8/6/2019 Curs_GEOL_2007

1/50

Capitolul I. STRUCTURA GLOBULUI TERESTRU

1.1. Forma i dimensiunile globului terestruGlobul terestru este un corp cosmic care face parte din sistemul solar alctuit din 9 planete

care graviteaz n jurul unei stele Soarele.Msurtorile mai precise au permis s se constate c forma Pmntului este neregulat

fcndu-se abstracie de relief, fiind proprie planetei noastre, de unde vine i denumirea de geoid ,un elipsoid de revoluie cu partea inferioar mai bombat, turtit la poli i umflat la ecuator. ntregeoid i elipsoid exist o mic abatere de cel mult 120 m. Abaterile geoidului de la forma deelipsoid fiind foarte mici, la scar planetar.

n calcule se adopt forma de elipsoid regulat cu dou axe. Semiaxele acestui elipsoid,determinate cu ajutorul aparatelor de pe satelii geodezici adoptate, n 1967, au urmtoarele valori:

raza ecuatorial (a) = 6378,388 km;raza polar (b) = 6356,912 km;diferena razelor = 21,476 km;turtirea polar = 1/297.

Din msurtori a rezultat c polul sud terestru este cu 30 m mai aproape de ecuator dect polul nord.Alte dimensiuni ale Pmntului sunt:

aria suprafeei globului este = 510,1 106km2;volumul globului = 1083 109km3;masa globului = 5,9751024kg;densitatea medie = 5,517 g/cm3 .

Pmntul efectueaz dou micri principale: una de rotire n jurul axei polilor, numitmicare de rotaie i o alta de deplasare n jurul Soarelui dup orbita terestr,micare de revoluie.

Traiectoria pe care o parcurge Pmntul n timpul unui ciclu de revoluie n jurul soarelui,adic orbita terestr, este de form eliptic, cu lungimea de 930 106km.

Fa de planul orbitei terestre, planul ecuatorial terestru are o nclinare de 23o

27.Pmntul descriemicarea de revoluie de la vest la est timp de 365 zile, 5 ore, 48 min. i 46sec. cu o vitez de circa 30 km/s, adic 106.000 km/or.

Micarea de revoluie duce la inegalitatea zilelor i a nopilor i la succesiunea celor patruanotimpuri ceea ce nseamn mari variaii de temperatur n anumite zone ale globului terestru, celecu climat temperat i zonele deertice.

Micarea de rotaie, se efectuiaz de la vest la est n timp de 23 de ore, 56 min. i 2 sec, cuviteza 464 m/s, la ecuator, i are drept consecine alternana zilelor i a nopilor, ca i deviereatuturor micrilor de la suprafaa globului.

Ziua reprezint o perioad de nclzire diferit funcie de zon i factorii climatici iar noaptea o perioad de rcire. Ca urmare a acestei diferene termice de la zi la noapte se impune un

ritm morfodinamic extern diurn cu consecine directe asupra alterrii rocilor. Devierea micrilor dela suprafaa globului, datorit rotaiei, se face spre dreapta n emisfera nordic i spre stnga nemisfera sudic i este determinat de fora Coriolis care determin abaterea cursurilor rurilor

1

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

2/50

nspre dreapta, asimetriea albiilor i a vilor fluviatile prin procesul de eroziune i depunerediferit.

Ca urmare a micrii de rotaie, la suprafaa terestr ia natere o for centrifug, maxim laecuator i scade spre poli unde este egal cu zero, iar fora de gravitaie crete de la ecuator spre poli.

1.2. Structura globului terestru1.2.1. Structura intern a globului terestruCercetarea direct a interiorului pmntului nu este posibil din cauza temperaturilor

ridicate i a presiunilor foarte mari, deaceiea a fost necesar s se recurg la procedee de cercetareindirect. Cele mai adnci foraje au ajuns pn la 16 km n interiorul scoarei, iar cele mai adncimine au abea 3 km.

O prim modalitate de cercetarea prin metode indirecte a structurii interne a fost cea adensitii Pmntului. Densitatea medie a Pmntului calculat de Isaac Newton este de 5,5 g/cm3.Cum toate rocile cunoscute din scoara terestr au densiti sub 3 g/cm3 a dedus c n interiorulPmntului trebuie s fie materie cu densitate mult mai mare.

Procedee de investigare mai detaliat, a structurii interne a Pmntului a oferit cercetrileseismometrice care se bazeaz pe viteza de propagare a undelor seismice prin diferite medii.Micrile seismice sunt micrile oscilatorii care afecteaz materia terestr. Undele seismice

au viteze de propagare care variaz cu natura mediului strbtut i prezint reflexii i refracii caorice micare oscilatorie. Modificarea undelor seismice are loc cu modificarea mediului, suprafeele pe care are loc aceast modificare, sunt denumite suprafee de separaie sau de descontinuitate. Sedeosebesc trei tipuri deunde seismice:

Unde longitudunale, ale cror particule de materie oscileaz pe direcia de propagare amicrii. Dintre toate undele seismice acestea au cea mai mare vitez de propagare i se propagatt n medii solide, ct i n medii fluide. Undele longitudinale se noteaz cu P, de la primae sau primare (sunt primele unde seismece care apar pe nregistrri i se resimt ntr-un punct oarecare).

Unde transversale , care sunt reprezentate prin oscilaii ale particulelor perpendiculare pedirecia de propagare a micrii. Nu se propag n medii fluide. Se noteaz cu S, (secundae sausecundare, constituind al doilea oc).

Unde superficiale , care se manifest ca ondulaii la suprafaa scoarei terestre i care provoac cele mai mari deteriorri.

La stabilirea structurii interne a globului terestru s-au avut n vedere rezultate ale cercetrilor efectuate pe meteorii i cercetrile realizate n zone erodate sau cutate pn la 20 ..... 30 kmadncime.

Pe baza acestor rezultate interiorul globului terestru a fost mprit n trei geosfere principale: scoara terestr, mantaua i nucleul.

2

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

3/50

A. Nucleul Pmntuluise ntinde de la circa 2900 km, discontinuitate Gutenberg-Wieckert, pn la centru Pmntului, el constituie partea grea a globului terestru i este format din Ni i Fecu densitatea cuprins ntre 8.....12 g/cm3i temperaturi estimate de peste 4000oC.

Datorit schimbrii brute a comportamentului undelor seismice, la atingerea acestei zone,s-a tras concluzia c stratul exterior (E) al nucleului are proprieti de lichid, iar datorit unor reaciichimice exotermice au loc degajri enorme de energie. Acestei pri ale nucleului i se spune nucleul

extern. La adncimea de 4600 km apare zona de tranziie (F) cu proprieti intermediare ntrenucleul exterior i cel interior. Nucleul interior se gsete n stare solid cu o densitate de circa 18g/cm3 i o presiune intern de ordinul milioanelor de atmosfere.

B. Mantaua(mezosfera) nconjoar nucleul, situndu-se ntre adncimile de 30...50 km i2900 km. Ea se mparte n mantaua extern i cea intern, ele difereniindu-se prin elementele carele compun, Si, Mg, pentru cea extern i Ni, Si, Mg pentru cea intern. Nivelul de separaie sesitueaz la adncimea de 800 km. n mantaua extern se formeaz magmele, care sunt topituriincadescente formate n special din silicai, bogate n gaze i vapori. Partea superioar numitastenosfer are o grosime de pn la 150 km. n mantaua extern se formeaz i cureni deconvecie, cureni de magm cu viteze de cm/an, care se formeaz ntre dou straturi diferit nclzitei suprapuse, cel superior fiind mai rece. Cu ajutorul se explic formarea plcilor oceanice isubducia lor, deplasarea plcilor ce alctuiesc scoara terestr, procesele seismice, etc. Mantaua aredensitatea medie 5 g/cm3.

C. Scoara terestr(litosfera sau crusta) este partea extern a globului terestru i nveliulcel mai subire. Are grosimea de 20...80 km n regiunile continentale i de 5...15 km sub oceane, cuo densitate medie de 3g/cm3. Limita inferioar este marcat de discontinuitatea Mohorovii,suprafaa de adncime variabil pe care se echilibreaz scoara terestr, sub forma calotelor sferice,cu astenosfera. Scoara terestr i partea superioar a astenosferei formeaz litosfera, adic parteasolid de la suprafaa globului terestru. Scoara se subdivide n trei pturi:

a. Ptura bazaltic se gsete att sub continente, ct i pe fundul oceanelor, avnd ocompoziie chimic asemntoare cu bazaltul, format din Si-Al-Mg. La baza sa se afl situatdiscontinuitatea Mohorovii. Grosimea ei variaz ntre 10...20 km sub continente i 6...10 km nsectorul oceanelor.

b. Ptura granitic are grosimi de 15...20 km sub platforme, 20...40 km sub continente ilipsete n ariile oceanice. Aceast ptur este cunoscut sub denumirea de sial fiind format dingranite i gnaise.

c. Ptura sedimentar este alctuit din materiale provenite din dezagregarea rocilor preexistente de ctre agenii externi. Ea are grosimi variabile pn la 20 km, n zone orogene.Deica volum ocup doar 5 % din scoar ca suprafa acoperit 75 % din cea a Pmntului.

Apariia crustei se presupune c a avut loc fie prin rcirea globului terestru n faza sa dedezvoltare cnd era o mas incadescent, fie prin redistribuirea acestei mase la rece pe bazadiferenei de greutate specific. Apariia crustei terestre reprezint nceputul stadiului de evoluie alPmntului, vrsta ei fiind apreciat la 4,5....5 miliarde de ani.

3

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

4/50

1.2.2. nveliurile exterioare ale globului terestru

Hidrosfera ocup zonele depresionare ale suprafeei terestre i formeaz oceane, mri,lacuri i ape curgtoare. n interiorul scoarei terestre , apa se gsete sub form de ap subteranacumulat n straturi acvifere , sau n fisurile i crpturile rocilor din scoar. Sub form solid ,deghea , apa se afl n calotele glaciare polare i n ghearii de vale din interiorul continentului nvolum de circa 32 mil km3 , precum i sub form de zpad . Sub form gazoas apa se gsete natmosfera terestr, n troposfer n cantitate de 50 mil km3.

Totalitatea apelor oceanice i marine constituie Oceanul Planetar, ocupnd circa 71 % dinsuprafaa globului, cu adncimea medie de 3600 m i 360 km2 n suprafa. Apele curgtoare i celedin lacuri s-ar ridica la un volum de 751 000 km3.

Dintre toi agenii externi, apa are rolul cel mai important n modificarea litosferei. Princapacitatea ei de eroziune, dizolvare, transport i sedimentare, apa are maximum de efect ndenudarea i peniplenizarea scoarei terestre, adic rol n distrugerea reliefului nalt i colmatareazonelor depresionare. La suprafaa planetei noastre, apa se afl ntrun circuit permanent,subinfluena cldurii soarelui. Sursa de alimentare a apei ce cade pe suprafaa terestr este umiditatea

atmosferic. Aceasta, la rndul ei, este refcut prin procese de evaporare a apei de pesuprafaa oceanelor i a uscatului terestru. Atmosfera terestr , nveliul gazos al Pmntului, s-a format printr-o acumulare constant a

gazelor provenite din zonele profunde ale planetei i interaciunii mai multor factori, dintre care semenioneaz fora de atracie a Pmntului i alctuirea fizico-chimic a planetei. Ea are aspectulunei sfere turtite, datorit micrii de rotaie i densitii ei reduse. Ptrunde i n scoara terestr subform de gaze libere deasupra nivelului hidrostatic i sub form de gaze dizolvate n apa deinfiltraie i apa liber.

n compoziia atmosferei intr: azotul (78,09 %) i oxigenul (20,95 %). Alte gaze dinatmosfer sunt: argonul (0,93 %), dioxidul de carbon (0,03 %), neon, heliu, hidrogen, ozon etc.Ozonul are o importan mare, deoarece absoarbe radiaiile solare ultraviolete ce sunt duntoare

vieii. Pe vertical ncepnd de la sol, atmosfera terestr este divizat n straturi concentrice, cualctuiri i proprieti fizice diferite, acestea fiind: troposfera, stratosfera,mezosfera, termosfera iexosfera.

Troposfera, primul nveli gazos al globului, concentreaz peste 90 % din masa atmosferei,avnd o form bombat la ecuator, cu nlimea de 16...18 km i turtit la poli unde nlimea estesub 6 km. Temperatura aerului scade uniform cu nlimea, cu o valoare medie de 6,4o C la 1 km,astfel c la limita superioar a troposferei temperatura medie s fie -60oC.

Stratosfera, este mult mai rarefiat dect troposfera, dioxidul de carbon dispare 20...30 km,vapori de ap n cantitate redus, se nal pn la 50 km. ntre 25...40 km nlime apare ozonulatmosferic care dac ar fi supus unei presiuni normale ar da un strat gros de 3... 4 mm.

4

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

5/50

Mezosfera, se situiaz ntre 50 i 80 km. Pe nlimea sa scade de la - 4oC pn la - 83oC, la

80 km, unde se gsesc urme de sodiu. ntre cele trei straturi, gazele coninute se afl n staremolecular. Ionosfera , se gsete cuprins ntre nlimile de 80 i 1000 km, zon n care temperatura

crete de la - 83oC la 1600oC. De aceea stratul se mai numete i termosfer. ntre 100 ...110 km se produce trecerea oxigenului de la starea molecular la cea atomic, sub aciunea radiaiilor ultraviolete. Acelai fenomen se petrece cu azotul la 400 km nlime. Ambele gaze disociate seionizeaz. ntre 300 i 800 km este constatat prezena hidrogenului n stare ionic.

Exosfera este stratul atmosferic situat peste 100o km nlime cu gosimea de la 3000 la 6000km. n cadrul ei densitatea punctelor materiale este foarte sczut, iar viteza lor crete foarte mult,ele putnd intra n spaiu interplanetar.

n jurul Pmntului exist dou centuri de radiaii la nlimi de 3000...4000 km i

15000...20000 km, formate din particule electrice provenite de la Soare, captate de cmpul magneticterestru ce se extinde la peste 100 000 km. Atmosfera terestr exercit o apsare asupra suprafeei terestre, numit presiune atmosferic,

de 1 kg/cm2, exprimat n mm coloan de miercur sau milibari. Presiunea atmosferic este variabiln timp i spaiu, iar ca urmare a diferenelor de presiune se formeaz cureni de aer (vnturi) cudirecie de deplasare de la zonele cu presiune ridicat ctre cele cu presiune sczut.

Biosfera este rezultatul participrii plantelor, animalelor i ulterior a omului la relaiile ce sestabilesc ntre mediu fizic terestru i viaa propriu-zis de pe planet. Transferul energetic din lumeavegetal i animal, ctre scoara terestr, cunoate un spor deosebit dup apariia clorofilei imrirea numrului de specii vegetale.

Resturi vegetale, corpuri ale vieuitoarelor i produse organice ale acestora s-au amestecat,n cursul erelor geologice, cu materia mineral nct partea exterioar a scoarei continentale i zonedin cea oceanic, conin nsemnate cantiti de materie organic i resturi mineralizate ale vieii.

Biosfera, prin energia i mecanismele biochimice, este un uria transformator material-energetic, folosind ca energie lumina solar i n mod subordonat, energia reaciilor chimice.Energia solar este transformat n diferite forme de energie care influeneaz micarea geochimica elementelor. Fr aportul vieuitoarelor multe din mineralele scoarei terestre ar avea o marestabilitate. Carbonaii, silicaii, hidroxizii de fier i de aluminiu sunt mineralele cele mai influenate prin formarea i evoluia lor sub inpulsul biosferei.

Aciunea constructiv a biosferei, prin formarea de roci i minerale utile, este mult maiimportant dect aciunea de distrugere, care se manifest n procesele combinate cu ale altor ageniexterni.

5

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

6/50

2.3. Proprieti geofizice ale globului terestru

Pmntul se caracterizeaz printr-o serie de proprieti specifice referitoare la densitate,gravitaie, cldur, presiune, electricitate etc.

Densitatea reprezint raportul dintre mas i volum. Pe baza cunoaterii ei s-a putut trageunele concluzii asupra prii interne a globului terestru. Densitatea medie a Pmntului dup

Newton este de 5,517 g /cm3,

n jur de 2,7 g/cm3

la suprafa i 12 g/cm3

, dup unii autori 18 g/cm3

,n nucleul terestru. Creterea densitii apare ca o funcie continu pn la suprafaa dediscontinuitate Gutemberg-Wickert, unde se obine un salt de densitate de la 5,3 g/cm3, la 9,9 g/cm3i de aici valoarea densitii crete progresiv spre centru. Aceast cretere a valorilor densitii se bazeaz pe creterea propagrii undelor seismice.

Gravitaia terestr este fenomenul de atragere de ctre globul terestru a maselor materialedin interior, de la suprafa, sau din apropierea sa. Fora gravitaiei rezult din relaia lui Newton ncare masa este mulit cu acceleraia gravitaional.

Faptul c toate corpurile cad spre Pmnt ne arat c acesta creaz un cmp gravitaional,datorit cruia se produce fora de atracie numit fora gravitaional.

Intensitatea gravitaiei este variabil pe suprafaa terestr att pe vertical ct i peorizontal, datorit turtirii Pmntului la poli, precum i din cauza rotirii lui, fiind mai ridicat la poli dect la ecuator. De asemenea de-a lungul razei terestre aceast crete de la suprafa, unde este981 g/cm/s2 i ajunge n mantaua interioar la 1037 g/cm/s2, dup care n centru nucleului ajunge lavaloarea zero.

Un alt factor de care trebuie s inem cont n stabilirea gravitaiei terestre este morfologiareliefului.

Din observaiile efectuate s-a vzut c, la aceeai latitudine, acceleraia gravitaional estemai mare n regiunile depresionare, de cmpie, (unde masele mai grele din interior se gsesc maiaproapede suprafa), i mai mic n regiunile muntoase (unde exist mari ngrmdiri de roci maiuoare, ca rezultat al deplasrii lor din regiunile nvecinate).

Anomaliile gravimetrice reprezint abateri de la valoarea normal a gravitaiei. Acestea potfi negative, cnd fora gravitaiei msurat (real) msurat ntr-o regiune oarecare este mai micdect cea calculat, i pozitive, cnd este mai mare.

Din cercetri s-a constatat c n multe regiuni ale globuluianomaliile negative sunt specificecontinentelor, iar anomaliile pozitive , bazinelor oceanice, fapt ce rezult din modul diferit dedistribuie a nveliurilor desiali desima.

Magnetismul terestru este una din proprietile care const n puterea Pmntului deatracie i orientare a unui ac magnetic, suspendat liber. Astfel, Pmntul constituie un fel demagnet uria, care are doi poli polii magnetici.

Acetia nu coincid cu cei geografici, polul nord magnetic (negativ) este situat n regiuneaarctic a Americii de Nord, la 71 latitudine nordic i 96 longitudine vestic, iar cel sudic (pozitiv)n Antarctica la 75 latitudine sudic i 156 longitudine estic. Axa polilor magnetici este nclinatfa de axa de rotaie terestr cu 11,5 grade i strbate globul terestru la o distan de circa 1000 kmde centru acestuia.

6

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

7/50

Cmpul magnetic creeaz n jurul Pmntului un nveli numit magnetosfer, ce constituie o ptur protectoare care apr planeta noastr de furtunile sau fluxul solar.

Anomaliile geomagnetice reprezint abateri ale elementelor magnetice fa de valorilenormale ale regiunilor nvecinate, datorit prezenei zcmintelor de fier (magnetit), fracturilor dinadnc etc. Pe aceste anomalii se bazeaz prospeciunile geomagnetice folosite de geofizic pentrudetectarea minereurilor de fier.

Presiunea (numit i presiunea litostatic) din interiorul Pmntului este determinat deforele de gravitaie, endogene i exogene i crete n mod progresiv de la suprafa spre centru. Ease numete i presiune litostatic, orientat de-a lungul razei terestre i rezult din nsumarea peunitatea de suprafa a greutii proprii a straturilor de roci, de deasupra nivelului de adncimeconsiderat n calcul. Dup datele oferite de geofizic presiunea intern crete de la 0,3 (reprezintvaloarea la 800 km adncime) la 1,7 (la 3200 km) i la de 3,5 milioane atmosfere (la 6370 km), ceeace ne arat o valoare considerabil i care se explic prin greutatea nveliurilor concentrice cudensiti din ce n ce mai mari.

Aceast presiune mare face ca temperatura s creasc ns mult mai ncet la adncime i sntrein o stare de rigiditate foarte mare, indiferent de starea de agregare fizic (G. Cernea, 1954).

n scoara terestr se dezvolt i presiuni difereniale: presiuni tangeniale care au ca rezultat

forele orogenetice (ncreire a scoarei) i presiune miniera, exercitat pe pereii excavaiilor subterane.Temperatura Pmntului este generat de dou surse de cldur: energia termic a Soarelui

sau din dezintegrarea substanelor radioactive din interior sau a cldurii sale iniiale. Aciuneacldurii solare este diferit cantitativ variind cu anotimpurile i cu latitudinea iar influena ei seresimte numai asupra temperaturii din stratul superficial al scoarei terestre. La partea superficial ascoarei terestre apar att temperaturi negative ct i negative funcie de anotimp(zona I zona devariaie a temperaturii). ntre adncimile 2 i 25 m se nregistreaz numai temperaturi pozitive, caredepind numai de aciunea energiei termice solare (zona II). La limita inferioar a acestei zone seformeaz o centur de temperatur constant i egal cu temperatura medie anual (zona III zonaconstant), pentru punctul respectiv pe glob. Adncimea de 25 m, se refer la zonele cu variaii mari

de temperatur, iar cea de 2 m la zonele unde aceste variaii sunt mici sau chiar nule.

Sub aceast zon de temperatur constant se nregistreaz o cretere a temperaturii scoareiterestre cu adncimea. Ea este generat de energia termic din interiorul globului terestru (zona IVzona de cretere a temperaturii), provenit din descompunearea elementelor radioactive.

7

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

8/50

Adncimea n metri n care temperatura crete spre interior cu 1 grad se numete treaptgeotermic i este egal cu 33 m.

Gradient geotermic se numete creterea temperaturii corespunztoare unui interval deadncime de 100 m. Valoarea acestor doi indici este variabil pe glob n funcie de: structurageologic, prezena substanelor radioactive, zcmintele de crbuni, activitatea vulcanic.

Radioactivitatea Pmntului se datorete elementelor radioactive din scoara terestr, cu

greutate atomic mare, cele mai importante din alctuirea globului care sunt uraniu, thoriu, actiniui potasiu, de a emite prin dezintegrare spontan radiaii energetice i de a da natere la elementenoi.

Elementele radioactive i pierd o parte din mas i produc atomi foarte stabili (H2, izotopii,Pb, H). Un atom de uraniu sau de thoriu produce n timpul geologic 7 atomi de He. Dezintegrarealor se produce cu degajarea unei cantiti mari de cldur. Prin dezintegrarea uraniului 238 setransform n Pb 206 i n He, caracteristic fiind timpul de njumtire n care jumtatea cantitiide uraniu se transform n celelalte elemente.

Cunoaterea acestei proprieti este important n stabilirea vrstei absolute a rocilor i decia istoriei Pmntului, n explicarea cldurii interne i a ntregii dinamice interne, dezintegrarearadioactiv fiind rspunztoare n primul rnd de procesele geotectonice de cutare.

n legtur cu aceste proprieti este necesar s subliniem i importana seismicitii nstabilirea structurii interne a Pmntului.A. Mohorovici (1909) pe baza schimbrii undelor seismice a stabilit grosimea scoarei

terestre, odat cu creterea vitezei oscilaiilor de la 6, 3 km/s la 8 km/s. Aceast limit seismicreprezint baza inferioar a litosferei i a fost denumitdiscontinuitatea Mohorovici.

Studiul undelor seismice mai ofer i unele date cu privire la natura fizic a substratului,indicnd c sub scoara terestr nu exist o magm lichid i c globul terestru este solid pn lanucleu (pn la adncimea 2940 km).

Electricitatea Pmntului const n existena unui cmp electric natural att la suprafa cti n interiorul su. Acesta se numete cmpul curenilor telurici, cu diferene de potenial de ordinulzecilor de milivoli. Prin studierea acestora s-a ajuns la concluzia c exist trei serii de surse principale pentru asemenea cureni, unele plasate la mare adncime, n nucleul extern fluid, altele ninteriorul scoarei terestre i o a treia categorie dat de fenomenele de interaciune a atmosferei ilitosferei cu efectele n mas acesteia din urm.

Capitolul II.NOIUNI GENERALE DESPRE MINEROLOGIE2.1. GeneralitiMinerologia este disciplina geologic care se ocup cu studiul mineralelor, sub aspectul

genezei, compoziiei, structurii, descrierii formei, proprietilor fizice i chimice precum i alsistematizrii i clasificrii acestora n grupe pe baza caracteristicilor comune.

Mineralele sunt substane chimice naturale, omogene din punct de vedere fizico-chimic,

formate dintr-un singur element chimic sau din mai multe elemente combinate, cristalizate sauamorfe i intr n compoziia rocilor i mineralelor ce alctuiesc scoara terestr. Nu suntconsiderate elemente absolut omogene chimic. Exist n natur sub form solid, mai rar sub formlichid (apa, mercurul, petrolul) sau gazoas (hidrogenul sulfurat). Cele mai frecvente minerale dinscoara terestr sunt: cuarul (SiO2), feldspaii (aluminosilicaii de Na, K i Ca), pirita (FeS2), galena(PbS), micele (muscovit, biotit), amfibolii (hornblenda), piroxenii (augit) etc.

Mineralele au o compoziie chimic destul de variat, unele fiind compuse dintr-un singur element chimic: aur (Au); argint (Ag); cupru (Cu) i mercur (Hg); sau din mai multe elementechimice: cuar (SiO2), calcit (CaCO3), ortoz (K 2OAl2O36SiO2).

Mineralele alctuiesc materialul elementar din care este alctuit scoara terestr. Ele seclasific n dou grupe mari:

minereuri metalifere acele minereuri din care se extrag metalele Fe, Zn, Al, Cu, Pb etc; minereuri nemetalifere acele minereuri care se folosesc fr a fi prelucrate: sarea,srurile de potasiu, calcarele, dolomitele, argilele, nisipurile etc.

8

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

9/50

Mineralele sunt produse ale unor procese fizico-chimice bine determinate care au loc nscoar, deci se formeaz n mod natural.

Sunt excluse din sfera noiunii de mineral toate produsele organice sau anorganice aleactivitii vieuitoarelor. Substanele de origine organic: chihlimbarul, asfaltul, petrolul, crbunii,sunt considerate substane minerale deaoarece i-au schimbat, n timp, att structura ct i proprietile fizice i chimice fa de substanele iniiale din care provin.

Sunt cunoscute peste 3000 de minerale, dintre care numai 100 sunt cele care alctuiesc partea superioar a litosferei, restul fiind mai rare.

2.2. Geneza mineralelorMajoritatea mineralelor sunt de natur anorganic. Dup provinien acestea se clasific n trei

grupe i se formeaz pe mai multe ci:1. Minerale f ormate n interiorul (endogene)

Aceste minerale sunt de origine magmatic i se formeaz n funcie de adncime, temperatur i presiunea de cristalizare.

a. prin cristalizarea din masa topit-magm a silicailor i la urm a cuarului, ntretemperaturi ce coboar de la 1200oC la 650oC ; cristalizarea mineralelor se face succesiv pemsur ce se ating temperaturile critice de cristalizare (cuarul, feldspaii micele etc.); b. prin cristalizarea mineralelor pegmatitice-pneumatolice se produce n fazele finale a le procesului de cristalizare al mineralelor din magma lichid care concentreaz componenivolatili i i degaj ulterior n fisurile i crpturile din jurul rezervorului magmatic, n carese produc reacii chimice cu apariia de minerale noi la temperaturi de 650...360oC (sulful);

c. prin cristalizarea mineralelor n zonele de contact ale magmei cu rocile nconjurtoare ntre400...800oC, prin aport de substane noi n magm;

d. formarea mineralelor din soluii hidrotermale ca urmare a ptrunderii componentelor volatilei a vaporilor de ap n fisurile i crpturile rocilor nconjurtoare la rcirea magmelor sub360oC pn la 100oC i presiuni a ctorva zeci de atmosfere din aceaste filoane rezult ceamai mare parte a produciei mondiale de aur, argint, cupru, zinc, plumb.2. Minerale formate n exteriorul pamntului (exogene). La suprafaa scoarei terestre, sub

influena agenilor geologi externi se desfoar un proces fizico-chimic intens de alterare. Astfeltot ce a fost creat prin procese interne este supus unei dezagregri fizice i chimice rezultndminerale noi, mult mai stabile din punct de vedere chimic.

n condiiile sedimentare, mineralele se formeaz: prin degradarea sau alterarea mineralelor prime (caolinitul, mont-morillonitul); prin cristalizarea din soluii apoase suprasaturate (sarea gem, ghipsul, calcitul);de provinien organic (calcitul, fosforitul).

3. Mineralele rocilor metamorfice care se formeaz din mineralele preexistente cnd suntsupuse unor anumite condiii de temperatur i presiune, diferite de cele iniiale. Aceste

transformri au loc n zonele de contact, dintre plcile litosferice din cauza micrilor tectonice.Zone importante ale scoarei terestre sunt supuse unor puternice presiuni tangeniale (stress), unor presiuni litostatice mari, unor temperaturi ridicate ce au ca rezultat modificri complete alecompoziiei chimice i minerologice ale mineralelor.

Formarea cristalelor bine dezvoltate are loc numai n condiiile unei creteri libere acristalului. De aceeea n roci cristalele bine individualizate aparin mineralelor care se cristalizeazla nceput sau care au o mare capacitate de cristalizare, restul mineralelor ocup spaiile neregulate,rmase libere dup cristalizarea primelor, formnd cristale deformate (granule). n cazul rocilor se produce recristalizarea urmate de formarea unor minerale noi. Natura mineralelor metamorficedepinde nu numai de compoziia mineralelor i rocilor supuse metamorfismului, ci i de adncimeala care se produce metamorfismul.

n suprafa (rol important stresul i umiditatea), apar minerale hidratate, cum sunt cloritul,talcul, azbestul etc.n adncime (rol important presiunea litostatic i temperatura), micele, feldspaii etc.

9

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

10/50

2.3. Proprietile mineralelorMineralele din natur posed o serie de proprieti prin care se deosebesc sau se aseamn ntreele i care se folosesc la identificarea lor. Aceste proprieti pot fi grupate n proprieticristalografice, fizice i chimice.

2.3.1. Proprieti cristalografice Habitusul (forma) cristalelor. Este o proprietate cristalografic a mineralelor rezultat din formageometric a mineralului, pe care l capt cristalele datorit dezvoltrii relative a feelor n celetrei dimensiuni spaiale.Habitusul poate fi:

izometric, caracterizat prin dezvoltarea egal a diferitelor fee ale cristalului (de exemlucubul de sare gem, pirita)

tabular i lamelar, caracterizate printr-o dezvoltare a feelor orientate n dou direcii nctrezult cristale turtite n form de plci groase (calcitul) sau subiri, lamelare (mica);

prismatic, alungit ntr-o direcie (cuarul, piroxena) i acicular cu fee foarte alungite ntr-osingur direcie, avnd forma unor ace (stibina).

2.3.2. Proprietile fizicen cadrul proprietilor fizice sunt cuprinse: proprietile mecanice i proprietile optice.

Proprietile mecaniceDintre proprietile mecanice cele mai importante sunt:rezistena, duritatea, clivajul, sprtura etc.

Rezistena cristalului la aciuni mecanice exterioare se datorete unei fore care ine strnslegate ntre ele particulele constituiente i care se numete coeziune.

Duritatea mineralelor este rezistena pe care o opune o suprafa neted a unui cristal la ptrunderea vrfului unui corp mai dur, prin zgriere sau lovire. Este o proprietate ce depinde destructura cristalin. Se determin prin compararea duritii cristalului studiat cu duritatea unor minerale considerate etalon care alctuiesc o scar practic de duriti stabilit de minerologul

german F. Mohs. Ea cuprinde 10 minerale considerate etalon, astfel alese ca fiecare mineral szgrie pe cel precedent.1. Talc foarte moi se zgrie cu unghia2. Ghips3. Calcit moi sunt zgriate cu sticla4. Fluorin5. Apatit semidure sunt zgriate cu vrful briceagului6. Ortoz7. Cuar dure zgrie sticla8. Topaz9. Corindon foarte dure zgrie oelul

10. DiamantClivajul este proprietate pe care o au cristalele i granulele cristaline de a se desface dupanumite suprafee plane, n urma unei aciuni mecanice oarecare, mai puternice dect coeziuneacristalului. Dup uurina cu care se produce clivajul, dup perfeciunea planeitii suprafeelor deseparaie i a luciului acestora clivajul poate fi:

Clivaj perfect se obine prin aciunea mecanic slab, din care rezult fee perfect plane culuciu puternic. Mineralele cu clivaj perfect sunt: micele, gipsul, galena, blenda, calcitul etc.

Clivaj bun printr-o aciune mecanic puternic se obin suprafee de desfacere aproape plane, cu luciu mai slab. Mineralele care cliveaz n acest mod sunt: fluorina, ortoza etc.

Clivaj imperfect - se obine printr-o aciune mecanic deosebit de puternic, rezultnd feeimperfect plane i cu luciu gras, de exemplu: olivina, sulful, apatitul etc.

Sprtura este proprietatea cristalului de a se desface dup suprafee diferite de suprafeele plane n urma unei aciuni mecanice exterioare, mai puternice dect coeziunea sa. Acest fenomeneste cauzat de diferenele prea mici dintre forele de coeziune din cristal. Suprafeele de desfacere

10

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

11/50

sunt suprafee oarecare. Dup aspectul suprafeei de sprtur se disting urmtoarele tipuri desprturi: concoidal, coluroas, achioas, fibroas.

Proprietile opticeDin proprietile optice ale mineralelor fac parte: culoarea, transparena, luciu.Culoarea mineraleleor este o proprietate optic care se datorete fenomenului de absorbie

pe care mineralele l exercit asupra luminii naturale albe. Cnd las s treac toate componentele

spectrului n mod egal prin masa lor, sunt incolore; cnd absorb toate componentele spectrului, suntnegre; cnd o reflect total sunt albe, iar cnd reflect doar anumite pri din compoziia ei spectraldevin divers colorate. Cele mai multe minerale au culoare proprie, culoare se datorete compoziieichimice. Mineralele care prezint culori proprii se numescidiocromatice i sunt: magnetitul aparen culoare neagr, pirita galben-aurie, sulful galben etc.

De cele mai multe ori culoarea mineralului se datorete unor amestecuri de substane strinecare nu au nicio legtur cu compoziia sa chimic. Aceste minerale care nu au culoare proprie senumesc mineraleallocromatice.

Culoarea urmei mineralului este culoarea pulberii fine pe care o las un mineral, atunci cndscriem pe suprafaa mat a unei plci albe.

Transparena este modul de comportare al mineralului fa de lumin, adic dac este uor sau nu strbtut de ea i dac prin masa lor obiectele se pot vedea clar, voalate sau delocAstfelmineralele se clasific n: transparente, semitransparente i opace.

Luciul mineralului este determinat de modul n care un mineral reflect lumina ce cade pesuprafaa lui. Luciu mineralelor depinde de urmtoarele caracteristici: indicele de refracie almineralelor, puterea de absorbie a luminii de ctre mineral. Dup modul n care mineralele reflectlumina se disting urmtoarele tipuri de luciu: sticlos, adamantin, gras, sidefos, mtsos, metalic,mat.

Capitolul III.3. Rocile. Clasificarea lor

Rocile sunt agregate alctuite din unul sau mai multe minerale care iau natere n scoaraterestr n urma variatelor procese geologice. Spre deosebire de minerale care sunt corpuri naturaleomogene din punct de vedere fizico-chimic, rocile sunt de cele mai multe ori corpuri neomogene,fiind formate din mai multe minerale cristalizate sau amorfe, de cele mai multe ori deosebindu-sentre ele.

Dup numrul mineralelor care intr n constituia rocilor deosebim: roci monominerale , formate dintr-un singur mineral (sarea, marmura, calcarul, ghipsuletc.);

roci poliminerale , formate prin asocierea a doua sau mai multe minerale (granitul, sienitul,gnaisul).Rocile se caracterizeaz prin compoziia minerologic, structur (modul de asociere a

mineralelor unei roci, definit prin raporturile de form, mrime i grad de cristalizare), textur(modul de aranjare n spaiu a mineralelor, componente ale rocii) i culoarea lor.n funcie de genez rocile care alctuiesc scoara terestr se grupeaz n 3 categorii mari:roci magmatice (eruptive)roci sedimentareroci metamorfice.

3.1. Rocile magmaticeRocile magmatice se formeaz prin rcirea i consolidarea magmei fluide din interiorul

pmntului.Magma reprezint un amestec fluid de silicai, oxizi i sulfuri, saturat cu diferite gaze i

vapori de ap, care se formeaz n interiorul Pmntului la temperaturi i presiuni foarte nalte icare n anumite momente se deplaseaz spre exterior, rcindu-se i ncorporndu-se n scoara

11

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

12/50

terestr. Magma se ntrete fie n adncul scoarei terestre, fie n apropiere de suprafa sau chiar lasuprafaa ei.

3.1.2. Clasificarea rocilor magmaticeRocile magmatice se clasific dup mai multe criterii i anume dup condiiile geologice de

formare, compoziia chimic i minerologic, vrst.Dup condiiile geologice de formare se deosebesc:

roci intruzive formate la adncimi mari (granitul, gabroul); roci efuzive (vulcanice, de suprafa - bazaltul);Fiecrei familii de roci i corespunde o roc efuziv nou (cainotip) i una veche (paleotip).Dup compoziia chimic rocile magmatice se clasific n funcie de coninutul de SiO2 care

se poate gsi n roci liber (sub form de cuar) i n combinaii:roci acide , SiO2 65-75 % (granitul, riolitul);roci neutre , SiO2 52-65 % (andezitul, dioritul);roci bazice , SiO2 40-52 % (gabroul, bazaltul);roci ultrabazice SiO2 40 % (peridotite, dunite).

3.1.3. Structura i textura rocilor magmaticeCondiiile geologice n care are loc consolidarea magmei determin structura diferit a

rocilor magmatice. Prin structur se neleg particularitile privind modul de asociere al mineralelor din masa unei roci magmatice n funcie de mrime, form, grad de cristalizare.

Astfel dup gradul de cristalizare se disting urmtoarele tipuri de structuri : structur holocristalin , caracterizat printr-o cristalizare complet a ntregii mase de

roc, lucru care se poate realiza numai n condiii de scdere lent a temperaturii, deci n zoneleadnci ale scoarei terestre. Ea este caracteristic rocilor magmatice de adncime (intruzive) granit, gabrou etc.

structura semicristalin , caracterizat printr-o cristalizare parial, adic cristalele suntcuprinse ntr-o masa amorf, sticloas. Aceast este caracteristic pentru rocile de suprafa(efuzive) a cror consolidare ncepe n adncul scoarei terstre (riolitul, andezitul).

structura sticloas sau amorf , caracterizat printr-o masa necristalizat, amorf provenit n urma ntririi lavei. Ea este caracteristic pentru sticlele vulcanice (obsedian, piatra ponce).

Dup mrimea relativ a cristalelor rocile magmatice pot avea: structur echigranular , roca fiind compus din cristale de dimensiuni aproximativ

egale. structura inechigranular , roca fiind constitutiv dintr-o masa de cristale mici,

invizibile cu ochiul liber, n care sunt nglobate cristalele mari.Textura rocilor magmatice este determinat de modul de micare a mineralelor n timpul

consolidrii i de modul umplerii a spaiului din masa rocii.Dup modul de umplere a spaiului din masa rocii, deosebim:

textur compact , sau masiv, caracterizat prin asocierea strns unit a mineralelor,fr spaii libere ntre ele;

textur vacuolar (cavernoas), caracterizat prin prezena unor goluri sau vacuole.3.2.1. Rocile sedimentare

Rocile sedimentare se formeaz la suprafaa scoarei terestre n urma dezagregarii rocilor magmatice, metamorfice i sedimentare, sub aciunea factorilor geologici externi, cum sunt apa,vntul, gheaa, temperatura, organizmele. Dup modul de formare se mpart n 5 grupe:

roci sedimentare detrice sau clastice , provenite din dezagregarea rocilor preexistente icare se clasific n funcie de mrimea granulelor constituiente. Se ine seama dac ele se prezint

sub forma unui material cimentat sau necimentat i se are n vedere felul agentului de transport,natura materialului component i natura cimentului de legtur. roci reziduale , care se formeaz prin acumularea pe loc a materialului

12

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

13/50

format prin dezagregarea rocilor (nisip, prundi); roci de provinien chimic , care se formeaz ca sedimente n bazinele de ap (sarea gem, ghipsul);

roci organogene , care se formeaz din ramiele deorganizme i animale (crbune, petrol, calcar cochilifer);

roci piroclastice din materiale vulcanice:tuf >90 % material vulcanictufit 30 40%roci tufogene < 30 %.Rocile sedimentare reprezint numai 5% din volumul scoarei terestre, restul 95 % fiind roci

magmatice i metamorfice. ns din suprafaa scoarei terestre rocile sedimentare ocup 75 %. n procesul de formare a rocilor sedimentare se deosebesc patru faze successive mai importante ianume:

dezagregarea i alterarea rocilor preexistente sub acciunea agenilor geologici externi (apa, vntul, ghiaa, temperatura,organismele);

transportul materialului dezagregat dectre diferii ageni de transport (apa, vntul, ghearii);depunerea acestui material n bazinele

de sedimentare;diageneza materialului sedimentat.

Componena rocilor sedimentare:Rocile sedimentare sunt constituite din fragmente de roci minerale, organisme i cimentul de

legtur.Fragmentele de roci constituie fragmente de materialul dezagregat, avnd o natur, form i

mrime diferit.Mineralele rocilor sedimentare pot fi grupate n trei categorii :

- minerale primare reprezentate prin fragmentele minerale ale rocilor de provinien, care i pstreaz n sedimente caracterelelor chimice i i schimb numai forma i mrimea (cuarul,feldspaii, micele, amfibolii);

- minerale singenetice care se formeaz n procesul de alterare (caolinitul, montmorilonitul,limonitul) prin precipitatarea din soluiile apoase (calcitul, argonitul, ghipsul);

- minerale diagenetice care se formeaz n ursul proceselor de diagenez (pirit, apatitul).Organizmele joac un rol deosebit de important n procesul de formare a rocilor sedimentare.

Prin acumularea resturilor scheletice de plante i animale, n special marine, au luat natere depozitede roci sedimentare. Aceste resturi scheletice sunt de cele mai multe ori de natur calcaroas(algele, molutele), silicioas (diatomitele, radiolarii) i fosfatic (vertebratele).

Cimentul de legtur poate fi silicios, calcaros, feraginos etc, i are o influen hotrtoareasupra rezistenei rocii.

Structura rocilor sedimentare este diferit la diferite categorii de roci sedimentare. Astfel,rocile sedimentare formate din fragmente numite detrice sau clastice au urmtoarele tipuri destructuri: grunoase la nisipuri, n fagure i fulgi la rocile formate din fragmente fine.

Rocile de precipitaie chimic sau biochimic (prin intermediul organismelor) au de cele maimulte ori structur cristalin (granular) care la rndul ei poate fi macrogranular saumicrogranular.

Textura rocilor sedimentare trebuie determinat dup dou criterii: ca textura unui singur strat microtextura i ca textura unei succesiuni de straturi n spaiu macrotextur. Microtexturaacestora poate fi examinat numai la microscop i este de cele mai multe ori neorientat sau mai rar orientat ca exemplu formei lamelare a micelor care se depun aproximativ paralel cu stratificaia.

Cea mai caracteristic form macrotextural o reprezint stratificaia, adic o succesiune destraturi de cele mai multe ori orizontale i paralele. Stratificaia se datorete variaiei intensitiisedimentrii i depinde de condiiile n care n care are loc sedimentarea.

13

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

14/50

Stratul este un sediment care pstreaz pe o grosime oarecare o compoziie minerologicconstant i corespunde unui timp geologic, n care factorii ce produc sedimentarea au fostaproximativ aceeai. Deasupra i dedesubtul lui se gsesc alte straturi cu compoziii deosebite.

Se deosebesc urmtoarele tipuri de stratificaie:- stratificaia orizontal sau paralel, avnd fee paralele (fig.....)

- stratificaia oblic sau nclinat, cu straturile dispuse oblic fa de planul general desedimentare (fig.....)

- stratificaia ncruciat, cu straturile care formeaz unghiuri fa de planurile stratificatieinormale i chiar unele fa de altele (depozite de delt, dune) (fig.....)

Unele roci sedimentare cum sunt calcarele, sarea i ghipsul nu sunt stratificate, ci apar subform de masive.Spre deosebire de rocile magmatice i metamorfice, rocile sedimentare au o particularitate

numai a lor i anume conin fosile, adic resturi scheletice de animale sau plante plante care auexistat n timpul formrii sedimentelor i au fost nglobate n ele odat cu formarea lor. n plus,acestea au n general culori uniforme de cele mai multe ori alb, cenuie, galben-rocat, verde saucenuie-nchis.

3.2.2.Clasificarea rocilor sedimentareRocile sedimentare se clasific innd cont de modul lor de formare i cuprinde cinci categorii

de roci:Tipul de roc Denumirea Psefite(>2 mm) Psamite(2-0,05

mm)Aleurite(0,05-0,005)mm)

Pelite(

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

15/50

Roci organogene acustobiolite Calcare, cret, dolomit, diatomit, fosforitcaustobolite Crbuni humici, crbune brun, antracit

Roci reziduale Terra-rossa, bauxit, soluri Roci piroclastice necimentate Bombe vulcanice, cenu

cimentate Tuf vulcanic

rocile sedimentare detrice sau clastice - provin din dezagregarea rocilor preexistente icare se clasific n funcie de mrimea granulelor constituiente; roci sedimentare de precipitaie fizico-chimic formate din precipitarea unor substane

chimice n coninutul apelor; roci sedimentare organogene sau biogene i au originea din resturile fiinelor vii. n

funcie de faptul dac sunt combustibile sau nu se mpart n caustobiolite (care ard) iacaustobiolite (care nu ard);

roci sedimentare reziduale , formate pe loc, prin dezagregarea i descompunerea chimic arocilor preexistente;

roci sedimentare piroclastice , provenite din depunerea materialelor solide aruncate lasuprafaa terestra prin puterea gazelor n timpul erupiilor vulcanice.

Rocile sedimentare acoper toat suprafaa Republicii Moldova i n general podiurile cmpiilei zonele muntoase, n care rocile magmatice i metamorfice nu apar la suprafaa pmntului.

3.3. Rocile metamorficeRocile metamorfice se formeaz prin transformarea rocilor magmatice i sedimentare sub

aciunea temperaturii apei din roci i a soluiilor care circul prin roci. Totalitatea transformrilor minerologice, structurale, texturale i chimice suferite de aceste roci n stare solid poart numelede metamorfism.

Procesele de metamorfism sunt condiionate de urmtorii factori principali, care variaz nfuncie de adncime n scoar:

temperatura generat de prezena unor rezervoare magmatice n scoara terestr sau datorittreptei geotermice care crete odat cu adncimea;

presiunea litostatic care se datorete greutii straturilor de deasupra de 10 000 ...20 000 mi deasemenea crete odat cu adncimea;

presiunea orientat tangenial (stres) ce se dezvolt n timpul cutrii straturilor din cauzamicrilor orogenice de formare a munilor i se manifest puternic n zonele superioare alescoarei terestre;

agenii mineralizatori sub form de vapori i de diferite gaze sau soluii, care se degaj dinmagm i circul prin roci.Sub aciunea acestor factori are loc o recristalizare parial sau total a rocilor preexistente

n stare solid i duce la schimbarea compoziiei minerologice i apariia de structuri i texturi noi

caracteristic rocilor metamorfice.n funcie de cauzele care provoac metamorfismul deosebim dou tipuri de metamorfism:metamorfism de contact , care este determinat de prezena unui bazin magmatic ptruns

n scoara pmntului, iar rocile care l nconjoar sunt supuse la aciunea temperaturii nalte i serecrstalizeaz n roci metamorfice.

metamorfism regional, care este provocat de tensiuni nalte n zone de scufundare alescoarei terestre.

Rocile metamorfice sunt recristalizate i au structur cristalin .Textura rocilor metamorfice n majoritatea cazurilor este orientat i mai rar neorientat.Textura orientat sau istoas , se caracterizeaz prin dispunerea mineralelor componente n

zone aproximativ paralele sub aciunea presiunii. Rocile cu textur istoas se numesc isturi (istulmicaceu).

Textura neorientat , se caracterizeaz prin dispunerea haotic a mineralelor n masa rocii ise ntlnete n special lacuarite, marmure etc.

15

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

16/50

3.4. Clasificarea tehnico-geologic a rocilorRocile care alctuiesc scoara terestr i care pot servi ca teren de fundare pentru construciisau material de construcie, pot fi clasificate dup mai multe criterii.

Clasificarea rocilor numai dup criterii pur geologice (genez, vrst, form de zcmntetc.), nu este satisfctore pentru practica inginereasc de construcii, unde intereseaz n primulrnd modul de comportare al acestora sub aciunea ncrcturilor, respectiv proprietile lor fizico-mecanice. Din acest motiv s-a adoptat o clasificare pe criterii tehnico-geologice care s in seamade particularitile i natura fizic a particulele minerale componente ale rocilor, de caracteristicilecare determinnd rezistena i modul de deformare al acestora, comportarea la aciunea apei etc. Dinacest punct de vedere rocile se clasific n dou grupe mari, dup cum urmeaz:

roci tari sau stncoase; roci moi sau nestncoase .3.4.1. Roci tari (stncoase)n grupul rocilor tari se ncadreaz rocile magmatice i metamorfice, care sunt roci

stncoase, precum i rocile sedimentare cimentate cu o strns legtura ntre fragmentelecomponente (gresii, calcare). ntre elementele care alctuiesc aceste roci exist legturi rigide decristalizare sau cimentare, care le imprim o rezisten mare la solicitri exterioare. Legile dedeformare a rocilor tari se apropie de cele ale corpurilor solide.

3.4.2. Roci moi (nestncoase)n grupa rocilor moi sunt cuprinse rocile sedimentare detritice necimentate, care n funcie

de interaciunea dintre particulele componente se npart n: roci necoezive (nelegate); roci coezive (legate).n cadrul rocilor mobile necoezive (nelegate) snt cuprinse: grohotiurile, bolovniurile,

pietriurile i nisipurile. Ele snt alctuite din fragmente care se afl ntr-o atingere reciproc ce se poate considera punctiform pe suprafaa lor de contact i al cror echilibru se datorete forelor defrecare dintre particule. Deformaiile lor la compresiune depinde de deplasarea reciproc afragmentelor necomponente, producndu-se imediat dup aplicarea ncrcturii i avnd n generalcaracter ireversibil.

Rocile coezive au particolele componente legate prin coeziune de natur hidrocoloidal,combinat eventual cu legturi slabe de cimentare.

Caracteristice pentru aceste roci sunt deformaiile provocate de tensiunile tangeniale i din

comprimare plastic care au loc n timp. n funcie de compoziia minerologic i de cantitatea deap coninut de aceste roci n pori, se pot prezenta n stare solid (tare), plastic i curgtoare.Gruparea rocilor coezive este format din argile i pmnturile argiloase. Praful i

pmnturile prfoase fac trecerea ntre rocile necoezive i coezive avnd proprieti caracteristice.

3.5. Consideraii privind folosirea diverselor roci ca teren de fundare

a. Comportarea rocilor tari ca teren de fundareRocile tari snt terenuri bune de fundare. n general rezistena lor este mare, uneori chiar

mai mare dect cea a materialelor din care se execut n mod obinuit fundaiile, iar deformarea lor sub aciunea ncrcturilor aduse de construcii este practic nensemnat. Dei din acest punct devedere, proiectarea i execuia fundaiilor nu prezint dificulti, snt totui unele aspecte de caretrebuie s se in seama n cazul fundrii construciilor pe asemenea roci.

16

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

17/50

De cele mai multe ori partea superficial a rocii, care este n contact direct cu agenii externi(ap, aer, variaii de temperatur etc.) este alterat. Pentru asigurarea unui reazem sigur, respectiv aunei bune legturi ntre fundaie i roca bun de fundare, partea alterat trebuie s fie ndeprtat nmod obligatoriu.

Rocile stncoase pot prezenta o serie de discontinuiti, datorate fisurilor i crpturilor, decare depind n mod direct permeabilitatea i stabilitatea general a lor, precum i rezistena i

stabilitatea construciilor fundate pe ele. Apa cantonat n fisuri creaz presiuni hidrostatice mariasupra pereilor acestora accentund alterarea i reducnd stabilitatea masivului de roc.n vederea prentmpinrii sau diminurii unor fenomene defavorabile, n faza de pregtire

a terenului de fundare se impune executarea unor lucrri de injectare prin care se nchid fisurile,crpturile i se reduc infiltraiile.

n multe cazuri, prezena n cuprinsul terenului de fundarea unor roci sedimentare de precipitaie chimic sau organogene poate crea dificulti, datorit apariiei n masivul de roc aunor goluri sau caverne sub aciunea apei (n masivele de sare gem i gips) sau a unor caverne-carsturi sub aciunea apei care vehiculeaz acizi (n masivele calcaroase) producnd tasri pronunate ale construciilor. n cazul masivelor de cret apar deformaii mari datorit reducerii pronunate a rezistenelor mecanice sub aciunea apei infiltrate de la suprafa sau a ciclului denghe-dezghe.b. Comportarea rocilor moi ca teren de fundare

Din punct de vedere al comportrii rocilor moi ca suport al construciilor, se deosebesc: T erenuri bune de fundare (rezistente) , alctuite din roci care n starea lor natural

prezint rezisten i stabilitate suficient de mari pentru preluarea ncrcturilor transmise deconstrucie i a cror deformare genereaz deplasri i deformaii ale construciei, compatibile custructura de rezisten i exploatarea normal a acesteia, pe lng un sistem de fundare raional din punct de vedere tehnico-economic.

Terenuri de fu ndare dificile (slabe) , alctuite din roci care n starea lor natural nu prezint caracteristicile sus-menionate precum i din roci care pot suferi modificri importante ,defavorabile sub aspectul rezistenei, deformabilitii i stabilitii, sub aciunea unor factoriinteriori sau exteriori (variaii de umeditate, de temperatur, seisme etc.). La executareaconstruciilor pe aceste terenuri se impune luarea unor msuri pentru majorarea rezistenei,stabilitii sau pentru eliminarea unor fenomene defavorabile.

Bolovniurile, pietriurile i nisipurile sunt terenuri bune de fundare. Cu ct fragmentelecomponente sunt de mrimi mai diferite i cu ct volumul golurilor dintre ele este mai redus (adicsunt mai ndesate), cu att rezistena i stabilitatea lor la aciunea ncrcrilor este mai ridicat. Nusunt bune de fundare terenurile care se afl n stare afnat, dar prezint avantajul c se potcompacta relativ uor prin procedee mecanice.

Probleme dificile prezint nisipurile fine cu granulaie uniform supus aciuniihidrodinamice a apei, deoarece la o anumit vitez a curentului de ap sunt antrenate i particulele

fine de nisip, dnd natere la nisipuri curgtoare, care reduc substanial rezistena i stabilitateaterenului de fundare. Acest fenomen poate aprea, n special n timpul executrii spturilor i afundaiilor, cnd este necesar coborrea nivelului apei subterane, evacuarea apei prin pompare dingroapa de fundaie provoac creterea vitezei de circulaie a apei prin teren, putnd ajunge lavaloarea vitezei critice care antreneaz particulele de nisip.

Prafurile i pmnturile prfoase sunt terenuri slabe de fundare, care saturate cu ap daunatere la mluri, iar amestecate i cu substane organice formeaz nmolurile, avnd rezistenefoarte reduse.

Loessurile i pmnturile loessoide, n general numite i pmnturi macroporice, prezint particulariti deosebite, prin faptul c n lipsa contactului cu apa au rezisten i stabilitate relativridicate, putndu-se comporta bine ca teren de fundare. n contact cu apa se dizolv liantul decimentare (CaCO3) al particulelor de praf, producndu-se o prbuire a structurii loessului, nsoitde deformaii mari, chiar sub greutatea proprie. Rezistena i stabilitatea acestor pmnturi se reduc

17

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

18/50

foarte mult n contact cu apa, din acest motiv pmnturile loessoide sunt considerate ca fiindterenuri dificile de fundare.

Pmnturile argiloase, privite ca teren de fundare, au o comportare complex, ridicnd celemai multe probleme la proiectarea i executarea fundaiilor. Calitatea lor este determinat, n principal, de doi factori: coninutul de ap, care influeneaz asupra consistenei, i starea deconsolidare. Pmnturile argiloase pot fi terenuri bune de fundare cnd au coninut redus de ap i o

stare de consolidare satisfctoare, i foarte slabe cnd coninutul de ap este ridicat i starea deconsolidare slab.O categorie a terenurilor argiloase o reprezint pmnturile contractile (numite i expansive

sau active), care-i modific sensibil volumul atunci cnd umiditatea lor variaz. Ele se ncadreazn cazegoria terenurilor dificile la fundare, fapt care impune prevederea unor msuri deosebite la proiectarea i executarea fundaiilor construciilor.

Combinaiile dintre pmnturile argiloase i prfoase cu coninutul ridicat de substaneorganice nu sunt terenuri bune de fundare, din cauza rezistenelor reduse pe care le au datoritreducerii frecrilor dintre fragmentele componente.

Solul vegetal nu este teren bun de fundare, de aceea, la realizarea construciilor, sendeprteaz pe toat grosimea sa; stratul superficial de 15-20 cm decapat sub form de brazde poate fi utilizat la stabilitatea taluzurilor. Humusul, care este parte component a solului vegetal,conine acizi humici care prezint agresivitate fa de betonul din fundaii i n special fa de betonul proaspt, prin formarea humailor de calciu solubili.

Capitolul IV4. GEOCRONOLOGIA

Este o tiin geologic care se ocup cu studierea istoriei Pmntului, determinrii vrsteilui, a diferitor elemente, a stratelor i rocilor aparte. n geologie vrsta rocii e folosit pentruaprecierea duritii diferitor rocilor i a stratelor.

Deosebim vrsta relativ determinat prin compararea diferitor evenimente i vrstabsolut a rocilor determinat n ani.

Vrsta relativPn n prezent cea mai mult folosit a fost vrsta relativ stabilit pe baza principiului

superpoziiei stratelor, bazndu-se pe datele paleontologice (fosile caracteristice) i tectonice(discordanele unghiulare) etc.

Diviziunile timpului geologic (scara geocronologic). Istoria geocronologic a fostmprit n diviziuni de mai multe ordine, dintre cele mai mari sunt erele, dup care urmeazdescrescnd perioadele, epocele i etajele.

Erele sunt n numr de cinci i anume: arherozoic i proterozoic (care constituie precambrianul), paleozoic, mezozoic i neozoic.

Precambrianul reprezint partea cea mai lung din istoria Pmntului (circa 2,5 3 miliarde

de ani) i se subdivide n dou ere: arhherozoic i proterozoic. Era arherozoic se caracterizeaz prin cele dou faze specifice: anhidr (cu roci magneticei o atmosfer ncrcat cu vaporii diferitelor sruri) i oceanic veche (cnd se formeaz primulnceput al hidrosferei i primele roci sedimentare, care sub influena metamorfismului devin apoiroci cristaline isturi cristaline). Primele micri tangeniale i primele urme de via dup cum se pare, au s-au produs n era proterozoic.

Era proterozoic se caracterizeaz prin apariia unor urme sigure de vieuitoare reprezentate prin plante i animale, fiecare dezvoltate n mai multe grupe (alge, foraminifere, viermi, brahiopode,trilobii etc.). Dintre roci, pe primul loc stau cele sedimentare, dar sunt prezente i cele magmatice(granitul de Rapakiwi) i metamorfice, ntlnite la baza primelor scuturi continentale alePmntului.

18

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

19/50

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

20/50

M E Z O Z O I C

M Z

CretacicCr

cretacic sup.daniansenonian

Clasareptilelor iamoniiilor

155

6 0 0 0 m

cretacicmed.

Turoniancenomanianalbian

cretacic inf.apian

barremianhauterivianvalanginian berriassian

Jurasic Jr

jurasic sup. portlandiankimmeridgiancallovian

jurasic med. bathonian bajocian

jurasic inf. aalenianrhetian

TriasicTr triasic sup.triasic med.

triasic inf.

norian

carnianladiniananisianwerfenian

P A L E O Z I C

P Z

Permian P p. superior p. inferior

facies marinkazaniankungurianartinskian

CarbonicC

c.superior c.mediuc.inferior

uralianmoscoviandinanian

DevonianD

d. superior d.mediud.inferior

famenianfrasniangivetianeifeliancobleiangediniandowntonian

Clasa petilor itrilobiilor

345

3 0 0 0 0 m

SilurianS

gothlandian

ordovician

ludlovianwenlockianvaleniancaradocianelamoeliantremadocian

20

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

21/50

Cambrian Cm

postdamianacadiangeorgian

---

PROTER OZOICPrz

Algonkian - - Urme devieuitoaredifereniate 2 4

0 0 0 m

ARHER OZOICAArz

- - Urme slabedevieuitoare

FAZA ASTRAL Vrst planetar

Capitolul V5. MICRILE OSCILATORII I TECTONICE

La suprafaa Pmntului au loc procese de formare a munilor, mrilor i oceanelor. Toate

aceste procese de formare sunt antrenate de forele interne ale Pmntului.Principalele procese interne ale Pmntului sunt:1. Procese tectonice2. Vulcanismul3. Magmatismul4. Metamorfismul5. Cutremurile de Pmnt5.1. Procesele tectonice. Vulcanii dar mai ales cutremurile de pmnt, dovedesc pn la

eviden c n interiorul Pmntului nu domnete linite. Prin radiaiune se pierde cldura prin presiune se schimb condiiile fizice ale materiei, necontenit echilibrul se sfarm, tinzndu-se s serestabileasc. Micrile interne au ecou i n litosfera rigid.

Micrile n scoara terestr depind ntr-o mare msur de structura tectonic. Cele mai maristructuri sunt platformele i geosinclinalele.Deosebim 2 feluri de micri tectonice:1. Micri lente de ridicare i scufundare ale unor sectoare terestre, ridicri care s generezecontinente ca urmare a retragerii apelor marine au fost numite -micri epirogenetice.2. Micri brute care sunt nsoite de ruperea scoarei numite micri orogenetice.Micrile epirogenetice sunt micri pe vertical de ridicare i de coborre a unor poriuni din

scoara terestr. Ulterior acestea au fost mprite n micri epirogenetice pozitive(+) de ridicare ascoarei terestre i micri negative(-) numitemicri de subsiden. Micrile epirogenetice pozitive(+) i negative (-) se manifest pe suprafee ntinse, s-au manifestat n epocile geologice ise manifest i la etapa actual, ele duc la formarea podiurilor (platourilor) i depresiunilor, att pecontinente ct i pe oceane.

Micrile epirogenetice au un caracter continuu i neuniform, iar efectele lor se pot observadup scurgerea unor perioade lungi de timp (secole).

21

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

22/50

Dintre principalele efecte ale micrilor epirogenetice menionm:a) Variaia liniei de rm determinat de naintarea apelor n timpul micrilor negative i

retragerea lor cnd micarea are sens pozitiv; b) Formarea teraselor marine cnd micarea epirogenetic este pozitiv;c) Transgresiunile i regresiunile marine cnd reprezint momentul cel mai important al

micrilor epirogenetice, att prin rspndirea lor n spaiu i timp ct i prin cantitatea de material

mobilizat.Transgresiunea marin reprezint invadarea apelor marine asupra uscatului continetal caurmare a scufundrii uscatului. Materialul erodat de valuri din rmuri este fragmentat pn lamrimea unui pietri, care este depus cu fragmentele mai mari nspre rm, urmeaz apoi nisipul, iar nspre larg se sedimenteaz argila.

Regresiunea marin are loc atunci cnd se produce un fenomen de ridicare a scoareiterestre n urma cruia marea se retrage, rmnnd o suprafat uscat cu pant lin i o marenvecinat puin adnc

Cauzele micrilor epirogenetice: O ipotez dat de Dutton admite c diferitele poriuni alescoarei, plutesc pe un substrat mai dens din mantaua terestr. Acestea, conform principiului luiArhimede, se scufund parial n substratul dens al mantalei. Cu ct un bloc litosferic are o grosimemai mare cu att baza sa se afl la o adncime mai mare.

5.2. Micri orogenetice. n scoara continentelor exist zone n care s-au produs micriample de cutare i ridicare, ce au avut drept rezultat formarea catenelor muntoase. Micrile brute,de pe urma crora pturile i schimb regulata lor aezare se numescmicri orogenetice.

Aceste poriuni din scoar, nainte de constituirea lanului muntos respectiv, au trecut prin aanumitul stadiu de geosinclinal. Un geosinclinal este un bazin alungit, liniar sau arcuit, labil dinscoara terestr care se gsete la marginea unui bloc continental sau ntre 2 blocuri continentale, cese caracterizeaz printr-o micare de scufundare lent numit subsiden.

n urma micrilor orogenetice n scoara terestr se formeaz structuri de rupere. Astfel,deosebim 4 tipuri de structuri de rupere:

1. Micare de rupere pe orizonal (falie orizontal)2. Micare de rupere pe vertical (falie vertical)3. Graben (reprezint un compartiment central scufundat)4. Horst (reprezint un compartiment ridicat al scoarei terestre).

Faliile verticale se obin ca rezultat al coborrii (scufundrii) poriuni fa de alt. Dac nmomentul dislocrii o parte se ridic, este falie de ridicare. Uneori pe un sector pot avea loc maimulte dislocaii. Astfel apar falii de ridicare sau coborre n trepte.

22

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

23/50

Horstul este asociaia de falii care prezint un compartiment ridicat al scoarei terestre,delimitat n falii coborte n dou direcii, rezultnd un relief supranlat.

Masivul mcin din Dobrogea de nord este considerat un horst. El este format din roci intruzivevechi, fiind mrginit de compartimentele scufundate ale fosei predobrogene, ale Cmpiei Romne iale zonei Tulcea. Exemple de horst cu aspect de muni-bloc, sunt Munii Fget, Meze etc.

Grabenul apare, cnd un sector din scoara terestr coboar ntre dou dislocaii mari. Peaceast cale s-a format lacul Baical.

Exemple de astfel de dislocaii rupturale sunt vile rifturilor dorsalelor oceanice, grabenulRinului care se ntinde ntre Munii Vosgi i Pdurea Neagr cu srituri ale faliilor (faliile suntdislocaii rupturale care conduc la ruperea continuitii straturilor i la deplasarea relativ pevertical a compartimentelor afectate) de 1000 m i grabenul African care ncepe de la lacul Niassai se continu prin dou ramificaii, una de vest i una de est, care trece prin regiunea laculuiRudolf, Marea Roie, Marea Moart i Valea Iordanului. Lungimea lui este de 6500 m cu srituri defalii de 2000 m.

Horstul este forma invers grabenului.Micrile orizontale n comparaie cu celelate forme apare prin dislocarea unei poriuni iacoperirea unei suprafee orizontale sau puin nclinate.

5.3. Vulcanismul- este micarea magmei din interiorul Pmntului spre exterior. nainte deapariia lavei (magm fr coninut de gaze), simultan cu ea sau dup apariia ei, n regiunearespectiv apar zgomote subterane, explozii degajri de gaze sau ape fierbini. Unele materii topitenu au puterea necesar s strbat litosfera. Ele sunt injectate printre straturile acesteia (filoane)sau sunt ngramdite n spaii largi sau mai restrnse.

Elementele ce alctuiesc un vulcan constau din: conul vulcanic, muntele vulcanic, coulvulcanic i vatra vulcanului sau bazinul magmatic. Vulcanul este rezultatul acumulrii produselor endogene a materiei topite, lavei ce provine din interiorul Pmntului, avnd forma unui con ce poate ajunge la nlimi de mii de metriUneori craterul vulcanului abia se poate prinde, cci materia topit (lava) se ntinde pesuprafaa pmntului, dup relieful terenului pe care curge. De regul, craterul se afl n vrful unuiconformat din materiile vulcanice i strbtut de un canal, ce face legtura ntre exterior i vatra cumagm.

Erupia vulcanic este fenomenul de eliminare al produselor vulcanului la suprafaa scoarei.Erupia este un proces interminent cu perioade de activitate i repaos, n strns legtura cu pulsaiile energiei interne. n faza incipienta a erupiilor vulcanice se aud ygomote subterane, se produc cutremure de pmnt repetate, apar unele izvoare, dispar altele, se modific valorile trepteigeotermice n regiune, animalele cu ascunziuri subterane prsesc regiunea.

Produsele activitii vulcanice pot fi de trei feluri: gazoase, lichide, solide.Produsele gazoase apar n toate fazele de activitate ale vulcanilor i depinde de chimismul

lavei. Pot fi: vapori de ap, CO2, H,Cl, S, O, H2S, SO2 i alte gaze. Hidrogenul sulfurat prin oxidareconduce la formare de sulf, blend, galen i piatr.

23

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

24/50

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

25/50

c. Cutremure locale, pot fi datorit prbuirii n adnc a unei peteri sau a unui spaiu gol, provenit din disolvarea unor roci (sarea).

d. Cutremure de denudaie, provocate de prbuiri de muni la fundul mrii, acoperiul minelor etc

e. Cutremure antrope, provocate de activitatea omului (bombele atomice).Intensitatea cutremurelor de pmntse stabilete dup efectele zguduiturilor de la suprafaa

Pmntului i se exprim cu ajutorul unei scri fie Mercalli-Cancani-Sieberg, fie n scaraMedvedeev 12 grade (scara internaional).Scara intensitii cutremurelor poate fi redat astfel:Cutremure de gradul I , au zguduituri slabe, nregistrate numai de seismografe.Cutremure de gradul II i III sunt sesizate numai de persoane n anumite mprejurri ( persoaneculcate).Gradele IV i V cuprind cutremure potrivite ca intensitate care sunt simite de toat lumea.Obiectele mici i nefixate se clatin.Gradele VI i VII sunt caracterizate prin zguduituri puternice, imobilele sunt avariate, prabuireaunor couri de case.

La gradele VII i IX casele sufer avarii serioase, se produc crpturi i prbuiri pariale carecauzeaz victime. Se formeaz crpturi n Pmnt i se produc alunecri.Cutremurele de gradele X i XII cauzeaz distrugeri catastrofale (cataclisme) la toate imobilele imai multe victime omeneti. n pmnt se formeaz adesea crpturi largi, se produc prbuiri demasive stncoase i alunecri mari de teren.

Pentru a se aprecia n mod obiectiv energia declanat de cutremure C.F.Richter (1937) aintrodus o scar a magnitudinilor (scara Richter) care se bazeaz pe msurtori precise, fcute pe baz de instrumente. Magnitudinea este logaritmul Briggal amplitudinei maxime a undelor seismice, msurat pe sesmograma unui aparat cu anumite caracteristici de amplitudine, amplasatla o distan de epicentru egal cu 100 km. n aceast scar magnitudinea maxim este de 8,6.

5.5. Executarea construciilor n zonele seismiceLa executarea lucrrilor de construcii n zonele seismice, este necesar de amintit c gradele

de pe hrile seismice caracterizeaz doar unele condiii n medie a zonei respective i nu d ocaracteristic real a terenului pentru construcii.

La proiectarea construciilor n zonele sesmice (amintim c i Republica Moldova se gsetentr-o zon seismic) este necesar s inem cont de condiiile geologice i hidrogeologice aterenului. Astfel, s-a stabilit de a mri cu o unitate valoarea obinut de pe harta seismic laterenurile afnate, ndeosebi cele sensibile la umezire i de a se micora o unitate la terenurile cu orezisten mare (terenurile stncoase). Rocile de categoria a II dup condiiile seismice gradulseismic rmne neschimbat.

Corectarea gradului seismic n zonele sesmice pe baza datelor geologico-inginereti i hidrogeologiceCategoriaseismic aterenului

Categoria terenurilor Gradul zonei dupharta seism.

7 8 9Corectarea gradului seismic

I Terenuri stncoase (granituri, gnaisuri,calcare)i semistncoase (marne, gresiiargiloase,tufuri, ghipsuri) roci macrogranularecu adncimea de stratificare a apelor subterane h > 15 m

6 7 8

25

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

26/50

IIArgile i argile nisipoase, aflate ntr-ostare solid, nisipuri i solurile nisipoasecu adncimea de stratificare a apelor subterane h

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

27/50

Astfel morfologia versanilor ofer informaii care pot permite aprecierea stabilitiiversanilor sub aciunea ncrcturilor transmise acestora de construcii.

Construirea de baraje i lacuri de acumulare duc la modificarea condiiilor de eroziune idepunere, crearea unor noi forme de relief care pot mri stablitatea versanilor ct i a construciilor amplasate pe ei.

Clasificarea formelor de relief

Formele de relief pot fi clasificate dup diverse criterii , ntre care i dup form idimensiuni.Au fost distinse 4 categorii:1. Forme de relief de ordinul I (megarelieful) sunt cele mai mari forme ale reliefului terestru

n care se includ: bazinele oceanice i marine (cele mai mari depresiuni) i uscaturile continentale(cele mai mari forme pozitive). Diferena dintre acestea este legat de variaia constituiei scoareiterestre. Astfel bazinelor oceanice i marine corespund scoarei bazaltice (scoarei de tip oceanic),iar blocurilor continentale corespund scoarei granitice (scoar de tip continental).

2. Forme de relief de ordinul II (mezorelieful). Pe suprafaa blocurilor continentale, ca i ninteriorul bazinelor oceanice i marine, apar forme de relief de al doilea ordin reprezentate prinforme subaeriene i forme submerse.

a. Relieful subaerian . Pe suprafaa blocurilor continentale exist forme de relief de ordinul IIreprezentate prin muni, podiuri, dealuri i cmpii.Munii sunt forme de relief pozitiv, cu dimensiuni de ordinul zecilor i sutelor de kilometri

i cu altitudini de ordinul miilor de metri (munii Himalaia, vrful Everest, 8848 m altitudine).Dup modul de formare deosebim: muni tectonici, vulcanici, micti i de denudaie. La

primele trei tipuri rolul principal revine forelor interne, care nal scoara terestr, iar la ultimul tiprolul principal revine forelor externe care erodeaz scoara terestr.

Podiurile sunt forme complexe reprezentate prin asocieri de platouri (poduri) separate ntreele prin vi sau depresiuni. Se consider c podiurile au altitudine peste 200 m, dar exist i podiuri nalte, prinse de obicei n lanuri muntoase, cu altitudini cuprinse ntre 4000 i 5000 m, dar incluznd lanuri muntoase cu altitudini de peste 6000 m (Podiul Tibetului).

Dealurile sunt forme pozitive de relief, cu aspect de cupol rotunjit, de con sau de culmealungit. Dimensiunile planimetrice pot fi diferite ntre 200 i 700 m, uneori chiar i mai mult.

Cmpiile sunt forme de relief plate sau uor ondulate cu mari dimensiuni planimetrice i cualtitudini n general sub 200 m.

Cmpiile pot fi:Tabulare care au suprafa plan;Colinare care au suprafaa accidentat fiind brzdate de vi fiind separate de interfluvii.b. Relieful submers . n cadrul bazinelor oceanice se deosebesc dou regiuni: regiunea

marginii continentale i regiunea fundului oceanic propriu zis. Regiunea marginii continentale cuprinde elful, taluzul continental, glacisul continental.

Regiunea fundului oceanic cuprinde dorsalele medio-oceanice (+), fosele sau gropile abisale( - ).3.Formele de relief de ordinul III. Sunt forme de relief mai mici ca dimensiuni i care apar

n cuprinsul formelor de ordinul II. n aceast categorie sunt ncadrate depresiunile, vile iinterfluviile.

Depresiunile sunt forme de relief negativ, fiind nconjurate de forme de relief mai nalte caele.

Depresiunile pot fi:a) depresiuni tectonice - formate prin scufundarea unor compartimente din scoara

terestr; b) depresiuni de eroziune sculpate de aciunea apelor curgtoare, a ghearilor i a vntului;

c) depresiunile de baraj vulcanic formate n locurile unde apar lanuri de muni vulcanici.Viile sunt forme negative alungite i relativ nguste care sunt sculpate n regiunilemuntoase, deluroase de podi i cmpie.

27

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

28/50

Interfluviile sunt forme pozitive de relief care se gsesc ntre vi.4. Microreliefuleste reprezentat de forme pozitive i negative de dimensiuni mici. n cadrul

formelor pozitive pot fi incluse muiroaiele, movilele, grindurile; dintre cele negative se pot citarigole, doline, crovuri, padine.

Capitolul 7. Geodinamica extern

7.1. Factorii genetici ai reliefului externFormele de relief existente la suprafaa pmntului sunt rezultatul aciunii combinate i

reciproce a dou categorii de factori care acioneaz asupra scoarei terestre factori endogeni ifactori exogeni.

ntre factorii interni (endogeni) i cei externi (exogeni) exist o permanent aciune contrar,n sensul c cei dinti creeaz relieful iniial al scoarei terestre, iar cei din urm produc modelareai netezirea acestuia indiferent de ntinderea i poziia sa.

Factorii exogeni produc erodarea prilor ridicate ale scoarei sau conduc la acumulri dematerial fragmentat n zonele scufundate.

Factorii exogeni, destul de numeroi i variai, aparin atmosferei, hidrosferei i biosferei. Eiacioneaz asupra formelor tectogene de relief, determinnd o mare varietate de tipuri de relief (fluviatil, eolian, marin, etc.), n funcie de agentul modelator cu caracter predominant.

Agenii principali externi prin intermediul crora se exercit aciunea forelor externe sunt:apa, gheaa, aerul atmosferic i organismele.

Sub aciunea acestor factori au loc procesele de alterare a rocilor de la suprafaa scoareiterestre i procesele de dezagregare, de transport i de depunere a materialului dislocat. Cel maiimportant factor modelator al reliefului terestru este apa, n diferite stri la care se adaug aciuneaeolian.

Ca factori exogeni complementari se adaug procesele de dezagregare- alterare, deplasrilede teren i gelifracia

7.1. Dezagregarea si alterarea rocilorDezagregarea const n frmiarea rocilor n fragmente din ce n ce mai mrunte. Ea duce lamodificarea si distrugerea rocilor care sunt rezultate ale actiunii anumitor factori permanenti activila suprafata pamantului. Principalii factori care duc la procesul de dezagregare sunt: dispariia presiunii litostatice, variaiile termice, umezirea, ngheul apei ptruns n fisurile rocii, cristalizareasrurilor n fisuri, aciunea vieuitoarilor.

Intensitatea dezagregarii depinde de depinde de multe cauze, inclusiv si de factorii dedezagregare, de componenta rocilor, de constitutia geologica a terenului etc. O intensitate maxima adezagregarii o are la suprafata pamantului, unde rocile sunt supuse actiunii nemijlocite a factorilor de dezagregare.

In adancul scoartei pamantului procesul de dezagregare se micsoreaza. Grosimea zonei de

dezagregare activa ajunge pana 5-10 m. Dezagregare datorita dispariiei presiunii litostatice (stressului ). Supus la presiunealitostatic din interiorul scoarei terestre (presiune generat de greutatea rocilor de deasupra), rocilese compacteaz, granulele de minerale presndu-se ntre ele. Cnd presiunea ndeprteaz un pachetde roci de la partera superioar a scoarei terestre, roca din interior ajunge la suprafaa scoarei fiindeliberat de presiunea litostatic. Ca urmare particulele fine se distind ndeprtndu-se i apar fisurifine n masa rocilor.

Dezagregarea datorit variaiilor termice (dezagregare pe cale fizica) consta in distrugerearocilor datorita diferentelor de temperatura si a inghetului. La suprafaa terestr se manifestimportante variaii de temperatur unele cu caracter periodic (diurn sau sezonier) i altele cucaracter neperiodic (datorate deplasarii unor mase de aer calde sau reci). Variaiile termice aleaerului se transmit i rocilor. Un grad de distrugere maxima se atinge in urma patrunderii apei infisuri si inghearea ei. Datorita cresterii volumului apei la inghet pana la 11 % pesiunea in rocacrete pn la 240 Mpa. Aceasta este forma de dezagregare pe cale de inghet. Ea se mai produce si

28

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

29/50

prin umezirea si uscarea rocilor. Un factor la fel de activ la producerea dezagregrii l reprezint ivntul .

Dezagregarea pe cale chimica are loc sub influena gazelor din atmosfer (O, CO2, N,vapori de apa), un proces de alterare a tuturor rocilor care au contact cu atmosfera i care semanifesta prin oxidare, hidratare, dizolvare i alte procese chimice complexe. Cei mai activi agentichimici sunt: apa, oxigenul, acidul carbonic, acizii organici. In roci nafara procesului de dizolvare,

au loc diverse reactii chimice inclusiv hidratarea rocilor etc.De exemplu: CaSO4+ 2H2O = CaSO4 *2H2OAcest proces este nsoit de o cretere de volum a gipsului cu pn la 30 % fa de anhidrid.

Dar nu toate mineralele au capacitatea de a absorbi apa, adic de a se hidrata. Aa este cazulcuarului, feldspailor, mai putin putin rezistente sunt calcitul, galitul etc.

Paralel cu distrugerea mineralelor prime n roc se formeaza minerale noi solubile caclorizii, sulfaii, carbonaii si insolubile (montmorillonit, caolinit etc.).

Intensitatea alterrii depinde n mare masur de suprafaa de aciune a apei, a soluiilor carele conin, de temperatura lor i de duritatea mineralelor fa de factorii de dezagregare.

Dezagregarea organica (biologica) este provocata de actiunea plantelor si animalelor.Rocile distrugandu-se datorit acizilor organici. Radacinile pomilor de asemenea contribuie ladistrugerea rocilor stancoase, unele din ele chiar strpung placile de beton cu o grosime de 20 cm.Msurile de prevenire a dezagregarii:

In timpul executarii constructiilor stratul superior afectat trebuie inlaturat. acoperirea rocilor cu materiale impermiabile pentru agentii de dezagregare(beton, argila, etc.);

imbibarea rocilor cu diferite substante (sticla lichida, gudron etc.);neutralizarea factorilor de dezagregare;amenajarea terenului pentru scurgerea apei (santuri).

La executarea constructiilor se folosesc materiale rezistente la dezagregare.

7.2. Aciunea geologic a vntului (proces eolian)Procesele de modelare i formele de relief cauzate de aciunea vntului poart denumirea de

procese i forme eoliene. Vntul reprezint cel mai important agent al atmosferei, care accioneazasupra scoarei terestre. Procesele eoliene ca i alte procese exogene efectuiaz aciuni de denudare,de transport i acumulare.

Aciunea fizico-geologic a vntului const n antrenarea materialului mobil provenit dindezagregarea rocilor, n special a prafului i a nisipului, n roaderea suprafeelor de relief ntlnite ncalea vntului ncrcat cu particule de praf i nisip, i apoi depunerea materialului respectiv

Procesele principale create de acest agent sunt:deflaia i coraziunea .Deflaia reprezint procesul de spulberare a particolelor de roc care decurge paralel cu

coraziunea ce const n lefuirea i distrugerea rocilor de ctre fragmentele de roci antrenate n

micare de vnt. Ele se manifest foarte puternic n zonele de pustiu, acolo unde veliul vegetaleste slab dezvoltat. Deflaia duce la erodarea i coborrea suprafeei terenului, uneori pn la nivelulapelor subterane, la distrugerea solului i a calitii lui fertile. n urma coraziunii iau natere diverseforme de relief reprezentate prin mici adncituri pe suprafaa rocilor, fee lefuite stnci de diferiteforme. Coraziunea e condiionat de existena deflaiei i nu poate avea loc fr ea, n schimbdeflaia se poate produce i fr aciunea simultan a coroziei. Atunci cnd puterea vntului scade,materialul transportat nu se mai poate menine n aer i cade pe suprafaa pmntului dnd natere laformaiuni specifice dedune .

Dunele apar atunci cnd vntul ncrcat cu particule de nisip ntlnete n calea lui unoarecare obstacol, chiar foarte mic (pietre, tufari). Ele se formeaz att pe suprafeele ntinse alezonelor aride i semiaride, ct i pe rmurile joase ale mrilor i lacurilor, pe cursul inferior al

rurilor unde exist depuneri de nisip adus de ap. n unele pustiuri datorit unor condiii speciale,dunele capt forma unor potcoave ce se numescbarcane .

29

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

30/50

Loessurile reprezint produsul depunerii particulelor fine de praf (d

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

31/50

desfaoara intr-un ritm rapid i care poate distruge intr-un timp scurt suprafee insemnate, daca nuse intervine la timp.

Lucrrile de consolidare privind degradarea terenurilor: de ordin constructiv: garduri de rachita, ziduri mici, zabrele fixate transversal pe panta,si destinate de a crea mici terase; de ordin agrotehnic , acestea reprezentand dezvoltarea vegetatiei ierboase a celor de

arbusti iar in unele cazuri plantarea unei paduri pe suprafetele consolidate pentru stabilizareaterenului. Radacinile copacilor au rolul de a fixa si lega straturile superficiale de cele adanci,iar frunzele opresc caderea directa a stropilor direct pe sol, incetinandu-i prin acesta putereaeroziva.

7.4. Torenii. Formarea ravenelorTorentii de apa temporari care se formeaza pe pantele inclinate in regiunile muntoase si

deluroase, au o viteza insemnata si ca urmare conduc la formarea proceselor de ravenare (rapi).Alimentarea lor se face din ploile torentiale care cad pe suprafata terenului si nu se infiltreaza, ci sescurg pe suprafata pantei, dand nastere unor torente mai mari decat apele de siroire.

Ca inceput al eroziunii, apa foloseste o mica adancitura care cu timpul se poate dezvolta panala dimensiunile unei ravene.. Ajnsa la piciorul pantei, apa formeaza mai intai o cascada, care cutimpul prin imuierea terenului alcatuit din roci friabile da nastere unei scobituri in forma de V. Lainceput aceasta scobitura este de dimensiuni mici, dar pe parcurs ea se extinde in lungime in directiacontrara scurgerii apei.

Eroziunea apelor curgatoare se desfasoara intotdeauna din aval spre amonte, adica de lavarsare spre izvor. Dezvoltarea ravenei se face regresiv.

Dupa un timp de activitate regresiva, dinspre aval spre amonte, torentul isi foremeaza o valestabila cu un profil longitudinal numit profil de echilibru, care reprezinta profilul topograficalfundului ravenei si care nu mai sufera modificari insemnate.

La o ravena complet formata, care si-a stabilit profilul de echilibru, se desting trei regiuni bine definite:a) regiunea superioara (bazinul de receptie), unde forta de distrugere este maxima. Aceasta regiune

dispusa in semicerc cu pereti aproape verticali, este strabatuta de numeroase viroage si siroiericare alimenteaza concentric torentul;

b) regiunea din centrul ravenei (zona de transport) dispune de o panta mai redusa, cu peretii informa de V mai deschis, pe unde se transporta tot materialul adus de apa din bazinul dereceptie. In aceasta regiune eroziunea este laterala.

c) Regiunea inferioara (conul de dejectie) unde are loc depunerea materialului erodat si transportatProfilul de echilibru al unei ravene se obtine numai atunci cand rezistenta pantei fundului si

a peretilor ravenei echilibreaza puterea de roadere a torentului de apa, dar atata timp cat echilibrulnu este stabilizat ravena continua sa-si adnceasca patul.

Ravenele se dezvolta in majoritatea cazurilor in roci dezagregate si au versanti abrupti in

rocile consolidate.Conditiile care favorizeaza dezvoltarea unei ravene sunt:- proprietatile fizice ale rocilor si, in special starea de dezagregare si proprietatea lor de a

absorbi apa (terenurile argiloase, in special pamanturile loessoide);- conditiile de clima (diferente mari de temperatura, caracterul precipitatiilor, inundatiile,

topirea zapezilor etc.);- panta si orientarea versantilor (versantii abrupti sunt erodati mai usor decat cei putin

inclinati);- pozitia nivelului de baza a eroziunii.Factorii care favorizeaza dezvoltarea torentilor si formarea ravenelor sunt:- distrugerea plantatiilor de pe coaste (defrisarea padurilor, taierea tufisurilor etc);

- aratul pantelor inclinate in lungul lor, prin formarea santurilor care in timp se transforma inrigole iar mai tarziu in ravene;

31

8/6/2019 Curs_GEOL_2007

32/50

- executarea de canale sau constructii de acest gen inclinate in special pe directia liniei decea mai mare panta;

- drumurile comunale executate de-a lungul pantei, adanciturile create servesc drept albie pentru scurgerea apei din precipitatii;

- unele actiuni accidentale, rupturile de baraje.Distrugerile pe care le produc procesele de ravenare sunt considerabile, pierderile aduse

economiei nationale estimanduse la mln. lei anual.Masurile prevazute pentru prevenirea si combaterea fenomenului de ravenare.a) Msuri de prevenire :

- interzicerea defrisarii padurilor de pe versantii cu panta mare sau abrupta;- de interzis pasunatul vitelor, prea intens pe anumiti versanti, deoarece prin distrugerea

ierburilor calcate mereu de vite si descoperirea solului ajuta la procesul de eroziune. Serecomanda cultivarea de plante perene;

- se va interzice aratul versantului de-a lungul pantei, pe directiea deal-vale, inlocuinduse cuaratul pe directia curbelor de nivel.b) Msuri de combatereMasurile din acesta categorie sunt destinate sa combata actiunea ravenelor existente prin:

- stabilizarea ravenei prin plantatii de naturale pe versantii ei;- modificarea partiala a pantei prin inaltarea fundului albiei cu ajutorul unor constructiiingineresti cu scopul de a deminua puterea ei de eroziune;

- construirea de baraje, diguri sau simple praguri de-a lungul torentului si transversal;- consolidarea malurilor prin ziduri de sprojin, construite din piatra sau lemn;- construirea de drenaje in partea superioara a ravenei.

7.5. Aciunea geologic a mrii

Aciunea geologic a mrilor se manifesta ca i ceilali factori modificatori externi prineroziune, transport i acumulare. Agenii de modelare litoral sunt valurile, curenii, gheaa, vntul,vegetaia i fauna. Aciunea de eroziune exercitat de valurile mrilor este numitabraziune. nmodelarea rmului exercit o influen considerabil alctuirea geologic, relieful uscatului,specificul micrilor tectonice din zona litoral, rurile care se revars n mare etc. Abraziunea ducela distrugerea i modificarea rmurilor datorit forei dinamice a apei provocat de valurile mrii ide vnturile puternice marine, de curenii marini produi de diferena de salinitate i de temperatur.Datorit acestor factori care acioneaz simultan, valurile exercit cea mai important aciune dedistrugere, erodnd i mcinnd rmul la baza lui. Fora cu care acioneaz valurile asuprarmurilor este de 3-4 kg/cm2. Aceast erodare continu duce la formarea unei scobituri care semrete din ce n ce mai mult i nainteaz spre uscat, lsnd partea