Roci

Roci

Rocile sunt asociatii de minerale care alcatuiesc scoarta Pamantului si studiul lor formeaza obiectul petrografiei. Dupa criteriul genetic rocile se impart in trei grupe : roci eruptive (magmatice), roci sedimentare si roci metamorfice.

Roci eruptive

Aceste roci se formeaza prin consolidarea unor magme (topituri naturale formate din silicati, silice, oxizi metalici, vapori de apa, gaze), care iau nastere la adancimi mari in interiorul scoartei terestre. Datorita substantelor volatile pe care le contin, magmele au tendinta sa migreze catre suprafata, unde din cauza scaderii presiunii si temperaturii se consolideaza. Daca racirea magmei se realizeaza la adancime mare, solidificarea ei se face foarte incet, cand in mod succesiv vor atinge temperaturile de cristalizare diferite minerale. Cristalele au timp sa se dezvolte in lichidul magmatic, putand atinge dimensiuni apreciabile, iar rocile formate prin asocierea lor vor fi complet cristalizate. Daca magma ajunge pana aproape de suprafata, racirea ei se face intr-un timp mai scurt, cristalele si mineralele au dimensiuni mici, iar daca magma se revarsa la suprafata sub forma de lava, racirea ei se face foarte repede, aproape brusc si se consolideaza sub forma de masa amorfa.

O data cu racirea magmei are loc si o diferentiere a acesteia dupa greutatea specifica a diferitelor elemente care o compun. Oxizii de: Si, Al, Na si K se ridica in partile superioare ale bazinului magmatic, formand magme acide, cu continut ridicat de bioxid de siliciu (bogate in minerale de cuart si feldspat, mai usoare si mai deschise la culoare), in timp ce oxizii de Fe, se separa in partile inferioare ale bazinului formand magme bazice, sarace in bioxid de siliciu, dand nastere la minerale grele si de culori inchise din grupa piroxenilor si amfibolilor. Se pot diferentia si magme cu o compozitie chimica intermediara, magme neutre, sau cu o compozitie chimica foarte bazica (magme ultrabazice).

Prin patrunderea magmelor in rocile de deasupra bazinelor magmatice si consolidarea lor se formeaza intruziunile magmatice, ce pot avea diferite forme de zacamant. Astfel se cunosc batolitele - forme de zacamant de dimensiuni foarte mari, de sute de km patrati ; lacolitele - forme asemanatoare unor lentile legate printr-un canal de bazinul magmatic ; stockuri - forme cilindrice de dimensiuni mari (diametre de cativa km) ; daykuri - forme rezultate prin umplerea cu topitura magmatica a unor crapaturi (falii) din scoarta terestra. (Fig.1)

Fig.1. Formele de zacamant ale intruziunilor magmatice

a - batolit ; b - lacolit ; c - stock ; d - dyke.

Cand magma ajunge la suprafata da nastere vulcanilor ; iesirea ei se poate face lent, prin revarsare si curgere sau violent fiind insotita de explozii. Din consolidarea lor rezulta rocile magmatice efuzive sau vulcanice.

Principalii componenti ai rocilor eruptive sunt : SiO₂ ; Al₂O₃ ; Fe₂O₃ ; FeO ; MgO ; CaO ; S ; Cl ; F ; Ca, iar mineralele care intra in compozitia acestor roci se impart in minerale principale, accesorii si secundare. Mineralele principale la randul lor, dupa culoare, pot fi : minerale leucocrate de culoare deschisa, reprezentate prin silice, feldspati, muscovit, minerale melanocrate, de culoare inchisa reprezentate prin olivina, turmalina, biotit, hornblenda etc. Mineralele accesorii se intalnesc in mod sporadic fiind reprezentate prin: granati, zircon, magnetit, ilmenit, corindon etc. Mineralele secundare se formeaza dupa consolidarea rocilor eruptive, prin procese de tansformare ulterioara suferite de acestea si sunt reprezentate prin : fluorina, clorit, calcit, oxizi de fier.

Clasificarea rocilor mgmatice se poate face din punct de vedere chimic in : roci acide (SiO₂ > 65%), neutre (41% < SiO₂ < 65%), bazice (SiO₂ < 41%). Dupa criteriul geologic care tine seama de adancimea in scoarta, la care s-au format rocile eruptive se deosebesc :

roci abisale (intrusive) sau plutonice, formate la adancimi mari ;

roci hipoabisale si filoniene, formate la adancimi mai mici ;

roci de suprafata sau efuzive(vulcanice).

Dintre cele mai cunoscute roci eruptive se mentioneaza :

granitul - roca intruziva acida, de culoare deschisa in constitutia careia intra : cuart, feldspat, muscovit, mai rar biotit, hornblenda, granati etc. Se cunosc masive de granit la noi in tara in Muntii Macinului (Greci, Pricopan, Turcoaia), in Carpatii Meridionali (Ogradena, Cerna, Muntele Mic, Tismana, Retezat, Parang), Muntii Apuseni (Muntele Mare, Highis) ;

granodioritul care include o cantitate mai mare de minerale melanocrate fata de granit. Este raspandit mai ales in Banat (Bocsa, Ocna de Fier, Dognecea, Oravita, Sasca Montana, Moldova Noua) unde formeaza ' banatitele '. Astfel de roci sunt intalnite in Muntii Poiana Ruscai, Bihor, Vladeasa si Dobrogea de Nord ;

sienitul si dioritul - roci intruzive cu o compozitie chimica neutra, formate din feldspati, hornblenda, biotit etc. Sunt lipsite de cuart liber. Sienite se cunosc la : Ditrau (Carpatii Orientali), Turcoaia, Iacobdeal (Dobrogea de Nord) si la Ogradena (Banat). Dioritul este intalnit la : Greci (Dobrogea de Nord), Poiana Marului (Carpatii Orientali), si in Muntii Highis ;

gabbroul - roca magmatica intruziva bazica. Are o culoare inchisa datorita proportiei mare de minerale melanocrate. Contine feldspati, olivina, hornblenda si este cunoscut la Greci (Dobrogea de Nord), Iuti (Banat), in Muntii Lotrului, Parangului si Drocii ;

riolitul - roca magmatica efuziva, acida fiind corespondentul de suprafata al granitului. Contine cristale mari de cuart si feldspati, prinse intr-o masa sticloasa, rosietica sau verzuie. Riolitul este raspandit in Muntii Oas, Gutai si in Muntii Apuseni (Vladeasa, Rosia Montana) ;

dacitul - este corespondentul de suprafata al granodioritului. Este o roca acida, efuziva, care contine cristale de hornblenda, biotit, cuart, prinse intr-o masa cenusie inchisa. Dacitul se gaseste in Muntii Apuseni si in lantul vulcanic Oas - Gutai - Tibles ;

andezitul - roca efuziva alcatuita dintr-o masa cenusie negricioasa cu cristale de feldspati, hornblebda, biotit etc. Este corespondentul de suprafata al dioritului si formeaza numeroase masive vulcanice in Muntii Oas - Gutai - Tibles - Rodnei - Calimani - Harghita si in Muntii Apuseni (Sacaramb, Brad, Zlatna, Rosia Montana, Baia de Aries) ;

bazaltul - o roca efuziva, bazica, de culoare inchisa, care contine ca minerale principale : feldspati feromagnezieni, amfiboli, piroxeni, olivina, iar ca minerale accesorii : magnetit, cromit etc. Este corespondentul de suprafata al gabbroului si este cunoscut la : Racos (Brasov), Detunata (langa Abrud), Lucaretu - Sanovita (Banat).

Roci sedimentare

Rocile sedimentare s-au format prin sedimentarea materialului rezultat prin alterarea si dezagregarea unor roci preexistente, prin procese de precipitatie chimica din solutii apoase, sau prin actiunea vietuitoarelor. Functie de modul de formare, rocile sedimentare se impart in urmatoarele categorii : roci detritice, roci reziduale, roci de precipitatie chimica si roci biogene.

1.2.2.1. Rocile detritice

Studiind modul de formare al rocilor sedimentare detritice se pot deosebi mai multe faze : dezagregarea maselor minerale mai vechi, tranportul materialului rezultat si transformarea materialului depus in roca sedimentara.

Dezagregarea si alterarea rocilor sunt procese de natura mecanica sau chimica. Alterarea mecanica consta in dezagregarea rocilor in fragmente din ce in ce mai mici, fara schimbarea compozitiei chimice. Actiunea de distrugere a rocilor este provocata de urmatorii factori : apa, variatile de temperatura, actiunea de inghet si dezghet, actiunea organnismelor. In cazul alteratiei chimice, rolul important revine apei incarcata cu bioxid de carbon, care provoaca in principal descompunerea silicatilor ( acestia predomina in rocile magmatice) si dizolvarea carbonatilor.

Transportul materialului dezagregat se realizeaza de diferiti agenti de transport spre zonele depresionare : vai, sesuri, lacuri, mari si oceane. Principalii agenti care contribuie la realizarea acestui transport sunt : gravitatia (provoaca rostogolirea pe pantele reliefului a fragmentelor de roci), apa (transportul se realizeaza atat in solutie cat si in suspensie), aerul (transporta materialul dezagregat sub forma de nisip si praf).

Sedimentarea materialului transportat are loc in sectoarele in care puterea de transport a diferitilor agenti se micsoreaza sau inceteaza total. In felul acesta se acumuleaza diferite depozite de sedimente care, dupa mediul in care se realizeaza depunerea, pot fi subaeriene sau subacvatice. In domeniul continental se formeaza depozitele reziduale (solurile, lateritele), depozite deluviale (materialul acumulat la poalele pantelor), depozite eoliene (material transportat de vant), depozite glaciare (material transportat de ghetari), depozite torentiale (conuri de dejectie), depozite lacustre (materialul sedimentat in lacuri).

In domeniul marin, procesul de sedimentare atinge amploarea maxima atat ca durata in timp, cat si ca extindere in spatiu. Materialul detritic si cel sub forma de solutie se depun pe fundul marii formand depozite marine sortate dupa marime si greutate.

Diageneza include totalitatea proceselor in cadrul carora au loc o serie de transformari fizice si chimice, ce duc la transformarea sedimentelor in roci consolidate. Dintre principalele procese diagenetice se mentioneaza :

compactarea - consta in micsorarea spatiului dintre fragmentele detritice, datorita presiunii materialului care se depune deasupra;

cimentarea - sedimentelor care se realizeaza prin precipitarea mineralelor care alcatuiesc cimentul si care pot proveni atat din afara, cat si din interiorul sedimentelor;

dizolvarea - consta in solubilizarea anumitor minerale;

dolomitizarea - consta in transformarea calcarelor organogene in dolomite, adica intr-un carbonat dublu de calciu si magneziu;

silicifierea - o substitutie a diferitelor minerale si resturi de organisme prin silice, care se depune sub forma de opal, calcedonie sau cuart ;

incarbonizarea - transformarea resturilor vegetale in carbuni ;

bituminizrea - transformarea resturilor minerale intr-un mediu lipsit de aer. Substanta organica pierde apa, oxigenul, azotul, inbogatindu-se in carbon si hidrogen, in felul acesta rezultand hidrocarburile gazoase si lichide.

Dupa marimea fragmentelor care le compun, rocile detritice se impart in patru subgrupe : psefite (diametrul fragmentelor este mai mare de 2 mm), psamite (diametrul fragmentelor este cuprins intre 0,1 si 2 mm), aleurite (diametrul fragmentelor este cuprins intre 0,1 si 0,01 mm), pelite (diametrul fragmentelor este mai mic de 0,01 mm), iar dupa cum aceste fragmente sunt libere sau cimentate se pot grupa in doua categorii : mobile-necimentate si consolidate-cimentate.(tab. 1)

Clasificarea rocilor detritice

Grohotisul este o roca constituita din fragmente colturoase provenite din dezagregarea altor roci. Se intalneste la baza pantelor abrupte.

Brecia s-a format prin cimentarea grohotisului. Cimentul poate fi de natura argiloasa, limonitica etc.

Bolovanisul se gaseste in apropiera izvoarelor si provine din grohotis transportat de ape la distante mici, astfel incat fragmentele de roci nu au putut sa se rotunjeasca complet.

Pietrisul este constituit din fragmente rotunjite si se gaseste de-a lungul raurilor, fluviilor, pe tarmul marilor.

Conglomeratul a rezultat din cimentarea bolovanisului si a pietrisului. Cimentul poate fi de natura argiloasa, calcaroasa, silicioasa sau feruginoasa.

Nisipul este o roca formata din graunti minerali necimentati, rezultati din dezagregarea diferitelor roci. Din punct de vedere mineralogic, nisipurile sunt alcatuite din: cuart (50-100 %), feldspati (10-15 %), muscovit (10-15 %), la care se adauga granati, amfiboli, piroxeni, magnetit, zircon, aur nativ etc. Nisipurile sunt foarte raspandite in deserturi, in lungul apelor curgatoare si in zonele de tarm ale marilor.

Gresia s-a format prin cimentarea nisipului, cimentul putand fi de natura silicioasa, argiloasa, calcaroasa sau feruginoasa. Culoarea rocii depinde de natura cimentului sau de cea a mineralelor componante. Se pot intalnii gresii : albe (silicioase sau calcaroase), rosii, galbui (feruginoase), verzi (glauconitice), negricioase (manganoase) etc.

Loessul este o roca de culoare galben-deschis, ruginie sau cenusie-gelbuie, sfaramicioasa, formata din praf fin silicios (50-60 %) si praf argilos.

Argila a luat nastere prin transformarea diagenetica a malurilor si namolurilor din rauri, lacuri, mari si oceane. Din punct de vedere mineralogic, argilele sunt alcatuite din silicati de aluminiu, rezultati din alterarea unor roci preexistente la care se adauga : clorit, limonit, cuart, mica, feldspati si diferite proportii de substante organice. Au o culoare alb-cenusie, galbena, rosie, verde, albastra sau chiar neagra, determinata de prezenta unor impuritati de natura minerala sau organica. Argilele sunt unsuroase la pipait, iar in contact cu apa devin plastice. Nu fac efervescenta cu acizi.

Dupa continutul argilelor in diferite componente mineralogice se deosebesc mai multe varietati : argila caolinoasa ( mineralul caolinit este intr-un procent ridicat), argila smectica (culoare vanata),argila refractara ( prin ardere da un material tare ce poate retine caldura un timp indelungat), argila bentonitica etc.

Marna este o roca pelitica cu un continut ridicat de carbonat de calciu (40-60 %). Marnele au o culoare alba-galbuie sau cenulsie, sunt moi la pipait, in general sfaramicioase si fac efervescenta cu acidul clorhidric.

1.2.2.2. Rocile reziduale

Rocile din aceasta categorie rezulta din acumularea materialului rezidual provenit din dezagregarea mecanica si chimica a unor roci preexistente in conditile unui climat tropical si a unui relief putin accidentat. Sunt alcatuite din minerale greu solubile, care dupa formare raman pe loc sau sunt transportate pe distante foarte mici.

Lateritul este o roca de culoare galben-roscata sau bruna, alcatuita din hidroxizi de Al si Fe, la care se adauga fragmente de diferite roci.

Bauxita constituie un laterit fosil si are o raspandire mult mai larga. Se prezinta sub forma de mase compacte sau pamantoase de culoare galbuie, roscata, bruna sau negricioasa. Bauxitele se formeaza pe seama unor roci eruptive sienite, bazalte) in urma unor procese specifice de alteratie sau pe seama calcarelor. De mentionat ca bauxitele se pot forma si din procese de sedimentare sau chimice in mediu marin sau lacustru.

Tot din categoria rocilor reziduale mai fac parte : lhemul, terra-rossa si solurile.

1.2.2.3. Rocile de precipitatie chimica

Aceste roci se formeaza prin precipitarea chimica a substantelor minerale solubile, transportate de catre apele curgatoare in bazine unde are loc concentrarea si precipitarea lor. In general sunt alcatuite dintr-un singur mineral formand asa numitele roci monominerale.

Rocile de precipitatie chimica numite si evaporite (deoarece evaporarea este factorul care determina in ultima analiza precipitarea) au luat nastere in lagune separate de bazinul marin, in asa fel incat apele puteau trece intr-un singur sens, dinspre bazinul marin inspre laguna, aportul permanent de apa marina insemnand si un aport de substante dizolvate. Separarea lagunei de bazinul marin s-a realizat fie prin cordoane de nisip strabatute de canale inguste prin care apele patrund in laguna, fie prin cordoane ce depaseau nivelul apei, dar peste care valurile puteau trece din bazin in laguna.

Conditile de formare a rocilor de precipitatie pot fi realizate si in mari deschise, in acele portiuni in care circulatia apelor de profunzime este intrerupta fata de largul marii printr-o bariera (recifi) si evaporarea locala este superioara volumului de apa de provenienta continentala.

Dintre rocile de precipitatie chimica din domeniul lagunar si marin se mentioneaza : sarea gema, sarurile delicvescente, gipsul, calcarul (depozite lagunare), calcarul oolitic, minette, depozite litorale).

Sarea gema se depune initial sub forma de strate orizontale, dar datorita presiunii mari, fiind o roca plastica, strapunge depozitele sedimentare de deasupra, luand forma unor samburi sau masive de sare. Rocile saline sunt de regula macrogranulare, compacte. Sarea este incolora sau alba, rosie sau galbuie datorita hidroxizilor de fier, cenusie sau neagra datorita impuritatior argiloase si continutului in substante bituminoase.

Silvina si carnalitul sunt saruri de potasiu si au luat nastere in aceleasi conditii ca si sarea. Se depun insa ultimele si de aceea se gasesc in asociatie cu sarea, dar la partea superioara a zacamintelor.

Gipsul si anhidritul apar de regula asociate cu argile, dolomite si calcare. Se intalnesc sub forma de intercalatii stratiforme, corpuri lenticulare, mase neregulate sau aglomerari de-a lungul unor fisuri. Pot avea culori diverse : alb, cenusiu, galben, roz, albastrui sau negru.

Cacarul oolitic este o roca rezultata din depuneri concentrice de carbonat de calciu in jurul granulelor de nisip sau resturilor organice. Uneori carbonatul de calciu este inlocuit de carbonat de fier rezultand rocile feruginoase (siderit, hematit, limonit), numite minette.

Dintre rocile de precipitatie formate in ariile continentale pot fi mentionate : crustele calcaroase, tuful calcaros, travertinul, formatiunile din pesteri.

Crustele calcaroase iau nastere la suprafata solului, in tinuturi aride, cu ape subterane bogate in carbonat de calciu. Datorita evaporarii intense, apele subterane, prin capilaritate, sunt atrase spre suprafata, unde depun continutul lor de saruri dizolvate.

Tuful calcaros si travertinul se formeaza, de regula in zone cu izvoare de natura postvulcanica, din apele cu temperatura normala, prin precipitarea carbonatului de calciu datorita degajarii bioxidului de carbon in momentul iesirii apelor la suprafata. Precipitarea se face sub forma de cruste, pe tulpini de plante si ulterior, datorita distrugerii substantei organice, rocile raman foarte poroase. Travertinul rezulta prin umplerea in cea mai mare parte a golului tufului calcaros cu, carbonat de calciu. Sunt roci foarte usoare si au o culoare galbuie.

1.2.2.4. Rocile biogene

Rocile biogene sau organogene rezulta din acumularea resturilor de organisme animale si vegetale. Dupa natura chimica a depozitelor se deosebesc: roci calcaroase, silicioase, feruginoase si fosfatate (roci acaustobiolite), carbuni, bitumene (roci caustobiolite).

Calcarele organogene sunt formate preponderent sau exclusiv din texturi sau schelete de organisme, intregi sau fragmentate, sau pot rezulta in urma activitatilor vitale ale organismelor. Dintre rocile organogene se mentioneaza:

calcare recifale, care se numesc dupa organismul care a construit reciful ; calcare coraligene, calcare cu Lithotamnium, calcare cu bryozoare etc. Calcarele recifale au o stratificatie foarte slaba sau aceasta este complet absenta si pot fi masive, compacte sau vacuolare ;

calcare cochilifere care pot fi : calcare cu numuliti, calcare cu echinoderme, calcare cu moluste etc. Rocile au un aspect general variat, in functie de formele individuale ale fragmentelor organogene si de dimensiunile lor. De cele mai multe ori cimentul de natura calcitica are o dezvoltare apreciabila ;

creta este o roca de culoare alba, poroasa, friabila si este constituita din 97 % calcit si 1-3 % substanta organica.

Rocile silicioase includ :

diatomitele : roci usoare, poroase de culoare galbuie, care au luat nastere prin acumularea testurilor (invelisul care protejeaza corpul animalelor) de diatomee ;

radiolaritele, asemanatoare la aspect cu diatomitele si constituite din resturi de radiolari.

Rocile fosfatice cuprind fosforitele (roci foarte variate, detritice, chimice, organogene, cu un continut mare de 5 - 6% oxid de fosfor) si guano. Fosforitele se pot prezenta sub forma de granule, ciment sau nodule.

Spre deosebire de rocile organogene acausobiolite, care au luat nastere din substanta minerala a organismelor, rocile organogene caustobiolite s-au format din substanta organica a plantelor si animalelor.

Carbunii provin din transformarea substantei vegetale in absenta oxigenului si sub influenta bacteriilor anaerobe, proces cunoscut sub numele de incarbonizare. Functie de proprietatile fizice si chimice sunt mai multe varietati de carbuni :

turba, roca afanata, de culoare galben-bruna, cu 50 - 60 % carbon si cu putere calorica 5.279 - 4.100.kJ/kg (1.500 - 2.000 kcal/kg) ;

lignitul, in care se cunoaste usor structura vegetala, de culoare bruna-cafenie, ce contine 57 - 65 % carbon si are putere calorica de 8.372 - 17.126 kJ/kg (2.000 - 4.100.kcal/kg) ;

carbunele brun, care poate fi considerat un lignit de calitate superioara. Este compact, are o culoare neagra, contine 60 - 82 % carbon, iar puterea calorica este cuprinsa intre 17.162 - 25.300 kj/kg (4.100 - 7.000 kcal/kg) ;

huila, de culoare neagra mata, este compacta, casanta, contine 76 - 90 % carbon si are o putere calorica de 25.300 - 37.700 kJ/kg ( 7.000 - 9.000 kcal/kg) ;

antracitul, carbunele cu cel mai inalt grad de transformare, are o culoare neagra, luciu metalic, contine 90 - 95 % carbon si are o putere calorica de 37.700 - 38.500 kj/kg (9.000 - 9.200 kcal/kg).

Bitumenele naturale reprezinta un amestec complex si variabil de hidrocarburi gazoase, lichide si solide si se gasesc in rocile sedimentare si mai rar in rocile metamorfice si eruptive. Ele s-au format in urma procesului de bituminizare, care consta in transformarea materiei organice, in special al grasimilor, in lipsa oxigenului, in medii saline sau salmastre ( golfuri, lagune, mari interioare).

Dintre principalele bitumene naturale se mentioneaza : petrolul (un amestec natural, lichid si inflamabil, de hidrocarburi gazoase, lichide si solide), gazele naturale ( libere sau asociate cu petrolul), smoala (produs rezultat din oxidarea si rasinificarea petrolului naftenic), asfaltul (amestec de hidrocarburi grele de petrol oxidat), parafine fosile ( produse ale petrolurilor parafinoase), sisturi bituminoase (roci pelitice impregnate cu bitumene si care dupa natura sedimentului mineral pot fi : argiloase, silicioase, marnoase sau carbunoase)

1.2.2.5. Rocile piroclastice

Un loc aparte in clasificarea rocilor il ocupa piroclastitele. Activitatea vulcanica exploziva conduce la aparitia unui material fragmentar, constituit din sticla vulcanica, lava consolidata in aer, fragmante de roci vulcanice preexistente eruptiei. Tot acest material expulzat in aer conduce, prin acumulare gravitationala, la formarea de roci eruptive, prin natura petrografica, dar daca se ia in considerare modul de formare si de prezentare (sub forma de strate), ele se pot incadra in categoria rocilor sedimentare.

Cele mai multe din aceste depozite sunt intercalate in alte formatiuni sedimentare, ele marcand elementele de vulcanism  proxismal . adesea inss, acest material se acumuleaza simultan cu cel clastic, determinand aparitia de roci mixte, pentru care se utilizeaza denimirea de tufite.

Produsele solide ale manifestarilor vulcanice, functie de marimea elementelor sunt, in principal urmatoarele :

blocurile vulcanice - bucati de lava intarita sau fragmente de roci smulse din peretii vulcanului de dimensiuni ce depasesc 10 -15 cm ;

bombele - bucati de lava aruncate in aer, solidificate pe parcurs, total sau partial ;

lapilii - fragmente mici de lava consolidata (dimensiuni de cativa cm) ;

cenusa vulcanica - material fin, provenit atat din lava intarita, cat si din roci ale peretilor vulcanului.

Din acumularea si transformarea acestor produse rezulta rocile piroclastice. Cand sunt formate din elemente de dimensiuni mari (blocuri, bombe), prinse intr-o matrice fina (lapili, cenusa), formeaza aglomerate vulcanice. Daca predomina elementele mari, colturoase, sau de forma neregulata se numesc brecii vulcanice. Aglomeratele si breciile vulcanice sunt roci usoare, de culoare bruna inchisa, sau cenusie, cu granulatie nergulata si lipsite de stratificatie.

Prin acumularea si diageneza cenusilor vulcanice se formeaza tufurile vulcanice, roci fine, usoare, bine stratificate. Ele au fost denumite in functie de rocile vulcanice cu chimism asemanator ; tufuri dacitice (au o culoare verzuie), riolitice (de culoare albicioasa-galbuie), andezitice (de culoare cenusie inchisa).

1.2.3. Roci metamorfice

Prin metamorfism se inteleg transformarile fizico-chimice pe care le sufera rocile sub actiunea factorilor endogeni (presiune si temperatura). Sunt supuse metamorfismului atat rocile sedimentare si eruptive, cat si rocile metamorfozate intr-o faza anterioara. Transformarea poate duce fie numai la o modificare de natura mecanica, fie la cristalizarea si recristalizarea mineralelor formate anterior, sau se pot forma minerale noi pe seama celor existente. In urma acestor transformari, compozitia chimica globala a rocii poate ramane nemodificata (metamorfism izochimic), sau poate sa se modifice simtitor, datorita unui aport de material, sau indepartarii materialului anterior (metamorfism allochimic).

1.2.3.1. Factorii care provoaca procesele metamorfice

Factorii fundamentali care determina si influenteaza transformarea rocilor in procesul de metamorfism sunt: temperatura, presiunea litostatica, presiunea orientata (stress), componentii mobili.

Temperatura are o importanta deosebita in procesul de metamorfism, cresterea ei determinand o marire a vitezei reactilor chimice cu implicatii asupra compozitiei mineralogice. Aceasta crestere este cauzata de ridicarea maselor magmatice in scoarta terestra, sau a solutilor legate de ele (cu temperaturi cuprinse intre 500 si 1.300 grade Celsius), sau de scufundarea la anumite adancimi a depozitelor sedimentare. Cercetari experimentale au dus la concluzia ca procesele de metamorfism se desfasoara la temperaturi cuprinse in intervalul 100 - 900 grade Celsius.

Presiunea este un factor care exercita o influenta directa asupra transformarii si adaptarii rocilor. Se distinge, pe de o parte, presiunea litostatica, care actioneaza uniform in toate directiile, fiind dominanta la

adancimi din ce in ce mai mari si se datoreste apasarii stratelor acoperitoare asupra celor inferioare, iar pe de alta parte, presiunea orientata (stressul), care actioneaza numai intr-o singura directie si se datoreste eforturilor tectonice, tensiunilor interne (tensiunea de cristalizare, tensiunea maselor supraincalzite). Sub actiunea presiunii litostatice se formeaza minerale cu volume moleculare reduse respectiv greutate specifica mare (feldspati plagioclazi, ortoza, granati etc.), iar sub actiunea stressului se formeaza minerale lamelare sau fibroase, dezvoltate perpendicular pe directia de actiune a stressului (clorit, talc, mica etc.).

Componentii mobili, cum sunt apa, dioxidul de carbon, clorul, fluorul etc., cu o actiune geochimica importanta in procesul de metamorfism, provin fie din dezagregarea magmelor in curs de consolidare, fie din dezhidratarea sau pierderea componentelor volatile ale rocilor supuse matamorfismului. Fiind foarte mobile, aceste substante patrund in planele de clivaj ale mineralelor, porii si fisurile rocilor, pe distante apreciabile si datorita tamperaturii ridicate dizolva unii componenti, ca : Fe, Mn, SiO₂, CaCo₃ etc., iar la o scadere a temperatrii, solutiile devin suprasaturate si precipita anumite minerale. In acelasi timp, fluidele respective intra in reactie cu rocile prin care circula, formand noi minerale mai stabile in noile conditii.

1.2.3.2. Clasificarea tipurilor de metamorfism

Se deosebesc trei grupe mari de metamorfism : metamorfism dinamic, metamorfism de contact si metamorfism regional.

Mteamorfismul dinamic este un metamorfism local, legat indeosebi de zonele de ruptura si in special in zonele unde s-au produs miscari de incalecare. Presiunea care insoteste fenomenele de dislocare a depozitelor din scoarta terestra deplaseaza si lamineaza rocile, le sfarama si le transforma in cataclazite si minolite. Cataclazitele sunt roci in care efectele deformatiilor cataclastice (de faramitare) sunt evidente, dar se poate face cu usurinta reconstituirea rocii supuse eforturilor mecanice. Minolitele sunt roci formate in urma unei cataclaze puternice, pe seama altora mai rezistente din punct de vedere chimic. De regula sunt roci fin granulare, unele foarte dure (cele silicioase), altele afanate si necimentate.

Metamorfismul de contact consta in transformarea rocilor sub influenta temperaturilor inalte si a reactiilor chimice care se produc datorita solutiilor si gazelor degajate de o masa eruptiva din apropiere. Zona din jurul corpului intruziv unde au loc diferite transformari poate varia de la cativa centimetri la cativa kilometri (depinde de marimea corpului intuziv, de adancimea la care se situeaza si de raporturile dintre acesta si rocile inconjuratoare) si poatra denumirea de aureola de contact (fig.3).

Prin ridicarea temperaturii sub actiunea corpului eruptiv ia nastere metamorfismul de contact termic. De regula nu se produce o modificare in compozitia chimica a rocii (metamorfism izochimic), transformarile constand in special in recristalizari, iar rocile care se formeaza se numesc corneene. Sunt roci compacte de culoare cenusie, roscata, verzuie etc., au o duritate foarte mare, iar compozitia lor mineralogica variaza in functie de natura rocii de provenienta. Cele mai raspandite sunt corneenele formate pe seama rocilor argilo-marnoase si calcaroase. Din calcarele si dolomitele supuse unui puternic metamodfism de contact termic rezulta marmure.

Fig.3. Aureola de contact

a - corp intruziv ; b - conturul zonei supuse metamorfismului.

In cazul mtetamorfismului de contact cu aport de substante, vorbim de un metamorfism metasomatic, in care transformarea rocilor este rezultatul actiunii chimice reciproce dintre rocile magmatice si cele inconjuratoare. Cele mai frecvente roci din aceasta categotie sunt skarnele, formate la contactul unor roci eruptive granitoide cu calcare. Sunt roci de culoare alba, cenusie, verzuie sau galbuie, cu o compozitie mineralogica complexa : calcit, granati, piroxeni, amfiboli, feldspati etc., la care se mai adauga sulfuri metalice : pirita, blenda etc. si oxizi : magnetit, hematit etc.

La noi in tara se cunosc corneene in Dobrogea de nord (Iacobdeal, Greci), Banat, Muntii Padurea Craiului, iar skarne in Dognecea, Ocna de Fier (Banat), Baita, Bihor etc.

Metamorfismul regional este dezvoltat pe suprafete vaste, fiind cel mai raspandit tip de metamofism. Factorii determinanti ai acestui metamorfism sunt : temperatura, presiunea si componentii mobili. Domeniul in care se realizeaza metamorfismul se imparte pe vericala in trei zone :

zona superioara (epizona), in care temperatura este relativ moderata, presiunea litostatica mica, iar stressul este foarte puternic. Se produce atat un metamorfism mecanic, cat si chimic. Rocile care se formeaza sunt diferite varietati de sisturi cristaline (cu o sistuozitate evidenta) : sisturi cloritoase (roci de culoare verde alcatuite din clorit, cuart, grafit etc.), sisturi grafitoase ( culoare cenusiu-negricioasa, contin grafit, cuart, sericit etc.), sisturi talcoase ( culoare alb-verzuie, luciu mat, grase la pipait, fiind alcatuite aproape exclusiv din talc), sisturi cuartitice (culoare in general alba si contin : cuart, sericit, muscovit, biotit etc.).

zona mediana (mezozona) in care temperatura si presiunea litostatica au valori mari. Stressul poate fi puternic sau poate lipsi. Se produce un metamorfism mai mult chimic, iar dintre rocile care se formeaza se mentioneaza : micasisturile, amfibolitele, calcarele cristaline. Micasisturile sunt roci cu o sistuozitate clara, datorita predominarii mineralelor lamelare si includ : muscovit, biotit, cuart, grafit, granati etc., la care se adauga minerale accesorii : zircon, magnetit, hematit etc. Amfibolitele sunt roci de culoare verde inchis, negricioase, constituite indeosebi din hornblenda si plagioclazi si provin din metamorfozarea rocilor eruptive bazice si neutre sau a sedimentelor marnoase si calcaroase. Calcarele cristaline sunt roci de culore alba, roz-cenusie sau verzuie si sunt alcatuite din calcit, cuart, talc, clorit, epidot, muscovit etc.

zona inferioara (catazona) in care temperatura este foarte mare, presiunea litostatica inalta, stressul este foarte slab sau lipseste. Principalele roci care se formeaza sunt gnaisurile. Ele se pot forma pe seama rocilor eruptive granitoide (ortognaise) sau pe seama unor depozite sedimentare psamoargiloase (paragnaise). Sunt constituite din cuart, feldspat plagioclaz, ortoza, biotit, muscovit etc. si au o culoare deschisa. Sisturi cloritoase se cunosc in Carpatii Meridionali (Leaota), Muntii Apuseni ; sisturi talcoase in Banat (Rusca Montana, Nucsoara) ; sisturi grafitoase in Carpatii Orientali (Rodna Veche, Balan), Carpatii Meridionali (Valea Jiului, Baia de Fier) ; calcare cristaline in Muntii Fagarasului, Poiana Rusca, Muntele Mare ; gnaisuri in Carpatii Meridionali (Lotru, Cibin, Poiana Rusca) si mai putin in Carpatii Orientali si Muntii Apuseni.