Cát và thành phần của cát

Cát là vật liệu dạng hạt nguồn gốc tự nhiên bao gồm các hạt đá và khoáng vật nhỏ và mịn. 


Một hạt vật liệu tự nhiên nếu có kích thước nằm trong các khoảng này được gọi là hạt cát. Lớp kích thước hạt nhỏ hơn kế tiếp trong địa chất học gọi là đất bùn (Mỹ) với các hạt có đường kính nhỏ hơn 0,0625 mm cho tới 0,004 mm hoặc bụi (Nga) với các hạt có đường kính nhỏ hơn 0,05 mm cho tới 0,001 mm. Lớp kích thước hạt lớn hơn kế tiếp là sỏi/cuội với đường kính hạt nằm trong khoảng từ 2 mm tới 64 mm (Mỹ) hay từ 1 tới 3 mm (Nga). Khi cọ xát giữa các ngón tay thì cát tạo ra cảm giác sàn sạn (chứ không như đất bùn tạo cảm giác trơn như bột).
Khi được dùng như là một thuật ngữ trong lĩnh vực địa chất học, kích thước cát hạt cát theo đường kính trung bình nằm trong khoảng từ 0,0625 mm tới 2 mm (thang Wentworth sử dụng tại Hoa Kỳ) hay từ 0,05 mm tới 1 mm (thang Kachinskii sử dụng tại Nga và Việt Nam hiện nay).

 

Dựa trên kích thước hạt, cát được phân chia tiếp thành các lớp phụ.

 

(*): đơn vị tính mm

Kích thước

Thang đo Wentworth

Thang đo Kachinskii

0.0625 – 0.125

Cát rất mịn

0.05 <cát mịn<0.25

0.125 – 0.5

Cát mịn

0.25 – 0.5

Cát trung bình

Cát trung bình

0.5 – 1

Cát thô

Cát thô

1 – 2

Cát rất thô

 

Thành phần

 

Thành phần phổ biến nhất của cát tại các môi trường đất liền trong lục địa và các môi trường không phải duyên hải khu vực nhiệt đới là silica (điôxít silic hay SiO2), thường ở dạng thạch anh, là chất với độ trơ về mặt hóa học cũng như do có độ cứng đáng kể, nên có khả năng chống phong hóa khá tốt.

 

Tuy nhiên, thành phần hợp thành của cát có sự biến động lớn, phụ thuộc vào các nguồn đá và các điều kiện khác tại khu vực. Các loại cát trắng tìm thấy ở các vùng duyên hải nhiệt đới và cận nhiệt đới là đá vôi bị xói mòn và có thể chứa các mảnh vụn từ san hô hay mai (vỏ) của động vật cùng các vật liệu hữu cơ hay có nguồn gốc hữu cơ khác. Các đụn cát thạch cao ở Di tích quốc gia White Sands tại bang New Mexico (Hoa Kỳ) nổi tiếng vì màu trắng chói của nó. Acco (arkose) là cát hay sa thạch với hàm lượng fenspat đáng kể, có nguồn gốc từ quá trình phong hóa và xói mòn của đá granit (thường là cận kề). Một vài loại cát còn chứa manhêtit, chlorit, glauconit hay thạch cao. Cát giàu manhêtit có màu từ sẫm tới đen, giống như cát có nguồn gốc từ đá bazan núi lửa và opxidian (obsidian). Cát chứa chlorit-glauconit thông thường có màu xanh lục (còn được gọi là cát lục), như cát có nguồn gốc từ bazan (dung nham) với hàm lượng olivin lớn. Nhiều loại cát, đặc biệt cát ở Nam Âu, chứa các tạp chất sắt trong các tinh thể thạch anh của cát, tạo ra cát có màu vàng sẫm. Cát trầm lắng tại một số khu vực chứa ngọc hồng lựu và một số khoáng vật có sức kháng phong hóa tốt, bao gồm một lượng nhỏ các loại đá quý.

 

Cát được gió và nước vận chuyển đi và trầm lắng thành các dạng bãi biển, bãi sông, cồn cát, đụn cát, bãi cát ngầm v.v.