3.4.1. Structuri, texturi și medii de sedimentare

Intuiție

Un râu rapid cară bolovani, unul leneș doar mâl. Uitându-te la mărimea, forma și așezarea granulelor dintr-un strat poți spune ce fel de apă sau de vânt l-a depus și, de aici, cum se va schimba stratul câțiva metri mai încolo.

Spre deosebire de rocile magmatice și metamorfice, la rocile sedimentare textura descrie dimensiunea, forma, sortarea și modul de legare a particulelor, iar structura descrie organizarea sedimentului la scara stratului. Principalele tipuri de textură sunt (Boggs, 2009, Tucker, 2001):

• clastică (detritică) – roca este alcătuită din fragmente (claste) transportate și depuse mecanic, legate printr-o matrice fină și/sau printr-un ciment chimic (silicios, carbonatic, argilos, feruginos); se caracterizează prin granulometrie, sortare (uniformitatea dimensiunilor), rotunjime și sfericitate a clastelor;

• cristalină – rezultă din precipitarea chimică (evaporite, calcare chimice) sau din recristalizarea diagenetică (dolomite); cristalele sunt strâns îmbinate, ca într-o rocă magmatică;

• oolitică – particule sferice de 0,5–2 mm, cu învelișuri concentrice de carbonat de calciu depuse în jurul unui nucleu în ape agitate, puțin adânci (calcare oolitice);

• organogenă (bioclastică) – roca este formată din resturi de organisme (cochilii, schelete, țesuturi vegetale), întregi sau fragmentate, cu sau fără ciment;

• amorfă (coloidală) – silice sau hidroxizi precipitați în stare de gel (opal, geizerit, limonit).

Structurile sedimentare cele mai importante sunt ilustrate în Figura 3.36: stratificația (succesiunea de strate de grosimi centimetrice–metrice, separate de suprafețe de stratificație care marchează întreruperi sau schimbări ale sedimentării), laminația (strate de grosime milimetrică, tipice pentru argile, silturi și marne depuse în ape liniștite), stratificația încrucișată (seturi de lamine oblice, formate de migrarea dunelor și a ripplurilor sub acțiunea curenților de apă sau a vântului; sensul înclinării indică sensul curentului), granoclasarea (strat gradat, cu granule grosiere la bază și fine la partea superioară, depus dintr-un curent care își pierde treptat competența – structura tipică a turbiditelor din flișul carpatic) și stratele lenticulare (corpuri de nisip cu extindere laterală limitată în masa argilelor, caracteristice depozitelor de luncă și de deltă). Pentru inginer, aceste structuri au două consecințe majore: suprafețele de stratificație și de laminație sunt plane de rezistență minimă și de permeabilitate maximă (anizotropie), iar variabilitatea laterală (lentile, treceri graduale) face ca terenul de fundare să se schimbe pe distanțe mici, ceea ce trebuie reflectat în densitatea forajelor (Capitolul 9).

Figura 3.36 Structuri ale rocilor sedimentare: (a) stratificație; (b) laminație; (c) stratificație încrucișată; (d) granoclasare; (e) structură oolitică; (f) strate lenticulare.

Mediul de sedimentare este ansamblul condițiilor fizice, chimice și biologice în care se depune un sediment; fiecare mediu lasă depozite cu caractere proprii (Figura 3.37). Mediile continentale cuprind mediul glaciar (morene – amestecuri nesortate de blocuri, pietriș și argilă), mediul gravitațional de versant (grohotișuri, conuri de dejecție, brecii), mediul fluvial (pietrișuri și nisipuri de albie, cu stratificație încrucișată; argile și prafuri de luncă; terase), mediul lacustru (argile și marne laminate, cărbuni, evaporite în lacurile sărate) și mediul eolian (nisipuri de dune, bine sortate, și loess). Mediile marine se împart, după adâncime, în litoral (zona țărmului, cu nisipuri, pietrișuri de plajă, depozite deltaice), neritic (platforma continentală, până la circa 200 m adâncime: nisipuri, calcare recifale și bioclastice, marne), batial (taluzul continental, 200–2 000 m: argile, marne și turbidite depuse din curenți de turbiditate – alternanțele ritmice gresie–marnă ale flișului) și abisal (câmpiile oceanice, peste 2 000–4 000 m: mâluri fine, argile roșii pelagice, mâluri silicioase) (Nichols, 2009). Recunoașterea mediului de sedimentare permite anticiparea geometriei corpurilor de rocă (grosime, extindere, variabilitate) și a proprietăților lor, informație esențială în interpretarea forajelor și în corelarea dintre ele.

Figura 3.37 Mediile de sedimentare și depozitele lor tipice, într-o secțiune schematică de la munte la bazinul oceanic (adâncimile sunt orientative).