curs 12-3

12. Sisteme depozitionale 183

12.3 SISTEME DEPOZITIONALE MARINE

12.3.1 SISTEMUL LITORAL

Sistemul litoral se identifica cu zona de coasta, se dezvolta liniar în lungul tarmului si este delimitat spre mare de zona selfului (offshore) care începe sub nivelul valurilor de furtuna sau mai jos de baza marii în timpul refluxului maxim.

Factorii sedimentarii (fig. 12.19)

- morfologia tarmului- adâncimea bazinului (15-20 m)- oscilatiile nivelului de baza- energia de bazin:

- valuri cu viteze de 15-17 cm/s;- maree cu viteze de 30-50 cm/s;

- regimul climatic;- temperatura apelor;- regimul fotic; - salinitatea apelor;- continutul de gaze: O2, CO2

- organisme specifice.

Termeni legati de actiunea valurilor:

Swash: înaintarea apei spre berma dupa spargerea valului.

Surf zone: zona de spargere a valului (înaltare si colaps).

Surf base: adâncimea maxima pâna la care se face simtita spargerea valului; de obicei ea coincide cu schimbarea profilului morfologic la limita "shoreface-self".

Subunitati: (vezi fig. 12.19)

Backshore: Zona de dune si plaja emersa delimitate spre mare de creasta bermei.

Berma: Denivelarea aproape plana a plajei emerse situata spre mare; creasta ei marcheaza schimbarea unghiului de panta a plajei dezvoltate spre mare si aflata sub influenta valurilor.

Foreshore: Zona de plaja situata între creasta bermei si linia cea mai scazuta a apei (la retragerea valurilor sau în caz de reflux); coincide cu zona de "swash".

Shoreface: Zona cuprinsa între linia de retragere a valurilor (sau a marii în timul refluxului), si linia care coincide cu schimbarea profilului morfologic al fundului (situata sub baza valurilor de vreme buna la adâncimi de 5-15 m); zona are un profil concav si trece treptat spre mare la zona de self (offshore).


Procese depozitionale

Procesele depozitionale apar controlate de factori mecanici, chimici si biotici; ponderea lor variaza foarte mult în diferitele unitati ale sistemului.

Geometria corpurilor (arhitecturi specifice)

Geometria corpurilor de sedimente reflecta principalele faciesuri depozitionale ale sistemului litoral:

Fig. 12.19 Factorii sedimentarii în sistemul litoral (dupa Clifton, 1971).


A - "Shoreline Sand Deposits"

A.1 - Plaje si bare de regresiune

Plajele (fig. 12.20) formeaza corpuri tabulare sau prismatice, alungite, cu lungimi de sute metri la sute de km, latimi de metri la sute de metri, grosimi de m la zeci de metri. Barele (sau barierele) de regresiune includ corpuri înguste, alungite, alcatuite din sedimente grosiere.

Fig. 12.20 Caracteristicile depozitelor litorale de plaja (dupa Einsele, 1992).


Granofacies: bine sortat.

Petrofacies: nisipuri cuartoase, litice, micacee, carbonatice, cu bioclaste si minerale grele (acestea concentrate, în special, în plajele emerse si în partea superioara a celor submerse.

Structofacies:- "beach zone": stratificatie slab înclinata cu 7 spre mare si 2 spre uscat;- "surf zone": stratificatie oblic concoida cu unghiuri mici si stratificatie oblic tabulara,

pe crestele barelor;- "shoreface zone": seturi de material grosier separate net de seturi de arenite cu

structuri oblice (unghiuri mici) distruse de bioturbatie; ondulatii simetrice si asimetrice (wave and current ripple).

- orientarea clastelor: pietrisul poate fi imbricat, cu înclinatii spre mare; în zona de "swash" orientarea axelor lungi ale clastelor de nisip paralel cu plaja.

Biofacies: Callianassa (Ophiomorpha)

Asociatii verticale: Secventa regresiva ideala se realizeaza în conditiile unui aport masiv de sedimente si cuprinde, din baza spre top (grosime max.30 m):

1) argile slab laminate de self;2) unitati "low-angle cross-stratified" ale shorface-ului extern;3) unitati grosiere ale surf-ului;4) unitati cu stratificatie orizontala (bine sortate) sau oblic tabulara (cu unghiuri mici) reprezentând "fore-shore"-ul si plaja;5) unitati de dune eoliene, uneori acoperite de 6) unitati de "washover sands" (nisipuri de inundare);7) unitati non-marine cu soluri;

Asociatii laterale:spre mare: faciesuri de self de apa din ce în ce mai adânca;spre uscat: faciesuri de dune, fluvio-deltaice, tidal-deltaice si erozionale.

A.2 - Insule bariera transgresive (Transgressive Barrier Islands)

Corpuri alungite paralele cu linia tarmului, discontinui, ce separa selful continental marin de domeniul lagunar; ele apar în ape putin adânci (de ordinul metrilor) în zonele cu selfuri putin înclinate. Dimensiunea lor depinde de aportul de sedimente si tipul de curenti litorali; ating grosimi de 10-20 m, latimi de câtiva km si lungimi de zeci de km (fig. 12.21).

Subunitati morfologice (medii depozitionale):

- insulele nisipoase (barrier beach complex);- ebb-deltele intertidale si subtidale asociate cu sedimentele de shorface;- flood-delta subtidala si intertidala asociata lagunei si câmpiei tidale;- canalele tidale (care leaga lagunele de mare);


Trasaturile granofaciale, petrofaciale, structofaciale si biofaciale ale acestor subsisteme depozitionale variaza mult:

Complexul "plaja - bariera" (barrier-beach complex) include:- nisipuri de tarm (shoreface sands) care ating 10-20 m sub nivelul marii; cu cresterea adâncimii scad dimensiunile clastelor si creste bioturbatia; au structuri paralele si cross-bedded la scara mica (frecvent obliterate de bioturbatie);- nisipuri de plaja (beach-foreshore sands) cu laminatii paralele sau slab înclinate (caderi mici spre mare); slab bioturbate; ele pot acoperi:- dunele eoliene (backshore eolian dunes) ce pot forma corpuri oblic concoide si

Fig. 12.21 Caracteristicile depozitelor de tip insule bariera (dupa Einsele, 1992).


tabulare, acoperite uneori de produse de furtuna (valuri care inunda dunele):- (washover sands) care pot atinge laguna; au laminatii planare suborizontale; prezenta lor reflecta tendintele insulelor de a migra spre uscat;

Microdelta tidala (externa) (seaward Ebb-tidal sands) formata sub influenta curentilor litorali si a valurilor de vânt, include numeroase structuri multidirectionale si amestec de fauna marina. Depozitele ei se asociaza cu nisipurile de "shorface".

Microdelta lagunara (interna) (Flood-tidal sands) alterneaza cu sedimentele mâloase lagunare si cu sedimentele tidale apaltizate din spatele barierei. Structurile oblic tabulare si concoide sunt frecvente si se asociaza cu mega-ripple.

Canalele tidale leaga cele doua tipuri de delte între ele si respectiv, laguna de mare; forme erozionale si acumulari prin acretie (spit accretion) sau lag deposits (bazale, grosiere) sunt caracteristice.

Asociatii verticale:

Secventele generate se afla sub controlul oscilatiilor de nivel si ratei de sedimentare, astfel (fig. 12.22):

* Când aportul de sedimente este mare, insulele se deplaseaza spre mare, generând prograding sau regressive barrier cu tranzitii de la faciesuri de apa putin adânca (self sau shorface) la depozite continentale, subaeriene (foreshore, backshore, dune

Fig. 12.22 Efectul oscilatiilor de nivel asuprasedimentarii litorale (dupa Einsele, 1992).


sands);

* Aportul scazut de sedimente dinspre continent si înaltarea nivelului de baza favorizeaza aparitia "landward transgressive of barrier systems" care include, din baza spre top: depozite continentale sau de câmpie tidala (tidal flat), urmate de mâluri lagunare, nisipuri flood-delta-ice si deposite de canal (inlet channel; secventa se închide prin nisipuri de inundatie (washover sands) si nisipuri de dune eoliene (eolian dunes).

* Inaltarea lenta a nivelului de baza si aportul scazut de sedimente determina eroziuni repetate ale unitatilor subiacente, în lungul unor suprafete plane.


B - Câmpiile tidale (Tidal Flats)

Acestea sunt suprafete plate, slab înclinate <1, dezvoltate în zonele intermareice, având latimi de pâna la câtiva km, traversate de canale tidale (fig. 12.23).

Faciesurile caracteristice sunt date de:

câmpiile nisipoase (sand flats) situate în sectorul distal (bazal, inferior) al zonei intertidale; sunt formate din corpuri oblic paralele si concoide alcatuite din seturi din ce în ce mai subtiri spre zona de tarm. Caracteristice sunt structurile tip "hering bone" si suprafetele de reactivare create de curenti cu viteza mai mare (25-50 cm/sec si 100 cm/sec pe flancurile suprafetelor ondulate).câmpiile mixte (mixed flats - sand and mud) situate în zona mediana a intervalului

intertidal sunt mai bogate în fractie fina (mâl), care se amesteca cu nisip, generând structuri de tip flaser beding.

câmpiile mâloase (mud flats) ce ocupa sectorul proximal (înalt, superior) al zonei intertidale; sunt formate din mâluri cu laminatii paralele; în zona de tranzitie

spre sectorul median apar stratificatiile lenticulare de multe ori perturbate de bioturbatii. Spre domeniul supratidal trec la mlastini sarate.

în sectorul subtidal mai apar:* valuri de nisip (sand waves); 1-10 m înaltime;* creste tidale (tidal ridges); 40 m înaltime, 5 km latime, 65 m lungime; * cordoane tidale (sand ribbons); 2-3km lungime, 100 m latime, cm grosime;

Fig. 12.23 Faciesurile caracteristice câmpiilor tidale siliciclastice (dupa Einsele, 1992).


Fig. 12.24 Caracteristicile morfologice principale si structurile sedimentarespecifice câmpiilor tidale carbonatice (dupa Einsele, 1992).


Din punct de vedere genetic si petrografic depozitele tidale îmbraca trei faciesuri distincte:

sedimente tidale siliciclastice;sedimente tidale carbonatice;sedimente tidale stromatolitice;

Extinderea lor depinde de conditiile climatice, de oscilatiile nivelului de baza; structurile si constituentii lor minerali se diversifica în zonele supratidale (unde pot apare cruste, crapaturi de contractie, pisoide, mat algal, compusi evaporitici).

Legenda:

Fig. 12.25 Caracteristicile morfologice principale si structurile sedimentarespecifice câmpiilor tidale siliciclastice (dupa Einsele, 1992).

Fig. 12.26 Structuri interne caracteristice câmpiilor tidale (dupa Dalrymple, 1992).


în stânga sunt reprezentate:A="Flaser beding", B="Wavy beding", C="Lenticular beding";

în dreapta: structura "Hering bone" (ca raspuns al sedimentarii ritmice la variatia vitezei curentilor tidali).

Conservarea secventelor tidale este favorizata de înaltarea nivelului de baza care permite progradarea acestora spre mare si astfel, largirea ariilor existente.

C - Depozitele de furtuna (Tempestitele sau Storm Deposits)

Formeaza corpuri neregulate, discontinui, paralele cu linia tarmului; grosimile lor sunt de ordinul metrilor. Sunt generate de furtuni (tropicale, extratropicale sau musonice), de curenti geostrofici (de fund) sau de curgeri combinate. Sunt localizate între baza valurilor normale si baza valurilor de furtuna, iar frecventa lor descreste de la ape mici catre ape adânci; suprafata sedimentului tempestitic se poate situa: * mai jos decât cea dinaintea furtunii (tempestite subtractive cu baza erozionala);

caracterizeaza faciesurile proximale;* mai sus decât cea posterioara furtunii (tempestite aditive, cu baza plana si topul neregulat); caracterizeaza faciesurile depozitionale distale.

Caracterele faciale sunt determinate de pozitia lor în raport cu linia tarmului (proximale sau distale), intensitatea furtunii, directia vântului, adâncimea apei, natura materialul antrenat de furtuna etc. Petrofaciesul poate fi: siliciclastic sau carbonatic.

Tempestitele proximale se acumuleaza sub baza valurilor normale (10-20 m adâncime) si au un granofacies grosier si un biofacies bogat; clastele au un grad avansat de prelucrare (prin amalgamare - încorporarea unor tempestite mai vechi).

Tempestitele distale se acumuleaza sub baza valurilor de furtuna (20-30 m adâncime) si au un granofacies mediu si fin si un biofacies sarac; sunt alcatuite din nisipuri redepuse.

Asociatii verticale: Secventa tempestitica ideala cuprinde cinci unitati depozitionale (din baza catre partea superioara):

1=rudite cu galeti moi aplatizati (conglomerate);2=arenite grosiere granoclasate (graded bedding sand)3=arenite cu stratificatie hummocky (HCS sand);4=arenite cu stratificatii oblice concoide si ondulatii de curent;5=arenite cu laminatii oblice tabulare si microondulatii (oscillatory ripple marks)

In raport cu subsidenta si rata de acumulare (materialul disponibil pentru prelucrare) "modelul" secventelor verticale este de trei tipuri:

* "steady-state" = cupluri alternative (rata de acumulare este compensata de subsidenta);* "fining-up", "thiner-up" pentru un "deepening basin" (rata de acumulare < subsidenta);*"coarsening-up", "thicker-up" pentru un "shallowing-basin" cu rata de acumulare mai mare decât subsidenta.

Indrumator bibliografic:


Dalrymple R.W., 1992. Tidal depositional systems. In: Facies Models (ed by Walker and James). Geol. Soc. Canada, p: 195-218.

Dalrymple R.W., Zaitlin B.A., Boyd R., 1992. A conceptual model of estuarine sedimentation. J. Sedim. Petrol., 59: 912-921.Einsele G., 1992. Sedimentary Basins. Springer-Verlag, Berlin, p: 109-124.Hardie L.A., Shinn E.A. (ed), 1986. Carbonate depositional environments. Part 3:

Tidal flats. Colorado School of Mines, Quaterly, 81: 59-74.Pratt B.P., James N.P., Cowan C.A., 1992. Peritidal carbonates. In: Facies Models (ed

by Walker and James). Geol. Soc. Canada, p: 303-322.Smith D.G., Reinson G.E., Zaitlin B.A., Rahmani R.A. (eds), 1991. Clastic tidal sedimentology. Canad. Soc. Petroleum Geol., Mem., 16, 387p.Stride A.H.(ed),1982. Offshore tidal sands: processes and deposits. Chapman &

Hall, New York, 222p.Weimer R.J., Howard J.D., Lindsay D.R., 1982. Tidal flats and associated tidal channels. In: Sandstones depositional environments (ed. by Scholle et al.). AAPG Memoir 31, 191-245.Wright V.P., 1984. Peritidal carbonate facies models: a review. Geological. Journ., 19:

309-325.


12.3 SISTEME DEPOZITIONALE MARINE

12.3.2 SISTEMUL SELFULUI

Domeniu de sedimentare cuprins între zona litorala si extremitatea superioara a taluzului continental marcata de o importanta "ruptura de panta" (aprox. la adâncimii de - 200 m). Selful este instalat pe platforma continentala si are latimi variabile, între 0,5 si 1300 km.

Subdomeniia. dupa gradul de deschidere spre largul marii (sau oceanului):

1. self deschis - în contact direct cu largul oceanului; se identifica cu "marile pericontinentale" (ex. selful Oregon, selful Argentinian, Golful Guineei în Oc. Atlantic; Golful Bengal, selful NV-Australian în Oc. Indian; selful peruan în Oc. Pacific.

2. self barat sau închis (semiînchis) fata de ocean printr-un sistem insular; el suporta "marile epicontinentale" sau "epeirice" (ex. M. Baltica, M. Nordului, M. Galbena, M. Japoniei).

b. dupa adâncimea bazinului si regimul hidrologic:

1. self intern (offshore) - pâna la adâncimi de -40, -50m aflat sub infuenta valurilor de furtuna si a mareelor; corespunde sectoarelor "subtidale" (sinonime: infralitoral si circalitoral superior);

2. self extern - pâna la -200 m - aflat sub influenta curentilor oceanici si a curentilor de densitate (picnoclini) (sinonim: circalitoral inferior)

c. dupa pozitia tectostructurala si dinamica crustei:

1. selfuri de expansiune (M. Rosie);2. selfuri de coliziune (selful Peru-Chile);3. selfuri marginale însotite de arcuri insulare (M. Japoniei).

Factorii sedimentarii

a. Regimul hidrodinamic si energia de bazin. Miscarea apei în zona de self îmbraca forme variate:

* valuri normale (viteza de câtiva cm/s) si valuri de furtuna (60 cm/s);* curenti mareici (100 cm/s), curenti oceanici de suprafata (80-200 cm/s); curenti indusi de furtuni;

si determina formarea:** selfurilor construite de furtuna (ex. M. Bering, Oregon);** selfurilor construite de maree (ex. Golful Persic, California)

Regimul hidrodinamic controleaza deplasarea sedimentelor în bazin, amestecul acestora, distributia faciesurilor (zonalitatea sedimentelor: grosiere în zonele cu energie de bazin ridicata, si fine în zonele cu energie redusa, în selfurile distale), aerisirea apelor, formarea structurilor constructionale si erozionale (fig. 12.27).


b. Oscilatiile nivelului de baza. Miscarile eustatice pozitive si negative, exprimate în timp geologic prin trangresiuni si regresiuni marine, conditioneaza modificarea pozitiei liniei tarmului, adâncimea de sedimentare si spatiul de acumulare a sedimentelor, aportul de material terigen (mai abundent si progresiv grosier în timpul unei regresiuni, mai slab si progresiv fin în timpul unei transgresiuni), mecanismele de acumulare ale acestuia si geometria corpurilor de sedimente. Astfel, se vor distinge:

** selfuri de transgresiune;** selfuri de progradare;** selfuri de agradare.

Fig. 12.27 Factorii sedimentarii si distributia sedimentelorîn zonele de self (dupa Einsele, 1992).


c. Aportul de material si turbiditatea apei. Natura petrografica a materialului - siliciclastic sau carbonatic - si volumul sau determina, în final, configuratia corpurilor de sedimente (fig. 12.28). Ratele de sedimentare sunt considerate mari (>1000 cm/1000 ani) si acopera selfurile interne, din apropierea unor arii sursa active si înalte; ratele moderate si scazute (<10-30 cm/1000 ani) caracterizeaza selfurile externe, distale; în timpul aportului masiv de material dezvoltarea vietii si stabilitatea proceselor de autigeneza sunt perturbate (inhibate).

Fig. 12.28 (continuarea figurii 12.27)Factorii sedimentarii si distributia sedimentelor în zona de self.


d. Pozitia climatica a selfului determina temperatura aerului si a apei precum si precipitatiile ce cad în aria respectiva, va influenta salinitatea apelor si natura litologica a sedimentelor:

* în zonele temperate si reci sedimentarea îmbraca un caracter terigen-siliciclastic (M. Bering, M. Ohotk, M. Nordului);* în zonele calde si aride creste ponderea sedimentarii carbonatice si evaporitice (Coasta Floridei, G. Mexic, Arh. Bahamas).

e. Salinitatea apelor conditioneaza procesele de autigeneza a carbonatilor, sulfatilor, halogenurilor sau de initiere si deplasare a curentilor de densitate, haloclini sau picnoclini.f. Continutul de gaze. Apele din selfurile deschise sunt, de regula, oxigenate (Eh>O), iar cele din selfurile barate pot avea uneori un Eh negativ. CO2 creste cu adâncimea: este mai scazut în sectoarele cu energie de bazin ridicata, temperatura mare si vegetatie abundenta; atât O cât si CO2 controleaza procesele biotice si autigeneza oxizilor, carbonatilor, fosfatilor si sulfatilor.g. Lumina conditioneaza dezvoltarea vegetatiei bentonice si pelagice si prin aceasta, poate stimula sau inhiba procese biotice foarte variate (acretia algala, bioconstructia coralgala etc.):

* în zona fotica - pâna la -50, -80 m se extinde intervalul de existenta al algelor care controleaza aici si echilibrul CO2 (respectiv precipitarea carbonatilor);* în zona disfotica - care se extinde în restul selfului - lumina este difuza si favorizeaza dezvlotarea altor comunitati de organisme.

h. Organisme specifice: Foraminifere (Miliolide, Orbitolinide, Alveolinide, Numulitide), corali, briozoare, bivalve, gastropode, anelizi, ostracode, echinoderme, alge codiacee (Halimeda) si coralinacee, silicoflagelate, coccolite, melobesiee.

Procese si faciesuri depozitionale

Diversitatea faciesurilor de self este determinata de diversitatea factorilor care contribuie la aparitia sedimentelor în acest sistem.

Procesele mecanice genereaza sedimente siliciclastice, în faciesuri ruditice, nisipoase si mâloase, dominant cuartoase. Structurile lor sunt foarte variate: stratificatii si lami-natii paralele si oblice, ondulatii de curent simetrice si asimetrice, megaondulatii (valuri de nisip), structuri erozionale pe selful intern etc. Procesele biotice faciliteaza dezvoltarea faciesurilor bioacumulate (falune) si a celor

bioconstruite de corali, alge si briozoare cu structuri specifice.Procesele chimice controleaza autigeneza carbonatica, fosfatica, sulfatica, oxidica si

silicatica. Morfologia produselor chimice este foarte variata: cristale, agregate micro- si macrocristaline, ooide, lumpuri, noduli, placi, cruste, concretiunni etc.

Din cauza proceselor foarte diverse nu poate fi elaborat un model facial unic.

In sistemul selfului se poate opera cu modele simple construite pe criteriul "regimului hidrodinamic si oscilatiilor de nivel" care afecteaza bazinul si pe "rata de sedimentare" care vor imprima alura stratonomica a secventelor faciale.

O alta distinctie clara care se poate face, tine de natura petrografica a sedimentelor: siliciclastica sau carbonatica; modele de facies pentru "selfurile siliciclastice" si pentru "selfurile carbonatice" sunt net diferite.


Asociatii de faciesuri pe selfurile siliciclastice.

Conditia: rata de sedimentare mare (aport bogat de sedimente) (vezi fig. 12.27)

* la energie de bazin scazuta secventa cuprinde, de jos în sus:siltite si argile bioturbate - tempestite mâloase - tempestite nisipoase distale - nisipuri bioclastice;

* sub influenta curentilor mareici:mâluri si mâluri tempestitice - tempestite nisipoase - silturi - tempestite nisipoase reciclate -bare nisipoase tidale - nisipuri grosiere - nisipuri bioclastice si pietrisuri (canale tidale);

* la energie de bazin înalta (furtuni):mâluri - mâluri tempestitice - silturi - tempestite amalgamate cu bioclaste - tempestite nisipoase proximale - nisipuri cu structuri Hummocky - pietrisuri - falune - nisipuri litorale

Secventele sunt de tip coarsening upward.

Conditia: rata de acumulare scazuta (aport redus de sedimente): (fig. 12.28)

* la energie de bazin scazuta:marne cu silicolite (chert-uri) - calcare pelagice - nisip - silt - nisipuri bioclastice - nisipuri litorale - evaporite?

* la energie de bazin înalta (curenti oceanici):silturi - argile - fosforite - nisipuri glauconitice si chamositice - nisipuri bioturbate - nisipuri tempestitice - pietrisuri (lag-uri) - nisipuri bioclastice - nisipuri bioclastice -nisipuri litorale.

Secventele sunt de tip coarsening-upward.

Conditia: bazine cu subsidenta necompensata:

In cazul în care subsidenta bazinului nu este compensata de aportul de sedimente, adâncimea apei creste, iar secventele vor deveni de tip "fining-upward" si "thinning-upward".


Asociatii de faciesuri carbonatice

Factorii care conditioneaza sedimentarea carbonatica sunt foarte diversi (vezi fig. 12.29b). Sedimentarea carbonatica este puternic influentata de evolutia organismelor care secreta particule scheletale carbonatice sau care determina indirect precipitarea carbonatilor. Prima conditie pentru acumularea sedimentelor carbonatice este ca aportul de material siliciclastic sa fie redus. Acumularea sedimentelor carbonatice este posibila atât în zonele cu climat cald cât si în cele cu climat temperat, dar este favorizata în zonele tropicale datorita coexistentei aici atât a organismelor cu schelet carbonatic, cât si a conditiilor precipitarii chimice directe a carbonatilor din apele suprasaturate.

Raspunsul sedimentarii carbonatice la oscilatiile de nivel ale marii este foarte prompt (vezi si fig. 12.29a) determinând retragerea faciesurilor spre tarm (back step) în cazul unei cresteri lente a nivelului de baza sau înabusirea sedimentarii carbonatice, în special faciesurile bioconstruite (drowning) în cazul cresterii bruste a nivelului de baza. Deasemenea scaderea treptata a nivelului de baza duce la progradarea spre bazin a faciesurilor carbonatice (prograde), înabusirea lor daca aportul de material siliciclastic creste brusc (fillup, spillout) si carstificarea intensa, eventual diagenizarea a depozitelor emerse.

Mediile de sedimentare carbonatica se circumscriu în trei situatii:** rampe carbonatice (suprafete cu înclinari mici, lipsite de o ruptura de panta);** selfuri conturate printr-o ruptura de panta;** platforme carbonatice izolate;

Rampele carbonatice prezinta pante cu înclinari mici (1-2), fara neregularitati topografice importante, determinând o tranzitie gradata de la faciesurile de tarm (cu energie ridicata), la faciesurile distale, de adâncime (cu energie scazuta). Zonarea caracteristica rampelor carbonatice este prezentata în fig. 12.29a. Se observa prezenta unor bare longitudinale alcatuite din grainstone oolitic, peletal sau bioclastic uneori chiar mici bioherme care separa o zona protejata = Inner ramp (laguna, sau câmpie tidala) de zona bazinala = Outer ramp cu calcarenite si mudstone cu bioturbatii intense. Rampele carbonatice se formeaza în general pe marginile continentale pasive si în marile epicontinentale din zonele cu climat temperat si tind sa evolueze spre selfuri carbonatice barate, atunci când rata de acumulare a materialului carbonatic în zona proximala este foarte mare, dar diminuata în zona distala.

Selfurile carbonatice sunt caracterizate de prezenta unei importante rupturi de panta, care separa o zona de mica adâncime (shallow water carbonate platform) de una cu adâncime mare (deep water). Selfurile carbonatice sunt de regula marginite spre bazin de largi structuri recifale (reef-rimmed platform) sau de bancuri de nisip bioclastic (shoal-rimmed platform) care separa un facies protejat (cu energie scazuta), eventual chiar lagunar spre continent, de un facies de taluz (cu energie ridicata) cu depozite de curgeri gravitationale spre bazin (calcare alodapice) (fig. 12.30a).

Platformele carbonatice izolate nu au legatura directa cu faciesurile adiacente, ele se formeaza în zonele tectonice active, unde blocuri izolate sunt ridicate sau basculate, partea superioara ajungând în zona fotica favorabila sedimentarii carbo-natice, cu formarea structurilor recifale înguste si marginite de faciesuri pelagice.


Indiferent de mediul de sedimentare carbonatica (rampa, self, platforma izolata), bioconstructiile (recifale sau nonrecifale) au o împortanta majora în distributia faciesurilor carbonatice. Comunitatea organismelor ce contribuie la bioconstuctie este dependenta de conditiile climatice (temperatura, salinitate - asociatii tip chlorozoan sau

Fig. 12.29 Sinteza principalilor factori ce controleaza sedimentarea carbonatica (b),raspunsul sedimentarii la oscilatiile de nivel (a) (dupa Jones, 1992).


foramol), de adâncime si de gradul de turbulenta al apei (zona fotica) si de cantitatea de nutrienti.

Bioconstructiile recifale se dezvolta stadial: încep printr-o faza de stabilizare (în care sedimentele anterioare sunt acoperite si consolidate prin intermediul organismelor sedentare (alge, iarba de mare); în a doua faza = colonizare apar primele metazoare; în faza a treia = diversificare are loc marirea numarului de specii de organisme bioconstructoare; ultima faza fiind cea de dominare.

Fig. 12.30 Distributia faciesurilor în cadrul selfurilor carbonatice (a),stadiile recifale (b,c) si nomenclatura calcarelor recifale (d) (dupa Einsele, 1992).


Geometria corpurilor de sedimente

ale selfurilor siliciclastice: ale selfurilor carbonatice:- cuverturi de nisip; - platformelor submerse;- pânze mâloase; - bioherme si biostrome;- cordoane, bare si bancuri de nisip;

Biostrome:

Bancurile micritice (flat muddy banks) au geometrie lenticulara si sunt partial construite de organisme sedentare (alge, corali, moluste, etc), se pot forma atât în ape tropicale cât si temperate si se întâlnesc la diverse adâncimi.Bancurile recifale (reef mounds) au geometrie lenticulara aplatizata sau usor conica

si sunt constituite din wakestone bioclastic slab sortat la care se adauga organisme sesile (spongieri, alge, briozoare, corali). Partea superioara a acestor edificii este protejata prin nivele de organisme încrustante sau cruste cimentate.

Fig. 12.31 Geometria corpurilor de sedimente carbonatice bioconstruite (dupa Einsele, 1992).


Bioherme:

Recifii circulari (knoll reefs, patch reefs) au geometrie conica, apar izolat la diverseadâncimi. Knoll reefs se întâlnesc pe marginea platformelor la partea superioara a taluzului, deseori formând bariere recifale discontinue, separate prin faciesuri interrecifale. Patch reefs în general se formeaza în lagunele protejate de recifi (back-reef), unde se asociaza cu depozite bioclastice si oolitice. In lagunele adânci bioconstructiile tip patch reeef foarte înalte si izolate se numesc pinnacle reef, ele sunt înconjurate de calcare pelagice.

Barierele recifale (barrier reefs, reef rims, fringing reefs) sunt structuri bioconstruiteînguste si alungite cu dezvoltare mare pe verticala (pâna aproape de nivelul marii). Se formeaza în medii cu energie ridicata si prezinta o structura complexa: un flanc intern, cu pante cu înclinari mici (spre continent), armatura centrala care corespunde platformei si crestei (ce poate forma chiar mici zone insulare) si un flanc extern cu înclinare mare spre bazin.

Indrumator bibliografic:

Allen P.A., Allen J.R., 1990. Basin analysis - principles and application. Blackwell, Oxford, 451p.

Crevello P.D., Wilson J.L., Sarg J.F., Read J.F. (eds), 1989. Controls on carbonate platform and basin development. Soc. Ec. Paleo. Miner., Spec. Publ., 44,

Doyle L.J., Roberts H.H., 1988. Carbonate-clastic transitions. Developments in Sedim., Elsevier, Amsterdam, 42, 304p.Duke W.L., Arnott R.W., Cheel R.J., 1991. Shelf sandstones and Hummocky cross

stratification: new insights on a stormy debate. Geology, 19: 625-628.Flugel E. 1982. Microfacies analysis of limestones. Springer-Verlag, Berlin, 633p.Goldhammer R.K., Dunn P.A., Hardie L.A., 1990. Depositional cycles, composite

sealevel changes, cycle stacking patterns and the hierarchy of stratigraphic forcing: examples from Alpine Triassic platform carbonates. Geol. Soc. Am. Bull., 102: 535-562.

Kendall C.G., Schlager W., 1991. Carbonates and relative changes in sea level. Marine Geology, 44, p: 181-212.Knight R.J., McLean J.R. (eds), 1986. Shelf sand and sandstones. Canad. Soc. Petroleum Geol., Mem., 11, 347p.Read J.F., 1985. Carbonate platform facies models. AAPG Bull, 66: 860-878.Tilman R.W., Siemers C.T. (eds), 1984. Siliciclastic shelf sediments. Soc. Ec. Paleo. Miner., Spec. Publ. 34, p.Tilman R.W, Swift D.J.P, Walker R.G. (eds), 1985. Shelf sands and sandstones reservoirs. Soc. Ec. Paleo. Miner., Short Course 13, Notes, 708p.Tilman R.W., Weber K.J. (eds), 1987. Reservoir sedimentology. Soc. Ec. Paleo. Miner., Spec. Publ. 40, p.Tucker M.E., Wright V.P., 1990. Carbonate sedimentology. Blackwell Sci. Publ.,

Oxford, 482p.Tucker M.E., Wilson J.L., Crevello P.D., Sarg J.R., Read J.F. (eds), 1990. Carbonate platforms, facies, sequences and evolution. IAS, Spec. Publ., 9, Wilgus C.K. Hastings B.S., Posamentier H.W., Ross C.A., Kendall C.G. (eds), 1988. Sea level changes: an integrated approach. Soc Ec. Paleo. Miner., Spec. Publ., 42, 407p.

curs 12-3

Documents