documentc3

14
3.1. CADRUL DIAGENEZEI DIAGENEZA însumeaza totalitatea proceselor de natura fizico-mecanica si chimica, care afecteaza postdepozitional sedimentele, transformându-le în roci consolidate, în timpul îngroparii progresive pâna la limita cu metamorfismul si în timpul exondarii si supunerii rocilor sedimentare factorilor exogeni pâna la limita cu alterarea. Etapele diagenezei: Eogeneza (Sindiageneza): etapa transformarilor timpurii, îngropare de max. !! m" #esogeneza ($nadiageneza): etapa îngroparii progresive. %elogeneza (Epidiageneza): în timpul emergentei rocilor de&a litificate. Cadrul diagenezei este spatiul interstitial, conditionat de relatiile între particule (tipul de contacte si gradul de împachetare), de mediul depozitional (chimismul solutiilor interstitiale) si de evolutia proceselor postdepozitionale (compactare, cimentare, dizolvare). Exprimarea fizica a spatiului interstitial este porozitatea. Porozitatea  ' sistemul de goluri din masa unui sediment sau a unei roci. $ceasta poate fi porozitate primara (depozitionala) si secundara (postdepozitionala). Porozitatea primara este dependenta de dimensiunile si forma particulelor constituente (vezi si fig. .): %ipuri de pori primari: . interparticule sau . intergranulari, . intercristalini, . intraparticule, . prin protectie (shelter), . de cadru scheletic în structurile *iotice ar*orescente (growth-framework ), . fenestrali. orozitatea primara poate suferi în timp modificari importante datorita proceselor diagenetice: largire (dizolvare selectiva), reducere (compactare) si umplere (cimentare), iar spatiul poros ramas reprezinta o porozitate e!undara. %ipuri de pori secundari: . de mula& (moldic porosity ) prin dizolvarea selectiva a unor particule, . de deshidratare, uscare sau contractie (shrinkage), . de *iotur*atie (rezultati prin activitatea organismelor asupra unui su*strat consolidat (boring ) sau neconsolidat (burrow ), vacuole (+!,m vugs), caverne (!,m cavern), canale (channel ), fisuri, . remanenti prin cimentare incompleta sau metasomatism cu reducere de volum. n sedimentele clastice sla* sortate, fractia fina constitue liantul pentru fractia grosiera, acest liant este o matri!e - protomatrice. n functie de raportul între claste si matrice /fa*ric/-ul rocii este /grain-supported / sau /matrix-supported /. 0aca matricea este rezultata prin alterarea secundara a unor claste insta*ile, aceasta reprezinta o epimatrice" iar daca este rezultatul unei recristalizari va reprezenta o pseudomatrice. 3. DIAGENEZA de la !auza la e"e!t 3.1. Cadrul diagenezei 3.#. Pro!ee "izi!o$me!ani!e 3.3. Pro!ee !%imi!e 3.&. 'edii diageneti!e

Upload: teofil-ionel

Post on 15-Oct-2015

13 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

petrologie sedimentara

TRANSCRIPT

  • 5/26/2018 C3

    1/14

    3.1. CADRUL DIAGENEZEI

    DIAGENEZAnsumeaza totalitatea proceselor de natura fizico-mecanica si chimica,care afecteaza postdepozitional sedimentele, transformndu-le n roci consolidate, ntimpul ngroparii progresive pna la limita cu metamorfismul si n timpul exondarii sisupunerii rocilor sedimentare factorilor exogeni pna la limita cu alterarea.

    Etapele diagenezei:Eogeneza (Sindiageneza): etapa transformarilor timpurii, ngropare de max. !! m"#esogeneza ($nadiageneza): etapa ngroparii progresive.%elogeneza (Epidiageneza): n timpul emergentei rocilor de&a litificate.

    Cadrul diagenezeieste spatiul interstitial, conditionat de relatiile ntre particule (tipulde contacte si gradul de mpachetare), de mediul depozitional (chimismul solutiilorinterstitiale) si de evolutia proceselor postdepozitionale (compactare, cimentare,dizolvare). Exprimarea fizica a spatiului interstitial este porozitatea.

    Porozitatea' sistemul de goluri din masa unui sediment sau a unei roci. $ceastapoate fi porozitate primara (depozitionala) si secundara (postdepozitionala).

    Porozitatea primara este dependenta de dimensiunile si forma particulelorconstituente (vezi si fig. .):

    %ipuri de pori primari: . interparticule sau . intergranulari, . intercristalini, .intraparticule, . prin protectie (shelter), . de cadru scheletic n structurile *ioticear*orescente (growth-framework), . fenestrali.

    orozitatea primara poate suferi n timp modificari importante datorita proceselordiagenetice: largire (dizolvare selectiva), reducere (compactare) si umplere(cimentare), iar spatiul poros ramas reprezinta o porozitate e!undara.

    %ipuri de pori secundari: . de mula& (moldic porosity) prin dizolvarea selectiva aunor particule, . de deshidratare, uscare sau contractie (shrinkage), . de*iotur*atie (rezultati prin activitatea organismelor asupra unui su*strat consolidat

    (boring) sau neconsolidat (burrow), vacuole (+!,m vugs), caverne (!,m cavern),canale (channel), fisuri, . remanenti prin cimentare incompleta sau metasomatismcu reducere de volum.

    n sedimentele clastice sla* sortate, fractia fina constitue liantul pentru fractia grosiera,acest liant este o matri!e- protomatrice. n functie de raportul ntre claste si matrice/fa*ric/-ul rocii este /grain-supported/ sau /matrix-supported/. 0aca matricea esterezultata prin alterarea secundara a unor claste insta*ile, aceasta reprezinta oepimatrice" iar daca este rezultatul unei recristalizari va reprezenta o pseudomatrice.

    3. DIAGENEZA de la !auza la e"e!t3.1. Cadrul diagenezei3.#. Pro!ee "izi!o$me!ani!e3.3. Pro!ee !%imi!e3.&. 'edii diageneti!e

  • 5/26/2018 C3

    2/14

    3. Diageneza 22

    Spatiul poros poate fi penetrat de solutii din care prin precipitare se formeaza!imentul. %ipul de ciment este dependent de concentratia solutiilor si realizareaconditiile de precipitare n relatie cu spatiul poros.

    1lasificarea tipurilor de ciment (fig. .2):

    - criteriul granulometric:

    Fig. .1Tipuri de pori s denumiri compuse.

    Fig. .2Tipurile morfometrice si structuralede ciment.

  • 5/26/2018 C3

    3/14

    3. Diageneza 23

    ciment amorf,criptocristalin,larg cristalizat.

    - criteriul morfometric:ciment mozaic (equant, mosaic), druzic (drusy),

    fi*ros (fibrous, bladed)

    - criteriul structural:ciment de contact (meniscus),pelicular (isopachous rim),stalactitic (pendant),de pori (porous),de supracrestere (overgrowth),*azal,poi3ilitic (poikilotopic).

  • 5/26/2018 C3

    4/14

    3. Diageneza 24

    Pro!eele diageneti!e i e"e!tele lor aupra edimentelor

    3.#. Pro!ee "izi!o$me!ani!e (Mechanical Diagenesis)

    C)'PAC*AREAeste un proces postdepozitional care rezulta din presiunea verticalaindusa de ngroparea progresiva su* stive noi de sedimente si din stresul lateral(aditional) generat de compresiuni tectonice.

    Efectele asupra sedimentelor:- rearan&ari mecanice ale particulelor prin schim*area tipului de mpachetare (de lacu*ic la rom*oedric), schim*area tipului de contacte (de la li*ere la liniare), spargeri aleparticulelor casante si deformari ale celor plastice (ex. filosilicati, plasticlaste). %oateacestea duc la:- micsorarea porozitatii, permea*ilitatii, deci a volumului total al sedimentelor sirespectiv la cresterea densitatii acestora si a starii de consolidare" acest procescomplex poarta numele de !ompa!tare"- eliminarea apei interstitiale si migrarea acesteia ascendent sau lateral" n literaturaengleza de specialitate acest proces este denumit /compaction flow".

    n general gradul de compactare este dependent de adncimea de ngropare. $ceastainterdependenta nu este simpla, ci este influentata si de o serie de factori chimicifunctie de tipul de sediment (insta*ilitati chimice ale mineralelor componente laconditiile de presiune4temperatura, precipitari4dizolvari timpurii sau trzii) dupa relatii detipul:

    eP=P z-oz $th5, 6! e)P-P(+P=P z-rorz

    2 #aillart, 676

    unde o ' orozitatea initiala, r ' porozitatea reziduala, z ' adncimea, , 8 '

    valori dependente de tipul de sediment.

    Starea de consolidare a unor sedimente n timpul ngroparii si raspunsul sedimentelorla presiunea litostatica este dependenta de rata de sedimentare. $stfel la rate scazutede sedimentare, sedimentele se afla n permanent echili*ru cu presiunea litostatica dela diferite adncimi, datorita faptului ca presiunea fluidelor interstitiale are timp suficientsa se echili*reze cu presiunea hidrostatica de la adncimea respectiva - cazulnormally consolidateddin fig. ..

    9a o crestere *rusca a ratei de sedimentare, echili*rarea presiunii se poate face doarprin expulzarea *rusca a fluidelor interstitiale. 0aca permea*ilitatea sedimenteloradiacente este *una, se va o*tine rapid starea de consolidare normala. 0aca nsapermea*ilitatea este mica, fluidele nu pot fi expulzate si deci sedimentele vor ramnentr-o stare neconsolidata (sau su*consolidata) n dezechili*ru cu presiuneahidrostatica de la adncimea respectiva (underconsolidated, fig. . *).

    n starea su*consolidata, sedimentele vor avea un caracter ductil favora*il alunecarilorgravitationale, sau cnd presiunea fluidelor interstitiale depaseste componentaorizontala minima a stresului principal se pot produce fracturari intra*azinale (fig. .)

    sau dizolvari su* presiune.

    Sedimentele coezive (cele cu cantitati mari de material pelitic sau car*onatic) se vorafla n timpul ngroparii n stare de supraconsolidare (overconsolidated) n raport cuadncimea la care se afla. %ot n stare de supraconsolidare se afla si sedimentele

  • 5/26/2018 C3

    5/14

    3. Diageneza 25

    a&unse la interfata sediment4apa prin erodarea coloanei acoperitoare (fig. .c). $cestesedimente nu vor fi afectate de cresterea adncimii de ngropare dect din clipa n carepresiunea litostatica va depasii limita de rezistenta a sedimentelor supraconsolidate.

    Fig. . Starile de consolidare n timpul compactarii (dupa Einsele 1!!2".

  • 5/26/2018 C3

    6/14

    3. Diageneza 2#

    Efectul compactarii este dificil de o*servat n sedimente omogene, dar este foarteevident n secvente litologice cu rate diferite de compactare sau n *azinele cutopografie a fundului neregulata sau nclinata (fig. .;). Compa!tarea di"erentiatapoate duce astfel la mularea reliefului primar al unui *ioherm, sau la accentuarea simodificarea formei unor canale colmatate, sau chiar la generarea de falii, n cazul uneirelief *azinal neregulat (n trepte) sau cu panta continua. 9a scara mica, compactarea

    diferentiata este cauza pentru aparitia structurilor de deformare hidroplastica(pseudogaleti), intruziuni clastice (dyke-uri si sill-uri neptuniene.

    Fig. .4E$emple de structuri sedimentare la scara %azinuluigenerate prin compactare diferentiata (dupa Einsele 1!!2".

  • 5/26/2018 C3

    7/14

    3. Diageneza 2&

    3.3. Pro!ee !%imi!e (Chemical diagenesis+

    1adrul proceselor diagenetice chimice l constituie reactiile chimice dintre fluideleinterstitiale si particule, accentuate sau inhi*ate de conditiile de presiune sitemperatura, corespunzatoare adncimii de ngropare (fig. .).

    CI'EN*AREAsedimentelor este un proces chimic de umplere a spatiului intersti-tialdatorita precipitarii din solutiile ce penetreaza sedimentele, n timpul diagenezei timpurii(la adncimi mici de ngropare) si poate inhi*a efectul compactarii. %ipurile de cimentdepind de concentratia solutiilor si realizarea conditiilor de precipitare.

    DIZ)L,AREA -ELEC*I,Aeste un proces care are loc n cazul circulatiei unor solutiicu agresivitate chimica fata de sedimentele pe care le penetreaza. Efectul acestuiproces este aparitia porozitatii secundare.

    Fig. .5'rocese diagenetice si eolutia porozitatii n timpul ngroparii progresie(dupa Einsele 1!!2".

  • 5/26/2018 C3

    8/14

    3. Diageneza 2)

    DIZ)L,AREA -U PRE-IUNE (pressure solution) apare n cazul cresterii presiuniiefective (la limita ntre particule) peste valoarea presiunii fluidelor interstitiale.Efecte - daca particulele adiacente au compozitie mineralogica diferita rezulta

    contacte concav-convexe, datorita dizolvarii prefentiale a celor mai solu*ile"- daca particulele au aceeasi compozitie mineralogica se vor forma contactesuturale sau stilolite (fig. .c).

    0izolvarea unor particule (car*onatice, silicioase) duce la schim*area p

  • 5/26/2018 C3

    9/14

    3. Diageneza 2!

    NE)')R/I-'ULeste un proces izochimic ce se petrece n stare solida. Efecte:procesele de recristalizare (agradanta si degradanta), transformari polimorfe sisupracresterile (care pot fi uneori mediate de cantitati mici de fluide).

    Re!ritalizarea produce modificarea texturii initiale a agregatelor cristaline.rezenta impuritatilor, a su*stantei organice actioneaza ca inhi*itori ai recrista-lizarii,iar transformarile polimorfe datorate insta*ilitatii (termodinamice) a unor minerale

    (aragonit) sau stari cristaline (amorfa, criptocristalina) determina accelerareaprocesului de recristalizare.-upra!reterea (overgrowth) ca proces de dezvoltare cristalina sintaxiala sihomocristalina este adesea urmarea dizolvarilor su* presiune la scara mica (lacontactul dintre particule), caz n care prezenta unul film su*tire de apa va acceleraatt dizolvarea ct si supracresterea.

    DI/EREN*IEREA DIAGENE*ICA cu formare de concretiuni, are loc n sistemelepetrografice eterogene si consta n migrarea n stare ionica sau solutii a componentilorsu*ordonati cantitativ. 1ompozitia concretiunilor indica compozitia fazei mineraledisperse si conditiile mediului diagenetic (p

  • 5/26/2018 C3

    10/14

    3. Diageneza 3,

    3.&. 'EDIILE DIAGENE*ICE

    %ransformarile diagenetice apar ca reactie de adaptare continua a sedimentelor lanoile conditii de mediu (%, , p

  • 5/26/2018 C3

    11/14

    3. Diageneza 31

    au loc dizolvari, n special ale aragonitului (su* 110), cimentari (deasupra 110) cucalcit sla* magnezian tip mozaic si recristalizari.

    -?ona de stagnare este cea n care apa are o circulatie redusa prin sedimente fiindsituata su* zona activa" apa este suprasaturata n 1a1@, iar cimentarea estecontrolata de activitatea organica. Efecte: cimentari minore, dizolvari a*sente,micritizarea marginala a particulelor - cortoide.$ 0adodin zonele de pla&a, spatiul poros este partial ocupat cu pelicule de apa de

    mare si aer. rin pierderea intensa a 1@2au loc cimentari rapide cu aragonit fi*ros detip pendant sau de menisc si cu #g-calcit micritic. 0aca apa devine suprasaturata prinevaporare intensa, cimentarile pot fi cu minerale evaporitice, tot aici apar si procese demetasomatoza (dolomitizari, formarea celestinei, sulfatilor).

    'EDIUL DE A'E-*EC AL APEL)R -ALINE -I DULCIC)LE (mixed freshwater-marine phreatic) Este o zona ngusta cu ape stagnante, varia*ila ca pozitie, fiindinfluentata de oscilatiile de nivel. Aordeaza zonele continentale (insulare) marginaleacolo unde influenta apei de mare n nivelele freatice dulcicole este maxima. Efecte:metasomatism (dolomitizare), cimentari minore.

    'EDIUL NGR)PARII PR)GRE-I,E (burial diagenesis) apare n *azinelesu*sidente. rocesele diagenitice sunt influentate n acest mediu de rata desedimentare (n general mare) si de regimul tectonic, astfel nct compactarea,dizolvarea su* presiune si difuzia sunt cele mai frecvente procese diagenetice.

    Fig. .!-utigeneza n dierse medii diagenetice (dupa Einsele 1!!2".

  • 5/26/2018 C3

    12/14

    3. Diageneza 32

  • 5/26/2018 C3

    13/14

    3. Diageneza 33

    ropunere de algoritm standardizat pentru nregistrarea o*servatiilor asupra efectelorproceselor diagenetice n roci:

    e esantioanele macroscopice, n teren sau pe carote se urmareste:- gradul de compactizare"

    - porozitatea aparenta"- gradul de fisurare si distri*utia fisurilor (sau a cailor de acces ale fluidelor)"- gradul de transformare.

    n sectiunile su*tiri se pot descrie si sintetiza (ca n ta*elul anexat) urmatoarele:- transformarile din spatiul interstitial"- transformarile elementelor componente"- mineralele de neoformatie"- principalele produse diagenetice (ciment, stilolite, recristalizari, etc.)"- momentul relativ de aparitie a produselor diagenetice (plasarea lor n raport

    cu etapele diagenetice).

    Exemplu:

    %ransformari n - porozitate primara (remanenta) - B intergranularaspatiul interstitial: - porozitate secundara (remanenta) - !B de mula&, >B vacuole n

    liant- poronecroza - B calcit mozaic, B gips fi*ros- compactare: contacte concav-convexe !B, suturale Bntre corpusculi car*onatici

    %ransformari ale - dizolvari selective ale *ioclastelor !Bcomponentilor: - micritizari marginale (cortoide) ale *ioclastelor !B

    - recristalizare: 2!B din corpusculii car*onatici, !B din *ioclaste

    Ceoformatii minerale: calcit ' ciment de pori tip mozaiccalcit ' transformarea polimorfa a aragonitului din *ioclastecelestina, calcit ' pe fisuri

    Evolutia temporala:

    'rodusul diagenetic Sindiageneza -nadiageneza Epidiageneza

    contacte c(+c$ suturale

    micritizare + cortoide

    calcit . + ciment de pori

    calcit .. + polimorfism

    calcit ... + recristalizare

    porozitate secundara + fisuri pori de mula/ (acu+

    ole

    calcit .0 celestina + pe fisuri

    an1idrit + ciment de pori

  • 5/26/2018 C3

    14/14

    3. Diageneza 34

    Indrumator 2i2liogra"i!:

    Aathurst D..1., 6>. 1ar*onate sediments and their diagenesis. Elsevier,$msterdam, 2!p.

    Aeaumont E.$., Forster C.-77.

    Einsele ., 662. Sedimentar5 Aasins: Evolution, Facies, and Sedimentar5 Audget.Springer- Gerlag, Aerlin, 27.

    #c0onald 0.$., and Surdam D.1., 67;. 1lastic diagenesis. $m. $ssoc. etrol. eol.#emoir >, ;; p.

    ar3er $. and SellIood A.J. (eds), 67. Sediment diagenesis. C$%@ $S Series1, Deidel, 0ordrecht, ;2>.

    urser A.