DEZAGREGAREA ROCILOR COMPACTE SI FORMAREA EPICLASTITELOR

DEZAGREGAREA ROCILOR COMPACTE SI FORMAREA EPICLASTITELOR

In ariile continentale, rocile preexistente - de natura magmatica, metamorfica si sedimentara - sunt supuse unor modificari continui sub actiunea, de cele mai multe ori simultana, a unor factori fizico-chimici. Principalul efect al acestor transformari il reprezinta dezagregarea si alterarea rocilor.

Materialul sedimentar de la suprafata scoartei este, partial, o consecinta a tendintei de adaptare a mineralelor si rocilor preexistente la noile conditii in care se gasesc. Modificarea echilibrelor se realizeaza de cele mai multe ori prin actiunea simultana a factorilor fizici si chimici, care determina procesele exogene din zona superficiala a scoartei si care au ca efect dezagregarea si alterarea rocilor preexistente. Cele doua fenomene reprezinta si principala cauza a formarii materialului sedimentar.

La suprafata scoartei terestre, o parte din procesele care conduc la formarea de roci sedimentare se afla sub controlul direct al energiei solare, al deplasarii maselor de apa, aer si gheata, al gravitatiei terestre etc Rocile terestre - magmatice, metamorfice, sedimentare - nascute sub un ciclu geologic, ajung sub influenta directa a atmosferei si hidrosferei. In acest moment, echilibrul asociatiilor mineralogice formate in alte conditii termodinamice se strica. Rocile respective sunt nevoite sa se adapteze temperaturii si presiunii "normale" de la suprafata scoartei. Factorii de natura fizica si chimica controleaza in ariile continentale dezagregarea edificiilor petrografice si deplasarea lor spre bazinele de sedimentare.

1.Dezagregarea rocilor preexistente

Dezagregarea este o consecinta a scaderii coeziunii particulelor minerale, provocata in momentul expunerii rocilor la factorii exogeni. Astfel, presiunile exercitate de miscarea maselor de apa, aer si gheata cu care acestea vin in contact direct, variatiile termice ale atmosferei, fortele de cristalizare din solutiile naturale duc in final la dezagregarea rocilor preexistente. Dezagregarea este un proces complex, conditionat de natura petrografica a rocilor preexistente, de pozitia lor in raport cu factorii de clima si relief. Ea are doua implicatii majore:

1) constituie o sursa de material detritic si intretine permanent transportul acestuia spre bazinele de sedimentare;

2) mareste suprafata specifica a materialului supus transformarii si permite astfel, desfasurarea accelerata a proceselor chimice de alterare a rocilor. In continuare vom prezenta pe scurt cateva aspecte legate de actiunea acestor factori exogeni.

Produsele rezultate in urma dezagregarii - blocuri si grohotisuri la baza pantelor, acumulari de gruss (detritusul din ariile de dezagregare a masivelor granitice) si particulele nisipoase - se caracterizeaza prin suprafete specifice considerabil mai mari decat suprafata de aflorare (aparitie) a rocilor masive. Ele reprezinta in cadrul ciclului sedimentar, fie un material primar, acumulat "in situ" si supus in continuare unor modificari chimice, fie un material antrenat de ape si deplasat spre bazinele de sedimentare. Intensitatea proceselor care genereaza astfel de produse este controlata de pozitia climatica si altitudinea zonelor in care afloreaza rocile.

Dezagregarea este cu alte cuvinte, procesul prin care rocile coezive (tari) sau cele relativ coezive se descompun in fragmente mai mici, numite claste exogene sau epiclaste (clast = fragment, epi = la suprafata). Dimensiunile epiclastelor pot fi extrem de variate si de aceea ele pot fi impartite in cateva categorii, cu denumiri specifice:

dimensiuni "ruditice" sau "psefitice", de peste 2 mm;

dimensiuni "arenitice" sau "psamitice", cuprinse intre 2 mm si aproximativ 0,05 mm;

dimensiuni "siltitice", "aleuritice" (sau microcristaline), cu dimensiuni ale clastelor cuprinse intre 0,05 mm si 0,005 mm.

Dimensiunile mai mici decat cele siltitice, numite si dimensiuni pelitice se obtin, de regula, prin procese de alterare sau prin precipitatii din solutii si numai in mod exceptional, pot sa apara prin dezagregarea rocilor.

Epiclastele cu dimensiuni sub 1 mm sunt formate, de regula dintr-un singur cristal, adica sunt fragmente monocristaline si de aceea se mai numesc si cristaloclaste sau "granoclaste". Dimensiunile acestora pot fi exprimate si prin termeni ca 'macrocristalin' (adica se pot vedea cu ochiul liber), "microcristalin" (daca se vad cu lupa sau la microscop) si "criptocristalin" (daca nu se vad la microscopul optic, ci doar la cel electronic, mult mai performant). Epiclastele cu dimensiuni de peste 1 mm, sunt de regula policristaline, iar daca in aceste fragmente se poate vedea nota specifica structurala si compozitionala a rocii initiale (parentale), atunci se numesc "litoclaste".

Cauzele dezagregarii rocilor holocristaline (complet cristalizate) coezive sunt numeroase, dar cele mai eficiente sunt variatiile termice diurne, relativ rapide. La variatiile de temperatura, cristalele componente ale rocilor se dilata (sau se contracta) cu amplitudini si directii diferite. Prin urmare apar forte de forfecare intergranulare care rup coeziunile dintre cristale. Asa se explica de ce dezagregarea rocilor este foarte activa nu numai la suprafata Pamantului, dar si la suprafata Lunii, chiar daca pe aceasta din urma nu exista nici apa, nici aer si nici o vietuitoare (socurile provocate de apa si aerul in miscare, presiunea exercitata de cristalizarea apei in pori, ca urmare a inghetului, presiunea exercitata de cresterea radacinilor de plante etc., sunt alte cauze posibile ale dezagregarii, dar de importanta mai mica - Seclaman et al., 1999).

Forta destructiva a apei si aerului in miscare

In ariile continentale, forta apelor imbraca doua aspecte:

- eroziunea fluviatila;

- abraziunea marina.

Ambele au o actiune mai mare in zonele de relief accidentat si, respectiv, in zonele cu tarmuri inalte. Prin urmare, in regiunile cu energie de relief mai mare, procesul este accelerat in rocile cu proprietati anizotrope (fisurate, stratificate, sistoase) si constitutii poliminerale, in rocile faneritice si porifirice (granite, gabbrouri, andezite). Acestea se fragmenteaza mai repede si mai usor decat cele aflate in zonele plate, marine, monominerale si afanitice (cuartite, bazalte). In aria unui bazin hidrografic pot fi denudate anual, pe fiecare Km², sute si mii de tone (ex. Dunarea transporta 100 t /Km²/an; Gange - 1040 t /Km²/an; Mekong - 1200 t /Km² /an).

Actiunea distructiva a vantului - coroziunea

Se manifesta in zonele aride si lipsite de vegetatie prin intermediul particulelor de nisip pe care curentii le transporta si le proiecteaza in peretii stancosi.

Efectele variatiei termice din atmosfera

Insolatia = expunerea rocilor la radiatiile solare (radiatii diurne sau sezoniere). Ea contribuie la fragmentarea rocilor in zonele desertice sau temperate.

Gelivatia = alternanta inghetului sau dezghetului, este procesul care actioneaza drastic in regiunile montane inalte, cu umiditate accentuata. Procesul este mai putin pregnant in regiunile cu inghet permanent. Produsele rezultate prin gelivatie, formeaza acumulari de fragmente colturoase cu diametre dependente de natura petrografica si structura substratului.

Umezirea si uscarea influenteaza starea fizica a rocilor si duce la aparitia de crapaturi si apoi de descuamari (cojiri, jupuiri sau scorojiri). In perioadele si zonele cu evaporatie intensa este stimulata circulatia ascendenta a solutiilor prin pori si formarea eflorescentelor sau crustelor de saruri. In regiunile cu evaporatie intensa, influente sufera si rocile compacte, eruptive (ex. dezagregarea constructiilor din Egipt este intensa in portiunile ingropate in nisip, unde apa este mai mult in contact cu ele).

Alte aspecte. Extremele termice de la suprafata scoartei (-83 ⁰ C, +58 ⁰ C) supun rocile alcatuite din minerale cu conductibilitati termice diferite, la incalziri si raciri separate care slabesc coeziunea acestora. Dilatarea diferentiata a mineralelor conduce la aparitia fisurilor si treptat la descuamarea si exfolierea invelisurilor superficiale. Materialul astfel dezagregat, se acumuleaza la baza deschiderilor naturale sub forma unui detritus (el se mai numeste gruss - in aria masivelor granitice).

Efectele cristalizarii solutiilor. Cristalizarea substantelor din solutiile care se gasesc in pori sau care circula in lungul fisurilor din roci, dezvolta presiuni considerabile pe peretii spatiilor in care se formeaza si contribuie la dezagregarea acestora (ea poate creea presiuni cuprinse intre 100 si 1000 atm).

Pentru conditiile desertice, presiunile care se dezvolta in cursul trecerii de la compusii anhidri la compusii hidratati sunt de asemenea mari:

Na₂CO₃ .H₂O Na₂CO₃ .7H₂O - 15 atm

CaSO₄  CaSO₄ .2H₂O - 1100 atm.

anhidrit gips

Efectele activitatii organismelor

Activitatea plantelor si animalelor contribuie la dezagregarea rocilor.

ex. Lichenii gelatinosi distrug suprafata substratului (argile, granite) pe care traiesc.

ex. Radacinile arborilor instalati deasupra zonelor stancoase, patrund pe fisuri pana la adancimi cuprinse intre 5 - 15 m (P = 30 - 50 Kg/cm³). Largirea fisurilor favorizeaza patrunderea apelor care determina desprinderea blocurilor.

ex. Organismele perforante precum spongierii, echinidele, anelizii, algele albastre, gauresc substratul pe care traiesc (calcare, gresii, granite) sau il fragmenteaza, transformandu-l in pulbere. Organismele litofage contribuie de asemenea la perforarea si macinarea rocilor.

ex. Viermii (frecventa g = 50000/acru, produc 18 t/an de material).