1234

BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

PHONG HÓA
Đ ặ n g M ai. K h o a Đ ịa c h ấ t,
T rư ờ n g Đ ại h ọ c K h o a họ c T ự n h iê n (Đ H Ọ G H N ).
N g ô Ọ u a n g T o àn .
T ồ n g H ội Đ ịa c h ấ t V iệ t N am .

G iới th iệu
P hong hóa là quá trình phá hủy cơ học và phân
giải hóa học các đá xảy ra trên b ể mặt Trái Đât dưới
tác dụ ng của nước, nhiệt độ, khí oxy, khí carbonic và
sinh vật. Q uá trình ph on g hóa không th ế xảy ra,
hoặc xảy ra không hoàn hào và triệt đê nếu như
không có nước. N ếu không có nước thì diện m ạo bề
mặt Trái Đâ't củng giốn g nh ư b ể mặt Mặt Trăng và
Sao Hỏa hiện nay. N ư ớc có tác d ụ n g rừa lũa và hòa
tan các khoáng vật, đ ổn g thời là m ôi trường đê cho
các phàn ứ n g hỏa học xảy ra làm biến đối khoáng
vật từ dạng này sang dạng khác. N hiệt đ ộ tăng làm
tăng tốc đ ộ phản ứng. Vì lè đó, trong điều kiện khí
hậu nhiệt đới ấm, đá bị phân hủy rât m ạnh và sâu
sắc, các n g u yên tố silic, kiểm , kiềm thổ bị rửa trôi chi
còn lại sắt, nhôm và silic trong thạch anh. Khi oxy
trong khí q uyển tiếp xúc với các khoáng vật có thê
gây ra phản ứng oxy hóa, làm biến đối các khoáng
vật sulfur và silicat chứa sắt. Khí carbonic (CO 2 ) là
yếu tố làm tăng tính acid cho m ôi trường nước, thúc
đẩy quá trình hòa tan k hoáng vật. N goài ra, CO 2 còn

là tác nhân gây ra phản ứ ng carbonat hóa. Vai trò
của sinh vật thể hiện ở tác d ụ n g g iữ nước của lớp
phủ thực vật, ở áp lực của rễ cây và khá năng tiết ra
acid ở m ột s ố loại thực vật. M ột s ố vi sinh vật sống
trong đâ't, đá cũng có th ế tham gia vào các quá trình
oxy hóa và quá trình khừ. N g u ồ n năng lư ợng đ ế
thực hiện quá trình ph on g hóa chủ yếu là năng
lư ợng Mặt Trời mà Trái Đát nhận được. N g u ổ n năng
lượng này như là v ô tận, liên tục và dễ dàng chuyến
hóa từ dạng nhiệt năng sang cơ năng, hóa năng,
năng lượng sinh học và các d ạng khác, vì vậy quá
trình ph ong hóa cùng liên tục xảy ra ờ khắp nơi và
rất đa dạng v ề cơ c h ế hình thành. Tùy thuộc vào các
yếu tố tác d ụ n g lên đá và sản phấm tạo thành, phong
hóa được chia thành phon g hóa vật lý và phon g hóa
hóa học. T uy nhiên, trong thực tế, hai quá trinh này
thường liên quan chặt chê và đi liền với nhau.
Sán phấm cua các quá trình phong hóa là vò
phong hóa - m ột thê địa chât nằm ờ phần trên cùng
của vỏ Trái Đât, gổm các sản phẩm được hình thành
tại chỗ. Các sản phấm đ ó phân bô m ột cách có quy
luật từ trên xuốn g dưới tạo thành từng lớp khác
nhau v ề câu tạo, thành phần vật chât và được gọi là
các đới p hon g hóa.
Vo p hon g hóa đư ợc phân loại theo nhiều tiêu
chuân khác nhau, như ng ph ô biến nhất là theo thành
phẩn hóa học tiêu biêu của đới sản phấm phong hóa

triệt đ ế nhất. Trong mặt cắt vỏ phong hóa, đới này
thường nằm trên cùng, bên dưới lớp đất. Theo tiêu

chuẩn đó, vò phong hóa gốm ba kiêu chính: ĩ) Siallit
(SiAl), nếu Si và AI chiếm hàm lượng ưu thế;
2) Ferosiallit (FeSiAl), nếu Si, Al và Fe chiếm hàm
lượng ưu thế; và 3) Feralit (FeAl) là sản phấm phong
hóa trong đó Fe và AI có hàm lượng cao.

P h o n g hóa vật lý
Phong hóa vật lý là quá trình phá huy đá dưới tác
dụng của nhiệt độ và áp suất làm cho đá bị nứt nẻ và
vở vụn, nhưng không thay đổi về thành phẩn
khoáng vật và hóa học so với thành phẩn ban đẩu
của đá mẹ. Quá trình phá hùy đá do yếu tố nhiệt độ
gọi là phong hóa nhiệt hay là ứng sua't (stress) nhiệt.
Quá trình phá hủy đá do yếu tố áp suât gọi là phong
hóa cơ học.

Hình 1. Phong hóa bóc vỏ />
Phong hóa nhiệt thê hiện rõ rệt nhât trong nhừng
vùng hoang mạc khô nóng với sự chênh lệch lớn vể
nhiệt độ giữa ngày và đêm . Tại những vùng này,
lượng mưa rất thấp, nhiệt độ ban ngàv có thê lên tới
70 - 80°c nhưng ban đêm có thể xuống tới -40°c. Do
quá trình truyền nhiệt được thực hiện tử ngoài vào
bên trong khối đá, nên vào ban ngày các lớp ngoài
cua khối đá được nung nóng và giãn na ra, còn phăn
bên trong vẫn còn nguội lạnh. Vào ban đêm , nhiệt độ
giảm xuống, lớp ngoài của đá bị co lại. Trải qua một
thời gian dài, lớp ngoài của khối đá bị bong ra tạo
nên hiện tượng phong hóa bóc vò [H .l]. Sụ dao động
nhiệt củng làm cho các khoáng vật tạo đá bị co giàn

liên tục. Do hệ sô giãn nơ nhiệt cua các khoáng vặt
khác nhau, nên dẩn dẩn liên kết cơ học giữa chủng bị
phá vờ, khe nứt xuât hiện, càng ngày càng rộng và
ăn sâu vào bên trong khối đá. Kết qua là khối đá bị


PHONG HÓA

nứt vờ ra, ban đâu là những tang lớn, tiếp đến là
những dăm cục nhò hơn và cuối cùng là cát, bột.
Theo Clarke, hệ sô giãn nơ cua các khoáng vật tạo đá
rât khác nhau, ví dụ hệ s ố giãn nà của thạch anh là
3 1 0 . 1 0 orthoclas - 170.10'6, hornblend - 284.ÌO*6 và
calcit - 200.10 '’. Do vậy, các đá có thành phẩn đa
khoáng dễ bị phá huy hơn các đá thành phần đơn
khoáng. N gay trong cùng một khoáng vật, hệ s ố giãn
nơ cùng không đổng nhất theo các phương khác
nhau. Ví dụ, trong các khoáng vật thạch anh và
calcit, hệ sô giàn nà theo phương vuông góc vái trục
bậc ba thường cao hơn khoang 2 lần theo phương
song song với trục đó. Do đỏ, các đá đơn khoáng
nhu quartzit, đá hoa, v.v... dề bị nứt vỡ, dập nát do
tác dụng phong hóa do nhiệt. Màu sắc khoáng vật
cũng là m ột yếu tố quan trọng đối với phong hỏa
nhiệt. Khoáng vật sâm màu như olivin, pyroxen,
am phibol, biotit có khá năng hâp phụ nhiệt lớn và dê
bị phá huy hơn những khoáng vặt sáng màu hấp
phụ nhiệt kém nhu thạch anh, muscovit.
Tác đ ộ n g của nước đ ỏn g băng, cua rê cây tăng
trướng, m uối kết tinh trong các khe nứt của đá và

sự giám tải trên bể mặt khối đá đểu gây phong hóa
CC7 học. Khi đ ón g băng, thể tích của nước tăng lên
khoang 10 - 11%, tạo thành m ột cái nêm [H.2] chèn
sâu vào khe nứt, gây ra m ột áp lực lớn làm cho
khối đá bị vở toác thành nhữ ng m ảnh riêng biệt. Đó
là phong hóa băng sinh, thường xảy ra ở vùng khí
hậu lạnh và trên các núi cao, nơi mà nhiệt độ không
khí thương dao đọng xung quanh diêm băng của
nước. Trong quá trình tăng trường, bộ rễ của cây
cối cùng ngày càng lớn, xuyên sâu vào các khe nứt
của đá, tương tự đóng m ột cái nêm làm cho đá bị
nứt ra [H.3]. Sự kết tinh m uối trong các khe nứt
nhỏ cùng làm cho đá bị dập vờ. Hiện tượng này
thường xảy ra trong khí hậu khô, nơi mà vào ban
ngày bị Mặt Trời nung n óng làm cho nước bốc hai
và m uối trong khe nứt kết tinh lại. Sự tăng trưởng
của các tinh thê m uối qua thời gian sẽ gây ra một
áp lực làm cho các khe nứt được mở rộng dẩn và
đến một lúc nào đó, đá n gu yên khối sê bị phá vỡ.

U

p

1235

* '

H ình 3. Phá hùy đá do rễ cây. Nguồn: http://w w w .ehow .
com /info_ 8082336_types-physical weathering.htm l


C o c h ế giảm tải xảy ra như sau. Các khối m agm a
xâm nhập khi mới thành tạo luôn bị phu bài m ột láp
đât đá khác nằm trên. Khi lớp phủ này bị bóc đi d o
m ột n gu yên nhân nào đó, áp suất thủy tinh trên khối
xâm nhập giảm xuống làm cho lớp bể mặt của n ó có
xu h ư ớ ng nờ ra, tách rời khòi phẩn bên trong thành
dạng tấm m òng. Qua thòi gian, các tấm đó bị nứt ra
và gãy gập xuống [H.4].

H ình 4. Vòm granit bị nửt vở do giảm tải.
(Nguồn: lsoc .org.uk/gsl/pid/3561)

P h on g hóa hóa h ọ c
P hong hóa hóa học là quá trình phá hủy, biến đổi
đá v ề thành phần khoáng vật và n gu yên tố xảy ra do
các phản ứng hóa học giữa khoáng vật của đá m ẹ
ban đẩu với các tác nhân phong hóa. Các phản ứ ng
p hon g hóa gồm thuy phân, oxy hóa, hydrat hóa,
carbonat hóa và trao đổi - hâp phụ, v.v..., trong đ ó
thủy phân và oxy hóa là hai quá trình phô biến và
quan trọng nhât.

H ình 2. Đá bị nứt nẻ do nước đống băng.
(Nguồn: />
Thủy phân là cơ c h ế phân hủy chu yếu đối với các
khoáng vật silicat và alum osilicat. D o phan ứ ng thủy
phân, các nguyên tố kiểm , kiềm thô được giải phón g
dưới dạng cation hòa tan trong nước, còn silic m ột
phẩn tạo ra acid silicic, m ột phần được giữ lại trong

k hoáng vật sét cùng với nhôm . Ví dụ:


1236

BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

2 KAISi3 0 8 + 11 H20 ^ 2 K+ + 2 OH + 4 AI2SÌ2 0 5 (0 H )4 + 4 H4 SÌO4

4Fe2* + 8 HCO 3 + 0 2 + 4H20 -> 2Fe 2 0 3 +

orthoclas

Trong môi trường khư, quá trình sẽ dửng lại ờ
phản ứng (3), còn trong môi trường oxy hóa thì Fe2+
nhanh chóng chuyến thành Fe3+ và phan ứng (4) sẽ
xảy ra tiếp theo. Các phàn ứng (1) và (2) là không
thuận nghịch, vì hợp chât Fe3+rât bển vừng.

kaolinit

3KAISi3 0 8 + 2H+ + 12H20 — KAI3 SÌ3 O 10(OH )2 + 2K+

+ 6

microclin

H4 SÌO4
sericit


Mg 2 S i0 4+ 4H20 -> 2Mg2* + 4 0 H ‘ + H4 S i0 4
forsterit

Acid silicic sinh ra từ các phàn ún g này, một
phần tham gia phản ứng tạo thành các khoáng sét,
một phẩn ngưng kê't dưới dạng keo silic (opal), dẩn
dần bị khừ nước, tái kết tinh thành chalcedon, thạch
anh và m ột phẩn một phẩn hòa tan trong nước. Dựa
vào hằng SỐ phân ly của acid silicic có thể chửng
minh rằng, trong nước tự nhiên acid này tổn tại chủ
yêu dưới dạng không phân ly H 2 S1 O 3 và H 4S 1 O 4 .
Dạng thứ nhất gọi là acid metasilicic, dạng thứ hai là
acid orthosilicic. Các khoáng vật sét, trong điểu kiện
thuận lợi có thể bị thủy phân tiếp tục tạo thành
gibbsit:
AI2 SÌ2 0 5 (0 H )4 + 5 H20 -> 2 AI(OH)3+2 H 4 SÌO 4
kaolinit

gibbsit

K A I 3 S Ì 3 O 10( O H ) 2 + H + + 9 H 2 0

—

3 A I( O H ) 3 +

K + + 3 H 4 S ÌO 4

sericit


Gibbsit được thành tạo từ các phản ứng trên dẩn
dẩn bị mất nước tạo thành boehmit, hoặc sâu hơn
thành corindon.
CO 2 là m ột chất khí có mặt thường xuyên trong
nước tự nhiên và khi tham gia vào phản ứng thúy
phân, quá trình hòa tan khoáng vật xảy ra với tốc độ
nhanh hơn và triệt đ ể hơn:
Mg 2 S i0 4 + 4 H20 + 4 C 0 2 -> 2 Mg2+ + 4 H C 0 3‘ +

AI2Si20 5 (0 H )4 + 5 H20 + 5 C 0 2 -> 2 AI(OH ) 3 + 2 H4 SÌO 4 + 5 C 0 2
kaolinit
Ca(Mg,Fe)Si20 6 + 2H20 + 2C 0 2 -> 2 H2SÌO3 + CaC0 3 + (Mg,Fe)C0 3
diopsid

Oxy hóa là phản ứng giữa oxy và khoáng vật chứa
các nguyên tố có thê thay đổi sô' oxy hóa như sắt, lưu
huỳnh, mangan. Trong phán ứng này, sắt từ số oxy
hóa +2 chuyến thành +3, lưu huỳnh từ -2 chuyên
thành +6, mangan từ +2 chuyên thành +3 hoặc +4.
Phan ứng oxy hóa đóng vai trò lớn trong việc phân
hủy các khoáng vật chứa Fe2+, ví dụ:

fayalit

(1)

CuS + 2 0

4 F e C 0 3 + 0 2 + 4 H20
siderit


->

2 Fe20 3 + 4

H 2CO 3

(2)

hematit

Phan ứng (1) là dạng rút gọn, trong thực tế khi có
sự tham gia cua acid carbonic, quá trình phân huy
fayalit có thế diên ra theo hai bước:
H 2CO 3

2

-> C u S 0 4

covellin

Hydrat hóa là quá trình thâm nhập của phân tư
nước vào mạng tinh thê của khoáng vật làm suy yếu
câu trúc vừng bền cua nó, ví dụ:
CaS04 + 2 H20 -> CaS04.2H20
anhydrit

thạch cao


FeO OH + n H 20 —►FeOH.nh^O
goethit

hydrogoethit

Phán ứng hydrat hoá thường kèm theo tăng thê
tích, chăng hạn khi tạo thành thạch cao từ anhydrit,
thê tích tăng tới 30%.

Carbonat hóa là phản ứng có sự tham gia của ion
carbonat [CO 3 ]2' hoặc bicarbonat [HCO 3] . Ví dụ,
phàn úng biến đối anglesit thành serussit:
P b S 0 4 + H 2 C O 3 -> P b C 0 3 + H 2 SO 4
anglesit

cerussit

Trong phản ứng carbonat, các kim loại hóa trị 2
thường bị chuyên thành dạng bicarbonat như
Ca(HC03)2’ M g(HC03)2/ FeịHCCh)Z M n(H C 03) ví dụ:

kaolinit

Trao đối - hấp phụ ỉon là một phản ứng phô biến
trong quá trình phong hóa và tạo đât ở khu vực
nhiệt đới ẩm nhờ tác động cùa chất keo sinh ra từ các
phản ứng thùv phân và oxy hóa. D o có lực bể mặt
lớn và mang điện nên chât keo có khả năng hâp phụ
nhiều nguyên tố hóa học. Quá trình hấp phụ thường
đi kèm với quá trình trao đổi. Thường gặp keo

dương và keo âm, nhưng trong đới ngoại sinh keo
âm chiếm phẩn ưu thế. D o vậy, quá trình trao đối hâp phụ cation xảy ra mãnh liệt han quá trình trao
đổi - hâp phụ anion. Phàn ứng trao đối - hâp phụ
cation của chât keo (K) là m ột quá trình thuận
nghịch, tuân theo quan hệ đương lượng:
[K]Ca2+ + (NH4)2SƠ4 ^ [K]2NH4+ + CaSƠ4

hematit

hoặc

Fe 2 S i0 4 + 4

Các khoáng vật chứa S2* cúng rất dê bị oxy hóa,
ví dụ:

anorthit

H 4 S ÌO 4

HCO 3 + H2C 0 3 (4)

CaAI2Si20 8 + 3H20 + 2C 0 2 — AI2Si20 5 (0 H )4 + Ca(HC 0 3 )2 + H4 S 1O 4

H 4 S ÌO 4

forsterit

2 Fe2S i0 4 + 0 2 + 4 H20 -> 2 Fe20 3 + 2


4

-> 2 Fe2+ + 4 HCO 3 ' +

H 4 S ÌO 4

(3)

Tổng lượng những cation có kha năng trao đổi
được gọi là dung tích trao đổi cation, ký hiệu là
CEC (Cation exchange capacity). Trong các keo âm
thì keo sét phô biến nhât, có khả năng hấp phụ
nhiều cation như K, NH4, Rb, Cs, Pt, Au, Ag, V, Hg,
v.v... làm cho chúng được giữ lại m ột phẩn trong
đất và vò phong hóa. Keo sét hâp phụ chọn lọc, ví
dụ hâp phụ K nhưng không hâp phụ Na. Các cation


PHONG HÓA

K, NH-ị được keo sét hấp phụ làm cho đất tốt, cây
trống phát triển. Các cation trao đổi quan trọng
nhất là Ca2*, M g2-, AP , K-, H*, NH-r và Na*.
Keo dương phố biến trong đói ngoại sinh gổm
Fe(OH)3 và Al(OH)^; chủng có kha năng trao đối hâp
phụ anion. Keo sắt, trong môi trường acid có kha năng
hấp phụ As, V, p ơ dạng anion (AsO-í), (VO-ỉ), (PO 4).
N hu vậy, củ n g với các phan ứ ng thủy phân,
oxy hóa, hydrat hóa và carbonat hỏa, phan ứng
trao đổi - hấp phụ cùng đón g vai trò quan trọng

chi phôi hành vi các nguyên tố trong quá trình
phong hóa.

S ự biến đồi cù a k h oán g vật trong quá trình
p h on g hóa
Sự phân huy và biến đổi các khoáng vật nội sinh
thành khoáng vật ngoại sinh là một quá trình phức
tạp, phụ thuộc vào điều kiện của môi trường. Theo
nguyên lý cân bang nhiệt động - độ bển vừ ng cua
các khoáng vật không giống nhau, khoáng vật thành
tạo trong điểu kiện nhiệt độ và áp suất cao (ví dụ,
olivin) kém bển vừng han khoáng vật thành tạo
trong điểu kiện nhiệt độ và áp suât thấp (ví dụ,
thạch anh) [H.5].
Bèn vững cao

Thạch anh
Muscovit

Pyroxen và amphibol. Đâv là hai nhóm khoáng
vặt có thành phẩn phức tạp. Sản phàm phong hóa
cua chúng gốm các khoáng vật chu yếu nhu
m ontm orillonit, nontronit, hyđromica, hydroxid sắt,
hydroxid nhôm , v.v... M ontmorillonit thành tạo môi
trường kiểm (pH: 7-8,5) khi trong dung dịch có mặt
ion Ca2+, Mg2" và không có K \ Nếu dung dịch chứa
nhiều Mg, có thê thành tạo saponit (do thay th ế AI
bơi Mg). Nếu môi trường ấm, kiểm yêu và giàu sắt
sè thành tạo nontronit. Trong môi trường kiềm và
hàm lượng K+ cao, hydromica được thành tạo.

Felspat. Felspat là nhóm khoáng vật phô biến
nhất trong vò Trái Đât (50% khối lượng vò), gổm
plagioclas và felspat kali. Chúng bị biên đối theo quá
trình: hydrat hóa —» bán thuý phân —> thuy phân
hoàn toàn. San phâm phong hoá chủ yếu gồm
hydromica, kaolinit, halloysit, hydroxid nhôm và các
khoáng vật sét khác, tùy theo điều kiện hóa lý cùa
môi trường. Trong mọi trường hợp, kaolinit là điên
hình nhất, được thành tạo theo phương trình tống
quát:
Felspat + H 2O -> ROH + AhfSizOs] (OH)4 +
SÌO2 .IÌH2 O
Trong đó, R là các nguyên tố Ca, Na, K. ROH và
một phẩn SiCh.nHíO được mang đi, còn lại kaolinit.
Trong khí hậu nhiệt đới ấm điên hình, kaolinit tiếp
tục bị thủy phân, thành tạo gibbsit:
AI4[S i4Oio] (OH)a -> AI(O H )3i

Felspat kali
Biotit
Mbit
Plagioclas trung tinh
Anorthit

Hornblend
Augit

Bèn vững tháp

Olivin


H ìn h 5. Độ b ề n vững c ủ a khoáng vật trong phong hóa.

Dưới đây trình bày quá trình biến đối của một số
khoáng vật.

Olivin. O livin là một khoáng vật kém bền vừng
nhất. Trong m ôi trường acid carbonic, đẩu tiên olivin
bị thuy phân thành serpentin và siderit.
(Mg,Fe)2[S i0 4] + H20 + C 0 2 -> Mg6[Si4O 10][OH]8 + F e C 0 3
olivin

serpentin

siderit

Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm, serpentin
tiếp tục bị thủy phân và ngưng keo tạo thành
m agnesit và opal, chalcedon, thạch anh, còn siderit
có th ể bị oxy hóa tạo thành limonit, goethit. Nếu
trong thành phẩn, sắt chiếm phần chu yếu (fayalit)
và môi trường cao Eh thì olivin bị oxy hóa tạo thành
hematit và keo silic SÌO2 .1 1 H 2C). N goài ra trong môi
trường kiểm, olivin có thể bị thủy phân thành
nontronit.

1237

kaolinit


+ S i0 2.nH 20

gibbsit

Kaolinit được thành tạo trong môi trường acid
yếu (pH: 5-6), khi trong môi trường vắng mặt (hoặc
có số lượng ít) các cation như K, Na, Ca, Mg. Hàm
lượng CO 2 tăng cao trong nước cùng là điều kiện
thuận lợi đ ế thành tạo kaolinit. v ề điều kiện khí hậu,
ch ế độ nhiệt ẩm là thích hợp nhất đ ế thành tạo
kaolinit. N goài phương thức phân hủy (trực tiếp từ
felspat), kaolinit cũng có thê thành tạo theo phương
thức kết hợp giừa keo nhôm và keo silic. Hydromica
được thành tạo trong các điều kiện khác nhau nhưng
thuận lợi nhất là môi trường kiểm yếu theo hai
phương thức là thủy phân tù’ alumosilicat và phản
ứng trao đổi giừa dung dịch chứa kali với kaolinit
hoặc montmorillonit. N ếu môi trường kiềm mạnh thì
hydromica bị phân hủy tiếp, silic bị mang đi và tích
lủy nhôm tạo thành gibbsit, boehmit. Halloysit
thường đi kèm với kaolinit trong điểu kiện độ ấm cao.
Mica. N hóm này gốm hai khoáng vật là m uscovit
và biotit, trong đó m uscovit bển vừng hơn biotit. Khi
bị phong hóa, cả hai khoáng vật này đểu bị mất kali
và tuần tự biến thành hydromica là hydrom uscovit
và vermiculit. Trong khí hậu nhiệt ấm, hydromica bị
thủv phân, tạo thành kaolinit và tiếp theo là gibbsit.
Do có chứa m agnesi và sắt trong thành phần nên
verm iculit có thế biến đổi thành m ontm orillonit và
nontronit cùng với hydroxid sắt.



1238

BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

Calcit. Khi tương tác với nước chứa carbonic tự
do, calcit bị hòa tan theo phương trình: CaCOs + H 2O
+ CO 2 —> Ca2+ + 2 HCO 3 -. Phản ứng này là thuận
nghịch, khi nhiệt độ tăng và kéo theo là giảm hàm
lượng CO: trong nước, sè chuyên dịch v ề bên trái.
Đây là cơ ch ế hòa tan đá vôi và tạo thành hang động
karst với các dạng thạch nhũ (măng đá, nhũ đá, vú
đá, v.v...).
Khoáng vật quặng. Chủ yếu gồm các nhóm
sulfur, hydroxid và oxid. N hưng hydroxid và oxid là
các khoáng vật bển vừ ng còn hẩu hết khoáng vật
sulfur đểu dễ bị oxy hóa và chuyên thành sulfat:
PbS + 2 O2 -> PbS04
galenit
ZnS + 2 O 2 —> Z n S 0 4
sphalerit

CuFeS 2 + 4 O2 —> CUSO 4 +FeS04
chalcopyrit

Sulfat chì là hợp châ't khá bển vửng và được kết
tua, tạo thành anglesit; đa s ố các sulfat có độ hòa tan
rât lớn, lớn hơn từ hàng chục đến hàng trăm ngàn
lần độ hòa tan của sulfur [Bang 1]. D o vậy nước

ngẩm rừa lũa qua quặng sulfur thường giàu các ion
kim loại. Các hợp chất sulfat được nước vận chuyên
đi và tiếp tục bị biến đối đê tạo thành các hợp chất
bền vừng hơn như hỵdroxid, oxid, carbonat,
phosphat. Tất cả các khoáng vật này tập trung trong
đới oxy hóa, nằm trên gương nước ngầm. Nếu dung
dịch sulfat di chuyển xuống phía dưới gư ơng nước
ngầm, gặp sulfur nguyên sinh có thế bị khử trở lại
tạo thành sulfur thứ sinh, ví dụ:

2 FeS2 + 7 0 2 + 2 H20 -> 2 F e S 0 4 + 2

H 2SO 4

(1 )

4 F eS 0 4 + 2 H2 SO 4 + 0 2 -> 2 Fe2 (S 0 4 )3 + 2 H20

(2 )

Fe2(S 0 4)3 +

(3)

6

H20 -> 2 Fe(OH)3 + 3 H 2 SO 4

Hydroxid sắt trong phương trình (3) là một hợp
chât khó hòa tan, kết đọng lại dưới dạng ngưng giao

bị khu nước biến thành goethit, hematit và được giũ
lại trong phẩn trên cùng của đới oxy hóa. sắt trong các
khoáng vật sulfur khác nhu chalcopyrit, pyrrhotin,
arsenopyrit cũng biến đôi tương tự. Hấu hết quặng
sulfur đểu chứa sulfur sắt, nên phần trên đới oxy hóa
cua chúng thường được làm giàu do hydroxid sắt, tạo
thành dạng "mủ sắt". Từ nhùng điểu trình bày trên
đây, có thê đưa ra một sa đổ câu tạo mặt cắt đới
phong hóa trên quặng sulfur như ờ hình 6.
Trong các phương trình (1) và (3), ngoài các hợp
chất cua sắt, còn xuât hiện acid sulfuric. Do vậy,
nước ngẩm rửa lũa qua quặng sulfur có tính acid với
độ pH thâp. Đó là nhùng chỉ thị thủy địa hóa quan
trọng trong công tác điều tra, tìm kiếm quặng sulfur
nói riêng, và nhiệt dịch nói chung.

7 C u S 0 4 + 4 FeS 2 + 4 H20 -> 4 H2 SO 4 + 4 F e S 0 4 + 7 CuS
pyrit

covelỉin

Ag2 SƠ4 + C1J2 s —> CU2 SO 4 + Ag2 S
chalcosin

argentit

Hành vi c á c n gu yên tố trong quá trình p h o n g
hóa

Z n S 0 4 + F eS 2 —> FeSƠ4 + ZnS

pyrit

Hình 6. Sơ đồ đới oxy hóa trên quặng sulfur
(theo Zolataev, 1993 - có sửa đổi).

sphalerit

B ảng 1. Độ hòa tan của sulfur và sulfat (Saukov A.A., 1975).

Sulfur

Độ hòa tan
(mol/l,
18°C)

Sulfat

Độ hòa tan
( mol/l,
20°C)

ZnS

70,6.10'6

ZnS04

3,37

MnS


71,6.10 6

M nS 0 4

5,32

FeS

70,1,10'6

F eS 0 4

1,74

CuS

3,51.1 ũ '6

C 11SO 4

1,30

PbS

3,6.10 "6

P bS 0 4

Ag2S


0,552.-icr6

Ag 2 S 0 4

1 ,3

. 1 0"4

2,5 .1 0 2

Pyrit và chalcopyrit là những khoáng vật phô
biến nhất trong quặng sulfur và rât dễ bị oxy hóa.
Trước tiên, lưu huỳnh bị oxy hóa và sulfur chuyên
thành sulfat sắt hai (Fe2+). Sulfat sắt hai không bển
vừng, tiếp tục bị oxy hóa thành sulfat sắt ba (Fe3+) và
cuôì cùng bị thuy phân tạo thành hydoxid sắt. Quá
trinh đó diên ra theo sơ đổ:

Khi đá bị phong hóa, xảy ra quá trình phân tách
các nguyên tố hóa học - những nguyên tố trơ được
giừ lại, còn những nguyên tố linh động di chuyến ra
khỏi vò phong hóa. Các nguyên tố tạo đá linh động
gồm Si, Ca, Mg, Na và K. Các nguyên tố trơ gồm Al,
Fe và Ti, nhưng Ti không phải là nguyên tố tạo đá
chính, chi gặp trong các đá mafic dưới dạng khoáng
vật phụ ilmenit. Dưới đây trình bày hành vi các
nguyên tố đó.

Silic là nguyên tố phô biến thứ hai (sau oxv)

trong vo Trái Đất, tổn tại dưới dạng khoáng vật
thạch anh và silicat. Trong điểu kiện tự nhiên, thạch
anh là khoáng vật rất bền vừng, do vậy dưới dạng
này, silic hầu như không di chuyến. Khi phong hóa,
các khoáng vật silicat (và alum osilicat), silic một
phẩn được giũ lại trong các khoáng vật sét, một
phẩn bị nước hòa tan dưới dạng acid silicic và được
mang ra khỏi vỏ phong hóa. Trong điểu kiện khí hậu


PHONG HÓA

nhiệt đới ấm, các khoáng vật sét tiếp tục bị biến đổi;
một lẩn nửa silic được giải phóng và hòa tan vào môi
trường nước. N hu vậy, trong quá trình phong hóa,
silic trong các khoáng vật silicat cua đá mẹ ban đẩu
dẩn dẩn được m ang đi cho đến cạn kiệt, chi còn lại
trong khoáng vật thạch anh.
Cùng với silic, các nguyên tố kiểm và kiểm thô
trong quá trình phong hóa cũng bị hòa tan do phản
ứng thùv phân và được nước m ang đi ra khỏi vị trí
ban đẩu với mức độ khác nhau. Trong hai nguyên tố
kiểm thì natri hầu như được m ang đi triệt đê; trong
khi đó kali một phẩn bị m ang đi và một phần được
giữ lại trong vỏ phong hóa bời vì: 1) Khi các
alum osilicat bị phong hóa có thê tạo thành sericit
hoặc hydrom uscovit, là nhừng khoáng vật giàu kali
và khá bển vữ ng trong vỏ phong hóa; 2) Kali là
nguyên tố dê bị hâ'p phụ bời các chât keo trong đất;
3) Dung dịch chứa kali khi gặp kaolinit có thể kết

hợp với nhau tái tạo m uscovit theo phàn ứng:
3 AI2SÌ205(0H )4 +2 K + —> 2 KAI3SÌ3O10(OH)2 + 2 H + + 3 H20

Do vậy, mặc dẩu Na và K là hai nguyên tố đổng
hành trong quá trình magma và có hàm lượng tương
đương trong thạch quyến, nhưng trong quá trình
ngoại sinh lại tách ròi nhau. Hành vi đó là nguyên
nhân đ ể trong nước tự nhiên, hàm lượng natri thường
cao hơn kali nhiều lần. Hàm lượng trung bình của
natri trong nước đại dương đạt tới 10.800mg/l, trong
khi hàm lượng kali là 380mg/l. Trong nước ngầm
đồng bằng Bắc Bộ, hàm lượng trung vị của natri là
49,66 mg/1, của kali là 0,27mg/l (trung vị hay median là một giá trị nằm ờ vị trí chính giữa một dãy s ố tăng
dần. Với những dãy s ố liệu phân b ố lệch, hàm lượng
trung vị là một đặc trưng thống kê rất tốt thay thế cho
giá trị trung bình).
Calci trong đá m agm a chủ yếu nằm trong các
khoáng vật plagioclas, pyroxen và am phibol. Khi các
khoáng vật đó bị thủy phân, calci được giải phóng
và hòa tan trong nước dưới dạng Ca2+ di chuyển
mạnh và bị m ang ra khỏi vỏ. Trong điểu kiện ngoại
sinh, calci ít có khả năng tạo khoáng vật độc lập với
silic và khó bị sét hâp phụ, nên ngay từ các giai đoạn
phong hóa đầu, calci đã bị m ang đi với khối lượng
lớn. Càng về sau, khối lượng bị m ang đi của calci
càng giảm. Trong các vỏ phong hoá trên đá basalt ò
Việt Nam, khối lượng calci m ang đi đạt tới 80 - 90%.
Trong trầm tích carbonat, khoáng vật chứa calci chủ
yếu là calcit và dolom it. Trong môi trường nước
chứa khí carbonic, các hợp chất đó bị phân hủy và

giải thoát calci dưới dạng ion hòa tan.
Calcit

C a C 03 + H20 + C 0 2 -> Ca2+ + 2 H C 03

Dolomit

[Ca,Mg](C0 3 )2 + 2

H2CO 3

— Ca2* + Mg2* + 4 HCO 3

Silicat chứa calci, calcit và dolom it là những
khoáng vật râ't phô biến trong vỏ Trái Đât và dễ bị
hòa tan. Calci là kim loại thủy phân yếu, không kết
tủa hydroxid trong nước tự nhiên, chi khi pH nước

1239

rất cao chúng mới có thê kết tua thành các khoáng
carbonat, phosphat, v.v... Vì các lý do trên, Ca2+,
thường có hàm lượng lớn nhât trong các cation của
nước mặt. Theo s ố liệu cua Trần Thanh Xuân (2007),
trong nước sông ờ Việt Nam, hàm lượng trung vị
cua Ca2% M g2* và tông Na* + K+ lần lượt là 23, 11, và
6mg/l.
Magnesi là thành phẩn chính trong một số
khoáng vật silicat (olivin, pyroxen, amphibol, biotit)
và dolom it. Khi các khoáng vật này bị thuy phân,

phần lớn m agnesi được giải phóng và chuyên vào
dung dịch dưới dạng ion M g2+, nhưng khi M g2+ đạt
được m ột hàm lượng nhất định, nó thê kết hợp với
acid silicic hòa tan và/hoặc các thành phần khác tạo
thành các khoáng thứ sinh như serpentin, sepiolit,
m ontm orillonit, vermiculit, magnesit. N goài ra, M g2+
còn bị keo sét hâ'p phụ. Phản ứng tạo thành sepiolit
có dạng: 4 Mg2+ + H 4S 1 O 4 —> Mg4SÌ60i5(0H)2.6 H 2 O +
8 H + + H 2 O và phản ứng tạo thành magnesit: Mg2+ +
2 HCƠ3 —»MgCCh + H2CO3
Do nhừng quá trình đó, trong vỏ phong hóa của
đá siêu mafic, mafic thường gặp các khoáng vật thứ
sinh chứa m agnesi như magnesit và montmorillonit.
Đôi khi chúng tạo thành nhừng đới rất dày. Mặt khác,
đó cũng là nguyên nhân đ ể hàm lượng magnesi trong
nước lục địa thường thâp hơn hàm lượng của kim loại
kiềm thô calci cùng nhóm. Trong nước ngầm khu vực
đổng bằng Bắc Bộ, hàm lượng trung vị của Ca2+ là
70,7mg/l, còn của Mg2+ là 26,13mg/l.
N hôm là kim loại phổ biến nhất trong thạch
quyến (sau nguyên tố phi kim oxy và nguyên tố á
kim silic), chủ yếu dưới dạng alum osilicat và một
phẩn ả dạng silicat alum in trong đá kết tinh. Khi bị
thủy phân, ban đẩu các khoáng vật này bị biến đối
thành kaolinit hoặc khoáng vật sét khác, tiếp theo
thành gibbsit kết đọng tại chỗ. Gibbsit là một khoáng
vật rất bển vững trong điều kiện ngoại sinh, chi bị
hòa tan trong môi trường pH thấp hoặc rất cao, do
đó khối lượng tuyệt đối của nhôm trong sản phẩm
phong hóa hẩu như không thay đổi so với đá mẹ ban

đầu trong khi silic, kiểm và kiểm thô bị rửa trôi dần
dẩn. N hư vậy, nhôm là m ột hợp phần trơ nhẩt trong
quá trình phong hóa các đá và thường được lấy làm
chuẩn đ ế xác định khối lượng bị m ang đi của các
nguyên tố khác. Quá trình phong hóa càng diên ra
lâu dài thì hàm lượng nhôm trong sản phẩm phong
hóa càng tăng; hàm lượng silic (và kiềm, kiềm - thổ)
càng giảm . Dựa trên hiện tượng đó, Harrassowitz H.
và một s ố tác giả khác đã sử dụng tỷ s ố phân từ
gram S 1 O 2/AI 2 O 3 trong phẩn sét (không chứa thạch
anh) cùa sàn phẩm phong hóa đê đánh giá mức độ
phong hóa silicat. Theo đó, khi tỳ số S1O2/AI2O3 giảm
xuống dưới 1,2 thì quá trình phong hóa đã ở mức độ
chín m uồi và đà chuyển sang giai đoạn laterit hóa.
Khác với các nguyên tố đã nêu trên, sắt là nguyên
tố dễ bị thay đối hóa trị nên các khoáng vật chứa sắt


1240

BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

hai có thê bị phong hóa bởi hai quá trình là thủy
phân và oxy hóa. Sản phẩm oxy hóa của chúng là các
hợp chất sắt ba bển vững trong đới ngoại sinh. Sản
phẩm thủy phân là các hợp chất sắt hai dê tan trong
nước. Tuy nhiên, khi di chuyển trong đới thoáng khí,
sắt hai lập tức bị oxy hóa biến thành sắt ba và kết
đọng lại trong các khoáng vật hydroxid và oxid bển
vững. N h ư vậy, trong quá trình phong hóa, hàm

lượng tương đối của sắt dẩn dần tăng lên. Trong các
khu vực nhiệt đới ẩm quá trình tích lũy sắt cùng với
nhôm trong sản phẩm phong hóa xảy ra mãnh liệt.
N gười ta gọi đó là quá trình feralit hóa và loại đất
hình thành trên đá magma và biến chất ở nhừng khu
vực này là đất feralit. ơ Việt Nam , đâ't feralit rất phổ
biến ở vùng đổi núi với diện tích 14.789.505ha, chiếm
44,63% diện tích cả nước.
Hành vi các nguyên tố vi lượng tạo quặng trong
quá trình phong hóa còn ít được quan tâm, trừ một
SỐ nguyên tố ưa đổng như Cu, Pb, Zn, As, Sb và Mo.
Sự di chuyên của các nguyên tố này trong quá trình
phong hóa quặng sulfur tuân theo m ột quy luật
chung. Đẩu tiên, các khoáng vật sulfur bị oxy hóa
chuyển thành sulfat. D ung dịch sulfat, trên đường
lưu chuyển sẽ kết đọng thành những dạng khoáng
vật khác nhau khi môi trường thay đổi. Với sulfat
đổng, sè thành tạo chalcantit (C1 1 SO 4 .5 H 2O) nếu
dung dịch bốc hơi, malachit (Cu(0H)2C03) nêu gặp
carbonat, covellin (CuS) nê'u gặp sulfur nguyên sinh,
v.v... Với sulfat kẽm, sẽ tạo thành sm ithsonit
(ZnCCh) hoặc calamin (Zru(0H)2[SÌ207].H20) nếu
gặp carbonat hoặc acid silicic tương ứng. Sulfat chì là
hợp chất khá bền vững, kết tủa tạo ra anglesit
(PbSO-i) hoặc pyrom orphit (PbCl[P04]3) nếu gặp acid
phosphoric. Các khoáng vật phong hóa của arsen
chủ yếu gồm scorodit (FeAs04.2H20), annabergit
(NÌ3(As04).8H20) và erythrin (Co3(As04)2.8H20).
Sulfur m olybden là khoáng vật khá bền vững trong
quá trình phong hóa, nhưng trong m ôi trường có th ế

Eh cao cũng bị oxy hóa thành (MoCh^SO^ sau đó bị
thực vật hâp phụ hoặc chuyển thành các dạng bền
vững như m olybdit (MoCb), povvellit (CaMoOỉ),
w ulfenit (PbM oOẠ Hiện nay người ta cho rằng,
trong vỏ phong hóa Mo di chuyển chủ yếu dưới
dạng phức [M 0 O 4]2*. Đ iểu kiện đ ể Mo lắng đọng là
pH trung bình và có mặt các cation kích thước lớn,
phân cực m ạnh như Pb, Bi, Fe và Ca. Trong quá trinh
phong hóa, khoáng vặt antim on dễ bị phá hùy, tạo
thành các khoáng vật thứ sinh vừng bển như
cervantit (Sb2Ơ4) và stibiconit (Sb30ó(0H)). Một phẩn
Sb đi vào dung dịch và di chuyến dưới dạng hợp
chât kiềm hoặc trong dung dịch acid.

Vỏ p h o n g hóa
Vỏ phong hỏa là một thế địa chât nằm ò phân
trên cùng của vò Trái Đât, gổm các sản phẩm được
hình thành tại chỗ trong quá trinh phong hóa.
N hững sản phấm này phân b ố có quy luật từ trên

xuống dưới tạo thành từng lớp khác nhau vể câu tạo,
thành phẩn vật chât, gọi là các đới (zone) hoặc tẩng
(horizon). Lớp m ỏng trên cùng gọi là lớp đất - khi
hình thành có liên quan chặt chè với hoạt động sống
của sinh vật và di tích hữu cơ. Tuy nhiên, thuật ngừ
''đất" và "vỏ phong hóa" hiện nay được hiểu theo
hai cách khác nhau và ranh giới giừa "đất" và "vỏ
phong hóa" không phải bao g iò cũng rạch ròi. N hiêu
nhà địa chất quan niệm rằng đất là một đới của vò
phong hóa, nhưng các nhà thô nhường học lại gọi tất

cả các thê trong vỏ phong hóa là đât. ơ Mỹ, thuật
ngữ "vỏ phong hóa" hầu như không được sử dụng
và thay vào đó là "đất" (soil). Mặt cắt thăng đứ ng từ
mặt đâ't đến đá gốc được gợi là mặt cắt vò phong hóa
hoặc là phẫu diện đất (khi nghiên cứu v ề thô
nhường). Trong trường hợp phong hóa triệt đế, mặt
cắt đẩy đu từ trên xuống của vò phong hóa trên đá
silicat có dạng tổng quát gồm các đới: đất, laterit, sét,
saprolit và đá mẹ tạo vỏ [H.7]. Trong thực tế, mặt cắt
này có thể thiếu vắng một hay vài đới tùy thuộc vào
điểu kiện phong hóa. Trong những khu vực ôn đới
ẩm, không thuận lợi cho sự tích lũy sắt và nhôm thì
đới laterit ít khi được hình thành. Trên các sườn dốc,
thảm thực vật nghèo, đá gốc thường lộ ra thành
những khôi, tảng trơ trọi nứt né và do đó, vỏ phong
hóa chi có đới saprolit.

Latent

Saprolit

Đả mẹ

Hình 7. Mặt cắt vỏ phong hóa.

Saprolit là sản phẩm phong hóa ờ dạng dập vở
hay nứt nẻ, chu yếu do tương tác của các yêu tố vật
lý như nhiệt độ và áp suât với đá mẹ. I.I. Ginzburg
và m ột số tác giả khác gọi đới này là đới dập vỡ.
Trong đới saprolit, biểu hiện của phong hóa hóa hoc

còn rât yếu ớt, thành phẩn hóa học, khoáng vật củr.g
như kiến trúc và câu tạo thay đối chưa đáng kê so
với đá mẹ; chi có hiện tượng sét hóa ờ bể mặt các khe
nứt và hiện tượng hydrat hóa, đưa phân tư nưcc
xâm nhập vào mạng tinh thê khoáng vật làm giảm


PHONG HÓA

độ bển vữ ng cua chúng. Tuy nhiên, trong vài trường
hợp có thê bắt gặp một s ố khoáng vật ngoại sinh nhu
hydrom ica, chlorit và hydrochlorit.
Sét là san phấm phong hóa hóa học ờ giai đoạn
đẩu tiên, khi silic bắt đẩu bị rửa trôi cùng với các
kim loại kiểm, kiểm - thố. Trên các đá acid, đới sét
thuờng có hai phần, phần dưới là sét sáng màu,
phẩn trên là sét litoma sẫm màu hoặc loang lô. Trên
đá mafic chi phát triến đới litoma. Theo thành phẩn
hóa học đặc trưng, đới sét sáng màu được gọi là đói
siallit (hàm lượng Si và AI cao), đới litoma là
ferosiallit (hàm lượng Si, AI và Fe cao). Thành phần
khoáng vật đặc trưng cua sét sáng màu là kaolinit và
hydrom ica. Trong sét litoma, ngoài hai khoáng vật
đó còn có goethit, gibbsit và có thế xuât hiện
m ontm orillonit, nontronit (với đá mẹ mafic).
Về laterit, hiện nay thuật ngữ laterit đang được
hiếu theo hai nghĩa khác nhau.

Thứ nhất đó là những sản phẩm phong hóa cuối
cùng ờ m iền nhiệt đới ấm khi các kim loại kiềm, kiểm

thô và silic trong các khoáng vật silicat đã bị rửa trôi
chi còn lại nhôm và sắt (đôi khi có titan). N hư trên đã
nói, đó là quá trình feralit hóa. Vì vậy, có thê gọi loại
sán phẩm này là laterit feralit, hoặc đơn giản là
feralit. Các thể bauxit trên đá basalt ờ Tây N guyên,
các lớp phủ laterit ờ Tây Phi, Bắc Australia là nhừng
ví dụ điển hình v ề kiểu laterit này.
Thứ hai, theo định nghĩa của Buchanan - laterit là
những tầng phong hóa chứa nhiều sắt khi lộ ra khỏi

mặt đâ't sẽ cứng lại. Theo cách hiếu này thì laterit
đổng nghĩa với đá ong. Loại laterit này phổ biến ở
trung du Bắc Bộ. Khác với laterit feralit, laterit đá
ong được thành tạo chủ yếu theo cơ ch ế thấm đọng,
do nước ngầm m ang sắt vào các tầng phong hóa dở
dang, thậm chí vào các trầm tích cuội, sạn kết chưa
phong hóa và kết tủa lại trong môi trường oxy hóa.
Do cơ c h ế đó, thành phần laterit đá ong cũng khác
với thành phần laterit feralit. N ếu như laterit feralit
chứa gibbsit với hàm lượng rất cao và rất ít kaolinit
thì trong laterit đá ong, gibbsit rất hiếm gặp còn
kaolinit lại chiêm hàm lượng ưu thế. N goài ra, trong
laterit đá ong, các kim loại kiềm, kiểm thổ và silic
hãy còn nhiều chứ chưa bị m ang đi cạn kiệt như
trong laterit feralit. Theo thành phần hóa học tiêu
biểu, đới laterit được gọi là đới feralit (nếu đổng thời
giàu AI và Fe), allit (nếu hàm lượng AI chiếm ưu thê)
hoặc ferit (nếu hàm lượng Fe ưu thê).
Thành phần và tính châ't của đất râ't đa dạng tủy
thuộc vào khí hậu, thành phần đá mẹ và các điểu

kiện tự nhiên khác. Theo phân loại của FAO (tô chức
N ôn g Lương Liên hợp quốc), trên th ế giới hiện có
28 nhóm đâ't chính, còn trên lãnh thô Việt Nam có
19 nhóm đất chính với nhiều đơn vị đâ't khác nhau.
Vò phong hóa được phân loại theo nhiều tiêu
chuẩn khác nhau, nhưng phô biến nhât là theo thành
phẩn hóa học của đới sản phấm phong hóa triệt đê

1241

nhất. Trong mặt cắt vo phong hóa, đới này thường
nằm trên cùng, sát dưới lớp đất. Theo tiêu chuẩn đó,
vo phong hóa gổm ba kiêu chính: 7) Siallit (SiAl),
nếu Si và AI chiếm hàm lượng ưu thế; 2) Ferosiallit
(FeSiAl), nếu Si, AI và Fe chiếm hàm lượng ưu thế;
và 3) Feralit (FeAl) là san phẩm phong hóa trong đó
Fe và AI có hàm lượng cao. N goài ra, tùy thuộc vào
quan hệ định lượng cua các thành phần silic, sắt và
nhôm, các kiểu đó có thê được phân chia chi tiết hơn.
Ví dụ, nêu trong feralit, hàm lượng nhôm ưu trội
hơn hần so với hàm lượng sắt thì sản phâm đó được
gọi là allit. N gược lại, nếu hàm lượng sắt ưu trội hơn
so với nhôm thì sản phấm đó là ferit. Tương tự, ta có
các kiểu vỏ như silicit, sialferit, alferit.

Vỏ p h o n g hóa Việt Nam
Lãnh thô Việt Nam nằm trong khu vực nội chí
tuyến có nển nhiệt cao và độ ẩm lớn, thuận lợi cho
quá trinh phong hóa hóa học. Mặt khác, sự phân hóa
khí hậu theo vĩ độ và độ cao cùng với một nền địa

chất với nhiều loại đá khác nhau đã tạo nên một lớp
vỏ phong hóa dày và đa dạng gốm các kiểu như
siallit, sialferit, ferosiallit, feralit và ferit.
Vỏ phong hóa siallit hình thành trên các đá
m agm a acid (granit, ryolit, pegm atit, felsit, v.v...)
thuộc các vùng núi thấp, trung bình và cao, đặc biệt
là các di tích bể mặt san bằng, sườn lõm và thoải
trên núi. Các đá này có ở nhiều nơi, vì vậy vỏ
phong hoá siallit phân b ố rải rác trên khắp lãnh thô
Việt Nam , dưới dạng đởm da báo. N goài lớp đàt
và đá gốc, mặt cắt vò phong hoá siallit còn có hai
đới chính là sét sáng màu và saprolit. Đới sét
thường có màu trắng đục, trắng xanh, trắng xám,
đôi khi phớt vàng. Trên đá granit, đới sét thường
giữ được kiến trúc và cấu tạo đá gốc, còn trên các
đá ryolit, felsit và pegm atit nó có dạng m ịn dẻo,
không thê hiện rõ cấu tạo ban đầu của đá gốc.
Trong m ột số mặt cắt dạng thứ nhât nằm dưới,
dạng thứ hai nằm trên. D o hiện tượng này, nhiều
tác giả đã chia đới siallit thành phụ đới, và dùng
thuật ngừ "sét cấu tạo" đ ể chi phụ đới dưới, còn
phụ đới trên vẫn được gọi là phụ đới "sét". Ranh
giới của hai phụ đới này không rõ rệt và chuyển
tiếp từ từ. Bề dày của đới sét dao động từ vài m ét
đến 30 - 40m. Thành phẩn hóa học của đới siallit
được đặc trưng bởi hàm lượng cao cùa hai hợp
phần S 1 O 2 và AI2 O 3 . Trong hầu hết các vỏ siallit trên
lãnh thô Việt Nam , hàm lượng S 1 O 2 dao động từ 40
đến 70%; AI2O3 từ 12 đến 40%, hàm lượng Fe2Ơ3 từ
1 đến 3%. Trong các oxid kiềm thì K2O chiếm tý lệ

lớn với hàm lượng trung bình 2,7%, đôi khi tới
4 - 5%. Các hợp phẩn còn lại như T 1 O 2, MnO, CaO,
MgO, N a 2 Ơ chiêm tý lệ thấp, thường dưới 1%. Bàng
2 dẫn ra thành phẩn hóa học của đới siallit trong vỏ
phong hóa cùng tên ờ một số vùng khác nhau của
Việt Nam.


1242

BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHẤT

B ảng 2. Thành phần định lượng (%) của vỏ phong hóa
siallit ở Việt Nam.

H ọp phần

c

B

A

D

Si02

67,46

66,34


65.10

55,72 - 60,77

AI2 O 3

19,75

20,90

18,50

1 7 ,5 -2 1 ,4 4

Fe2 0 3

1 ,0 2

1,34

3,61

2,9 - 6,67

FeO

0 ,2 2

0,36


0,06

0,3

MnO

0 ,0 1

0 ,0 1

vết

vết

MgO

0,40

0,70

0 ,1 0

0,43 - 1,11

CaO

0,69

0,38


0,07

0 .5 2 -0 ,6

k 20

3,75

1,41

1,36

2,38 - 3,27

Na20

0,50

0,42

0,45

0 ,4 5 -0 ,5 1

T 1O 2

0 ,2 0

0 ,0 1


0,56

0 ,6 9 -1 ,2 6

G hi chú: v ỏ phong hỏa trên: A- ryolit ở Điện Biên, Bgranit ở Sin Chảy (Lai Châu), C- ryolit Tam Đảo, D- các
đá acid ở miền Nam Việt Nam.

Vò phong hoá sialferit phát triến trên các đá
granit, ryolit, đá phiến, đá lục nguyên xen phun trào
acid, đá phiến kết tinh thạch anh - felspat. Kiểu vỏ
này gặp ở Tú Lệ, Sa Pa, Phan Si Pan, Pu Si Lung,
Điện Biên, Tam Lang, Tam Lung, phía tây các tỉnh từ
Thanh Hóa đến Bình Thuận. Mặt cắt vỏ sialferit từ
trên xuống dưới gồm các đới - đất, sét loang lổ, sét
sáng màu, saprolit. Lớp đất dày từ 0,2 đến 0,8m. Bể
dày đới sét loang lô phụ thuộc nhiều vào độ cao địa
hình, ở n hũng phần thấp, đới này dày 3 - 4m, lên cao
giảm xuống còn 1 - l,5m . Đới sét sáng m àu dày từ
1 - 2m đến 30 - 40m, có thê phát triển sâu xuống quá
mực nưóc ngầm và trong nhiều trường hợp là các
thân quặng kaolin có giá trị. N ếu vò phong hóa phát
triển trên các bậc địa hình cao trung bình, đới này có
thể vắng mặt. Phẩn dưới đới sét trắng là sét câu tạo,
trong đó có thê thấy rõ cấu tạo đá gốc tạo vỏ. Đới
saprolit dày 0,5 - l,5m . v ỏ phong hoá sialferit là m ột
kiểu vỏ trung gian giữa siallit và ferosiallit. N ếu như
trong vỏ siallit, hàm lượng sắt chưa đủ đê thành tạo
các hydroxid sắt tự do thì trong sialferit, hàm lư ợng
Fe2Ơ3 có thế đạt hàm lượng 5 - 6% và được tích lũy

dưới dạng goethit. Do vậy, tô hợp khoáng vật đặc
trưng của v ỏ sialferit bao gồm các khoáng vật sét
như kaolinit, halloysit, hydrom ica và goethit,
hydrogoethit. Thành phần hóa học của đới định
danh kiêu v ỏ sialferit được nêu ra trong báng 3.
B ảng 3. Thành phần hóa học định lượng (%) của vỏ
phong hóa sialferrit.
Hợp
phần

Từ

đến

Hợp
phần

Từ

đến

S i0 2

44

72

MnO

0 ,0 1


0,14

T i0 2

0 ,2

1 ,1

MgO

0,4

1,5

13

23

CaO

0,7

1 ,8

Fe 2 0 3

4

7


Na20

1 ,2

2 ,1

FeO

0,5

1,5

k 20

1.5

3,8

a i2o

3

Vò phong hoá ferosiallit rât phô biến trên lành
thô Việt Nam, phát triến trên hẩu hết các loại đá và
các dạng địa hình khác nhau, tù vùng gò đổi thấp
thoải đến vùng núi cao, từ miển Đ ông Bắc Bộ, Tây
Bắc Bộ, dọc theo dãy Trường Sơn, Tây N g u y ên cho
đến vùng cực Nam Trung Bộ. Trong mặt cắt vo
phong hóa, trên cùng là lớp đất, tiếp đến đới sét

litoma dày từ vài m ét đến hàng chục mét [H.8]. Và
dưới cùng là đới đá m ẹ bị phong hóa dờ dang
(saprolit). Trên các đá magma acid nghèo biotit, vỏ
phong hóa thường có thêm một đới sét sáng màu
nằm giừa đới saprolit và đới sét litoma. Bể dày tông
cộng của vỏ ferosiallit dao động từ 3 - 4m đến 50 - 60m.
Thành phần khoáng vật đặc trưng của vò ferosiallit
trên đá magma acid gốm kaolinit, hydromica, goethit
đôi khi có gibbsit, vermiculit; trên đá magma m afic kaolinit, montmorillonit, hydromica, goethit, gibbsit;
trên đá trầm tích lục nguyên - kaolinit, goethit và
hydromica. Thành phần hóa học tiêu biếu gổm S 1 O 2,
AI2O 3 và Fe2Ơ3 [Bảng 4].

H ình 8. Vỏ phong hóa ferrosiallit trên đá phiến kết tinh ở
Việt Trì (Phú Thọ).

Vò phong hóa feralit hình thành chủ yếu trên các
đá basalt và trầm tích biến châ't ở Tây N gu y ên và
Nam Trung Bộ. N goài ra, còn thây vò feralit trên các
đá basalt ờ Điện Biên, Dốc Miếu (Quang Trị) và trên
đá phiến kết tinh ờ vùng trung du Bắc Bộ. Mặt cắt vỏ
phong hóa, tử trên xuống dưới gổm bốn đới - đất,
laterit, sét litoma và saprolit. Trên đá basalt tuổi N 2-Q 1
ở khu vực Tây Nguyên, đới laterit gổm hai phẩn:
phẩn trên giàu sắt (kirac sắt), phần dưới giàu nhôm
(bauxit). Bể dày của lớp laterit tù vài mét đến 9 - 10m.
Bề dày tổng cộng của vỏ tù' 3 - 4m đến 60m.


PHONG HÓA


1243

B à n g 4. T hành phần hóa học định lư ợng % c ủ a vỏ p h o n g h ó a ferosiallit ở Việt Nam.
Hợp phần

A

B

c

D

E

F

G

H

1

K

L

M


N

S i0 2

57,18

62,42

68,36

47,30

47,14

62,43

5 2 ,5 9

74,78

62,74

31,43

24,52

47,30

29,11


T 1O 2

1,00

0,60

0,90

2,10

1,20

0,96

kpt

0,68

0,80

3,83

3,71

1,69

4,12

AI2 O 3


20,06

18,14

14,33

14,65

15,69

20,10

3 8 ,5 2

15,84

24,30

25,58

28,31

24,34

24,50

F S2O 3

7,33


6,27

6,19

10,63

11,29

5,97

4 ,5 8

6,94

8,03

21,85

24,77

13,44

24,49

F eO

1,22

0,47


0,83

2,51

1,36

1,35

kpt

kpt

kpt

kpt

kpt

0,33

0,76

MnO

0,03

0,16

0,05


0,18

vết

0,06

vết

vết

0,01

0,17

0,09

0 ,11

0,41

MgO

0,50

0,40

0,30

6,68


7,68

0,41

0 ,4 5

0,10

0,37

0,40

0,21

0,41

0,49

C aO

0,01

0,14

0,02

4,03

4,44


0,21

vết

vết

0,02

0,24

0,17

0,17

0,26

k 20

1,53

1,67

0,63

0,78

0,63

2,81


2,91

vết

2,40

0,06

0,03

1,40

0,18

N a20

0,71

0,70

0,25

2,50

1,67

0,09

0 ,1 7


0,23

0,99

0,03

0,03

0,08

0,08

G hi c h ú Đới s é t litoma trên: A, B- granit Núi P h á o (Đại Từ, T hái N guyên); C- ryolit (Binh Gia, Lạng Sơ n); D- b a sa lt (Nậm
Rày, Lai C hâu); E- d ia b a s (Trà Lĩnh, C ao Bằng); F- đ á phiến kết tinh (Tam Đ ảo, Vĩnh Phúc); G- granit (H ư ơ ng S ơ n , Hà
Tĩnh); H- trầm tích lục nguyên (Hương Sơn, Hà Tĩnh); I- trầm tích lục nguyên (Hương Khê, Hà Tĩnh). Hàm lượng trung
bình trong đới sét litoma trên đá basalt Tây Nguyên: K- phần dưới, L- phần trên. Hàm lượng trung bình trong đới sét litoma
trên: M- đá chứa thạch anh ở Miền Nam Việt Nam, N- đá basalt ở Miền Nam Việt Nam. kpt- không phân tích.

Thành phẩn khoáng vật đặc trưng của vò feralit
gồm gibbsit, goethit, ngoài ra có kaolinit, montmorillonit và hydrom ica. Thành phần hóa học của vỏ
feralit (trong đới laterit) gổm chủ yếu là AI2 O 3 và
Fe2Ơ3 tiếp đến là S 1 O 2 và T 1 O 2, các oxid kiểm và kiềm
thố hầu như không đáng kế. Hàm lượng AI2O 3 có thê
đạt từ 23 đến 46%, FezCh từ 15 đến 45%. Trên đá
basalt, hàm lượng S1 O 2 trong laterit chi còn vài phần
trăm, còn trên đá chứa thạch anh có thể tới hơn 30%.
Hàm lượng T1 O 2 từ 2 đến 4%. Hàm lượng các oxid
kiềm, kiềm thổ dưới 0,1%.
Vỏ ph on g hóa ferit thường có diện phân b ố hẹp,
gặp tại m ột s ố nơi ở Bắc G iang, Vĩnh Phúc và phía

tây các tinh m iền Trung, v ỏ ferit có th ể thành tạo
trên các đá nhu basalt, đá phiến kết tinh, trầm tích
lục n gu yên và phát triến gắn liền với các bậc địa
hình thấp hoặc các phần thấp của các bậc địa hình.
Câu tạo chung của mặt cắt vỏ ferit từ trên xuống
dưới bao gồm các đới laterit sắt, litom a và saprolit.
Bể dày của vò từ vài ba mét đến 40m. Tổ hợp
khoáng vật đặc trưng của đới laterit gồm goethit,
hydrogoethit, hem atit ít kaolinit và hydrom ica. Các
ferit trên các đá basalt và trên đá phiến kết kết tinh
có mức đ ộ tích lũ y sắt cao hơn trên đá trầm tích lục
nguyên (Fe2Ơ3 từ 50 đến 75% so với 35-45% tương
ứng). Thành tạo phong hóa giàu sắt trên quặng
sulfur củ n g được xếp vào kiếu ferit.

K hoáng sả n p h o n g hóa
Sự rừa lũa và m ang đi một s ố nguyên tố trong
quá trình phong hóa đã tạo điểu kiện cho các nguyên
tố khác tích tụ lại trong vó phong hóa dưới dạng các
khoáng vật mới hoặc khoáng vặt nguyên sinh và dần
dẩn được làm giàu lên đến hàm lượng công nghiệp.
Đó chính là cơ ch ế hình thành nên khoáng sản phong
hóa. Khoáng sàn phong hóa được chia thành hai
nhóm là khoáng sản vụn và khoáng sản tàn dư.
Khoáng sàn vụn là sản phẩm phong hóa gổm các

khoáng vật bển vừng trong đới ngoại sinh được làm
giàu tại chô khi nhùng khoáng vật kém bển vững
khác đã bị rửa trôi. Các khoáng sản vụn quan trọng
gổm cát thạch anh, ilmenit, bạch kim, vàng, v.v...

K hoáng sản tàn dư gồm các khoáng vật mới được
thành tạo trong quá trình phong hóa hóa học như
sét, kaolin, bauxit, sat, nickel, v.v...

K h o á n g sả n p h on g h óa ờ Việt Nam
Cát nguồn gốc phong hóa ở nước ta có quy mô
nhò, phân b ố hẹp được sử dụng trong xây dựng và
công n gh iệp thủy tinh. Cát xây dựng được thành tạo
trong v ỏ phong hóa của các đá cát kết, sạn cuội kết
tuổi M esozoi, phân b ố trên nhùng địa hình đổi núi
thấp thoải ở vùng Chí Linh (Hải Dương), Q u ế Võ
(Bắc N inh), Việt Yên (Bắc Giang), Tam Đảo (Vĩnh
Phúc). Cát thủy tinh là sản phẩm biến đổi từ các đá
trầm tích lục nguyên hạt thô tuối Trias muộn nhu ở
Thôn Bùng (Bắc Ninh) và Phao Sơn (Hải Dương).
Các m ỏ này hiện đang được khai thác cung cấp cho
các nhà m áy kính ờ Đáp Cẩu và Hải Dương.
Q uặng ilmenit phong hóa được làm giàu tương
đối trong vỏ ferosiallit của các đá gabro,
gabrodiabas, granit biotit có chứa ilmenit, trên
nhừ ng địa hình thuận lợi ở Thái N guyên, Tuyên
Q uang, Hà Tĩnh và Bình Thuận. Quá trình phong
hóa rửa trôi m ột s ố hợp phần tạo đá cùa các đá xâm
nhập có xâm tán ilm enit hàm lượng nghèo và ilmenit
đư ợc làm giàu lên. Trong vỏ phong hoá, ilmenit
thường tích tụ nhiều ở đới sét hóa. Trên đới này là
đât và dưới là đới saprolit. Đới sét chứa ilmenit
thư ờ ng có bể dày từ 0,5 đến 16m, với hàm lượng
ilm enit từ 3 đến 85kg/m 3, cao nhât là 150kg/m 3. Hàm
lượng ilm enit rất không đổng đều ngay trên phạm vi

m ột m ò.
Đauxit hình thành trong vỏ phong hóa của các đá
basalt ở Tây N guyên, Nam Trung Bộ và một số nơi ờ
Tuy Hòa, Q uảng Ngãi, Quang Trị và Điện Biên.


1244

BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

Tuy nhiên, chi có bauxit trong vo phong hóa laterit
trên các đá basalt tholeiit tuổi Pliocen-Pleistocen ờ
Tây N guyên là có giá trị công nghiệp, o dai quặng
D uyên Hải, từ vùng Ba Làng An (Quang Ngãi) đến
Vân Hòa (Phú Yên), quặng phân b ố không liên tục,
các điếm quặng có quy mô nhò. Dai quặng Tây
N guyên từ Kon Plông - Kon H N ừ ng (Đắk N ông) đến
Bảo Lộc (Lâm Đổng) phát triến trên ba bậc địa hình
600 - 900m, 1.000 - 1.1 OOm và 2.500 - 2.900m của các
cao nguyên basalt, kéo dài khá liên tục tạo nên vùng
chứa bauxit rộng lớn, với các điếm quặng như Kon
Plông, Kon H N ừng, Di Linh, Bao Lộc, Măng Đen và
Bù Na có trữ lượng từ trung bình đến lớn. Hàm suât
quặng 1,35-1,7 tân/m 3. Trong mặt cắt vò phong hóa,
bauxit nằm trong đới laterit, dưới lớp đât đo mịn
chứa dăm cục hoặc kết vón. Đới laterit có độ dày từ 1
đến 15m và thường gổm hai phụ đới. Phụ đới trên
giàu sắt, nhiều nơi phát triển thành mũ sắt cứng
chắc, còn được gọi là kirac sắt, dày 0,3 - 2m. Phụ đới
dưới giàu nhôm hơn phụ đới trên, dày từ 0,5 đến

13m. Bauxit laterit thường có câu tạo dạng manh cục,
dạng xi, kết vỏn, kết tảng, vỏ cầu, chu yếu có màu
nâu đó, ngoài ra còn có màu xám xanh, xám nhạt.
Trong quặng thường thây rõ kiến trúc basalt tàn
dư. Chât lượng của quặng bauxit laterit thuộc loại
trung bình đến tốt. Trong quặng nguyên khai, hàm
lượng AI2O3 đạt từ 36 đến 41%, hàm lượng các oxid
khác như S 1 O 2, Fe2Ơ3, T 1 O 2 cao, n h un g qua làm giàu
hàm lượng AI2O 1 tăng lên tới 44 - 54%, hàm lượng
các oxid có hại giảm xuống, m odul silic (AI2O /S 1 O 2 )
tăng lên tới 14 - 28,4. Trữ lượng quặng bauxit trong
vỏ phong hóa laterit ở Việt N am được dự báo là
khoảng 6,75 tý tân.

Kaolin phong hóa là khoáng sản phô biến, có mặt
ở nhiều nơi trên lãnh thố Việt N am với khoảng 150
mỏ quy m ô từ nhỏ đến lớn. Chúng được thành tạo
do phong hóa các loại đá m agm a acid như pegmatit,
granit, felsit, ryolit và các đá lục nguyên giàu felspat.

Thành phẩn hóa học và nhiệt độ chịu lửa của kaolin
đưa ra trong Bang 5.
Kaolin phong hóa từ các thế pegmatit thường
nằm trong các kiêu vò ferosiallit và feralit cua đá
trầm trích biến chât tuồi Proterozoi - Cambri sớm
trên các vùng gò đổi thâp thoải ở Phú Thọ, Yên Bái,
Q uảng Nam và phía tây Hà Nội [H.9]. Trong các
kiểu vỏ này, thân quặng kaolin thường có dạng ỏ,
mạch xen lẫn trong san phấm phong hóa của đá vằy
quanh, đôi khi tập hợp thành đới mạch dài

30 - 1.000m, rộng tù 3 - 4m đến 300m. Táng san phâm
nằm sâu, cách mặt đât từ 2-3m đến hàng chục mét
làm cho việc khai thác gặp nhiều khó khăn. Kaolin
nguồn gốc pegmatit thường có độ xâm tán và độ
trắng cao, độ dẻo vừa phai, hàm lượng oxid nhỏm
cao, oxid nhuộm màu thâp, thuộc loại sét khó chay,
nửa acid, ơ một số m ỏ như Thanh Vân (Vĩnh Phúc),
Thạch Xá (Hà Nội) có thể khai thác được kaolin chât
lượng tốt, đu tiêu chuẩn đê sản xuât sứ điện cao cap,
làm giây, sứ xây dụng và hợp chất silumin.
Kaolin phong hoá tù các đá xâm nhập acid trung tính (granodiorit, granit aplit, đặc biệt là các
pha m uộn của các phứ c hệ granit) có quy mô phân
bố khá rộng, thuộc hai kiểu v ỏ sialferit và siallit. Vò
sialferit chứa kaolin phân b ố ở Tây N guyên, Q uáng
Nam, Thừa Thiên H u ế với nhừng mò có quy mô
nhỏ; thân quặng nằm dưới đới thô nhường và đói sét
màu nâu vàng, có dạng thâu kính, dạng ổ, bể dài
200 - 400m, bề rộng 20m đến 100 - 150m, bề dày
0,5 - 16,5m; kaolin có m àu trắng, phớt vàng, châ't
lượng tốt. Vỏ siallit phân b ố rộng, tập trung chủ yếu
ở các tinh Tây N guyên, Trung Trung Bộ và Lao Cai
với hơn 20 mỏ và điếm quặng; thân quặng có dạng
mạch, ổ với bể dài từ 20 - 30m đến 200 - 300m, bể
rộng từ 5 - 6m đến 100 - 200m; kaolin có chất lượng
từ xâu đến tốt; trừ lư ợng kaolin loại hình này đạt
hơn 64 triệu tấn.

B àng 5. Thành phần hóa học và nhiệt độ chịu lửa của kaolin phong hóa.
(1 )


(2 )

( 3)

(4 )

( 5)

(6 )

( 7)

(8 )

2 0 -3 9

1 5 -2 8

1 5 -3 1

3 7 -3 9

3 ,8 -2 3 ,4

1 5 -3 5

1 5 -2 1

1 7 -2 4


Fe20 3(%)

0 ,5 -2 ,5

0,1 -1,5

0 ,0 2 -1 ,5

0,01 -0 ,7

0,27 - 3,4

0,32 - 5,33

0 ,4 7 -1 ,8 7

0 ,3 - 1,67

S 1O 2 (%)

4 5 -5 9

5 6 -6 9

51 -6 4

4 6 -5 3

5 5 -7 9


4 3 -7 6

6 4 -8 0

61 -7 3

T i0 2 (%)

0,1 -0 ,5

-

0 ,0 3 -1

-

0 ,0 5 - 1,33

-

-

CaO (%)

0 ,0 -0 ,5

-

-


1,26 - 1,4

-

-

-

-

MgO (%)

0 ,0 - 1,3

-

0 ,0 7 -0 ,1

0,1 -0 ,3

-

-

-

-

k 2o


0,4 - 1,7

-

-

0,1 -0 ,3

-

-

-

-

Na20 (%)

0 ,0 3 -0 ,5

-

-

0,04 - 0,13

-

-


-

-

M K N (% )

5 ,0 -9 ,0

-

4,1 - 11,48

-

-

-

-

Nhiệt độ
chịu lửa (°C)

13001450

-

15801730

-


-

-

-

a i 2o

3 (%)

(%)

0 .0 1

-

0 ,8

15801790

G hi chủ (1): kaolin phong hóa từ pegmatit; (2): kaolin phong hóa từ đá xâm nhập acid - trung tính - vỏ sialíerit; (3): vỏ siallit;
(4): kaolin phong hóa từ đá phun trào acid - trung tinh - vỏ siallit, (5): vỏ sialferit: (6): vỏ ferosiallit; (7): kaolin phong hóa từ đá
đá lục nguyên giàu felspat - vỏ ferosiallit, (8): vò feralit; MKN: mất khi nung.


PHONG HÓA

H ình 9. Kaolin phong hóa từ p e g m a tit đang đ ư ợ c khai thác
ơ Ba v i (Ha Nội).


Kaolin phong hóa từ các đá phun trào acid trung tính (felsit - ryolit, dacit - trachyt) trên nhừng
địa hình sườn và thung lủn g có độ cao tuyệt đối
30 - 1.500m, độ dốc 10 - 20° và thuộc ba kiểu vỏ là
siallit, sialferit và ferosiallit. v ỏ siallit chứa kaolin
hình thành trên đá felsit-ryolit bị biến đổi nhiệt dịch
phân bô ở ven rìa đứt gày Tiên Yẻn - M óng Cái;
kaolin có màu trắng phớt hổng, hạt mịn, chặt sít, cấu
tạo khối rắn chắc, còn giữ câu tạo dòng chảy của đá
gốc; thân quặng nằm trong đới siallit, dày 20 - 40m;
kaolin có chât lượng rất tốt, tiềm năng lớn (riêng mỏ
kaolin Tân Mài có trữ lượng 47,6 triệu tân), là nguồn
cung câ'p vật liệu rất có giá trị cho sản xuất gạch chịu
lưa sam ôt. Trong vỏ sialferit, kaolin phát triển trên
nền các đá felsit - ryolit và dacit - ryolit tuổi M esozoi
ở Q uảng Ninh, Lạng Sơn và các tinh Tây N guyên,
với các m ỏ và điếm quặng có quy m ô từ nhỏ đến lớn
(lớn nhất là m ỏ Pren ở Đà Lạt); kaolin nằm dưới đới
thô nhường dày 0,1 - 3m, có dạng thấu kính, dạng
dải, Ổ, bề dài không ổn định, thay đổi từ vài chục
mét đến lk m , b ể dày 2,1 - 44m; kaolin có tiềm năng
lớn với tổng trừ lượng hơn 37 triệu tân. v ỏ ferosiallit
chứa kaolin phân b ổ ờ địa hình gò đổi thoải thuộc
các tinh Hài D ương, Tp Hà N ội, Thanh Hoá, Tuyên
Quang, Q uảng Trị, Q uảng N gãi, Lâm Đ ổng và Kiên
Giang trên các đá felsit - ryolit, felsit porphyr, dacit,
keratophyr, đá lục nguyên xen phun trào tuối
Proterozoi và M esozoi; các m ỏ kaolin thường có quy
mô nhỏ đến trung bình; thân quặng có dạng ổ, thấu
kính, dạng lớp, dài 100 - 250m , rộng từ 30 - 40 đến

50 - 75m, dày 0,5 - 4m, có khi tới 15m nằm dưới đới
thô nhường dày 0,5 - 3m; chất lư ợng kaolin từ trung
bình đến tốt và khá tốt; trữ lư ợ ng trên 55 triệu tấn.

1245

Kaolin phong hoá từ đá lục nguyên giàu felspat
nằm trong các kiêu vỏ ferosiallit, sialferit và feralit.
Cho đến nay đà biết khoang 40 mo và điêm quặng
được thành tạo do phong hóa các đá sét bột kết tuf,
cát kết tuf, đá phiến giàu nhôm tuôi từ Proterozoi đến
Kainozoi. Vo ferosiallit chứa kaolin phát triển trên các
địa hình đồi, gò, có độ cao tuyệt đối từ 5 đến 200m, độ
dốc 10 -15°, phân bố rái rác ờ Thái N guyên, Lai Châu,
Thanh Hóa, Quang Binh, Thừa Thiên Huế, Binh Định,
Tây N guyên và Kiên Giang với các mo Gia Sàng, Ban
Kéo, Tân Kỳ, Đổng Hới, Khe Mơ, Trường Thành,
Nam Q uy và Đắk Cấm; tầng sản phấm nằm sâu từ 0,5
đến 7m, dưới đới thô nhường và đới sét màu nâu
vàng lẫn sạn laterit; thân quặng có dạng vỉa, dạng lớp,
bề dài từ vài trăm mét đến 3 km, bể ngang từ 1 0 - 1 5
đến 500m, bể dày từ 1 -2 đến 13m; kaolin thường có
màu trắng phớt vàng. Kaolin trong vò ferosiallit của
trầm tích N eogen ờ Đ ổng Hới có trử lượng lớn (21,2
triệu tấn), s ố còn lại có quy mô nho, trừ lượng từ vài
ngàn đến 1 triệu tấn; nhìn chung, kaolin có chất
lượng từ xâu đến trung bình, v ỏ sialferit chứa kaolin
phân b ố ờ vùng Thừa Thiên Huế, đảo Phú Quốc,
Kiên Giang, thành tạo do phong hóa các đá trầm tích
lục nguyên tuổi M esozoi; thân quặng thường nằm

dưới đới thổ nhường dày lm , có dạng thâu kính, ồ,
màu trắng phớt vàng, dày 1 - 7m; kaolin chât lượng
xấu, ít có triến vọng, v ỏ feralit phân b ố tập trung ờ
vùng miền Đ ông Nam Bộ và Quảng Trị, trên vò
phong hóa trầm tích lục nguyên tuổi Proterozoi và
N eogen; điển hình là các mỏ Tân Khai, Vĩnh Phước
và Tân N hơn 1; quy m ô từ nhò đến lớn; thân quặng
có dạng lớp, dạng vỉa, dày 0,5 - 6m, nằm dưới đới
laterit; kaolin có chất lượng tốt.
Sét nguồn gốc phong hóa ở Việt Nam rất đa dạng
và được sử dụng đê làm gạch ngói, xi măng, chât
hấp phụ, đổ gốm , phụ gia xi m ăng (puzzolan), gạch
chịu lửa và bột màu.
Sét gạch ngói tặp trung chủ yếu ở địa hình gò đổi,
rải rác trong các thung lủng vùng núi ở Bắc Bộ, một sô'
ít ờ Bắc và Nam Trung Bộ, Tây N guyên và Nam Bộ.
Sét được thành tạo do quá trình phong hóa của các đá
lục nguyên là sét kết, sét bột kết, sét kết chứa tuf, chứa
vôi có tuổi từ Proterozoi đến Kainozoi.
Sét xi m ăng là sản phấm phong hóa từ các loại đá
lục nguyên như sét kê't, bột kê't, đá phiến sét, v.v...
tuổi từ Proterozoi đến M esozoi (đặc biệt là các đá có
tuổi D evon và Trias), phát triến trên các địa hình gò
đổi trước núi ven rìa đổng bằng Bắc Bộ, Trung Bộ,
trong các sườn thung lùng sông suối có độ dốc thoải.
Các thân sét có dạng thâu kính, dạng dải kéo dài từ
300 - 400m, đến 3 - 4km, bể rộng vài chục mét đến
2 - 3km, bề dày từ 2 - 3 đến 30 - 40m. Sét xi măng
nằm trên cùng một kiểu vò phong hoá là ferosiallit.
Sét hâp phụ có diện phân b ố khá rộng và trữ

lượng lớn, tập trung ở Trung Bộ, Tây N guyên và
đổng bằng Nam Bộ. Sét hâp phụ là một loại sét chứa


1246

BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

m ontm orillonit khi gặp nước thì p hổn g lên, trương
nơ ra, có khả năng hút các chất bẩn trong nước, ở
trạng thái khô có th ể hút được chất khí, các chất
kiểm cháy và carbonat kiềm , đư ợc d ù n g làm nguyên
liệu sán xuât xà phòng, o Thừa Thiên - H uế, sét hâp
phụ nằm trong v ỏ p hon g hóa của đá sét bột kết tuổi
Proterozoi. ơ Tây N gu yên , Bình Định, Phú Yên, Lâm
Đ ổn g và Đ ổ n g Nai, sét hâp phụ phát triến trong vỏ
phon g hóa của trầm tích lục địa xen basalt tuổi
N eogen. ơ Binh Thuận và N inh Thuận đã phát hiện
được sét hấp phụ trong vỏ ph ong hóa cua đá phun
trào acid - trung tính tuổi Creta, với diện tích nhỏ
hẹp, chưa rõ quy m ô phân b ố và trừ lượng.
Sét gốm phân b ố chủ yếu ờ Bắc Bộ và Trung Bộ,
trong vỏ phong hóa cua các đá gabro, gabro pegmatit,
đá phiến sét, sét kết, sét bột kết chứa tuf tuổi
Proterozoi, M esozoi và Kainozoi. H iện đã biết 14 m ỏ
và điếm quặng, quy m ô nho đến trung bình, phân b ố
trên các gò đổi thâp và các trùng giữa núi. Sét gốm
nam trong hai kiêu vỏ chính là sialferit, ferosiallit và
feralit. v ỏ sialferit chứa sét thành tạo trên đá granit
tuối M esozoi ờ H òn M e (Kiên Giang) có diện phân b ố

hẹp. Vỏ ferosiallit chứa sét gốm thành tạo do phong
hóa các đá lục nguyên, lục nguyên - phun trào tuổi
Proterozoi, M esozoi ở l ay Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và
trên các đá gabro, gabro pegm atit ớ Tuyên Quang,
Thái N g u y ên và Thanh Hóa.
Sét chịu lừa thường được thành tạo ở trong các
thung lùng, các gò đổi thoải, có độ phân cắt không
lớn, độ dốc sườn 5 - 10°. Sét phát triển trong vỏ phong
hóa của các đá sét kết và sét bột kết tuổi M esozoi và
Kainozoi. Sét chịu lửa nằm trong hai kiêu vỏ là
ferosiallit và feralit. v ỏ ferosiallit chứa sét gốm phân
bô hạn chế, chi gặp ở Nà D ư ơng (Lạng San) và Bảo
Lộc (Lâm Đ ổng), v ỏ feralit chứa sét phân b ố ở vùng
H iệp Hoà (Bắc Giang) và H oàng Trạch (Q uảng Bình),
Chư Pảh (Tây N guyên). Tấng sản phẩm nằm bên
dưới lóp đất hoặc đới laterit kết vón cua v ỏ phong hóa
đá sét bột kết và đá granit tuổi M esozoi.
Sét p u zzolan phần b ố rộng và có trừ lượng rất
lớn nằm trong vỏ p hon g hoá ferosiallit của nhiều loại
đá khác nhau, như đá phiến sillim anit, basalt, đá
phiến silic, sét kết chứa tảo, trong đó, puzzolan
phong hóa từ đá phiến sillim anit [H.10] thường cho
châ't lượng tốt nhất với các chi tiêu công nghệ như
silic hoạt tính, nhôm hoạt tính và độ hút vôi cao, đáp
ứ ng yêu cẩu làm phụ gia thủy xi m ăng. H iện đã phát
hiện nhiều m o p u zzolan ờ các tinh Lào Cai, Yên Bái,
Phú Thọ, Vinh Phúc, Tp. Hà N ội, Kon Turn, Hải
Phòng và Bắc Kạn.
Sét bột m àu là m ột loại sét có m àu đo, nâu đo,
nâu vàng, vàng, phớt tím, m ịn hạt, được d ù n g làm

vật liệu sơn quét tường, hình thành trên vò phong
hóa cua các trầm tích lục n g u yên xen phun trào và
phun trào cỏ tuổi từ Permi đến Trias và basalt Đ ệ Tứ.
Bột màu nam trong hai kiêu v o là ferosiallit và

feralit, gặp ở nhiều địa phương thuộc Hà N ội, Thái
N guyên, N ghệ An và Đ ổng Nai.

Hình 10. Sét puzzolan trong vỏ phong hóa của đá phiến
sillimanit ở Sơn Tây (Hà Nội).

Đá ong là một loại khoáng sản đặc biệt, đang
được khai thác ở nhiều địa phương đê làm vật liệu
xây dựng và đ ổ mỹ nghệ [ H .ll]. Đá on g hình thành
và phát triến rộng rãi ở đới chuyến tiếp giừa đổng
bằng và miền gò đổi trung du như vùng ven rìa
đổng bằng Bắc Bộ, Bắc và Trung Trung Bộ, Đ ông
N am Bộ và Tây N guyên. Đá ong hình thành trên
nhiều loại đá khác nhau, như đá phiến kết tinh,
basalt, andesit, cát cuội kết, v.v..., nhưng kh ôn g gặp
trên đá m agm a acid. Trong mặt cắt vò ph on g hóa,
đá ong thường nằm dưới lớp đâ't lẫn kết vón sắt
và/hoặc đới kết vón. Đá ong thực thụ có câu tạo
gồm m ạng khung xương màu nâu đỏ, nâu đen, xen
giữa chứng là các lô hổng chứa sét m àu loang lổ. Tỷ
lệ giửa phần khung xương và phần sét phàn ánh
tính chât vững chắc về kết cấu của đá ong và d o đó
là một chí tiêu đánh giá chât lượng đá ong. Thành
phần khoáng vật cua khung xương chủ yếu là
goethit, hyđrogoethit, hematit. Trong phẩn sét chu

yếu là kaolinit, hydrom ica. Đá ong phân b ố rộng rãi
ở Hà N ội, Bắc Giang, Vĩnh Phúc, N inh Binh, Hòa
Bình, Thanh Hóa, N gh ệ An, Hà Tĩnh, Q uảng Bình,
Đà N ang, Q uảng N gãi, Bình Định, Binh Dương,
Bình Phước và Đ ổng Nai. Chúng có chât lư ợng khá
tốt với ty lệ khung xương cao (50 - 70%), trừ lượng
lớn, chất lượng tốt, các tầng đá ong thường dàv
1,5 - 3,7m. ơ các vùng khác đá ong có diện phân bố
hẹp, chât lượng kém, bê dày nho. Đá ong ò Đông
Nam Bộ, rìa bắc và đông bắc đổng bằng Bắc Bộ có
bể dày nho, chất lượng đá ong xằii, thuộc loại đá
ong non, khung chưa vừ ng chắc, tý lệ sét trong đá
on g thường cao trên 40%.


PHONG HÓA

1247

a
Hình 11. Đá ong đang khai thác ở Thạch Thất, Hà Nội.

Sắt limonit nằm trong vỏ phong hoá ferit của các
đá biến chat, trẩm tích lục nguyên, lục nguyên - phun
trào có tuổi từ Proterozoi đến Mesozoi, phân bố trên
những địa hình đổi gò thâp, có sườn thoài, trong các
thung lúng ở Hà Nội, Thanh Hóa, N ghệ An, Hà Tĩnh,
Quảng Trị và Q uảng Ngãi. Ngoài ra, quặng sắt còn
hình thành trong đới oxy hóa trên quặng sulfur như ở
Giáp Lai - Phú Thọ [H.12]. Trong mặt cắt vỏ phong

hóa, quặng sắt limonit nằm ờ đới laterit. Thành phần
chính của quặng (%): Fe = 31,2 - 60,28; S1 O 2 = 5,54 - 26,5;
AI2O 3 = 8,92 - 14,98; Mn = 0,25 - 12,77. Nhìn chung, hàm
lượng sắt kim loại trong quặng thuộc loại thấp đến
trung bình và khai thác thuận lợi. Trữ lượng của quặng
sắt limonit khoảng 20 triệu tấn.
Nickel - cobalt tổn tại trong vỏ phong hóa
ferosiallit trên các đá siêu mafic có thành phẩn là
dunit, peridotit, olivinit, pyroxenit, gabro pyroxenit
tuổi Proterozoi và M esozoi, phân b ố ở San La, Thanh
Hóa, Yên Bái và Cao Bằng. Trừ lượng mỏ Bản Phúc
(Sơn La) đà được đánh giá, theo đó nickel: 148.609 tấn,
cobalt: 4567 tân, tellur: 21,58 tấn. Quặng thường phân
b ố trùng với diện phân b ố các thê đá xâm nhập. Trong
vò phong hóa, nickel và cobalt tích tụ trong đới
ferosiallit dưới dạng các khoáng vật gamierit,
vermiculit, safflorit, serpentin và nontronit nickel.
Trong quặng, hàm lượng Ni dao động từ 0,01 đến
1,65%; Co từ 0,02 đến 0,06%.

H ình 12. Sắt iimonit trong đới oxy hóa quặng sulfur,
a- quặng gốc; b- quặng khai thác (mỏ Giáp Lai, Phú Thọ).
Đ ặ n g T ru n g T h u ận , 2005. Đ ịa h ó a học. N X B Đại học Quốc ỹ a
Hà Nội. 416 tr. H à N ội.
H a rry Y. M cSvveen Jr., S te v en M. R ich a rd so n , M aria E. U hle,
2003.

G e o ch e m istry :

P a th w a y s


and

Processes. Columbia

U niversity Press. 381 pg s. N e w Y ork.
K o n ra d B. K rau sk o p f, D e n n is K .Bird, 1995. In tro d u c tio n to
g e o ch e m istry . M cG raw -H ill Inc. 647 pgs. S in g a p o re.
N g ô Q u a n g T oàn (C h ủ b iên), 2000. v ỏ p h o n g h ó a và trầm tích
Đ ệ T ứ V iệt N a m . Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam. H à
N ội. 269 tr.
W h ite W .M ., 1997 G e o ch e m istry . 701 pg s. U niversity o f Cornell.

Tài liệu tham k hảo
F rid lan d V.M., 1973. Đ ất và vỏ p h o n g hóa n h iệt đới ẩm (thí d ụ
lây ờ M iển Bắc V iệt N am ). N X B Khoa học và Kỳ thuật. 318 tr.
H à Nội.
Đ ặng Mai, 1996. K iểu khí hậu vỏ p h o n g hóa M iên Bắc Việt
N am . Tạp chí Địa chất, A/237: 89-93. H à Nội.
Đ ặng Mai, Đ ậu H iến, N g u y ễ n V ăn V ư ợng, Phạm Thị T hu
T hủy, 2008. Đ ặc đ iếm địa hóa và k h o á n g v ật của vò p h o n g
hóa dọc đ ư ờ n g H ồ C hí M inh - đ o ạ n qu a H à T ình. Tạp chí Dịa
chất, A/304: 21-31. H à Nội.

Ka3apiiHOB B .n., BraTOB B.H., TypoBa T.M., Ka3acKMii

KD.n.,

E v a h m k o b B .H ., 1 9 6 9 . B b iB eT p H B a m ie M /u iT o r e n e 3 . M sdam .


Hedpa. 456 CTp. MocKBa.
O A A iiep K., 1987. B b iB e rp n B a n n e . n e p . c arnvi. Màdam. Hedpa.
3 4 6 CTp. M ocK B a.

rie /ip o

)K.,

1971.

3KcnepiiMeHTa/ibHhie

HCGieAOBaHHfl

reoxMMHMecKoro BbiBeTpiiBaHHfl Kpncra/1/iMMecKiix nopoA .
r i e p . c ộ p a H L Ị. M òdam . M u p . 2 5 2 c r p . M ocK B a.

I le p e /iM a n A.M ., 1968. TeoxiiM Hfl 3nreHeTHMecKMx n p o u e c c o B
(30H a r n n e p r e n e 3 a ) . Mjdam. Heờpa. 331 c r p . M ocKBa.