lab 8

Lucrări practice – Petrografia rocilor sedimentare

1

Lucr ări practice 8 Petrografia piroclastitelor

Piroclastitele sunt roci alcătuite predominant din material vulcanogen derivat din erupţii

vulcanice contemporane procesului de sedimentare. Cantitatea de material vulcanogen rezultat (tefra) este dependentă de tipul de erupţie, care, la rândul ei este condiţionată de tipul de magmă şi respectiv de configuraţia tectonică.

Particulele piroclastice Caracteristici granulometrice

Tefra este împărţită din punct de vedere granulometric în trei clase principale: • cenuşa, < 2 mm; • lapilli, 2-64 mm; • blocuri şi bombe > 64 mm.

Caracteristici morfometrice • Cenuşa: particule în general angulare. Forme specifice în funcţie de compoziţie: cuspate,

aschioase, veziculare, globuloase (pentru vitroclaste); • Lapillii: morfologii sferoidale rezultate prin acreţia concentrică a unor lamine de cenuşă în

jurul unor particule datorită tensiunilor superficiale exercitate de pelicule de apă sau datorită forţelor de atracţie electrostatică. Astfel de particule sunt denumite lapili acreţionaţi. Ei vor prezenta o structură internă caracteristică cu nucleu central şi lamine concentrice. Dacă nu posedă o astfel de structură, însă au totuşi o morfologie sferică şi marginal o densitate mai mare a cenuşii acreţionate, poartă numele de lapili armoraţi.

• Bombele: elipsoidale, sferoidale, fusiforme răsucite sau chiar aplatizate. Suprafaţa lor externă este rugoasă şi prezintă adesea crăpături radiare (ca o coajă de pâine) datorită răcirii diferenţiate, mai accentuată în zonele marginale.

• Blocurile: angulare Caracteristici compoziţionale

Piroclastitele au în alcătuire componenţi: • principali (juvenili) - generaţi în timpul exploziei vulcanice prin degazeificarea magmei; • accesorii - fragmente din roci magmatice mai vechi antrenate de magma in ascensiunea ei

spre suprafata, sau fragmente din aparatul vulcanic rezultate in timpul unor eruptii violente; • accidentali (xenolite) - proveniti din roci nonmagmatice strabatute de lava;

Tefra, fiind materialul ejectat direct de vulcani, reflectă compoziţia magmei sursă şi procesele pe care aceasta le-a suferit în timpul erupţiei. Dacă magma conţinea atât topitură silicatică cât şi cristale deja formate (fenocristale), în timpul erupţiei vor rezulta: vitroclaste, cristaloclaste şi chiar litoclaste. • Vitroclastele sunt fragmente de sticlă vulcanică (material silicatic amorf) cu structură

compactă, fluidală sau veziculată. Gradul de veziculare al vitroclastelor reflectă compoziţia în elemente volatile a magmei. Vitroclastele intens veziculate şi cu compoziţie bogată în SiO2 (magmă acidă) se numesc poncii, iar cele provenite din magme bazice, scorii. Ponciile şi scoriile produc prin spargere vitroclaste cu suprafeţe externe concave. Fragmentele de sticlă rezultate prin răcirea bruscă a lavelor fierbinţi, fie în contact cu apa fie în contact cu o altă suprafaţă rece vor fi lipsite de suprafeţe concave şi sunt denumite uneori hialoclaste.

• Cristaloclastele sunt cristale sau fragmente de cristale provenite din fenocristalele existente în topitură (Q, Fk, Plg, Px, Bi, Amf, Ol). Acestea sunt în general idiomorfe şi prezintă frecvent zonalităţi.

• Litoclaste sunt fragmente de rocă cu origini diferite: lavă consolidată (caz în care constituie componenţii principali); rocă vulcanică din erupţii anterioare (constituind componenţii accesorii sau enclavele); rocă non-vulcanică din substrat (componenţi accidentali sau xenolite).


2

Elemente de petrogeneză a piroclastitelor Clastogeneza asociată proceselor vulcanice poate fi prin :

erupţii magmatice procese piroclastice erupţii freatomagmatice erupţii freatice răcire bruscă şi superficială a lavelor fluide procese autoclastice

exogenă procese epiclastice În funcţie de cantitatea de silice magmele pot fi mafice, intermediare şi acide şi pot prezenta urătoarele proprietăţi:

SiO2 Magma Temperatura (°C)Vâscozitatea Volatile Stil de erupţie

~50% mafică ~1100 scazută puţine neexplozivă ~60% intermediară ~1000 intermediară intermediare mixtă ~70% felsică ~800 ridicată multe explozivă

Din punct de vedere genetic depozitele piroclastice subaeriene au rezultat prin procese de: • cădere gravitatională (pyroclastic fallout); • curgere gravitatională ( pyroclastic flow); • val piroclastic (pyroclastic surge). În mediile subacvatice, în zonele de rift, la adâncimi mari, pot avea loc curgeri de lave însotite

de brecii vulcanice şi depozite alcătuite din fragmente fine de sticlă bazică (hialoclastite). La adâncimi mici ale coloanei de ap, pot fi ejectate cantităţi mari de tefra în apa, parte din acesta

se va întoarce pe fundul bazinului generând curgeri gravitationale în masă, asemanatoare turbidi-telor (ash turbidites).

Caracteristicile zonelor insulare sunt erupţiile în mediu subaerian combinate cu transportul materialului piroclastic spre mediile subacvatice învecinate.

Diageneza piroclastitelor Majoritatea componentelor minerale ale produselor piroclastice sunt instabilile din punct de

vedere termodinamic în condiţiile de temperatură şi presiune de suprafaţă. Porozitatea şi permeabilitatea iniţială este foarte mare, ceea ce permite o bună circulaţie a apei. Astfel sedimentele piroclastice sunt uşor alterabile în condiţii exogene rezultând argilizări şi zeolitizări. Principalele transformări diagenetice ale piroclastitelor sunt:

De natură mecanică: • aplatizarea vitroclastelor în timpul curgerilor piroclastice rezultând fiame paralele cu

stratificaţia; • compactarea (cu spargeri in situ a vitroclastelor veziculate dacă nu a avut loc o cimentare

timpurie); De natură chimică:

• cimentarea (în general cu ciment silicios şi calcitic); • recristalizarea sticlei în timp sau ca efect al temperaturii de îngropare (devitrificare şi

zeolitizare); • metasomatoza: neoformaţii de clorit şi caolinit pe seama mineralelor argiloase anterior

formate, neoformaţii albitice, epidotice, hematitice şi carbonatice.


3

Sistematica piroclastitelor

După gradul de consolidare, rocile piroclastice pot fi mobile sau consolidate. După criteriul granulometric, principalele tipuri de roci piroclastice sunt redate în tabelul

următor:

DIMENSIUNI [mm] NECONSOLIDATE CONSOLIDATE

< 2 cenusa tuf

2 - 64 (agregat de) lapilli lapillit/ tuf lapillic

> 64 (agregat de) blocuri/ bombe brecie/ aglomerat vulcanic

Criteriul granulometric (după Fisher, Schminke 1984): 1 = tuf (1-2 = tuf lapilic) 2 = lapilit 3 = brecie vulcanica (aglomerat) 4 = microbrecie

Tufurile vulcanice au fost detaliate în funcţie de criteriul compoziţional, separându-se următoasele categorii: Criteriul compoziţional (după Fisher, Schminke 1984): Tufuri: vitroclastice 1-2 = vitro-cristaloclastice, 1-3 = vitro-litoclastice 2 = cristaloclastice 2-1 = cristalo-vitroclastice, 2-3 = cristalo-litoclastice 3 = litoclastice 3-2 = lito-cristaloclastice, 3-1 = lito-vitroclastice 1-2-3 = vitro-cristalo-clastice

Lucrari practice • Alegerea probelor: secţiuni subţiri din roci piroclastice; • Obiectul de studiu: diagnosticarea tipurilor de roci piroclastice urmând algoritmul specific (fişa)

Fisa nr.

Schelet mineral [%]

Porozitate [%]

Particule [%]

Liant [%]

Ciment [%]

Matrice [%]

Tipuri de pori (descriere, observatii)

Schelet mineral [%] [%]Liant Mineralogie liant

Structura

Compozitie

Vitroclaste

Cristaloclaste

[%] Tipuri, observatii

Litoclaste

Bioclaste

Alti constituenti

Diageneza

Procese si produse mecanice

Procese si produse chimice

NormareV=C=L=

100%

Roci piroclastice

> 64 mm 2-64mm <2mm

Granulometrie [%]

Diagnostic petrografic - criteriul granulometric

Interpretari genetice (daca este cazul)

Proces depozitional

Mediu depozitional

Diagnostic petrografic

Epiclaste

Total

Particule [%]

V=C=L=

Aspecte microscopice fisa nr...

mm mm

mm mm

Aspecte microscopice fisa nr...

mm mm

mm mm

>64 mm

2-64 mm < 2 mm

11-22

4

31 tuf1 - 2 tuf lapi li2 - lapillit3 - brecie vulcanic (aglomerat)

microbrecie vulcanic

- vulcanicl tic

ă4 - ă

4

L C

3-2

1-2

1

1 tuf vitroclastic1-2 tuf vitro-cristaloclastic1-3 tuf vitro-litoclastic2 tuf cristaloclastic2-1 tuf cristalo-vitroclastic2-3 tuf cristalo-litoclastic3 tuf litoclastic3-1 tuf lito-vitroclastic3-2 tuf lito-cristaloclastic1-2-3 tuf vitro-cristalo-litoclastic

-

V

22 3-3

1-3

3-1 2-11- -32

lab 8

Documents