100

IV. NOIUNI DE PETROLOGIE

2. PROCESE I ROCI SEDIMENTARE Procesele rezultate prin interaciunea geosferelor externe ale Pmntului, adic dintre scoara

terestr, atmosfer, hidrosfer i biosfer, sunt cunoscute ca procese exogene. Motorul proceselor i fenomenelor exogene sunt energia termic (surse: solar, teluric, radioactiv, impactului cu corpurile extraterestre, etc.) i gravitaia (Pmntului i a corpurilor extraterestre).

Procesele i fenomenele exogene determin dezagregarea i alterarea rocilor care alctuiesc formele pozitive ale reliefului terestru, transportul fragmentelor rezultate din dezagregarea rocilor preexistente i sedimentarea (acumularea) lor n zonele depresionare, denumite bazine de sedimentare. Prin acumularea fragmentelor iau natere rocile clastice (pietriuri, nisipuri, silturi, mluri, conglomerate, gresii, siltite, marne, argile). Concomitent, n bazine se desfoar cu intensiti diferite procese chimice i biochimice, formndu-se rocile de precipitaie chimic (calcare, dolomite, silicolite, evaporite, etc.) i rocile biotice (calcare organogene, silicolite, crbuni, petrol, gaze, etc.). Ulterior procesului de acumulare, sedimentele sunt supuse transformrilor fizico-chimice de compactare, cimentare, etc., cunoscute sub denumirea de procese diagenetice. n urma proceselor diagenetice sedimentele se transform n roci sedimentare cimentate.

Rocilor sedimentare alctuiesc stratisfera, care acoper peste 75 % din suprafaa globului terestru.

2.1. Sistemele de sedimentare

Procesele petrogenetice sedimentare includ procesele fizice, chimice i biotice care se

desfoar n sistemele de sedimentare de la suprafaa terestr. Acestea acioneaz att n stadiul de sedimentare (geneza componenilor rocilor sedimentare, transportul, acumularea sedimentelor), ct i n cel de diagenez (litificarea sedimentelor).

Sistemele de sedimentare se clasific fie dup natura procesele predominante care controleaz sedimentarea (fizice, chimice, biochimice), cu produse specifice (roci sedimentare), fie dup poziia geografic a mediilor depoziionale. n primul caz se vorbete despre sisteme clastice, carbonatice, evaporitice, etc., care cuprind la rndul lor mai multe medii depoziionale. n al doilea caz, mediile depoziionale sunt grupate n sisteme continentale, marine i de tranziie (Fig. 4.12). Referitor la relaia dintre sistemele corespunztoare celor dou clasificri, trebuie avut n vedere faptul c cele din prima categorie pot fi localizate n domeniul continental, marin sau de tranziie. n acelai timp, un sistem clastic de ordin superior poate cuprinde att domeniul continental (arie surs), ct i cel marin (bazin de sedimentare).

n cazul sistemelor clastice se disting subsistemele: aria surs - agenii de transport - bazin de sedimentare.

Ariile surs sunt zone subaeriene sau submerse, pozitive n raport cu diferite planuri de referin (nivel de baz, nivel local, fundul cuvetei lacustre sau marine, etc.), zone n care se produc componenii rocilor sedimentare. n aceste areale substratul este supus proceselor fizico-mecanice i fizico-chimice de dezagregare, formndu-se fragmente de diferite dimensiuni care se acumuleaz n bazinele de sedimentare. Ariile surs cele mai productive sunt localizate n domeniul continental. n domeniul marin-oceanic ariile surs cele mai importante sunt morfologiile pozitive n raport cu cmpia bazinal (cordiliere, riduri, dorsale medio-oceanice, etc.). Productivitatea surselor submerse ine de hidrodinamica mediului marin, care se atenueaz cu adncimea (capacitatea de eroziune a curenilor marini, valurilor, mareelor, etc). O surs particular de fragmente pentru rocile sedimentare este reprezentat de zonele vulcanice active. n condiiile erupiilor vulcanice explozive se fragmenteaz partea superioar a aparatului vulcanic i se produc fragmente de diferite dimensiuni, care se depun la anumite distane fa de centrul de erupie. Acestea alctuiesc depozitele piroclastice, n opoziie cu depozitele epiclastice, cnd fragmentele provin prin procese exogene.

101

Agenii de transport constituie segmentul de legtur dintre aria surs i bazinul de sedimentare. Prin intermediul acestora materialul clastic este preluat din aria surs, transportat i depozitat n bazinul de sedimentare. Transportul clastelor este asigurat de ageni de natur hidrologic (reeaua fluvial continental, mareele, valurile, curenii din domeniile lacustru i marin-oceanic, ghearii), eolieni i gravitaionali.

Fig. 4.12. Relaia sistemelor de sedimentare clastice, carbonatice i evaporitice cu sistremele continentale, marine i de

tranziie (costiere) (sursa: curs sedimentologie Departamentul de Geologie, Iai, manuscris) Bazinele de sedimentare sunt zone depresionare continentale sau marin-oceanice n care

bilanul intrri / ieiri de sedimente este supraunitar, adic procesul de acumulare a sedimentelor predomin net asupra proceselor de eroziune i transport. Exemple de bazine de sedimentare continentale sunt reprezentate n general de sistemele endoreice, dar i de sistemele deschise, (de ex. bazinul Amazonului). n bazinele de sedimentare se produce diageneza sedimentelor i formarea rocilor sedimentare cimentate (consolidate).

2.2. Componenii rocilor sedimentare

2.2.1. Geneza componenilor

Componenii rocilor sedimentare iau natere prin procese exogene de natur fizic

(meteorizaia), chimic (alterarea, halmiroliza), biotic i prin procese vulcanice explozive. Spre deosebire de componenii rocilor magmatice care iau natere numai prin consolidarea magmelor i lavelor, fiind reprezentai de diverse minerale, componenii rocilor sedimentare sunt caracterizai de o diversitate mult mai mare. Astfel, n alctuirea lor pot intra fragmente de dezagregare monominerale sau litice, fragmente bioclastice, fragmente piroclastice, minerale de precipitaie chimic i biochimic i produse de alterare.

102

2.2.1.1. Procese de meteorizaie Dezagregarea. Procesul de fragmentare fizic a substratului geologic fr modificarea compo-

ziiei chimice, este denumit generic dezagregare (meteorizaia fizic). Dezagregarea n acest caz este produs de procese exogene specifice unor zone climatice (umede, tropical umede, aride, temperat continentale, temperat oceanice, etc.), rezultnd fragmente de diferite dimensiuni, denumite claste, galei, etc. (Fig. 4.13).

Materialul detritic rezultat n urma dezagregrii rocilor preexistente este alctuit din fragmente (claste) de diferite dimensiuni, de la blocuri metrice, pn la dimensiuni microscopice. Granulometric clastele se clasific n: psefite (rudite), psamite (arenite), aleurite (silturi) i pelite (lutite), iar rezultatele analizelor granulometrice se reprezint pe grafice speciale prin curbe ganulometrice. Rocile rezultate prin acumularea clastelor se numesc detritice sau epiclastice (de ex. conglomeratele i gresiile). n decursul transportului, materialul detritic se frmieaz i mai mult, se sorteaz granulometric din ce n ce mai bine i se rotunjete (ruleaz) datorit proceselor abrazive aprute la contactul particulelor sau la contactul sedimentelor cu substratul litificat.

Dezagregarea fizico-mecanic a versanilor conduce la formarea de blocuri i fragmente de diferite dimensiuni i acumularea gravitaional a acestora la baza pantei, unde formeaz conuri de grohoti. Prin unirea mai multor conuri de grohoti rezult pnze de grohoti, aa cum se ntmpl n vestul Masivului Piatra Craiului, n Munii Retezat, Godeanu, Fgra, etc. n cazul masivelor granitice, rezult fragmente de 0,5-2 cm, care poart numele de gruss. Prin accentuarea fragmentrii se poate ajunge la particule de nisip uor de transportat prin cureni de ap sau eolieni.

Fig. 4.13. Podusele meteorizaiei fizico-mecanice (Sursa: http://search.vadlo.com/)

Dintre procesele de meteorizaie se pot enumera: termoclastia, crioclastia, haloclastia,

fitoclastia, keraunoclastia i eroziunea (pluvial, fluvial, marin, glaciar, marin) Termoclastia este produs de insolaia difereniat a rocilor alctuite din minerale i litoclaste

nchise sau deschise la culoare, primele nclzindu-se mai puternic se dilat mai mult i cu timpul ntre acestea i cele deschise se formeaz fisuri i are loc fragmentarea. n regiunile deertice amplitudinile termice diurne pot ajunge la peste 40C, astfel nct prin cicluri succesive de dilatare / contractare a se produce dezgregarea mecanic a rocilor. Dup nlturarea gravitaional a fragmentelor procesul se reia pn la dezagregarea definitiv (Fig. 4.14).

Crioclastia este specific regiunilor cu cicluri de nghe / dezghe, caz n care apa ptruns n fisurile i crpturile din substrat, nghea mrindu-i volumul de pn la 11 ori. Astfel se produce o presiune de cca. 890 kgf/cm2 asupra pereilor fisurilor, determinnd lrgirea lor i n final fragmentarea rocilor (Fig. 4.14).

103

Haloclastia este rezultatul lrgirii crpturilor i fisurilor din roci ca urmare a cristalizrii diferitelor minerale din soluiile ce circul pe acestea. Prin hidratarea unor sruri precipitate din aceste soluii se nasc tensiuni foarte mari, capabile s fragmenteze rocile (Fig. 4.15).

Fitoclastia apare ca urmare a presiunii exercitate asupra pereilor fisurilor i crpturilor din substrat, prin creterea n volum a rdcinilor speciilor vegetale (Fig. 4.16).

Fig. 4.14 Formele specifice ale meteorizaiei fizico-mecanice n cazul rocilor granitce (Sursa: http://search.vadlo.com/)

Fig. 4.15. Efectul precipitrii srurilor pe fisuri (Sursa: http://search.vadlo.com/)

Fig. 4.16. Dezagregarea datorit fixrii i dezvoltrii vegetaiei (Sursa: http://search.vadlo.com/)

104

Keraunoclastia, mai frecvent n zonele muntoase, este datorat descrcrilor electrice (trsnetelor) care produc fisurri n rocile masive sau, n unele cazuri, chiar topirea acestora pe mici poriuni. n special n gresii i nisipuri se formeaz mici tuburi dintr-un material sticlos denumite fulgurite.

Eroziunea fluvial, abraziunea marin, coraziunea eolian i eroziunea glaciar, au rol major n distrugerea substratului preexistent. La procesele de eroziune enumerate se adaug un set de procese fizice, chimice i biotice care contribuie la producia primar de claste (Fig. 4.12).

2.2.1.2. Procese chimice

Prin proprietile sale chimice ( pH, Eh i coninutul n gaze dizolvate) apa constituie un factor

esenial n desfurarea proceselor de la suprafaa Pmntului. Substanele solubile rezultate n urma proceselor de alterare chimic i biochimic a rocilor preexistente sunt transportate sub form de soluii naturale sau coloidale n lacuri i mri, unde, prin suprasaturare, precipit genernd rocile de precipitaie chimic.

a. Precipitarea din soluii suprasaturate poate avea loc n mediul continental n peteri, unde depunerile de carbonat de calciu formeaz speleoteme (stalactite, stalagmite, draperii, etc.), sau la gura unor izvoare bicarbonatate, se formeaz tufuri calcaroase, travertin, roci silicolitice, etc.

Fig. 4.17. Ci de mbogire a soluiilor marine sau lacustre n diferii componeni (Sursa: http://sepmstrata.org/)

Fig. 4.18. A (n stnga) - Solubilitatea carbonailor n raport cu adncimea domeniului oceanic; B (n dreapta) - Ordinea

precipitrii srurilor din soluiile suprasaturate

105

n mediul marin suprasaturarea se realizeaz fie n lagune, fie n bazine marginale, cu circulaie restrictiv (vezi Anastasiu et al., 2007). Ordinea de precipitare a srurilor se desfoar n sens invers solubilizrii. La nceput se depun srurile cel mai puin solubile: sulfuri, silicaii, oxizii, fosfaii, carbonaii i sulfaii, apoi clorura de sodiu i numai la urm srurile de potasiu numite si sruri delicvescente (Fig. 4.17; 4.18).

b. Alterarea chimic const n descompunerea substanelor ce alctuiesc rocile i formarea unor noi combinaii chimice. Unele, mai uor solubile, sunt antrenate n soluii apoase, iar altele, mai greu solubile, se acumuleaz in situ (rmn pe loc) formnd sedimente reziduale (= scoara de alterare) (Fig. 4.19). Deci, scoara de alterare reprezint un depozit rezidual format prin acumularea in situ a unor materiale insolubile sau foarte greu solubile. n urma acestui proces s-au format depozitele terra rosa, zcmintele de bauxit (principalul minereu de Al), lateritele, etc.

Fig. 4.19. Stabilitatea mineralelor n condiii exogene

O alt parte din componenii insolubili rezultai n urma alterrii pot fi antrenai de cureni de

ap i transportai n suspensie, sau prin saltaie i trre n bazinele de sedimentare. Principalele procese de alterare sunt oxidarea, carbonatarea i hidroliza. Oxidarea mineralelor care conin fier conduce la trecerea lor n hematit (Fe2O3) sau limonit

(Fe2O3.nH2O); cele cu mangan trec n piroluzit (MnO2), etc. Carbonatarea const n reacia CO2 dizolvat n soluii cu diferite baze i formarea de carbonai

(de ex. CaCO3 i MgCO3). Hidroliza const n reacia dintre cationii bazici ai mineralelor cu ionii de HO-, provenii din

disocierea apei. n urma unor astfel de reacii silicaii trec n silicai hidratai. De exemplu aa se petrece transformarea ortozei (tectosilicat de Al3+ i K+) n caolin (filosilicat hidralat de Al3+) i hidroxid de potasiu.

2.2.1.3. Procese biotice

a. n mri i oceane vieuiesc o serie de comuniti de organisme care i construiesc scheletul,

pseudoscheletul sau testul protector din substane minerale: carbonat de calciu (algele, coralii i briozoarele), silice (silicoflagelatele, radiolarii, diatomeele), fosfai (foraminifere aglutinate), etc. Astfel:

- prin bioconstrucia in situ a "coloniilor" de corali, algelor calcaroase i briozoarelor se formeaz calcarele recifale (roci bioconstruite), n stive ce pot atinge grosimi de mii de metri;

- diatomeele, radiolarii i coccolitoforideele furnizeaz dup moarte fragmente silicolitice sau carbonatice. Prin bioacumularea bioclastelor furnizate de primele dou grupe de organisme se formeaz roci silicolitice de tipul diatomitelor, menilitelor, radiolaritelor, jaspurilor, iar n ultimul caz au luat natere acumulrile de cret (roci de bioacumulare);

- n alte situaii, testele organismelor calcaroase sau silicioase au fost amestecate cu material epiclastic, lund natere gresii lumaelice, lumaele, etc.

106

b. Un alt proces biogen este leagat de activitatea microorganismelor bacteriene, cu un rol foarte important n petrogenez (procese geobacteriene) (Fig. 4.20).

Fig. 4.20. Stromatolit (roc produs de cianobacterii) (Sursa: http://sepmstrata.org/)

Astfel: - bacteriile chimiotrofe cum sunt: ferobacteriile, tiobacteriile, nitrobacteriile, fosfobacteriile,

calcibacteriile, etc., au contribuit la formarea acumulrilor de fier, sulf, nitrai. fosfai, calcare, etc.; - microorganismele au rol decisiv n transformarea materialelor vegetale din mediile paludale

eutrofe sau oligotrofe n turb, material precursor al crbunilor; - n mediile euxinice marin-oceanice sau lacustre, bacteriile anaerobe au transformat

acumulrile de substane lipidice din sapropeluri (amestecul materialelor pelitice cu zooplanctonul i fitoplanctonul din bazin). Acestea, n condiii specifice de temperatur i presiune se transform n kerogen i apoi n hidrocarburi (petrol i gaze naturale);

- o alt categorie de bacterii aerobe i anaerobe au jucat un rol esenial n transformarea biochimic a materialului vegetal n acizi humici, componeni specifici ai solurilor care au un rol principal n asigurarea fertilitii acestuia. Solurile sunt depozite reziduale eluviale, formate n urma unor complexe i ndelungate procese fizice, chimice i biochimice. Faza solid a solurilor este constituit din minerale (silicai hidratai de Al, cuar, carbonai, etc.) i substan organic, care este transformat de ctre bacteriile aerobe i anaerobe, n humus. Solurile sunt depozite geologice foarte complexe, formate ca urmare a interaciunii dintre atmosfer, hidrosfer, litosfer i biosfer i fac obiectul de studiu al pedologiei.

2.2. Clasificarea componenii rocilor sedimentare

La alctuirea rocilor sedimentare contribuie un mare numr de componeni, grupai n multe

multe categorii distincte. n funcie de o serie de criterii, se pot clasifica: a. n funcie de poziia ariei surs, raportat la bazin: - alogeni - componeni care iau natere n afara bazinului de sedimentare i, ulterior, sunt

transportai n bazin (componeni epiclastici, piroclastici, subordonat bioclastici); intr n alctuirea rocilor clastice;

- autigeni - formai n bazinele de sedimentare n special prin precipitare din soluii, subordonat prin procese fizico-mecanice; formeaz rocile de precipitaie chimic, biochimic i cimentul rocilor clastice.

107

b. n funcie de natura clastelor: - claste monominerale, alctuite dint-un singur mineral, n principal din cele rezistente la

eroziunea mecanic i alterare: cuar, minerale grele (turmalina, zirconul, sfenul, ilmenit, rutil, etc.), feldspai potasici, feldspai sodici, etc. (Fig. 4.21);

Fig. 4.21. Componenii rocilor epiclastice (Sursa: http://wikipedia.org/)

- litoclaste, fragmente poliminerale (alctuite din dou sau mai multe minerale) (Fig. 4.21); - bioclaste, fragmente provenite prin acumularea mecanic a prile minerale ale organismelor

(corali, alge calcaroase, briozoare, gasteropode, bivalve, brachiopode, etc.), rezultnd rocile de bioacumulare (de ex. falunele depozit necimentat de bioclaste i lumaelele roci cimentate alctuite dintr-o aglomerare de bioclaste) (Fig. 4.22. A).

c. n funcie de natura procesului de fragmentare: - epiclaste, fragmente provenite prin procese mecanice exogene; - piroclaste, fragmente provenite n urma proceselor endogene (erupiilor vulcanice)

(Fig. 4.22 B).

Fig. 4.22. A (n stnga) - Bioclaste; B (n dreapta) - Componeni piroclastici (pentru B sursa: wikipedia.ro)

108

2.3. Transportul materialului sedimentar

Transportul din aria surs n bazinul de sedimentare poate fi efectuat de unul sau mai muli ageni de transport, dintre care trebuiesc amintii:

Apele curgtoare (praie, ruri i fluvii) au o aciune de eroziune, transport i depunere a materialului detritic. Aciunea rului pe axa eroziune-transport-acumulare, depinde de capacitatea de transport care este proporional cu viteza curentului: predomin eroziunea i transportul pe cursul superior (bolovni, pietri i nisip), transportul i depunerea pe cel mijlociu (pietri mrunt i nisip) i depunerea pe cel inferior (nisip i ml). Clastele transportate de apele curgtoare se depun acolo unde viteza curentului se reduce i capacitatea de transport scade (Fig. 4.23).

Generic, depozitele depuse de ruri n domeniul continental, n albiile majore i minore, se numesc depozite aluviale. La vrsarea n mare, n anumite condiii, se formeaz deltele, care pot fi paial emerse - parial submerse, de ex., deltele Nilului, Dunrii, etc.

Apele lacustre constituie arii de depunere a materialului pelitic argilos, sau, n condiiile unui aport fluvial, n lacuri ajung nisipuri i chiar pietriuri. n lacurile situate n zonele aride, endoreice, se pot forma roci evaporitice.

Fig. 23. Relaia eroziune - transport - depunere / viteza curentului, la o adncime de cca. 1 m (Nichols, 2011) Apele marine n micare (valuri, maree i cureni) transport materialul detritic adus de fluvii

sau rezultat din abraziunea rmurilor, iar depunerea acestuia are loc acolo unde agitaia apelor marine se reduce sau nceteaz, ceea ce determin o sortare cu descreterea dimensiunii clastelor de la rm spre larg. Un caz particular l constituie sedimentarea fliului ca urmare a alunecrii unor mase mari de depozite pe povrniul (taluzul) continental i redepunerea lor n zone adnci, unde are loc o depunerea ritmic sortat granulometric. Curenii care se formeaz prin alunecarea sedimentelor pe

109

taluzul continental i redistribuie materialul adus de pe continente n largul bazinului oceanic, se numesc cureni de turbiditate.

Ghearii au o aciune eroziv i de transport. Au capacitatea de a transporta simultan material clastic de dimensiuni variabile, de la blocuri metrice la material lutitic, formndu-se roci specifice domeniilor glaciare denumite tilite. Blocurile sunt zgriate i lustruite datorit frecrii de substratul pe care curge ghearul. Materialul transportat i depus de gheari formeaz morenele. n funcie de poziia lor morenele se clasific n: de fund, frontale, laterale i mediane (Fig. 4.24; 4.25).

Fig. 4.23. Transportul fluvial a componenilor sedimentari

(Sursa: Curs sedimentologie Departamentul de Geologie, Iai, manuscris)

Fig. 4.24. Eroziunea i transportul glaciar (dup Kendall, 2005)

110

Fig. 4.25. Transportul componenilor sedimentari de ctre gheari (Sursa: http://sepmstrata.org/)

Fig. 4.26. Transportul eolian a componenilor sedimentari

(Sursa: Curs sedimentologie Departamentul de Geologie, Iai, manuscris)

Vnturile produc coraziunea i transport prin rostogolire pietri mrunt, prin saltaie nisip i n suspensie praf. Elementele mai mari de roci, desprinse din substratul pietros sunt lefuite pe trei pri, de unde i numele n limba german de dreikanter (drei = trei; kant = muchie). Nisipurile transportate de vnt formeaz acumulri mari n deerturi (erguri, dune) i de dimensiuni mai reduse la rmurile marine (Fig. 4.26).

2.4. Acumularea sedimentelor. Domenii depoziionale

Acumularea sedimentelor se produce n bazine de sedimentare, definite ca depresiuni n care

se realizeaz condiiile de acumulare i stocare a sedimentelor i se produce diageneza. Bazinele la rndul lor sunt caracterizate de morfologii diferite, separndu-se zone cu condiii specifice de sedimentare, denumite domenii depoziionale (de ex. domeniile glaciar, fluvial, costier, etc.). n acest context se separ domenii depoziionale continentale, marin-oceanice i de tranziie (costiere) (Fig. 4.12).

Condiiile specifice fiecrui domeniu depoziional determin acumularea unor anumite tipuri de sedimente, cu caracteristici petrografice i paleontologice bine determinate. Ansamblul caracteristicilor petrografice i paleontologice ale volumelor de roci formate ntr-un sistem depoziional, poart denumirea de facies sedimentar.

111

n toate domeniile depoziionale se acumuleaz, n proporii diferite, depozite clastice i bioclastice, alturi de depozite de precipitaie i bioconstrucie. Foarte schematic, depozitele i rocile care se formeaz n diferite domenii depoziionale sunt urmtoarele:

- n domeniul glaciar se acumuleaz tilite, morene, mluri glaciare, loessul;

Fig. 4.27. Urmele deplasrii ghearilor pe substrat (dup Kendall, 2005)

- n domeniul arid (deerturi) se acumuleaz bolovniuri, pietriuri, nisipuri, iar n lacurile

efemere pot s precipite gipsul i sarea gem (Fig. 4.28); - n domeniul fluvial se acumuleaz rocile clastice de toate tipurile i granulometriile (Fig. 4.29;

4.30); - n domeniul lacustru pe lng roci clastice, n special lutitice, se acumuleaz mai rar oolite

feruginoase, falune, lumaele, diatomite, turbe i sapropeluri. n lacurile din zonele aride pot s precipite sruri diferite, mai ales calcit, anhidrit i mai rar sare gem;

- n domeniul deltaic iau natere acelai tip de depozite ca i sistemul fluviatil, de care este legat genetic, deosebirea constnd n prevalena claselor granulometrice medii i fine (nisipuri i argile). n delte se pot forma i turbrii;

- domeniul lagunar se instaleaz n ariile de tranziie dintre continent i mare. Laguna este separat de mare prin cordoane litorale ntrerupte la partea superioar prin una sau mai multe portie". n lagune caracterul acumulrii depinde de climat. n climatele aride este posibil precipitarea srurilor (dolomit, gips, sare gem, etc.), iar n cele umede se pot acumula turbe i sapropeluri.

Fig. 4.28. Depozite i forme geomorfologice n sistemul arid (Sursa: http://sepmstrata.org/)

112

Fig. 4.29. Depozitele fluviale din albiile minor i major, n cursul superior al rului

(Sursa: Curs sedimentologie Departamentul de Geologie, Iai, manuscris)

Fig. 4.30. Conuri aluviale

- n domeniul litoral se pot acumula: nisipuri, gipsuri, calcare algale, falune i turbe; - n domeniul neritic depozitele detritice sunt frecvente, dar se mai pot acumula i depozite

carbonatice detritice, recifale fosfatice, evaporitice (sare gem, gips, etc.); - n domeniul bazinelor adnci (sub 400 m), sedimentele pot cuprinde blocuri (olistolite)

desprinse din rmuri, toat gama de depozite detritice i depozite pelagice. Aici se formeaz depozitele de fli caracterizate prin ritmicitate i granoclasare.

Particularitile facesurilor sedimentare specifice diferitelor domenii depoziionale sunt prezentate sintetic n continuare (sursa: http://search.vadlo.com).

113

114

2.5. Diageneza sedimentelor Indiferent de originea sedimentelor (clastice, de precipitaie chimic sau biogene), dup

acumulare acestea sufer o serie de procese fizice i chimice n urma crora sunt transformate n roci sedimentare. Aceste procese numite diagenetice, cuprind: tasarea, dizolvarea, cimentarea, formarea concreiunilor, carbonificarea i bituminizarea.

a. Tasarea (compactarea) const n micorarea volumului unui sediment ca urmare a presiunii litostatice exercitate de depozitele situate deasupra i reducerii porozitii. n urma tasrii are loc rearanjarea particulelor ce alctuiesc sedimentul, se produce compactarea, concomitent cu reducerea porilor i expulzarea apei. De exemplu, dintr-un ml argilos cu 80% ap, prin tasare, se ajunge la doar 10% ap, iar sedimentul se transform ntr-o argil compact.

b. Cimentarea const n dizolvarea n apa din porii a unor componeni ai sedimentului i precipitarea n jurul granulelor ca liant. Cimentul cel mai frecvent este cel calcitic (CaCO3), acesta fiind urmat de cimentul silicios (opal, calcedonie) i, mai rar, ciment fosfatic, limonitic, etc.

c. Formarea concreiunilor reprezint procesul de precipitare n spaii selective a unor substane din soluiile care circul prin porii i fisurile unui sediment, lund natere corpuri cu geometrii diferite n depozite necimentate (de ex. ppuile de loess).

d. Carbonificarea (carbonificarea geochimic) este un proces n urma cruia turba, dup acoperirea cu sedimente, este supus unor temperaturi i presiuni care determin creterea coninutului n carbon i transformarea n crbuni (crbune brun, huil i antracit).

e. Bituminizarea este procesul de mbogire n carbon i hidrogen a sapropelului i, ulterior, transformarea acestuia n hidrocarburi lichide (petrolul) i hidrocarburi gazoase (gazele naturale).

115

2.6. Clasificarea rocilor sedimentare Datorit diversitii condiiilor de formare i a numeroaselor procese care contribuie la

petrogeneza sedimentar, clasificarea rocilor sedimentare este complicat. Uzual, criteriile de clasificare a rocilor sedimentare se refer la: procesele genetice, caracteristicile granofaciale i compoziia chimico-mineralogic.

2.6.1. Clasificarea genetic

n funcie de procesele genetice predominante care controleaz formarea rocilor sedimentare,

distingem urmtoarele tipuri: roci clastice (epiclastice i piroclastice), roci chimice (de precipitaie chimic i alterare) i roci biotice (de bioconstrucie i de bioacumulare).

a. Rocile clastice a.1. Rocile epiclastice (detritice) s-au format ca urmare a acumulrii n bazine de sedimentare

a clastelor (detritusului), provenite sub aciunea proceselor fizico-mecanice asupra rocilor preexistente n ariile surs (magmatice, sedimentare, metamorfice). La rndul lor acestea sunt clasificate dup dimensiunile componenilor (clastelor) i dup gradul de consolidare (cimentare) (Fig. 4.31; 4.32; 4.34).

a.2. Rocile piroclastice sunt constituite din material expulzat n aer ca urmare a activitii vulcanice explozive i, apoi, transportat n bazine unde are loc sedimentarea. n aceast categorie intr tufurile, tufitele, aglomeratele piroclastice, breciile vulcanice, etc. (Fig. 4.33).

b. Rocile biotice sunt formate fie prin acumularea in situ a bioclastelor (testele organismelor marine, detritusului vegetal, etc.) rezultnd rocile de bioacumulare (cum sunt falunele, lumaelele, turbele, crbunii, etc.), fie prin activitatea unor organisme recifale (corali, briozoare, algele calcaroase, bacterii etc.), rezultnd roci de bioconstrucie (aa cum sunt calcarele recifale, calcarele stromatolitice, calcarele algale, etc.) (Fig. 4.31, 4.35).

Rocile organogene sunt clasificate n funcie de comportamentul lor la combustie, n: - acaustobiolite (roci organogene necombustibile) din care fac parte calcarele recifale,

diatomitele, radiolaritele, spongolitele, etc; - caustobiolitele, reprezentnd rocile combustibile cum sunt turbele, crbunii, ieiul i gazele

naturale.

Fig. 4.31. Clasificarea rocilor epiclastice (Sursa: http://www.wikipedia.org/)

116

Fig. 4.32. Clasificarea rocilor epiclastice

Fig. 4.33. Clasificarea rocilor piroclastice

c. Roci chimice. Rocile de precipitaie chimic sunt rezultate prin concentrarea soluiilor, care se poate petrece

n urma unor emisii vulcanice submarine, evaporare n domeniile aride, activitate biogen intens, etc. n funcie de domeniul n care s-au format se pot contura dou categorii:

- continentale, formate prin precipitare n endocarsturi (calcarele de precipitaie ce alctuiesc speleotemele: stalactitele, stalagmitele, draperiile, etc), precum i cortegiul de roci formate prin precipitare chimic n lacurile continentale din zonele cu deficit hidric (gipsuri, anhidrite, sare gem, etc.);

- marine, rezultate ca urmare a supraconcentrrii n bazinele marine cu circulaie restrictiv (gipsuri, anhidrite, silvin, carnalit, etc.), sau pe alte ci (calcare, silicolite, etc.) (Fig. 4.36).

Rocile reziduale sunt formate ca urmare a alterrii chimice i biochimice i acumularea in situ a mineralelor greu solubile (bauxite, laterite, soluri).

2.6.2. Clasificarea chimico-mineralogic

n funcie de compoziia chimico-mineralogic se disting urmtoarele tipuri de roci: a. Carbonatice - reprezentate prin roci bioconstruite (calcare recifale), i bioacumulate (crete,

marne cu globigerine etc.) sau bioclastice (calcarenite, alctuite din bioclaste de dimensiunea nisipului); b. Argiloase - alctuite din alumosilicai hidratai: caolinul, bentonita, diferitele argile illitice, montmorillonitice, etc.; c. Aluminoase - formate prin acumulare rezidual (bauxitele); d. Clorurice - rezultate n urma precipitrii din soluii suprasaturate (sarea gem, silvin .a); e. Silicioase - constituite prin acumularea testelor unor oganisme silicioase (diatomite, radiolarite, menilite, jaspuri); f. Sulfatice - rezultate prin precipitare din ape marine sau lacustre din zone aride (gips, anhidrit); g.

117

Feruginoase - alctuite mai ales din limonit i hematit; h. Manganoase - cruste de psilomelan; j. Fosfatice - se formeaz mai rar (fosforitele).

Fig. 4.34. Varieti de gresii vzute n seciuni subiri la microscop

118

Fig. 4.35. Varieti de calcare i roci silicolitice vzute la microscop

Fig. 4.36. Varieti de roci silicolitice sub microscopul polarizant (N+ - cu nicolii n cruce; N- - cu nicolii paraleli)

119

AUTOVERIFICAREA SE FACE NTREBNDU-V:

1. Ce nelegei prin sistem de sedimentare? Dar prin bazin de sedimentare? Dar prin domeniu

de sedimentare? 2. Care sunt procesele care intervin n formarea componenilor i rocilor sedimentare? 3. Cum se clasific componenii rocilor sedimentare? 4. Prin ce produse litologice se particularizeaz domeniile de sedimentare pe care le

cunoatei? 5. Putei prezenta clasificarea genetic a rocilor sedimentare i indica procesele care

contribuie la formarea acestora? 6. Dar despre clasificarea mineralogic ce putei spune?