Thạch học là môn khoa học nghiên cứu về đá. Thạch học mô tả chi tiết về thành phần khoáng vật, cấu tạo và kiến trúc của đá, phân loại, định danh các đá. Ngày nay, thạch học là một phần của khoa học thạch luận.

Là một bộ môn khoa học về đá được William Nicol thành lập năm 1828 sau khi nhà bác học này phát minh kỹ thuật tạo ánh sáng phân cực bằng cách cắt một tinh thể calcite thành một lăng trụ đặc biệt, sau này được gọi là lăng trụ Nicol.

Đá được phân loại trên cơ sở phân tích thạch học và hoá học. Mô tả thạch học bắt đầu từ quan sát vết lộ tại các tuyến thực địa (mô tả mẫu vật bằng mắt thường). Bước tiếp theo là mô tả đá dưới kính hiển vi, là bước nghiên cứu quan trọng vì vi kiến trúc và vi cấu trúc cung cấp thông tin tổng quát về tên và loại đá, điều kiện hình thành và quá trình tiến hoá magma. Phân tích và mô tả tổ hợp khoáng vật trong đá và kiến trúc - cấu tạo của chúng dưới kính hiển vi về cơ bản có thể hiểu được nguồn gốc của đá. Đến giai đoạn này người ta có thể gọi tên đá. Tuy nhiên, với những phương tiện nghiên cứu hiện đại hơn như hiển vi điện tử, hấp thụ nguyên tử, huỳnh quang tia- X, nhiễu xạ tia- X để tìm hiểu thành phần hoá học của đá, tên tổ hợp khoáng vật trong đá và thành phần hoá học của chúng. Thí dụ, đối với đá magma, tuỳ theo thành phần hoá học mà người ta có thể phân loại đá thành siêu mafic (basic), mafic, trung tính hay axit (silic) một cách chính xác. Trên cơ sở thành phần hoá học và hàm lượng một số khoáng vật trong đá, người ta có thể phân loại đá chi tiết và định lượng hơn. Cùng với nghiên cứu về kiến trúc - cấu tạo đá và khoáng vật trong đá người ra có thể xác định chính xác hơn các điều kiện hình thành và quá trình tiến hoá của đá từ lúc hình thành đến khi xuất hiện trên bề mặt. Hiện nay sử dụng khối phổ cảm ứng plasma (ICP-MS) là một trong những phương pháp phân tích thành phần hoá học các nguyên tố vi lượng của đá và khoáng vật trong đá, người ta có thể xác định nguồn gốc nguyên thuỷ và khối lượng nóng chảy của chúng đã xảy ra để hình thành các loại đá nghiên cứu. Nghiên cứu thành phần hoá học vi bao thể dung thể (melt inclusion), chất bốc (fluid), hoặc thể rắn (như vi khoáng vật) trong khoáng vật của đá bằng phương pháp hiển vi thạch học hiện đại để tìm hiểu điều kiện áp suất - nhiệt độ hình thành và thành phần hoá học nguyên thuỷ của khoáng vật và đá. Để thực hiện phương pháp này người ta tăng nhiệt từng bước đối với bao thể đến nhiệt độ nóng chảy để đồng hoá toàn phần thành phần bao thể, tiếp đến nhiệt độ được giảm đột ngột, gây thuỷ tinh hoá toàn bộ bao thể để phân tích bằng hiển vi điện tử đầu dò. Là một phương pháp phức tạp, đòi hỏi nhà nghiên cứu khéo léo và độ mẫn cảm cao khi thao tác thực hiện phương pháp này.

Tài liệu tham khảo

1. MacKenzie, W.S., Adams, A.E., Brodie, K.H., Rocks and Minerals in Thin Section: A color Atlas 2nd Edition, CRC Press, 242p, 2017.
2. Philpotts, A.R., Petrography of Igneous and Metamorphic Rocks, Waveland Pr Inc., 192p, 2003.
3. Williams, H., Turner, F., Gilbert, C., Petrography, An introduction to the study of rocks in thin sections, W.H. Freeman & Co; 2nd edition (Aug 1), 626p, 1982.