clorit, 
artinolit, epidot, albit, calcit..., có thể có thạch anh, biotit, các khoáng vật phụ 
sphen, apatit... Tuỳ thuộc số l−ợng khoáng vật chính có thể phân biệt: đá phiến 
albit-epidot-clorit, đá phiến albit-epidot-artinolit... 
Ngoài ra còn gặp những đá phiến có nguồn gốc khác, ví dụ: đá phiến 
tremolit-talc, đá phiến talc, đá phiến tremolit.... là đá biến chất từ magma siêu 
bazơ, chúng rất hiếm gặp. Đá riolit porphyr biến chất thành đá phiến thạch 
anh-felspat-sericit-biotit... 
2- Các đá phiến kết tinh thuộc t−ớng amphibolit: Các đá có cấu tạo phân 
phiến kết tinh, hạt lớn, sự định h−ớng song song của các khoáng vật biến chất 
rõ ràng hơn. Kiến trúc điển hình là vảy biến tinh, ban biến trạng. Chúng có 
nguồn gốc từ đá sét và các đá thạch anh-felspat. Thành phần khoáng vật gồm 
thạch anh đi cùng với mica và những khoáng vật giàu nhôm nh− anmandin, 
storolit, disthen, silimanit, andaluzit...., l−ợng plagiocla ít (<20%) hoặc không 
có. 
Phổ biến là các đá: đá phiến biotit-silimanit-thạch anh-anmandin, đá 
phiến 2 mica-anmandin-disthen-storolit.... 
104nhieu.dcct@gmail.com
 17
Thành phần hóa học của đá phiến kết tinh t−ơng tự với đá sét 
3- Đá amphibolit: đá màu đen sẫm phớt lục, cấu tạo khối hoặc định h−ớng 
song song, kích th−ớc hạt từ vừa đến thô, kiến trúc tấm hạt biến tinh. Thành 
phần khoáng vật gồm horblen, plagiocla trung tính, ngoài ra còn có pyroxen, 
granat... Thành phần hóa học t−ơng ứng với đá gabro. Chúng có dạng nằm 
thấu kính chỉnh hợp hoặc xuyên cắt đá vây quanh. Nguồn gốc chủ yếu từ đá 
magma bazơ hoặc tái kết tinh từ trầm tích macnơ. 
4- Đá gneis: Đá có cấu tạo gneis, bao gồm các ổ thạch anh và felspat đi 
cùng các dải thạch anh và khoáng vật màu dạng vảy, tấm định h−ớng song 
song. Đá rất giàu felspat, kích th−ớc hạt lớn, đá sáng màu. Thành phần khoáng 
vật gồm thạch anh, felspat, ít hơn là mica, pyroxen, horblen, granat... 
Đá có nguồn gốc từ đá sét và đá thạch anh-felspat (đá gneis biotit-
silimanit, gneis granat-cordierit), từ magma (gneis hai pyroxen, gneis biotit) 
5- Đá hoa (metacarbonat): 
Chúng có nguồn gốc từ các đá carbonat, th−ờng chỉ phân biệt theo chế độ 
nhiệt độ từ thấp đến cao, không thể phân biệt đ−ợc theo chế độ áp suất. 
Đá hoa có màu trắng, hạt vừa đến thô, cấu tạo khối, hàm l−ợng calcit 
chiếm −u thế, ngoài ra còn có thạch anh, tremolit, dolomit, granat.... 
Nếu đá hoa có chứa nhiều khoáng vật silicat calci (>30-40%) thì gọi là 
calciphyr. 
IV- Các đá biến chất nhiệt động ở Việt Nam: 
Các đá biến chất khu vực phân bố khá rộng rãi ở các mức tuổi địa chất 
khác nhau. 
Khối nhô KonTum đ−ợc xem là móng kết tinh cổ nhất của địa khối 
Indosinia, các đá biến chất có tuổi từ Arkei đến Paleozoi sớm. 
Phức hệ KanNac tuổi Arkei lộ ra ở vùng Sông Ba-An Khê có thành phần 
thạch học bao gồm các đá phiến kết tinh, gneis granat-cordierit, đá phiến và 
plagioclagneis hai pyroxen, các lớp mỏng đá hoa và calciphyr. 
Phức hệ Ngọc Linh tuổi Proterozoi sớm bao gồm các đá phiến, gneis, 
amphibolit, đá hoa... 
Phức hệ Sông Hồng có tuổi Proterozoi sớm có thành phần thạch học bao 
gồm các đá gneis, đá phiến kết tinh, amphibolit... 
Bμi 4: các đá biến chất trao đổi 
105nhieu.dcct@gmail.com
 18
I- Đặc điểm chung: 
Biến chất trao đổi diễn ra d−ới tác dụng của dung dịch biến chẩ dạng hơi 
và dạng lỏng di chuyển d−ới dạng mao dẫn qua các tinh thể, làm các đá nguyên 
thủy bị biến đổi về thành phần hóa học. Quá trình biến chất trao đổi th−ờng 
xảy ra ở những vị trí có cấu tạo địa chất thuận lợi cho sự di chuyển và tích tụ 
các dung dịch biến chất, đó là: 
- Các đới dập vỡ kiến tạo. 
- Các hệ thống khe nứt mở, các đới dập vỡ có mật độ khe nứt tăng cao. 
- Vòm và mái của các thể magma xâm nhập. 
- Các tầng đá có độ rỗng cao (tuf, bazan lỗ hổng). 
- Bề mặt ranh giới phân lớp của các đá có cấu tạo phân lớp. 
- Nơi tiếp xúc của các đá có thành phần hóa học khác nhau, đặc biệt là 
mặt ranh giới của khối magma kết tinh với đá vây quanh. 
- Các tầng đá carbonat, các đá phiến sét đen giàu vật chất hữu cơ có 
thành phần đặc biệt có ái lực cao đối với các nguyên tố tạo quặng. 
Có 3 dạng biến chất trao đổi sau: 
- Biến chất tiếp xúc trao đổi: xảy ra tại vành biến chất nhiệt tiếp xúc. 
- Tự biến chất: xảy ra ngay trong phạm vi 1 khối magma có dung dịch 
chất bốc của magma thoát ra gây biến chất cho vòm đá. 
- Biến chất trao đổi nhiệt dịch: xảy ra trong phạm vi rộng lớn liên quan 
tới các dung dịch nhiệt dịch d−ới sâu. 
Các đá biến chất trao đổi th−ờng có cấu tạo không đồng nhất, đôi khi có 
cấu tạo loang lổ, phân đới, phân dải. Kiến trúc tiêu biểu là kiến trúc biến tinh. 
Thành phần khoáng vật gồm 2 phần: nhóm khoáng vật tàn d− của đá nguyên 
thủy và nhóm khoáng vật mới đ−ợc thành tạo trong quá trình biến chất trao 
đổi. Tỷ lệ giữa 2 nhóm khoáng vật này là cơ sở để đánh giá trình độ hoàn thiện 
của quá trình biến chất trao đổi. Thành phần hóa học của đá không giống với 
đá nguyên thủy. Các đá biến chất trao đổi và hoạt động biến chất trao đổi có 
liên quan mật thiết với các quá trình tạo quặng. 
II- Các đá biến chất trao đổi chủ yếu: 
1- Các đá biến chất tiếp xúc trao đổi: 
Th−ờng phân bố tại nơi tiếp xúc nóng của thể magma với đá vây quanh có 
thành phần hóa học không cân bằng. 
106nhieu.dcct@gmail.com
 19
+ Skarnơ: 
Đ−ợc thành tạo tại nơi tiếp xúc giữa đá vôi và các thể granitoid. Chúng 
tạo nên các ổ, vỉa, thấu kính, dạng dải... rất phức tạp. 
Chúng có màu xám xanh, xám trắng, loang lổ, kiến trúc hạt không đều-
biến tinh, cấu tạo phân đới. 
Thành phần khoáng vật gồm pyroxen, granat, ngoài ra còn có plagiocla, 
volastonit, vezuvian, calcit, dolomit, thạch anh... 
Khoáng sản liên quan với skarnơ điển hình là sắt (mỏ sắt Thạch Khê-Hà 
Tĩnh), các đá quý và bán quý (rubi, spinel, volastonit...) 
+ Greizen: 
Đ−ợc thành tạo ở nơi tiếp xúc giữa các thể granitoid với các đá giàu thạch 
anh-felspat (cát kết arko), chúng còn phát triển nhiều ở phần mái, phần vòm 
hoặc nằm định vị trong các đới khe nứt mở trong khối granitoid cũng nh− có 
thể phát triển trong các đá cát kết vây quanh thể granitoid. 
Đá greizen sáng màu, cấu tạo khối, kiến trúc hạt vảy biến tinh. Thành 
phần gồm thạch anh, muscovit, ít khoáng vật giàu chất bốc nh− topa, berin, 
turmalin... 
Khoáng sản liên quan có thiếc, vonfram, molipden (mỏ thiếc Tĩnh Túc-
Cao Bằng, Qùy Hợp-Nghệ An). 
2- Các đá biến chất trao đổi nhiệt dịch: 
+ Quarzit thứ sinh: là 1 loại đá biến chất trao đổi nhiệt dịch từ các đá 
phun trào axit và trung tính. Đá hạt mịn, sáng màu, cứng chắc. Thành phần 
gồm thạch anh, sericit, kaolinit, andaluzit... 
Khoáng sản liên quan: nguyên liệu cao nhôm, vàng, bạc, corindon. 
+ Propilit: là sản phẩm biến chất nhiệt dịch trên các đá phun trào bazơ và 
trung tính. Đá hạt mịn, màu xanh đến loang lổ, kiến trúc hạt vảy biến tinh. 
Thành phần gồm artinolit, epidot, clorit, calcit, dolomit, khoáng vật tàn d− 
plagiocla trung tính, pyroxen, horblen. 
Khoáng sản liên quan: đa kim, vàng-bạc. 
+ Berezit: là các thành tạo biến chất trao đổi trên các đá phun trào axit và 
trung tính. Đá sáng màu, hạt mịn, cấu tạo định h−ớng, kiến trúc hạt vảy biến 
tinh. Thành phần gồm thạch anh vi hạt, vi vảy sericit, ankerit, clorit. 
Khoáng sản liên quan: vàng, bạc. 
107nhieu.dcct@gmail.com