ROCI CARBONATICE

ROCI CARBONATICE

Sunt roci sedimentare poligene constituite din minerale carbonatice in proportie de peste 50% (calcit, aragonit, dolomit, siderit, ankerit, magnezit etc.) si subordonat din minerale necarbonatice alogene (cuart, calcedonie, minerale argiloase, mice) si autigene (feldspati, fosfati, oxizi de fier etc.).

In functie de natura mineralului carbonatic predominant (calcit, aragonit sau dolomit) si de participarea fractiunii necarbonatice se deosebesc: calcare, dolomite si roci de tranzitie.

CALCARE

Calcarele sunt roci sedimentare carbonatice formate preponderent din (>50%) calcit si/sau aragonit. Clasificarile mai recente ale calcarelor iau in considerare la compozitia mineralogica, doua elemente: componentii minerali propriu-zisi si asa numitii componenti petrografici.

a.      Componenti minerali principali:

n     minerale carbonatice: calcit, aragonit, vaterit, dolomit, ankerit, siderit;

n     minerale necarbonatice (autigene): opal, calcedonie, feldspati, glauconit, fosfati, pirita etc.;

n     minerale necarbonatice (alogene): cuart, mice, minerale argiloase etc..

b.     Componenti petrografici: alocheme (elemente figurate);

ortocheme (liante).

In fapt, alochemele si ortochemele sunt tot niste minerale carbonatice care participa la alcatuirea unor constituenti petrografici complexi, cu variate aspecte structurale si texturale. Componentii petrografici reprezinta in esenta heterogenitati policristaline (corpuri separate de restul mediului printr-o suprafata discontinua inchisa). Ei sunt diversi ca structura interna, morfologie si dimensiuni. Aceste particularitati nu pot fi generate pentru toate calcarele.

Ortochemele (liantele) reprezinta cimentul sau matricea carbonatica din rocile calcaroase formate prin procese chimice. Din acest punct de vedere se poate spune ca ele participa la alcatuirea calcarelor omogene (fig. 105).

Ortocheme

masa fundamentala a calcarului heterogen

Alocheme

Fig. 105. Componenti petrografici ai rocilor carbonatice

Calcare heterogene (componenti petrografici - agregate policristaline)

Calcare omogene (componenti cristalini - monocristale)

Asa cum am aratat mai sus calcarele omogene sunt de natura chimica si prezinta diferite grade de cristalinitate. Ele sunt compacte, formeaza nivele stratificate si pot avea culori foarte variate (alb, galben, cenusii, rosu), in functie de natura impuritatilor. Dimensiunile acestor particule (cristale componente) dau denumirea acestor calcare omogene: micrite (ø < 4 microni) si sparite (ø > 4 microni). Adesea, intr-un calcar omogen exista tendinta micritului de a trece in sparit. In acest caz, in calcarul omogen se intalnesc ambele aspecte texturale si roca capata un aspect inechicristalin.

Alochemele ("elementele figurate") reprezinta corpuscule calcaroase formate autigen in cadrul bazinului de sedimentare. Calcarele alochemice sau heterogene sunt formate din corpusculi de origine chimica (fig.105) si dintr-un liant care poate fi micritic sau sparitic. Denumirea acestor roci reflecta natura petrografica a corpusculilor (ooide, pelete, intraclaste, lumpuri) si participarea lor procentuala.

Calcarele alochemice se intalnesc in asociatii litologice de platforma si reprezinta variatii laterale ale faciesurilor recifale sau apar asociate cu secvente carbonatice alaturi de fosforite, roci glauconitice sau cuart-arenitice.

Calcarele oolitice au aspect grezos si sunt alcatuite din ooide calcitice si/sau aragonitice, cimentate cu micrit (oomicrite) sau cu sparit (oosparite). "Oolitele" au o structura concentrica, fiecare patura fiind policristalina. In fapt oolitele sunt niste corpusculi sferici sau elipsoidali cu dimensiuni < 2 mm, formati dintr-un nucleu central (fragment fosil sau granul de cuart) si un invelis carbonatic cu textura concentrica (in oolitele actuale) si fibros, radiar (in oolitele vechi). Daca dimensiunea acestor corpusculi este > 2 mm, atunci ei se numesc pisolite (fig. 106, a). Aceste tipuri de calcare formeaza nivele centimetrice si decimetrice si constituie depozite de platforma stabila. Acumularea lor s-a produs in ape de mica adancime (lacuri sau selfuri continentale) in diferite perioade geologice (jurasic, paleogen, neogene.

Calcarele peletale sunt asemanatoare ca structura cu cele oolitice, dar sunt mai variate din punct de vedere textural. Peletele sunt corpusculi sferici sau ovoidali, omogeni, cu textura criptocristalina si lipsite de granul central ("pseudo-oolite"). Ele sunt formate din particule foarte fine carbonatice sau necarbonatice (fig. 106, b). Peletoidele, de dimensiuni foarte variate, au un caracter fecal, algal sau diagenetic si sunt cimentate prin micrit (pelmicrit) sau sparit (pelsparit). Ele provin prin consolidarea unor maluri carbonatice in bazine stabile cu ape stagnante si de adancimi reduse.

Calcarele cu intraclaste formeaza depozite cu un caracter intraformational si se gasesc in zonele de trecere de la un facies petrografic la altul. Aceste calcare insotesc de regula micritele si biomicritele (calcare cu bioclaste in ciment micritic) si au un aspect brecios. Bioclastele reprezinta in fapt teste de organisme fosile (lamelibranchiate, gasteropode etc.- fig.106, c) Formarea lor reflecta medii mai agitate, probabil cu prezenta unor curenti de turbiditate care favorizeaza fragmentarea mecanica a nivelelor superficiale ale sedimentelor carbonatice.

Calcarele lumpale sunt rare deoarece lumpurile se conserva greu prin diageneza. Lumpurile sunt niste agregate de corpusculi cu un contur lobat (in forma de ciorchine) formate prin cimentare algala, bacteriana sau chimica (fig. 106, d).

Textura calcarelor variaza de la un tip la altul. Calcarele omogene au o textura identica cu structura rocilor magmatica. Structura afanitica devine textura micritica, iar structura faneritica devine textura sparitica, termeni de altfel explicati anterior. De asemenea, la calcarele omogene mai pot fi folositi si termenii de echigranular sau inechigranular. Astfel, calcarele de natura chimica au textura oolitica, pisolitica, masiva, compacta. Textura calcarelor alcatuite din teste si schelete au aspecte specifice.

d. lumpuri

structura interna

fragment fosil sau granule de cuart

Fig. 106. Structura interna a componentilor petrografici

c. bioclaste

b. pelete

a. oolite

Principalele tipuri de structuri sunt chimice, organogene, mecanice, diagenetice si epigenetice. Aceste tipuri de structuri dau de altfel si denumirea principalelor tipuri de calcare.

Calcarele chimice iau nastere prin precipitare chimica. Ele se recunosc prin omogenitatea si cristalinitatea materialului. Calcarele chimice caracterizeaza materialul de natura micritica si sparitica.

Calcarele organogene sunt formate preponderent din testuri scheletice de organisme, intregi sau fragmentate. Exista calcare rezultate prin activitatea vitala a organismelor. Aceste calcare au structuri algale (stromatolitice, oncolitice), coraligene (tubicole, celulare), briozoarice (cilindrice, lamelare). Prin urmare, calcarele organogene pot fi separate in doua mari categorii:

n     calcarele bioconstruite, (sin-biolitite) sunt roci cu structura complexa, alcatuite dintr-un cadru scheletic colonial si din materialul sedimentar de umplutura din spatiile interscheletice. Cu alte cuvinte, acest tip de calcare se formeaza in timpul vietii organismelor care, pentru autoaparare si "confort" isi construiesc singure "case". Este cazul coralilor, algelor si briozoarelor. Calcarele coraligene formeaza corpuri cu aspect de dom, dezvoltate pe verticala si fara stratificatie evidenta (se numesc bioherme). Alteori ele au o dezvoltare lenticulara si apar intercalate cu micrite, calcare alochemice sau calcare bioacumulate (se numesc boistrome). In Romania ele apar indeosebi in Carpatii Orientali (in Haghimas si Cheile Bicazului), Carpatii Meridionali (in Valea Cernei), in Dobrogea Centrala (zona Casimcea).

n     calcarele bioacumulate se formeaza dupa moartea organismelor, prin cimentarea testurilor sau scheletelor de natura carbonatica (cochilii). Ele se mai numesc sin-biomicrite, biosparite, calcare scheletale. Aceste schelete apartin unor organisme sedentare, bentonice sau pelagice (ex.: foraminifere - numuliti, orbitoline-brachiopode, ostracode, lamellibranchiate - inocerami, rudisti, gasteropode, amoniti, echinide etc.. Acumularile mobile constituie falune, iar cele cimentate, lumasele. In Romania se gasesc in Carpatii Meridionali (la Albestii de Arges), in Dobrogea (la Lespezi), in Platforma Moldoveneasca.

Creta este o varietate de calcar considerata de multi cercetatori de origine organogena (biogena), provenita prin acumularea clastelor de globigerine. Roca este alba, poroasa si friabila si poate forma bancuri de zeci de metri grosime (ex. localitatea Basarabi si Ovidiu din Dobrogea de Sud ). Formarea lor a avut loc in bazine marine cu adancimi intre 800 si 1000 m.

Calcarele clastice (sin = calcare mecanice, calcare alohtone) sunt roci formate din mai mult de 50 % fragmente calcaroase (extraclaste sau litoclaste) de diverse dimensiuni si origini, provenite prin acumulare mecanica si cimentate prin intermediul unui liant. Clasificarea lor se bazeaza pe criteriul granulometric folosindu-se ca limite de dimensiuni aceleasi valori care se aplica si la rocile detritice.Terminologia folosita are la baza etimologia latina si reflecta predominarea categoriei respective: calcirudit, calcarenit, calcisiltit, calcilutit (fig.107). Astfel de roci reprezinta resedimentarea carbonatica in vecinatatea ariilor recifale sau in zone de platforma. In Romania sunt cunoscute calcarele de Bradet si Marila (Banat) si in bazinul Babadag (Dobrogea de nord).

Fig. 107. Calcare clastice

b. calcarenit

c. calcilutit

a. calcirudit

Calcarele continentale sunt reprezentate de travertine, crustele calcaroase si speleothemele.

1. Travertinele sunt roci galbui, neomogene, foarte poroase si prin urmare, foarte usoare. In masa lor se gasesc spatii ramificate in care se existau resturile vegetale pe care a avut loc precipitarea CaCO₃ (din izvoare) si de asemenea, multe impuritati (granoclaste, substanta organica). Se intalnesc sub forma de bancuri masive, stratificate si cu grosimi variabile. In Romania sunt cunoscute travertinele din zona Borsec, Bixad, Banpotoc din Carpatii Orientali.

Crustele calcaroase (sin. = caliche sau duricruste) se formeaza la suprafata solului sau pe fragmente de roci in zonele cu clima calda si evaporatie intensa in care apele sunt incarcate cu CaCO₃. Substratul lor este mai intotdeauna calcaros.

Speleothemele sunt formatiuni de pestera (stalagmite, stalactite, valuri, stilolite) care iau nastere prin separarea succesiva a carbonatului de calciu din picaturile de apa subterana.

Dolomitele sunt roci sedimentare carbonatice, cristalizate, formate din mai mult de 50% dolomit [CaMg(CO₃)₂]. Ele se deosebesc foarte greu macroscopic de calcare. Din punct de vedere textural se pot deosebi dolomicrite sau dolosparite. Dolomitele reprezinta produse de precipitare chimica in medii cu un caracter lagunar, lipsite de fauna. In general sunt asociate cu depozite evaporitice (gips, anhidrit etc.).

In general dolomitele sunt frecvente in depozitele vechi, paleozoice si prepaleozoic (Muntii Poiana Rusca, dolomitul de Hunedoara). In Carpatii Orientali sunt cunoscute dolomite mai tinere, la Pojorata si Haghimas, iar in Transilvania dolomitele paleogene din zona Mezes, Jibou.

Rocile de tranzitie se realizeaza intre:

n     calcare si dolomite: calcar, calcar magnezian, calcar dolomitic, dolomit calcaros, dolomit;

n     calcare si rocile detritice: calcar, calcar grezos, gresie calcaroasa, gresie si respectiv calcar argilos, marna, argila calcaroasa, argila.

n     calcare, dolomite si roci detritice: calcar, calcar slab argilos, calcar slab argilos dolomitic, calcar slab dolomitic, calcar argilos dolomitic, calcar dolomitic.

Ca forme de zacamant, cele mai cunoscute sunt recifii, stratele si lentilele.

Observatii practice:

Macroscopic

- Deosebirea dintre calcare si dolomite.

Rezolvare: Calcarul face efervescenta cu HCl, dolomitul nu. In plus, la lovirea cu ciocanul geologic, dolomitul lasa un praf sau o urma specifica.

Microscopic

- calcar micritic, calcar sparitic, calcar heterogen, calcar fosilifer.