Đá Silic

 http://repository.vnu.edu.vn/handle/VNU_123/19156

Silic là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Si và số nguyên tử bằng 14.

Nó là nguyên tố phổ biến sau ôxy trong vỏ Trái Đất (25,7 %), cứng, có màu xám sẫm - ánh xanh kim loại, là á kim có hóa trị +4.

Silic (tên Latinh: silex, silicis có nghĩa là đá lửa) lần đầu tiên được nhận ra bởi Antoine Lavoisier năm 1787, và sau đó đã bị Humphry Davy vào năm 1800 cho là hợp chất. Năm 1811 Gay Lussac và Thénard có lẽ đã điều chế ra silic vô định hình không nguyên chất khi nung nóng kali với tetraflorua silic SiF4. Năm 1824 Berzelius điều chế silic vô định hình sử dụng phương pháp giống như của Lussac. Berzelius cũng đã làm tinh khiết sản phẩm bằng cách rửa nó nhiều lần.

Vì silic là nguyên tố quan trọng trong các thiết bị bán dẫn và công nghệ cao, nên khu vực công nghệ cao ở California được đặt tên là Silicon Valley (Thung lũng Silicon), tức đặt tên theo nguyên tố này.

Quá trình phong hoá các đá trầm tích trên mặt đất hay các vật liệu núi lửa trong biển tạo nên phần lớn silit chuyển vào dung dịch. Dung dịch có chứa vài mg silic/l (1) không phải là hiếm gặp. Trong tự nhiên chúng tồn tại ở trạng thái dung dịch keo hoặc dung dịch silicat kiềm. Những dung dịch ấy là nguồn kết tủa vô cơ hoặc sinh hoá thành tạo các đá trầm tích silixit. Nước trên lục địa cũng như nước biển thường chứa nhiều sinh vật trôi nổi có bộ xương silit như Tảo silit (Diatome), Trùng tia (Radiolaria), v.v. sự tích tụ xác của chúng tạo nên các đá silixit nguồn gốc sinh hoá. Các đá trầm tích silixit nguồn gốc vô cơ thường có cấu tạo trứng cá và thành tạo ở lục địa, trong môi trường nước ngọt. 

Cho đến nay người ta chưa tìm thấy kết tủa silit (vô cơ) ở biển và đại dương. Sự tích tụ silit trong đại dương hiện đại phụ thuộc nhiều yếu tố phức tạp.

Khả năng hoà tan của silit trong đới quang hợp thay đổi theo mùa phù hợp với thời kỳ phát triển của Tảo silit [H.1]. Tuy nhiên, trong thời kỳ địa chất xa xưa, sự kết tủa silit vô cơ lại là phương thức chủ yếu. Ở rất nhiều mặt cắt địa chất, người ta thấy có sự cùng tồn tại trầm tích silit với Fe hoặc silit với vôi và những trầm tích ấy thường có liên quan với hoạt động núi lửa ở biển.

Trầm tích silit có thể có nguồn gốc vô cơ thuần tuý cũng có thể có nguồn gốc hỗn hợp vô cơ - sinh hoá (gọi chung là silit thuần tuý), một số khác mang tính trung gian giữa silit thuần tuý với các vật liệu vụn khác và có cả những đá là sản phẩm biến đổi của đá silixit nguyên thuỷ.

Quá trình thành tạo đá trầm tích silitxit có thể dẫn ra ở hình 2. Thành phần khoáng vật chính của silixit là thạch anh, calcedon, opan. Tỷ lệ 3 thành phần ấy thay đổi theo các loại đá khác nhau. Thông thường, opan chỉ có mặt trong các trầm tích trẻ, còn trong các trầm tích từ Mz trở về trước hầu như vắng mặt, trong khi đó các trầm tích càng cổ lượng thạch anh càng tăng, tới lúc hầu như chỉ còn thạch anh và một phần calcedon.

Ngoài những khoáng vật nhóm silit, còn gặp nhiều khoáng vật khác như sét, carbonat, glauconit (thường thấy đi cùng opan), các khoáng vật chứa sắt và mangan, các mảnh đá vụn, than và bitum. Một thành phần tạo đá quan trọng của trầm tích silit là các hoá đá có bộ xương silit, hay gặp nhất là Tảo silit, Bọt biển, Trùng tia.

Thành phần hoá học chủ yếu của silisít là SiO2 và H2O. Trong đá thường có lẫn những thành phần khác nên thành phần hoá học trở nên phức tạp hơn, có chứa CaO, Fe2O3, MgO, v.v. Kiến trúc đặc trưng cho các trầm tích silixit là kiến trúc vô định hình, ẩn tinh, vi tinh, hình sinh vật, vụn sinh vật.

Màu sắc của đá phụ thuộc vào thành phần và lượng tạp chất. Có thể có màu đen, nâu, trắng. Đôi khi đá trầm tích silixit trở nên có giá trị kinh tế cao nhờ màu sắc đẹp của đá. Trầm tích silit phân bố khá rộng, chúng có thể thành những tầng độc lập, đôi khi có bề dày đạt hàng trăm mét, nhưng phổ biến hơn là loại kết hạch trong đá vôi hoặc trong các đá khác