KHO BÁU TRONG LÒNG ĐẤT
(In lần thứ ba)
Tác giả: Nguyễn Như Mai – Trần Quang Hân
Thể loại: Khoa học thiếu nhi
Số trang: 218
Nhà xuất bản Kim Đồng - 2006
Đánh máy và làm ebook: 4DHN

LỜI GIỚI THIỆU
Sách phổ biến khoa học dành cho thiếu nhi là một trong những mảng sách luôn được Nhà xuất bản
Kim Đồng quan tâm. Bên cạnh những tác phẩm dịch của nước ngoài, Nhà xuất bản đã tổ chức và tập
hợp được một đội ngũ các tác giả trong nước chuyên viết loại sách này. Nhiều tác phẩm đã để lại dấu
ấn tốt đẹp, góp phần nâng cao kiến thức, gây niềm say mê tìm hiểu và sáng tạo cho thế hệ trẻ.
Những năm đầu thập niên 70 hàng loạt tác phẩm như thế đã ra mắt bạn đọc. Trong số đó có các
cuốn Ngọn lửa thần kỳ của Trần Quang Hân và Kho báu trong lòng đất của Nguyễn Như Mai.
Cuốn Kho báu trong lòng đất giới thiệu với bạn đọc những bí ẩn lý thú của hành tinh Trái Đất,
những tài nguyên ẩn giấu trong lòng đất và hành trình tìm kiếm mỏ đầy gian khổ mà cũng rất dỗi thú
vị của các nhà địa chất.
Cuốn Ngọn lửa thần kỳ giới thiệu về một nguồn tài nguyên vô giá đối với xã hội loài người và với
đất nước ta: đó là dầu mỏ. Qua cuốn sách này các em biết thêm được rất nhiều kiến thức về sự hình
thành các mỏ dầu, lịch sử khám phá dầu mỏ, cách khai thác và chế biến dầu mỏ...
Cả hai tác giả đều là những nhà khoa học: Nguyễn Như Mai là kỹ sư địa chất, Trần Quang Hân là
kỹ sư hóa học. Điều đáng quý ở hai tác giả này là tâm lòng quan tâm ưu ái đối với thế hệ trẻ và khả
năng chuyển hóa những kiến thức khoa học khô khan thành những trang viết dễ hiểu, hấp dẫn đối với
bạn đọc nhỏ tuổi. Ngoài hai cuốn sách trên, hai tác giả này còn có hàng chục tác phẩm thuộc nhiều thể
loại khác nhau dành cho các em.
Nhân dịp kỷ niệm 50 năm thành lập Nhà xuất bản Kim Đồng (1957 - 2007) chúng tôi xin trân trọng
giới thiệu với bạn đọc hai tác phẩm cùng đề cập đến các dạng tài nguyên trong lòng đất. Các tác giả đã gia
công, sửa chữa và cập nhật những số liệu mới. Hy vọng cuốn sách sẽ đem lại cho bạn đọc những kiến thức
bổ ích và lý thú, cùng nhiều khám phá mới mẻ về các lĩnh vực khoa học còn nhiều tiềm ẩn này.
NHÀ XUẤT BẢN KIM ĐỒNG

CHƯƠNG I - Trái Đất và pho sử đá

TRÁI ĐẤT NÓ NHƯ THẾ NÀO?
Nhà địa chất nghiên cứu Trái Đất cũng giống như bác sĩ nghiên cứu cơ thể con người. Muốn tìm mỏ có
hiệu quả thì phải hiểu rõ Trái Đất, nếu không sẽ chỉ là đi tìm một cách hú họa mà thôi.
Trước hết, ta xét về hình dạng bên ngoài của Trái Đất. Ngày xưa, người phương Tây bảo:
– Trái Đất tròn và dẹt như một cái đĩa.
– Thế “cái đĩa” ấy tựa vào đâu?
– “Cái đĩa” ấy nằm trên ba con cá voi khổng lồ, - Ba con cá voi ấy nằm ở đâu?
– Nằm trong nước biển.
– Thế biển nằm ở đâu?
– Biển nằm trên Trái Đất chứ còn ở đâu nữa!

Câu trả lời thật là quẩn quanh.
Những người phương Đông thì lại bảo:
– Không đúng! Trái Đất hình vuông và bốn góc kê lên bốn con voi khổng lồ. Bốn con voi đó lại đứng
trên mai của một con rùa cực lớn!

Các bạn sẽ phì cười nếu bây giờ có ai trả lời như thế. Vì ngày nay ai mà chẳng rõ Trái Đất có hình cầu
và quay xung quanh Mặt Trời! Nhưng để đi đến chân lý đơn giản ấy thật không phải dễ dàng.
Ở nước ta, mãi đến thế kỷ thứ 18 mới thấy trong bộ sách Vân đài loại ngữ của nhà bác học Lê Quý
Đôn nói đến Trái Đất hình cầu.
Bây giờ chúng ta hãy đi sâu hơn vào cấu trúc bên trong của Trái Đất xem sao!

SỰ TÍCH CHIẾC BÁNH CHƯNG
Đã lâu lắm rồi, từ thuở nào không rõ, tổ tiên chúng ta cho là “Trời tròn, Đất vuông”. Quan niệm ấy
được thể hiện trong một truyền thuyết rất lý thú - chuyện “Sự tích bánh dày, bánh chưng”.
Hằng năm, Tết đến nếu thiếu chiếc bánh chưng xanh thì dường như thiếu hẳn phong vị ngày Tết. Lang
Liêu là người nghĩ ra hai loại bánh này đã nói: “Bánh dày là tượng Trời, bánh chưng là tượng Đất”.
Vỏ bánh gói bằng lá dong xanh là hình ảnh cỏ cây tươi tốt bốn mùa bao phủ mặt đất. Còn gạo, thịt,
đậu... bên trong là hàm ý gói ghém tất cả mọi chất cấu tạo nên Trái Đất.
Các dân tộc khác cũng có những câu chuyện dân gian nói lên quan niệm của họ về Trái Đất. Theo thần
thoại Hy Lạp thì lòng đất là nơi giam cầm Ti-phôn. Đó là một quái vật khổng lồ thở ra lửa, đã bị Dớt, chúa
tể của thần linh và con người, trừng trị. Thỉnh thoảng Ti-phôn thở làm phun ra những ngọn núi lửa khủng
khiếp.
Hiểu biết của chúng ta ngày nay là sự tích lũy tất cả những kiến thức của bao đời trước. Biết bao nhiêu
giả thuyết về lòng đất đã được nêu lên. Các giả thuyết ấy rất khác nhau, thậm chí khác nhau như... lửa với
nước. Lửa với nước nói ở đây không phải chỉ hàm nghĩa bóng mà còn mang cả nghĩa đen nữa.
Đại diện cho phái “Lửa” là nhà khoa học Kiếc-khe sống vào thế kỷ thứ 17. Theo ông thì nhân Trái Đất
chứa đầy lửa. Lửa này phun lên nên mới sinh ra núi lửa.

Nhà bác học người Anh ở thế kỷ 18 là Vút-voóc-tơ, đại diện cho phái “nước” thì cả quyết rằng nhân
Trái Đất là một khối cầu nước khổng lồ, có những kênh ăn thông với biển cả. Nước ấy là nguồn vô tận
cung cấp cho các sông ngòi trên thế giới.
Mỗi giả thuyết đều giành quyền “thống trị” trong khoa học hàng mấy chục năm, thậm chí hàng thế kỷ.
Trong khi ấy thì các tài liệu ngày càng được tích lũy và tầm mắt của con người ngày càng được mở rộng
thêm.

DU LỊCH VÀO LÒNG ĐẤT
Muốn hiểu biết cấu tạo bên trong của Trái Đất thì không có gì bằng chui vào trong đó. Giáo sư Li-đenbrốc và đứa cháu trai của ông là Ác-xen đã làm được công việc ấy. Cuộc du lịch mạo hiểm vào ruột Trái
Đất của hai ông cháu thật là độc đáo. Nhưng tiếc rằng đó chỉ là hai nhân vật trong một cuốn tiểu thuyết
khoa học viễn tưởng của nhà văn giàu tưởng tượng Giuyn Véc nơ.
Vào thế kỷ 17, nhà toán học Mô-péc-tuy và nhà triết học Vôn-te (người Pháp) đã mơ ước đào một
đường ngầm xuyên qua quả địa cầu. Nhà thiên văn Phơ-lam-ma-ri-ôn lại còn vẽ cả một đồ án đơn giản
khoan qua suốt đường kính Trái Đất. Ý tưởng "hão huyền” đó giờ đây đang được các nhà khoa học Nhật
Bản biến thành hiện thực bằng một dự án thiên niên kỷ “Du lịch vào lòng đất”. Dự án này sẽ khoan sâu vào
lòng đất dưới đáy Thái Bình Dương từ một giàn khoan đặt trên con tàu Ti-kiu.
Chúng ta hãy tưởng tượng Trái Đất như một quả trứng khổng lồ có bán kính gần 6.400 ki-lô-mét.
Bây giờ hãy làm một cuộc du lịch tưởng tượng vào thế giới huyền bí ấy xem sao.
Chặng đường thứ nhất, chúng ta sẽ phải xuyên qua lớp “vỏ trứng”. Lớp này dày chừng sáu, bảy chục kilô-mét, nghĩa là chỉ chiếm khoảng một phần trăm bán kính Trái Đất. Theo phong cách các nhà thám hiểm,
chúng ta thu lượm đầy đủ các loại đất đá trên đường đi để gửi về phòng thí nghiệm. Các nhà địa chất lập
tức trả lời:
– Các thứ đá này chúng tôi biết cả rồi. Vì chúng có cả ở trên bề mặt. Thành phần hóa học của chúng chủ
yếu là si-líc và nhôm, vì thế từ lâu chúng tôi đã đặt tên cho lớp vỏ này là vỏ Si-a-lu (gọi tắt theo tên của
si-líc và nhôm).

Chặng đường chúng ta đi vừa qua chưa lấy gì làm dài. Nếu ở trên mặt đất, một người đi bộ giỏi có thể
chỉ mất một ngày thôi. Vậy mà, việc đặt chân lên sao Hỏa cách chúng ta hàng trăm triệu ki-lô-mét còn dễ
hơn đi chặng đường đó nhiều.
Chúng ta đi tiếp chặng đường thứ hai, qua lớp “lòng trắng trứng”. Các nhà địa chất gọi đó là lớp manti hay lớp áo lót Chặng đường này khá dài vì phải đi tới chiều sâu 2.900 ki-lô-mét. Ở đây, chúng ta phải có
những bộ quần áo bảo hộ đặc biệt, vì chúng ta đã đi vào những “lò lửa” thực sự, nóng đến nỗi mà các thứ

đá quặng đều bị chảy ra thành một thứ keo đặc sệt.
Nhưng dù khó khăn đến mấy, nhất định chúng ta cũng phải lấy một ít mẫu gửi về.
Đúng như dự đoán, thành phần mẫu đá ở lớp “lòng trắng trứng” chủ yếu là si-líc và ma-giê.
Các nhà hóa nghiệm trả lời chúng ta như thế.
Và đây là phần dưới của lớp “lòng trắng trứng”. Ở đây chúng ta không còn gặp các đất đá thông thường
nữa, mà chỉ thấy bốn bề là một chất dẻo quánh và đặc sệt. Bằng phương pháp phân tích tại chỗ, ta có thể
biết được thành phần của chúng: Toàn là các kim loại có giá trị cả, như sắt, ni-ken, crôm... Chẳng trách
các nhà địa chất đã đặt cho cái tên là “quyển quặng”.
- Chú ý, đã đến cây số hai nghìn chín trăm! Nếu như giữa lớp vỏ cứng và lớp “lòng trắng trứng” có một
ranh giới rõ ràng - ranh giới mang tên nhà bác học Nam Tư Mô-hô-rô-vi-sích, thì từ lớp “lòng trắng trứng”
bước sang lớp “lòng đỏ”, tức là nhân Trái đất, ta không thấy có ranh giới rõ rệt.
Ở chặng đường cuối cùng này, chúng ta phải điều chỉnh áp suất của bộ quần áo đặc biệt. Bởi vì, tại đây
áp suất đã lên tới ba, bốn triệu át-mốt-phe, có nghĩa là mỗi một chiếc khuy áo của ta đã bị một lực mạnh
tới hàng triệu ki-lô-gam đè lên. Còn nhiệt độ? Rất cao! Tới mấy nghìn độ. Thế giới vật chất quanh ta không
còn ở dạng rắn, lỏng hay dạng khí được nữa. Tất cả đều trở nên dẻo quánh như thủy tinh lỏng, nhưng lại có
tỉ trọng rất nặng, tương ứng với tỉ trọng của sắt và ni-ken.
– Báo cáo mặt đất, chúng tôi đã vào tới tâm Trái Đất ở cây số 6380. Xin cho biết chúng tôi nên theo
đường cũ trở về hay đi xuyên sang bên kia địa cầu?
Chúng ta được lệnh tiến về phía trước để khảo sát xem Trái Đất có đồng nhất hay không. Cuộc thám
hiểm lại tiếp tục...

TUỔI TRÁI ĐẤT VÀ “CHIẾC ĐỒNG HỒ ĐỊA CHẤT”
Theo Kinh Thánh thì đức Chúa Trời đã sáng tạo ra Trái Đất trước Công nguyên 5.508 năm, tức là cách
đây gần 7.500 năm. Nhưng thực ra, nó hoàn toàn khác xa với sự thật. Các nhà khoa học đã tính được tuổi
của Trái Đất. Nó phải “già”, tới bốn, năm tỉ năm.
Nhưng các nhà khoa học dựa vào đâu để tính tuổi Trái Đất? Có rất nhiều cách.
Một trong những phương pháp đáng tin cậy nhất là tính tuổi của đất đá theo các chất phóng xạ chứa
trong đó. Các chất phóng xạ có một tính chất đặc biệt là cứ sau một khoảng thời gian nhất định lại bị phân
hủy, mất đi một nửa để thành chất khác. Các nhà địa chất đã lợi dụng tính chất đó làm “chiếc đồng hồ địa
chất”, quý giá cho mình. Chẳng hạn, người ta biết rằng trong khoảng thời gian 4-5 tỉ năm một nửa lượng uran sẽ biến thành chì đồng vị, nên khi xác định được lượng chì này và lượng u-ran còn lại trong một loại
đất đá nào đó, các nhà chuyên môn dễ dàng tính được tuổi của loại đất đá ấy.
Chiếc “đồng hồ u-ran” dùng để đo những khoảng thời gian rất dài, như tuổi các đá cổ nhất, từ đó suy ra
tuổi của Trái Đất. Ngoài ra, còn nhiều loại “đồng hồ” khác để đo các khoảng thời gian ngắn hơn.
Nhờ có các loại “đồng hồ” ấy mà các nhà địa chất đã tính được tuổi của nhiều khối đá có nguồn gốc ở
sâu trong lòng đất trồi lên. Chẳng hạn, tuổi của đá hoa cương ở Điện Biên tính được khoảng 250 triệu năm,
ở phía Bi-óc là 230 triệu năm. Các đá hoa cương làm nên đỉnh Phăng-xi-păng cao nhất nước ta thì trẻ hơn
nhiều, chúng chỉ mới xuất hiện cách đây từ 30 đến 70 triệu năm mà thôi.

PHO SỬ ĐÁ VĨ ĐẠI
Bất kỳ một học sinh nào cũng được học môn lịch sử. Đó là lịch sử xã hội loài người. Riêng nhà địa
chất còn cần phải biết thêm môn tức là lịch sử của Trái Đất.
Các cuốn lịch sử ngày nay được đóng bằng giấy và viết bằng chữ. Nhưng với pho sử vĩ đại của Trái
Đất, mỗi một trang của nó là một tầng đất đá. Trên mỗi “trang” ấy, nhà địa chất “đọc” được những chuyện
xảy ra trên Trái Đất hàng trăm triệu năm về trước.
Đối với nhiều người, hòn đá chỉ là vật vô tri vô giác. Nhưng, như nhà văn Pháp A-na-tôn Phơ-răng-xơ
đã từng nói: “Hòn đá biết nói cho người nào biết nghe”.
Nhà địa chất chính là người biết nghe đá “nói”. Một hòn đá thông thường thôi có thể kể cho họ rõ lai
lịch, quê quán, thời tiết, được tạo thành ở trong lòng đất nóng bỏng hay dưới biển sâu mát lạnh và đã từng
trải qua những bước bảy nổi ba chìm như thế nào...
Nhưng tại sao nhà địa chất lại tài thế?
Thực ra, đó chỉ là do họ biết quan sát kỹ lưỡng từ màu sắc, thành phần và cấu tạo của đá đến các thớ
lớp, các khe nứt và tất cả mọi đặc điểm khác. Mỗi đặc điểm ấy là một dấu hiệu, hay nói bóng bẩy là một
“chữ viết” mà thiên nhiên để cho con người tìm đọc.
Có những “chữ viết” dễ hiểu hơn. Đấy là những vết sóng vỗ, vết giọt mưa rơi, vết chân chim, vết giun
bò... còn in hằn trên mặt đá. Nhưng đặc biệt có giá trị là các hóa thạch. là những xác chết của các con vật
từ thuở xa xưa bị chôn vùi và biến thành đá còn nằm lại trong các tầng sâu vĩnh cửu.

Câu chuyện khoa học đã gợi thơ cho nhà thơ Xuân Diệu. Nhà thơ đã dựng lại một số hình ảnh sống
động trên vài trang sử đá khô khan:
Đã một triệu năm rồi, có một con chim
Bước qua lại trên một bờ biển tím
Một gợn sóng lăn tăn đến gần khẽ liếm
Vết chân chim, như âu yếm ngây say
Muốn tỏ tình; và sau lúc chim bay
Gợn sóng khác mang ít bùn đến phủ

Bùn hóa đá dưới năm tháng ủ
Và ngày nay biển đã rút xa đi
Mà vết chân chim giữ chẳng hạn kỳ
Những giọt nước rơi trăm triệu năm về trước.
Đã thâm khô nhanh, chúng bốc hơi rồi
Mà trên đá vẫn còn nguyên vết nước mưa rơi
Và những cánh chuồn chuồn điển hình
mỏng mảnh
Ba trăm rưởi triệu năm vẫn hãy còn lấp lánh
Trên đá vôi, bền bỉ nhắc thời bay...
Như vậy là dựa vào những vết tích hóa thạch, nhà địa chất có thể xác định được tuổi của các tảng đá
chứa chúng. Tuy thế, không phải bao giờ cũng tìm được hóa thạch. Có những tầng mà nhà địa chất phải gọi
là “tầng câm”. Nhưng họ cũng không chịu bó tay.
Họ có thể so sánh nó với các tầng khác mà truy ra tuổi. Rồi họ còn có thể dùng kính hiển vi để tìm
những chút bụi phấn hoa từ thuở xa xưa rơi vào trong đá.
Những phấn hoa nhỏ bé, nên thơ ấy cũng giúp họ giải đáp được các câu hỏi hóc búa.

NHỮNG NHÂN VẬT TRONG CUỐN SỬ TRÁI ĐẤT
Nguồn gốc Trái Đất như thế nào cho đến nay cũng chỉ mới là những giả thuyết. Thuở sơ sinh, “phong
cảnh” của nó ra sao cũng còn là những ước đoán khoa học. Viện sĩ Ô-brút-chép đã mô tả nó như sau:
“Giai đoạn sơ kỳ này của Trái Đất kéo dài rất lâu, có lẽ dài hơn tất cả các thời kỳ tiếp theo cộng lại.
Lúc đó chưa thể có gì sinh sống trên Trái Đất được. Các lục địa biểu hiện dưới dạng những đá mắc-ma có
bề mặt rất không đều đặn; hơi nước thoát ra với những tiếng rít và các khí, có cả khí ngạt thở và khí độc,
bốc ra ở những khe nứt khác nhau. Nước biển còn nóng nên bốc hơi như các nồi hơi. Không khí nặng nề và
bão hòa hơi nước, trời đầy mây đen và tối sẫm; luôn luôn có những tia sét lóe lửa trong ngày ảm đạm và
trong đêm đen kịt. Có những trận mưa dữ dội đổ xuống đó đây, và những dòng nước chảy như thác trên lục
địa bắt đầu hoạt động xói mòn, vận chuyển và lắng đọng các lớp cát và bùn để sinh ra những lớp đá lắng
đọng đầu tiên. Lúc đó trên Trái Đất không thể sống được vì không thở được và chẳng có gì ăn...”.

Dần dần sau đó, một số khí độc bốc hơi ra khỏi Trái Đất, số khác tạo nên những dạng hợp chất lắng
đọng xuống. Ánh sáng mặt trời dần dần xuyên qua lớp không khí bớt dày đặc, các bồn chứa nước nguội dần
và tạo điều kiện cho các dạng đầu tiên của sự sống ra đời. Từ đây đi cuốn sử đá đã có “chữ viết”.
“Buổi bình minh của sự sống” bắt dầu từ các đại Thái cổ và Nguyên sinh. Thực ra thì khó mà tìm thấy
di tích của sự sống ở đại Thái cổ vì các đất đá sinh ra từ cái thuở xa xăm ấy đã bị biến chất, vò nhàu nhiều
rồi.
Ở đại Nguyên sinh đã tìm thấy nhiều dấu vết của các “dân cư” cổ xưa nhất. Đó là các loại rong tảo và
một số động vật cấu tạo rất đơn giản (các loại xoang tràng, bọt biển...) sống trong các biển và đại dương.

Người ta gọi đại Trung sinh là “nguyên đại của loài bò sát”. Bởi vì suốt quãng thời gian dài hơn một
trăm sáu chục triệu năm đó trên mặt đất đã sinh sôi nảy nở và cuối cùng là tiêu diệt nhiều loại bò sát. Khắp
nơi nơi rậm rịch những bước chân của các con bò sát khổng lồ. Có những con thằn lằn sấm (lôi long) dài
trên hai chục mét, nặng đến năm mươi tấn. Trên hình vẽ trong các tài liệu khoa học, chúng ta có thể thấy
những con “bò sát xe tăng” thật là cổ quái và đáng sợ: Thân của chúng rộng và phẳng, có tấm sừng bao
phủ, hai bên sườn có nhiều gai lớn. Nhưng đó lại là con vật ăn cỏ hiền lành. Nó thường bị các con “thằn
lằn kinh khủng” tấn công và ăn thịt. Bọn này cũng rất kỳ lạ: dài đến 15 mét, cao 6 mét, riêng cái đầu cũng
dài tới 2 mét, bộ răng lởm chởm, còn đôi chân trước thì teo lại và thành vô dụng. Nó đi trên đôi chân sau
cực lớn và một chiếc đuôi khỏe mạnh, cuồn cuộn những bắp thịt.

Dưới biển có những con rùa, con ngư long, con kiếm long cũng không kém phần to lớn. Trên không
trung có những con chim khổng lồ, mình xám, trần trụi, da như da chuột, đầu to tướng và có cái sừng nhọn
hoắt như một chiếc búa chim nặng Mỏ của nó to, dài và lởm chởm những răng, đôi cánh dang ra dài gần
chục mét. Đó là những con thằn lằn bay.
Cách đây ba mươi triệu năm, bước sang đại Tân sinh, thời đại của chim và động vật có vú. Hầu hết các
loài bò sát khổng lồ đã bị diệt vong. Cây cối mọc lên mặt đất từ đấy không khác mấy so với cây cối hiện
nay. Ở cuối kỷ Đệ tam đã có những giống vật như hươu, bò tót, ngựa, tê giác, voi... Khỉ cũng đã xuất hiện,
báo hiệu một thời kỳ mới.
Ở kỷ Đệ tứ, bắt đầu từ cách đây hai, ba triệu năm, là kỷ mà chúng ta đang sống, đã có một sự kiện trọng
đại xảy ra trên Trái Đất: con người xuất hiện! Từ chỗ tổ tiên “xuất thân” là loài vượn, con người đã trưởng
thành, trở nên “khổng lồ” hơn tất cả các loại và ngày càng chế ngự, chinh phục được thiên nhiên.
Từ đây, việc nghiên cứu lịch sử thuộc về các nhà khảo cổ học và sử học rồi.

CHƯƠNG II - Châu báu được sinh ra như thế nào?

VỎ TRÁI ĐẤT ĐƯỢC TẠO NÊN BẰNG GÌ?
Thiên nhiên cũng thật khéo trêu ngươi: những thứ mà con người cần đến thì lại hiếm hoi. Đã vậy chúng
lại chẳng nằm riêng ra từng thứ mà trộn lẫn với nhau như một thúng gạo có lẫn thóc.

Đá cấu tạo nên vỏ Trái Đất cũng là một thứ “gạo lẫn thóc”, nhưng còn phức tạp hơn nhiều. Mỗi một thứ
đá thường có nhiều khoáng vật. Mỗi khoáng vật lại do nhiều nguyên tố hóa học tạo thành.
Bất kỳ bạn nào cũng có thể kể tên hàng trăm loại cỏ cây thú vật, vì thế giới sinh vật thật muôn hình
muôn vẻ. Nhưng nói đến đá thì trong óc bạn chỉ hiện lên một hình ảnh nghèo nàn. Bạn có thể nghĩ đến một
cục đá vôi nhặt được trên đường hoặc một hòn cuội trong dòng suối và... chỉ thế thôi! Thực ra, thế giới
khoáng vật và đá là một thế giới kỳ lạ và lắm bí ẩn.
Bước vào phòng bảo tàng khoáng vật và đá, bạn sẽ phải thốt lên kinh ngạc: thật là lắm hình, nhiều vẻ
và đầy màu sắc!
Theo quan niệm thông thường thì chỉ có đá vôi, đá gan gà cứng rắn mới gọi là đá. Nhưng trong khoa
học địa chất, khái niệm về đá rộng hơn nhiều. Có những thứ bở rời như cát trên sa mạc, đất đai trên đồng
ruộng cũng được kể là đá. Thậm chí, nước, dầu mỏ... ở thể lỏng cũng được xem là những thứ đá đặc biệt.
Vỏ Trái Đất được tạo nên bằng tất cả những loại đá đó. Khoáng sản châu báu cũng được khai thác từ
trong đá, nhiều khi chính đá cũng là khoáng sản có ích.

CUỘC TRANH LUẬN KÉO DÀI MẤY THẾ KỶ
Trong sách cổ Trung Quốc có viết:
“Khí thiêng của Trời, Đất kết lại mà thành đá. Đá đâm thủng đất mọc lên, có hình dáng kỳ quái”.
Dĩ nhiên, cách giải thích như thế chẳng có cơ sở khoa học gì cả.
Muốn tìm ra mỏ, nhà địa chất phải làm sáng tỏ cái “lẽ huyền bí” ấy, truy tìm tận ngọn nguồn để khám
phá ra những quy luật của thiên nhiên.
Nhưng không phải trong chốc lát mà khoa học có thể làm được điều đó.
Trong lịch sử khoa học, có một cuộc tranh luận nổi tiếng, kéo dài hàng mấy thế kỷ. Đó chính là cuộc
tranh luận về nguồn gốc tạo thành đá giữa hai phái “Lửa” và “Nước”.
A-bram Gốt-líp Véc-ne, đại diện cho phái “Nước” thì nói rằng: tất cả mọi thứ đất đá đều tạo thành
bằng cách lắng đọng ở trong nước. Chẳng hạn, nếu nước có hòa tan rất nhiều muối thì khi bốc hơi muối sẽ
lắng xuống tạo nên những tinh thể. Còn nếu lấy một cốc nước phù sa của sông ngòi rồi để yên một thời gian
[1]

ta sẽ thấy cát và sét lắng xuống đáy cốc. Ông còn cả quyết rằng, ngay cả những mắc-ma núi lửa chẳng qua
cũng là loại đá lắng đọng bị nóng chảy trở lại mà thôi. Những bài giảng lý thú của Véc-ne được học trò của
ông ghi chép lại và đem in thành sách. Trường phái này ngự trị suốt cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19.
Trong khi học thuyết của Véc-ne đã chinh phục được nhiều thế hệ các nhà khoa học, thì ở xứ Xcốt-len
lại có một chàng trai đang miệt mài viết những trang sách mang tư tưởng hoàn toàn khác hẳn. Chàng trai đó
tên là Giêm Hét-tôn, nguyên là một sinh viên y khoa. Gia đình bắt buộc chàng học để trở thành bác sĩ,
nhưng hóa học và địa chất học đã lôi cuốn chàng.
Bằng cách kết hợp những hiểu biết về hai khoa học này, Giêm đã tìm ra con đường tin cậy hơn để đi
đến những kết luận về điều kiện sinh thành các kho tàng châu báu trong lòng Trái Đất.
Giêm Hét-tôn không hề phủ nhận rằng ở những thời kỳ ban đầu, Trái Đất của chúng ta đã bị những đại
dương mênh mông bao phủ và chỉ sau đó các hòn đảo và lục địa mới trồi lên. Dưới các đại dương ấy, lắng
đọng sét và cát, nhưng thử hỏi sức mạnh nào đã bắt những thứ bở rời ấy thành đá rắn chắc? Theo Giêm,
sức mạnh đó chính là sức nóng. Sức nóng ghê gớm trong lòng đất đã làm nóng chảy tất cả mọi thứ, đã làm
cho các tầng cứng trên mặt đất bị uốn cong và đứt đoạn. Do đó đã tạo điều kiện cho các chất nóng chảy
chui lên tạo thành các mỏ khoáng sản. Cũng chính sức nóng ấy đã làm bùng nổ núi lửa và làm cho mắc-ma
trào lên mặt đất, để rồi sau đấy nó đông kết lại thành các khối đá.
Người ta gọi học thuyết của Giêm là thuyết “tạo thành từ lửa” và trường phái của ông mang tên Plu-tôn,
vị chúa tể của địa ngục, tượng trưng cho lửa.
Cuộc luận chiến giữa phái “Nước” và phái “Lửa” kéo dài hàng thế kỷ. Nhưng chỉ có thực tế mới có thể
chỉ rõ ai đúng, ai sai. Các nhà địa chất khắp nơi đều lao vào tìm hiểu thiên nhiên, đi sưu tầm tài liệu thực
tế.
Kho tàng lý luận được làm giàu thêm, nhiều quy luật tự nhiên được khám phá.

MẮC-MA LÀ GÌ?
Các nhà khoa học đã tính được rằng, trung bình cứ vào sâu trong lòng đất trên ba chục mét thì lại nóng
hơn lên một độ. Chỉ cần làm một phép tính đơn giản thì ta cũng có thể biết được là ở dưới lớp vỏ Trái Đất
nhiệt độ lên tới hàng nghìn độ. Tại những nơi tập trung các chất phóng xạ, sức nóng còn khủng khiếp hơn
nữa. Ở nhiệt độ ấy tất cả các chất đều chuyển sang trạng thái nóng chảy. Chúng tạo nên một thứ dung dịch
đặc sệt, gọi là mắc-ma.
Các mắc-ma này theo những khe nứt và các chỗ đứt gãy chui lên các lớp trên của vỏ Trái Đất. Đôi khi
nó phụt lên mạnh mẽ và bùng nổ dữ dội. Đó là trường hợp núi lửa phun. Nhưng thông thường các mắc-ma
không thoát lên được tới mặt đất. Nó bị giữ lại ở các khe nứt, các lỗ hổng mà tạo nên các mạch, các ổ hoặc
bị kẹp giữa các lớp đá khác mà tạo nên dạng tường, dạng vỉa.

Ban đầu mắc-ma ở thể lỏng và nóng, nhưng khi chui lên gặp lạnh nó sẽ kết tinh và đông cứng thành đá.
Người ta gọi đó là đá mắc-ma.
Vì thành phần hóa học của các mắc-ma rất khác nhau nên chúng kết tinh thành các khoáng vật và các đá
khác nhau. Thí dụ đá hoa cương, chủ yếu gồm thạch anh, phen-pát và mi-ca. Thạch anh là những hạt lóng
lánh, trong suốt. Còn phen-pát thường có màu trắng sữa hoặc màu hồng. Mi-ca có nhiều loại, hay gặp nhất
là mi-ca trắng và mi-ca đen. Nó có đặc điểm là có thể tách thành những phiến vô cùng mỏng.
Đá mắc-ma thường là loại đá cứng, có dạng khối chứ không phân lớp. Nhiều dãy núi đá cao ở nước ta
được cấu tạo bởi các loại đá này. Chẳng hạn, đá hoa cương có thể tìm thấy trên các đỉnh Hoàng Liên Sơn,
Tây Côn Lĩnh, Phia-ya, Phia-oắc hay trên đỉnh Trường Sơn.

TRONG “LÒ BÁT QUÁI”
Phải chăng ở những nơi mắc-ma núi lửa trào ra thì có lắm mỏ? Hoàn toàn không phải thế! Ở đây hầu
như không gặp mỏ. Không phải vì trong mắc-ma do núi lửa phun ra thiếu các khoáng chất quý giá, mà vì
khi trào ra nó luôn luôn bị xáo trộn và nguội lạnh nhanh chóng, làm cho các tinh thể không kịp lớn lên và
không có khả năng tách riêng ra từng nhóm.
Trong các khối mắc-ma nằm dưới sâu thì sự việc lại diễn ra khác hẳn.
Đây là một lò mắc-ma. Ở trong lòng đất, nó không bị nguội lạnh một cách đột ngột như mắc-ma núi lửa,
mà quá trình nguội lạnh diễn ra dần dần, tới hàng nghìn năm. Nhiệt độ, áp suất trong lò không phải đồng
đều. Ở trung tâm lò có sức nóng ghê gớm và sức ép lớn nhất. Đấy là điều kiện thích hợp để sinh ra một số
quặng kim loại. Ở phía ngoài, sức nóng kém hơn, sẽ tạo nên những khoáng vật nhiệt độ thấp. Xa hơn nữa, ở
ngoài rìa, mắc-ma thường tải theo các khoáng chất có tính chất khác, xâm nhập vào các khe nứt và các lỗ
hổng.
Như vậy là lò mắc-ma cũng tương tự như chiếc “lò bát quái” của Thái Thượng Lão Quân trong Tây du
ký. Nó chia ra làm nhiều “ngăn”, mỗi ngăn có chứa những khoáng vật nhất định, không bị xáo trộn lung
tung. Đó chính là điều kiện để tạo ra các mỏ quý.
Bên cạnh đấy còn xảy ra một quá trình giống như việc chưng cất trong các nhà máy. Đó là do trong lò
mắc-ma nhiệt độ bị hạ thấp dần. Cứ hạ đến một khoảng nhiệt độ nhất định lại có hàng loạt khoáng vật được
kết tinh. Chẳng hạn, từ 1500 đến 700 độ các quặng bạch kim và crôm kết tinh lại, lắng xuống đáy “lò”.
Như vậy là trong lò mắc-ma đã diễn ra một quá trình làm cho các chất rắn cứ lần lượt tách khỏi dung dịch.
Ngay cả trong trạng thái dung dịch, nhiều khi các thành phần khác nhau cũng không hòa lẫn vào nhau.
Chẳng khác nào dầu mỡ cũng ở thể lỏng nhưng không thể “trộn” với nước được. Trong mắc-ma còn có chất
nặng, chất nhẹ, “tính tình” không hòa hợp. Do đó chúng tự tách rời ra, tụ tập lại thành nhóm. Đó cũng là
điều kiện thích hợp để sinh ra mỏ.

DÒNG NƯỚC NÓNG MANG ĐẾN NHỮNG GÌ?
Khi khối mắc-ma nóng bỏng dâng lên, nó sẽ làm biến đổi tính chất của các đá vây quanh. Tại nơi tiếp
xúc ấy thường có rất nhiều loại mỏ.
Những mỏ quặng có liên quan với các lò mắc-ma được các nhà địa chất gọi là mỏ nội sinh. Người ta
thấy có nhiều mỏ nội sinh nhưng lại nằm rất xa các khối mắc-ma mẹ.
Quặng không có chân, làm sao mà đi xa được thế?
Chắc các bạn cũng đã nghe nói đến các nguồn nước nóng chảy từ trong khe núi ra. Các nguồn nước
nóng này xuất phát từ trong các lò mắc-ma đó.
Lúc còn ở trong lòng đất sâu thẳm, nước nóng tới hàng mấy trăm độ. Nó hòa tan lưu huỳnh và rất nhiều
nguyên tố kim loại.
Nước này len lỏi theo các khe nứt, càng ngày càng đi xa lò mắc-ma và nhiệt độ bị hạ thấp dần. Khi
nhiệt độ hạ xuống đến 375-300 độ thì nhiều khoáng chất đọng lại trên đường đi, tạo thành các mỏ. Trong số
đó thường gặp các mạch quặng đồng, sắt, thiếc, von-fram.
Nguồn nước nóng vẫn tiếp tục cuộc phiêu lưu của nó về phía mặt đất. Lúc này nhiệt độ lại giảm dần tới
175 độ. Từ trong nước sẽ tách ra vàng, bạc, đồng, chì, kẽm ...
Khi đến gần mặt đất, trong điều kiện áp suất giảm và nhiệt độ hạ xuống dưới 175 độ, chất nước quý báu
này lại tạo ra các mỏ thủy ngân, an-ti-mon và vàng.
Dòng nước nóng, nếu chưa bị khô cạn thì vẫn tiếp tục cuộc hành trình. Nó phun lên mặt đất thành những
suối nước nóng bốn mùa. Trong nước của nó vẫn còn chứa nhiều nguyên tố hóa học, nên có tác dụng chữa
bệnh cho con người.

TÌM KIM CƯƠNG Ở ĐÂU?
Kim cương là loại khoáng vật quý nhất trong các loại đá quý. Vậy mà những tinh thể trong suốt rực rỡ
muôn ánh hào quang của nó thật ra lại chỉ bao gồm những nguyên tử các-bon như trong than đá và than chì
mà thôi. Tuy thế nó có nguồn gốc khác hẳn với họ hàng nhà than.
Ban đầu, người ta nhặt được kim cương trong đá vụn ở các dòng sông Ấn Độ và Bra-xin.
Cách đây khoảng một thế kỷ, ở Nam Phi có một cô gái dạo chơi trên bãi cát và tình cờ nhặt được một
viên kim cương nhỏ. Thế là từ đó người ta đổ xô đi tìm các mỏ kim cương ở Nam Phi và không bao lâu
sau mảnh đất này đã trở thành một trung tâm khai thác kim cương lớn nhất trên thế giới.
Các nhà địa chất đã tìm thấy đây những trữ lượng kim cương lớn trong cát. Nhưng điều mà họ muốn
biết hơn là kim cương được sinh ra ở đâu.
Tại vùng Kim-béc-lây có rất nhiều phễu sâu chứa đầy một thứ đá sẫm màu, trong thành phần của nó rất
giàu ma-giê và si-líc. Đá đó được các nhà địa chất đặt tên là kim-béc-lít. Trong đá kim-béc-lít người ta
tìm thấy những tinh thể kim cương óng ánh. Như thế là đã rõ: kim cương được kết tinh từ mắc-ma kim-béclít khi còn rất sâu, tại áp suất, nhiệt độ rất cao. Các đợt bùng nổ dữ dội của núi lửa đã tạo nên những cái
phễu lớn và đẩy các đá nóng đỏ có chứa kim cương lên trên mặt đất.
Bắt chước thiên nhiên, giờ đây con người cũng đã tạo ra được kim cương. Tuy nhiên đây là một công
việc rất phức tạp và quá tốn kém, nên cho đến nay người ta vẫn cần đến kim cương thiên nhiên.

THIÊN NHIÊN SÀNG LỌC
Đá được coi là vật vô cùng vững chắc và cứng rắn.
Cho nên có thành ngữ: “Vững như đá”, nhưng cũng lại có câu: “Nước chảy đá mòn”.
Ánh sáng và nhiệt độ thay đổi ngày đêm làm cho đá nóng lạnh không đều và bị nứt nẻ. Gió và nước bào
mòn mỗi ngày một tí chút, nhưng quá trình ấy diễn ra bền bỉ không một thứ đá nào chịu nổi. Cây cối xuyên
rễ vào các khe nứt của đá, rễ tiết ra các a-xít hữu cơ ăn mòn đá làm cho khe nứt ngày thêm toác ra.
Tất cả những sự phá hủy đó được gọi là hiện tượng phong hóa. Các đá lộ ra trên mặt đất khi bị phong
hóa sẽ trở nên bở vụn, vỡ ra thành các tảng lớn, cuội, cát và đất mùn. Nước chảy sẽ cuốn theo tất cả các
đất đá bở vụn ấy.
Từ đây bắt đầu một quá trình sàng lọc vĩ đại của thiên nhiên, chẳng khác nào từ một thúng thóc vừa mới
xay giã xong ta sàng sẩy tách riêng ra gạo, trấu, tấm, cám.
Những tảng đá to lớn, xù xì từ trên núi lăn xuống.
Nhưng vì chúng nặng nề nên bị vướng lại ở sườn núi hay trong thung lũng. Những hạt đá nhỏ hơn như
cuội, sỏi thì bị suối cuốn đi và đổ vào sông ngòi. Chúng lăn đi, lăn đi, bị xô đẩy, bào mòn mà trở nên tròn
trịa.
Nhưng cuội, sỏi cũng chẳng đi được bao xa. Dần dần chúng bị rớt lại ở chân núi, ở bãi bồi giữa dòng
sông.
Sét và cát nhỏ hơn, nhẹ hơn, “bảy nổi ba chìm” trong dòng nước. Nước sông đỏ nặng phù sa tiếp tục
chảy mãi về xuôi. Khi đến đồng bằng hay ra tới cửa biển, dòng nước trở nên bình lặng, những hạt cát lửng
lơ sẽ lắng xuống tạo nên các bãi cát trắng. Còn những hạt sét tiếp tục cuộc hành quân, dần dần mới lắng
đọng lại ở đáy vũng, đáy vịnh xa hơn một chút.
Thế vẫn chưa hết: trong dòng nước còn có những chất hòa tan mà mắt ta không nom thấy được. Đấy là
các chất muối, chất vôi và nhiều chất khác. Muối làm cho nước biển mặn. Vôi khi quá bão hòa cũng có thể
kết tủa lại tạo nên các lớp đá vôi. Nhưng thông thường phải nhờ đến sinh vật. Các con vật như sò, hến, san
hô và vô vàn những sinh vật nhỏ li ti đã thu hút chất vôi trong nước để tạo nên xương, nên vỏ của chúng.
Chết đi, xác chúng tích lại tạo thành đá vôi. Điển hình nhất là các đảo san hô có dạng vòng tròn. Người
ta có thể quan sát thấy các đảo này “mọc” lên trong một khoảng thời gian vài năm hay vài chục năm.
Thế là thiên nhiên đã làm một công việc sàng lọc to lớn để tạo ...