Đá mácma

Xâm nhập nông

Khái niệm xâm nhập nông hiện nay vẫn còn một số tranh cãi nhưng đa số các quan điểm cho rằng nó được kết tinh bên dưới mặt đất đến độ sâu 1,5km.[cần dẫn nguồn]

Kích thước tinh thể

Theo kích thước tinh thể, đá mácma có thể phân loại thành pecmatit (hạt rất lớn), hiển tinh (chỉ có hạt lớn hay phanerit), ban tinh (một số hạt lớn trên nền là các hạt nhỏ hay pocfia), vi tinh (chỉ có hạt nhỏ hay aphanit), thủy tinh (không có hạt).

• Đá có kiến trúc hiển tinh chứa các khoáng vật với tinh thể nhìn thấy bằng mắt thường và thường đặc trưng cho đá xâm nhập (do quá trình làm nguội càng chậm thì tinh thể càng to). Trong một số ngoại lệ, dạng đá này có thể chứa các tinh thể cực lớn, trong trường hợp này chúng được gọi là pecmatit.
• Trong đá phun trào, khi quá trình làm nguội là nhanh hơn, các tinh thể khoáng vật riêng rẽ thông thường không nhìn thấy được bằng mắt thường và chúng được gọi là kiến trúc vi tinh.
• Kiến trúc ban tinh là trạng thái trung gian giữa hai loại trên: khối đá có kiến trúc vi tinh, nhưng trên nền vi tinh này có thể quan sát được một số tinh thể.
• Nếu macma nóng chảy bị làm nguội quá nhanh không cho quá trình kết tinh diễn ra thì sản phẩm tạo ra là có kiến trúc thủy tinh như thủy tinh núi lửa hay opxidian đôi khi còn được gọi là đá vỏ chai.

Hình dạng tinh thể

Hình dạng tinh thể cũng là yếu tố quan trọng trong kiến trúc đá mácma. Các tinh thể có thể là tự hình, bán tự hình và tha hình:

• Tự hình (Euhedral), nếu hình dạng tinh thể được bảo toàn hay tinh thể có các mặt kết tinh rõ ràng.
• Bán tự hình (Subeuhedral), nếu chỉ một phần được bảo toàn.
• Tha hình (Anhedral), nếu tinh thể không thể hiện rõ ràng hướng kết tinh có thể nhận biết được.

Theo cấu tạo

• Cấu tạo lỗ hổng là đá có các khoảng trống sinh ra bởi khí bị chiếm giữ trong quá trình nguội đi.
• Cấu tạo dòng chảy được hình thành khi mácma chảy tràn trên bề mặt và đông nguội với các tốc độ khác nhau.
• Tuf bao gồm các đá vụn có trước hoặc bom núi lửa bị đẩy ra khi núi lửa phun trào gồm một số loại như: tufit, tufogen.

Thành phần khoáng vật - hóa học

Các dạng đá mácma có thể phân chia nhỏ theo các thông số hóa học/ khoáng vật tạo đá theo hai hướng chính:

1. Hóa học: - Tổng hàm lượng kiềm - silica (biểu đồ TAS) cho phân loại đá mácma được sử dụng khi không có các dữ liệu về quá trình hình thành hay thành phần khoáng vật:

• Các đá mácma axít chứa hàm lượng silica cao, lớn hơn 63% SiO2 (ví dụ riôlit và đaxít)
• Các đá mácma trung tính chứa 52 - 63% SiO2 (ví dụ anđêsit)
• Các đá mácma mafic chứa ít silica (45 - 52%) và thông thường chứa nhiều sắt - magiê (ví dụ đá bazan)
• Các đá mácma siêu mafic chứa ít hơn 45% silica. (ví dụ picrit và kômatiit)
• Các đá mácma kiềm với 5 - 15% chất kiềm (K2O + Na2O) (ví dụ phônôlit và trachyt)

ghi chú: Thuật ngữ axít-bazơ được sử dụng rộng rãi hơn trong các tài liệu địa chất cũ. Thay vào đó, người ta sử dụng các thuật ngữ felsic, mafic, siêu mafic...

1. Khoáng vật : Hàm lượng khoáng vật của Fe và Si hay mafic:

• Đá felsic, chủ yếu chứa thạch anh, fenspat kiềm và/hoặc khoáng vật chứa fenspat: các khoáng vật của Fe và Si; các dạng đá này (ví dụ granit) thông thường có máu sáng và có tỷ trọng thấp.
• Đá mafic, chủ yếu chứa các khoáng vật mafic: pyroxen, olivin và plagiocla canxi; các loại đá này (ví dụ đá bazan) thông thường sẫm màu và có tỷ trọng lớn hơn đá felsic.
• Đá siêu mafic, chứa trên 90% khoáng chất mafic (ví dụ dunit)

xâm nhập

• Granit (đá hoa cương) là loại đá axit có ở nhiều nơi, chủ yếu do thạch anh, fenspat và một ít mica, có khi còn tạo thành cả amphibol và pyroxen. Granit có màu tro nhạt, hồng nhạt hoặc vàng, phần lớn có kết tinh hạt lớn.
• 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 orthocla, plagiocla, axit, các khoáng vật mầu xẫm (amphibol, pyroxen, 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, amphibol 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.
• Gabbro là loại đá bazơ, thành phần gồm có plagiocla bazơ (khoảng 50%) và các khoáng vật màu xẫm như pyroxen, amphibol và olivin. Gabbro 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/cm3. Gabbro được sử dụng làm đá dăm, đá tấm để lát mặt đường và ốp trang trí các công trình kiến trúc.

phun trào

• Diaba có thành phần tương tự gabbro, là loại đá trung tính, có kiến trúc hạt nhỏ, hạt vừa xen lẫn với kiến trúc hiển tinh. Thành phần khoáng vật gồm có fenspat, pyroxen, olivin, màu tro sẫm hoặc lục nhạt, cường độ nén 3000 - 4000 kg/cm2. Đá diaba 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 gabbro. Chúng có kiến trúc vi tinh hoặc kiến trúc pocfia. 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 (amphibol, pyroxen) và mica; có kiến trúc ẩn tinh và kiến trúc dạng pocfia; 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.

Đá trầm tích núi lửa

Ngoài các loại đá đề cập ở trên, trong đá mácma phun trào còn có đá bọt, tuf, tro và tuf dung nham. Các loại đá này bên cạnh việc hình thành do kết tinh nhanh như đá phun trào 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 có độ rỗng cao (độ rỗng đến 80%) được tạo thành khi tro núi lửa lắng đọng từ 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 các lỗ rỗng ít liên thông nhau, 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 tuf núi lửa chặt nhất gọi là tơrat. Tuf 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 đá hộc để xây tường, sản xuất đá dăm cho bê tông nhẹ.