p i anastasiu popa & roban 2007 sisteme depozitionale

SISTEME DEPOZIIONALE Analize secveniale n Carpai i Dobrogea

DEPOSITIONAL SYSTEM Sequential analyses in the Carpathian Mountains

and Dobrogea

NICOLAE ANASTASIU, MARIUS POPA

DUMITRU-RELU ROBAN

Sisteme depoziionale

Analize secveniale n Carpai i Dobrogea

Editura Academiei Romne Bucureti, 2007

Copyright Editura Academiei Romne, 2007. Toate drepturile asupra acestei ediii sunt rezervate autorului.

Adresa: EDITURA ACADEMIEI ROMNE Calea 13 Septembrie, nr. 13, Sector 5 050711, Bucureti, Romnia Tel: 4021-318 81 46, 4021-318 81 06 Fax: 4021-318 24 44 E-mail: [email protected] Adresa web: www. ear.ro

Descrierea CIP a Bibliotecii Naionale a Romniei Sisteme depoziionale : analize secveniale n Carpai

i Dobrogea / Nicolae Anastasiu, Marius Popa, Dumitru Relu-Roban. - Bucureti : Editura Academiei Romne, 2007

ISBN 978-973-27-1623-6

I. Popa, Marius II. Relu-Roban, Dumitru

55(498)(23 Carpai) 55(498.8)

Volumul a aprut cu sprijinul Companiei PETROM-Grup OMW, creia i aducem sincere mulumiri. Pri din carte au fcut i obiectul a trei granturi de cercetare (Grant-1106/2004-2006 i Grant 1663 / 20072008) susinute financiar de CNCSIS, Ministerul Educaiei i Cercetrii, 740 / 2006, CEEXMENER.

Redactor: ALEXANDRA TUDOR Tehnoredactor: LUIZA DOBRIN, CTLINA RADU Coperta: NICOLETA NEGRU

Bun de tipar: ..2007. Format: 16 / 70 100. Coli de tipar: .

C.Z. pentru biblioteci mari: 629.19 :526(498)526 :629.19(498)

C.Z. pentru biblioteci mici: 62

CUPRINS

Cuvnt nainte ........................................................................................................................ 000 Introducere ............................................................................................................................. 000

PARTEA I

1. Concepte, uniti depoziionale i faciesuri ....................................................................... 000 1.1. Holarhie i analiz sistemic ................................................................................ 000 1.2. Uniti depoziionale: faciesuri i secvene ........................................................... 000 1.3. Limite i discontinuiti ....................................................................................... 000

2. Factorii sistemului: astronomici i globali ........................................................................ 000 2.1. Dinamica globului terestru. Tectonica plcilor ...................................................... 000 2.2. Aria-surs i spaiul depoziional ......................................................................... 000

2.2.1. Criterii i metode; sisteme de referin ..................................................... 000 2.2.2. Spaiul depoziional ................................................................................ 000

2.3. Relieful i clima .................................................................................................. 000 2.3.1. Relieful terestru ...................................................................................... 000 2.3.2. Clima i efectele schimbrilor climatice ................................................... 000

2.4. Micrile eustatice i tectonica ............................................................................. 000 2.4.1. Eustatismul i oscilaiile de nivel ............................................................. 000 2.4.2. Efectele micrilor eustatice transgresiuni i regresiuni .......................... 000 2.4.3. Micrile tectonice i subsidena bazinului ............................................... 000

2.5. Procesul de sedimentare: aportul de sedimente ..................................................... 000 2.5.1. Procese mecanico-fizice .......................................................................... 000 2.5.2. Procese chimice ...................................................................................... 000 2.5.3. Procese biotice ........................................................................................ 000 2.5.4. Rate i mecanisme de acumulare a sedimentelor ....................................... 000 2.5.5. Megacorpuri sedimentare: cortegii i secvene depoziionale .................... 000

3. Sedimentarea ciclic i disciclic. Hazarde naturale ......................................................... 000 3.1. Evenimente i produse ciclice. Cauze i efecte ..................................................... 000 3.2. Evenimente i produse disciclice. Hazarde naturale .............................................. 000

PARTEA a II-a

4. Sisteme depoziionale ........................................................................................................ 000 Sisteme continentale

4.1. Sistemul deertic ................................................................................................. 000 4.2. Sistemul glaciar .................................................................................................. 000 4.3. Sistemul fluviatil ................................................................................................. 000 4.4. Sistemul lacustru ................................................................................................. 000

Sisteme de tranziie 4.5. Sistemul deltaic ................................................................................................... 000 4.6. Sistemul costier litoral ...................................................................................... 000 4.7. Sistemul evaporitic .............................................................................................. 000

Cuprins 6

Sisteme marine i oceanice (Ape puin adnci i ape adnci)

4.8. Sistemul neritic (sistemul elfului) ....................................................................... 000 4.8.1. Sistemul elfului clastic ........................................................................... 000 4.8.2. Sistemul elfului carbonatic ..................................................................... 000

4.9. Sisteme batiale i abisale ...................................................................................... 000 4.9.1. Subsistemul clinoformelor (domeniul batial) ............................................ 000 4.9.2. Subsistemul fondoformelor (domeniul abisal i hadal) ................................ 000

PARTEA a III-a

5. Studii de caz. Analize secveniale i reconstituiri sistemice .................................................. 000 Secvene de facies din uniti orogene ale Carpailor

5.1. Grupul de Piatra Craiului ..................................................................................... 000 5.2. Formaiunea Unitatea de Lepa Piatra Strei ....................................................... 000 5.3. Formaiunea Stratele de Tisaru ............................................................................ 000 5.4. Grupurile de Mgura i Poiana Botizei ................................................................. 000 5.5. Formaiunea Gresiei de Tarcu ............................................................................ 000 5.6. Formaiunea de Prislop ........................................................................................ 000 5.7. Faciesul bituminos cu gresie de Kliwa .............................................................. 000 5.8. Conglomeratele de Brebu / Formaiunea de Doftana / Formaiunea cenuie ........... 000 5.9. Formaiunea marno-grezoas ............................................................................... 000 5.10. Formaiunea calcaroas de la TureniBuru ......................................................... 000

Secvene de facies din depresiuni interne 5.11. Formaiunile de Jibou i Valea Nadului ........................................................... 000 5.12. Grupul de Turea ................................................................................................ 000

Secvene de facies din uniti de foreland; platforme i arii depresionare

5.13. Formaiunea de Abrmu ................................................................................... 000 5.14. Formaiunea siliciclastic de la Clit .................................................................... 000 5.15. Unitatea sedimentar nisipoas din cariera Jil .................................................... 000 5.16. Formaiunea siliciclastic de la Topolog ............................................................. 000 5.17. Formaiunea siliciclastic de la VtetiOlt ..................................................... 000 5.18. Formaiunea de Cheia ........................................................................................ 000

Secvene de facies din Dobrogea 5.19. Formaiunea de Histria ...................................................................................... 000 5.20. Formaiunea de Carapelit ................................................................................... 000 5.21. Delta Dunrii. Uniti morfologice i depoziionale ............................................ 000 5.22. Marea Neagr. Litoralul romnesc ..................................................................... 000

Bibliografie ............................................................................................................................ 000 Summary ................................................................................................................................ 000 Plane ..................................................................................................................................... 000

CONTENTS

Foreword ................................................................................................................................ 000 Introduction ............................................................................................................................ 000

PART I

1. Concepts, depositional units and sedimentary facies ........................................................ 000 1.1. Holarcy and systemic analysis ............................................................................. 000 1.2. Depositional units: facies vs. sequences ............................................................... 000 1.3. Bounding surfaces and discontinuities .................................................................. 000

2. Factors controlling sedimentation and associated effects: from global to local ................ 000 2.1. Earth dynamics. Plate tectonics and associated effects .......................................... 000 2.2. Source areas vs. basins ........................................................................................ 000

2.2.1. Criteria and methods in source areas reconstitutions ................................. 000 2.2.2. Basins as depositional environments ........................................................ 000

2.3. Topography and climate ...................................................................................... 000 2.3.1. Topography ............................................................................................ 000 2.3.2. Climate-climate changes and associated effects ........................................ 000

2.4. Eustasy vs. subsidence ........................................................................................ 000 2.4.1. Eustatic movements and sea level changes ............................................... 000 2.4.2. Eustatic movements effects trangressions and regression ....................... 000 2.4.3. Tectonic regime and basin subsidence....................................................... 000

2.5. Sedimentary processes ........................................................................................ 000 2.5.1. Physico-mechanical processes ................................................................. 000 2.5.2. Chemical processes ................................................................................. 000 2.5.3. Biotic processes ...................................................................................... 000 2.5.4. Sedimentation rates and mechanisms of sedimentation.............................. 000 2.5.5. Large-scale architectures: systems-tracts and depositional sequences ........ 000

3. Cyclic vs. catastrophic (event) sedimentation. Natural hazards ....................................... 000 3.1. Cyclic events and products: from cause to effect .................................................. 000 3.2. Event sedimentation and associated products: natural hazards ............................... 000

PART II

4. Depositional systems .......................................................................................................... 000

Continental systems 4.1. Eolian systems (Desert systems) .......................................................................... 000 4.2. Glacial systems ................................................................................................... 000 4.3. Fluvial and alluvial fan systems ........................................................................... 000 4.4. Lacustrine systems .............................................................................................. 000

Transitional systems 4.5. Deltaic systems ................................................................................................... 000 4.6. Coast seashore system ......................................................................................... 000 4.7. Evaporite systems ............................................................................................... 000

Contents 8

Marine systems (shallow-water and deep sea) systems

4.8. Shallow-water systems ........................................................................................ 000 4.8.1. Clastic shelves ........................................................................................ 000 4.8.2. Carbonate shelves ................................................................................... 000

4.9. Deep sea systems ................................................................................................ 000 4.9.1. Conturites ............................................................................................... 000 4.9.2. Turbidite systems ..................................................................................... 000 4.9.2. Abyssal plains .......................................................................................... 000

PART III

5. Case studies sequence analyses and paleoenvironmental reconstructions. .................... 000

Facies sequences of the Carpathian Orogen 5.1. Piatra Craiului Group .......................................................................................... 000 5.2. LepaPiatra Strei Unit ........................................................................................ 000 5.3. Tisaru Layers Formation ..................................................................................... 000 5.4. Mgura and Poiana Botizei Groups ...................................................................... 000 5.5. Tarcu Sandstone Formation ............................................................................... 000 5.6. Prislop Formation ................................................................................................ 000 5.7. Kliwa Sandstone Formation ................................................................................. 000 5.8. Brebu Conglomerates / Doftana Formation / Grey Formation ................................ 000 5.9. Mare Sandy Formation ..................................................................................... 000 5.10. TureniBuru Formation ..................................................................................... 000

Facies sequences of the Internal Basins 5.11. Jibou and Valea Nadului Formation ................................................................ 000 5.12. Turea Group ...................................................................................................... 000 5.13. Abrmu Formation ........................................................................................... 000

Facies sequences of the Carpathian Foreland 5.14. Siliciclastic Clit Formation ................................................................................ 000 5.15. Sandy sedimentary unit from Jil Quarry ............................................................ 000 5.16. Siliciclastic Topolog Formation ......................................................................... 000 5.17. Siliciclastic VtetiOlt Formation ................................................................. 000 5.18. Cheia Formation................................................................................................. 000

Facies sequences of Dobrogean Units 5.19. Histria Formation .............................................................................................. 000 5.20. Carapelit Formation ........................................................................................... 000 5.21. The Danube Delta. Morphological and depositional unities ................................. 000 5.22. The Black Sea. Romanian coastline. ................................................................... 000

References .............................................................................................................................. 000 Summary ................................................................................................................................ 000 Plates ..................................................................................................................................... 000

INTRODUCERE

Suitele sedimentare ce intr n alctuirea prii superioare a scoarei terestre i care fac obiectul de studiu al stratigrafilor, sedimentologilor, paleontologilor, petrografilor, geologilor de petrol etc. nchid n ele cheile descifrrii istoriei trecute a Pmntului.

Tehnicile avansate au confirmat prezena primelor forme de via n formaiuni geologice cu o vrst de 3,6 miliarde de ani. De atunci i pn astzi, procese naturale exogene, de natur fizic, chimic sau biotic, i-au pus amprenta asupra produselor pe care le-au generat: uniti depoziionale cu trsturi litologice i biotice specifice mediilor n care s-au format.

Corpurile geologice astfel generate, alctuite din stive de sedimente cu arhitecturi dintre cele mai variate strate, pnze, conuri, bare, canale reflect morfologia bazinelor n care s-au depus i constituie, n acelai timp, sediul unor resurse minerale i energetice importante. Pentru acest din urm motiv, gradul de interes pentru buna lor cunoatere a crescut necontenit. Geologii le-au utilizat, ns, i pentru reconstituirea mediilor n care s-au format, considernd c formaiunile exogene pot avea mai mult dect rolul de a marca prin prezena fosilelor treptele geologiei istorice.

Odat cu dezvoltarea tehnicilor de investigaie direct microscopia optic i electronic, datrile radiometrice, magnetostratigrafia, studiul izotopilor stabili, analizele palinologice, fission-track-ul, calcimetria, catodoluminiscena, studiul materiei organice sau a celor geofizice, instrumentale, la o scar mai mare stratigrafia seismic, carotajul geofizic, prin achiziia datelor oferite de potenialul spontan, rezistivitate, gamma ray, analiza neutronic i sonic, microrezistivitatea i utilizarea teledeteciei (remote sensing) prin aerofotogrametrie, imagini sate-litare i radar, nregistrarea variaiilor electromagnetice a crescut gradul de cu-noatere a formaiunilor exogene. n paralel cu impunerea noilor ipoteze viznd dinamica plcilor crustale, colmatarea bazinelor de sedimentare, curgerea sedi-mentelor i viaa n condiii extreme, s-au conturat noi exigene privind cunoaterea mediilor n care s-au acumulat i evoluat sedimentele. Interdisciplinaritatea a devenit o condiie pentru cercetri sedimentologice i stratigrafice de succes.

n ultimii ani, reconstituirea ariilor-surs (sandstone provenance Zuffa, 1985) care au generat detritus agenilor de transport, precum i reconstituirea condiiilor paleoclimatice i a mediilor de sedimentare n care s-au plasat bazinele de acumulare i conservare a produselor exogene au devenit provocri noi pentru sedimentologi.

n prezent, informaia sedimentologic referitoare la procesele care au generat sedimente i la produselor lor trsturile granulometrice, morfometrice, structurale, diagnosticul petrografic, datele paleontologice floristice i faunistice cu privire la tipuri i asociaii biotice, cele stratigrafice despre uniti i vrste,

Sisteme depoziionale n Carpai i Dobrogea

12

devin (sau au devenit) un instrumentar care st la baza unor corelri permanente, prin integrarea lor ntr-un sistem interdisciplinar i transdisciplinar, care s permit elaborarea de modele geologice spaiale i temporale.

Pentru c unitatea de msur a suitelor sedimentare identificate n foraje (carote) sau n deschideri naturale (aflorimente) este faciesul sedimentar n accepiunea lui modern o entitate depoziional cu proprieti omogene, bine delimitat n timp i definit de condiii genetice identice, capabile s permit, prin interpretri valide, reconstituirea pertinent a ambianelor sedimentare analiza complet, strat cu strat, a acestor edificii sedimentare (secvenele) a devenit o abordare obligatorie atunci cnd vrem s construim modele tridi-mensionale (modele de facies) i, implicit, s definim arhitectura (geometria) cor-purilor de roci i potenialul lor mineral sau energetic.

ntr-un astfel de context i cu astfel de prioriti tiinifice, nelegerea i cunoaterea domeniilor de sedimentare a impus reguli noi i abordri mai rigu-roase; limbajul, la rndul lui, a trebuit s fie adecvat acestor scopuri.

Unde? Cnd? Cum? Rmn ntrebrile directe la care ar trebui s rspundem, iar relaiile cauzefect, efectcauz vor constitui tandemuri inerente n validarea modelelor.

Cadrul sedimentologic acceptat astzi pentru a fixa, descrie i interpreta factori, procese, faciesuri i asociaii de faciesuri, corpuri de sedimente cu arhitecturi (geometrii) specifice i limite clare l constituie sistemul depoziional o categorie modern care tinde s nlocuiasc i s dezvolte, cu multiple nuane, noiunile de mediu de sedimentare i domeniu de sedimentare.

Lucrri fundamentale aprute constant n ultima vreme trateaz exhaustiv aceste probleme i justific interesul nostru pentru subiect (Galloway, 1983; Walker, 1984; Boggs, 1987; Blatt, Berry, Brande, 1991; Davis, 1992; Hamblin, 1992; Walker, 1992; Reading, 1996; Selley, 1996; Miall, 1997; Einsele, 2000).

n textul volumului de fa, am urmrit s definim i s dezvoltm acest concept, extinzndu-l, apoi, asupra teritoriului carpatic i dobrogean.

Aparent, principiul actualismului ar trebui s guverneze permanent ncercrile geologilor de a gsi criterii i dovezi pentru a reconstitui condiiile de sedimentare din trecut.

Ce ar putea deosebi mediile naturale actuale din zonele deertice, glaciare, fluviale, lacustre, deltaice, marin-oceanice...de cele din trecut?

Rspunznd la aceast ntrebare, trebuie s avem n vedere diferenele posibile legate de ritmurile de sedimentare, energiile ambientale, ratele micrilor tectonice i natura lor regimurile compresionale i extensionale, durata ciclurilor eustatice etc. Vom gsi, cu siguran, n vechile secvene sedimentare, faciesuri nuanate i trsturi inedite care vor completa spectrul de proprieti ale mediilor actuale.

Un examen atent al mediilor naturale de astzi din punct de vedere al trsturilor sedimentologice este lipsit de factorul timp. Or, acesta, este materializat n feluri diferite i n suprafeele de discontinuitate sau limitele care separ, n coloanele litologice fanerozoice, unitile depoziionale ntre ele. Istoria condensat a proceselor de sedimentare n diverse sisteme depoziionale surprinde,

Introducere

13

alturi de dinamica sedimentelor, exprimat n structuri sedimentare sau trsturi stratonomice, i momente de hiatus, cu efectele lor fizice, chimice sau biotice. Suita sedimentar care face, n principal, obiectul reconstituirilor depoziionale, sistemice, nglobeaz i informaii postdepoziionale.

Sinteza pe care o urmrim n cele ce urmeaz are n vedere, dincolo de de-finirea unitilor depoziionale i a limitelor lor, fixarea factorilor astronomici i globali, precizarea cauzelor alo- i autociclice care au controlat apariia i dezvoltarea faciesurilor ntr-un sistem depoziional.

Exist o legtur intercauzal ntre dinamica globului terestru, respectiv ntre efectele micrilor de rotaie i revoluie ale Pmntului, cu variaiile lor de vitez, n timp, i apariia produselor ciclice ritmitele; exist, de asemenea, o evident legtur ntre dinamica plcilor crustale (micri divergente i convergente cu formare de rifturi i zone de subducie), arhitectura corpurilor de sedimente n bazine astfel determinate i parametrii lor sedimentologici.

La scara Globului terestru, aproape indiferent de apartenena sistemului depoziional la domeniul continental (deertic, glaciar, fluviatil, lacustru) sau la cel marin i oceanic i, poate, mai evident, n cazul domeniilor de tranziie (deltaic, costier) exist o interaciune mereu prezent ntre ceea ce numim sedimentare clastic (i, probabil, nu numai), arie-surs (de provenien a detritusului), relieful ei i poziia sa climatic i spaiile depoziionale (sau bazinele de sedimentare). Schimbri permanente n morfologia, volumul i dinamica bazinelor sunt dictate de micrile eustatice (de oscilaiile de nivel ale Oceanului Planetar) i de micrile tectonice (de nlare i subsiden), prezente n aria-surs i, respectiv, n bazine. Periodic, graie acestor variaii, mediile din domeniul continental sunt, de asemenea, perturbate.

Pe fondul acestor schimbri globale de natur climatic eustatic i tectonic, evoluia proceselor de sedimentare n diversele sisteme depoziionale este controlat de evenimente cu caracter ciclic sau disciclic. Sedimentarea ciclic, la diverse scri, este controlat de cauze astronomice, alociclice, de diverse ordine de mrime: cicluri galactice, cicluri eustatice, cicluri Milancovi etc. Produsele generate sunt ritmice i nglobeaz cupluri ce exprim trecerea treptat de la o extrem la alta: cald rece, chimic biotic, clastic chimic, energic puin energic, adnc puin adnc. Sedimentarea disciclic, episodic, are caracter de hazard i, aparent, este ntmpltoare, de mare intensitate i, n sensul lui Georges Cuvier, catastrofic. Impactul meteoritic pe continente sau la nivelul oceanului, erupiile vulcanice, seismele, marile furtuni i valurile tsunamis genereaz, n timp scurt, acumulri importante de sedimente.

Dup ce s-a ajuns la o astfel de nelegere a relaiilor intercauzale care guver-neaz colmatarea bazinelor de sedimentare (a spaiilor rmase disponibile acco-modation), la finele anilor 70, cnd tectonica global i ctiga numeroi adepi i devenea principalul cadru conceptual prin care era abordat evoluia scoarei teres-tre, se lansa conceptul stratigrafiei secveniale: o analiz a unitilor depoziionale nrudite genetic ntr-un cadru cronostratigrafic (Payton, 1977; Vail et al., 1977) i, respectiv, se propuneau noi uniti sedimentologice delimitate temporal (prin suprafee de timp): parasecvena, cortegiul sedimentar (systems tracts-ul), secvena


14

genetic i secvena depoziional. Se puneau, astfel, bazele stratigrafiei gene-tice, stratigrafiei secveniale, allostratigrafiei.

Perioada anilor 1980 2000 a fost perioada de rafinare a conceptului i de infiltrare a lui n toate abordrile ce vizau identificarea de corpuri sedimentare cu trsturi de rezervor de hidrocarburi sau ap. Stratigrafia secvenial i sistemele depoziionale au devenit tangeniale i, la un moment dat, secante. Cercetrile exploratorii trebuie s in cont de ambele direcii. Este motivul pentru care, n textul pe care l-am elaborat, am luat n considerare i cteva noiuni viznd principiile i termenii stratigrafiei secveniale (fig. 1).

Fig. 1. Termeni fundamentali; interconexiuni i concepte.

Introducere

15

**

*

n crusta terestr sunt prefigurate dou domenii majore n care factorii exogeni i calitatea mediilor circumscrise lor genereaz produse specifice, mult diferite ntre ele: domeniul continental (care acoper 1/3 din suprafaa Terrei) i domeniul marin - oceanic (acoperind 2/3 din suprafaa Terrei).

De o parte i alta a liniei care delimiteaz aceste domenii i care corespunde cu linia rmului suprafeei marine sau oceanice, care marcheaz poziia nivelului zero se instaleaz zona relativ ngust a domeniilor de tranziie n care se recunosc produse hibride i efecte care motenesc amprenta mixt a influenelor terestre i marine.

Domeniului continental i se circumscriu medii de sedimentare subaeriene deertice, subnivale glaciare i subacvatice fluviale, lacustre, paludale.

Domeniului de tranziie (cel costier, n sens foarte general) i se suprapun deltele, lagunele, estuarele i zona litoral, afectat sau nu de micri mareice.

Domeniul marin i oceanic este divizat pe criterii morfologice i batimetrice n 4 subuniti: zona neritic, plasat pe elf sau platforma continental; zona batial, care este suprapus taluzului sau povrniului continental (respectiv, marginilor continentale); zona abisal, cu sectorul piemonturilor oceanice (expresia morfologic a conurilor submarine) i al cmpiilor abisale (suprapuse crustelor oceanice); n multe cazuri, n raport cu fundul plat al acestora se nal dorsalele (sau cordilierele) oceanice ce nsoesc rifturile submarine; n fine, zona hadal, care urmeaz traiectul foselor oceanice.

Urmnd aceste criterii, n acord cu spiritul crii i opiunile unor numeroi cercettori (Davis, 1985; Blatt, Berry, Brande, 1991; Walker, 1992; Reading, 1996; Einsele, 2000; Ctuneanu, 2003), am tratat pe larg urmtoarele medii, respectiv sisteme depoziionale: deertic, glaciar, fluviatil, lacustru, deltaic, litoral, marin-neritic, marin-batial i abisal. Atipic i dificil de ordonat ntr-un cadru sistematic clar este sistemul evaporitic pe care-l vom trata n cadrul domeniilor de tranziie.

Algoritmul pe care l-am aplicat n tratarea fiecrui sistem depoziional cu-prinde: subsistemele i factorii sistemului, procese i produse faciesuri diagnostic, arhitecturi specifice asociaii litologice, depozite vechi exemple clasice din lume, resurse minerale i energetice asociate mediu, repere sedimentologice (criterii de recunoatere a faciesurilor descrise n capitolul respectiv). Sunt comentate problemele eseniale i specifice fiecrui sistem, optnd pentru acelea care, astzi, au un grad ridicat de recunoatere.

**

*

n Romnia, cadrul geologic, structural i stratigrafic este generos cu for-maiunile sedimentare. n Carpai, n bazinele i depresiunile intraorogene, n forelandul carpatic Platforma Moldoveneasc i Platforma Moesic sau n Dobrogea (de Nord i Central) sunt prezente suite sedimentare aparinnd n-tregului interval cronostratigrafic, de la Proterozoicul superior i Paleozoic la Mezozoic i Cainozoic. Gradul lor de cunoatere este bun. Punctele de vedere pri-vind cadrul geotectonic i definirea unitilor structurale majore sunt, de multe ori,


16

convergente i exprim ncercarea autorilor de compatibilizare cu principiile tectonicii globale. Hrile geologice nu au reuit s in pasul cu aceste criterii. Elaborate ntr-un interval lung de timp (harta 1:200 000, de ex., a fost editat n anii 6070), legendele lor nu includ o terminologie unitar, cu semnificaii con-ceptuale moderne. Coninutul paleontologic al unitilor cercetate este, de cele mai multe ori, la zi. n schimb, n definirea unitilor litologice nu este generalizat codul Hedberg, iar separaiile fcute, atunci cnd exist formaiune, membru , nu ndeplinesc criteriile convenite n Comisia de Stratigrafie a IUGS, n spiritul codului Hedberg. Aprecierile legate de ambiane sunt sporadice, fiind aprute n publicaii disipate n timp i apartenene editoriale.

n ncercarea noastr de a mbogi spiritul crii cu informaii despre faciesuri, asociaii de faciesuri, arhitecturi ale ambianelor de sedimentare finalizate n modele de facies ale sistemelor depoziionale, am selectat din literatura de specialitate cteva studii de caz dintre cele mai expresive i mai bine documentate fr s intervenim n descrierile autorilor. Prezentarea lor s-a dorit a fi un fel de oglind a stadiului de cunoatere faciesal i secvenial a formaiunilor respective. Tratarea lor a urmat criteriul regional i cronostratigrafic.

n fiecare studiu de caz, algoritmul de tratare corespunde principiilor adoptate n cel al sistemelor depoziionale, respectnd ns limbajul i interpretarea dat de autorii respectivi.

CUVNT NAINTE

Considerat o disciplin tnr printre cele care definesc universul larg al tiinelor Pmntului, Sedimentologia, ca tiin despre geneza sedimentelor, s-a dezvoltat n decadele din urm i a impus desprinderea unor concepte noi i, mai apoi, a unor discipline noi. Astfel, Sistemele depoziionale i Stratigrafia secven-ial constituie un prim exemplu.

Sistemele depoziionale acoper marile domenii de sedimentare i produsele care se gsesc n ele sau, altfel spus, faciesurile specifice fiecrei ambiane se-dimentare, asociaiile de faciesuri, arhitectura corpurilor sedimentare n care se regsesc. Ele prezint o mare importan pentru explorarea rezervoarelor de hidro-carburi, a acumulrilor de crbuni sau, de multe ori, a concentraiilor minerale utile (metalifere i nemetalifere). n cutarea acestor resurse i ntr-o mai exact eva-luare a potenialului lor economic se afl, de fapt, interesul pe care lumea geo-logic l-a acordat sistemelor depoziionale.

Aparent, studiul sistemelor depoziionale continentale, de tranziie sau al celor marine i oceanice vizeaz trsturile i poziia sedimentelor actuale. De fapt, n lumea geologilor se tie clar c scopul nedeclarat al cercetrii sedimentelor actuale n cadrul lor depoziional l constituie nelegerea i descifrarea legilor care au generat vechile secvene sedimentare de la sfritul Proterozoicului i n tot timpul Phanerozoicului.

Atenia acordat problematicii sistemelor depoziionale este evident atunci cnd rsfoim programele reuniunilor tiinifice organizate sub egida IUGS (International Union of Geological Sciences), cum ar fi cele ale IAS, SEPM sau n cooperare cu acestea (AAPG). Revistele i Buletinele tiinifice editate de aceste organizaii (Sedimentology, AAPG Buletin, Journal of Sedimentary Research, Sedimentary Geology) exprim clar, prin coninutul lor, ponderea pe care studiul sistemelor depoziionale o are n lumea geologic de astzi.

Pentru autorii lucrrii de fa, noutile nregistrate n acest domeniu n anii ,90 i 2000 au fost o provocare. Experiena acumulat n activitatea cu studenii de la Facultatea de Geologie i Geofizic a Universitii din Bucureti i obligaia pe care acetia au simit-o de a aduce la zi i a promova un domeniu i o disciplin care riscau s rmn n urm au motivat conceperea acestui volum.

Acestor motive li se adaug interesul crescnd al companiilor cu profil geologic din domeniul hidrocarburilor i al concentraiilor metalifere, n special aurifere, pentru problemele legate de explorarea rezervoarelor de hidrocarburi (structurilor petrolifere) sau a unor corpuri mineralizate. Cursul inut de mai muli ani la Centrul de perfecionare al PETROM-OMW pentru geologii companiei ne-a apropiat mult de problemele concrete i necesitile echipelor de explorare.

nvmntul european modern de nivel universitar i postuniversitar are n programele sale masterale i doctorale una sau mai multe discipline desprinse din

Cuvnt nainte

10

trunchiul, deja solid, al Sistemelor depoziionale. Preocuprile noastre curente, precum i faptul c structura i evoluia geologic a spaiului carpato-dunrean sunt aa de generoase cu secvenele sedimentare, care ateapt adaptri severe privind reconstituirea mediilor depoziionale, constituie imbolduri pentru a rspunde noilor cerine.

Pe lng contribuiile originale ale autorilor, volumul de fa sintetizeaz multe idei i concepte izvorte din experiena i efortul a numeroi sedimentologi de prestigiu pe care i-am cunoscut personal, precum R. Weimer, H. Reading, T. Reyer, G. Ghibaudo, H. Okada, O. Ctuneanu, D. Bernoulli, P. Erickson, G. Nichols, sau ale cror lucrri de referin le-am consultat i, evident, citat.

Progresul nregistrat n acest domeniu, datele publicate n diverse articole sau tezele de doctorat susinute pe marginea faciesurilor sedimentare i a semnifi-caiilor lor depoziionale ne-au ghidat spre o selecie i o prezentare a lor n acest volum sub forma Studiilor de caz. Intenia urmrit a fost aceea de a sublinia contribuiile autorilor respectivi la progresul Sedimentologiei.

Sugestii utile ne-au fost fcute de Profesorul academician Mircea Sndulescu i de Nicolae Panin, membru corespondent al Academiei Romne, crora autorii le aduc sincere mulumiri.

Drumul de la documentare la elaborarea crii i pn la publicarea sa a fost ndelungat, iar pe tot acest traseu ne-am bucurat de sprijinul celor apropiai, al colegilor, studenilor sau fotilor notri studeni. Fr suportul lor, manifestat ntr-un fel sau altul, dar ntotdeauna cu druire, cartea ar fi intrat mai greu i mai trziu sub incidena tiparului.

Cursul de Sisteme depoziionale l-am introdus la Universitatea din Bucureti la nceputul anilor 90, unde am beneficiat de sprijinul colegilor notri, prin numeroase discuii legate de acest subiect, purtate att pe teren, ct i n laborator, precum i prin informaii i imagini fotografice oferite de acetia. n acest context, i amintim pe conf. dr. Cristina Panaiotu, dr. Bogdan Vrban, dr. Daniela Vlad, dr. Mihaela Reyer, Liviu Iordache i dr. Christian Derer. Daniel Manuchian, nsuindu-i End-note-ul, ne-a ajutat, permindu-ne ordonarea i limpezirea listei bibliografice.

De asemenea, dorim s-l amintim pe regretatul Radu Fril, geolog din mai tnra generaie, care ne-a adus n format electronic multe texte i elemente grafice.

Textul integral s-a bucurat de o lectur atent din partea Viorelei Anastasiu, cea care, n multe rnduri, n calitate de redactor, a contribuit la reuita editorial a numeroase cri de geologie. Recunotina noastr i se adreseaz fr rezerve.

Soiilor noastre, Viorela, Doina i Claudia, pentru nelegerea i sprijinul acordat, caldele noastre mulumiri.

* * *

Pentru tiprirea acestui volum, am primit sprijinul generos al conducerii Companiei PETROM-Grup OMW, creia i aducem sincere mulumiri.

Acum, cartea ateapt lectura atent a celor interesai geologi, geofizicieni, geomorfologi, geografi, pedologi, hidrologi, oceanografi, specialiti n problemele mediului nconjurtor i ale proteciei lui.

Autorii Bucureti, noiembrie, 2007

CONCEPTE, UNITI DEPOZIIONALE I FACIESURI

Evoluia Pmntului de la nceputurile sale n urm cu 4,6 miliarde de ani s-a aflat sub influena a dou fore antagonice cu efecte vizibile n alctuirea i structura scoarei terestre: forele interne i forele externe.

Forele interne se circumscriu proceselor endogene, generatoare de magme i procese magmatice n astenosfer, precum i proceselor geodinamice din cadrul plcilor crustale sau de la limita lor, generatoare, n condiii de presiuni extreme, de procese metamorfice n litosfer.

Suprafaa scoarei terestre, aflat n contact direct cu nveliul atmosferic i hidrosferic, a evoluat sub incidena forelor exogene cldura solar, dinamica aerului i a apei etc. i a ntregului cortegiu de factori care deriv din interaciunea lor, numii factori exogeni. Interacionnd cu produsele endogene ajunse la suprafaa scoarei rocile magmatice i rocile metamorfice , aceti factori au generat produse noi, specifice acestui nivel rocile sedimentare. Alturi de natura lor fizic temperatur, presiune, chimism odat cu apariia vieii pe Pmnt, acum 3,6 miliarde de ani, s-a adugat i cea biotic. Procesele organice i biogenetice au diversificat mecanismele de formare a rocilor sedimentare i, prin aceasta, au particularizat i difereniat mult produsele endogene de cele exogene (fig. 1.1).

Evoluia n timp a proceselor magmatice, cu formare de roci eruptive, intrusive i efuzive, a proceselor metamorfice, generatoare de isturi cristaline, roci de contact termic i diaftorez, precum i a proceselor exogene, exprimate prin produse clastice, produse de alterare a rocilor preexistente, produse de precipitare direct i, nu n ultimul rnd, prin produse de natur biotic organice i anorganice, a schimbat permanent compoziia i structura scoarei terestre, i-a modificat relieful subaerian i subacvatic (n special, cel marin i oceanic) i, implicit, a diversificat natura mediilor naturale.

Sinteza i, n acelai timp, expresia acestei evoluii se regsesc n conceptul tectonicii plcilor crustale care definete, n linii generale, structura scoarei terestre i dinamica ei, formarea continentelor i bazinelor oceanice, istoria lor geologic. Oriunde s-au aflat pe Glob i indiferent de poziia lor relativ unele fa de altele sau de poziia lor geografic, n raport cu coordonatele geografice i magnetice ale Terrei (Polul Nord, Polul Sud, Ecuatorul), ariile continentale i bazinele marine i oceanice s-au identificat cu locul de formare i acumulare a formaiunilor de origine exogen sau sedimentar. Indiferent de momentul n timp cnd au existat ca atare, ele au gzduit, simultan sau succesiv, medii naturale create i controlate de aciunea aerului, a apei i/sau a gheii i a activitii organismelor.

Concepte, uniti depoziionale i faciesuri

20

Fig. 1.1. Factori i produse n domeniul exogen controlat de fore externe i n domeniul endogen controlat de fore interne.

Privite prin prisma proceselor exogene care le-au definit i, implicit, a produselor pe care le-au conservat, aceste medii nu s-au modificat principial i conceptual de ceea ce astzi denumim medii (domenii) naturale de sedimentare:

n ariile continentale, innd cont de agenii naturali care se manifest n aceste spaii aer, ap, ghea , putem deosebi medii: deertice, glaciare, fluviale, lacustre, deltaice, lagunare;

n bazinele marine i oceanice ntlnim medii: litorale, neritice, batiale, abisale i hadale.

1.1. HOLARHIE I ANALIZ SISTEMIC Abordarea modern a studiilor sedimentologice despre Pmnt apeleaz la

analiza sistemic plecnd de la poziia Terrei n cadrul Sistemului Solar, de la factorii care controleaz evoluia sa, de la relaiile dintre aceti factori i de la efectele pe care procesele endogene i exogene generate le au asupra structurii i compoziiei sale. n felul acesta, Pmntul, ca planet, formeaz un sistem natural de ordinul X, subordonat Sistemului Solar, de ordin superior Y. Pmntul, la rndul su, are n subordine numeroase alte entiti naturale X1, X2, X3. Exist o relaie cauzal constant ntre factori, procese i produse n cadrul fiecrei entiti i, de asemenea, o ierarhie specific, ce poate fi stabilit oricnd analiznd sistemele naturale i produsele lor (fig. 1.2).

Uniti depoziionale: faciesuri i secvene

21

Fig. 1.2. Ordine de mrime ale categoriilor geologice fundamentale care opereaz n mediile naturale n conformitate cu principiile holarhiei; sgeata arat creterea frecvenei temporale, a periodicitii

proceselor (cu modificri dup Ctuneanu, 2003).

Cnd ajungem s cunoatem foarte bine un sistem, adic relaiile cauzefect, atunci, cunoaterea i recunoaterea efectelor (ex., n cazul Pmntului, rocile, asociaiile de roci, corpurile sub care apar batolite, filoane, strate, conuri etc.) ne ndrum uor spre reconstituirea proceselor care le-au generat (granit batolitmagmprodus magmatic; conglomeratstrateentitate sedimentar produs exogen) i a spaiilor (mediilor) n care s-au dezvoltat.

n aceste condiii, putem remarca uor c o astfel de entitate (y Sistem Solar, X Pmnt, x1 continent, X2 ocean; X1.1 mediu deertic, X1.2 mediu glaciar, X1.3 mediu fluviatil etc.) are caracterul unui holon, adic al unui sistem care se comport simultan ca sistem i subsistem. Fiecare dintre categoriile enumerate poate fi un holon, adic un subntreg stabil ntr-o ierarhie.

n acelai timp, considernd Pmntul ca holon, l putem defini i ca un sistem natural. Pentru aceasta, trebuie ndeplinite cteva deziderate, i anume:

s constituie un ntreg structurat i s funcioneze ca o entitate separat; s dein o identitate, deci s i menin entitatea cnd mediul cruia i se

subordoneaz sufer modificri, dar, n acelai timp; s se poate autoorganiza, deci s poat oferi rspunsuri la modificrile

mediului, dezvoltnd structuri i funcii noi; s aib o structur ierarhic; s fie cldit din subsisteme care pot fi

examinate de sinestttor. Mediile naturale active la suprafaa scoarei terestre, pe continente i n

oceane, se pot identifica cu sistemele naturale. De asemenea, prin consens tiini-fic, termenul de mediu (ex. mediu continental, mediu marin/neritic) se poate echivala cu cel de domeniu (fig. 1.3).

n termeni sedimentologici, abordrile recente au impus termenul de sistem depoziional (McGowen, 1967; Fischer, 1969). Reineck, Singh, 1980; Boggs,


22

1987; Blatt, Berry, Brande, 1991; Walker, 1992; Reading, 1996; Einsele, 2000. Conceptul vizeaz spaiile n care s-au acumulat sedimente, deci produse exogene generate prin procese fizice (clastogenez transport depunere), procese chimice (precipitare) i/sau procese biotice (bioacumulare, bioconstrucie). Aceste spaii, n termeni geotectonici structurali i dinamici mai sunt definite ca bazine de sedimentare.

Fig. 1.3. Principalele medii (domenii) de sedimentare de la suprafaa scoarei terestre; ele se identific i cu principalele sisteme depoziionale.

Pentru c investigaia geologic i, implicit, cea sedimentologic vizeaz formaiunile sedimentare din toate timpurile (Arhaic, Proterozoic, Phanerozoic) atunci termenul de sistem depoziional se refer la un cadru structurat de produse (efecte) (ex. conglomerate strate conuri; calcare biostrome etc.) cu toate atributele lor i, respectiv, de procese aflate n interaciune i care pot genera, n parte sau mpreun, alte efecte/produse (stratele de conglomerate sunt resedimentate i formeaz conuri aluviale, biohermele sunt dezagregate i genereaz conglomerate calcaroase etc.).

n aceste condiii, este evident c un sistem depoziional este un sistem natural, are o structur ierarhic, se poate identifica cu un holon (de ordinul III, dac Pmntului i acordm ordinul I, continentelor i oceanelor, ordinul II) i reprezint un mediu sau un domeniu de sedimentare. El apare i ca un grup de ambiane depoziionale nrudite genetic (Jipa, Vlad, 1998).


23

1.2. UNITI DEPOZIIONALE: FACIESURI I SECVENE Plecnd de la studiul mediilor actuale de sedimentare i identificnd toate

tipurile de produse pe care ele le pot include, au putut fi mai bine precizate procesele care le-au generat. Astfel, o entitate de sedimente dintr-un anumit areal, cu trsturi specifice, litologice i biologice, va ctiga semnificaii genetice purtnd n ea nsemnele proceselor sau mecanismelor sedimentare care au contribuit la formarea sa. Expresia genetic a acestei entiti constituie un facies sedimentar (termenul a fost introdus n literatura de specialitate de Amand Gressly, n anul 1838).

Cheia descifrrii istoriei geologice a unei suite sedimentare de orice vrst o constituie identificarea i nregistrarea faciesurilor sedimentare n succesiunea lor cronostratigrafic i cu vecintile lor laterale (conform Legii lui Walter, 1894, succesiunile verticale de faciesuri s-au acumulat n medii depoziionale care au fost adiacente).

Conceptul de sistem depoziional, aa cum a fost el lansat de coala de se-dimentologie de la Universitatea Austin din Texas (Scott, Fischer n 1969), se refer la asociaiile de facies formate prin procese specifice i n spaii bine conturate. Entitile sedimentare generate ntr-o anumit ambian geologic printr-un eveniment depoziional i caracterizate prin trsturi sedimentologice comune (granulometrice, morfometrice, structurale, petrografice, biotice) constituie o unitate depoziional i formeaz un liton (Anastasiu, 1992), adic un corp cu geometrie foarte variabil, dar n general stratal) care poate fi delimitat de corpurile (sau unitile) subiacente, din baz, supraiacente, din top, sau de cele laterale, prin limite sau discontinuiti clare. Prin asimilare i extrapolare, un liton ca element geometric-descriptiv trebuie s aib trsturile i semnificaia unui facies, o unitate genetic. Din punct de vedere cronostratigrafic, litonul acoper un interval de timp n care condiiile de sedimentare s-au meninut constante.

Examinnd o suit sedimentar, adic o succesiune de litoni, vom identifica faciesuri i asociaii de faciesuri (secvene) i vom putea delimita pe baza unor discontinuiti majore, erozionale sau non-depoziionale, subsisteme i, respectiv, sisteme depoziionale.

Denumirea unitilor depoziionale, precum i a tipurilor de asocieri difer de la un autor la altul i, respectiv, de la o scar la alta. Foarte muli autori accept i folosesc frecvent urmtoarele categorii sedimentologice.

Lamina este o unitate subcentimetric delimitat de suprafee plane sau curbe care reflect fluctuaii intrabazinale sau intrasistemice minore (fig. 1.4). Laminele foarte subiri (cu grosimi < 1 mm) cuprinse n limitele unui strat imprim acestuia o structur paralel definit corect laminaie paralel, orizontal sau oblic.

Stratul este considerat, prin convenie, o unitate fundamental a rocilor sedimentare.


24

Fig. 1.4. Lamina i stratul uniti fundamentale ale formaiunilor sedimentare.

Geometric, el este un corp tabular, delimitat de suprafee plane i cu tendin de extindere n suprafa. Grosimea stratului, supracentimetric, exprim intervalul de timp n care s-au acumulat elementele componente. Suprafeele de separaie limitele de strat materializeaz nceputul i sfritul condiiilor constante de sedimentare. Din punct de vedere litologic, stratul este o unitate omogen; este o entitate granulometric, morfometric, structural sau compoziional.

Asociaiile de lamine i/sau strate sunt exprimate prin termeni comprehensivi, diferii de la autor la autor.

Set-ul constituie un grup de lamine cu poziie conform, separat de unitile care-l delimiteaz prin suprafee plane (erozionale?); atinge civa centimetri i are omogenitate compoziional i structural (fig. 1.4).

Coset-ul este o asociaie de set-uri identice, delimitat de unitile adiacente prin limite nete; din punct de vedere litologic (compoziional i structural) se deosebete net de acestea; atinge grosimi centi- sau decimetrice, rar metrice.

Ambele asociaii reflect condiii repetitive de sedimentare (procese ciclice). Asociaiile de lamine, strate, set-uri sau coset-uri se regsesc, mpreun, n

corpurile sedimentare a cror arhitectur sau geometrie (dezvoltare tridimensional, volumetric) este foarte variat. Aceste corpuri, tabulare strate, cuverturi sau pnze, conuri, prisme, bare sau cordoane, exprim elementele morfologice ale sistemelor depoziionale n care s-au acumulat i constituie, de multe ori, un criteriu diagnostic pentru reconstituirea lor.

Unitile enumerate i asociaiile lor semnific procese depoziionale specifice, de o anumit natur genetic i, de aceea, progresiv, n funcie de scar, ele pot fi definite ca faciesuri i pot fi utilizate n elaborarea modelelor de facies. Deoarece, mult vreme, n definirea faciesurilor erau invocate trsturi litologice i biologice fr a se preciza sensul termenului litologic, au aprut ambiguiti n descrierea acestora. Literatura geologic i, n special, abordrile stratigrafice reflect des aceast constatare; o descriere a litofaciesului cuprindea numai date granulometrice ori numai date structurale sau doar referiri la natura petrografic a stratului luat n consideraie. Mai mult dect att, n alte numeroase cazuri prezentarea unei suite sedimentare surprindea, n succesiune, descrieri n care litofaciesurile bazale erau redate numai prin trsturi granulometrice (ex. rudite,


25

arenite etc.), cele mediane, prin trsturi structurale (ex. stratificaii ncruciate), iar cele superioare, prin categorii compoziionale, petrografice (conglomerate, gresii, calcare etc.). Asemenea ambiguiti nu vor permite o bun descifrare i interpretare a evoluiei sedimentrii ntr-un sistem depoziional. Devine clar c n descrierea unitilor depoziionale i, respectiv, a litofaciesurilor trebuie prezentate, simultan, toate trsturile care definesc litologia unei entiti, adic proprietile granulometrice, morfometrice, structurale, compoziionale, petrografice, geochimice, iar dac nu exist toate aceste informaii, atunci trebuie s existe o abordare specific, definitorie pentru informaiile avute la dispoziie.

De asemenea, pentru consecven i pentru o abordare unitar, elementele descriptive informaiile primare rezultate prin analize specifice (granulometrice, morfometrice, modale etc.), trebuie separate de elementele interpretative care ilustreaz un aspect genetic, de un anumit ordin (de ex. facies continental, de canal, turbiditic, bazinal etc.). Categoria de facies cu care operm este unitatea fundamental folosit n interpretarea i reconstituirea ambianelor de sedimentare i, implicit, a sistemelor depoziionale.

Astfel, faciesul descriptiv trebuie s fie o entitate sedimentologic ce poate fi caracterizat printr-un set de proprieti interpretabile genetic care o deosebesc de alte entiti. Subunitile faciesului descriptiv sunt: granofaciesul, morfofaciesul, structofaciesul, clastofaciesul, petrofaciesul, biofaciesul (tabelul 1.1).

Granofaciesul definete clasa de dimensiuni care grupeaz cele mai multe din particulele (granulele) unei entiti petrografice; aplicat rocilor clastice, el poate fi: ruditic, arenitic, siltic, lutitic sau, aplicat rocilor carbonatice chimice, micritic, sparitic etc.

Morfofaciesul exprim clasele i parametrii morfometrici ce caracterizeaz cel mai mare numr de claste i/sau cristale dintr-o entitate petrografic (ex. morfofacies oblat, rotunjit, euhedral).

Structofaciesul reflect relaiile tridimensionale dintre clastele sau cristalele unei entiti petrografice, exprimate prin structuri depoziionale (ex. structo-facies granoclasat, imbricat).

Clastofaciesul arat natura mineralogic a clastelor ce domin o entitate petrografic n acord cu normele n vigoare de separare a categoriilor petrografice prin analiz modal (ex. clastofacies cuaros, litic).

Petrofaciesul exprim tipul petrografic al unei uniti depoziionale (termen litologic), separat pe criterii compoziionale, cantitative (ex. petrofacies arcozian, calcaros).

Chemofaciesul definete compoziia chimic predominant a unei entiti petrografice sau participarea fraciei autigene, care de cele mai multe ori este reflectat fidel n compoziia chimic a rocii (ex. chemofacies oxidic, sulfidic).

Alturi de litofacies, biofaciesul reflect coninutul paleontologic al unitii luat n consideraie i semnificaia ambiental a acestuia.


26

Tabelul 1.1

Categorii faciesale i metode specifice de investigaie Categorii

sedimentologice (Parametri

depoziionali)

Cod Denumirea faciesului descriptiv

Metoda de investi-gaie

Granulometrie

Granofacies Analiza granulo-metric

rudit arenit silt lutit

micrit sparit

r

a

s

l

mi sp

ruditic arenitic siltic lutitic

micritic sparitic

Morfometrie

Morfofacies Analiza morfo-metric

izometric oblat prolat

angular subangular subrotunjit rotunjit

iz ob pr

A SA SR R

sferic oblat prolat

angular

rotunjit

Analiza micro- scopic sau mezo-

scopic

Structura rocii

Structofacies Analiza structural

stratificaie /laminaie

paralel gradat oblic tabular oblic concoid flaser lenticular

st-p st-gr st-o-t st-o-c st-fl st-le st-hu

paralel gradat tabular concoid flaser

Analiza elemen-telor planare


27

hummocky imbricaie structuri

neorganizate: masiv curgeri fluidizate c. mloase c. fragmente (debris)

ondulaii caneluri de eroziune

im

m c-fl c-m

c-d

o ce

lenticular hummocky imbricat

masiv fluidizat mlos debritic

ondulat canelurat

Analiza elemen-telor liniare

Compoziia rocii

Clasto- (Alo) facies Analiza micro- scopic

claste: cuar (q) feldspai (f) litoclaste (l)

alocheme: ooide peloide oncoide intraclaste bioclaste

Q F L

Oo Pel Onc Int Bio

cuaros feldspatic litic

ooidic peloidic oncoidic intraclastic bioclastic

Chimismul rocii

Chemofacies

oxizi-hidroxizi sulfuri carbonai sulfai fosfai silicai

O2 S CO3 SO4 PO4 SiO4

oxidic sulfidic carbonatic sulfatic fosfatic silicatic

Analiza chimic

Analiza spectral

Tipul petrografic

Petrofacies Analiza micro- scopic

Para/orto-conglomerat Para/ortobrecie

Gresie litic/feldspatic/ cuaroas

PCgl/oCgl PBr/oBr

Gl/ Ar

conglomeratic brecios

grezos

Tabelul 1.1 (continuare)


28

Graywacke

Siltit/loess

Argil oligo-/polimictic

Argilit

Mud-/wacke-/pack-/grainstone

Boundstone Dolomit

Evaporite halitice/sulfatice

Silicolite Fosforite Manganolite Ferilite Alite

Piroclastite (tufuri, lapilite, aglomerate)

Gq/ Gw St/Lo

Ao/Ap

At

Ms/Ws/Ps/Gs

Bs Dol

Eh/Es

Sil F Mn Fe Al

Pir (Tf/Tfl/Agl)

siltic

argilos

argilitic calcaros

dolomitic

evaporitic

silicolitic fosforitic manganolitic ferilitic alitic

piroclastic

Faciesul interpretativ se constituie ntr-un set de generalizri care grupeaz criteriile de reconstituire a proceselor i mediilor de depunere ale acelei entiti, definite prin faciesurile descriptive menionate. Unui facies descriptiv sau unei asociaii de faciesuri descriptive le pot corespunde faciesuri intrepretative. De exemplu, unui facies conglomeratic i corespunde un facies de canal, unui facies grezos i argilos, un facies turbiditic, unui facies sulfatic-halitic, un facies evaporitic sau lagunar etc.

n identificarea i stabilirea unui facies interpretativ trebuie cunoscute pro-cesele depoziionale, evenimentele depoziionale, agenii naturali i trsturile fizico-chimice ale bazinului de sedimentare (tabelul 1.2).

Tabelul 1.2

Procese i evenimente depoziionale; termenii interpretrii sistemului depoziional Procese depoziionale Procese mecanice Dezagregare

Transport particul cu particul (traciune, suspensie) Transport n mas

Procese chimice Alterare, autigenez (precipitare), substituie Procese biotice Bioacumulare

Acreie algal i bioconstrucie Aciune geobacterian

Tabelul 1.1 (continuare)


29

Tabelul 1.2 (continuare) Evenimente depoziionale Normale (ciclice)/ Disciclice

Catastrofice

Ageni naturali Ap Regim hidrodinamic (vitez,

competen, debit) Cureni, densitate, temperatur

Salinitate, alcalinitate, potenial redox

Aer Ghea

Bazin Poziie geografic Latitudine

Climat (cald-umed, cald-arid, temperat, rece) Proximal/distal fa de aria-surs

Adncime Supratidal, subtidal, baza valurilor de furtun 20 m, elf proximal 40 m, elf distal 200 m, taluz -2 000 m, abisal 6 000 m

Morfologie nchis, deschis, ramp, platform Context geologic Fundament sialic, simatic Context tectonic Stabil, mobil

Cratonic/rift/subducie

Arie-surs Extrabazinal Vulcanic activ, plutonic, metamorfic, sedimentar Intrabazinal Vulcanic, non-vulcanic

Sistem depoziional Continental Eolian-deertic: serir, erg, ued, sabkha

Glaciar: glacio-lacustru, gl.-marin, gl.-fluvial Fluviatil: drept, mpletit, meandrat Lacustru

De tranziie Deltaic: emers, submers, abandonat Lagunar: arid (sabkha), umed Costier Litoral (mareic, non-mareic)

Marin oceanic elf: deschis, barat Batial: taluz Abisal: piemont, cmpie abisal Hadal: fose

Dou uniti depoziionale care se succed ntr-o ordine constant (de ex. AB, AB, AB...) i care mpreun se repet n cadrul unei suite sedimentare formeaz un cuplu de litoni. Exemple: siltargil, calcarmarn, argilgips etc. Recurena unor cupluri depoziionale poate fi strict periodic, quasi-periodic, non-periodic.

Orice cuplu, prin termenii litologici care-l alctuiesc, reflect tranziii de la o condiie de sedimentare la alta, de regul, cu poziii extreme (salindulcicol, caldrece, agitatcalm etc.) (fig. 1.5).

ntr-un sistem depoziional sau n suitele sedimentare care exprim evoluia geologic i sedimentologic a unei zone, faciesurile formeaz succesiuni depoziionale sau asociaii considerate, de multe ori, ca secvene de facies.


30

Fig. 1.5. Asociaii de doi litoni, A i B, formnd un cuplu. Asocierea mai multor cupluri genereaz un ritmit i sugereaz schimbarea periodic a proceselor de sedimentare.

Acestea reprezint entiti ierarhice superioare faciesurilor i reflect succesiunea evenimentelor depoziionale ntr-un interval mai mare de timp i n areale (bazine) care i-au pstrat constante trsturile i, respectiv, condiiile de sedimentare. Ele sunt delimitate de discontinuiti de un ordin superior celor prin care sunt separate faciesurile (litonii).

Alternana sistematic i ordonat a termenilor litologici din constituia unei secvene sau asociaii litologice a fcut necesar introducerea i utilizarea termenilor ritm i ciclu sedimentar. Ritmitele, n care leit-motivul poate fi argil (A) marn (B) sau rudit (A) arenit (B) silt (C) sau calcar (A) marn (B) argil (C), au o stratificaie ciclic i se confund cu un ritm. Modelul de suc-cesiune a termenilor petrografici: AB, AB, AB sau ABC, ABC, ABC... constituie, n concepia lui Duff et al. (1967), cicluri asimetrice, iar cel de tipul ABCBA, cicluri simetrice.

Modele stratale tendine verticale n cazul n care succesiunea termenilor ntr-o secven litologic urmeaz o

ordine ideal, de exemplu: A. rudit (conglomerat) B. arenit (gresie) C. silt (siltit) D. lutit (argil) E. crbuni F. calcar G. dolomit H. evaporit, secvena litologic are un caracter virtual i se identific cu seria sedimentar (senso Lombard, 1958).

n natur, seriile sedimentare n acest neles sunt rare i realizarea lor reflect o evoluie ndelungat a bazinului cu modificarea progresiv a parametrilor care au controlat sedimentarea. O succesiune a numai ctorva termeni din serie, de ex. ABCD sau BCDE etc., constituie o secven virtual local, reflectnd cazul con-cret al unei succesiuni de termeni petrografici dintr-un anumit loc.

Jipa (1970) clasific secvenele litologice din complexele flioide n: secvene complete (de exemplu ABCDE), care au n constituia lor toi termenii

litologici cosanguini dispui n ordinea lor genetic; adic seria virtual local; secvene incomplete normale (de exemplu BCDE, CDE sau DE), crora le

lipsesc termenii inferiori, dar cei prezeni sunt n succesiune normal i continu;


31

secvene incomplete accidentale, crora le lipsesc termeni intermediari sau/i mai ales finali. Aceste tipuri de secvene ofer informaii genetice imediate. Secvenele normale devin incomplete (n cazul transportului prin cureni) datorit epuizrii fraciunilor grosiere prin sedimentare fracionat cu caracter distal, a incompetenei iniiale a curenilor sau n condiiile absenei fraciunilor respective din materialul furnizat de surs; secvenele accidentale sunt marcate mai ales de procese de eroziune intraformaional.

Dup sensul n care se trece de la o fraciune granulometric la alta, n cadrul unei secvene locale alctuit din termeni epiclastici se disting dou tipuri structurale (fig. 1.6):

a) Secvena pozitiv (retrograd sau recesional), cnd succesiunea cuprinde o tranziie de tipul: rudit (A) arenit (B) silt (C) lutit (D); o asemenea secven corespunde lui fining-upwards sequences (FUS) (n limba englez).

b) Secvena negativ (sau prograd), cnd succesiunea de strate este alctuit din lutit (D) silt (C) arenit (C) rudit (A); o asemenea secven corespunde lui coarsening-upwards sequences (CUS) (n limba englez).

Fig. 1.6. Tipuri fundamentale de secvene de facies (CUS coarsening-upwards sequences i FUS fining-upwards sequences).

Cauzele care genereaz astfel de modele verticale ale asociaiilor de facies sunt complexe i diferite: modificri ale nivelului de baz (oscilaii de nivel, pozitive sau negative, legate de eustazie sau subsiden), progradri sau retrogradri ale acumulrilor de sedimente etc. (vezi i subcapitolul 2.4.).

Comparnd succesiunea unitilor depoziionale din cadrul unei secvene faciesale cu schema ideal de sedimentare ntr-un sistem depoziional sau cu modelele impuse de oscilaiile de nivel ale bazinului n care s-au acumulat, se pot distinge diferite modele de secvene. n separarea lor, se ine cont de lipsa unor termeni, de ordinea de depunere a acestora, de continuitatea lor etc. Astfel, secvenele pot fi caracterizate dup diferite criterii.

Dup criteriul grosimii stratelor, secvenele vor putea fi suite cu grosimi cresc-toare ale succesiunii de strate ce le compun (n englez thicker upwards sequences) i, respectiv, suite cu grosimi descresctoare (n englez thinner upwards sequences).

Dup criteriul granulometric, secvenele vor putea fi negative (n englez coarsening up) sau pozitive (n englez finning up).


32

1.3. LIMITE I DISCONTINUITI Delimitarea unitilor depoziionale elementare lamin, strat sau a asocia-

iilor acestora set ul, coset ul se face prin suprafeele care le nvluie. Din punct de vedere fizic, aceste suprafee au caracterul unor discontinuiti

fizice i au aspecte morfologice distincte. n seciunea transversal a unei suite sedimentare ele apar ca limite de uniti depoziionale (stratigrafice) i pot fi:

limite nete i plane; limite nete, neregulate sau erozionale. Limitele nete corespund unei ntreruperi a procesului de sedimentare constituind

un hiatus de nedepunere i se conserv la partea superioar a stratului; ele pot fi nsoite n interiorul stratului de urme ale unor activiti biotice (bioturbaii) instalate n perioada cnd sedimentarea nu a mai avut loc; sunt caracteristice mediului subacvatic.

Limitele erozionale sunt neregulate i se datoresc erodrii unui volum de sedimente de la partea superioar a unitii subiacente; astfel, ele separ un termen litologic, dar constituie i baza celui ce urmeaz i care colmateaz paleorelieful generat de eroziune.

Suprafeele erozionale pot apare: n mediul subaerian, reflectnd prin morfologia lor un paleorelief care poate

conserva paleosoluri, cruste evaporitice sau carbonatice, canale de eroziune fluvial etc.; n mediul subacvatic, reprezentate prin baza canalelor de cureni turbionari

nsoit sau nu de aglomerri de bioclaste remaniate sau de claste reciclate. Baza stratului ce acoper aceast suprafa poart mecanoglife sub form de mulaje, iar topul stratului poate fi nsoit de urme de cureni i valuri.

Din punct de vedere genetic, aceste limite sau contacte reprezint: discontinuiti (unconformity): non-depoziionale (adesea plane) i

erozionale (adesea neregulate); suprafee de inundare i suprafee de reactivare (ravinare); suprafee regresive de eroziune marin; orizonturi de condensare (de concentrare a populaiilor biotice i, respectiv,

a substanei organice). Aceste suprafee coincid de cele mai multe ori i cu linii de timp; unele dintre

ele pot delimita corpuri de grosimi i litologii diferite, deci, de faciesuri diferite. n cazul clasic al bazinelor dezvoltate pe margini continentale pasive, astfel de

suprafee pot fi mai uor recunoscute n lungul liniei de rm, iar lateral, n zonele de trecere de la faciesuri deltaice (fluviatile) la faciesuri litorale i de elf. Recunoaterea lor n seriile continentale sau n cele de ap adnc (deep sea) este mai greu de realizat.

Linia rmului rezult din intersecia profilului topografic cu planul nivelului mrii; n seciune transversal aceast linie este materializat printr-un punct. Ea constituie i limita dintre faciesurile continentale i cele marine (de ex. ntre fluviatil i paralic, litoral/deltaic).


33

Astfel, limitele dintre unitile depoziionale pot fi (Ctuneanu, 2003): A) Neconforme (unconformity) reprezentate de un hiatus semnificativ

eroziune; La rndul lor acestea sunt: disconformity, hiatus i eroziune; paraconformity, hiatus i eroziune minor; angular conformity, o relaie ntre o suit care a fost deformat tectonic

(cutat, faliat) i un nou eveniment depoziional; nonconformity, contactul stabilit ntre corpuri magmatice sau metamorfice i

suite sedimentare generat, de regul, de invazia apelor asupra vechilor reliefuri din marginile continentale (de cratoni sau scut) (fig. 1.7).

B) Diasteme hiatus eroziune minor. C) Conforme fr hiatus; acestea se asociaz cu depuneri subiri de

sedimente ce exprim o rat foarte sczut de acumulare.

Fig. 1.7. Limite tip unconformity (dup Ctuneanu, 2003, cu modificri).

nelegerea i identificarea limitelor ntre diferitele uniti depoziionale, ncercarea de evaluare a intervalului de timp corespunztor i, implicit, de deducere a evenimentelor geologice care ar fi putut avea loc n acea perioad, reprezint elemente indispensabile i, n acelai timp, elemente-cheie n ordonarea i ierarhizarea secvenelor de facies, precum i n reconstituirea istoriei sedimentologice a unei regiuni.

FACTORII SISTEMULUI: ASTRONOMICI I GLOBALI

Evoluia sistemelor depoziionale la suprafaa scoarei terestre i calitile pe care aceasta le capt n timp sunt determinate de factori astronomici i globali.

Poziia Pmntului n raport cu Soarele i dinamica Globului pmntesc cre-eaz un cadru astronomic specific i controleaz permanent raportul dintre con-tinente i oceane, schimbrile climatice i micrile eustatice. Relieful terestru i cel submarin definesc spaiile n care sunt localizate sistemele depoziionale i n care se stabilesc relaiile dintre ariile-surs de material detritic i bazinele de sedimentare.

2.1. DINAMICA GLOBULUI TERESTRU TECTONICA PLCILOR

Evoluia Pmntului n cadrul Sistemului solar a fost permanent nsoit de derularea a dou importante tipuri de micri: de rotaie i de revoluie.

Micarea de rotaie a Pmntului se desfoar n jurul axei sale, ndreptat spre Steaua polar, astfel nct un punct de pe suprafaa sa revine n acelai loc dup 23h 56' 4". Axa Pmntului este nclinat fa de normala planului n care acesta se mic n jurul Soarelui (planul ecliptic) cu un unghi de 23 27' 21"; sensul de micare este de la vest la est.

Principalele consecine geodinamice sunt: apariia forei centrifuge (Fc), maxim la Ecuator (3,4 cm/s2) i zero la poli;

ca efecte indirecte, aceast micare imprim Pmntului forma de elipsoid turtit, determin grosimea mai mare a troposferei la Ecuator fa de poli, face ca fora gravitaiei s creasc de la Ecuator la poli;

apariia forelor Coriolis care provoac, n cazul micrii corpurilor (sau curenilor de ap) abaterea lor spre dreapta n emisfera nordic i spre stnga n cea sudic;

variaia diurn a luminii (individualizarea zilelor i nopilor) i, deci, ciclicitatea zilnic a geomagnetismului i a fluxului termic, ciclicitatea de cretere zilnic i anual a arborilor, a coralilor etc.

Micarea de revoluie este micarea Pmntului n jurul Soarelui, n lungul elipsei (orbitei terestre) din planul ecliptic; ea nchide un ciclu complet dup un an (365 zile, 6 ore, 9 min., 11 s). n acest timp, Pmntul ocup n raport cu Soarele patru poziii semnificative: solstiiu, echinociu, periheliu, afeliu (fig. 1.8).

Dinamica Globului terestru

35

Solstiiile marcheaz poziii n care razele solare sunt paralele cu planul determinat de axa de rotaie a Pmntului i normala la planul ecliptic care trece prin centrul Globului; ele se produc de dou ori ntr-un an: vara, ntre 21 23 iunie i iarna, ntre 21 23 decembrie.

Efecte: n emisfera nordic, n timpul solstiiului de var zona polar este expus continuu la lumin n timp ce calota sudic se gsete n ntuneric complet i continuu.

Echinociile marcheaz momente n care razele venite de la Soare sunt perpendiculare pe planul determinat de axa de rotaie a Pmntului i normala la ecliptic ce trece prin centrul Globului; n aceste poziii, cercul de iluminare a Pmntului trece prin poli, iar fiecare punct de pe suprafaa acestuia, indiferent de emisfer, parcurge un drum egal n lumin i ntuneric; deci, ziua i noaptea sunt egale.

Periheliu este punctul de pe orbita terestr cel mai apropiat de Soare (147,106 km), iar afeliu este punctul de pe orbit cel mai deprtat de Soare (152,106 km).

Fig. 1.8. Poziia Pmntului n raport cu Soarele n timpul micrii de revoluie (dup Skinner, Porter, 1995).

Legat de derularea micrilor de rotaie i revoluie ale Pmntului apar evoluii periodice ale unora dintre parametrii cosmici (fig. 1.9; 1.10) (Bayer, Seilacher, 1985; Einsele, 1991; Anastasiu, 1992; De Boer, Smith, 1994).

Astfel: 1) Revenirea Pmntului n poziia de echinociu se face naintea ncheierii

unui an; acest decalaj este cunoscut sub denumirea precesia echinociilor. Cauza precesiei este nutaia sau micarea sinusoidal a axei Pmntului n jurul unei

Factorii sistemului

36

poziii medii, micare a crei durat nu este un submultiplu exact al duratei revoluiei terestre (n timpul micrilor de revoluie, axa de rotaie a Pmntului n raport cu Polul Nord al planului ecliptic descrie un con cu vrful n centrul gravitaional al planetei care se ncheie complet dup o perioad de cca 26 000 de ani). Precesia provoac variaia intensitii radiaiilor solare n fiecare sezon, cu efecte maxime la latitudini sczute.

Fig. 1.9. Efectele precesiei i ale excentricitii la limita CretacicTeriar; cercetri paleomagnetometrice (Formaiunea de Roselo, Grecia) (dup Van Vugt, 1988).

2) Se modific oblicitatea eclipticii: nclinarea axei terestre fa de normala la planul ecliptic nu este nici ea constant n timp; astzi, acest unghi este de 2327' i oscileaz o dat la 40 000 de ani ntre 2427' cnd suprafaa terestr primete mai mult cldur i 2159' cnd suprafaa terestr primete mai puin cldur. (Acest unghi este, de fapt, i unghiul dintre planul ecuatorial i planul ecliptic). Modificarea oblicitii determin variaia gradientului de insolaie i succesiunea sezoanelor; ea are efecte maxime la latitudini mari.

3) Se modific excentricitatea orbitei: ea exprim valoarea raportului dintre diferena Soare (S) Pmnt (P) la afeliu (A) i periheliu (P), adic (AS SP) i suma lor (AS + SP); acest raport variaz (mpreun cu oblicitatea eclipticii), dar ntr-o perioad mai mare de cca 93 000 100 000 de ani i are ca efect variaia insolaiei totale. Ciclurile de 100 000 de ani coincid cu perioadele glaciare din Cuaternar.


37

Fig. 1.10. Exemple de efecte ale succesiunii ciclurilor Milancovi n configuraia cuplurilor litologice i a schimbrilor climatice pe care aceasta le determin.

Dinamica plcilor crustale; efecte geodinamice Scoara terestr, variabil ca grosime i divers ca mobilitate, gzduiete la

suprafaa sa toate mediile de sedimentare i, implicit, toate procesele care gene-reaz sedimente.

Raportate la elemente de dinamic a litosferei, ca o reflectare complex a sta-bilitii i mobilitii ariilor de sedimentare, suitele exogene din ariile continentale sunt gzduite de zone de platform (cratoni) i zone de orogen.

Elaborarea i acceptarea tectonicii globale ca o ipotez modern de studiu n geologie a condus pentru intervalul de timp scurs din Jurasic pn n prezent (ncepnd de acum 200 mil. de ani) la separarea unor segmente structurale noi, determinate de relaiile care s-au stabilit n timp ntre diversele uniti majore ale scoarei terestre plcile crustale i dinamica lor: esena micrilor de expansiune cu formare de rifturi i generare de crust oceanic i a micrilor de subducie cu formare de fose i consum de crust, a micrilor de decroare la scar crustal, n lungul faliilor transformante i al micrilor de coliziune ntre diversele blocuri sialice sau oceanice (Heezen, Hollister, 1971; Strahler, 1973; Sndulescu, 1984; Cox, Hart, 1986; Boggs, 1987; Collier, Leeder et al., 1990; Einsele, 1991; Hamblin, 1992; Leeder, 1999; Miall, 2006) (fig. 1.11;1.12).

Factorii sistemului

38

Fig. 1.11. Relieful fundului oceanic cu dorsale (rifturi) i fose (zone de subducie).

Plcile crustale susin sau mrginesc arii de sedimentare, iar prin micrile lor influeneaz calitatea sedimentelor care se acumuleaz n ele.

Zone stabile: cratoni i platforme Bazinele de sedimentare localizate pe o crust sialic beneficiaz de

stabilitate tectonic, iar natura petrografic i configuraia structural a secvenelor litologice nscute aici sunt controlate de constituia ariilor-surs, de raportul subsiden/acumulare i de poziia lor n cadrul plcii litosferice.

Fig. 1.12. Plcile litosferice majore care alctuiesc scoara terestr.


39

Bazinele epicratonice situate la periferia plcilor litosferice au o stabilitate mai redus i se confund adesea cu bazinele marginale pasive; ele au legtur direct cu oceanul, iar procesele de sedimentare din cadrul lor sunt puternic influenate de oscilaiile de nivel ale apelor acestuia.

Secvenele litologice cuprind, n general, depozite cuaro-nisipoase, roci carbonatice, glauconito-fosfatice, evaporito-dolomitice i bauxito-feruginoase (minette). Frecvena, grosimea i succesiunea lor sunt determinate de factori tectonici: gradul de stabilitate a bazinului i, respectiv, viteza de deplasare pe vertical a fundamentului su. Pe teritoriul rii noastre, asemenea asociaii litologice se ntlnesc n Platforma Moldoveneasc i n Dobrogea de Sud.

n timpurile actuale, Golful Mississippi i Bazinul Niger suport o sedimentare tipic bazinelor epicratonice deschise.

Zone mobile: centurile orogene Bazinele de sedimentare antrenate n micri orogenice au avut n decursul

timpului geologic configuraii morfologice i funcii sedimentologice diverse. ncercrile de corelare a teoriei geosinclinalelor cu tectonica global au condus la separarea a trei tipuri tectostructurale distincte de zone orogene:

orogen de tip andin, nscut n zona de coliziune dintre o plac oceanic i un continent;

orogen de tip arc insular, format prin coliziunea dintre dou plci oceanice; orogen de tip himalayan, generat la coliziunea dintre dou continente. n

evoluia bazinelor de sedimentare cu fundament activ ensialic sau ensimatic prin orogenez au devenit masive cutate i s-au alipit (s-au sudat) platformele limitrofe (fig. 1.13).

Centurile orogene includ aa-zisele asociaii litologice din bazinele de fli i molas.

Termenul fli a fost utilizat pentru prima oar n Elveia de ctre Studer (1827) pentru a desemna nite argile teriare moi, care dau fenomene de alunecare. Conceptul fli ca asociaie litologic sau facies orogenic a fost introdus de Bertrand (1897) pentru a defini totalitatea depozitelor acumulate n geosinclinale i avnd ca surs cordilierele n curs de ridicare datorit micrilor orogenice.

Dup Wilson, asociaiile de fli se acumuleaz progresiv n fose i bazine remanente (sincron cu micrile orogenice care urmeaz subduciei, n stadiul de fli din evoluia unui bazin de sedimentare).

Molasa, ca i fliul, a avut o semnificaie n special tectonic, sugernd totalitatea depozitelor sedimentare acumulate n momente post-orogene. Astzi se accept faptul c molasa corespunde unor depozite terigene tardeorogene acumulate pe flancurile unui craton, ntr-un bazin liniar adnc (van Hauten, 1973).

Dup Wilson, asociaiile de molas sunt caracteristice stadiului geosinclinal trziu (= stadiul de molas) cnd bazinul de sedimentare tinde s se nchid prin coliziune (= stadiul de coliziune).

**

*

Factorii sistemului

40

Prin prisma tectonicii globale, acumularea sedimentelor a avut loc n zone de expansiune, n zone de subducie, n zona faliilor transformante i n zone de coliziune continental. Suitele sedimentare formate n aceste sectoare crustale se difereniaz ntre ele prin litofaciesuri i biofaciesuri, prin grosimea formaiunilor i rata de acumulare, prin structurile sedimentare i caracterul secvenelor litologice etc.

Zone de expansiune Expansiunea plcilor crustale genereaz rifturile, care din punct de vedere

morfologic corespund unor zone depresionare liniare i nguste delimitate tectonic de sisteme de fracturi paralele; ele sunt n acelai timp i locul de formare a unor poriuni de crust oceanic n care fluxul termic este foarte ridicat. Prin funcia lor, rifturile sunt sectoare crustale mobile i active, adesea nsoite de un vulcanism activ. Bazinele aferente unor astfel de zone sunt amplasate n interiorul continentelor, la limita lor sau n cazul unor rifturi evoluate pe aa-numitele margini pasive din zona de jonciune a litosferei continentale cu litosfera oceanic (fig. 1.13).

Fig. 1.13. Seciuni transversale printr-un bazin situat deasupra unei cordiliere oceanice zon de rift, printr-un bazin ntr-o zon de subducie i printr-o zon de coliziune.


41

Sedimentarea n bazine de rift intracontinentale. Rifturile intracontinentale sau marile grabene terestre reprezint depresiuni alungite rezultate prin distensii active (expansiune de ntindere intraplac Bleahu, 1983 cu o rat de 1 mm/an) ale unui soclu sialic n care, cu intermiten, s-a putut manifesta i o activitate vulcanic. Exemplele clasice ale unor astfel de bazine sunt: Grabenul Rinului, Lacul Baikal, Valea Iordan i Marea Moart. Alte zone, bine-cunoscute, n care crusta sialic este foarte subire sau lipsete complet sunt aa-numitele rifturi oceanice emerse: cel Est-African avnd n lungul su lacurile Malawi, Tanganiyka, Kiwu, Eduard, Rudolf i, respectiv, zona Afar din Cornul Africii.

Sedimentarea n bazine de rift intercontinental. Bazinele de rift intercon-tinental sunt caracterizate printr-o expansiune mai accelerat (1 cm/an), fluxul termic este mai ridicat, iar manifestrile vulcanice n foarte diverse forme sunt mult mai active. Adncimea bazinelor actuale este mare, ceea ce constituie n raport cu lrgimea lor o premis pentru un regim de sedimentare n condiii de salinitate crescut i ape termale; morfologia bazinelor este variat i exprim gradul lor de evoluie. Fundamentul lor este ntotdeauna oceanic (alctuit din com-plexe ofiolitice cu magmatite i vulcanite bazice i ultrabazice): bazinele tinere tip Marea Roie i Golful Californiei sunt alungite (peste 1 000 km) i adnci i permit acumularea unor sedimente mai groase chiar n valea de rift; bazinele evoluate cu dorsale medio-oceanice tip Atlantic sau Pacificul de est sunt foarte largi, au o morfologie complex i, de regul, sunt srace n sedimente n zona dorsalelor; grosimea sedimentelor crete.

Sedimentarea n paleorifturile intercontinentale este astzi exemplificat prin unele secvene litologice considerate de prefli cu ofiolite sau fli Atlantic cu epiclastite de ap puin adnc din Appalai (Cambrian-Ordovician) i asociaiile de roci carbonatice i marne din Alpii mediteraneeni (Triasic superior Jurasic inferior).

Sedimentarea n marginile continentale pasive. Marginile continentale pasive de tip Atlantic coincid cu zonele de trecere de la o crust continental la o crust oceanic nou-format prin expansiunea ndelungat a unui bazin de rift. Bazinele instalate n aceste sectoare sunt caracterizate prin subsiden activ i o rat mare de acumulare a sedimentelor. Consecina o reprezint grosimea mare a depozitelor (8 18 km n Mezozoicul i Teriarul din America de Nord).

Zone de convergen; bazine de conservare Evoluia plcilor crustale prin micri convergente, de apropiere, atrage dup

sine iniierea, la un moment dat, a subduciei, ceea ce determin o modificare accentuat a morfologiei acestor sectoare crustale: dup consumul de crust au loc dislocaii disjunctive puternice i manifestri vulcanice dintre cele mai variate: se

Factorii sistemului

42

nasc insule vulcanice, sectoarele limitrofe subduciei sunt caracterizate printr-o puternic seismicitate.

Printr-o larg generalizare ntr-un domeniu att de complex din punct de vedere dinamic i structural bazinele de sedimentare coincid cu fosele, intervalul fos-arc, arcurile insulare (vulcanice) i sectoarele retro-arc; ele se difereniaz sensibil prin adncime, mobilitate, relaia cu vulcanismul i, implicit, prin chimismul apelor, legtura cu ariile continentale etc. Mai mult dect att, procesul de sedimentare este influenat i de natura plcilor care intr n relaii de subducie. Din acest punct de vedere se disting relaii de convergen:

ntre o plac continental emers i o plac oceanic (tip Andin) cu formare de arc insular intracontinental i depresiune continental submontan (bazin retroarc) (v. fig. 1.13);

ntre o plac continental parial submers i o plac oceanic, cu arc vulcanic insular (ex. Arhipelagul Sumatera Iawa cu Marea Andaman bazin retroarc pe fundament sialic);

ntre dou plci oceanice, cu sau fr nglobare de mase sialice: cazul Mrii Japoniei i, respectiv, al arcurilor Mariane i Aleutine din Oceanul Pacific.

Sedimentarea n intervalul fosarc. Intervalul fos-arc, extins pe 50 250 km lime, cu o morfologie foarte variat, cuprinde zonele de sedimentare corespunztoare bazinelor marginale active de tip andin: prearc (sau forearc) ntre muchia fosei i arcul magmatic; interarc (ntre arcul vulcanic propriu-zis i arcul remanent); fundamentul lor este constituit fie din crust continental, fie din crust oceanic. Ambele tipuri de bazine se caracterizeaz prin sedimente slab tectonizate provenite din dou surse: ariile continentale nvecinate i arcul vulcanic.

Sedimentarea n bazine retroarc. Bazinele retroarc, situate ntre continent i arcul vulcanic, sunt lipsite de arcuri remanente, sunt instalate pe margini con-tinentale i reprezint arii depresionare subaeriene (unele zone deertice din Anzi) sau depresiuni submerse de mic adncime (n spatele Iawei), dar cu subsiden foarte activ.

Faliile transformante care traverseaz zonele de expansiune (uneori i cele de subducie) pot compartimenta sectoare ale crustei n arii depresionare capabile s gzduiasc stive de sedimente (bazine de conservare). Micarea microplcilor, delimitate de astfel de factori, este oblic fa de direcia accidentelor majore i poate avea un caracter divergent (genernd bazine n regim de transtensiune delimitate de falii n trepte ex. Marea Moart i Bazinul Ridge din vecintatea faliei San Andreas, California) sau convergent (genernd bazine n regim de transpresiune, nchise ulterior prin coliziune) ex. sectorul Pecineaga Camena, Dobrogea) (Grdinaru, 1985).

Sedimentele acumulate n astfel de bazine, de regul afectate i de subsiden, sunt groase i prezint variaii laterale de facies.

Aria-surs i spaiul depoziional

43

Zone de coliziune Prin coliziunea plcilor crustale, suprafaa i adncimea unui bazin de

sedimentare scad, sedimentele acumulate anterior se cuteaz, iar zona emers limitrof devine surs pentru un nou ciclu de sedimentare. n funcie de natura plcilor care converg, diversitatea morfologic i tectostructural a unor astfel de bazine este mare. ntre ele se disting: bazine oceanice remanente, cu sedimente oceanice abisale i sedimente deltaice (ex. Golful Bengal) i bazine orogenice trzii, reciclate, cu sedimente fluvio-deltaice, ce ating grosimi de 4 0005 000 m (ex. Marea Adriatic), sau cu sedimente carbonatice i evaporitice (ex. zona Zagros din Golful Persic).

2.2. ARIA-SURS I SPAIUL DEPOZIIONAL n cadrul domeniului sedimentar, rocile clastice reprezint singurele depozite

capabile s ofere informaiil

p i anastasiu popa & roban 2007 sisteme depozitionale

Documents