Upload
others
View
10
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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.
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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).
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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)
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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.
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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);
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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.
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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)
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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).
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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)
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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.
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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).
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
21
Fig. 4.2. Coloana litostratigrafică a depozitelor jurasice din Svinița (Ogașul Saraorschi)
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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,
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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.
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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)
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
26
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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.
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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).
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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.
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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
Mihaela Grădinaru Rezumat teză de doctorat
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.