ROCI PSAMITICE (ARENITE)

ROCI PSAMITICE (ARENITE)

Definitie: sunt roci detritice, terigene - mobile sau consolidate - alcatuite din particule cu dimensiuni cuprinse intre 2 mm si 0,063 mm. Pentru depozitele psamitice libere (mobile) sau necimentate se foloseste termenul de nisip, iar pentru cele consolidate, formate din particule legate prin intermediul unui liant - termenul de gresie.

a. NISIPURI (psamite)

Nisipurile reprezinta un termen cu semnificatie granulometrica, propriu depozitelor psamitice mobile, folosit pentru granule al caror diametru este cuprins intre 2 si 0,063 mm. Acest termen este utilizat independent de natura mineralogica si petrografica.

Textura. Din punct de vedere al granulatiei, nisipurile apar ca un amestec intre fractiunea psamitica (predominanta) si fractiunile aleuritica si pelitica. Gradul de amestec intre aceste trei fractiuni este variabil.

Constitutia mineralogica poate varia foarte mult, de la compozitii monominerale sau oligomictice, la compozitii complexe sau polimictice. Nisipurile oligomictice cele mai frecvente sunt cele cuartoase, calcitice, glauconitice, organogene (formate din 'detritus' scheletic de natura biotica) si fosfatice. Nisipurile polimictice contin intotdeauna cuart, alaturi de care, in diferite proportii, se gasesc feldspati, mice (muscovit + biotit), clorit, minerale argiloase (de obicei ca agregate), minerale grele (zircon, rutil, turmalina, sfen, casiterit, ilmenit, magnetit, aur etc.). Formatiunile grosiere (f >1 mm) ale acestor nisipuri pot fi reprezentate si prin fragmente de roci microcristaline si criptocristaline (aplite, andezite, cuartite, filite, silicolite, micrite, siltite).

Varietati genetice. De cele mai multe ori, nisipurile reflecta prin alcatuirea lor petrografia zonei din care provin si conditiile in care s-a desfasurat transportul si acumularea lor. Ele reprezinta, din acest punct de vedere, un indicator de mediu pentru reconstituirile paleogeografice si paleoclimatice.

Nisipurile marine sunt acumulari de granule cu o sortare buna si grad de rulare variabil. Coeficientul de rotunjire (Ro) este mai mare la nisipurile litorale decat la cele de adancime. Granulele prezinta efecte de dizolvare la suprafata. Compozitia lor poate fi atat oligomictica, cat si polimictica, mai intotdeauna cu fragmente de organisme. Se intalnesc pe platforma continentala si in zona litorala sub forma de plaje, cordoane sau bare.

Nisipurile fluviatile sunt acumulari de granule cu sortare slaba si grad de rulare scazut. Compozitia lor este polimictica, iar continutul de argile relativ ridicat. Formeaza depozite aluviale in albia minora, majora si in vechile terase fluviatile.

Nisipurile eoliene sunt acumulari de granule cu sortare foarte buna, grad de rulare variabil (deoarece impreuna cu particule rotunjite se intalnesc si granule sparte, cu suprafata mata sau prezentand excavatii). Compozitia lor este polimictica si oligomictica si contin frecvent fractiuni aleuritice. Se intalnesc in zonele desertice (sub forma de dune) si mai rar in zonele de campie.

b. GRESII (arenite)

Gresiile sunt roci detritice terigene, consolidate, formate din granule minerale cu dimensiuni cuprinse intre 2 mm si 0,063 mm si legate intre ele prin intermediul unui liant. Liantul, prin natura sa mineralogica si structurala, determina doua categorii importante de roci:

psamitele cu ciment = gresiile propriu-zise;

psamitele cu matrice = graywackele.

Textura este psamitica si in functie de dimensiunile granulelor, gresiile pot fi foarte grosiere, grosiere, medii, fine si foarte fine.

Principalul criteriu pentru sistematica si nomenclatura gresiilor are la baza participarea procentuala a constituentilor petrografici si natura liantului. Principalii constituenti petrografici alogeni luati in consideratie sunt cuartul (Q), feldspatii (F) si fragmentele litice (L) - de roci magmatice, metamorfice si sedimentare.

Cuartul (Q) este constituentul principal al tuturor categoriilor de gresii. Participarea lui poate varia in limite foarte largi si depaseste de obicei 50 %. Continutul de cuart al gresiilor este o masura a gradului de prelucrare a materialului primar si constituie, din acest punct de vedere, un indice de maturitate a rocilor respective.

Feldspatii (F) si fragmentele litice (L) apar subordonat cuartului si in proportii care nu depasesc 50%. Raportul F/L reprezinta un indicator de provenienta, furnizand informatii asupra naturii mineralogice si petrografice a rocilor din ariile sursa.

Liantul constituie un indice de fluiditate a mediului in care a avut loc sedimentarea si consolidarea (matricea reflecta o fluiditate scazuta si cimentul o fluiditate ridicata). Dupa aceste criterii Pettijohn, Potter si Siever (1973) au alcatuit urmatoarea schema de clasificare a psamitelor:

Psamite cu ciment: - gresii cuartoase (Q>50%);

- gresii litice (L 25%; F < 25%; Q < 75%);

- gresii arcoziene (F 25%; L < 25%; Q < 75 %);

2. Psamite cu matrice: - graywacke litic (L > F);

- graywacke feldspatic (F > L).

Observatii macroscopice

Gresiile cuartoase sunt roci psamitice cu un continut ridicat de cuart (> 95%). Ele sunt in general roci compacte, dure, de culori diferite (functie de natura liantului si a constituentilor mineralogici): albe, galbui-albicioase, roz etc.. Stratificatia este aparenta, uneori cu un caracter torential. Alaturi de cuart, in gresiile cuartoase mai pot apare feldspati, mice, minerale grele, rar fragmente litice si bioclaste. La acesti componenti se adauga constituentii autigeni de genul glauconit, pirita, oxizi de fier, calcit, siderit, dolomit, anhidrit, baritina etc.. Liantul in gresiile cuartoase este un ciment de natura silicioasa, calcitica, sulfatica, oxidica si fosfatica. Din acest punct de vedere se pot deosebi gresii cuartoase cu ciment silicios, sulfatic, oxidic sau fosfatic.

Ocurenta. Gresiile cuartoase formeaza intercalatii in seriile detritice sau se asociaza direct cu calcare si dolomite in formatiunile sedimentare de platforma.

Gresiile litice sunt roci psamitice in care cantitatea de cuart nu depaseste 75 %, iar fragmentele litice sunt mai abundente decat cele feldspatice. Ele sunt roci compacte, dar cu porozitate ridicata, de culoare cenusiu deschisa (aspect de 'sare si piper'). Se caracterizeaza prin prezenta unor intercalatii argiloase. In general ele formeaza depozite stratificate (cu stratificatie incrucisata si urme de ripple-marks). Alaturi de cuart, fragmente litice si feldspati mai pot aparea mice (1-5%), minerale grele si bioclaste. Principalii constituenti autigeni sunt pirita, cloritul pe biotit si sericitul la periferia granulelor de cuart alogen.

Liantul se caracterizeaza printr-o mare diversitate mineralogica si chimica. Cimentul carbonatic are frecvent un caracter secundar si apare de obicei in porii rocilor sub forma de calcit xenomorf. Prin descompunerea fragmentelor litice, singenetic sau diagenetic, poate lua nastere un ciment fin, detritic, compus din biotit, sericit, clorit, illit si montmorilonit. Mai putin frecvent este si cimentul silicios, oxidic, feruginos cu caracter pelicular.

Ocurenta. Gresiile litice apar frecvent in formatiunile de flis si molasa. Ele formeaza depozite cu grosime mai mare, de obicei in alternanta cu argile si marne. Uneori gresiile litice insotesc depozitele de tip deltaic si litoral. Foarte rar se pot asocia cu depozite de carbuni.

Gresiile arcoziene sunt roci psamitice in care feldspatii (potasici) alogeni participa in proportie de cel putin 10-12%. In general ele sunt roci cu porozitate ridicata si, uneori, cimentate incomplet. Au culori deschise (alb, galben, roz sau rosu), acestea datorindu-se unor pigmenti (ex. feruginosi) inclusi in feldspati. Gresiile arcoziene prezinta stratificatii incrucisate evidente. Textura este psamitica cu granulatie variabila de la grosier la mediu. Sortarea este slaba, iar gradele de sfericitate si rotunjire sunt variabile.

Structura gresiilor arcoziene este mecanica tipica, cu stratificatie paralela sau incrucisata. Structurile organogene sunt determinate de frecventa fragmentelor de organisme, iar structurile chimice sunt ocazionale.

Constituentii alogeni sunt reprezentati prin cuart (Q<75%), feldspati (F>25%), fragmente litice (L<25%), mice (5-15%) si minerale grele. Constituentii autigeni sunt feldspati, hematit, limonit, clorit, epidot.

Liantul este un ciment de natura primara sau secundara si este reprezentat prin calcit si/sau silice. De remarcat ca geologul italian Carozzi (1960) descrie ca liant al unor arcoze o matrice primara, reprezentand un produs de alterare a malului feldspatic, depus simultan cu granulele grosiere. In compozitia sa mineralogica intra caolinit, sericit, illit, gibbsit si relicte de cuart si feldspati.

Dintre varietatile mineralogice cele mai cunoscute sunt subarcozele (varietate de gresie feldspatica cu un continut de 10-25% feldspati, intotdeauna superior fragmentelor litice), arcozele plagioclazice (roci in care feldspatii sunt predominant plagioclazici si depasesc 25%) si arenitele arcozice (este o denumire folosita pentru unele arcoze cu ciment calcitic). Mai sunt cunoscute in literatura de specialitate denumirile de wackes arcozic (o arcoza cu un continut de argila) si sparagmite (arcoze caledoniene de varsta Precambrian-Cambriena, descoperite pentru prima oara in Norvegia).

Este de remarcat ca in pleiada de varietati exista si asa numitele varietati genetice precum arcozele reziduale (gresie cu matrice argiloasa formata prin alterarea feldspatilor, care repauzeaza peste roci granitice), arcoze bazale (gresii feldspatice care repauzeaza pe granite sau conglomerate feldspatice) si arcoze stratiforme (gresii feldspatice intercalate in conglomerate sau alte roci detritice, fiind formate din granule rulate).

Din punct de vedere al ocurentei, arcozele apar de obicei sub forma de intercalatii in depozite detritice cu un caracter de molasa. Ele se asociaza cu conglomeratele polimictice, bogate in feldspati, sau apar alaturi de argile. Ca varsta se intalnesc de obicei in depozite paleozoice.

Graywacke este o denumire foarte veche (Lasius - 1789) folosita pentru a denumi gresia Kulm, de varsta paleozoica din muntii Hartz. Putin mai tarziu, Jamieson (1808) descrie aceste roci ca 'gresii compuse din granule de nisip de dimensiuni variate, legate intre ele printr-o argila care da rocii o culoare cenusie si o compactitate'. Graywackele sunt roci psamitice formate din cantitati variabile de granule minerale si fragmente de roci, de obicei grosiere si angulare, legate printr-o matrice argiloasa.

Macroscopic, graywackele sunt roci compacte, de obicei dure, de culoare inchisa, cenusie sau verde, caracterizate prin prezenta unui material inechigranular (slab sortat) si angular, lipsit de orientare preferentiala. In general, asemenea tipuri de roci formeaza bancuri masive, cu treceri bruste la argile.

Textura graywackelor este psamitica, cu compozitie granulometrica variabila (de la fin la grosier), cu sortare slaba si foarte slaba. Structura este in general mecanica cu aspecte foarte variate. Structurile chimice si organice se intalnesc numai local.

Constituentii mineralogici principali sunt reprezentati prin cei alogeni (cuart, fragmente litice, feldspati, mice, minerale grele) si autigeni (pirita, calcit, ankerit, clorit). Liantul este intotdeauna o matrice si apare in cantitati variabile (15-40%), ca o fractie a compozitiei granulometrice a rocii respective (cu cat fractiunea alogena fina este mai frecventa cu atat proportia de matrice este mai ridicata). Matricea primara are o compozitie complexa (cuart, feldspati, clorit, sericit, minerale argiloase si produse de dezagregare fizica ale unor filite sau tufuri andezitice). Matricea secundara apare prin alterarea chimica selectiva a feldspatilor, biotitului, amfibolilor, piroxenilor si este constituita din clorit, sericit, epidot calcit diagenetic.

Dintre varietatile mineralogice amintim graywacke litic (L > Q + F), graywacke feldspatic (Q+F>L). Acestea din urma reprezinta o varietate formata predominant din cuart si feldspati. Parageneza lor indica o provenienta din roci magmatice acide si sisturi cristaline cu un grad inalt de metamorfism.

Din punct de vedere al ocurentei, graywackele se asociaza cu depozite terigene de geosinclinal, aparand in alternanta cu argile si siltite. Ele pot aparea alaturi de roci care reflecta o activitate vulcanica (nivele de lave, piroclastite, jaspuri etc.).

ALEURITE (siltite - depozite löessoide)

Aleuritele sunt roci terigene, de cele mai multe ori mobile, formate din particule fine cu dimensiuni cuprinse intre cele ale psamitelor si ale pelitelor (0,063 - 0,004 mm). Depozitele mobile relativ omogene, reprezentand acumulari de material aleuritic (praf, löess) constituie löessul si rocile löessoide (in opinia mea, mai corect poate fi folosit depozite lösseoide)

Löessul formeaza depozite pulverulente (prafoase) cu aspect masiv (lipsite de stratificatie) si cu tendinta de desprindere dupa plane verticale. De obicei sunt friabile, de culoare galbuie sau galbui-albicioasa, au porozitate ridicata si contin spatii libere, tubulare.

Textura acestor depozite este aleuritica si este determinata de granule cu diametru mediu intre 0,06 si 0,02 mm. Forma granulelor este de obicei tabulara sau lamelara, cu grad de rotunjire (Ro) scazut si sortare slaba.

Constituentii alogeni sunt reprezentati prin cuart (20-70%), feldspati (20-40%), mice ( 25%), minerale argiloase, minerale grele (1-2%), amfiboli, piroxeni, epidot, zoizit, granati, turmalina, ilmenit, zircon si bioclaste (in marea lor majoritate gasteropode cuaternare).

Constituentii autigeni sunt reprezentati prin calcit, minerale argiloase si oxizi de aluminiu. Calcitul apare adesea concretionar (forme foarte diverse, numite 'papusi de loess').

Acceptarea de catre cei mai multi cercetatori a naturii sale eoliene, acest lucru ridica imediat problema sursei de material. De unde provine cantitatea imensa de particule de dimensiuni fine care au putut fi antrenate de vant ? In momentul de fata sunt recunoscute doua surse principale: regiunile desertice si regiunile periglaciare, de varsta cuaternara. Exemple in acest sens pot fi multiple. Dintre acestea amintim: pentru loessul din China, sursa considerata este desertul Gobi, pentru cel din Europa Centrala, depresiunile fluvio-glaciare din fruntea calotei arctice etc..

Loessul din tara noastra acopera cca. 17% din teritoriul Romaniei - in Dobrogea, Campia Romana, sudul si nordul Moldovei, Oltenia, Campia de Vest. Grosimile maxime sunt atinse in partea estica a Baraganului (30-40 m). Unii cercetatori considera acest loess proluvial. In orice caz, existenta solurilor fosile si a loessului este indestructibil legata de prezenta asezarilor omenesti (existenta probabil a unor cursuri de apa), asezari infiintate tocmai din cauza proprietatilor deosebite ale acestuia din urma.

Observatii practice:

structura si textura gresiilor si a löesuului;

observatii privind culoarea si compozitia acestora;

recunoasterea principalelor tipuri reprezentative;

a se vedea mai departe metodica determinarii rocilor detritice.