Các hoạt động kinh tế của con người có tác động phá hủy đá

1. Phân loại các loại đá trong tự nhiên hiện nay:

1.1. Đá mácma:

Đá mácma là do khối silicat nóng chảy từ lòng trái đất xâm nhập lên phần trên của vỏ rồi chảy ra ngoài mặt đất, nguội dần tạo thành. Do vị trí và điều kiện nguội của đá mácma mà cấu tạo và đặc tính của đá cũng khác nhau. Đá mácma được chia làm hai loại: xâm nhập và biến chất xuất.

– Đá xâm nhập thường ở sâu bên trong vỏ trái đất, chịu đựng sức ép mạnh dần của những tầng mặt trên rồi nguội bớt dần mà thành. Nó có kết cấu tinh thể to, cứng chắc, cường độ cao, ít thấm nước. Đá xâm nhập thường dùng để xây là granit, bazan 

Đá kết xuất được sinh ra khi mácma phun trào trên mặt đất. Do nguội nhanh trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp, nên khoáng không kịp kết tinh, hoặc chỉ là kết tinh được một bộ phận với kích cỡ tinh thể nhỏ, không đồng nhất, đại bộ phận vẫn còn ở trạng thái vô định hình. Mặt khác, các chất khí và hơi nước không kịp thoát ra, để lại nhiều lỗ rỗng, khiến cho đá nhẹ có loại nổi trên mặt nước.
Căn cứ vào hàm lượng xuyt silic đá mácma còn được chia ra các loại: mácma axit Si2O > 65%, mácma trung tính Si2O: 65 – 55%, mácma bazơ SiO2: 55 – 45% và mácma siêu bazơ SiO2 < 45%.

Các loại đá mácma thường dùng trong xây dựng:

– Đá mácma 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 amfibon và piroxen. 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…

+ Sienit 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, amffibôn 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.

+ Gabrô 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.

Đá mácma phún xuất:

+ Diaba có thành phần tương tự garbô, 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, pyroxenvà 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.
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.

+ 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.

+ Tup 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.

+ Tup dung nham do trọ 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.

1.2. Đá trầm tích:

Được tạo nên do tính chất nhiệt động của vỏ trái đất thay đổi. Các loại đá khác nhau dưới sự ảnh hưởng của các điều kiện nhiệt môi trường và những tác động cơ học sẽ bị biến dạng, vỡ vụn. Sau đó chúng được gió và nước cuốn đi rồi lắng xuống theo từng lớp. Dưới áp suất và trải qua những quá trình hoá học chúng được kết dính lại bởi những loại keo đặc biệt tạo nên đá trầm tích. Do điều kiện tạo thành như thế mà đá trầm tích có những đặc điểm chung là: Có tính chất phân hoá rõ ràng, độ xốp, màu sắc, tính chất, độ đồng đều của hạt, độ cứng. .. của từng hạt cũng khác nhau. Cường độ nén theo phương vuông góc với các lớp luôn cao hơn cường độ nén theo phương song song với thớ. Đá trầm tích không đặc chắc như đá mácma vì các chất dính kết tự nhiên không chèn đầy giữa các hạt hoặc vì bản thân các chất dính kết co lại. Vì thế cường độ của đá trầm tích thấp hơn, độ hút nước cao hơn. Một số loại đá trầm tích khi bị hút nước cường độ giảm đi rõ rệt, có khi bị tan rã trong nước.

Đá trầm tích cơ học đơn giản, dễ dàng chế tạo cho nên được ứng dụng tương đối rộng rãi. Căn cứ theo thành phần tạo nên đá trầm tích được phân thành 3 loại:

+ Đá trầm tích biến chất: là kết quả hình thành của nhiều loại đá vôi, thành phần khoáng vật khá đa dạng. Có loại hạt bị phân tán bởi cát sỏi, đất sét; có loại đá hạt rời bị gắn kết với nhau bởi vật liệu kết dính tự nhiên như sa thạch, cuội kết.

+ Đá trầm tích cơ học được tạo nên bởi những chất tan trong nước lắng xuống và kết tinh lại. Đặc điểm là hạt tương đối nhỏ, cấu trúc tinh thể khá hoàn chỉnh và đồng đều hơn đá trầm tích tự nhiên. Loại này phổ biến nhất là đá vôi, manhezit, bột đá vôi, đất sét, anhydrit và muối mỏ.

+ Đá trầm tích hữu cơ: được tạo nên bởi sự tích tụ muối vô cơ của các loại động vật và thực vật sinh sống trong nước biển, nước ngọt. Đó là các loại đá cacbonat và silic khác nhau bao gồm đá vôi, đá vôi vỏ sò, đá phấn, đá cẩm thạch và trepen.

*Các loại đá trầm tích thường dùng trong xây dựng:

– Đá vôi: Thành phần khoáng vật chính của đá vôi là canxit, nhưng khi ở trạng thái biến chất, nó hay bị lẫn các tạp chất như silic, đất sét, bitum. .. Nên nó có màu sắc từ trắng đến màu tro, xanh nhạt, vàng và cả màu hồng xẫm, màu đen. Đá vôi có độ cứng 3, khối lượng thể tích 1700 ÷ 2600 kg/m3, cường độ chịu nén 1700 ÷ 2600 kg/c m2, hệ số thấm nước 0,2 ÷ 0,5%. Đá vôi giàu silic có cường độ cao hơn, tuy nhiên giòn và cứng. Đá vôi silic có tính chất vật lý tốt hơn đá vôi thông thường. Đá vôi có nhiều sét lớn hơn 3% có độ bền cơ học thấp. Đá vôi không rắn như đá granit, nhưng rẻ hơn, khai thác và chế biến dễ hơn, do đó được dùng phổ biến hơn. Đá vôi cũng được dùng như phụ gia cho xi măng, dùng trải mặt đường giao thông, đường xá, và dùng trong các công trình xây dựng khác, cũng như để chế tạo tấm ốp, tấm lót và các cấu kiện kiến trúc khác. Đá vôi là nguyên liệu chính để chế sản xuất vôi và vữa.

– Sa thạch: chủ yếu là cát thạch anh keo kết bởi chất keo kết với đất sét, oxyt silic, oxyt sắt, cacbonat canxi mà thành. Trong sa thạch có khi còn chứa fenspat, mica và những hạt khoáng vật khác. Tuỳ loại keo kết mà sa thạch có những tên gọi khác. Sự keo kết của hạt cát để tạo nên sa thạch và sa thạch sét cuội kết hay dăm kết xảy ra bởi sự kết tủa oxyt silic hydroxyt sắt và cacbonat canxi trong những khe hở giữa các hạt cát, sỏi, là tăng độ chặt. Cường độ của sa thạch phụ thuộc vào chất lượng chất gắn kết sa thạch silic có cường độ cao nhất, khoảng 3000 kg/c m2. Chất keo kết cũng quyết định màu sắc của sa thạch: sa thạch silic và sa thạch sét có màu tro nhạt; sa thạch sắt có màu hồng, vàng, nâu, sa thạch sét có màu vàng sẫm. Trong bê tông còn dùng sa thạch silic để làm phụ gia trộn vữa dùng trong rải nền đường.

1.3. Đá biến chất:

Được hình thành do sự biến chất của đá mácma, đá trầm tích, hoặc cat từ loại đá biến chất khác, dưới sự ảnh hưởng của áp suất, nhiệt độ cao và các hợp chất có hoạt tính hoá học.
Các chất có hoạt tính hoá học hay gặp nhất là nước và axit cacbonic thường có trong hầu hết các loại đất, đá. Tính chất của đá biến chất phản ánh tình trạng biến chất và thành phần của đá trước khi biến chất quyết định. Dưới sự ảnh hưởng của những tác động biến chất, các thành phần của đá có thể tái kết tinh trở lại dạng rắn rồi xếp lại. Tác dụng biến chất không những có thể cải biến kết cấu của đá mà còn làm biến đổi cả các khoáng vật của nó.

Trong quá trình biến chất do tác động của áp lực và sự tải kết tinh nên đá biến chất thường rắn chắc hơn đá trầm tích; nhưng đá biến chất từ đá mácma thì do cấu tạo dạng phiến mà tính chất cơ học của nó kém đá mácma. Đặc điểm nổi bật của phần lớn đá biến chất trừ đá hoa và đá quăczit là quá nửa khoáng vật của nó có cấu tạo dạng lớp song song nhau, dễ tách thành những phiến mỏng.

Các khoáng vật của đá biến chất thường là các khoáng vật có trong đá mácma, đá trầm tích và cũng có thể là những khoáng vật đặc trưng chỉ có ở trong những lớp đá biến chất dưới đáy.

* Các loại đá biến chất thường dùng trong xây dựng:

– Đá gơnai: đá phiến sét: Đá gơnai là loại đá granit tái kết tinh và biến chất dưới tác động của áp suất cao. Đó là đá biến chất thấp, tinh thể hạt thô, cấu trúc kiểu tầng – trong đó các khoáng vật như thạch anh màu nhạt, fenspat và những khoáng vật màu sẫm, mica xếp tầng đan xen nhau trông rất đẹp mắt. Do cấu tạo kiểu tầng mà cường độ theo những phương khác cũng khác nhau, có thể bị biến chất và phân tầng. Đá gơnai dùng chủ yếu để làm đá lát lòng bờ sông, ốp vỉa hè. 

– Đá hoa: là loại đá biến chất tiếp hay khu vực, do tái kết tinh đá vôi và đá đôlômit dưới tác động của nhiệt và áp suất cao tạo thành. Đá hoa bao gồm các hạt to hay nhỏ của canxit, đôi khi có xen những hạt nhỏ gắn kết với nhau rất chặt chẽ tạo thành. Đá hoa có nhiều màu sắc như trắng, vàng, hồng, đỏ, đen… xen lẫn những mảnh nhỏ và vân hoa. Cường độ chịu nén 1200 kg/cm2, đôi khi đến 3000kg/cm2, dễ gia công cơ học, dễ mài nhắn và đánh bóng. Đá hoa được dùng làm đá tấm ốp trang trí mặt chính, làm bậc cầu thang, lát sàn nhà, làm cốt liệu cho bê tông, granito.

– Đá quăczit là đá sa thạch tái kết tinh tạo thành. Đá màu trắng đỏ hay tím, chịu phong hoá tốt, cường độ kháng nén tương đối cao 4000 kg/c m2, độ cứng lớn. Đá quăczit được sử dụng để xây mố cầu, tạo tấm ốp, làm đá dăm, đá hộc cho cầu đường, làm nguyên liệu chế tạo vật liệu xây dựng.

– Diệp thạch sét: có cấu trúc hình phiến, tạo nên do quá trình biến đổi hoá học của sét dưới áp suất cao. Đá màu xám sẫm, ổn định trong không khí, không bị nước phá huỷ và có thể bóc thành lớp mỏng. Diệp thạch sét dùng làm ngói lợp khôn xiết đẹp mắt.

2. Một vài hoạt động kinh tế của con người có tác động phá hủy đá:

Một vài hoạt động kinh tế của con người có tác động phá hủy đá gồm:

– Xây dựng cầu, đường: Hoạt động này đòi hỏi con người phải phá hủy các cấu trúc cũ để xây dựng theo bản vẽ.

– Làm các hầm đường bộ: Việc làm hầm đường bộ sẽ phải khoét sâu vào lòng núi, đường,…

– Khai thác khoáng sản

– Điêu khắc đá

– Xây dựng nhà cửa

3. Phong hóa là gì? Các hình thức phong hoá: 

Hoạt động kinh tế của con người có tác động phá hủy đá cũng là một dạng phong hóa.

Quá trình phong hóa là quá trình phá hủy và làm biến đổi các loại đá và khoáng vật do tác động của sự thay đổi nhiệt độ, của nước, ô xi, khí cacsbonic, các loại axit có trong thiên nhiên và sinh vật

Trên bề mặt Trái Đất, quá trình này xảy ra rất mạnh mẽ, đặc biệt ở những vùng nhiệt đới, có điều kiện nhiệt và ẩm phong phú.

Phong hoá có 3 hình thức: Phong hoá lí học, phong hoá hoá học và phong hoá sinh học. Trong đó:

 – Phong hoá lí học là sự phá huỷ đá theo những kích cỡ khác nhau mà không tạo nên sự thay đổi về hình thái, thành phần khoáng vật và hoá học của đá. => Các hoạt động kinh tế của con người có tác dụng phá huỷ đá là phong hoá lí học

– Phong hoá hoá học là hiện tượng phá huỷ trong tự nhiên gây biến đổi cấu trúc hoá học, thành phần hoá học của đá, khoáng vật. Ví dụ: Địa hình Các-xtơ. Đây là dãy núi đá vôi bị nước mưa gây xói mòn nhưng đây không phải là phong hoá lí học mà sự thay đổi này là do khí CO2 kết hợp với hơi nước, cùng với những idon dương của Hydro tạo nên Axit Cacbonic làm mòn đá –

– Phong hoá tự nhiên là sự phá huỷ đá, khoáng vật dưới tác dụng của những vi sinh vật: Rễ cây, vi sinh vật, …