GENEZA HARDGROUND-URILOR JURASICE DIN MUNŢII BUCEGI...

UNIVERSITATEA DIN BUCUREŞTI FACULTATEA DE GEOLOGIE ŞI GEOFIZICĂ

GENEZA HARDGROUND-URILOR JURASICE DIN MUNŢII BUCEGI (VERSANTUL VESTIC)

ŞI DIN MUNŢII ALMĂJULUI (SVINIŢA)

Rezumatul tezei de doctorat

Conducător ştiinţific Prof. Dr. Popescu C. Gheorghe

Doctorand Nicolae (Grădinaru) D. Mihaela

Bucureşti 2011

Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat

1

Cuprinsul tezei de doctorat

Introducere …………………………………………………................................... 3 1. Suprafeţe de discontinuitate de tip hardground / niveluri condensate – noţiuni generale cu exemplificări din zonele studiate 7 1.1. Evoluţia conceptului de hardground …………………………………………….. 7 1.2. Tipuri de suprafeţe de discontinuitate …………………………………………… 12 1.2.1. Softground …………………………………………………………………. 12 1.2.2. Firmground ………………………………………………………………... 12 1.2.3. Hardground ………………………………………………………………... 13 1.2.4. Rockground ………………………………………………………………... 13 1.3. Aspecte specifice hardground-urilor ……………………………………………. 16

1.3.1. Mineralizare: diverse faze minerale ale calcitului, aragonit, dolomit, oxihidroxizi de fier, glauconit, sulfuri, fosfați ………………………………….. 16 1.3.2. Bioturbații. Ichnofaciesuri asociate suprafeţelor aflate în diferite stadii de induraţie …………………………………………………………………………. 28

1.3.3. Activitatea biotică. Colonizarea/încrustarea suprafeţelor de induraţie, de către grupe de organisme specifice ………………………………………………. 34

1.3.4. Bioacreţie - Maturi microbiale şi stromatolite. Originea microbiană a crustelor şi macro-oncoidelor de Fe din cadrul secvenţelor condensate şi a discontinuităţilor studiate ………………………………………………………... 36

1.3.5. Bioeroziune ………………………………………………………………... 38 1.4. Cauzele producerii suprafeţelor de induraţie ……………………………………. 41 1.4.1. Rata de sedimentare scăzută, condensare, omisiune/hiatus ……………….. 41

1.4.2. Chimismul apelor marine. Mări calcitice versus aragonitice ……………… 42 1.5. Relaţia hardground-urilor cu oscilaţiile nivelului mării (abundente în TST

asociate MFS) ……………………………………………………………………….. 46 1.6. Rata de litificare a suprafeţelor de induraţie …………………………………….. 47 1.7. Microfaciesuri asociate hardground-urilor și nivelelor condensate …………….. 48 1.7.1. Criterii microfaciale care conduc la identificarea nivelelor condensate, a

momentelor de omisiune şi/sau reducere a sedimentării în domeniul marin …….. 49 1.7.2. Morfologia hardground-urilor jurasice și microfaciesuri asociate nivelelor

condensate ………………………………………………………………………. 50


2

2. Metode de lucru aplicate pe teren şi în laborator ……………………… 55

3. Studiu de caz - Succesiunea condensată de vârstă jurasic mediu din versantul vestic al Masivului Bucegi ………………………………………. 62 3.1. Istoricul cercetărilor asupra secvențelor mezozoice din Bucegi ……………….. 62 3.2. Încadrare/descriere geologică generală a versantului vestic din Munții Bucegi 66 3.3. Microfaciesuri asociate hardground-urilor jurasice din Munții Bucegi (versantul vestic: Muntele Grohotișul, Pasul Strunga și Cheile Tătarului) …………. 79 3.4. Procese și medii diagenetice prezente în formarea hardground-urilor ………… 90

3.4.1. Principalele etape ale diagenezei hardground-urilor din Munții Bucegi (versantul vestic: Muntele Grohotișul, Pasul Strunga și Cheile Tătarului) ……….. 93

3.4.2. Mediile depoziționale caracteristice suprafețelor de indurație din Munții Bucegi (versantul vestic: Muntele Grohotișul, Pasul Strunga și Cheile Tătarului) 98

3.5. Geochimia și mineralogia hardground-urilor din Munții Bucegi (versantul vestic: Muntele Grohotișul, Pasul Strunga și Cheile Tătarului) ……….…………… 102 3.6. Interpretarea genezei nivelurilor condensate şi a hardground-urilor din Munții Bucegi (versantul vestic: Muntele Grohotișul, Pasul Strunga și Cheile Tătarului) …. 120

4. Studiu de caz - Succesiunea condensată de vârstă jurasic mediu din Munţii Almăjului (Sviniţa) ………………………………………………….. 132 4.1. Istoricul cercetărilor asupra hardground-urilor jurasice din Svinița …………... 132 4.2. Încadrare/descriere geologică generală din Munții Almăjului (Svinița) ..……… 135 4.3. Microfaciesuri asociate hardground-urilor jurasice din Munții Almăjului (Svinița) ……………………………………………………………………………... 142 4.4. Principalele etape ale diagenezei hardground-urilor din Munții Almăjului (Svinița) …………………………………………………………………………….. 148 4.4.1 Mediile depoziționale caracteristice suprafețelor de indurație din Munții Almăjului (Svinița) …………………………………………………………………. 152 4.5. Geochimia și mineralogia hardground-urilor din Munții Almăjului (Svinița) … 154 4.6. Interpretarea genezei nivelului condensat și a hardground-urilor din Munții Almăjului (Svinița) ………………………………………………………………….. 161

Concluzii ………………………………………………………………………………… 164 Bibliografie ………………………………………………………………………………. 168 Planșe ……………………………………………………………………………………. 182 Glosar de termeni ………………………………………………………………………. 242


3

Introducere şi obiective

Utilitatea studierii hardground-urilor

Discontinuităţile corespunzătoare substratelor marine litificate ca urmare a unor

modificări drastice ale parametrilor fizico-chimici şi biologici ai mediilor de sedimentare, sunt

studiate la nivel mondial cu o atenţie considerabilă, datorită valorii lor de markeri stratigrafici

şi ca indicatori de mediu, datorită informaţiilor obţinute prin înţelegerea proceselor de

cimentare, diageneză şi datorită conservării in situ a unor părţi din faunele asociate.

Studiile complexe, interdisciplinare de ordin sedimentologic, geochimic,

paleomagnetic, paleontologic, efectuate asupra hardground-urilor, pot conduce la obţinerea

unor informaţii importante cu privire la evoluţia în timp a bazinelor de sedimentare, informaţii

care ne ajută la estimarea cât mai exactă a factorilor limitativi de mediu din anumite momente

în cadrul mediilor de sedimentare şi mai ales cu privire la procesele care au influenţat evoluția

în timp a comunităţilor de organisme asociate.

Unele hardground-uri reprezintă martorii unor medii depoziţionale foarte speciale

cum ar fi de exemplu canalele tidale (mareice) (Wilson et al. 2005) sau rampe carbonatice,

marine, de adâncime mică (Palmer și Palmer 1977; Malpas et al. 2004).

Stratigrafii şi sedimentologii utilizează hardground-urile ca niveluri marker şi ca

indicatori a hiatusurilor sedimentare, dar şi a evenimentelor care marchează momentele de

inundare a platformelor carbonatice (Fürsich et al. 1981, 1992; Pope și Read 1997).

Studiul nivelurilor condensate şi a suprafeţelor de tip hardground în România:

În cadrul succesiunilor litostratigrafice jurasice care aparţin la diferite unităţi

geotectonice de pe teritoriul României, au fost menţionate în literatura de specialitate, câteva

niveluri de hardground, fără însă a fi realizate studii complexe asupra acestora. Astfel,

suprafeţele de induraţie de tip hardground în accepţiunea pe care azi o acordăm acestui

termen, au fost menţionate în puţine situri jurasice în România (Bucegi, Codlea, Bazinul

Dâmboviței, culoarul Rucăr-Bran, Piatra Craiului, Hăghimaş, Sviniţa, Dobrogea Centrală,

Munţii Apuseni) ele fiind de obicei asociate cu intervale de condensare stratigrafică.

În cadrul acestei teze de doctorat au fost studiate siturile cu suprafeţe de

discontinuitate de tip hardground din Munții Bucegi (versantul vestic) şi Munții Almăjului

(Sviniţa). Am ales aceste două areale de studiu cu scopul de a evalua (în cadrul aceluiaşi

interval de timp geologic) variabilitatea discontinuităţilor de tip hardground şi a nivelurilor


4

condensate asociate, atât în ceea ce priveşte parametrii fizico-chimici cât şi cei biologici, în

două unităţi geotectonice diferite.

Metodologia de cercetare aplicată a fost următoarea:

1. Documentarea ştiinţifică detaliată şi însuşirea noţiunilor teoretice și practice pe care le

implică un astfel de studiu.

2. Stabilirea criteriilor de recunoaştere a nivelurilor condensate şi a discontinuităţilor de

tip hardground (suprafeţe litificate) în cadrul succesiunilor studiate.

3. Observaţii detaliate în teren: curăţarea mecanică şi chimică a aflorimentelor şi a

suprafeţelor de strat, marcarea acestora cu caroiaje (cu ochiuri de câte 20 centimetrii

pătraţi) în cadrul cărora au fost efectuate observaţii sedimentologice şi tafonomice

detaliate; cartarea şi probarea detaliată a profilelor studiate.

4. Prepararea materialului studiat: peste 470 de eşantioane macroscopice din care au fost

efectuate suprafeţe șlefuite şi peste 300 de secţiuni subţiri; peste 150 de plachete

lustruite; 50 de proble preparate pentru SEM, 20 probe preparate pentru analize

izotopice; 20 probe pentru analize de difracţie cu raze X.

5. Efectuarea analizelor de laborator: catodoluminiscenţă, spectrometria prin fluorescenţă

cu raze X (XRF), amprente pe celuloid, analize de difracţie cu raze X (XRD), analize

la microscopul cu scanare electronică (SEM), analize de izotopi stabili.

6. Analiza microfaciesurilor şi a microsecvenţelor cu care hardground-urile sunt asociate

şi analiza proceselor de diageneză în cadrul litofaciesurilor studiate – element de

noutate și originalitate pentru studiile de specialitate din România.

7. Studiul tafonomiei şi morfologiei crustelor corespunzătoare hardground-urilor şi a

cortexului macro-oncoidelor din cadrul secvenţelor condensate studiate - realizat

pentru prima dată în România.

8. Studiul geochimic şi mineralogic: gradul de mineralizare al crustelor, determinarea

oxizilor majori şi a elementelor minore, analiza izotopilor stabili – element de noutate

pentru siturile studiate.

9. Elaborarea modelului de geneză şi evoluţie a hardground-urilor şi nivelurilor

condensate jurasice studiate.


5

Analizele detaliate pe care le-am realizat la microscopul electronic, demonstrează

pentru prima dată în România, natura microbiană a crustelor asociate hardgrounduri-lor şi

macro-oncoidelor studiate.

Deşi unele din siturile studiate de noi au fost în atenţia multor specialişti, începând cu

Herbich (1888) şi până foarte recent (Dragastan, 2010) lucrarea de faţă realizează pentru

prima dată în România un studiu extrem de detaliat al discontinuităţilor de tip hardground şi a

secvenţelor condensate asociate, conform cu exigenţele impuse de studii similare pe plan

internaţional.

Capitolul 1. Suprafeţe de discontinuitate de tip hardground / niveluri condensate

– noţiuni generale cu exemplificări din zonele studiate.

În acest capitol sunt prezentate noţiuni generale (cu exemplificări concrete din zonele

studiate) privitoare la: evoluţia conceptului de hardground; tipuri de suprafeţe de

discontinuitate; aspecte specifice hardground-urilor privind mineralizarea diversă a

suprafeţelor litificate; bioturbaţii/ichnofaciesuri asociate suprafeţelor aflate în diferite stadii de

induraţie, activitatea biotică / colonizarea / încrustarea suprafeţelor de induraţie; bioacreţie:

maturi microbiene şi stromatolite/ originea microbiană a crustelor stromatolitice şi a

cortexului macro-oncoidelor; bioeroziune; cauzele producerii suprafeţelor de induraţie; relaţia

hardground-urilor cu oscilaţiile nivelului mării (abundente în TST, asociate cu MFS); rata de

litificare a suprafeţelor de induraţie; criterii microfaciale care conduc la identificarea nivelelor

condensate, a momentelor de omisiune şi/sau reducere a sedimentării în domeniul marin

precum şi morfologia hardground-urilor jurasice. Toate acestea fiind exemplificate cu date

originale şi cu observaţii personale efectuate în teren şi în laborator.

Capitolul 2. Metode de lucru aplicate pe teren şi în laborator.

Studiul discontinuităţilor de tip hardground asociate nivelurilor condensate este un

studiu interdisciplinar care necesită observaţii extrem de detaliate realizate în primul rând pe

teren şi mai apoi în laborator. Este descrisă metodologia de lucru pe teren începând cu

pregătirea aflorimentelor şi a suprafeţelor de strat în cadrul cărora au fost efectuate observaţii

sedimentologice şi tafonomice detaliate; s-au realizat cartări de detaliu şi ridicarea coloanelor

litostratigrafice pentru fiecare succesiune în parte. Au fost colectate peste 470 de eşantioane

macroscopice din care au fost efectuate suprafeţe șlefuite şi peste 300 de secţiuni subţiri; peste

150 de plachete lustruite; 50 de proble preparate pentru SEM, 20 probe preparate pentru

analize izotopice; 20 probe pentru analize de difracţie cu raze X. Capitolul doi descrie de


6

asemenea în detaliu metodele optice şi dispozitivele utilizate în analizele geochimice,

mineralogice şi sedimentologice: catodoluminiscenţă, spectrometria prin fluorescenţă cu raze

X (XRF), procesul de efectuare al secţiunilor subţiri, amprente pe celuloid, analize de

difracţie cu raze X (XRD), analize la microscopul cu scanare electronică (SEM) precum şi

analizele izotopilor stabili.

Capitolele 3 şi 4 reprezintă două studii de caz asupra unor succesiuni sincrone marcate

de existenţa unor niveluri condensate însoţite de importante discontinuităţi de tip hardground.

În aceste două studii de caz, sunt prezentate detaliat, istoricul cercetărilor geologice,

descrierea geologică generală, descrierile litostratigrafice detaliate ale secvenţelor cartate,

descrierea detaliată a microfaciesurilor şi a proceselor diagenetice identificate, geochimia şi

mineralogia crustelor fero-magneziene asociate discontinuităţilor de tip hardground, cât şi

analiza fenomenelor de micro-încrustare, micro-bioeroziune proprii acestor tipuri de

discontinuităţi şi interpretarea genezei nivelurilor condensate şi a discontinuităţilor

(suprafeţelor litificate = hardground-uri).

În capitolul 3 sunt descrise siturile cu suprafeţe de discontinuitate de tip hardground

din versantul vestic al Masivului Bucegi: Muntele Grohotișul, Pasul Strunga, Cheile Tătarului

(Fig. 3.1), în care succesiunile stratigrafice corespunzătoare sfârşitului Jurasicului mediu şi

începutul Jurasicului superior sunt marcate printr-o serie de discontinuităţi şi un nivel

condensat (Fig. 3.2).

Fig. 3.1. A. Localizarea Munților Bucegi în Carpații de SE a Dacidelor Mediane pe harta geotectonică a României, redesenată după Săndulescu 1984; B. Harta geologică a Masivului Bucegi, cu amplasarea secțiunilor studiate (modificată după Harta geologică sc. 1:50 000 a Masivului Bucegi și a Culoarului Dâmbovicioara, după Patrulius 1969).


7

Fig. 3.2 Corelarea succesiunilor litostratigrafice din cadrul secvențelor studiate din versantul vestic al

Munților Bucegi (Muntele Grohotișul, Pasul Strunga și Cheile Tătarului) (după Lazăr 2006, cu modificări)


8

Acestea au fost generate în timpul unor perioade de reducere a sedimentării, perioade

de omisiune (perioade îndelungate de nedepunere), eroziune, fenomene de re-sedimentare şi

re-prelucrare a sedimentelor in situ, toate aceste procese fiind însoţite de cimentarea

sindepoziţională a nivelului condensat şi de formare a unor suprafeţe de discontinuitate

caracteristice.

Prima suprafață de discontinuitate, notată HGBj-Bt, este foarte clar evidenţiată între

ultimul strat al membrului de Vârful Tătarul (UR) şi nivelul condensat cu cephalopode (OR).

Descriem această discontinuitate ca fiind un hardground (sensu Fürsich, 1979 şi Clari et al.

1995) pe baza următoarelor argumente:

- DS – suprafața de discontinuitate este evidenţiată între sedimente acumulate în cadrul

aceluiaşi mediu depoziţional şi anume într-o zonă de shoal situată la marginea șelfului,

suspusă periodic acţiunii erozionale a furtunilor şi curenţilor marini;

- UR – rocile de sub DS (underlying rock) (Membrul de Vârful Tătarul), reprezintă un

grainstone ooidic cu stratificaţie oblic încrucişată, cimentat sindepoziţional în zona de shoal;

- OR – rocile de peste DS (overlying rock) (Membrul de Muntele Grohotișul) reprezintă

un grainestone ooidic, care conţine fragmente de cruste feruginoase, stromatolitice, macro-

oncoide, oncoide, peloide fosfatice şi ooide erodate si resedimentate din UR și din DS și din

primii centimetrii din OR;

- Suprafaţa de discontinuitate (DS = HGBj-Bt ) prezintă un relief erozional clar cu

structuri de tip ”megaripple” (cf. Fürsich 1979). Această suprafaţă este mineralizată cu o

crustă subţire feruginoasă şi cu glauconit (Fig. 3.3A). HGBj-Bt corespunde unei lacune relativ

scurte, care cuprinde probabil partea terminală a Bajocianului plus prima parte a

Bathonianului inferior, între biozona Parkinsoni şi biozona Zigzag, conform faunelor de

ammonoidee menţionate de Patrulius (1969). HGBj-Bt este alcătuit din ooide, corpusculi

compuşi de tip grapestone, plăcuţe de echinoderme, foraminifere și briozoare. Ooidele sunt

bine sortate, cu forme regulate sferice sau elipsoidale cu un diametru mai mic de 2 mm, cu

nucleul format pe granule de cuarț dar și pe bioclaste (îndeosebi pe fragmente de

echinoderme). Ooidele au cortexul concentric, format din 2 până la 4 lamine succesive cu

microstructură predominant tangenţială sau concentrică, specifică mediilor cu hidrodinamică

mare a bazinului, fapt care indică că acestea s-au format în zona de shoal a șelfului. Liantul

este compus generaţii succesive de ciment şi o matrice micritică care s-a conservat într-o

proporţie mai mică. Prima generaţie este evidențiată în corpusculii compuși de tip grapestone


9

Fig. 3.3 A. Detalii de afloriment din Muntele Grohotișul. Se observă cele două discontinuităţi şi nivelul condensat care le separă. Nivelul condensat cu cephalopode și macro-oncoide reprezintă OR pentru HGBj-Bt și UR pentru IRGBt-Clv; B. Muntele Grohotişul: canale şi cavităţi umplute cu cruste microbiale și sedimente pelagice (wackestone/packstone); C. Cruste stromatolitice feruginoase cu tuburi de viermi și briozoare (evidențiate prin săgeata galbenă) în topul nivelului condensat din Cheile Tătarului; D. Muntele Grohotişul: eșantion din partea superioară a nivelului condensat cu cruste care marchează IRG în top.


10

în care ooidele sunt unite prin intermediul unui ciment micritic de menisc alcătuit din calcit

slab magnezian, următoarea generație este un ciment sindepozițional fibros cu dispoziție

peliculară în jurul alochemelor, în aceeași generație dezvoltându-se lateral și simultan cu

cimentul fibros și o primă etapă de supracreștere sintaxială în jurul echinodermelor, urmând

apoi un ciment mozaic care colmatează porii intergranulari. Cimentul micritic de menisc este

întâlnit în microfaciesurile tipic pentru zonele intertidale cu medii agitate, cu energie

hidrodinamică mare a bazinului, condiționată de agitația valurilor. Cimentul sintaxial de

supracreștere și cimentul pelicular fibros, tipic mediilor marine de apă puțin adâncă (James și

Choquette 1990, Brigaud et al. 2009), evidențiază o cimentare submarină timpurie.

250μm

A

234

1

250μm

B

Fig. 3.4 A. Generații succesive de ciment prezente în suprafețele de indurație: prima generație este un ciment de menisc prin intermediul căruia sunt unite ooidele formând corpusculi compuși de tip grapestone, a doua generație este un calcit sindepoziţional fin fibros acicular cu dispoziție peliculară în jurul corpusculilor, urmând în continuitate un ciment druzic pelicular iar cea de-a patra generație fiind un ciment mozaic ferifer de pori; B. Ciment sindepozițional fibros cu distribuție peliculară, precipitat uniform în jurul ooidelor și bioclastelor din Cheile Tătarului

Peste HGBj-Bt, urmează nivelul condensat cu cephalopode (=„bancul cu

cephalopode” cf. Patrulius 1969; 1980) (Fig. 3.3A). Acesta are o grosime cuprinsă între 0,65

cm (la Muntele Grohotişul), 1 m în Pasul Strunga precizată de Patrulius în 1969 (pag. 49) și

0,90 cm la Cheile Tătarului.

Considerăm acest strat ca fiind un nivel condensat pe baza următoarelor caracteristici:

- din punct de vedere biostratigrafic nivelurile condensate heterocrone corespund unui

interval de timp care cuprinde numai Bathonianul inferior în Muntele Grohotişul,

respectiv tot Bathonianul plus Callovianul inferior, în Pasul Strunga şi Cheile

Tătarului; intervalele de timp corespunzătoare au fost documentate pe baza speciilor

de ammonoidee descrise de: Herbich (1888), Popovici-Hatzeg (1905), Jekelius (1916)

și Patrulius (1969);


11

- stratul este reprezentat printr-un grainstone ooidic, grainstone-packstone bioclastic

puternic bioturbat, cu numeroase cavităţi şi canale care sunt umplute cu două generaţii

de sedimente pelagice (wackestone/packstone) (Fig. 3.3B), toate acestea fiind

cimentate sindepoziţional printr-un ciment pelicular fibros acicular și/sau prismatic

(Fig. 3.4A-B);

- sunt evidențiate cortoide (bioclaste micritizate marginal), ooide fosfatice de

dimensiuni milimetrice şi claste de cuarţite (de asemenea încrustate) care apar dispuse

neuniform pe toată grosimea nivelului condensat, acestea fiind exhumate din stratul

subiacent și/sau din zone adiacente de adâncime mai mică şi re-sedimentate pe șelful

distal;

- macrofauna bentonică apare diseminată pe toată grosimea nivelului condensat; cu

toate acestea, către partea superioară pe ultimii 10-20 cm, nivelul conţine o

macrofaună bentonică caracteristică, care sugerează tranziţii succesive de la stadiul

iniţial de softground, către firmground şi apoi hardground. Astfel, stadiul de

softground este argumentat prin existenţa bivalvelor infaunale cu genurile Pleuromya

şi Pholadomya. Stadiul de firmground este documentat prin existenţa canalelor de tip

Thalassinoides şi a bivalvelor infaunale de adâncime mică (Myophorella, Trigonia,

Neocrassina).

A doua suprafaţă de discontinuitate majoră marchează topul nivelului condensat şi

o definim ca fiind IRG (inherited rock ground, sensu Clari et al. 1995) pe baza următoarelor

argumente:

- această suprafață de discontinuitate (DS) marchează un contrast de facies clar, care

separă sedimentele de șelf de sedimentele pelagice;

- IRGBt-Clv reprezintă stadiul indurat al părţii superioare a nivelului condensat cu

cephalopode;

- după formarea IRGBt-Clv, platforma a fost inundată brusc, peste acest strat

dezvoltându-se aproximativ 4 m de marne verzi, roşcate care conţin sedimente

pelagice de adâncime mare (numeroase fragmente de cochilii de bivalve planctonice,

radiolari, foraminifere planctonice, belemniţi și amoniţi);

- IRGBt-Clv este bogat în fragmente de echinoderme, în special crinoide, care sunt de

regulă micritizate marginal generând cortoide, ooide concentrice formate predominant

pe nucleu de echinoderme dar şi rare ooide formate pe fragmente de cuarţ, oncoide şi

cruste stromatolitice feruginoase rupte probabil din suprafaţa de hardground și


12

intraclaste micritice. Restul bioclastelor sunt compuse din fragmente de cochilii

aparţinând moluştelor, care au fost dizolvate, frecvent bioerodate, micritizate şi intens

feruginizate, de asemenea tuburi de viermi de tipul Serpula, briozoare și foraminifere

bentonice de tipul Lenticulina. Se mai pot observa numeroase canale săpate de diferite

organisme care au fost umplute ulterior cu un sediment pelagic, crinoide intens

perforate de spongieri şi organisme endolitice, foraminifere planctonice, spini de

echinoderme, radiolari, ostracode și filamente Bositra. Liantul este alcătuit din mai

multe generații de ciment sindepozițional plus o matrice micritică puternic impregnată

cu oxihidroxizi de fier în care există granoclaste de cuarţ şi granule de glauconit.

Prima generație de ciment este reprezentată de un calcit sindepozițional slab

magnezian druzic (prismatic) cu dispoziție peliculară în jurul alochemelor; tot în

această generație intră și un ciment sintaxial de supracreștere pe echinoderme, urmat

de a doua generație de ciment druzic, care în Cheile Tătarului apare impregnat cu

oxizi de fier, având o culoare brună iar analizele de catodoluminiscență indică un

ciment non-luminiscent; ultima generație este un ciment mozaic ferifer de pori.

Analizele geochimice determinate pe eșantioanele din hardground indică cantități

foarte mari ale oxizilor de fier (Fe2O3 > 65%) și cantități mici ale manganului ( < 1%)

fapt care confirmă că mediul de formare al acestor hardground-uri a fost unul de șelf

(Fürsich 1979). Micritizarea marginală este specifică zonelor subtidale, cu o energie

mai scăzută a bazinului şi cu o rată mică de sedimentare, în care bacteriile şi

cianobacteriile au putut să colonizeze bioclastele. Prezenţa bioturbaţiilor sugerează un

mediu depoziţional oxigenat, bogat în materie organică dar şi o posibilă întrerupere a

sedimentării; intraclastele micritice precum şi aportul ridicat al oxihidroxizilor de fier,

sunt caracteristici care ne indică o zonă de şelf cu apă puţin adâncă caracterizată

printr-o rată de sedimentare foarte redusă; amestecul organismelor bentonice cu cele

planctonice și nectonice sugerează zonă subtidală aflată sub influența valurilor de

furtună în care fauna a fost amestecată de curenții de fund sau în timpul perioadelor de

furtună.

- suprafața de discontinuitate de tip IRGBt-Clv este acoperită de o crustă stromatolitică

feruginoasă cu grosime variabilă, de la 2-3 cm până la 10 cm (Fig. 3.3C-D). Din

IRGBt-Clv s-a recoltat o bogată faună de bivalve epifaunale bysate şi mai rar cimentate

cum ar fi ostreidele, gastropode, belemniți, brachiopode, amoniți, crinoide și


13

briozoare; Stromatolitele sunt domale și columnare caracterizate prin strate micritice

bogate în materie organică, alternând cu strate calcitice. Stromatolitele sunt formate

din maturi microbiene produse de coloniile cianobacteriilor (Fig. 3.5A-B) și sunt

încrustate cu tuburi de viermi de tipul Serpula în alternanţă cu briozoare (Fig. 3.3C).

4 mμ

A

100 mμ

B

Fig. 3.5 A-B. Microfilamentele care formează reţele complexe de maturi microbiene în crustele din hardground, (Sm1 – SEM efectuat pe suprafața crustei feruginoase în spărtură proaspătă)

- Din analizele geochimice efectuate la spectrometru cu fluorescență de raze X reiese că

aceste strate succesive formate din lamine foarte subţiri sunt constituite predominant

din oxihidroxizi de fier şi calcit cu cantităţi subordonate de fosfaţi (Tabelul 1).

- Nivelul condensat bathonian şi discontinuitatea (IRG) din topul acestuia, conţin

concreţiuni carbonatice formate in situ: hiatus concretions şi reworked concretions.

Aceste concreţiuni sunt reprezentate prin noduli micritici cu forme în general rotunjite,

cilindrice sau neregulate, constituiți din acelaşi sediment cu roca gazdă sau dintr-un

micrit sau biomicrit de culoare gălbuie-cenușie, roşcată, verde. Culoarea roşcată este

generată de mineralizarea cu oxihidroxizi de Fe sau de micritizarea produsă de micro-

organisme. Concreţiunile s-au format (cf. Fürsich et al. 1992) prin acelaşi proces de

cimentare sindepozițională similar cu cel care a generat HGBj-Bt subiacent sau IRGBt-

Clv acoperitor. Procesul de formare al acestor concreţiuni carbonatice este legat de

perioade de reducere a sedimentării sau chiar de omisiune (cf. Bathurst 1975, Fürsich

1979, Raiswell 1987) cât şi de procese de reducere a sulfaţilor (Raiswell 1988). După

perioada de cimentare sindepoziţională şi de ne-depunere îndelungată a altor

sedimente, fenomenele de eroziune asociate cu acţiunea curenţilor marini, au condus

la exhumarea unora dintre aceste concreţiuni și risipirea ”vânturarea”, rostogolirea

acestora în zone apropiate, adiacente, prin răsturnări și rostogoliri repetate pe fundul

marin, astfel încât acestea au început sa fie încrustate şi/ sau colonizate de organismele

adaptate vieţii pe substrate indurate.


14

Tabelul 1. Variaţia concentraţiei totale (%) a oxizilor din crustele stromatolitice din Munții Bucegi-versantul vestic: Muntele Grohotișul (GH), Pasul Strunga (ST), Cheile Tătarului (CT)


15

Alte concreţiuni au fost probabil exhumate în timpul perioadelor de furtună, dar au fost

acoperite cu sediment imediat după furtună astfel încât acestea nu au mai fost perforate sau

încrustate. Unele dintre aceste concrețiuni au incrustații cu stromatolite doar pe partea situată

spre topul stratului.

Macro-oncoidele au dimensiuni variabile cuprinse între 1-10 cm, o parte dintre

acestea sunt acoperite de o crustă stromatolitică destul de subţire (2 – 3 mm) în timp ce altele

au cruste ceva mai groase (5 – 10 mm). Nucleul este constituit din:

- intraclaste formate in situ;

- cochilii de amoniţi întregi sau fragmentate, mulaje de amoniți de obicei fragmentate;

- cohilii întregi sau fragmentate provenite de la alte organisme (mai rar).

Macro-oncoidele sunt încrustate complet, pe toată suprafaţa, ceea ce demonstrează

faptul că acestea au fost exhumate şi răsturnate, rostogolite cel puţin o dată, dacă nu de mai

multe ori, de curenţii de fund sau în timpul perioadelor de furtună sau chiar de alte organisme

care trăiau pe acelaşi substrat. Mai mult, cortexul macro-oncoidelor este alcătuit din generații

succesive de structuri microbiene și/sau structuri stromatolitice. Laminele succesive care

formează aceste structuri sunt uneori întrerupte, erodate și apoi incrustate de alte generații de

stromatolite.

Clastele carbonatice din hardground-uri prezintă dimensiuni variabile pornind de la

silturi și ajungând la particule arenitice chiar ruditice iar liantul fiind micritic până la

microsparitic. Fragmentele crinoidale predomină în toate suprafețele de indurație; tuburile de

viermi de tipul ”Serpula” și briozoarele sunt frecvente în Pasul Strunga și Muntele

Grohotișul, spiculii de spongieri, foraminiferele bentonice și planctonice, filamentele, cochilii

de moluște precum și particulele non-scheletice cum ar fi ooidele, oncoidele, peloidele și

intraclastele sunt de asemenea prezente în suprafețele de hardground și în sedimentele

adiacente.

Ratele de sedimentare foarte reduse sau chiar oprirea acestora pentru diferite perioade

de timp, au facilitat dezvoltarea bioturbațiilor și bioeroziunilor, produse de activitatea biotică

a organismelor.

Bioturbațiile și bioeroziunile reprezintă criterii importante în evidențierea

hardground-urilor, controlând litificarea timpurie marină (Fürsich et al. 1994), acestea

modificând sedimentul inițial din matrice. În suprafețele de indurație din Munții Bucegi au

fost observate multe astfel de cavități/canale/bioturbații, într-un sediment de tip firmground,

semiconsolidat, produse de către activitatea intensă a diferitelor organisme. Alte organisme


16

precum spongierii, bivalvele, brachiopodele, echinodermele, serpulidele, briozoarele, coralii

care au colonizat suprafețele de indurație și au lăsat în urma lor urmele fosile produse prin

diversele activități de hrănire, adăpostire sau târâre, au influențat de asemenea morfologia

hardground-urilor. Când ratele de sedimentare au fost foarte scăzute aceste cavități au fost

parțial umplute cu un mâl carbonatic foarte fin sau cu micrit, urmând ca în timp, afectate de

procesele diagenetice, acestea să fie cimentate parțial sau total micritizate; pereții acestor

tuburi au fost încrustați și mineralizați cu oxihidroxizi de fier și/sau glauconit și/sau fosfați,

conferindu-le prin urmare un potențial ridicat de conservare .

Câteva exemplarele de ammonoidee recoltate din nivelul condensat care aflorează în

Pasul Strunga şi în Muntele Grohotişul, păstrează cochilia originală sau aceasta este ușor

piritzată. O astfel de situaţie ar fi putut fi posibilă într-un scenariu similar cu cel descris de

Fürsich (1971) în Bajocianul de la Caen (nordul Franţei), unde ammoniţii care provin din

nivelul condensat al Bajocianului (Calcaire à Oolithes Ferrugineuses), prezintă cochilia

aragonitică originală, graţie stratului de sub nivelul condensat (şi de sub hardground) (UR)

care este un mudstone foarte puternic bioturbat (Couche Verte). În principal canalele

Thallasinoides din interiorul acestui strat au fost lărgite sub forma unor cavităţi, care au

devenit capcane pentru acumularea cochiliilor de amoniţi dislocate în timpul perioadelor de

furtună din nivelul condensat superior (OR). Această situaţie este asemănătoare în cadrul

succesiunilor studiate, cu deosebirea că, aceste cavităţi rezultate din lărgirea canalelor

Thallasinoides au fost produse într-un grainstone bioclastic în stadiu de firmground, iar la

scurt timp, în momentele de adâncire a bazinului, acestea au fost umplute cu sedimente

pelagice, permițând astfel conservarea cochiliilor care au rămas expuse pe fundul marin pe

care se forma un nou hardground.

Succesiunile stratigrafice corespunzătoare sfârşitului Jurasicului mediu şi începutul

Jurasicului superior sunt marcate în arealul corespunzător versantului vestic al Masivului

Bucegi printr-o serie de discontinuităţi şi niveluri condensate. Acestea au fost generate în

timpul unor perioade de reducere a sedimentării în alternanţă cu perioade de omisiune

(perioade îndelungate de nedepunere), eroziune, fenomene de re-sedimentare şi re-prelucrare

a sedimentelor in situ; toate aceste procese fiind însoţite de cimentarea sindepoziţională a

nivelelor condensate şi a sedimentelor de sub suprafeţele de discontinuitate.

Ratele de sedimentare foarte reduse sau chiar oprirea acestora pentru lungi perioade de

timp, au favorizat formarea bioturbațiilor și bioeroziunilor generate de activitatea biotică a

organismelor, controlând astfel litificarea timpurie marină (Fürsich et al. 1994).


17

Microfaciesurile cele mai comune nivelurilor condensate și suprafeţelor de

discontinuitate studiate in Bucegi sunt reprezentate prin grainstone ooidic, grainstone-

packstone ooidic bioclastic şi wackestone-packstone bioclastic.

Fig. 3.6 Poziționarea discontinuităților de tip HG și IRG din cadrul secvențelor Jurasic medii din Bucegi

(versantul vestic) în cadrul mediilor depoziționale propuse de Wilson (1975)


18

Prima suprafață de discontinuitate (HGBj-Bt) este de tip hardground (sensu Fürsich

1979; Clari et al. 1995) fiind observabilă în toate cele trei secţiuni studiate (Muntele

Grohotișul, Pasul Strunga și Cheile Tătarului). Asociațiile de faciesuri evidenţiate (grainstone

ooidic/grainstone-packstone bioclastic) sunt corespunzătoare unor zone de shoal supuse

periodic acțiunii erozionale a furtunilor și curenților marini (Fig. 3.6). HGBj-Bt marchează

limita dintre Membrul de Vârful Tătarul și Membrul de Grohotișul.

A doua discontinuitate (IRGBt-Clv) este de tip inherited rock ground (sensu Clari et al.,

1995). A fost evidenţiată în Muntele Grohotișul, Pasul Strunga și Cheile Tătarului şi

marchează topul nivelului condensat cu cephalopode, reprezentat pe un grainstone-packstone

și packstone bioclastic puternic bioturbat, cu numeroase cavităţi şi canale care sunt umplute

cu sedimente hemipelagice și pelagice (wackestone/packstone), toate acestea fiind cimentate

sindepoziţional printr-un ciment pelicular fibros acicular și/sau prismatic. Nivelul condensat

s-a format într-un mediu depoziţional caracteristic marginii de șelf, in zona subtidală aflată

sub influența valurilor de furtună în care fauna a fost periodic prelucrată şi amestecată (Fig. 3.6).

Crustele stromatolitice feruginoase (produse de maturi microbiene şi posibil fungi) sunt

dezvoltate de-a lungul suprafeței de indurație, tapetează pereţii cavităţilor erozionale, dyke-

urile neptuniene şi formează cortexul macro-oncoidelor.

Cea de-a treia discontinuitate de tip HGClv apare numai în secţiunea din Cheile

Tătarului, singura secţiune în care Callovianul inferior este mai consistent reprezentat. Acesta

este caracterizată printr-un microfacies wackestone-packstone bioclastic care aparţine unui

şelf distal, bazinal situat aproape de slop (Fig. 3.6).

Evenimentele diagenetice care au afectat suprafețele de discontinuitate și nivelul

condensat, includ primele două etape paragenetice: etapa eogenetică care include diageneza

timpurie, fiind etapa dintre sedimentare și litificare, sugerând perioade cu rate foarte scăzute

de sedimentare sau de nedepunere (Van Loon 1992) și etapa mesogenetică care reprezintă

diageneza târzie. Mediile depoziţionale în care au fost implicate secvențele studiate din

Masivul Bucegi sunt: mediul de diageneză marină caracteristic etapei depoziționale de

formare a hardground-urilor, prin cimentarea timpurie; mediul diagenezei meteorice în care

s-au petrecut procesele din timpul evenimentelor diagenetice și mediul îngropării progresive

în care sedimentele au fost supuse îngropării progresive, carbonații fiind reprezentați prin

cimenturi postdepoziționale.


19

Analizele geochimice realizate pe probele prelevate din suprafețele de hardground din

Bucegi, indică cantităţi foarte mari ale oxizilor de fier, fapt care evidențiază că mediu

depozițional a fost unul de șelf (după Fürsich 1979).

Datele mineralogice și geochimice obținute din analizele efectuate pe crustele

feruginoase ale suprafeţelor de induraţie şi din cortexul macro-oncoidelor sunt în concordanță

cu datele obținute din studii similare realizate in Jurasicul mediu din Franța şi Belgia (Préat

et al. 2000) şi în succesiunile condensate de la limita Jurasic mediu-superior din Spania

(Reolid et al. 2008).

În capitolul 4 este descrisă succesiunea stratigrafică corespunzătoare jurasicului

mediu, care este marcată în arealul corespunzător Munților Almăjului din Svinița (Fig. 4.1)

printr-o suprafață de discontinuitate de tip hardground (HGBj-Bt) și un nivel condensat marcat

de o suprafață de discontinuitate inherited rock ground (IRGBt-Clv), peste care se dispun

domuri stromatolitice, urmând apoi calcare pelagice nodulare roșii corespunzătoare faciesului

Ammonitico Rosso (Fig. 4.2).

Suprafața de discontinuitate HGBj-Bt este evidențiată în topul unei succesiuni de

aproximativ 3 metri (Fig. 4.3B), reprezentată printr-o alternanță de microfaciesuri

(grainstone-packstone bioclastic și packstone-wackestone ooidic bioclastic). Această

discontinuitate este un hardground (sensu Clari et al. 1995) datorită sedimentelor acumulate

în cadrul aceluiași mediu depozițional caracteristic marginii de șelf. HGBj-Bt este alcătuită din

ooide feruginoase, foraminifere, briozoare, crinoide, amoniți, spiculi de spongieri,

Globigerinelloide micritizate, foraminifere și rare filamente de tipul Bositra. Ooidele prezintă

structuri și morfologii diferite precum ooide feruginoase simple în care nucleul este înconjurat

de un strat de oxizi de fier sau multiple în care există mai multe ooide concentrate într-un

singur cortex.

Peste HGBj-Bt, urmează nivelul condensat (packstone-grainstone-wackestone

bioclastic) care are o grosime de aproximativ 40-50 de cm (Fig. 4.3A-C), reprezentat printr-un

calcar bioclastic roșu, foarte bogat fosilifer în care predomină ammonoideele, urmate de

belemniţi, rare bivalve, gastropode și rari corali solitari de tip Anabachia. Nivelul condensat

cuprinde foarte multe bioclaste şi intraclaste micritice, foraminifere, echinoderme, ostracode,

fragmente de cochilii, radiolari calcitizați, Globigerinelloide micritizate, filamente, amoniţi și

granoclaste de cuarț. Liantul este constituit dintr-o matrice micritică bogată în hidroxizi de

fier şi o parte mai mică de ciment evidențiat printr-un ciment sindepozițional druzic cu


20

cristale prismatice cu dispoziție peliculară în jurul peloidelor și a bioclastelor micritizate, tipic

mediilor marine care evidențiază o cimentare submarină timpurie, urmat de un ciment druzic

de culoare brună bogat în oxizi de fier.

Fig. 4.1. A. Localizarea zonei studiate (Svinița) în cadrul Dacidelor Marginale pe harta geotectonică a României, redesenată după Săndulescu (1984); B. Harta geologică a regiunii, cu amplasarea zonei studiate, modificată după Harta geologică a României sc. 1:1000 000, Săndulescu et al. (1978).


21

Fig. 4.2. Coloana litostratigrafică a depozitelor jurasice din Svinița (Ogașul Saraorschi)


22

A doua suprafaţă de discontinuitate marchează topul nivelului condensat şi o

definim ca fiind IRGBt-Clv (inherited rock ground, sensu Clari et al. 1995) deoarece această

suprafață de discontinuitate marchează un contrast de facies, care separă sedimentele de șelf

de sedimentele pelagice. IRGBt-Clv prezintă forme neregulate datorită acţiunii erozionale și

este acoperită de domuri columnare stromatolitice formate într-un bazin adânc (Fig. 4.3B). În

cadrul acestei discontinuități se observă foarte multe tuburi de serpulide incrustate cu

hidroxizi de fier, briozoare cu pereţii feruginizaţi, echinoderme, bucăţi de crustă feruginoasă,

foarte multe bioclaste încrustate, care aproape că nu se mai recunosc datorită activităţii

microbiene foarte intense, foraminifere bentonice de tipul Lenticulina, amoniți şi un ciment

sindepoziţional druzic cu dispoziţie peliculară în jurul alochemelor.

Fig. 4.3. A. Aflorimentul cu nivelul condensat (Bathonian-Callovian inferior) ce separă cele două discontinuități HGBj-Bt și IRGBt-Clv; B. Domuri stromatolitice observate pe suprafața de strat dispuse peste IRG; C. Detaliu din nivelul condensat care prezintă forme neregulate datorită acţiunii erozionale și condensării tafonomice.

Peste IRGBt-Clv s-au evidențiat două strate distincte cu stromatolite între care se

interpune un sediment filamentos, pelagic (packstone-wackestone bioclastic) cu

Globigerinelloide, spiculi de spongieri, crinoide, amoniți și material siliciclastic. Primul strat

de stromatolite este domal și columnar cu filamente (Bositra) orientate în acelaşi sens cu

distribuţia dezvoltării laminelor, Globigerinelloide, spiculi de spongieri, ostracode, radiolari,


23

rare gastropode micritizate, foraminifere bentonice cu testul hialin (Lenticulina) şi un aport

destul de mare a fracţiei siliciclastice (Fig. 4.4A). Al doilea strat prezintă stromatolite

dendriforme sau dendrolite crescute radiar, arborescent, cu dimensiuni centimetrice,

dezvoltate în sens invers față de primul strat constituite în principal din cianobacterii (sensu

Riding 2000) (Fig. 4.4B). În componența acestora a fost evidențiat și un aport de material

siliciclastic reprezentat printr-o fracție fină de cuarț precum și micro-organisme de tipul

Globigerinelloidelor, filamente, ostracode și radiolari. Structurile dendrolitice se dezvoltă

către topul stratului, perpendicular pe laminele stromatolitelor, închise la culoare (maro foarte

închis) în care se observă un aport mai mare al organismelor pelagice (Fig. 4.4B), acestea

fiind foarte asemănătoare cu structurile realizate de micro-organismele Frutexitex? descrise ca

fiind întâlnite în componența crustelor stromatolitice din zonele de șelf sau pelagice, formate

în timpul unei sedimentări foarte scăzute, în hardground-uri și dyke-uri neptuniene;

mineralogia originală a acestora fiind din calcit sau aragonit care ulterior a fost înlocuită de

către oxizii de fier și/sau mangan, fosfați (Böhm și Brachert 1993).

Genul Frutexites a fost introdus pentru prima dată de (Maslov 1960) cu scopul de a descrie

microorganismele submilimetrice cu structura internă bogată în hidroxizi de fier cu calcit

subordonat. Böhm și Brachert (1993) demonstrează că precursorii structurilor Frutexites sunt

cianobacteriile dar neexcluzând însă și varianta fungilor. În cadrul dendrolitelor din Svinița au

fost evidențiate la microscopul electronic filamente cu ramificări dihotomice ale

cianobacteriilor (Fig. 4.5A-B). Acestea apar ca niște rețele (ochiuri de plasă) compuse din

filamente subțiri, cilindrice și ușor curbate, cu diametru cuprins între 1 și 3 μm iar lungimea

de peste 50 μm (sensu Reolid et al. 2011).

25 mμ

A B

5 mμ5 mμ

Fig. 4.5 A. Filamente cu dense ramificări dihotomice, care formează rețele cu structuri asemănătoare unor ochiurile de plasă; B. Detaliu din filamentele dihotomice compuse din filamente subțiri cilindrice și ușor curbate, cu diametru cuprins între 1 și 3 μm iar lungimea de peste 50 μm


24

Toate caracteristicile descrise în cadrul acestei lucrări sugerează că atât stromatolitele domale

cât și cele arborescente, dendrolitice au fost formate prin acreție algală și nu precipitate

diagenetic. Ca mediu depozițional aceste stromatolite au fost formate într-un bazin mai adânc,

cu o adâncime de aproximativ 150 de metri (sensu Sturani 1971).

Printre principalii factori care au favorizat formarea structurilor stromatolitice ce

acoperă nivelul condensat din Svinița, au fost fără îndoială ratele foarte reduse de sedimentare

care au condus la creşterea gradului de încrustare biogenă. Suprafaţa IRGBt-Clv cu cruste

bogate în hidroxizi de fier separă sedimentele de șelf de cele pelagice, caracteristice unui şelf

distal bazinal.

Peste domurile stromatolitice urmează calcare pelagice, compacte roșii, bogate în

hidroxizi de fier, nodulare sub forma unor rețele oculare cu amoniți și belemniți,

corespunzătoare faciesului Ammonitico Rosso.

Faciesul Ammonitico Rosso este caracterizat prin culoarea roșie a calcarului nodular

datorită prezenței oxizilor de fier iar microfaciesul este de tip wackestone-packstone cu

filamente de tip Bositra, amoniți întregi sau fragmentați, radiolari, foraminifere pelagice cu

testul subțire de tipul Globigerinelloidelor, fragmente de bivalve, aptychi și mai rar crinoide.

Succesiunea Ammonitico Rosso s-a format prin înecarea rapidă a platformei carbonatice (cf.

Winterer și Bosellini 1981).

Evenimentele diagenetice corespunzătoare celor două suprafețe de discontinuitate și

nivelului condensat, sunt: etapa eogenetică care include diageneza timpurie cu micritizarea

microbiană, fiind un proces frecvent întâlnit în calcarele din Svinița, care a avut loc foarte

devreme în timpul evenimentelor sindepoziționale de formare a hardground-urilor; generații

succesive de ciment reprezentate prin cimentul pelicular cu dispoziție prismatică a cristalelor,

cimentul radiaxial, cimentul druzic și cimentul sintaxial de supracreștere pe echinoderme,

respectiv etapa mesogenetică care reprezintă diageneza târzie iar procesele posdepoziționale

din această etapă au avut un caracter fizico-chimic reprezentate de compactări mecanice și

chimice, cimentări postdepoziționale și procese ale neomorfismului.

Mediile depoziţionale corespunzătoare nivelului condensat și suprafețelor de

discontinuitate din Svinița sunt: mediul de diageneză marină caracteristic etapei

depoziționale, de formare a hardground-urilor, prin cimentarea timpurie; mediul diagenezei

meteorice și mediul îngropării progresive în care sedimentele au fost supuse îngropării

progresive.


25

Analizele geochimice realizate pe probele prelevate din suprafețele de hardground

indică cantităţi foarte mari ale oxizilor de fier (Tabelul 1).

Tabelul 1. Variația concentraţiei totale (%) a oxizilor din Svinița (Ogașul Saraorschi)


26


27

Suprafețele de discontinuitate și nivelul condensat din cadrul succesiunii condensate

au fost generate în timpul unor perioade de reducere semnificativă a sedimentării, perioade de

nedepunere, eroziune, fenomene de re-sedimentare şi re-prelucrare a sedimentelor in situ,

toate aceste procese fiind însoţite de cimentarea sindepoziţională a nivelului condensat şi a

sedimentelor de sub suprafețele de discontinuitate.


28

Domurile stromatolitice cu structuri dendrolitice care se dezvoltă peste

discontinuitatea de tip IRGBt-Clv au fost descoperite pentru prima dată în această zonă și

marchează momentul ”inundării” platformei carbonatice Domeniului Danubian în timpul

Callovianului.

Concluzii Această lucrare și-a propus realizarea pentru prima dată în România, a unui studiu

interdisciplinar al discontinuităţilor de tip hardground (substrat litificat), discontinuităţi

asociate unor secvenţe condensate cu valoare de repere lito- și biostratigrafice în stratigrafia

secvenţială, utilizând o metodologie de cercetare în concordanţă cu exigenţele impuse de

studii similare, recent realizate pe plan internaţional.

Un astfel de studiu interdisciplinar a implicat parcurgerea unor etape de cercetare

extrem de riguroase având în vedere volumul foarte mare de date/probe/analize şi mai ales

diversitatea informaţiilor care au trebuit prelevate, prelucrate şi interpretate într-un interval de

timp relativ scurt (3 ani).

Lucrarea realizează în zonele cercetate, studiul detaliat al microfaciesurilor și

diagenezei, studiul mineralogiei și geochimiei crustelor feruginoase asociate discontinuităţilor

de tip hardground, cât şi analiza fenomenelor de micro-încrustare, micro-bioeroziune proprii

acestor tipuri de discontinuităţi.

Contribuţii aduse prin realizarea studiilor de caz:

Identificarea şi clarificarea distribuției litostratigrafice a hardground-urilor

sedimentare jurasice din Munţii Bucegi (versantul vestic):

Studiul secvenţelor condensate din cadrul succesiunilor jurasice care aflorează în

versantul vestic al Masivului Bucegi a permis identificarea a trei discontinuităţi produse în

intervalul Bajocian superior – Callovian inferior, discontinuităţi marcate prin două tipuri de

suprafeţe de induraţie (hardground şi inherited rock ground) ce au fost clasificate după criterii

sedimentologice, microfaciale, biostratigrafice, tafonomice şi geochimice.

Prima suprafață de discontinuitate (HGBj-Bt) este de tip hardground fiind formată într-

o zonă de shoal supusă periodic acțiunii erozionale a furtunilor și curenților marini. A doua

discontinuitate (IRGBt-Clv) este de tip inherited rock ground şi marchează topul nivelului

condensat cu cephalopode şi macro-oncoide. Nivelul condensat s-a format într-un mediu

depoziţional caracteristic marginii de șelf, în zona subtidală aflată sub influența valurilor de


29

furtună în care fauna a fost periodic prelucrată şi amestecată. Cea de-a treia discontinuitate de

tip HGClv apare numai în secţiunea din Cheile Tătarului, singura secţiune în care Callovianul

inferior este mai consistent reprezentat printr-un microfacies wackestone-packstone bioclastic

care aparţine unui şelf distal, bazinal situat aproape de slope.

Discontinuităţile din Bucegi sunt mineralizate în principal cu goethit, hematit,

glauconit şi fosfați. Gradul de mineralizare al crustelor indică o lacună de sedimentare sau cel

puțin o rată foarte scăzută a sedimentării (Fürsich 1979). Analizele geochimice efectuate pe

crustele feruginoase ale suprafețelor de indurație și pe cortexul macro-oncoidelor, indică

cantități foarte mari ale oxizilor de fier (Fe2O3 > 65%) și cantități mici ale manganului (< 1%)

fapt care confirmă că mediul de formare al acestor hardground-uri a fost unul de șelf

(Fürsich 1979). Crustele micro-stromatolitice generate de maturile microbiale / cianobacterii

şi fungi prezintă concentraţii mari de oxi/hidroxizi de Fe, rezultate din activitatea microbiană

intensă a acestora (sensu Mamet și Préat 2006).

Analizele izotopilor stabili prezintă valori pentru δ18O care variază de la -1.91 până la

– 0.17‰ iar valorile pentru δ13C variază de la 1.7 la 2.88‰, valori care indică precipitarea

carbonatului din soluții cu o compoziție caracteristică apelor marine, fără modificări

semnificative în timpul diagenezei (cf. Veizer et al. 1999).

Identificarea si clarificarea distribuției litostratigrafice a hardground-urilor

sedimentare jurasice din Munţii Almăjului (zona Sviniţa):

Succesiunea stratigrafică corespunzătoare Jurasicului mediu este marcată în arealul

corespunzător Munților Almăjului din zona Svinița printr-o suprafață de discontinuitate de tip

hardground (HGBj-Bt) și un nivel condensat marcat de o suprafață de discontinuitate inherited

rock ground (IRGBt-Clv), peste care se dispun domuri stromatolitice, urmând calcare pelagice

nodulare roșii corespunzătoare faciesului Ammonitico Rosso.

Suprafețele de discontinuitate și nivelul condensat din cadrul succesiunii studiate au

fost generate în timpul unor perioade de reducere semnificativă a sedimentării, perioade de

nedepunere / omisiune, eroziune, fenomene de re-sedimentare şi re-prelucrare a sedimentelor

in situ, toate aceste procese fiind însoţite de cimentarea sindepoziţională a nivelului condensat

şi a sedimentelor de sub suprafața de discontinuitate, într-o zonă situată în partea superioară

slope-ului.

Domurile stromatolitice cu structuri dendrolitice care se dezvolta peste

discontinuitatea de tip IRG Bt-Clv au fost descoperite pentru prima data în această zonă și


30

marchează momentul „inundării” platformei carbonatice a Domeniul Danubian în timpul

Callovianului.

Analizele geochimice realizate din crustele feruginoase și cortexul macro-oncoidelor,

au înregistrat valori considerabile ale fierului (> 65%). Compoziția şi intensitatea

mineralizării suprafeţelor de discontinuitate sunt dependente de mediul în care acestea se

formează (Flügel 2010).

Prin analizele detaliate de microscopie electronică, am demonstrat, pentru prima dată

în România, natura microbiană a crustelor stromatolitice asociate hardgrounduri-lor şi a

cortexului macro-oncoidelor din cadrul nivelelor condensate studiate şi au fost evidenţiate

structuri microbiene arborescente şi dendrolitice (cu geneza problematică) rar întâlnite la nivel

global. Acestea s-au format în condiţii disfotice sau chiar în zona afotică, în medii subtidale

de margine de şelf (Bucegi) sau chiar pe slope (Sviniţa), într-un regim de sedimentare extrem

de redusă sau chiar de omisiune.

Metodologia de cercetare a fost aplicată la două studii de caz care se referă la secvenţe

stratigrafice condensate jurasice aparţinând la două unităţi geotectonice diferite: Domeniul

Getic din cadrul Dacidelor Mediane (sensu Patrulius 1969 şi Săndulescu 1984, pentru

sedimentarul mesozoic ce aflorează în versantul vestic al Munţilor Bucegi) şi Domeniul

Danubian din cadrul Dacidelor Marginale (sensu Răileanu 1953, Săndulescu 1984 şi Mutihac

2004) pentru sedimentarul mezozoic ce aflorează în preajma localităţii Sviniţa, Munţii

Almăjului) domenii de sedimentare care în timpul Jurasicului erau separate de fosa

corespunzătoare Dacidelor Externe (Panza de Severin )(Săndulescu, 1984, 1994).

Se evidenţiază astfel faptul că, deşi separate printr-un domeniu de fosă, tranziţia dintre

Jurasicul mediu şi Jurasicul superior este marcată în ambele domenii, de fenomene de

sedimentare discontinuă atât în mediile epicontinetale cât şi în cele epioceanice, fenomene

marcate de discontinuități stratigrafice complexe de tipul hardgrounduri-lor. Trebuie să

precizăm faptul că astfel de discontinuități sunt marcate în intervalul Jurasic mediu- superior

în numeroase bazine tethysiene din Spania, Franța, Anglia, Elveția, Germania, Polonia,

Maroc, vestul Indiei, acestea fiind legate de un eveniment produs la scară globală care a

marcat lărgirea zonei centrale a domeniului Nord Atlantic, determinând fenomene de inundare

a şelfurilor europene, cu grade diferite, în funcţie de variabilitatea contextului tectonic (Norris

și Hallan, 1995; Gygi et al. 1998; Leinfelder și Wilson, 1998; Olóriz et al., 2003, Olóriz et al,

2008 cu bibliografie extensivă).


31

Studiul interdisciplinar de ordin sedimentologic, geochimic, mineralogic, tafonomic,

efectuat asupra discontinuităților de tip hardground şi a nivelurilor condensate studiate în

cadrul acestei lucrări, a condus la obţinerea de informaţii ştiinţifice la nivelul standardelor

actuale, deosebit de utile pentru studii de analiză a bazinelor de sedimentare şi stratigrafie

secvenţială informaţii care ne ajută la estimarea cât mai exactă a factorilor limitativi de mediu

din anumite intervale de timp geologic.

Datele obţinute vor putea fi de asemenea utilizate pentru completarea schemelor de

reconstrucții paleobiogeografice ale domeniului Tethysian la scară regională în intervalul

dintre Bajocian şi Callovian.

Suportul financiar pentru realizarea tezei de doctorat a fost asigurat de următoarele proiecte:

- Fondul Social European Investește în oameni, POSDRU/6/1.5/S/24/2008

- Proiect CNCSIS, 1922, contract nr. 1003 / 2008-2011 – ”Hardground-uri jurasice

din România: distribuţie stratigrafică, geneza şi paleoecologia faunelor asociate”

director proiect, Conf. Dr. Iuliana Lazăr

Bibliografie selectivă Bathurst RGC (1975) Carbonate sediments and their diagenesis. Dev in Sedimentol Elsevier

Amst 12:pp 620

Böhm F, Brachert T (1993) Deep-water Stromatolites and Frutexites MASLOV from the

Early and Middle Jurassic of S-Germany and Austria, Facies 28:145-168

Brigaud B, Durlet C, Deconinck JF, Vincent B, Thierry J, Trouiller A (2009) The origin and

timing of multiphase cementation in carbonates: Impact of regional scale geodynamic

events on the Middle Jurassic Limestones diagenesis (Paris Basin, France). Sediment

Geol 222:161-180

Clari PA, Dela Pierre F, Martire L (1995) Discontinuities in carbonate successions:

identification, interpretation and classification of some Italian examples. Sedimentary

Geology 100: 97-121


32

Dragastan O (2010) Platforma carbonatică Getică. Stratigrafia Jurasicului şi Cretacicului

inferior. Reconstituiri, paleogeografie, provincii şi biodiversitate, Ed Universității din

București

Flügel E (2010) Microfacies of Carbonate Rocks, Springer, 996 p

Fürsich FT (1979) Genesis, environments, and ecology of Jurassic hardgrounds. N Jb Geol

Paläontol Abh 158:1-63

Fürsich FT, Kennedy WJ, Palmer TJ (1981) Trace fossils at a regional discontinuity surface:

the Austin/Taylor (Upper Cretaceous) contact in central Texas, Journal of Paleontology

55: 537–551

Fürsich FT, Oschmann W, Singh B, Jaitl AK (1992) Hardgrounds, reworked concretion levels

and condensed horizons in the Jurassic of western India: their significance for basin

analysis. Journal of the Geological Society of London 149:313–331

Fürsich FT, Palmer TJ, Goodyear KL (1994) Growth and disintegration of bivalve-dominated

patch reefs in the Upper Jurassic of southern England. Palaeontology, 37:131–171.

Gygi RA, Coe AL, Vail PR (1998) Sequence stratigraphy of the Oxfordian and Kimmeridgian

stages (Late Jurassic) in northern Switzerland. Mesozoic and Cenozoic Sequence

Stratigraphy of European Basins. Society of Sedimentary Geology, Tulsa, Special

Publication 60:527–544.

Herbich Fr (1888) Date paleontologice din Carpații Românești, I. Sistemul Cretacic din

bazinul izvoarelor Dîmboviței și II. Sistemul Jurasic din bazinul izvoarelor Ialomiței, An.

biur. geol. III (1885), partea I:178-339

James NP, Choquette PW (1990) Limestone diagenesis: The meteoric environment. In:

McIlreath I, Morrow D (ed) Sediment Diagenesis. Geol Assoc Can Repr Ser St-John's

Nfld:36–74

Jekelius E (1916) A Brassói Hegyek Mezozoós Faunája III-VII. A Brassói Dogger ÉS

Malmfauna, Budapest

Lazăr Iuliana (2006) Jurasicul mediu din Bucegi – versantul vestic – Paleontologie şi

paleoecologie, Ars Docendi, 185 pp, București

Leinfelder RR, Wilson RC (1998) Third-Order sequences in an Upper Jurassic rift-related

Second-Order sequence, Central Lusitanian Basin, Portugal. Mesozoic and Cenozoic

Sequence Stratigraphy of European Basins. Society of Sedimentary Geology, Tulsa,

Special Publication 60:507–525.


33

Malpas JA, Gawthorpe RL, Pollard JE, Sharp IR (2004). Ichnofabric analysis of the shallow

marine Nukhul Formation (Miocene), Suez Rift, Egypt: implications for depositional

processes and sequence stratigraphic evolution. Palaeogeography, Palaeoclimatology,

Palaeoecology 215: 239–264.

Mamet B, Préat A (2006) Iron-bacterial mediation in Phanerozoic red limestones: state of the

art. Sediment Geol 185:147–157

Maslov VP (1960) Stromatolites. Tr Geol Inst Akad Nauk SSSR 41:188 pp. (in Russian )

Mutihac V, Stratulat IM, Fechet RM (2004) Geologia României, Editura Didactică și

Pedagogică, pp 250

Norris MS, Hallam A (1995) Facies variations across the Middle-Upper Jurassic boundary in

Western Europe and the relationship to sea-level changes, Palaeogeogr Palaeoclimatol

Palaeoecol 116:189–245

Olóriz F, Reolid M, Rodríguez-Tovar FJ (2003) A Late Jurassic carbonate ramp colonized by

sponges and benthic microbial communities (External Prebetic, Southern Spain), Palaios

18:528–545.

Olóriz F, Reolid M, Rodríguez-Tovar FJ (2008) Taphonomy of fossil macro-invertebrate

assemblages as a tool for ecostratigraphic interpretation in Upper Jurassic shelf deposits

(Prebetic Zone, southern Spain), Geobios 41:31-42

Palmer T, Palmer CD (1977) Faunal distribution and colonization strategy in a Middle

Ordovician hardground community, Lethaia 10:179-199

Patrulius D (1969) Geologia Masivului Bucegi şi a Culoarului Dîmbovicioara Ed Acad R S R

Bucureşti

Patrulius D, Popa E, Avram E, Baltreş A, Pop G, Iva M, Antonescu E, Dumitrică P, Iordan M

(1980) Studiul petrologic şi biostratigrafic complex al formaţiunilor jurasice şi

neocomiene din Carpaţii Româneşti şi Dobrogea în vederea evaluării potenţialului de

resurse minerale. Sectorul Leaota-Braşov-Munţii Perşani. Raport I.G.G. – Tema Nr.

47/1979.

Pope MC, Read JF (1997) High-resolution surface and subsurface sequence stratigraphy of

the Middle to Late Ordovician (late Mohawkian-Cincinnatian) foreland basin rocks,

Kentucky and Virginia, AAPG Bulletin 81: 1866–1893.

Popovici-Hatzeg V (1905) Les Céphalopodes du Jurassique moyen du Mont Strunga (Massif

de Bucegi, Roumanie), Mém de la Soc Géol de France Paléontologie XIII/ 3, 35: 5-27


34

Préat A, Mamet B, Ridder C De, Boulvain F, Gillan D (2000) Iron bacterial and fungal mats,

Bajocian stratotype (Mid-Jurassic, northern Normandy, France). Sediment Geol 137:107-

126

Raiswell R (1987) Non-steady state microbiological diagenesis and the origin of concretions

and nodular limestones. In Marshall JD ed. Diagenesis of sedimentary sequences:

Geological Society of London, Special Publication 36:41-54

Raiswell R (1988) Chemical model for the origin of minor limestone–shale cycles by

anaerobic methane oxidation: Geology 16:641–644

Răileanu G (1953) Cercetări geologice în regiunea Svinița-Fața Mare. Bul. St. Acad. R. P. R.

Ser. St. Biol. Geol. București 5(2):307-409

Răileanu G (1959) Recherches géologiques dans la région Sviniţa-Faţa Mare, Annuaire du

Comité Géologique, 27-28:347-383

Răileanu G (1960) Recherches geologiques dans la region Sviniţa - Faţa Mare, An. Corn.

Geol. XXVI - XXVIII: 347-383, Bucureşti

Reolid M, Abad I, Martín-Gracía JM (2008) Palaeoenvironmental implications of ferruginous

deposits related to a Middle-Upper Jurassic discontinuity (Prebetic Zone, Betic

Cordillera, Southern Spain). Sediment Geol 203:1-16

Reolid M, Kadiri K El, Abad I, Olóriz F, Jiménez-Millán J (2011) Jurassic microbial

communities in hydrothermal manganese crust of the Rifian Calcareous Chain, Northern

Morocco, Sediment Geol 233:159-172

Riding R (2000) Microbial carbonates: the geological record of clacified bacterial-algal mats

and biofilms, Sedimentology 47:179-214

Săndulescu M (1984) Geotectonica României, Editura Tehnică, Bucureşti, 336p.

Săndulescu M (1994) Overview on Romanian geology. Rom J Tectonics and Regional

Geology 75:3-15

Săndulescu M, Kräutner H, Borcoș M, Năstăseanu S, Patrulius D, Ștefănescu M, Ghenea C,

Lupu M, Savu H, Bercia I, Marinescu F (1978) Republica Socialista Romania: harta

geologica /1:1 000 000 - [2a ed.] Institutul de Geologie și Geofizică, București

Sturani C (1971) Ammonites and stratigraphy of the “Posidonia alpina” beds of the Venetian

Alps (Middle Jurassic), Mem Inst Geol Min Univ Padova 28: 190

Van Loon AJ (1992) The recognition of soft sediment deformations as early diagenetic

features-a literature review. In: Wolf KH, Chilingarian GV (1992) Diagenesis III.

Elsevier Science Publishers


35

Veizer J, Ala D, Azmy K, Bruckschen P, Buhl D, Bruhn F, Carden GAF, Diener A, Ebneth S,

Godde`ris Y, Jasper T, Korte C, Pawellek F, Podlaha OG, Strauss H (1999) 87Sr/86Sr,

δ13C and δ18O evolution of Phanerozoic seawater. Chem Geol 161:59–88

Wilson MA, Wolfe KR, Avni Y (2005) Development of a Jurassic rocky shore complex

(Zohar Formation, Makhtesh Qatan, southern Israel), Israel Journal of Earth Sciences 54:

171-178

Winterer EL, Bosellini A (1981) Subsidence and sedimentation on a Jurassic Passive

Continental Margin, Southern Alps Italy Am Assoc Pet Geol Bull 65: 394–421.

GENEZA HARDGROUND-URILOR JURASICE DIN MUNŢII BUCEGI...

Documents

Transcript of GENEZA HARDGROUND-URILOR JURASICE DIN MUNŢII BUCEGI...