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.