3.4.5. Roci biogene (organogene)#
Intuiție
Un recif de corali, un banc de scoici, o mlaștină cu stuf: viețuitoarele construiesc sau lasă în urmă roci. Calcarele organogene sunt piatră bună de construcție; turba și cărbunii tineri sunt opusul, materie organică moale care se tasează ani în șir.
Rocile biogene se formează prin acumularea resturilor de organisme (cochilii, schelete, țesuturi vegetale) sau prin activitatea acestora. Calcarele bioclastice și bioconstruite (calcare cochilifere, recifale, lumașelice) și creta (alcătuită din cocoliți și foraminifere) sunt roci carbonatice; diatomitul și menilitul sunt roci silicioase formate din schelete de diatomee și radiolari, respectiv prin silicifierea acestora; turba, lignitul, huila și antracitul formează seria cărbunilor, cu grad crescător de carbonificare (Figurile 3.63–3.68). Calcarele sunt roci de construcție și terenuri de fundare bune, dar carstificabile; turba și pământurile organice sunt terenuri de fundare foarte compresibile, excluse de la fundarea directă. Calcare biogene. Marea majoritate a calcarelor sunt de origine organică: calcarele bioclastice (cochilifere, lumașelice) sunt acumulări de cochilii și fragmente de cochilii de moluște, brahiopode, echinoderme, foraminifere, cimentate cu calcit; calcarele bioconstruite (recifale) sunt formate pe loc de organisme constructoare – corali, alge calcaroase, bureți – și au structură masivă, neregulată, cu goluri (Figura 3.63). Rocile carbonatice se clasifică astăzi după textura de depunere, în sistemul propus de Dunham (1962) (Tabelul 3.38) – de la calcarele micritice depuse în ape liniștite până la calcarele granulare, fără mâl, din ape agitate –, sau după proporția dintre aloheme, micrit și sparit (Folk, 1959). În România, calcarele mezozoice (jurasice și cretacice) formează masivele carstice din Munții Apuseni, Banat, Piatra Craiului, Bucegi și Hășmaș, iar calcarele sarmațiene cochilifere și cele eocene apar în Podișul Moldovei, în Dobrogea și în Transilvania. Calcarele compacte sunt terenuri de fundare excelente (rezistențe de 50–150 MPa) și roci de construcție de primă importanță (piatră de talie, agregate, var, ciment), dar sunt solubile: carstul – doline, ponoare, peșteri, goluri umplute cu argilă – este principalul lor risc geotehnic (Secțiunea 10.2), iar calcarele poroase, slab cimentate, au rezistențe reduse și se degradează la îngheț.
Denumire |
Criteriu textural |
Semnificație / mediu |
|---|---|---|
mudstone (calcar micritic) |
mâl carbonatic (micrit) \(>\) 90 %; granule \(<\) 10 %, susținute de matrice |
ape liniștite, energie scăzută (lagune, bazine) |
wackestone |
granule \(>\) 10 %, dar susținute de matrice micritică |
energie scăzută, cu aport de bioclaste |
packstone |
granule în contact între ele, cu micrit în interspații |
energie moderată |
grainstone |
granule în contact, fără micrit; ciment sparitic |
ape agitate (bancuri, plaje, oolite) |
boundstone |
componente legate între ele în timpul depunerii (organisme constructoare) |
recifi, bioherme |
calcar cristalin |
textura de depunere nerecunoscută (recristalizare, dolomitizare) |
diageneză avansată |
Cretă. Calcar biogen fin, alb, moale și friabil, alcătuit din plăcuțe microscopice de alge calcaroase (cocoliți) și din foraminifere, depus în mări epicontinentale în Cretacicul superior (Figura 3.64). Are porozitate foarte mare (30–50 %), duritate scăzută (se zgârie cu unghia, murdărește degetele) și conține frecvent noduli de silex. În România apare în Dobrogea de Sud (Murfatlar, Cernavodă) și în nordul Moldovei. Este o rocă cu rezistență scăzută și foarte variabilă, sensibilă la îngheț și la înmuiere, cu tasări mari sub fundații atunci când este alterată sau fisurată; din cretă se fabrică var, ciment și materiale de umplutură.
Diatomit. Rocă silicioasă ușoară, albă-gălbuie, poroasă și friabilă, formată din acumularea scheletelor de opal ale diatomeelor (alge unicelulare) în lacuri și mări reci, bogate în silice (Figura 3.68). Are densitate foarte mică (0,4–0,9 g/cm\(^3\) în stare uscată) și absorbție mare de apă. În România se cunosc zăcăminte la Pătârlagele (jud. Buzău) și în Bazinul Transilvaniei. Se folosește ca material filtrant, izolator termic, adaos puzzolanic și abraziv fin; ca teren de fundare este slab și compresibil, iar silicea amorfă îl face reactiv cu alcaliile din ciment.
Menilit. Rocă silicioasă brună-negricioasă, cu spărtură concoidală și luciu gras, formată prin silicifierea (cu opal și calcedonie) a unor sedimente bogate în schelete de diatomee, radiolari și spiculi de spongieri (Figura 3.65). Menilitele formează, împreună cu șisturile disodilice (argile bituminoase, laminate) și cu gresia de Kliwa, o formațiune oligocenă caracteristică flișului extern al Carpaților Orientali și a Subcarpaților (Bazinul Slănic, Valea Buzăului). Sunt roci dure, casante, în strate subțiri, intens fisurate, care se desfac în plăci; alternanța lor cu șisturile disodilice moi generează versanți instabili și terenuri de fundare neomogene.
Turbă. Acumulare de resturi vegetale (mușchi, rogoz, lemn) parțial descompuse în mlaștini, în absența oxigenului – primul termen al seriei de carbonificare (Figura 3.66). Este brună-neagră, fibroasă sau amorfă, cu conținut de materie organică de peste 50 %, umiditate naturală de 200–1 000 % și densitate apropiată de cea a apei. Turbăriile din România sunt cele din depresiunile intramontane ale Carpaților Orientali (Dorna, Borsec, Ciuc), din Delta Dunării și din luncile râurilor. Turba este cel mai compresibil teren de fundare natural: tasările sunt mari, continuă mult timp (compresiune secundară pronunțată) și sunt puternic neomogene, rezistența la forfecare este foarte mică, iar descompunerea continuă produce gaze și ape acide; fundarea directă pe turbă este exclusă, soluțiile fiind excavarea și înlocuirea, piloții care traversează stratul sau preîncărcarea de lungă durată.
Cărbuni. Prin îngroparea turbei și creșterea presiunii și a temperaturii, materia vegetală pierde apă și volatile și se îmbogățește în carbon (carbonificare), trecând succesiv în lignit (cu structură lemnoasă încă vizibilă) și cărbune brun (împreună, 60–75 % C), huilă (neagră, lucioasă, compactă, cu 75–90 % C – Figura 3.67) și antracit (peste 90 % C, luciu semimetalic). Stratele de cărbune sunt intercalate în succesiuni de argile, marne și nisipuri (formațiunile lignitifere pliocene din Oltenia, huila carboniferă și jurasică din Banat, huila oligocenă din Bazinul Petroșani). Pentru inginer, cărbunii ridică probleme prin golurile lăsate de exploatările miniere (subsidență, prăbușiri – Secțiunea 10.3), prin autoaprindere și prin pirita asociată, care generează ape acide și umflări în haldele de steril.
Figura 3.63 Calcar bioconstruit (sursa: Garratt, 2017)#
Figura 3.64 Cretă (sursa: John, 2015)#
Figura 3.65 Menilit (sursa: Descouens, 2009)#
Figura 3.66 Turbă (sursa: Eilbeck, 2007)#
Figura 3.67 Huilă (sursa: Amcyrus2012, 2015)#
Figura 3.68 Diatomit [DE VERIFICAT: sursa fotografiei]#
Roci biogene (organogene).