9. Tipuri genetice de cute a. Cute formate prin actiunea fortelor tectonice Cute formate in urma actiunii fortelor de compresiune orizontala - Fortele de compresiune orizontala actioneaza paralel cu suprafata Pamântului. - Pot fi de aceeasi intensitate de ambele parti ale zonei cutate sau pot avea intensitati diferite. Cute formate in urma actiunii unui cuplu de forte in plan vertical Cuplul de forte in plan vertical apar ca urmare a actiunii unor forte de compresiune orizontala in plane diferite. Cuta = O cuta reprezinta orice indoitura sau curbura a unei suprafete geologice. Cel mai frecvent, temenul desemneaza suprafete de stratificatie ale rocilor sedimentare, deformate de la starea initiala plana. Sarniera = linia ce uneste punctele de curbura maxima a unei suprafete cutate Suprafata axiala= suprafata ce include toate sarnierele stratelor dintr-un pachet cutat Axa cartografica = proiectia pe harta a intersectiei planului Urma axiala = intersectia dintre planul axial cu un plan vertical de sectiune Creasta = linia ce uneste punctele cele mai ridicate ale unui anticlinal Talpa = linia ce uneste punctele cele mai coborate ale unui sinclinal Flancurile = portiunile mai putin curbate sau plane Dupa pozitia suprafetei axiale Cute drepte – s.ax. verticala, 2 flancuri normale cu inclinari egale Cute inclinate – s.ax. inclinata, 2 flancuri normale cu inclinari inegale Cute deversate – s.ax. inclinata, 1 flanc normal si unul invers Cute culcate – s.ax. orizontala sau suborizontala, 1 flanc normal si unul invers Cute rasturnate – s.ax. rotita sub orizontala, 2 flancuri inverse Dupa raportul dintre flancuri Cute normale – anticlinale cu flancuri divergente, sinclinale cu flancuri convergente Cute izoclinale – flancuri paralele in sectiune verticala Serii monoclinale / homoclinale Cute evantai – anticlinale cu flancuri convergente, sinclinale cu flancuri divergente Cute flexuri (monoclinale)– flanc mai inclinat ce racordeaza 2 flancuri cu inclinare mai mica Sintetice – flancurile au toate aceeasi inclinare Dupa modul de imbinare a flancurilor Cute stranse – unghiul cutei ascutit Cute largi – unghiul cutei obtuz Cute hemicilindrice (sinusoidale) Cute cufar – flancuri verticale unite printr-un sector orizontal, 2 sarniere Cute kink (“chevron”, zig-zag, rupte in sarniera) – flancuri plane, sarniere angulare Dupa raportul intre grosimea in sarniera si grosimea pe flancuri Cute concentrice (paralele) – grosime egala Cute similare – aceeasi forma Cute dizarmonice – nivele cutate diferit Cute consedimentare – grosime variabila din sedimentare (netectonice Dupa configuratia izogonelor Izogone – linii ce unesc punctele de egala inclinare de pe cele 2 fete Clasa 1 - cu izogone convergente 1A, 1B (paralele), 1C Clasa 2 – cu izogone verticale (similare) Clasa 3 – cu izogone divergente Dupa pozitia sarnierei Cu sarniera orizontala Cu sarniera verticala Cu sarniera inclinata Dupa raportul dintre dimensiuni Liniare (L/l >5) Brahicute (brahianticlinale si brahisinclinale) (2 < L/l < 5) Domuri si cuvete (L/l < 2) d. Asociatii de cute: In plan vertical Anticlinorii si sinclinorii – scara foarte mare, forma generala antiforma sau sinforma cu unghiuri largi In plan orizontal (pe harta) Cute paralele Cute in releu (culise) Cute in fascicul divergent (virgatie) Cute in ghirlanda Cute in fascicul amigdaloid Mecanismele de cutare variaza in functie de : - Adancimea la care se produce cutarea - Competent si incompetenta materialului - Modul de aplicare al fortelor Sunt recunoscute 7 tipuri de mecanisme: Cutare prin flexionare si alunecare - Se produce in urma actiunii unei forte paralel cu stratificatia; - Duce la scurtarea stratelor; Cutarea prin indoire - Indoirea se produce sub actiunea unei forte perpendicular sau la unghi mare asupra stratificatiei. - Produce de obicei cute largi, cu unghiuri mari. Cutarea prin aplatizare: - Are loc o aplatizare generala, fara flexionare sau forfecare; - Se produce o scurtare generala a stratului, perpendiculara pe planul de aplatizare; - Cutele se formeaza doar daca aplatizarea nu este omogena; Cutarea de curgere: - Daca deformarea este discontinua, apar plane de forfecare in interiorul stratului, intre portiuni numite microlitoni. - Intre planele de forfecare, rocile ramân nedeformate. Cutarea prin flexionare si forfecare: - Apare in cazul flexionarii cu deformare maxima in flancuri - De obicei cutarea se produce in acelasi timp cu falierea. - Uneori, dupa aparitia faliilor, cutarea inceteaza, deformarea fiind preluata de falii. Cutarea prin flexionare si aplatizare • Flexionarea precede aplatizarea - Se formeaza initial cute izopace (cu aceeasi grosime) • Flexionarea este contemporana cu aplatizarea - Stratele mai competente se deformeaza prin flexionare; Cutele kink, en chevron si conjugate - Cute cu flancuri drepte, fara raza curbura, ale caror flancuri se intersecteaza intr-o sarniera ascutita. - Cute kink– cute de talie mica, având flancurile si planele axiale de forma plana, cu dimensiuni mai mici de 10 cm latime; Cute conjugate– cute la care se intersecteaza doua benzi kink. - Cute en chevron – stratele au raza de curbura mare pe o parte si nula pe cealalta. Rezulta cute care inchid spatii goale in zonele de sarniera. Cute formate in urma actiunii unui cuplu de forte in plan orizontal - Cuplul de forte in plan orizontal produc asociatii de cute dispuse in releu. - Apar in zone cu miscari de decrosare majore, de-o parte si de alta a unui bloc central. - Cute formate in urma actiunii unor miscari verticale - Ridicarea sau coborârea unor blocuri din fundamentul platformelor. Produc anticlinale si, respectiv sinclinale cu extindere mare, simetrice, cu inclinari mici ale flancurilor; b. Cute de origine netectonica Cute formate prin variatia de volum a rocilor - Sedimentele se depun orizontal peste un paleo-relief cu acumulari mai groase deasupra formelor de relief negative, si mai subtiri deasupra formelor de relief pozitive; Cute formate prin variatia de volum a rocilor - Cresterea volumului unor strate, ca urmare a modificarii chimismului rocilor: . Cute formate sub actiunea stratelor acoperitoare cu grosimi inegal repartizate - Anticlinalele de vale Se formeaza in roci plastice (sare, argila, carbune, etc.) ca urmare a reducerii incarcaturii gravitationale de deasupra; Cute formate prin indoirea capetelor de strat - Indoirea capetelor stratelor plastice (argiloase) in urma frecarii pe planele de falie; 13. Fissurii Fisurile (crapaturile) sunt suprafete de rupere a rocilor in cazul carora deplasarea intre peretii rezultati este nula sau nesemnificativa. Fisurile par frecvent in toate tipurile de roci, cu exceptia argilelor impregnate cu apa. a. Clasificare geometrica • Relativ la stratificatie: - fisuri directionale: sunt paralele cu directia stratului; - fisuri perpendiculare pe directia stratului (fisuri de inclinare). - fisuri paralele cu stratificatia (fisuri pe stratificatie). - fisuri oblice: facu un unghi diferit de 90° cu directia stratelor. Clasificare genetica • Fisuri de origine fizico-chimica - Fisuri singenetice Fisuri de contractie din interiorul corpurilor intrusive racite. - Fisuri diagenetice Fisurile diagenetice (diaclaze) au aparut in timpul diagenezei sedimentelor. Au orientare variata si sunt de obicei umplute cu minerale autigene - Fisuri epigenetice Fisurile epigenetice (epiclaze) au aparut dupa consolidarea rocilor, in urma alteratiei fizico-chimice. • Fisuri de origine mecanica Apar in urma actiunii unor forte externe asupra rocilor. - Fisurile netectonice (atectoclaze) se formeaza sub actiunea presiunii exercitate de greutatea depozitelor acoperitoare, a unor alunecari de teren sau prabusiri, sau ca rezultat al activitatilor umane (antropoclaze). - Fisurile de origine tectonica se formeaza sub actiunea unor forte endogene, ca urmare a miscarilor suferite de scoarta terestra. - Fisuri de tensiune In cazul fisurilor de tenisune, peretii fisurii se indeparteaza sub actiunea unor forte divergente - Fisuri de forfecare In cazul fisurilor de forfecare are loc o miscare a peretilor unul fata de celalalt fara a aparea spatii intre pereti (sunt fisuri inchise). - Stilolite Fisurile insotite de o apropiere a compartimentelor sunt intâlnite in roci carbonatice Falia reprezinta o discontinuitate rupturala a corpurilor de roci de-a lungul careia a avut loc o deplasare vizibila, paralela cu suprafata de rupere. Prin falie se intelege o ruptura a rocilor din scoarta terestra in lungul careia a avut loc o deplasare vizibila paralela cu suprafata de rupere. - Compartimentul faliei - Peretii faliei - Compartimentul din acoperis - Compartimentul din culcus - Urma faliei • Clasificarea geometrica a faliilor Dupa raportul dintre directia faliei si directia stratelor: - Directionale - Perpendiculare - Pe stratificatie - Oblice Dupa raportul dintre directia faliei si directia planului axial al unei cute - Longitudinale - Transversale - Diagonale Dupa marimea unghiului de inclinare: - verticale - cu inclinare mare (> 45°) - cu inclinare mica (< 45°) Dupa raportul dintre inclinarea faliei si cea a stratelor:: - f. verticale in strate orizontale, inclinate sau verticale - f. inclinate directionale in strate inclinate: conforme - contrare Dupa sensul deplasarii aparente a compartimentelor, vizibil in sectiuni transversale la directia faliei - f. normale - f. inverse • Clasificarea genetica a faliilor Din punct de vedere genetic, faliile se pot clasifica dupa natura miscarilor relative sau absolute ale compartimentelor. - Dupa miscarile relative = atunci cand se cunoaste orientarea sariturii reale in planul faliei, se inpart in: - Falie normala - Falie inversa - Decrosare senestra - Decrosare dextra - Falie normala senestra - Decrosare senestra normala - Decrosare senestra inversa - Falie inversa senestra - Faliei nversa dextra - Decrosare inversa dextra - Decrosare dextra normala - Falie normala dextra - Dupa miscarea absoluta a compartimentelor: falii formate prin impingerea in sus a unui compartiment. 15. Fali gravitationale Sunt falii la care compartimentul din acoperis sa deplasat direct in jos pe inclinare. Apar ca urmare a miscarilor de distensiune a. Asociatii de falii gravitationale • In plan orizontal (vizibile pe harta): - Falii gravitationale paralele: directia fortei de distensiune este perpendiculara pe directia faliilor; - • Falii gravitationale in releu: formate sub actiunea unui cuplu de forte de forfecare care genereaza falii decalate. Directia faliilor este aceeasi cu a axei mici a elipsoidului de deformare. In plan vertical (vizibile in sectiune transversala): - Grabenul – asociatie de falii normale care delimiteaza un bloc central coborât fata de compartimentele invecinate; Pt. grabenele de dimensiuni mari se foloseste termenul de rift; - Horstul – asociatie de falii gravitationale care delimiteaza un bloc ridicat fata compartimentele invecinate; - Blocurile faliate (blocuri domino) – rezulta dintr-un semi-graben la care a avut loc si o rotire a compartimentelor fata de o axa paralela cu directia faliilor - Câmpul de falii – asociatie de falii normale in cadrul careia nu exista o ordine stricta de dezvoltare a faliilor; - Faliile sintetice si antitetice – asociatie de falii gravitationale care se formeaza in urma rotirii faliilor impreuna cu intregul bloc pe care il afecteaza. b. Mecanisme de formare a grabenelor Pot exista diferente intre tipurile de grabene, in functie de conditiile particulare de formare: - Grosimea variabila a litosferei: grabenele largi (Baikal, Rinului) ajung pâna in mantaua superioara; grabenele formate pe sare au falii superficiale (2-4 km adâncime); - Mecanismul care produce extensiunea: extensiune laterala normala la axa grabenului (EAfrican) sau forfecare de extensiune (M. Moarta); Activitatea vulcanica asociata: extinsa (zona Afar) sau slaba (Rinului); - Amplasamentul tectonic regional: Grabenul Rinului se dezvolta perpendicular pe sistemul de coliziune al Alpilor; grabenele est-africane se dezvolta in interiorul platformelor (structuri intraplaca). c. Tipuri de zone de rifturi Dupa pozitia tectonica: • Rift intracontinental (continental) – atât fundul cât si umerii riftului sunt formati din crusta continentala; • Rift intercontinental – amplasat intre doua continente. Au crusta oceanica in valea de rift si crusta continentala pe umerii riftului; • Rift oceanic (intraoceanic) – grabenul este format din crusta oceanica (zona dorsalelor medio-oceanice) 16. Falii de incalecare Falii la care compartimentul din acoperis s-a deplasat in sus pe inclinare fata de compartimentul din culcus. Apar ca urmare a compresiunilor de la partea superioara a crustei. a. Tipuri genetice de incalecari - Incalecare brizanta (cuta faliata) – falia taie transant o succesiune de roci, diagonal pe stratificatie. - Incalecare de intindere (cuta-falie) – apare prin exagerarea unei cute cu flanc invers supus la intindere, care cedeaza dupa un plan de ruptura pe care se deplaseaza compartimentele Incalecare de forfecare – apare in urma forfecarilor. Incalecare dupa stratificatie – planul de rupere coincide cu suprafata de stratificatie. - Incalecare de eroziune – partea frontala a incalecarii ajunge la suprafata, iar acoperisul aluneca peste o suprafata de eroziune. Incalecare complexa – falia cuprinde segmente de diferite tipuri. Incalecare cutata – suprafata de alunecare a fost initial plana, apoi a devenit ondulata prin procese de cutare ulterioare. Incalecare listrica – falie curba, cu concavitatea spre partea superioara, Incalecare in trepte – falia este formata dintr-o succesiune de segmente paralele cu stratificatia b. Asociatii de falii inverse • Structura imbricata – asociatie de incalecari de intindere(cute-falii) care inclina in acelasi sens, cu unghiuri asemanatoare. Provine din cute izoclinale care isi pierd flancurile inverse, devenite falii de incalecare. • Evantai imbricat – asociatie de incalecari in cadrul careia faliile individuale au tendinta de racordare intr-un punct. • Duplexurile – sisteme de incalecari in cadrul carora faliile individuale se racordeaza asimptotic in partea inferioara si superioara la doua plane principale de alunecare. Tipuri de duplex: - Cu afundare spre hinterland (c); - Cu forma de capita (d); - Cu afundare spre vorland (e). Pânzele reprezinta unitati tectonice deplasate de pe fundamentul initial pe distante de câteva ori mai mari decât propriile grosimi (minim 5 km). a. Clasificare • Pânzele de acoperire • Pânzele de sariaj • Decrosari Pânzele de acoperire sunt unitati tectonice allohtone care constau intr-o inversiune stratigrafica la scara mare, constând in cute culcate de mari dimensiuni. • Elemente constitutive: – Flancul normal – Flancul invers – Zona de radacina – zona in care cuta initiala, verticala, s-a rotit; – Sarniera radicala – Sarniera frontala – zona de racordare dintre flancul normal si flancul invers; – Latimea de acoperire – distanta orizontala dintre sarniera frontala si cea radicala, Latimea bazei – distanta pe orizontala intre doua sarniere sinclinale ale pânzei; – Inaltimea (grosimea) pânzei Pânzele de sariaj sunt unitati tectonice alcatuite din mase mari de roci deplasate pe suprafete de ruptura (plane de sariaj). - Sariajele reprezinta deplasari ale unor unitati geologice la distanta mare fata de locul ei de origine (peste 5 km). Sariajele apar prin exagerarea incalecarilor. • Elementele panzei de sariaj : - Planul de sariaj – suprafata de ruptura de-a lungul careia se deplaseaza corpul pânzei; - Radacina – zona de origine a pânzei - Sarniera radicala – zona din autohton din spatele careia provine pânza; - Sarniera frontala (fruntea pânzei) – zona cea mai avansata atinsa de pânza; - Latimea de acoperire – distanta orizontala dintre sarniera frontala si cea radicala, • Clasificarea pânzelor de sariaj • Pânze de sariaj de gradul I (de supracutare) apar prin exagerarea unei cute deversate, care trece intr-o cuta-falie, apoi, prin marirea deplasarii pe planul de ruptura evolueaza intr-o pânza • Pânze de sariaj de gradul II (de forfecare) – apar prin exagerarea unei falii inverse cu inclinare mica, formata prin forfecare. • Pânze de sariaj de gradul III (de decolare) – apar prin decolarea unor pachete de strate de pe un substrat, de-a lungul unui plan de desprindere sau de delaminatie • Pânze de sariaj complexe – combina in evolutia lor doua sau mai multe din mecanismele tipurilor I-III. Decrosarile reprezinta falii la care saritura este dominant orizontala, paralela cu directia planului de ruptura. Se mai numesc: falii tranversale, falii transcurente, falii de forfecare, falii de strikeslip, wrench faults, tear faults. • • Clasificarea decrosarilor • Dupa relatia cu directia structurilor afectate: - Decrosari longitudinale – paralele cu directia cutelor (a); - Decrosari diagonale – taie directia cutelor dupa un unghi ascutit (b); - Transversale – taie axele cutelor perpendicular (c). • Dupa sensul rotatiei sau deplasarii relative dintre compartimente: - Decrosari senestre – un compartiment se deplaseaza spre stânga fata de celalalt - Decrosari dextre – un compartiment se deplaseasa spre dreapta fata de celalalt Mecanisme de formare a decrosarilor • • Compresiunea laterala neuniforma din centurile cutate duce la aparitia unor rupturi intre diferite segmente ale cutelor (a.) - Decrosarile formate in acest caz sunt transversale; - Se foloseste frecvent termenul de “tear fault“. Decrosari asociate unor alunecari crustale - Apar in zonele de alunecare relativa intre doua placi tectonice; - Se dezvolta paralel cu directia deplasarii dintre placi; - • Ex.: Falia San Andreas aparuta intre Placa Pacifica si Placa Nord Americana, sub presiunea deschiderii Oceanului Arctic. Decrosari asociate sistemului regmatic al Pamântului (b.) - • Deplasari pe orizontala asociate unui sistem general de linii de slabire aliniate pe directiile NV-SE si NE-SV, aflate in legatura cu marginile continentelor; Se formeaza fracturi importante, numite liniamente, paralele cu aceste directii. Sisteme de decrosare - Faliile de decrosare apar de obicei asociate, formând sisteme de decrosari. - De cele mai multe ori, de-a lungul decrosarilor, pe lânga deplasarea pe orizontala a compartimentelor, apar si zone de extensiune si compresiune. - Din cauza curbarii planului de decrosare apar regimuri de transtensiune (miscari transcurente + extensiune) si de transpresiune (miscari transcurente + compresiune) - Regimul transtensiv implica faliere gravitationala, formarea bazinelor de sedimentare si vulcanism. Regimul transpresiv implica faliere inversa, cutare si ridicare, insotita de eroziune. - Faliile dintr-o zona majora de decrosare se pot separa si reuni, formând un sistem anastomozat. Când faliile diverg, rezulta extensiune si subsidenta (zone coborâte - C); Când faliile converg, rezulta compresiune si ridicare (R); 19. Falii transformante Sunt decrosari care transforma un tip de miscare tectonica in alta. Sunt prezente doar in zonele cu crusta oceanica. Tipuri de transformari: - Falie-rift - Falie-arc convex - Falie-arc concav - Rift-arc muntos Alte tipuri de falii transformante: - Rift-rift - Rift-fosa (rift-arc convex – b; rift-arc concav – c) - Fosa-fosa (arc concav-arc concav – d; arc concav-arc convex – e; arc convex-arc convex – f) 20.Triple jonctiuni Sunt intâlnite la limita dintre trei placi tectonice; Evolutia triplei jonctiuni depinde de sensul si viteza miscarilor dintre perechile de placi; Exista 16 combinatii posibile intre cele trei tipuri de contacte intre placi: R – rifturi; F – falii transformante; T – fosa (trench). 21. Diapirismul Proces geologic prin care corpuri de roci aflate la adâncimi mai mari strapung roci situate la adâncimi mai mici. Diapeirein (gr.) = a strapunge. Termenul a fost introdus de Ludovic Mrazek (1906) • • In sens larg cuprinde si intruziunile si extruziunile magmatice, unde materialul intrus atinge temperaturi ridicate. • In sens restrâns se refera la punerea in loc de material la temperaturi scazute, in stare solida (sare gema, gips, argile, serpentinite). Elementele structurilor diapire • Nucleulstructurii diapire – masa de roci care strapunge structurile acoperitoare. • - Constituit din roci plastice, omogene sau eterogene cu densitate mai scazuta decât cea a rocilor inconjuratoare. - Nucleul are o forma variabila in functie de adâncimea la care se afla, de gradul general de cutare si faliere al zonei, si de stadiul de avansare al diapirismului - In zonele cutate, nucleele diapirelor se extind de-a lungul faliilor sau suprafetelor de stratificatie, luând forma de filon, perete, lentila alungita Complexul din acoperis (de bolta) este reprezentat prin stratele care au fost boltite fara a fi strapunse de nucleu. - • • Complexul din acoperis are forma de dom, brahianticlinal sau anticlinal. Grosimea stratelor din complexul de bolta este de obicei mai mica in zona centrala si din ce in ce mai mare in zona anticlinalelor inconjuratoare. Flancurile structurilor diapire constau in rocile care inconjoara nucleul diapir. Complexul din culcus este reprezentat de rocile aflate sub nucleul diapirului. Este, de obicei, aflat la adâncimi mari (3000-10000 m) si in general mai putin cunoscut. Originea structurilor diapire. Teoria tectonica Teorie dezvoltata de Mrazek (1906) pentru a explica formarea unor diapire in zona cutata a Subcarpatilor Munteniei. Cutarea diapira se produce sub actiunea fortelor de compresiune orizontala. • Teoria tectonica – teoria redistribuirii - In zonele cutate, sarea este refulata din crestetul anticlinalelor catre axele sinclinalelor alaturate. - • Initial are loc o curgere orizontala, apoi, dupa acumularea in axele sinclinalelor, materialul diapir avanseaza pe verticala in sus, spre suprafata. Teoria izostaziei (instabilitatii gravitationale). - Elaborata de Harbot (1910) pentru a explica formarea unor diapire in zone de platforma. - Cauza diapirismului este diferenta de densitate intre materialul diapir si rocile inconjuratoare. - In zonele cu distributie neuniforma a greutatii coloanei de roci deasupra stratului de material plastic, materialul diapir refuleaza spre zonele cu incarcare gravitationala minima, ajungând sa strapunga rocile acoperitoare. - Temperatura sarii joaca un rol important in declansarea diapirismului – la 1000-1500 m temperatura creste suficient de mult plasticitatea sarii, astfel incat aceasta sa se poata mobiliza. Tipuri de structuri diapire • Dupa natura materialului diapir: – Diapire de sare; – Diapire de gips; – Diapire de anhidrit; – Diapire de argila; – Diapire de gheata; – Diapire de turba; – Diapire de material magmatic sau metamorfic. • Dupa forma nucleului in sectiune orizontala: – Domuri diapire – forma izometrica; – Anticlinale diapire – forma alungita. • Dupa forma in sectiune verticala : – Diapire deschise – nucleul ajunge la suprafata; – Diapire inchise (criptodiapire) – nucleul ramâne in adâncime. • Dupa raportul dintre nucleu si rocile inconjuratoare: – Diapire concordante – nucleul bolteste rocile acoperitoare fara a le strapunge; – Diapire discordante – diapirul strapunge rocile acoperitoare. • Dupa modul in care s-au format: – Diapire cu origine tectonica; – Diapire cu origine gravitationala; – Diapire cu origine mixta.