Pana la pag 74

INTRODUCERECele mai rspndite formaiuni de la suprafaa scoarei terestre, rocile sedimentare constituie astzi obiect de larg investigaie geologic. Interesul pentru cercetarea acestor roci este n primul rnd de natur economic. Prospeciunile zcmintelor de combustibili minerali (petrol, gaze, crbuni), sare, substane nemetalifere (fosfai, sulfai, calcare, argile) dar i metalifere (fier, mangan, aluminiu) vizeaz n primul rnd aceste roci sedimentare. Pe suprafaa scoarei terestre, astzi, se estimeaz c rocile sedimentare acoper aproximativ 75 80 % din suprafaa uscatului, dar ca volum ele reprezint doar 5 % din scoar. Cu toate c rocile sedimentare existente n prezent s-au format pe seama rocilor preexistente (magmatice, metamorfice, sedimentare) este uor de neles c sursa iniial a constituit-o totui rocile magmatice care n condiiile termodinamice ale scoarei sunt instabile. Sistemul multicomponent, instabil, al acestor roci magmatice tinde spre un nou echilibru, controlat de parametrii de la suprafaa scoarei. n urma dezagregrii fizice i a alterrii chimice rocile magmatice sunt desfcute n componenii minerali care fie c vor rezista unor transformri i se vor acumula ca roci detritice, fie sunt dizolvai i prin recristalizare rezult minerale noi formnd roci sedimentare. Dac procesul de transformare a rocilor magmatice n roci sedimentare s-ar desfura n acest mod, ar fi de ateptat ca rocile sedimentare rezultate s aib aceeai compoziie ca i rocile magmatice parentale. Scoara terestr este un sistem chimic deschis la care se adaug continuu i material provenit din manta, precum i din cosmos. Cu toate acestea compoziia chimic global a masei sedimentare actuale este n acord cu originea ei din masa de roci magmatice. Procesele de convertire a rocilor magmatice n roci sedimentare pot fi urmrite prin analiza transformrilor chimice i prin constatarea transformrilor mineralogice care au loc. Rocile sedimentare, deosebite fundamental de rocile magmatice i metamorfice , nscute prin procese endogene au unele trsturi comune n formarea lor n condiii specifice, ca : depozite al cror material constituient a provenit prin dezagregarea rocilor preexistente, a suferit un transport i o sedimentare n diferite domenii de sedimentare (continentale sau marine); agregatele minerale formate prin cristalizarea din soluii n bazinele acvatice; depozite la a cror formare au o contribuie important organismele vegetale i animale prin activitatea lor n timpul vieii, sau prin acumularea scheletelor.; depozite reziduale (formate in situ ) pe seama unor roci preexistente ca urmare a alterrii ; O poziie aparte n cadrul rocilor sedimentare o au rocile piroclastice formate din material de origine vulcanic care a suferit procese de transport i de sedimentare.

2

Un depozit sedimentar nu poate fi considerat roc propriu-zis dect din momentul n care a fost separat de mediul n care s-a acumulat, asigurndu-se o stabilitate petrografic. Noiunea de sediment se refer la materialul neconsolidat i neseparat de mediul n care s-a acumulat, iar cea de roc sedimentar la materialul consolidat i separat de mediul de formare, suferind anumite procese diagenetice. Toate depozitele actuale reprezint sedimente, iar depozitele vechi sunt roci sedimentare. Petrologia sedimentar ca tiin geologic a fost mbogit permanent prin date noi obinute prin diferite cercetri att pe ariile continentale ct i pe cele marin oceanice, sau chiar extraterestre (cele selenare). n prezent pe lng unele aspecte clasice de abordare a tematicii acestui domeniu de cercetare, cum ar fi alctuirea mineralogic, textural i structural a rocilor, se contureaz noi problematici, cum ar fi: - aprofundarea studiilor privind sedimentele actuale att n bazinele marin oceanice, ct i n cele lacustre; - experimentarea unor legi ce controleaz acumularea unor substane minerale utile n domeniul sedimentar; - reconsiderarea diagenezei sedimentelor, adic a tuturor proceselor postdepoziionale ca mecanisme posibile de concentrare a acumulrilor de substane minerale utile i de formare a zcmintelor; - aplicarea progreselor realizate n cunoaterea sedimentelor carbonatice , evaporitice, detritice, silicolitice, la descifrarea petrogenezei rocilor sedimentare corespunztoare; - simularea n laborator a unor procese de sedimentare de la suprafaa scoarei pentru o mai bun nelegere a condiiilor de formare a asociaiilor litologice sedimentare; nc de acum se pune problema de a trece la dirijarea fenomenelor geologice n vederea obinerii unor acumulri de substane minerale utile. Astfel, de ex. exist proiectul ca apele Mrii Caspice s fie deplasate spre o depresiune de pe Peninsula Manglak , la 100 m sub nivelul mrii, iar printr-o evaporare intens s se obin acumulri de sruri de Mg. Prezena nodulilor de Mn n sedimentele de pe fundul oceanelor a ridicat problema descifrrii proceselor de formare a lor pentru a se realiza reproducerea i accelerarea acestor procese.

ISTORICUL PETROLOGIEI SEDIMENTAREApariia Petrologiei sedimentare ca tiin n cadrul tiinelor geologice a constituit o necesitate fundamental. Ea s-a impus rapid datorit rolului hotrtor pe care l-a avut rezolvarea multor probleme practice. n conturarea sa ca disciplin i extinderea ca domeniu de cercetare, petrologia sedimentar a fost stimulat de cunoatere domeniului marin i a sedimentelor actuale. Primele informaii, ct de ct mai semnificative obinute n urma unor expediii oceanografice complexe s-au concretizat n urma expediiilor navelor de cercetare Challanger I (1872 1876 ), Pola (1890 1894 ), Cernomore (1929 1930 ),Meteor

3

(1925 1927 ), Snelius (1929 1930), Viteaz (1951), Challanger II (1951), Atlantis (1963 1965 ), Discovery (1963 1965). Dezvoltarea metodelor i tehnicilor de investigare a permis prelucrarea datelor de observaie i obinerea de informaii complexe privind depozitele sedimentare. Diversitatea i complexitatea problemelor acestui domeniu de cercetare au fcut ca, n diverse etape, atenia s se concentreze asupra unor arii de preocupri restrnse, dar cu cert individualizare. De numele unor cercettori remarcabili, ca Trask, Cayeux, Pettijohn, Potter, Krynine, Strahov, Rihin, Singh, etc se leag realizrile obinute n cunoaterea formaiunilor detritice. n domeniul rocilor argiloase s-au remarcat Jasmund, Brindley, Cailleux. Hennin, Brown, Millot, etc. Pentru rocile carbonatice iniiatorul studiilor de petrologie modern este Lucien Cayeux, apoi i-au urmat Folk, Illing, Dunham..a. Petrologia evaporitelor a fost revizuit i imbogit de ctre Arhangalskaia , Braitsch, Scruton, Friedmann, etc. i cercetrile geologilor romni asupra rocilor sedimentare au adus contribuii nsemnate. Astfel, studiile asupra depozitelor purttoare de hidrocarburi au fost iniiate de ctre Mrazec, Popescu- Voiteti, Macovei , asupra depozitelor de sare de ctre Mrazec, de crbuni de Mateescu, ape minerale. argile, bauxite, calcare, dolomite de ctre Filipescu. Cercetrile fundamentale i aplicative din ultimele decenii ale secolului trecut au urmrit cunoaterea mineralelor grele din zona Gheorgheni- Ditru (Codarcea) i Delta Dunrii. a relaiilor dintre vulcanism i sedimentar ( Rdulescu, Papiu) , a evaporitelor (Rdulescu), a argoilelor refractare ( Papiu), a acumulrilor de roci cu glauconit i fosfai din Dobrogea de Sud ( Mare, Chiriac), a oolitelor feruginoase ( Stoicovici, Murean), a bauxitelor din Bihor ( Papiu, Protescu,etc). Problemele de sedimentogenez i aspectele structurale i texturale al rocilor sedimentare au fost aprofundate prin cercetrile lui Panin, Jipa, Mihilescu Cristina, Dimitriu,Anastasiu, etcO contribuie nsemnat n studiul rocilor sedimentare i a relaiilor acestora n cadrul unor uniti strucrurale majore i-au adus-o i cercettorii ieeni : Jeanrenaud, Ionesi, Turcule, Grasu, Petreu, tefan, Brnzil, Miclu.

4

CAPITOLUL II - ORIGINEA MATERILULUI SEDIMENTAR Cauzele care determin formarea materialului sedimentar i au originea la suprafaa scoarei sau n afara ei ( exogene ) i apar n cadrul interaciunii dintre litosfer , atmosfer i biosfer. Cu ponderi diferite, procesele care formeaz materialul sedimentar sunt : - dezagregarea fizic i chimic a rocilor preexistente; - activitatea biotic; - activitatea vulcanic; - aportul de material cosmic; - activitatea uman; Primele trei procese constituie aproape n exclusivitate sursele de material sedimentar. Celelalte dou procese influeneaz n mod diferit procesele sedimentare, fiind insignifiante cantitativ. Rocile preexistente Scoara terestr nveliul periferic al globului terestru reprezint doar 0,03 % din raza acestuia i este cunoscut sub numele de crust sau scoar terestr. La partea sa inferioar scoara terestr este delimitat fa de manta printr-o discontinuitate (Mohorovii ). Scoara reprezint un nveli continuu, cu grosimi variabile, mai mari sau mai mici / zonele oceanice au grosimi de 5 15 Km, iar zonele continentale au 25 70 Km).( Fig .1)

Fig. 1 n ariile oceanice scoara este format dintr-un nveli bazaltic care suport discontinuu sedimentele a cror grosime nu depete 3 Km. n ariile continentale scoara este constituit , n baz din ptura bazaltic, iar la partea superioar din roci magmatice, metamorfice i sedimentare care formeaz ptura sialic sau nveliul garnitic. n prezent se consider c litosfera ( scaora i partea superioar a mantalei) prezint o structur n plci limitate de zone de rift, fracturi majore de-a lungul crora se genereaz permanent scoar, zone de subducie n cadrul crora are loc un consum de scoar oceanic, i falii transformante, n lungul crora plcile se deplaseaz una fa de cealalt. Procesele exogene care duc la formarea materialului sedimentar au loc la partea superioar a scoarei, la contactul acesteia cu atmosfera , hidrosfera i biosfera.

5

Compoziia i condiiile fizice ale scoarei Compoziia chimic a litosferei( principalele elemente n %) (dup D. Rdulescu 1979 ) Elemente O Si Al Fe Ca Mg Na K Ti H Litosfer continental % 46,40 28,15 8,23 5,63 4,15 2,33 2,36 2,09 0,57 0,14 Litosfer oceanic % 43,80 24,00 8,76 8,56 6,72 4,50 1,94 0,83 0,90 0,20

Compoziia chimic a crustei reflect alctuire ei mineralogic i petrografic. Participarea K, Na, Mg, Ca, Fe, Al, Si, O depete 1 %. Litosfera continental apare mbogit n Si, Al, K, iar litosfera oceanic n Si, Ca, Fe, Mg.( Tabel I) Mineralele cele mai rspndite n nveliul granitic sunt : cuarul, feldspaii potasici, feldspaii plagioclazi, micele, etc. Acestea formeaz principalele asociaii naturale rocile magmatice i rocile metamorfice. Aceste dou grupe de roci alctuiesc cca 95 % din volumul crustei. Mineralele nveliului bazaltic, formnd baza litosferei continentale i litosfera oceanic ( fr sedimente) sunt reprezentate prin olivin, piroxeni, feldspai plagioclazi calcici. n zonele profunde ale scoarei lipsete cu desvrire apa sau gruprile OH, datorit parametrilor fizici care controleaz fenomenele geologice de la acest nivel. Condiiile fizice din scoar sunt controlate de principalii parametri , i anume : densitatea , presiunea i temperatura. Densitatea rocilor variaz ntre 2,5 g /cm3 (depozite sedimentare), 2,7 g / cm3 ( granite ) i 3,2 g / cm 3 ( bazalte ). Valoarea medie a crustei este de 3 g / cm 3. Presiunea n cadrul scoarei crete odat cu adncimea. La partea superioar a mantalei se creaz o presiune de cca 12 kilobari ( 1 bar = 1,097 Kg /cm2 = 0,969 atm ). Sub crusta oceanic, partea superioar a mantalei suport o presiune mai mic, de aproximativ 2,6 kilobari. Temperatura n cadrul scoarei este n strns legtur cu energia intern i cu cea extern- Fluxul termic al Pmntului este n funcie de conductibilitatea termic a rocilor i acesta nu este uniform pe ntreaga suprafa a crustei, variind de la 0,7 la 3,0 cal / sec. pentru crusta continental i pentru cea oceanic. n cadrul crustei, temperatura crete uniform cu adncimea : mai repede sub crusta oceanic i mai ncet sub cea continental.

6

Gradientul geotermic este funcie nu numai de conductibilitatea termic a rocilor ci i de prezena sau absena unor surse termice critice ( vetre magmatice, circulaia soluiilor hidrotermale, surse radioactive ). MODIFICAREA ECHILIBRELOR (Dezagregarea i alterarea ) Materialul sedimentar de la suprafaa scoarei este, parial, un rezultat al proceselor de transformare a rocilor preexistente ca urmare a noilor condiii de echilibru fizic i chimic. Modificarea acestor echilibre se realizeaz prin aciunea simultan a acestor factori care determin procesele exogene din zona superficial a scoarei i care au ca efect dezagregarea i alterarea rocilor preexistente. DEZAGREGAREA Modificarea fizic a echilibrelor preexistente este o consecin direct a micrii apelor i aerului, a variaiilor de temperatur a acestora, precum i a activitii biotice. Produsele obinute n urma acestor aciuni sunt variate i depind n mare msur de natura materialului iniial. Efectele micrii apelor i aerului Eroziunea fluviatil, abraziunea marin i coraziunea constituie principalele procese de dezagregare a rocilor . Aciunea mecanic a apelor toreniale i fluviatile n cadrul ariilor continentale sau aciunea valurilor asupra rmurilor duc la slbirea coeziunii rocilor i la desfacerea i fragmentarea acestora n particule mai mici ;aciunea acestor ageni se continu i prin transportul materialului rezultat spre bazinele de sedimentare. n cazul aerului, aciunea distructiv este mai pregnant atunci cnd el transport particule nisipoase sau mai grosiere care acioneaz asupra suprafeelor de impact, rezultatul fiind mai ales un proces de modelare a acestor suprafee. Rocile preexistente, n funcie de compoziia lor i de caracteristicile lor texturale i structurale se manifest diferit fa de aciunea factorilor de dezagregare. Prezena unor deformaii, diaclaze, istuoziti, plane de stratificaie favorizeaz dezagregarea rocilor preexistente. Rocile care prezint o stratificaie pronunat (isturi argiloase, marne, gresii) i cele cu istuozitate ridicat (filite) au o rezisten sczut fa de aciunea distructiv a apelor n comparaie cu rocile care prezint o structur masiv (calcare, gresii, micaisturi, gnaise). Rocile magmatice opun o rezisten mai mare la aciunea de dezagregare, aceast aciune fiind accentuat n cazul prezenei fisurilor i crpturilor. Granulaia rocilor influeneaz evident evoluia proceselor de dezagregare. Astfel rocile cu structuri faneritice (granodiorite, diorite, gnaise, amfibolite) opun o rezisten sczut la aciunea distructiv a apei, n comparaie cu rocile afanitice (andezite, bazalte, filite) care sunt mai rezistente.

7

Altitudinea reliefului influeneaz intensitatea procesului de dezagregare produs de apele n micare. Astfel, n zonele cu relief mare, la altitudini ridicate, apele au o putere de distrugere mare. n principalele bazine hidrografice de pe Glob denudarea mecanic are valori diferite, iar zonele plane, depresionare cu altitudini joase reprezint zone de acumulare a materialului sedimentar rezultat n urma dezagregrii.( Tabel II ) Tabel II Denudarea i transportul n suspensie n principalele bazine hidrografice ( dup D. Rdulescu 1979 ) Fluviul Denudarea Material t/ Km2/ an transportat mil.t/an Mekong 1 200 1 000 Gange 1 040 1 800 Indus 420 400 Ron 320 31,5 Colorado 271 160 Pad 240 18 Mississippi 154 - 230 500 - 750 Dunrea 101 83 Zambezi 75 100 Amazon 60 1 000 La Plata 32 96,5 Nil 31 88 Rin 20 4,5 Volga 19 25,7 PROCESE FIZICO MECANICE Acionnd cu predilecie asupra regiunilor exondate, eroziunea fluviatil, abraziunea , deflaia, micarea ghearilor genereaz materiale diferite att granulometric ct i petrografic. Aceste materiale sunt transportate i apoi acumulate n medii diferite : acvatice sau terestre. Fragmentarea rocilor i naterea clastelor Termenul de clastic ( roci clastice ) este folosit pentru definirea unui proces obinut prin fragmentarea i sfrmarea n urma unor procese de dezagregare ( epiclastite ), a unor erupii vulcanice ( piroclastite ) sau a unor procese de deformri mecanice ( cataclastite ). Fragmentarea rocilor este un proces rezultat al meteorizrii adic al proceselor controlate de dinamica factorilor externi: variaiile de temperatur, umiditatea, nghe dezghe, etc.

8

Fragmentarea este efectul final al pierderii coeziunii agregatului mineral supus aciunii acestor factori. Viteze i intensitatea dezagregrii depind de natura petrografic a rocilor preexistente i de poziia lor n raport cu factorii de clim i relief. Pe lng forma produselor de dezagregare (clastelor) mecanismele de formare a acestora sunt atribuite unor procese de genul termoclastiei, crioclastiei, haloclastiei i umectrii uscrii. Efectele variaiilor termice ale atmosferei ( termoclastia) Expunerea rocilor la variaiile termice ca efect al radiaiilor solare duce la fragmentarea lor n zonele deertice i temperate. Suprafaa liber a rocilor se poate nclzi pn la 70 80 0C ziua , iar noaptea se rcete la temperaturi de 0 5 0C. Aceste diferene termice determin dilatri i contracii ale constituienilor care slbesc coeziunea rocilor. Conductibilitatea termic a mineralelor este variat : cele colorate (amfiboli, piroxeni, etc.) absorb cantiti mai mari de cldur spre deosebire de cale necolorate (cuar, feldspai, etc.) care reflect radiaiile solare i se dilat mai puin . Rocile cu compoziie eterogen, formate din minerale diferite, predominant anizotrope sunt mult mai expuse insolaiei dect cele formate din minerale izotrope. Dilataia diferit a componenilor minerali duce la apariia fisurilor superficiale ale rocii. Efectele variaiilor termice sunt de 4 categorii : - apariia de solzi prin exfolierea la suprafaa rocilor cu texturi plane (argile, filite, micaisturi,etc.); - apariia de fisuri de contracie cu dispunere perpendicular pe suprafa , ele aprnd la rocile omogene (tufuri, gresii, argile): - dezvoltarea de fisuri radiare n corpurile sferice cu suprafee curbe ( curgeri de bazalte); - dezagregarea granular a rocilor omogene izotrope termic cu formare de claste pstrnd conturul cristalelor; Gelivaia ( ngheul i dezgheul ) acioneaz cu precdere n zonele montane nalte i cu umiditate ridicat. Creterea volumului apei prin nghe cu 9,2 % determin mrirea porilor i fisurilor din roci, slbirea coeziunii dintre minerale i provoac n timp dezagregarea rocii. Produsele rezultate n urma gelivaiei sunt fragmente coluroase i cu dimensiuni dependente de natura i structura substratului supus acestui proces. Efectele cristalizrii soluiilor ( haloclastia ) Cristalizarea substanelor din soluiile care se gsesc n porii sau n fisurile din roci antreneaz dezagregarea n urma dezvoltrii unor presiuni considerabile. Efectele cristalizrii unor componeni minerali ,n pori, sunt de aproximativ 10 1 000 de ori mai mari dect ale gelivaiei. De ex.: Na2CO3 H2O > Na2CO3 7 H2O > 150 atm. (termonatrit ) ( natronit) Na2SO4 > Na2SO4 10 H2O > 240 atm. ( mirabilit )

9

Ca SO4 > Ca SO4 2H2O > ( anhidrit ) ( gips )

1 100 atm.

Efectele activitii biotice La interferena biosferei ci litosfera, activitate plantelor i a animalelor contribuie la dezagregarea rocilor. Astfel, lichenii distrug suprafaa substratului pe care triesc. Rdcinile arborilor ptrund pe fisuri i exercit presiuni mari (de 30 50 Kg / cm2) care lrgesc aceste crpturi favoriznd circulaia apelor , iar n final duc la dezagregarea rocilor. n sfrit, unele animale terforante (spongierii, echinidele, bivalvele) guresc substratul pe care triesc (calcare, gresii) sau l fragmenteaz. Organismele litofage (unele molute) contribuie i ele la perforarea i dezagregarea rocilor ALTERAREA Contactul nemijlocit dintre litosfer - pe de o parte i atmosfer i hidrosfer - pe de alt parte, pune fa n fa sisteme naturale cu proprieti diferite i impune , pentru asociaiile de minerale ajunse la suprafaa scoarei, realizarea unor echilibre termodinamice care s corespund excesului de ap i oxigen existent n noile condiii. Cum se comport feldspatul i cuarul dintr-un granit, de ex. . cnd roca este expus factorilor de alterare i care sunt consecinele unor eventuale modificri ?. Starea de echilibru a mineralelor din scoara terestr este definit la fiecare nivel al ei, de anumite valori termice, bazice i de densitate. Modificarea echilibrului pentru fazele minerale formate n condiiile endogene, la temperaturi i presiuni mari, este impus de starea lor n condiiile de la suprafa i se traduce prin stri de metastabilitate i instabilitate. Astfel, Un agregat mineral cristalizat n condiii endogene i ajuns n condiii exogene caut s se readapteze prin reacii chimice care vor avea tendina de a scoate din sistem elementele foarte mobile ( Na +, K+, Ca2+, Mg2+,...) i de a le organiza pe cele mai puin mobile ( Al3+, Si 4+, ...) n minerale noi caracteristice noilor condiii. Toate aceste procese care se desfoar la partea superioar a scoarei terestre i cunoscute sub numele de alterare se desfoar att n zonele continentale subaeriene, ct i n cele subacvatice ( lacustre i marine) i vor duce n final la apariia unor produse secundare sau depozite reziduale. Alterarea , ca proces geologic , acioneaz simultan cu dezagregarea i este stimulat de gradul de fragmentare a rocilor preexistente : n acest mod crescnd suprafaa lor specific i se multiplic contactele componenilor minerali cu factorii de alterare. Raportat ntotdeauna la materialul parental, intensitatea alterrii i, deci, extinderea produselor sale, sunt controlate de natura mineralogic i petrografic a rocilor alterate i de calitatea chimic a mediului n care acioneaz ( Eh , pH, etc.) Natura materialului parental Procesele de alterare se desfoar n funcie de structura cristalografic i de chimismul mineralelor componente ale rocilor preexistente i totodat i n funcie de

10

proprietile fizico mecanice ale acestora (porozitate, permeabilitate, rezisten la uzur, etc.) n cadrul structurii reticulare, o semnificaie aparte o au sarcina i raza ionilor pentru mobilitatea elementelor din cadrul compuilor naturali; de asemenea tipurile de legturi chimice influeneaz mobilitatea elementelor n timpul alterrii. Legturile ionice (ex. Na Cl ) sunt foarte slabe i favorizeaz trecerea compuilor respectivi n soluie. Legturile covalente (ex. Si O => SiO2) sunt mai puternice i confer o stabilitate ridicat. Pornind de la aceste observaii rezult c rocile formate predominant din minerale felsice ( tecto- i filo- silicaii) ca granitele, granodioritele, gnaisele, micaisturile, sunt mai rezistente la alterare dect rocile formate din minerale mafice (ino- i nezo- silicai) ca gabbrourile, bazaltele, amfibolitele. O importan destul de mare n procesul de alterare a rocilor o au i structura i textura lor. Astfel, structurile microcristaline compacte confer rocilor o stabilitate mai mare dect structurile larg cristalizate. Porozitatea i permeabilitatea rocilor sunt iari factori care influeneaz alterarea, favoriznd un contact ndelungat ntre ap i roci (minerale) facilitnd accelerarea proceselor de alterare. Ritmul i intensitatea alterrii sunt controlate de structura i chimismul mineralelor ce compun rocile preexistente. Ordinea de alterare a principalilor silicai mafici i felsici i a rocilor plutonice , vulcanice i metamorfice pe care asocierea lor le determin sunt redate n tabelul III. Tabel III Ordinea de alterare a principalilor silicai i a rocilor corespunztoare lor Nezo- (SiO4)4Sensul creterii gradului de stabilitate

Ino- (SiO3)-2 (Si4O11)-6 Filo (Si4O10)-4 Biotit Tecto (Si3AlO8)-1

Olivin Piroxeni Amfiboli Ortoclaz Microclin Muscovit Cuar

Dunite Gabrouri Diorite Granodiorite Granite Bazalte

Picrite Serpentinite Amfibolite Paragnaise Riolite Micaisturi

Andezite

Dacite

(SiO2)

11

Procese chimice de alterare Dintre procesele chimice care se desfoar la suprafaa scoarei ducnd la alterarea i transformarea rocilor preexistente, cele mai importante sunt : oxidarea i carbonatarea, iar ca procese fizico chimice sunt solubilizarea i hidroliza Oxidarea Mineralele formate ntr-un mediu srac n O2 devin instabile n zona de oxidare a scoarei i trec fie n compui solubili , fie n oxizi insolubili. De ex. sulfurile, formate n medii reductoare, prin oxidare trec n sulfai care sunt solubili i instabili n zona de oxidaie: 2 FeS2 + 7 O2 + 16 H2O 2 (FeSO4 7 H2O) + 2H2SO4 FeS + 2O2 Fe SO4 Compuii rezultai sunt fixai n scoara de alterare sub form de carbonai (siderit ) , hidroxizi (goethit i FeO OH ) sau oxizi: FeSO4 + Ca CO3 FeCO3 + CaSO4 Pe lng Fe n procesele de alterare, din cadrul mineralelor sensibile, se mai concentreaz i Mg i Al prin reacii similare formndu-se oxizi i hidroxizi. Carbonatarea Carbonaii se formeaz n timpul proceselor de alterare sub controlul concentraiei n CO2 din ap i aer. Apele bogate n CO2 descompun mai uor unele minerale . prin scderea presiunii pariale a CO2 se modific echilibrul CO2/ HCO3 fapt care duce la precipitarea carbonailor sub form de cruste, concreiuni, diaclaze, etc. Adncimea de formare a carbonailor este funcie de rata precipitaiilor din zon; cu ct acestea sunt mai abundente, cu att nivelul de formare a carbonailor este mai cobort. Solubilizarea mineralelor Trecerea mineralelor n soluie se face n mod difereniat, funcie de compoziia lor chimic i de tipul legturilor chimice dintre elementele componente. Solubilitatea mineralelor are intensiti diferite n funcie de constantele fizico chimice ale mediului de solubilizare: t0 C,pH,O2, etc.

12

Halogenurile Dintre acestea halitul ( NaCl) este principalul mineral evaporitic. Prezint o solubilitate de 6 mol/ l sau 350 g/ l, la temperatura de 25 0C. Se apreciaz c 55% din clorul apelor curgtoare provine din roci, iar ncrctura total n clor transportat anual dizolvat + suspensie este de 0,6% ( 600 ppm) ceea ce reprezint de trei ori media coninutului crustal care este de 180 ppm. Sulfaii Gipsul ( CaSO4 2 H2O ) i anhidritul ( Ca SO4 ) prezint o solubilitate mai sczut comparativ ci halitul, respectiv de 0,015 mol/ l sau 2 000 ppm/ l de ap la 25 0C. (Fig.2)

Fig. 2 Prin solubilizare sulfaii de calciu se dizolv n apele de circulaie astfel : CaSO4 Ca 2+ + SO4 2 Carbonaii Calcitul, aragonitul, dolomitul , sideritul, rodocrozitul intr n constituia rocilor sedimentare carbonatate , formnd uneori liantul rocilor detritice, sau formnd roci n exclusivitate. n contact cu apa carbonaii se disociaz n anionul CO32 i cationul metalic : 2+ 2+ 2+ 2+ Ca , Mg , Fe , Mn . Viteza de dizolvare este influenat de compoziia apelor, presiunea CO2 i temperatur. CaCO3 Ca2+ + CO32 CO32 fiind instabil sub aceast form hidrolizeaz formnd ionul bicarbonatic CO32 + H + HCO3 Silicea Apare sub diferite forme n natur i reprezint unul din compuii cu cea mai mare rspndire i n cadrul domeniului sedimentar, ntlnindu-se aproape n toate tipurile de roci sedimentare. Solubilitatea silicei n apele naturale este condiionat de structura compusului, de temperatur i de pH. Prin alterare silicea trece n ap fie n stare molecular, formnd soluii, fie coloidal. SiO2 + H2O H4 Si O4 H+ + H3 SiO4

13

Solubilitatea silicei este dependent de temperatur; odat cu scderea temperaturii se reduce i solubilitatea cuarului. i pH influeneaz solubilitatea ; La valori peste 9 solubilitatea crete, fapt realizat n natur prin hidroliza unor minerale argiloase. ( Fig. 3 ) Prezena n soluie a unor ioni strini influeneaz gradul de solubilitate a silicei (ex. Al3+, Na+, Cl , etc.).

Fig. 3 Compuii fierului fierul apare sub diferite forme n natur. Astfel, Fe2+ apare n carbonai, sulfuri, silicai, iar Fe3+ apare n oxizi i hidroxizi. Procesul de alterare a mineralelor de Fe este complex deoarece interaciunea Fe2+, F3+, H2O se realizeaz prin procese de oxido reducere. Dar prezena O2 n apele de suprafa mpiedic circulaia fierului sub form ionic. Compuii oxigenai ai Fe3+ prezint o solubilitate foarte sczut n condiiile de la suprafaa scoarei. Trecerea Fe3+ n soluie are loc numai n medii puternic acide, cu pH< 3. Ionul Fe3+ circul numai sub form coloidal. Silicaii Reprezint grupa de minerale cu rspndirea cea mai mare n scoara terestr, avnd o participare de peste 75% n rocile magmatice, metamorfice i sedimentare. Silicaii prezint o structur chimic complex, cu reele reticulare pe baz de tetraedri de ( SiO4)4 n care parial siliciul pate fi nlocuit cu aluminiul. Alterarea silicailor se realizeaz n special prin solubilitatea acestora avnd la baz procese de hidratare i schimb ionic. Simultan cu trecerea n soluie a cationilor solubili, Si i Al, se redistribuie n cadrul reelei alturi de gruprile (OH) i formeaz nveliuri de protecie stabile. Alumosilicaii , n ciuda imobilitii aluminiului, reacioneaz cu apa dar mai lent dect silicaii nealuminoi. Prin solubilizarea acestor compui se pun n libertate cationi metalici (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, etc.) i totodat se produce i dizolvarea parial a SiO2.

14

Hidroliza Reprezint o reacie de schimb ntre cationii bazici din minerale i ionii de hidrogen provenii din ap. Acest proces constituie principalul proces de saltare a silicailor. reaciile de hidroliz sunt complexe i diferite n cadrul crora au loc regrupri ale elementelor sub form de structuri noi. Silicaii anhidri trec prin hidroliz n hidrosilicai, iar silicaii cu numr redus de grupri (OH) trec n silicai cu numr mare de astfel de grupri. Formele structurale cele mai stabile sunt filosilicaii: 4 ( SiO4 ) 4 + 6 H2O ( Si4 O10)4 + 12 (OH) nezosilicai filosilicai 2 ( Al2 Si2 O8 )2 + 6 H2O ( Si4 O10 )4 + 4 Al (OH)3 tectosilicai filosilicai Principalele procese hidrolitice care duc la transformarea silicailor sunt: caolinizarea, sericitizarea, cloritizarea ,serpentinizarea , uralizarea ,etc. Alterarea silicailor se desfoar, de obicei , n trepte, iar produsele rezultate apar n diferite momente ale evoluiei procesului. Principalele minerale din roci care trec prin alterare n ali compui sunt: - feldspaii illit pirofilit cxaolinit hidrargilit n prezena apei aceti primi produi trec, n treapta a II-ade alterare , n hidromice - olivina minerale serpentinice montmorillonit,etc. - biotitul clorit oxizi i hidroxizi de Fe; - piroxenii amfiboli clorit; - amfibolii clorit antigonit epidot talc; Produsele alterrii scoara de alterare i solurile Scoara de alterare reprezint rezultatul final al proceselor fizice i chimice care afecteaz partea superioar a scoarei terestre. Ea se dezvolt progresiv, avnd grosimi variabile (pn la 60 m). n cadrul acestei scoare de alterare apar minerale relicte, agregate coloidale metastabile i neoformaii. Minerale relicte sunt reprezentate prin compui stabili, greu solubili. rezisteni la procesele de oxidare i hidroxidare, precum i la aciunea CO2. Cele mai frecvente minerale relicte sunt ; cuarul, corindonul topazul, casiteritul, distenul, aurul, rutilul, baritina. turmalina, muscovitul, monazitul, zirconul. Compuii coloidali metastabili i instabili sunt formai n primele momente ale alterrii i au tendina de a trece n agregate cripto sau microcristaline. instabili gel de silice calcedonie procaolin gel limonitic metastabili metacuar (opal) cuarin hidrocaolin turingit stabili calcedonie cuar caolin hematit

15

Neoformaiile (minerale secundare) sunt reprezentate prin mineralele aprute pe seama celor preexistente i sunt formate n condiiile de la suprafaa scoarei. Aparin oxizilor, hidroxizilor, silicailor ( minerale argiloase ). Scoara de alterare ncepe n baz printr-un orizont de roci dezagregate pe care se instaleaz produsele bogate n (OH) , Fe3+, Al3+. La partea superioar, unde acioneaz i microorganismele i unde se instaleaz i o activitate organic complex de natur animal i vegetal se formeaz solurile de a cror studiu se ocup pedologia.

ORIGINEA MATERIALULUI SEDIMENTARMaterialul sedimentar (sedimentele i rocile sedimentare) are dou surse principale: - o surs terestr; - o surs de natur cosmic; Materialul de surs terestr este cel mai important n sensul participrii la alctuirea sedimentelor i a rocilor sedimentare. Acest material rezult prin dou categorii de procese: 1) procese de natur exogen ( la suprafa); 2) procese de natur endogen; Material de natur exogen Crusta ncepnd de la apariia ei a fost, este i va fi supus unui permanent proces de distrugere de ctre factorii externi ( atmosfer, hidrosfer, biosfer ). Aa dup cum s-a vzut, alterarea poate fi fizic (pur mecanic) cnd se numete dezagregare sau se poate face prin procese chimice numite descompunere (alterare ). Din aceast distrugere rezult fragmente de roci preexistente ( litoclaste ), minerale alogene, minerale autigene. Viaa, aprut dup ultimele date cu aproximativ 3,7 miliarde ani n urm , a avut i mai are un rol hotrtor, foarte important, n formarea unor categorii de roci sedimentare. Din acumularea scheletelor de susinere sau a nveliurilor de protecie a organismelor vegetale i animale s-au format roci sedimentare, uneori n exclusivitate (diatomite, radiolarite, spongolite, calcare bioclastice etc.). Mai mult, nsi materia organic de natur vegetal sau animal a contribuit la formarea unor roci ( hidrocarburile, crbunii, ozocheritele). Materialul rezultat prin alterarea scoarei poate rmne pe loc sub form de fragmente (litoclaste) sau ca minerale reziduale (alogene), sau trece n soluii ionice i coloidale. Din aceste soluii precipit, n anumite condiii, mineralele autigene. Aceste minerale pot rezulta i din procesele de diagenez pe seama mineralelor alogene sau a litoclastelor sau din soluiile care circul prin scoar. n regiunile lipsite de drenaj ( fr scurgere ) materialul fragmentar i cel din soluii se poate acumula chiar pe locul distrugerii, rezultnd sedimente din care apoi prin procese de diagenez rezult roci sedimentare care se numesc roci reziduale. De regul, materialul fragmentar, este transportat de la locul de formare prin intermediul unor ageni transportori reprezentai de ap, vnt, ghea sau chiar organisme.

16

spre bazinele de acumulare, fie terestre (artere hidrografice, lacuri, peteri) sau marinoceanice, unde ajunge cea mai mare parte de material fragmentar. Prin ncetarea aciunii de transport, materialul fragmentar solid se acumuleaz, rezultnd sedimente i apoi roci sedimentare. Materialul transportat prin soluii ajuns n bazinele de acumulare , ca urmare a modificrii echilibrelor, poate precipita sub form de cristale sau sub form de corpusculi (ex. oolitele). Pe lng precipitarea chimic direct n bazinele de acumulare are loc i o precipitare biochimic prin intermediul organismelor vegetale i animale. Organismele au capacitatea de a-i lua din mediu, substanele minerale , cu precdere Ca CO3 , dar i SiO2 pentru construcia scheletelor i a nveliurilor de protecie. Dup moartea acestor organisme, scheletele i nveliurile de protecie se acumuleaz, ele putnd participa n cantiti variabile la alctuirea unor roci ,iar uneori pot forma roci n exclusivitate (diatomite, radiolarite, spongolite, unele calcare, etc.). Dup moarte, unele organisme se pot acumula i particip la formarea unor sedimente, apoi din acestea roci prin procese diagenetice de asimilare i dezasimilare. Astfel por rezulta roci din pelote fecale. Unele organisme particip i printr-un alt mod la alctuirea rocilor, i anume prin bioconstrucii recifale (coralii,etc.). nsi materia organic rezultat de la organismele vegetale i animale poate contribui la formarea unor roci, cea mai mare parte a materiei organice fiind distrus. n cazuri speciale aceast materie organic se poate conserva i din ea rezult roci sedimentare n exclusivitate (crbunii, petrolul). Material de origine endogen Dintre procesele endogene vulcanii sunt, prin activitatea lor, cea mai important surs de material sedimentar. n timpul erupiilor vulcanice sunt aruncate , expulzate n atmosfer fragmente de lav, cristale, cenue, sticl, etc. Din acumularea acestor materiale, care poate avea loc pe uscat sau n ap, rezult roci clastice ( de sfrmturi) care se numesc pitoclastite. Fragmentele mai mari (lapilii, bombe) se acumuleaz n apropierea aparatului vulcanic, sau de aici pot fi transportate de ctre ape la distane diferite. Cenua, reprezentat prin cristale i sticl, este n schimb transportat prin aer la distane foarte mari, i prin ncetarea acestui transport se poate acumula pe uscat sau n bazine marin oceanice. Exist i vulcani subacvatici. S-a constatat c la adncime de sub 200 m erupiile se produc mai intens dect n aer. La aceste adncimi mari , datorit presiunii apei nu au loc manifestri efusive. Activitatea vulcanic poate participa la formarea unor roci i prin emanaiile de gaze, att n fazele de paroxism, ct i n etapele interparoxismale. Emisiunile de gaze pot fi sub form de fumarole ( gaze la temperaturi de peste 300 0C) , solfatare ( temperaturi sub 3000C , bogate n H2O i H2S), mofete ( gaze sub 1000C formate din CO2). Gazele pot intra n reacie de pe urma crora rezult roci sedimentare. De ex.: H2S prin oxidare conduce la formarea de sulf liber care de poate acumula sub form de zcminte.

17

H2S poate reaciona cu unele metale, cum ar fi Zn, Cu, Pb, Fe, rezultnd sulfuri metalice ( blenda, galen, pirit, calcopirit, etc.) exist zcminte de sulfuri metalice a cror origine este considerat sedimentar sau vulcanogen sedimentar. erupiile submarine conduc la o mbogire (cretere) a coninutului de silice n ap, fenomen care permite proliferarea unor organisme silicioase (radiolari, spongieri) i din care, dup moarte, rezult sedimente silicioase.

DINAMICA MATERALULUI SEDIMENTARProdusele procesului de distrugere a scoarei ( dezagregare i alterare = por rmne pe locul distrugerii, cnd relieful este plan i nu ngduie deplasarea lui sub aciunea gravitaiei sau a agenilor de transport :ape, gheari, aer, organisme. n aceast categorie ntr solurile, lateritele, grohotiurile, grusul granitic. Aceste produse constituie sedimente i roci reziduale. Cea mai mare parte a materialului sedimentar provenit din distrugerea scoarei sufer un transport spre ariile de acumulare continentale, lacustre sau marine. n bazinele marin oceanice i lacustre, materialul adus de pe uscat ct i cel rezultat din distrugerea rmurilor, de asemenea mpreun cu bioclastele sufer deplasri i resedimentri, deplasri provocate de micrile apei (valuri, cureni) Transportul influeneaz aspectele fizice ale materialului prin modificarea sa rezultnd o anumit sortare, aspecte care se regsesc i n roci . Principalii ageni transportori sunt : - apa; - aerul; - gheaa; - organismele; Factorii care pun n micare aceti ageni sunt : gravitaia, clima, atracia astral, vulcanismul, micrile seismice i activitatea biotic. Agenii respectivi, ca i factorii, au fost probabil aceiai i n trecutul geologic , putnd varia doar intensitatea lor. Motorul principal al deplasrii materialului sedimentar rmne totui gravitaia care determin deplasarea apelor continentale, dinamica pe vertical a apelor marin oceanice, micrile ghearilor, alunecrile de teren produse pe uscat, alunecrile submarine, cderea materialului cosmic i acumularea materialului vulcanic. n al II-lea rnd clima poate provoca dinamica maselor de aer, apariia curenilor marini i a valurilor . Atracia astral este rspunztoare de formarea mareelor care n micarea lor de dute-vino transport o mare cantitate de material. Ca factor de transport erupiile vulcanice proiecteaz n aer , deci n sens invers gravitaie, material piroclastic din care o parte revine imediat gravitaional pe pmnt, iar alt parte este preluat de masele de aer i transportat la distane mari sau foarte mari. Erupiile submarine pot provoca alunecri i cureni de turbiditate, iar micrile seismice provoac alunecri submarine i cureni de turbiditate. n sfrit, organismele vegetale dar mai ales cele animale, prin procesele biotice , determin deplasarea materialului sedimentar. n prezent omul a devenit un factor important n deplasarea materialului sedimentar prin activitile economico- sociale.

18

TRANSPORTUL PRIN AP Apa este principalul agent de transport al materialului sedimentar. Apa transport material fizic ( solid ) sub form de litoclaste , minerale alogene, bioclaste, ct i material dizolvat sub form de soluii adevrate sau coloidale. Pe uscat reeaua hidrografic este cel mai important agent transportor, att de material solid ct i prin soluii. n bazinele marin oceanice transportul se face prin valuri, cureni marini obinuii, maree i cureni de turbiditate. Transportul de ctre ap pe uscat Pe uscat apa i exercit aciunea de transport prin reeaua hidrografic temporar sau permanent, adic prin toreni, praie, ruri i fluvii. Un agent de transport este i ploaia. Transportul de ctre ap pe uscat se realizeaz att sub form fizic ct i chimic. Transportul fizic se realizeaz prin traciune sau prin trre pe fund, prin rostogolire, prin saltaie sau n suspensie. n mod obinuit materialul grosier( litoclastele) este trt sau rostogolit, iar cel fin ( pelitic, siltic sau arenitic ) este purtat n suspensie . Saltaia este o situaie intermediar ntre trre sau rostogolire i suspensie, n sensul c unele litoclaste sau minerale alogene pot fi luate n suspensie pe intervale scurte sau mai lungi nct naintarea lor se face prin salturi. Chimic apa poate transporta materialul sub form de soluii adevrate sau coloidale. Transportul fizic Transportul fizic se realizeaz prin intermediul apelor de ploaie sau a reelelor hidrografice. Ploaia ca agent de transport fizic se manifest pe suprafeele plane unde se infiltreaz sau pe suprafeele nclinate unde antreneaz a mare parte de material ctre reelele hidrografice. Transportul prin reeaua hidrografic organizat ( toreni, praie, ruri, fluvii) Reeaua hidrografic este cruul cel mai important al materialului sedimentar n stare solid. Torenii transport materialul prin traciune i n suspensie pe distane mici i n mod periodic n urma ploilor sau ca urmare a topirii zpezilor. Cantitatea de material este transportat este mare i depinde de nclinarea pantelor. Praiele, rurile i fluviile transport cantiti mari de materiale n suspensie i mai puin prin traciune. Prin traciune transportul fizic se realizeaz n special la viiturile mari. Compoziia granulometric a materialului transportat denumit n ansamblu, material aluvionar ,variaz foarte mult. De ex. n rurile de munte aluviunile de fund sunt reprezentate prin litoclaste mari, iar cele transportate n suspensie prin particule arenitice, siltice sau pelitice. n rurile de cmpie aluviunile de fund sunt reprezentate prin nisip, iar cele n suspensie prin material siltic i pelitic. n lungul unei artere hidrografice prin transportul fizic se schimb granulometria materialului prin fragmentarea materialului. Are loc i o sortare a granulelor dup greutatea specific.

19

Transportul prin soluie Apele continentale transport i material dizolvat n cantiti mari. De ex. n zonele de munte materialul dizolvat reprezint ntre 10 30% din totalul materialului transportat, iar n zona de cmpie reeaua hidrografic transport o cantitate mai mare. Natura substanelor dizolvate depinde de natura substratului din zona climateric i de alimentarea cu ape subterane. trec n soluii srurile uor solubile : NaCl, Kcl, MgSO4, CaSO4, CaCl2, etc. Toate acestea sunt transportate numai ca soluii ionice i nu sub form coloidal; n al 2-lea rnd : carbonaii metalelor alcaline i alcalino pmntoase CaCO 3, MgCO3, Na2CO3 i silicea ; Carbonaii sunt transportai n soluii puternic nesaturate. de ex. n zonele nordice i sudice ( polare) concentraia CaCO3 este de 40 70% din saturaia limit, iar n zonele calde (tropicale) saturaia este sub 25%. n regiunile aride cu evaporaie intens CaCO3 poate aprea i ntr-o stare de suprasaturaie nct calcita precipit i va fi supus unui transport fizic sub form de suspensii fine. Silicea este transportat n acelai mod ca i carbonaii sub form de soluii nesaturate. n reeaua hidrografic cantitatea de silice variaz ntre 10 20ml/l . Fe,Mn,P, elementele minore cum ar fi V, Cr, Ni, Co, Cu, toate se gsesc n cantiti foarte mici dizolvate n reeaua hidrografic. Aceti componeni pot forma i soluii coloidale. Componenii cu o solubilitate neglijabil : silicea, cuarul, sunt transportai mai rar sub form de soluii. Ca o concluzie, se poate aprecia c exceptnd un grup restrns de substane uor solubile ( NaCl, KCl, MgSO4, CaSO4 ) ct i a unora practic insolubile ( cuar, silice) toate celelalte sunt transportate simultan att fizic ct i n soluii. Cu ct un compus ( material ) este mai puin solubil, cu att este mai mare rolul transportului fizic. Transportul materialului de ctre apele marin oceanice i lacustre Ca i n cazul reelelor hidrografice de pe uscat, n marile lacuri dar i n bazinele marin - oceanice, apa are un rol de transport att fizic ct i chimic. n aceste bazine transportul este realizat prin micrile valurilor, a curenilor marini normali, a curenilor de turbiditate i a mareelor. a) Transportul materialului prin valuri. Cu precdere prezint importan transportul fizic. Este vorba de material sedimentar desprins din rmuri, de bioclaste rezultate dup moartea organismelor i de aluviunile aduse de reeaua hidrografic. Valurile acioneaz ca agent transportor numai pe elf, pn la adncimea de 200 250 m. Deplasarea fizic a materialului se produce fie perpendicular pe rm, fie paralel cu rmul.

20

- Deplasarea perpendicular (Fig. 4a) Sub aciunea valurilor perpendicular pe linia rmului , materialul sufer o micare de dute vino. La o nclinare mai mare a pantei micarea de revenire nu o recompenseaz pe de naintare ,iar materialul este antrenat spre larg. n schimb dac panta este extrem de lin materialul se deplaseaz spre rm formnd plaje. ///////////////// ////// Fig. 4a- Deplasarea materialului perpendicular pe linia rmului n zona de elf, cu panta accentuat, unde sunt acumulri de material, valurile i pierd o mare parte din energie la o oarecare distan de coast, iar materialul se acumuleaz acolo formnd cordoane litorale i praguri. Schimbarea regimului valurilor aduce o redistribuire a materialului. Efectele transportului prin valuri se recunosc n roci sub form de texturi ncruciate i texturi ripple. Zona de linitire depinde de nclinarea elfului din apropierea rmului. La o pant abrupt nu apare spargerea, aceasta producndu-se la contactul cu faleza. (Fig. 4 b)

Fig. 4 b Deplasarea materialului paralel cu rmul De cele mai multe ori, valurile nu sunt paralele cu linia rmului , ci sunt sub un unghi oarecare. Direcia deplasrii particulelor de material nu corespunde cu direcia deplasrii valurilor i cu cea a forei de gravitaie care este ndreptat pe linia de pant maxim.( Fig.5)

21

Fig. 5 Transportul prin valuri apare cel mai intens n lungul coastei ( zona litoral ) fiind direct proporional cu mrimea agitaiei apelor. De ex. pe coasta de sud a Crimeii, la agitaia mrii de un grad deplasarea materialului se face cu 6 m n 24 de ore. La o agitaie de 6 grade, cu 65 m, iar la 8 grade cu 100 m. n alte regiuni se produc i deplasri mai mari ( de 400 900 m). Distana pn la care ajunge materialul transportat de valuri poate fi foarte mare. Se cunosc deplasri de material arenitic din regiunea Labradorului pn n Florida ( peste 2500 Km ). b) Deplasarea materialului prin cureni normali n afar de valuri, att n mri i oceane, materialul este transportat i prin cureni normali. Pe elf transportul prin cureni normali se face prin traciune pe fundul apei, n suspensie i n soluie. n general transportul prin suspensie i soluie este mai important dect cel prin traciune. Exist cureni i n afara elfului i prin ei transportul se face numai prin suspensie i n soluie : de ex. curentul Floridei, Golfstromul, curentul Nord-Pacific. Dup Kuenen aceti cureni transport cantiti uriae de material n comparaie cu marile fluvii. De ex. Amazonul , la vrsare, transport cca. 10 mil m3 / sec, iar Golfstromul 90 mil m3/sec. c) Curenii de turbiditate Sedimentele aduse de reeaua hidrografic pe elf i cele proprii elfului (bioclaste sau litoclaste rezultate din distrugerea rmului) ajung i se acumuleaz n zona de jonciune cu povrniul continental Echilibrul acestor acumulri de material se poate rupe datorit faptului c se poate ajunge la o limit de ncrctur dau datorit altor cauze, cum ar fi valuri mari , micri seismice, sau aport masiv de material. Prin ruperea acestui echilibru se produc deplasri ale materialelor sub forma unor fluide mai dense dect apa. Viteza acestor cureni crete i de pare c poate ajunge pn la 100 Km/h. Treptat ns viteza scade pn la anulare. Din aceast cauz, odat cu oprirea deplasrii are loc i o acumulare de material. Prin aciunea de traciune i sub ncrctura de material, curentul formeaz un enal ( canal ) care se adncete treptat.( Fig.6 )

22

Fig. 6 Acumularea are loc n cadrul enalului , ncepnd cu materialul mai grosier sub form de blocuri la partea inferioar a povrniului i chiar la jonciunea taluzului cu zona abisal sub forma unei delte. Materialul fin poate fi purtat i spre largul zonei abisale. Sedimentele grosiere, cu blocuri, care se acumuleaz primele n cadrul enalului de pe taluz, se numesc priximale, iar cele fine acumulate la distan mai mare se numesc distale. Ca urmare, avem o sortare a materialului n lungul curentului i o sortare a materialului dup ncetarea deplasrii cnd masa de material se acumuleaz destul de rapid funcie de dimensiunea fragmentelor, de natura i greutatea specific a acestuia. n cadrul materialului se produce i o sortare gradat. (Fig.7)

Fig. 7 enalele sunt uneori amplasate n prelungirea unor ruri, sau artere hidrografice de pe uscat. n prezent nimeni nu se mai ndoiete de realitatea curenilor de turbiditate. Ei au fost observai pentru prima dat i n unele lacuri artificiale sau naturale ( de ex.L.Geneva).

23

n 1929 n regiunea Grand Banks din zona Terra Nova s-a calculat c viteza curentului a atins 100 Km/h, iar materialul transportat s-a acumulat pe o suprafa de 20 mii Km2. Realitatea curenilor de turbiditate a fost evideniat i prin foraje submarine executate n cadrul zonelor abisale i batiale. n general n aceste zone, n concepia clasic, se credea c se acumuleaz numai sedimente fine de tip mlos. Dar carotele extrase au relevat existena materialului grosier strin de locul respectiv ( adus din zona elfului ). ntr-o carot de 10 m lungime s-au identificat pn la 30 de intercalaii de material strin. Aceast distribuie periodic de material grosier acumulat departe de sursa terigen nu poate fi explicat dect printr-un curent de turbiditate. n cadrul materialului grosier nespecific locului de acumulare se gsesc i bioclaste de elf ( alge, molute) n opoziie cu cele specifice care sunt n general pelitice batiale, specifice zonei respective. d). Deplasarea materialului sub aciunea mareelor Fora de transport a mareelor este analog ca proces att cu aciunea valurilor ( de dute-vino) ct i cu cea a rurilor. Fluxul (naintarea apelor) transport dinspre mare spre uscat material care se poate sedimenta. Pot rmne n unele depresiuni ochiuri de ap din care, dup evaporare, s precipite unele sruri. Refluxul are o aciune de transport mai mare deoarece intervine i gravitaia, similar ca n cazul marilor fluvii.. Materialul este transportat prin trre pe fund, prin saltaie, n suspensie i n soluie. Ajuns n mare, materialul este redistribuit prin intermediul valurilor i a curenilor. Transportul materialului prin intermediul aerului Vntul exercit numai transport fizic prin traciune, suspensie i saltaie. Astfel, unele litoclaste, ct i materialul arenitic grosier sunt transportate prin traciune. n schimb, materialul arenitic i cel siltic i pelitic este transportat n suspensie. Aciunea de transport a aerului este de cca 300 ori mai redus dect cea a apei. Puterea de transport depinde direct de viteza vntului. S-a constatat c rularea are importan n transportul prin aer, n sensul c sunt transportate mai uor particulele rotunjite i mai greu cele neregulate. Datorit acestui fapt depozitele acumulate eolian sunt bine rulate i prezint o sortare foarte bun. Transportul prin aer acioneaz puternic n regiunile deertice apoi pe plaje, n zonele de step i n golurile alpine, n lungul unor artere hidrografice sau pe plajele marine. n zonele deertice i ntr-o oarecare msur pe plaje, precum i n lungul arterelor hidrografice, se acumuleaz depozite sub aciunea vntului sub form de dune i barhane. (Fig.8)

24

Fig. 8 Exist dune cu nlime de pn la 250 m. Dunele sunt acumulri lineare, cu o pant mai lin n sensul de unde vine vntul i o pant abrupt n sens opus. Barhanele sunt formaiuni semicirculare. forma acestora de datoreaz apariiei unor vrtejuri la partea inferioar a acumulrii de nisip. Dunele i barhanele se deplaseaz n direcia vntului, ns vntul poate suferi schimbri de direcie nct naintarea lor ia sens oscilatoriu. Ca urmare a modificrii direciei vntului n organizarea materialului apare o textur specific ncruciat sau oblic. Pe suprafaa nisipurilor eoliene actuale apar mici ondulaii obinuit situate la distane de 6 20 cm, cu nlimi de pn la 20 cm care se numesc ripple-marks-uri eoliene. Prin litificare acestea se por conserva fiind specifice acumulrilor deertice. Vntul este agent de transport i a materialului fin rezultat n urma erupiilor vulcanice(cenuele vulcanice). Vntul mai transport i material fin din morenele glaciare. Din acest material rezult loessul (cuaternar). Depozitele de loess s-au format i din materiale fine transportate din zonele deertice. Totui se consider c Sahara s-a transformat n deert n decurs de 7 mil. ani. Transportul materialului prin intermediul gheii Ghearii de deplaseaz n virtutea gravitaiei. Materialul sedimentar transportat provine din substratul pe care se deplaseaz ghearii i din care rezult marenele de fund, ct i din versanii vii pe care se deplaseaz ,rezultnd morenele de suprafa (laterale). Materialul morenaic se caracterizeaz prin lipsa stratificaiei, lipsa rulrii i a sortrii. Pe blocurile de litoclaste mai marin apar frecvent zgrieturi care se gsesc pe direcia de curgere sa ghearului. Dup aceste zgrieturi se recunosc marenele mai vechi dect cele cuaternare. (Fig.9)

25

Fig. 9 Gheaa exercit i un transport pe ap prin intermediul icebergurilor, sau prin gheaa transportat de unele ruri. Toate aceste mase de ghea au incorporate materiale sedimentare. capacitatea de ncrcare a unui m3 de ghea ajunge la 300 Kg. Cu toate acestea cantitatea de material transportat este mic. Transportul materialului prin intermediul gravitaiei Exist cazuri n care gravitaia acioneaz direct fr vreun agent transportor ( ap. aer, ghea). n aceast situaie sunt alunecrile, prbuirile, etc. Alunecrile se produc att pe uscat ct i n lacuri, mri, oceane i ele pot antrena mase mari de material. Pe uscat alunecrile de teren sunt nlesnite de perioade cu precipitaii abundente i planul de alunecare corespunde de obicei planului de separare a unui material arenitic cu unul pelitic. Alunecrile submarine se produc pe pante fiind determinate de cutremure , de erupii submarine i ele antreneaz mase mari de material acumulat care este deja n curs de litificare. Aceste alunecri nu trebuiesc confundate cu curenii de turbiditate. Prbuirile se produc n grote. Amploarea lor estre mai redus. Solifluciunea se manifest n regiunile arctice n timpul dezgheului. n aceste perioade la partea superioar a solului are loc dezgheul. materialul dezgheat alunec peste cel rmas ngheat. partea dezgheat fiind mbibat cu ap alunec gravitaional peste cea ngheat. Transportul materialului de ctre organisme Organismele, n special cele animale, pot produce un transport de material. De exemplu organismele limnivore (mnctoare de ml) transport pe distane variate materialul ingurgitat. Animalele care sap galerii pot transporta i ele material. n prezent omul a devenit cel mai mare transportor de material sedimentar n cadrul activitilor economice de exploatare a substanelor minerale utile. Transportul poate avea loc pe distane foarte mari . De ex. omul disloc i transport anual aproximativ 5 mld. tone crbune, 900 mil. tone minereu de Fe, 1 mld tone ciment, etc.

26

Influena transportului fizic asupra materialului Materialul transportat fizic sufer pe parcursul transportului un fenomen de transformri fizice, cum ar fi sfrmarea i sortarea. Sfrmarea (triturarea) se realizeaz prin frecare , prin ciocnire i zdrobire, rezultnd produse din care rezult material mai fin. n general micorarea dimensiunilor se produce pe direcia de transport. S-a constatat ca litoclastele mai mari se sfarm mai uor dect cele mai mici. Prin sfrmare crete i gradul de rotunjire a materialului. Sortarea este de dou tipuri: 1. Sortare progresiv, cnd se manifest pe distane; 2. Sortare static ( local ) cnd are loc dup ncetarea transportului; Sortarea progresiv depinde de alctuirea mineralogic i de natura mediului de transport. n acest sens depozitele glaciare au gradul de sortare cel mai redus, iar cele eoliene au sortarea cea mai bun. n transportul fluvial sortarea se face n funcie de mrimea i greutatea specific a materialului. n lungul arterei respective dimensiunea scade pe direcia micrii. n acest sens acumulrile de conglomerate i pietriuri dau indicaii asupra ariilor surs. Sortarea este influenat i de agentul de transport. n acest sens vntui, prin deplasare selecteaz granulele de aceeai dimensiune, form i greutate. n general 90% din granulele dunelor au = 0,12 1,00 mm. Foarte rar vntul transport granule cu 3 4 mm. Sortarea static se realizeaz cnd nceteaz aciunea de transport. Ea este specific curenilor de turbiditate, n sensul c are loc o sortare gradat. Aceasta se ntlnete i la alte tipuri de sedimente , inclusiv la depozitele de teras. la cele neritice, dar rmne specific pentru curenii de turbiditate.

D O M E N I I A C T U AL E D E S E D I M E N T A R EEste de presupus c ariile actuale de sedimentare au fost similare i n trecutul geologic nct cunoaterea domeniilor actuale s permit nelegerea modului de formare a sedimentelor i a rocilor sedimentare din cadrul scoarei terestre. Twenhofel (1950 ) a mprit domeniile de sedimentare n trei categorii : a) domenii continentale ; b) domenii marin-oceanice; c) domenii mixte( de interferen); Fiecare dintre cele trei categorii prezint particulariti proprii. A. DOMENIUL CONTINENTAL n cadrul ariilor continentale putem distinge uscatul propriu-zis i suprafeele continentale acoperite de ape (lacurile, arterele hidrografice ). USCATUL ( continental i cel insular (, funcie de relief, vegetaie, clim. poate fi mprit n mai multe provincii ; de cmpie, de step, de munte, de deert sau glaciar. Acumulrile de material sedimentar se fac peste tot. Acolo unde uscatul este acoperit de un covor vegetal, acumularea este nesesizabil. n schimb pe uscaturile lipsite de vegetaie cum sunt deerturile i zonele glaciare acumulrile sunt mult mai evidente.

27

1. Domeniul deertic Deerturile apar n regiunile uscate, lipsite de drenaj, cu variaii mari de temperatur. n deerturi diferenele de temperatur de la zi la noapte i vntul au un rol hotrtor. Ca tipuri de sedimente n deerturi se pot acumula : Grohotiuri i pietriuri apar la marginea reliefurilor nalte; Litoclastele apar n zonele apropiate reliefurilor nalte i se caracterizeaz printr-o lefuire dup anumite fee care sunt mai expuse aciunii vntului. Aceste litoclaste se numesc i glimpolite; Nisipurile sunt acumulrile cele mai importante formnd dune i barhane. Aceste acumulri prezint o sortare bun, granulele sunt n general rotunjite. Din punct de vedere mineralogic sunt extrem de variate. n depozitele vechi de nisipuri deertice apar texturi ncruciate i se pot conserva texturi de tip ripple. n prezent acumulri de nisipuri deertice, pe suprafee mari , apar n Asia Central, n Africa i n America de Nord.; Siltul se poate acumula pe loc mreun cu nisipul sub form de dune i barhane, sau poate fi dus de ctre vnt n alte regiuni ducnd la formarea loessului; Mluri i sruri apar n zonele unde exist lacuri temporare sau permanente n care precipit sruri , cum ar fi: cloruri, sulfai, carbonai, datorit evaporaiei intense. n aceleai lacuri se pot acumula i mluri negre sau cenuii care conin o cantitate mare de nisip i blocuri de litoclaste; Depuneri de cureni temporari (ueduri, waduri ) Deerturile sunt strbtute de vi lipsite de ap. n perioadele cnd se produc ploi , pe aceste vi se scurg apele care transport mari cantiti de material sedimentar ctre bazinele de acumulare care de regul sunt n interiorul deertului sau ctre bazinele marin oceanice. Aceste depozite reprezentate prin pietriuri, nisipuri, silturi . n concluzie, sedimentele specifice deerturilor actuale rmn nisipurile din dune i din barhane care prezint o textur specific de tip ripple. Astfel de depozite se pot recunoate i n formaiunile vechi; 2. Domeniul glaciar Cuprinde regiunile acoperite de gheari i ariile zonelor de influen de la marginile lor, care se mai numesc i periglaciar. n prezent aceast zon se gsete n munii nali i la cei doi poli. Se caracterizeaz prin temperaturi sczute, precipitaii abundente sub form de zpad i o activitatea biotic redus. Acumulrile de zpad conduc la formarea de gheari cu grosimi foarte mari care se deplaseaz spre bazinele marin oceanice sau pe vi n zonele montane. Deplasarea gheii conduce la formarea i acumularea de sedimente specifice rezultate prin procesele de roadere. Ele sunt n ansamblu reprezentate prin acumulri de argile, siltite, material arenitic, ct i din litoclaste de diverse dimensiuni, inclusiv blocuri mari care prezint pe suprafa striaii. Ansamblul acestor depozite constituie morenele. Cnd predomin silturile i argilele sedimentul se numete till, iar rocile corespunztoare rezultate se numesc tillite. La periferia morenelor frontale apar uneori un fel de conuri care se numesc sandre. Astfel de formaiuni sunt frecvente n Islanda, Scandinavia,etc. Materialul fin siltic i argilos din morene i din sandre poate fi luat de vnt i transportat la distane mari, iar din acumularea lui rezult depuneri de loess. n istoria geologic a Pmntului s-au recunoscut mai multe etape de acumulri glaciare, mai ales la

28

nivelul Cuaternarului. Aproximativ cu 18 mii ani n urm a fost expansiunea maxim a ghearilor care acopereau 1/3 din suprafaa globului, iar nivelul mrii era cu aproximativ 100 m mai sczut dect n prezent. Pe msur ce au naintat i sau retras , au modelar relieful, au generat modificri climaterice, au modificat nivelul mrii i au determinat migraia vieuitoarelor. De ex. acum 18 mii de ani coasta Americii de Nord era avansat n ocean cu aproximativ 150 Km, iar Asia era unit cu America prin istmul Behring. Mai mult de jumtate din suprafaa terestr actual i datoreaz morfologia condiiilor climaterice din perioadele glaciare care au luat sfrit n urm cu aproximativ 10 mii ani. Dinamica ghearilor actuali furnizeaz date privind modificrile de clim. Astzi se dispune de informaii despre aproximativ 20 mii gheari. 3. Domeniul continental acoperit de ape Este reprezentat prin subdomeniile fluvial, lacustru, paludal i speleal. a. Subdomeniul fluvial este constituit din ansamblul reelei hidrografice care brzdeaz uscatul, de la toreni la marile fluvii. Pe lng aciunea de transport i eroziune, aceste subdomenii reprezint i domenii de sedimentare. Particularitile sedimentelor depind de climat, de debit, de morfologie, de viteza de curgere a apelor i de natura substratului geologic. Sedimentele care se acumuleaz sunt reprezentate prin bolovniuri, pietriuri, nisipuri, mluri, iar ntregul ansamblu poart numele de aluviuni . Acumulrile se fac n lungul albiilor minore i majore, n conuri de dejecie, grinduri fluviatile. Aceste sedimente pot conine i bioclaste animale sau vegetale silicifiate sau carbonificate. Se ntlnesc ca depuneri vechi i anume ca terase cuaternare sau pliocene. Se mai ntlnesc n zonele de piemont care sunt depuneri toreniale ca nite conuri de dejecie la contactul muntelui cu zona de cmpie. Sunt formate din pietriuri, nisipuri, silturi cu texturi specifice ncruciate. n paleoreliefurile vechi cu acumulri aluvionare epiclastice se gsesc frecvent capcane de hidricarburi. b. Subdomeniul lacustru Lacurile din interiorul continentului sunt variate ca origine ( glaciare, de baraj, vulcanice, carstice, tectonice ) precum i ca dimensiune, chimism, adncime, temperatur (dependent de zona climateric , permanente sau temporare. Sedimentarea n lacuri depinde n mare msur de mrimea lacului i de adncime, de clim, de aportul de material terigen, de viaa din lac i de salinitate. n lacurile mari i adnci sedimentarea este asemntoare cu cea din bazinele marine. n aceste mri de dimensiuni reduse se pot separa , sub aspect morfologic elful, taluzul i cmpia abisal crora le corespun zonele neritico litoral, batial i abisal. n aceast categorie se ncadreaz L. Aral i L. Caspic. n zona neritico litoral se acumuleaz pietriuri, nisipuri mluri detritice, depuneri de depozite de bioclaste. Se caracterizeaz prin texturi ncruciate i riplate. n zonele batuale i abisale se acumuleaz mluri detritice, pelago detritice, depozite de turbidite aduse de curenii de turbiditate. n lacurile mici procesul de sedimentare este influenat de factorii locali: temperatur, clim, precipitaii, natura uscatului limitrof. Se pot acumula pietriuri,

29

nisipuri, mluri. n zonele calde lacurile por fi temporare sau permanente. Pe lng sedimentele epiclastice aduse de pe uscat prin reeaua hidrografic, aici pot precipita carbonai, sulfai i cloruri. Sedimentele au n mod frecvent o stratificaie fin. n zonele reci, n lacuri se pot depune oxizi de Fe, Mn, carbonai de Fe. n lacurile glaciare are loc o sedimentare specific, concretizat printr-o ritmicitate sezonier: vara cu depuneri epiclastice grosiere (nisipuri, pietriuri), iar iarna cu depuneri fine (mluri). Acest tip de sedimente se numesc varve. n unele lacuri se pot instala medii reductoare care favorizeaz formarea de mluri sapropelice din materie organic. Prin procese diagenetice, din aceste mluri rezult hidrocarburi. nalte lacuri puin adnci se poate stabiliza o vegetaie abundent pe seama creia se formeaz turbriile. c. Subdomeniul paludal (de mlatin) Mlatinile sunt acumulri de ap foarte puin adnci invadate de vegetaie. Unele pot fi foste lacuri ajunse n faza de colmatare. vegetaia poate fi lemnoas (mangrove) sau herbacee (muchi, ierburi). Domeniul paludal acoper cca.1 600 000 Km2 n nordul Europei, Asiei i Americii de Nord,n zonele tropicale i subtropicale. Vegetaia bogat , respectiv prezena materiei organice conduce i la apariia unei activiti bacteriene , rezultnd n final CO2, H2S. Se acumuleaz , n general , sedimente organogene, sedimente chimice, epiclastice fine. n majoritatea mlatinilor este specific formarea turbei din care n timp se formeaz crbunii. Ca sedimentare chimic se pot forma oxizi de Fe sub form de concreiuni care se numesc murram n Africa sau macarrero n Cuba. Se mai pot acumula i mluri negre epiclastice. d. Subdomeniul speleal (de peter) Este reprezentat prin grote i peteri care se formeaz n rocile carbonatate cu precdere, i care sunt strbtute de o ap curgtoare. Sedimentele care se acumuleaz depind de natura rocilor n care este amplasat petera, de debitul apei care o strbate i de organismele care triesc n peter. ca urmare rezult sedimente clastice , de precipitaie chimic i sedimente organigene. Ca sedimente clastice se ntlnesc pietriuri, nisipuri i mluri. n unele goluri carstice se pot acumula i laterite din care de formeaz bauxitele. Ca sedimente organogene, multe peteri sunt populate de colonii de lilieci dina cror dejecii i resturi rezult un depozit numit guano. Depunerile de precipitaie chimic sunt specifice peterilor fiind reprezentate prin stalactite , stalagmite, draperii, coloane i cruste. Exist i peteri formate n gipsuri i anhidrite, n care apar stalactite i stalagmite numite antolite. La ieirea apelor din peteri se pot forma depuneri de travertin i uneori pisolite. e. Subdomenii de tranziie Sunt cele care se situeaz ntre continent i bazinele marin oceanice, unde se face ntreptrunderea uscatului cu marea. Ele sunt reprezentate prin delte, estuare limane i lagune marginale.

30

e.1. Subdomeniul deltaic Deltele se formeaz la gurile de vrsare a marilor ruri sau fluvii n mri sau lacuri. n zona de vrsare, elful trebuie s aib o pant foarte mic i s fie lipsit de cureni care s redistribuie materialul transportat. Rurile i fluviile aduc, n special, n suspensie i prin trre mult material sedimentar. Prin acumularea acestui material iau natere conuri, care treptat se ridic peste nivelul apei i concomitent avanseaz spre larg.(Fig.10)

Fig. 10 De ex, Nilul transport pn la 250 300 mil. tone de material, Dunrea 80 mil tone/anual. Ca tipuri de sedimente n delte se acumuleaz material clastic pelitic, arenitic i ruditic. Acest material prezint o textur ncruciat. n delte se dezvolt i o vegetaie foarte bogat. Din aceast vegetaie , prin acumulare, n timp, iau natere turbrii din care apoi se pot forma crbuni. Pe seama materialului organic de natur vegetal i animal se formeaz i mluri sapropelice care prin procese de diagenez ndelungat se transform n hidrocarburi (petrol i gaze ).De ex. zcmintele de hidrocarburi din regiunea Aperon din M. Caspic sunt considerate ca fiind de origine deltaic. La noi n ar se cunosc exemple de depozite deltaice care s-au acumulat n timpul Sarmaianului la debuarea arterelor hidrografice care veneau dinspre uscatul carpatic i se vrsau n marea sarmatic. Ex. Delta volhinian din Dealul Ciungi (Pltinoasa) e.2. Subdomeniul estuarelor Estuarele reprezint poriunile de vrsare a unor ruri care sunt lrgite i care nu sunt n permanen legate de mare. Zonele respective pot fi i sub influena mareelor. n general aici se acumuleaz material epiclastic reprezentat prin mluri, silturi, nisipuri i pietriuri. Sunt prezente i bioclaste specifice zonelor neritice sau aduse de reeaua hidrografic. Textura este de asemeanea ncruciat. e.3. Subdomeniul lagunar Lagunele sunt poriuni de mare barate de un grind (separate de largul mrii ) sau de un cordon de nisip, ssau de recifi.(Fig.11)

31

Fig. 11 Se numesc lagune i suprafeele de ap din interiorul recifilor de tip atol. n general lagunele au legturi permanente sau intermitente cu marea . La noi n ar un exemplu de lagun este Lacul Razelm, separat de mare printr-un cordon de nisip deschis printr-o porti. Salinitatea n lagune este variabil; de la ape dulci la cele salmastre, sau cu salinitate mrit. Clima influeneaz foarte mult sedimentarea . Viaa se specializeaz n funcie de salinitate. n lagunele din zonele calde (G. Persic, California) salinitatea este de 42 - 66 se acumuleaz sedimente clastice, mluri, silturi, nisipuri, cu o rat de acumulare de cca.30 cm/an (de ex, laguna Chadre). Tot n aceste lagune se acumuleaz i sedimente cu evaporite ( anhidrite, gipsuri, sare gem, calcit ) n lagunele din zonele reci sedimentarea este preponderent clastic; dac se instaleaz medii reductoare n aceste situaii se pot forma mluri sapropelice. n lagunele cu legturi episodice cu marea aceast situaie a fost studiat n special pentru a se explica formarea unor depozite crbunoase care sunt n intercalaie cu roci sedimentare , sub form de strate. Acest tip de sedimentare se numete sedimentare paralic. n etapele de legtur cu marea se acumuleaz sedimente clstice ( argile, nisipuri, pietriuri) cu bioclaste spacifice; n etapele de ntrerupere, continentale, se acumuleaz sedimente clastice , iar n fazele de colmatare se instaleaz o vegetaie bogat din care rezult turbrii. Fenomenul se poate repeta de nenumrate ori. Aa se poate explica prezena zcmintelor de crbuni din regiunile estice ale Carpailor Orientali. (Flticeni) , considerate ca fiind paralice. B. DOMENIUL MARIN OCEANIC Oceanele de pe suprafaa Pmntului ocup 70,8 % . Oceanul planetar cuprinde patru bazine mari : Pacific, Atlantic, Indian i Arctic. La rndul lor, acestea . cuprind bazinele oceanice propriu-zise i o serie de mri periferice, situate n apropierea continentului sau chiar n interiorul acestuia.

32

Bazinele maron oceanice reprezint n prezent cel mai important domeniu de sedimentare. Se consider c o situaie similar a existat i n trecutul geologic, raportul dintre bazinele cu ap i uscat nemodificndu-se esenial. Mrile ocup suprafee mai mici, fiind n legtur cu uscatul. Mrile por fi: A. Mri marginale , care au legturi largi cu oceanul; a) Mri epicontinentale ( de elf ) care sunt acoperite cu ape puin adnci (200-250 m) b) Mri adnci, separate de ocean prin arcuri de insule / creste ) care prin prisma tectonicii globale reprezint zone de subducie. De ex. mrile din partea de est a Asiei ( Japonia); II. Mri intracontinentale, care sunt situate ntre continente sau n interiorul acestora. Aceste pot fi: a) Mri epicontinentale ( ex. Marea Baltic ); b) Mri adnci (Marea Mediteran, Marea Neagr); Aceste mri pot reprezenta resturi de plci, fose de subducie sau zone de expansiune. Procesele de sedimentare n bazinele marin - oceanice sunt condiionate de aportul de material terigen adus de reeaua hidrografic i de vnt, de morfologia fundului bazinelor (adncime), de viaa vegetal i animal, de salinitate, temperatur, pH, Eh, i de dinamica apelor. Acumulrile de sedimente se fac pe cale fizic (de ex. mineralele alogene, litoclastele) i pe cale chimic prin precipitarea chimic sau biochimic, ct i prin acumularea materiei organice de natur vegetal i animal. La acestea se adaug o cantitate redus de material cosmic, ct i material piroclastic. Relieful bazinelor marin oceanice n cadrul bazinelor marin oceanice se pot distinge trei zone : 1.elful; 2.Taluzul; 3.Cmpia abisal; ELFUL mai este denumit i precontinent sau platou continental i este o prelungire a uscatului sub oglinda apelor marine. elful se extinde de la linia de rm sau a fluxului pn la adncimea de 150 250 m ( rar 3560 m ).(Fig.12 ) elful are o lime variabil , de la civa zeci de metri ,la sute de kilometri. panta sa este mic (0,070 sau 7%). Suprafaa elfului , cu apa care-l acoper i ansamblul organismelor i sedimentelor care se acumuleaz constituie provincia neritic ( nereitico litoral ) . Ca atare toate sedimentele care se acumuleaz n aceast provincie ct i rocile care rezult din ele sunt din categoria celor neritice ( litorale ) Unii autori utilizeaz denumirea de litoral numai pentru poriunea care este sub aciunea valurilor i a mareelor. Suprafaa uscatului afectat de maree este numit i zona tidal. Pe elf factorii care condiioneaz sedimentarea sunt: dinamica apei, materializat prin valuri, curani, maree. salinitatea, care poate fi de la normal la salmastr;

33

temperatura, care este variabil, n funcie de clim; viaa, reprezentat prin organismele care triesc aici ( bentonice, planctonice, nectonice ); sursa de material, reprezentat prin materialul adus pe cale fizic sau chimic de ctre reelele hidrografice, apoi materialul rezultat din distrugerea rmurilor, de organismele care triesc, inclusiv cele recifale;

Fig. 12 Ca tipuri de sedimente, n aceast zon se ntlnesc : 1.Sedimente epicalstice : pietriuri, nisipuri, mluri, aduse de reelele hidrografice sau rezultate prin abraziunea rmurilor sau de ctre vnt. n general, materialul epicalstic grosier este specific zonei litorale. 2.Sedimente bioclastice formate din acumulrile de cochilii , n special de molute, bivalve, gasteropode fiind specifice elfului. Aici se pot forma acumulri exclusiv din cochilii rezultnd falune. 3.Sedimente biodetritice rezultate din sfrmarea bioclastelor sau a recifilor, rezultnd nisipuri i silturi calcaroase. 4.Sedimente de precipitaie chimic. n zona neritic, n anumite condiii se pot forma prin precipitare chimic oolite carbonatate, feruginoase, mluri calcaroase sau glauconitice. 5.Sedimente saline pot precipita sruri numai n condiii specifice. 6.Mluri peletale formate n zonele neritice linitite, populate de organisme limnivore. 7.Construcii recifale. Cele mai importante sunt cele coraligene. Acestea se formeaz n condiii foarte severe, restrictive., apar n mri calde ,peste 300 C, bine oxigenate, cu salinitate normal i pn la adncimea de 60 m. Dup forma lor construciile recifale actuale sunt de 3 tipuri: - recifi coraligeni litorali, sunt mici, cu lungimi maxime de 2 3 m;

34

- recifi coraligeni de tip barier, sunt foarte lungi, pe zeci, sute sau chiar mii de Km; Cel mai mare recif de acest tip este Marea barier de corali de pe coasta de NE a Australiei, cu lungimea de peste 3 00 Km i limea de 300 Km; - recifi coraligeni de tip atol ( circulari ), care se formeaz pe vrfurile insulelor ; Indiferent de tipul de recif, la acesta se deosebesc: ( Fig.13 )

Fig. 13 a) o zon central sun forma unui con care constituie reciful propriu-zis; b) o zon lateral format din material provenit din distrugerea recifului de ctre valuri. Este material de tip epiclastic format din trei zone: cu material ruditic, arenitic i pelitic. Reciful de tip atol are de obicei n mijlocul su o lagun n care se acumuleaz material fin de natur calcaroas. Recifii pot fi construii i de alte organisme n afar de corali, cum ar fi: alge calcaroase briozoare, viermi. Formaiuni de acest tip se cunosc n G. Neapole, iar spongieri calcaroi n M. Caraibilor. i n trecutul geologic se ntlnesc recifi formai pe seama spongierilor. Viermii polichei care triesc ntr-un tub calcaros pot construi de asemenea recifi. Astfel de recifi se gsesc n prezent n G. Tunis. n ara noastr recifi formai din viermi se cunosc n Buglovian pe Platforma Moldoveneasc. Construciile recifale de form lenticular se numesc bioherme, iar cele sub forme de strate biostrome. TALUZUL ( POVRNIUL CONTINENTAL ) corespunde zonei batiale. Taluzul corespunde zonei batiale. La marginea taluzului ctre ocean ncepe bazinul marin oceanic. Taluzul prezint o pant ceva mai mare dect elful, cu o nclinare de pn la 4 0 i coboar pn la adncimea de 1 500 3 00 m. Aceast pant se mai numete i povrni, abrupt sau taluz. Suprafaa taluzului, cu apa care-l acoper, organismele care triesc aici i sedimentele care se acumuleaz se numesc zona batial. Ca urmare, sedimentele din aceast zon se numesc sedimente batiale. ( Fig. 14 ) Sub aspect morfologic elementele specifice taluzului sunt canioanele care sunt nite adncituri sub form de anuri cu profil n form de V. Pot fi simetrice sau asimetrice. n unele cazuri acestea pot prezenta pe versani i terase. Adncimea i limea lor sunt variabile. Ca origine, este demonstrat ca unele din ele reprezint prelungirea unor artere

35

hidrografice de pe uscat ( ruri, fluvii ). Unele dintre acestea s-au format submarin n perioadele de exondare a elfului, apoi a urmat o perioad de afundare cnd a avut loc flexura taluzului. originea altora este datorat curenilor de turbiditate i a eroziunii produse de acetia.

Fig. 14 Factorii care influeneaz sedimentarea n zona batial sunt : Temperatura i salinitatea , care la nivelul fundului apei sunt constante fr s fie influenate de variaiile sezoniere. n schimb la suprafaa apei temperatura este dependent de zona climateric. Dinamica apei. La suprafa sunt valuri, dar influena lor asupra sedimentelor de pe fund este nul sau foarte redus. n schimb aici acioneaz puternic curenii de turbiditate care au un rol important. S-a constatat c aici acioneaz i curenii termohalini determinai de diferenele de temperatur a apei sau cureni haloclini cauzai de diferena de salinitate. Viaa este reprezentat prin organisme planctonice i nectonice. Planctonul este reprezentat prin cocolitoforide flagelate, foraminifere, radiolari, diatomee. Organismele bentonice sunt puine: unele foraminifere (Nodosaria, Robulus, Lagena, etc.), corali solitari, spongieri silicioi. crinoidee, stele de mare, rari crustacei, unele molute i brahiopode. Tipuri de sedimente: Acestea depind n primul rnd de sursa de material: o parte din material este de natur epiclastic provenind de pe continent i transportat de curenii de turbiditate. Prin acelai sistem de transport pot fi aduse i bioclaste la care se adaug bioclastele specifice zonei bentonice, planctonice, nectonice ).

36

n cantitate redus, materialul poate fi reprezentat prin nisipuri, siltite, cenue vulcanice, material adus de ghearii plutitori. n zona batial se ntlnesc : 1. Turbidite care constau din acumulrile de material adus de pe elf prin intermediul curenilor de turbiditate. Acest material poate ajunge pn n zona de racord a taluzului cu cmpia abisal. Specific pentru aceste acumulri sunt sorturile gradate i hieroglifele, bioglifele i texturile curbicorticale. 2. Sedimente pelagice care se formeaz pe seama organismelor planctonice , mai ales a cocolitelor , a foraminiferelor , dar i a organismelor nectonice. Ca atare, vor rezulta mluri fine cu cocolite, foraminifere (globigerine), mluri cu pteropode. Sedimentele pelagice pot avea n compoziia lor pn la 25% fraciune fin epiclastic adus de pe uscat. 2. Sedimente pelago detritice alctuite din material fin de natur argiloas adus n suspensie, la care se adaug i material pelagic format pe seama organismelor planctonice. Materialul fin de natur terigen depete 25%. Aceste sedimente se mai numesc i hemipelagice. Ca sedimente pelago detritice avem : mluri calcaroase, mluri silicioase i mluri argiloase. Cele argiloase pot fi : mluri albastre care au 62 65% minerale argiloase, la care se adaug i bioclaste de foraminifere i cocolite. Aceste mluri se acumuleaz n medii anaerobe. mluri roii, se formeaz n zonele aerobe, n ape calde , iar culoarea lor roie este dat de oxizii de Fe. Sunt specifice zonelor batiale din regiunile calde unde debueaz marile artere hidrografice care transport material lateritic. mluri cu coprolite, sunt mluri argiloase sau calcaroase n care triesc organisme limnivore. mluri negre formate n mrile fr aerisire, de tip euxinic n care exist o mare cantitate de materie organic. ZONA ABISAL Cuprinde bazinul oceanic propriu zis. ncepe de la baza taluzului (1 500-3 000 m ) i ajunge pn la marile adncimi, cum este cea din Fosa Mariane , de lng Filipine, cu adncimea de 11 033 m. Sub aspect morfologic, n aceast zon se deosebesc unele tipuri de structuri morfologice: a) Subzona de piemont care se gsete n zona de racord a taluzului cu cmpia abisal. Reprezint un fel de imense conuri de dejecie formate din material adus de curenii de turbiditate. b) Cmpia abisal ocup suprafaa cea mai mare. aceast cmpie poate fi plan sau aproape plan, sau poate prezenta mici ridicturi a cror origine nu se cunoate (Fig.15 )

37

Fig. 15 c) Dordsalele medio oceanice reprezint reliefuri pozitive, veritabili muni i corespund zonelor de acreie, cu un rift situat n zona axial. n prezent dorsalele ajung la peste 55 000 Km lungime i strbat toate oceanele. d) Fosele( chiuvetele abisale) care de regul sunt plasate spre marginea oceanelor, n zonele de subducie, ele fiind lungi, nguste i foarte adnci. e) Insulele. Majoritatea insulelor sunt de origine vulcanic provenite fie de la vulcani stini, fie de la unii vulcani activi. Exist i insule continentale. f) Vrfurile i guyoturile sunt conuri vulcanice care se gsesc sub nivelul mrii la adncime diferit. Natura lor este vulcanic. Guyoturile sunt tot de natur vulcanic, ns prezint form de trunchi de con, neexplicat pn acun. unele guyoturi au i nite trepte asemntoare cu nite terase. Natura lor este tot vulcanic. n ceea ce privete suprafaa lor plan, dup unii autori, se presupune c nivelarea sar fi produs prin exondare. Alii consider c suprafaa a fost plan i au fost permanent sub ap.(Fig.16)

Fig. 16 Factorii sedimentrii sunt : Temperatura apei la suprafa depinde de zona climateric putnd fi de la cald la foarte reci. La fundul apelor temperaturile sunt constante. Salinitatea este n general constant att la suprafa ct i n adncime. Presiunea este extrem de mare fiind reprezentat prin greutatea coloanei de ap. Dinamica apei reprezentat la suprafa prin valuri care nu se simt n adncime. La jonciunea taluzului cu cmpia abisal se resimte influena curenilor de turbiditate. Dinamica apelor poate fi influenat de diferena de temperatur i salinitate. ntre factorii sedimentrii o importan deosebit o prezint viaa, reprezentat prin organismele bentonice specializate. Procesul de sedimentare este influenat de organismele planctonice, uneori n totalitate reprezentate prin cocolite. foraminifere, diatomee, radiolari. Tot ntre factorii sedimentrii mai por fi menionai i dorsalele medio oceanice (zone de acreie) care prin activitatea magmatic efuziv, respectiv prin lava expulzat, gazele care se dizolv n ap i relieful ca atare al dorsalelor , influeneaz procesele sedimentare. Ca surs de material, n primul rnd. trebuie amintit i rolul organismelor planctonice. Apoi, materialul terigen care provine din zona de piemont sau vine n suspensie i este transportat ctre larg. Activitatea din zona de rift (acreia) se manifest prin produsele de origine endogen ( lav, gaze, etc.)

38

Sursa dominant o reprezint planctonul. Ca surs de material sedimentar mai poate fi amintit i materialul de origine cosmic care se recunoate mai uor n zona abisal, materialul adus de vnt, inclusiv cenuele, sau materialul transportat de ctre ghearii plutitori. Tot acest material este ns n cantiti destul de reduse. Ca tipuri de sedimente se ntlnesc: 1. Turbidite i sedimente pelagice acumulate n zona de piemont Sedimentele pelagice provin de la organismele planctonice. Planctonul calcaros se acumuleaz pn la CCD 8 limita de compensaie a carbonailor ). Sub aceast limit de depun exclusiv mluri argiloase. Materialul pelago detritic este provenit din bioclastele calcaroase sau silicioase amestecate cu material terigen. n anumite condiii se pot forma i produse de precipitaie chimic de natur carbonatat sau chiar silicioas. 2. n zona cmpiei abisale, care reprezint cea mai mare suprafa, predomin sedimentarea pelagic cu mluri calcaroase pn la limita CCD i mluri argiloase sub CCD. Se pot ntlni sedimente hemipelagice cu mai mult de 25% fraciune terigen, n special materie silicioas adus n suspensie. n ariile abisale se formeaz i sedimente autigene ( calcare micritice pn la CCD, mluri cu sulfuri, noduli polimetalici ). 3. n fosele situate la marginea oceanelor. ntre aceste fose i continent si pop interpune iruri de insule vulcanice, de ex. Fosel Antilelor, Porto Rico. Exist cazuri cnd ntre uscat i fose se interpun dou categorii de insule: unele vulcanice, i altele nevulcanice. Datele recente au artat c fosele corespund unor zone de subducie. ca tipuri de sedimente aici se ntlnesc: turbidite, sedimente pelagice i sedimente pelago detritice. Pentru aceste zone mai sunt specifice sedimentele numite melanje,care constau din depuneri pelagice detritice fr stratificaie, n care se gsesc blocuri de material vulcanic rezultate prin roaderea ( rzuirea) fundului plcilor aflate n subducie. 4. n zona dorsalelor. care sunt reliefuri pozitive, veritabile vrfuri muntoase exist o sedimentare specific. n partea lor median exist o vale de rift cu profil n form de V. prin cercetrile ntreprinse asupra sedimentelor din zona medio oceanic. din apropierea insulelor Azore, s-a constatat c n valea de rift , care are un planeu de 1 5 Km, iar la partea superioar pn la 30 Km, se depun mluri, silturi, litoclaste de roci bazice provenite din sfrmarea lavelor. S-a constatat n valea de rift i prezena unor organisme: spongieri, holoturii. Ca urmare a erupiilor , pe flancurile dorsalelor se acumuleaz litoclaste , silturi, mluri. Ca urmare a erupiilor are loc i o silicifiere a mediului care poate favoriza dezvoltarea organismelor silicioase ( radiolarii). 5. n zona vrfurilor i a guyoturilor sedimentarea este n funcie de adncimea lor fa de nivelul apei. Dac se ridic pn aproape de suprafaa apei pe ele are loc o sedimentare de tip neritic, iar n zonele calde se pot instala i recifi. Tot n aceast situaie ele pot constitui surs de material epiclastic. 6. Insulele sunt reliefuri pozitive subaeriene i ca atare n jurul lor are loc o sedimentare neritic. La insulele de dimensiuni mari poate avea loc i o sedimentare de elf. n zonele calde pe insule se pot instala recifi.

39

Ca o concluzie, sedimentarea n bazinele marin- oceanice este funcie de relief, respectiv apar cele trei provincii: neritic, batial i abisal. elful reine de obicei produsele de eroziune ale uscatului i cele rezultate pe seama activitii biotice sau prin procese de precipitaie chimic. Pe elf sedimentarea este dependent de clim . Sedimentele acumulate n zonele batiale i abisale pot fi de origine pelagic , detrito pelagic sau autigene.

CONSTITUIENII PETROGRAFICI AI ROCILOR SEDIMENTAREn componena rocilor sedimentare particip n proporii variate , funcie de tipul rocii, urmtorii constitueni petrografici: 1. Litoclaste fragmente de roci preexistente; 2. Minerale alogene; 3. Minerale autigene; 4. Minerale argiloase; 5. Bioclaste (fragmente sau exemplare ntregi de nveliuri de protecie sau schelete de susinere); 6. Oolite (pisolite); 7. Pelete (pelote); 8. Lumpuri; 9. Materie organic; 10. Material piroclastic; 11. Material cosmic; 12. Liant, care poate fi o matrice sau un ciment; Componenii menionai particip la alctuirea rocilor sedimentare n mod difereniat. De ex. litoclastele i mineralele alogene, alturi de mineralele argiloase sunt constituenii dominani ai rocilor epiclastice. Compuii piroclastice ( cenuele, lapiliile. bombele vulcanice) sunt compuii dominani ai rocilor piroclastice. Mineralele argiloase sunt componenii principali ai argilelor. Oolitele pot forma roci n exclusivitate , respectiv calcarele oolitice. Rocile de precipitaie chimic sunt formate n exclusivitate din minerale autigene, de ex. sarea (NaCl), gipsul( CaSO4.2 H2O), calcarele (CaCO3).

LITOCLA STELELitoclastele nu sunt altceva dect fragmente de roci preexistente, respectiv de roci magmatice, sedimentare i metamorfice, care indiferent de mrimea lor conserv natura rocii iniiale. Litoclastele se formeaz prin distrugerea scoarei sub aciunea factorilor exogeni. Litoclastele au dimensiuni diferite ncepnd de la 0,063 mm pn la m3. Dimensiunea fragmentelor, ct i forma lor , depind de natura rocii preexistente i de distana de transport de la locul dezagregrii pn la bazinul de acumulare.

40

Caracterele litoclastelor Caracterele litoclastelor se refer la dimensiunea lor, la form i la aspectul suprafeei. Cunoaterea acestor caractere prezint importan att din punct de vedere teoretic pentru precizarea genezei, ct i practic pentru utilizarea lor n economie. Forma. Caracterizarea formei granulelor se face n raport c