Ba họ đá quanh ta: nhận ra đá magma, trầm tích, biến chất ngoài đời

Mọi hòn đá trên Trái Đất đều thuộc một trong ba họ: đá magma (nguội đi từ đá nóng chảy), đá trầm tích (cát, bùn, vỏ sinh vật lắng thành lớp rồi đông cứng) và đá biến chất (đá cũ bị nén và nung trong lòng đất mà không chảy ra). Chỉ cần biết nhìn hạt, nhìn lớp và nhìn vân, bạn có thể đoán họ của bậc thềm trường, viên đá lát vỉa hè hay hòn sỏi ngoài vườn.

Vì sao các nhà địa chất chia đá theo cách nó ra đời

Đá có hàng trăm tên gọi, nhưng tên gọi dễ quên. Cách nhớ bền nhất là hỏi: hòn đá này đã trải qua chuyện gì? Có ba con đường chính để thành đá, nên có ba họ.

• Con đường lửa: đá trong lòng đất nóng tới mức chảy lỏng thành magma. Magma nguội đi, các khoáng vật kết tinh lại thành đá magma.
• Con đường nước và gió: đá ngoài trời bị mưa nắng làm vỡ vụn thành cát, bùn. Sông đưa vụn đá ra hồ, ra biển, lắng thành lớp. Lớp dưới bị lớp trên đè hàng triệu năm thì gắn lại thành đá trầm tích. Vỏ sò, san hô chết cũng chồng thành lớp như thế.
• Con đường bị ép: khi các mảng của vỏ Trái Đất xô vào nhau, đá bị kéo xuống sâu, chịu sức nén khổng lồ và nhiệt độ vài trăm độ. Đá không chảy ra, nhưng các khoáng vật bên trong sắp xếp lại, có khi kết tinh mới. Đó là đá biến chất.

Ba con đường này nối thành một vòng gọi là chu trình đá: đá magma bị phong hoá thành cát, cát thành đá trầm tích, đá trầm tích bị ép thành đá biến chất, đá biến chất chìm sâu thì lại có thể chảy ra thành magma. Một hạt thạch anh trong lòng bàn tay bạn có thể đã đi qua vòng ấy nhiều lần.

Họ magma: nhìn cỡ hạt là biết nguội nhanh hay chậm

Magma nguội càng chậm thì tinh thể càng có thời gian lớn. Vì vậy cỡ hạt là manh mối quan trọng nhất.

Granite: nguội chậm dưới sâu

Granite (người Việt hay gọi là đá hoa cương) hình thành khi magma kẹt lại sâu trong lòng đất và nguội dần trong hàng trăm nghìn năm. Nhìn gần sẽ thấy hạt to bằng hạt gạo hoặc hơn, nhiều màu đan xen: hạt trong như thuỷ tinh là thạch anh, hạt trắng sữa hoặc hồng là fenspat, vảy đen lấp lánh là mica hoặc khoáng vật sẫm màu khác. Granite bền, chịu mài mòn, nên hay được làm bậc cầu thang, mặt bàn bếp, bia đá.

Ở Việt Nam, granite lộ ra nhiều ở vùng đèo Hải Vân, ở núi Bà Đen (Tây Ninh), ở những khối đá tròn lớn bên bờ biển Vũng Tàu và nhiều mũi đá miền Trung. Những tảng đá tròn ấy không phải do ai đẽo: granite nứt thành khối, nước mưa thấm theo khe làm mòn các góc, lâu dần khối đá tròn lại.

Bazan: nguội nhanh trên mặt đất

Khi dung nham phun ra ngoài, nó gặp không khí hoặc nước và nguội trong vài ngày, vài tuần. Tinh thể không kịp lớn, nên đá bazan có màu xám đen, hạt mịn tới mức mắt thường gần như không thấy. Nhiều mẫu có lỗ nhỏ li ti: đó là bọt khí bị giữ lại lúc dung nham còn sôi. Tây Nguyên, đảo Lý Sơn và vùng Gành Đá Đĩa là những nơi có nhiều bazan nhất nước ta.

Đá bọt: nguội nhanh tới mức nổi trên nước

Có loại dung nham chứa rất nhiều khí, nguội gần như tức thì thành một khối đầy lỗ, nhẹ tới mức thả vào chậu nước thì nổi. Đó là đá bọt, thứ mà nhiều nhà vẫn dùng để kỳ gót chân.

Họ trầm tích: đá kể chuyện bằng lớp

Dấu hiệu dễ nhận nhất của đá trầm tích là lớp, giống từng trang sách xếp chồng. Mỗi lớp là một thời kỳ lắng đọng: lớp hạt thô là lúc dòng nước chảy mạnh, lớp mịn là lúc nước lặng.

• Sa thạch (đá cát): sờ thấy ráp như giấy nhám, vì nó chính là cát gắn lại. Nhiều tường rào, bậc thềm cổ dùng đá này.
• Đá phiến sét: bùn mịn ép lại, tách được thành tấm mỏng, thường xám hoặc đen.
• Đá vôi: phần lớn do vỏ và xương của sinh vật biển như san hô, sò, tảo vôi chồng lên nhau. Thành phần chính là khoáng vật canxit.

Đá vôi là loại đá trầm tích quen mặt nhất với người Việt. Hàng nghìn ngọn núi trên vịnh Hạ Long, ở Tràng An – Ninh Bình, ở vùng Phong Nha đều là đá vôi, hình thành từ những vùng biển nông cách nay hàng trăm triệu năm. Trong đá vôi đôi khi còn thấy dấu vỏ sò, nhánh san hô hoá đá. Chỉ đá trầm tích mới giữ được hoá thạch rõ như vậy, vì sinh vật bị vùi êm trong bùn chứ không bị nung chảy.

Họ biến chất: đá cũ khoác áo mới

Đá biến chất thường nhận ra nhờ hai đặc điểm: các khoáng vật xếp thành vân, dải song song, hoặc đá kết tinh lại thành khối đặc, lấp lánh.

Đá gốc	Sau khi bị nén, nung	Thấy ở đâu
Đá vôi	Đá hoa (cẩm thạch)	Ngũ Hành Sơn (Đà Nẵng), vùng Lục Yên ở Tây Bắc
Đá phiến sét	Đá phiến lợp (slate), rồi đá phiến mica	Tấm lợp mái, bảng đá ở các nước châu Âu
Sa thạch	Quarzit, rất cứng	Đá rải đường, đá mài
Granite	Đá gơnai có dải sáng tối	Nhiều vùng núi cổ phía Bắc

Năm ngọn núi Ngũ Hành Sơn ở Đà Nẵng là ví dụ dễ nhớ: đá vôi ở đó bị biến chất một phần thành đá hoa, nên làng đá Non Nước dưới chân núi có nghề tạc tượng từ xưa. Ở vùng Lục Yên, đá hoa trắng lại là "nhà" của ruby và spinel, vì những viên đá quý ấy kết tinh trong lúc đá vôi bị nung ép.

Bảng nhận nhanh ba họ đá

Câu hỏi khi cầm hòn đá	Magma	Trầm tích	Biến chất
Có lớp như trang sách không?	Hầu như không	Thường có	Có thể có dải vân, nhưng uốn lượn
Hạt ra sao?	Tinh thể đan cài, to (granite) hoặc rất mịn (bazan)	Hạt tròn gắn bằng "keo", sờ ráp	Tinh thể sáng lấp lánh hoặc dẹt, xếp hàng
Có lỗ khí không?	Có thể có (bazan, đá bọt)	Hiếm	Hiếm
Có hoá thạch không?	Không	Có thể có	Hiếm, thường bị bóp méo
Ví dụ ở Việt Nam	Granite Hải Vân, bazan Tây Nguyên	Đá vôi Hạ Long, Tràng An	Đá hoa Ngũ Hành Sơn, Lục Yên

Bảng này đúng phần lớn trường hợp, nhưng không phải luật tuyệt đối. Nhà địa chất thật còn soi lát đá mỏng dưới kính hiển vi, đo thành phần hoá học. Với người mới, đoán đúng họ đã là một bước dài.

Đi tìm ba họ đá quanh nhà và sân trường

Không cần lên núi. Thành phố là một bảo tàng đá mở cửa cả ngày, vì người ta chở đá từ khắp nơi về xây dựng.

• Bậc thềm, bồn hoa, bia đá: thường là granite đánh bóng. Tìm các hạt đen, trắng, hồng xen kẽ.
• Đá lát vỉa hè, lát sân đình: nhiều nơi dùng granite xám hoặc bazan đen có lỗ.
• Bậc cầu thang trắng, tượng, lan can trong chùa: hay là đá hoa, có vân mây xám mảnh.
• Sỏi trang trí, đá suối trong chậu cây: trộn đủ loại, rất tốt để tập phân biệt.
• Tường rào đá ong ở vùng Sơn Tây (Hà Nội): đá ong là đất giàu sắt đông cứng lại, không thuộc gọn ba họ trên, là ví dụ hay cho thấy tự nhiên luôn có ngoại lệ.

Nếu ở Hà Nội, Bảo tàng Địa chất trên phố Phạm Ngũ Lão có tủ trưng bày đá, khoáng vật và hoá thạch kèm nhãn tên. Đi một buổi, chụp ảnh từng mẫu, về đối chiếu với đá quanh nhà là cách học rất nhanh.

Thử làm: bộ sưu tập ba ngăn

Bạn cần: một khay chia ngăn hoặc vỉ trứng giấy, kính lúp, một ít giấm ăn, ống nhỏ giọt hoặc thìa, bút và giấy ghi.

1. Nhặt 8–12 hòn đá nhỏ ở sân nhà, bãi sỏi, công trình đã hoàn thiện (xin phép chủ nhà). Không nhặt đá trong khu di tích, vườn quốc gia, và không trèo lên mỏm đá hay bờ kè để lấy mẫu.
2. Rửa sạch, để khô. Soi từng hòn bằng kính lúp và ghi: màu, cỡ hạt, có lớp không, có lỗ không.
3. Nhỏ vài giọt giấm lên từng hòn. Nếu sủi bọt li ti, đá có chứa canxit: nhiều khả năng là đá vôi hoặc đá hoa. Bọt là khí CO₂ thoát ra khi axit trong giấm gặp canxit.
4. Xếp vào ba ngăn Magma, Trầm tích, Biến chất, thêm một ngăn "Chưa chắc". Ngăn "chưa chắc" không phải thất bại; nhà địa chất nào cũng có.
5. Rửa tay sau khi làm, không đưa đá lên miệng. Giữ đá nhỏ xa tầm em bé.

Muốn đi xa hơn, hãy thử thêm phép đo độ cứng bằng móng tay và đồng xu, sẽ giúp tách thạch anh khỏi canxit rất rõ.

Câu hỏi thường gặp

Ba loại đá chính là gì?

Ba loại đá chính là đá magma, đá trầm tích và đá biến chất. Đá magma nguội đi từ đá nóng chảy, đá trầm tích hình thành từ vụn đá và vỏ sinh vật lắng thành lớp, còn đá biến chất là đá cũ bị nén và nung trong lòng đất mà không chảy ra.

Đá vôi thuộc loại đá nào?

Đá vôi là đá trầm tích, phần lớn do vỏ và xương sinh vật biển chồng lên nhau rồi đông cứng. Núi đá vôi ở Hạ Long, Tràng An, Phong Nha đều hình thành từ biển cổ. Khi bị nén và nung trong lòng đất, đá vôi biến thành đá hoa.

Đá granite và đá bazan khác nhau thế nào?

Cả hai đều là đá magma. Granite nguội chậm dưới sâu nên tinh thể to, nhìn thấy nhiều hạt màu đan xen. Bazan là dung nham nguội nhanh trên mặt đất nên hạt rất mịn, màu xám đen, hay có lỗ khí nhỏ.

Đá có thể chuyển từ loại này sang loại khác không?

Có. Chu trình đá cho thấy đá magma có thể bị phong hoá thành cát rồi thành đá trầm tích, đá trầm tích bị ép thành đá biến chất, và đá biến chất chìm sâu có thể chảy ra thành magma. Mỗi vòng như vậy thường kéo dài hàng triệu năm.

Vì sao chỉ đá trầm tích mới hay có hoá thạch?

Sinh vật chết bị bùn, cát vùi êm rồi được giữ lại khi lớp trầm tích đông cứng. Trong đá magma, mọi thứ đã bị nung chảy nên không còn dấu vết. Đá biến chất thì bị nén mạnh nên hoá thạch thường méo mó hoặc mất hẳn.