3.4.4. Roci de precipitație chimică (autigene)

Intuiție

Lasă apă sărată la soare: pe fundul vasului rămâne o crustă. Calcarele chimice, gipsul și sarea s-au depus la fel, din apă, fără să fie cărate de nicăieri. Ce s-a depus din soluție se poate și întoarce în soluție: sunt rocile carstului.

Rocile autigene se formează prin precipitarea din soluții a substanțelor dizolvate, în urma evaporării, a schimbării temperaturii, a presiunii sau a chimismului apei. Din această grupă fac parte rocile carbonatice de precipitație (calcare chimice, travertin, cruste de aragonit, stalactite și stalagmite formate în peșteri), rocile silicioase (geizerit, silex), evaporitele (sare gemă, gips, anhidrit, săruri de potasiu) și sulful nativ sedimentar (Figurile 3.54–3.62). Marnele sunt roci intermediare între calcare și argile (35–65 % carbonat de calciu), foarte răspândite în Subcarpați; se alterează rapid la aer și apă, sunt sensibile la înmuiere și stau la originea multor alunecări de teren. Evaporitele sunt solubile și generează carst salin și gipsifer (Secțiunile 3.1.3 și 3.1.5). Calcare de precipitație chimică și travertin. Se formează prin precipitarea carbonatului de calciu din ape suprasaturate, atunci când acestea pierd \(\ce{CO2}\) (degazare, încălzire, activitate biologică): calcarele chimice propriu-zise, microcristaline, cu laminație fină (Figura 3.58), se depun în mări puțin adânci și în lacuri; travertinul și tuful calcaros se depun la izvoarele carbonatate și termale și în cascade, sub formă de cruste poroase, cu structuri vegetale încrustate. Travertinul compact (Banpotoc, Geoagiu, Borsec) este o piatră ornamentală tradițională, ușor de tăiat; travertinul poros și tuful calcaros sunt însă terenuri de fundare neomogene, cu goluri, iar zonele de izvoare în care se depun sunt active și în prezent.

Stalactite, stalagmite și cruste. În peșteri, apa de infiltrație încărcată cu bicarbonat de calciu pierde \(\ce{CO2}\) la contactul cu atmosfera cavității și depune calcit (mai rar aragonit) sub formă de stalactite (care cresc din tavan, în jurul unui canal central – Figura 3.54), stalagmite (de pe podea, masive – Figura 3.55), coloane, draperii și cruste de aragonit sau de calcit (Figura 3.56) cu structură fibroasă, radiară sau zonată concentric. Aceste speleoteme au importanță directă redusă pentru construcții, dar semnalează circulația activă a apei în masivele carbonatice și ritmul actual al carstificării; în galeriile și tunelurile săpate în calcar, depunerile de calcit colmatează drenurile și sistemele de evacuare a apei.

Geizerit și roci silicioase de precipitație. Geizeritul (sinter silicios) este opal depus de apele termale la gheizere și izvoare fierbinți, sub formă de cruste albe-cenușii, poroase, cu structură concentrică sau vegetală (Figura 3.57). Silexul și jaspul sunt roci silicioase criptocristaline (calcedonie) formate prin precipitarea și recristalizarea silicei în nodulii și în stratele din calcare și din cretă, de origine parțial biogenă. Silexul este extrem de dur și abraziv (uzura sculelor), iar nodulii de silex din calcare și din cretă produc avarii ale utilajelor de excavare și pot declanșa reacția alcalii–silice când ajung în agregate.

Evaporite: sarea gemă și gipsul. Se formează prin evaporarea apei marine sau a lacurilor sărate în bazine închise, în climat arid, în ordinea inversă a solubilității: mai întâi carbonații, apoi gipsul și anhidritul, apoi halitul și, în final, sărurile de potasiu și magneziu. Sarea gemă (Figura 3.59) este alcătuită din halit, cu impurități de argilă, anhidrit și gaze, are structură cristalină grosieră, adesea deformată plastic (diapire, cute de curgere), iar gipsul (Figura 3.60) apare în strate, lentile și cristale mari (selenit), asociat cu marne și argile. În România, formațiunea salină badeniană din Subcarpați și din Bazinul Transilvaniei și gipsurile eocene și miocene din Transilvania și din Subcarpați sunt cele mai importante; sulful nativ sedimentar (Figura 3.61) apare în asociație cu gipsurile și cu rocile vulcanice (Călimani). Solubilitatea ridicată face din evaporite terenuri de fundare de mare risc – carst salin și gipsifer, prăbușiri ale vechilor exploatări, ape agresive sulfatice și clorurate –, așa cum s-a arătat în Secțiunile 3.1.3 și 3.1.5.

Marnă. Rocă intermediară între calcare și argile, cu 35–65 % carbonat de calciu și restul minerale argiloase (Figura 3.62); termenii cu mai mult carbonat se numesc calcare marnoase, cei cu mai puțin argile marnoase. Este cenușie, gălbuie sau verzuie, compactă în stare proaspătă, cu spărtură concoidală și reacție energică cu \(\ce{HCl}\); se depune în mări liniștite și în lacuri, adesea în alternanță cu gresii (fliș) sau cu tufuri. Marnele sunt extrem de răspândite în Subcarpați, în Podișul Transilvaniei, în Podișul Moldovei și în flișul carpatic. Caracteristica lor geotehnică esențială este alterabilitatea: expuse la aer și apă, marnele se fisurează, se desfac în plăci și fragmente mici (dezagregare prin uscare–umezire) și trec, în câțiva ani, într-un pământ argilos moale; rezistența la compresiune scade de la 10–40 MPa în stare proaspătă la valori de pământ după alterare. Marnele alterate sunt roca-gazdă a majorității alunecărilor de teren din Subcarpați și din Transilvania (Capitolul 8), iar fundațiile trebuie coborâte sub zona alterată și protejate imediat după deschiderea săpăturii (beton de egalizare).

Figura 3.54 Stalactite (sursa: Killarnee, 2016)

Figura 3.55 Stalagmite (sursa: Rama, 2016)

Figura 3.56 Cruste de aragonit (sursa: Lavinsky, 2010)

Figura 3.57 Geizerit (sursa: John, 2013)

Figura 3.58 Calcar laminitic [DE VERIFICAT: denumirea] (sursa: John, 2001)

Figura 3.59 Roci saline (evaporite) [DE VERIFICAT: în original „alcaline”] (sursa: Zimbres, 2006)

Figura 3.60 Gips (sursa: Moore, 2023)

Figura 3.61 Sulf nativ (sursa: Leidus, 2021)

Figura 3.62 Marnă (sursa: Institution, 2013)

Roci de precipitație chimică (autigene) și marne.