Đá

Đá là tổ hợp có quy luật của các loại khoáng vật, có thể là một thể địa chất có lịch sử hình thành riêng biệt. Các loại đá được phân loại theo thành phần khoáng vật, nguồn gốc thành tạo. Theo nguồn gốc thành tạo có thể phân ra: macma, đá trầm tích và đá biến chất.

Đá macma (magma) được hình thành từ kết quả nguội lạnh, đông cứng của dung dịch silicat nóng chảy (dung dịch macma)và được chia (theo nguồn gốc thành tạo) làm hai loại macma chính: macma xâm nhập và macma phun trào - macma phún xuất.

Đá macma xâm nhập được thành tạo khi dung dịch macma nguội đi và các tinh thể khoáng vật kết tinh chậm bên trong vỏ Trái Đất. Các tinh thể kết tinh rõ ràng, các đá loại này thường có cấu tạo đặc sít.

Đá macma phún xuất được thành tạo khi dung dịch macma phun trào lên trên bề mặt đất; có sự giải phóng các chất khí có trong dung dịch macma một cách mãnh liệt, các đá macma phún xuất thường có cấu tạo rỗng xốp.

Đá trầm tích được tạo ra từ sự lắng đọng của các mảnh vụn hoặc các chất hữu cơ, hay các chất kết tủa hóa học (các chất còn lại sau quá trình bay hơi), được nối tiếp bằng sự kết đặc của các chất cụ thể và quá trình xi măng hóa. Quá trình xi măng hóa có thể diễn ra tại hoặc gần bề mặt Trái Đất, đặc biệt là đối với các loại trầm tích giàu cacbonat.

Đá biến chất được tạo ra từ sự thay đổi của bất kỳ loại đá nào (bao gồm cả đá biến chất đã hình thành trước đó) đối với các điều kiện thay đổi của môi trường như nhiệt độ và áp suất so với các điều kiện nguyên thủy mà các loại đá đó được hình thành. Các điều kiện nhiệt độ và áp suất này luôn luôn cao hơn so với các chỉ số của chúng ở bề mặt Trái Đất, và phải đủ cao để có thể thay đổi các khoáng chất nguyên thủy thành các dạng khoáng chất khác hoặc thành các dạng khác của cùng một khoáng chất (ví dụ bằng sự tái kết tinh).

Sự biến đổi của một dạng đá sang một dạng khác được miêu tả bằng mô hình địa chất gọi là chu trình thạch học.

Lớp vỏ và phần trên cùng của lớp phủ Trái Đất ((hay còn gọi là manti) được tạo ra từ các loại đá (và gọi là thạch quyển)

Khái niệm

Đá thiên nhiên

Là một khối vô cơ bao gồm 1 hay nhiều khoáng vật khác nhau. Đá thiên nhiên tạo nên vỏ trái đất.

Khoáng vật là những vật thể đồng nhất về thành phần hóa học, cấu trúc và tính chất vật lý. Ví dụ khoáng vật thạch cao, fenspat...

  • Đá thạch cao: KV chính CaSO4.2H2O + tạp chất.
  • Đá vôi: Khoáng vật chính CaCO3 + tạp chất.

o Có loại đá chỉ tạo nên bởi một loại khoáng vật như: đá thạch anh, đá thạch cao.

+ Có loại đá tạo nên bởi nhiều loại khoáng: đá bazan, đá granit.

Vật liệu đá thiên nhiên

Là sản phẩm sản xuất từ đá thiên nhiên bằng phương pháp gia công cơ học hoặc do phong hóa tự nhiên như: đá hộc, đá tấm (phiến), đá dăm, cát...

Từ đá thiên nhiên có thể chế tạo một số chất kết dính như xi măng (đá vôi+ đất sét? nung ? clinker, nghiền +PG? XM), vôi (nung đá vôi CaCO3), thạch cao xd CaSO4.0.5H2O (nung đá thạch cao CaSO4.2H2O) …

Vật liệu đá xây dựng được sử dụng rộng rãi nhờ có những ưu điểm sau:

  • Cường độ chịu nén cao, Rn cao.
  • Bền vững trong môi trường sử dụng.
  • Dùng để trang trí.
  • Giá thành thấp, tận dụng được nguồn nguyên liệu địa phương.
  • Bên cạnh đó còn có một số nhược điểm: khối lượng thể tích lớn, quá trình gia công phức tạp, vận chuyển và thi công khó khăn.

Phân loại

Theo khối lượng thể tích và cường độ: ( trạng thái khô)

  • Loại nhẹ: ?o < 1800 kg/m3, có mác tương ứng 5, 10, 15, 75, 100, 150 kG/cm2, dùng xây tường cho nhà cần cách nhiệt.
  • Loại nặng: ?o ? 1800 kg/m3, có mác tương ứng 100, 150, 200, 400, 600, 800, 1000 kG/cm2, dùng trong các công trình chịu lực, công trình thủy công để xây móng, tường chắn, lớp phủ bờ kè, ốp lát…

Theo hệ số mềm

Chia thành 4 cấp:? 0.6; 0.6 - 0.75; 0.75 - 0.9;và? 0.9.

Theo yêu cầu sử dụng và mức độ gia công

  • Đá hộc: gia công theo phương pháp nổ mìn. Dùng để xây móng nhà, tường chắn, trụ cầu,
  • Đá đẽo thô, vừa, kỹ tùy theo yêu cầu sử dụng của công trình.
  • Đá kiểu: được chọn lọc kỹ, chất lượng cao, dùng để trang trí cho các công trình.
  • Đá phiến: để ốp lát, trang trí.
  • Đá dăm: làm cốt liệu trộn bê tông.

Theo hàm lượng oxit silic

  • Đá acid: SiO2 > 65%.
  • Đá trung tính: SiO2 = 65 - 55%.
  • Đá bazơ: SiO2 = 55 - 45%.
  • Đá siêu bazơ: SiO2 < 45%.

Theo nguồn gốc

Căn cứ vào cấu trúc, nguồn gốc và điệu kiện hình thành của đá để phân loại. Chia thành 3 nhóm sau:

  • Đá mácma.
  • Đá trầm tích.
  • Đá biến chất.

Đá macma

Được tạo thành do sự nguội đặc của những khối macma nóng chảy (hay còn gọi là khối silicate nóng chảy) (ở nhiệt độ 1000 - 1300oC) từ lòng đất xâm nhập lên phần trên của vỏ trái đất hoặc phun ra ngoài mặt đất.

Tùy theo điều kiện nguội đặc có 2 loại macma xâm nhập và macma phún xuất.

  • Macma xâm nhập: là loại đá do macma xâm nhập vào các tầng vỏ trái đất (cách ly khí quyển) ở sâu hơn trong vỏ trái đất, chịu áp lực và nhiệt độ cao, nguội dần mà thành. Ví dụ: Đá granit (20-40%khoáng thạch anh, 40-60%trường thạch, 5-15%mica,5-20 khoáng vật sẩm màu), diorit, gabro.
  • Đặc điểm: do nguội rất châm, có áp lực của các lớp đất đá bên trên. Nên có tính chất là đặc chắc, R cao, ít hút nước (Hp <1%), màu đẹp (vì không bị phân hóa, ít chịu ảnh hưởng của thời tiết…). Sử dụng cho các công trình chịu lực như móng, bệ móng, dùng làm trang trí như đá ốp lát…
  • Macma phún xuất: là loại đá do macma phun ra trên mặt đất, tiếp xúc với không khí, điều kiện áp suất và nhiệt độ thấp, nguội lạnh nhanh mà sinh ra.

Trên mặt đất, do nguội lạnh nhanh, macma không kịp kết tinh, hoặc chỉ kết tinh được một bộ phận với kích thước tinh thể rất nhỏ, chưa hoàn chỉnh, còn đại bộ phận tồn tại ở dạng vô đình hình, trong đá có lẫn nhiều bọt khí (do đang sôi và bị nguội lạnh nhanh): đó là dạng macma phún xuất chặt chẽ. Ví dụ Đá diabazơ, bazan, andezit. Có tính chất rỗng nhẹ, cứng và rất giòn. Sử dụng làm cốt liệu cho bê tông nhẹ, dụng làm phụ gia hoạt tính cho bê tông và xi măng…

Khi macma đang sủi bọt, gặp lạnh đông lại nên rất xốp và nhẹ, hoặc phần macma bị phun lên cao, bay xa, nguội nhanh, hơi nước, khí thoát ra nhiều nên có kết cấu rỗng vụn, ?o nhỏ: đó là dạng macma phún xuất rời rạc. Ví dụ Tro, túp núi lửa, túp dung nham. Tính chất nhẹ. Dùng làm phụ gia trơ cho bê tông và xi măng..

Đá trầm tích

Do sự tích tụ, lắng đọng hay kết tủa trong nước của các khoáng chất, của đất đá bị phong hóa, vỡ vụn tích lũy thành khối mà thành. Dựa vào nguồn gốc hình thành có 3 loại:

  • Trầm tích cơ học: do sản phẩm vụn nát sinh ra trong quá trình phong hóa các loại đá có trước tích tụ lại mà thành. Có loại rời rạc như sỏi, cát, đất sét; loại rời rạc bị gắn kết nhau như dăm kết, cuội kết, sa thạch.
  • Trầm tích hóa học: tạo thành do các khoáng chất hòa tan trong nước lắng đọng, kết tủa lại, như đá vôi dolomit. thạch cao, anhydrit, tup đá vôi…
  • Trầm tích hữu cơ: tạo thành do sự tích tụ xác động vật, thực vật như đá vôi, đá vôi vỏ sò, đá phấn, đá diatomit, trepen…

Đá biến chất

Là các loại đá mácma, trầm tích, và đá biến chất có trước bị biến chất (biến tính) khi gặp áp suất và nhiệt độ cao. Gồm các loại:

  • Biến chất khu vực: khi một vùng đất nào đó bị lún xuống, những lớp đá hình thành trước bị lún sâu hơn, bên trên là những lớp trầm tích mới tích tụ dần, lâu ngày tạo nên một áp lực lớn ép lên những lớp dưới làm chúng bị biến chất. Loại này có tính phân phiến (lớp mỏng) nên tính chất cơ học kém hơn đá mácma. Ví dụ Đá gơnai (do đá granit tái kết tinh), phiến sét (do sự biến chất của đất sét dươi áp lực cao).
  • Biến chất tiếp xúc: Tạo thành từ trầm tích bị biến chất do tác dụng của nhiệt độ cao. Khi gặp macma xâm nhập, đá trầm tích tiếp xúc với macma bị nung nóng và thay đổi tính chất. Loại này thường rắn hơn đá trầm tích. Ví dụ đá hoa (do tái kết tinh đá vôi và đá đôlômit dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất cao mà thành), thạch anh (biến chất từ cát)…
  • Biến chất trao đổi

Xem thêm

* Địa chất học

* Thạch học

* Danh sách khoáng vật

* Danh sách các loại đá

* Khai thác đá

* Thạch luận

* Cự thạch (Megalith)

* Kè đá