120

11 KARBONATNI TALOŽNI OKOLIŠI I FACIJESI

11.1 MARINSKI KARBONATI

11.1.1 Karbonatne platforme

prostrani marinski okoliši na kojima se kroz duži vremenski period talože plitkovodni karbonatni sedimenti

razvijaju se duž pasivnih kontinentalnih rubova, na intrakratonskim bazenima,

forland bazenima, abortiranim riftovima

tipovi

zaštićeni šelf

karbonatna rampa

epikontinentalna platforma

izolirana platforma

potopljena platforma

svaki tip platforme ima specifične facijese i njihove sukcesije

koji tip platforme će se razviti ovisi o tektonici i relativnoj promjeni morske razine

zaštićeni šelf

• plitkomorska platforma s jasno izraženim rubom pri vrhu padine

• duž ruba šelfa izloženog snažnom djelovanju valova i struja nalaze se karbonatni pješčani prudovi i organogeni barijerni grebeni koji smanjuju cirkulaciju vode u lagunama iza ruba šelfa

• detritus s ruba šelfa rasipa se po padini i dalje u bazen

• duž obale nalaze se plimne ravnice ili plažno-barijerni kompleksi

Karbonatna platforma tipa zaštićenog šelfa.

Preuzeto iz 7

121

• recentni primjer

– Južna Florida

https://www.google.com/maps/@25.8609165,-81.109127,1388228m/data=!3m1!1e3

Florida

Generalni facijesni model i tipovi vapnenaca za zaštićeni šelf.

Preuzeto iz 7

karbonatna rampa

• vrlo blago nagnuta površina (ponegdje oko 1o)

• proteže od visokoenergetskih priobalnih okoliša do mirnih dubljevodnih vanjskih dijelova rampe koji su samo povremeno pod utjecajem oluja

• duž obale mogu biti razvijene barijerno-plimne delte s lagunama i plimnim ravnicama

• ne sadrže barijerne grebene, ali mogu imati muljne humke i krpaste grebene

• kod siliciklastičnih sedimenata odgovaraju otvorenom šelfu

Karbonatna platformatipa rampe.Preuzeto iz 7

122

• recentni primjeri Shark Bay u

zap. Australiji

obala Jukatana u Meksiku

https://www.google.com/maps/@25.8609165,-81.109127,1388228m/data=!3m1!1e3

Jukatan

Zapadna Austarlija

Shark

Bay

Generalni facijesni model i tipovi vapnenaca za karbonatnu rampu.

Preuzeto iz 7

• platforma koja je uslijed relativnog porasta morske razine dospjela na veće dubine

• na plitkovodne karbonatne sedimente talože se dubljevodni sedimenti

potopljena platforma

Potopljena karbonatna platforma .

Preuzeto iz 7

123

epikontinentalna platforma

• vrlo prostrana relativno ravna površina kratonskog područja prekrivena morem

• duž ruba može imati blagu (nalik rampi) ili strmu (nalik šelfu) padinu

• karakterizirana niskoenergetskim plitkovodnim potplimno-plimnim (suptidal-intertidal) sedimentima

• nema recentnih ekvivalenata

– sliči unutarnjem dijelu Great Bahama Bank i Florida Bay

Epikontinentalna karbonatna platforma. Preuzeto iz 7

izolirana platforma

• plitkovodna platforma okružena dubokim morem

• pod snažnim utjecajem vjetrova i oluja

• sadrži čiste karbonatne sedimente

• najbolji recentni primjer su Bahami

Izolirana karbonatna platforma.Preuzeto iz 7

Bahama

Bahami – recentni primjer izolirane karbonatne platforme.

Plićak karbonatne platforme (svjetloplavo) u oštrom kontaktu prema padini (tamnoplavo) (foto by C. Tešović)

Raspored facijesa na izoliranoj karbonatnoj platformi.

124

11.1.2 Plimno-natplimni (intertidal-supratidal) karbonati

• plimne ravnice – područja stalno do povremeno prekrivena vodom, a pod djelovanjem slabih struja i

valova

– razvijene na epikontinentalnim platformama i duž obalnih linija nisko energetskih šelfova i rampi

• karbonatni sedimenti– pretežno vapnenački sedimenti tipa mudstone

– mjestimice leće krupnozrnatijeg sedimenta (grainstone)

– česte strukture ptičjeg oka, desikacijske pukotine, bioturbacije

– od fosila najzastupljeniji školjkaši, puževi, foraminifere i ostrakodi

– stromatoliti – tipični sedimenti

– sitnozrnati dolomiti nastali dolomitizacijom vapnenačkog taloga

– u aridnim područjima u sedimetnima se mogu razviti evaporitni minerali (halit, gips i anhidrit)

11.1.3 Lagunski vapnenci

• lagune– potplimna (subtidal) područja smještena iza barijera (greben, karbonatni pješčani prud)

– nalaze se na zaštićenom šelfu i duž unutarnjih dijelova karbonatnih rampi

– vrsta organizama koji žive u laguni i tip akumuliranih sedimenta ovise o stupnju zaštićenosti barijerom i stupnjem postojanosti barijere

– voda u lagunama može biti normalnog saliniteta (atoli), brakična (Florida Bay) ili hiperslana (Great Bahama Bank)

• sedimenti – najzastupljeniji su karbonatni muljevi bogati peloidima; česta agregirana zrna

– bliže barijeri sediment je krupnozrnatiji (krupniji skeletni fragmenti s grebena)

– na dnu lagune dominiraju mekušci, zelene alge i foraminifere

– česte bioturbacije

– dominiraju vapnenci tipa mudstone i wackstone

11.1.4 Karbonatna pješčana tijela plimno-potplimnog okoliša

• pripadaju područjima jakih plimnih struja i valova

• obuhvaćaju

– barijerne otoke

– plaže

– obalna lica i plimne delte duž obala rampa

– pličine i prudove duž otkrivenih rubova zaštićenog šelfa

• dubine taloženja manje od 5-10m

• sedimenti – karbonatni pijesci

– sedimenti tipa grainstone

– sastav:

• ooidi

• skeletna zrna (koralji, školjkaši, foraminifere, alge, bodljikaši)

– teksture: kosa slojevitost, planarna slojevitost, riblja kost, HCS+SCS

125

Karbonatne plaža (A) s recentnim tragovima kretanja životinja (B). Tipični profil kroz karbonatni sedimenti plaže (beachrocks) (C) s recentnim šupljinama - fenestrama (D). (foto by C. Tešović)

A

C

B

D

Bahama - obalne naslage taložene na potplimnim okolišu (subtidal). Jasno se kosa

slojevitost koja nastaje migracijom dina.

11.1.5 Grebeni i karbonatna uzvišenja

• greben

– na valove otporno ispupčeno karbonatno tijelo izgrađeno od organizama (fosilnih ostataka organizama očuvanih in situ)

– vrste

• krpasti

• tornjasti

• barijerni

• resasti

• atoli

Glavni tipovi grebena i njihov smještaj.

Preuzeto iz 1

126

– grebenotvorni organizmi

• gotovo sve skupine invertebrata u pojedinim geološkim razdobljima

• uloga

» izgrađuju okosnicu grebena (prim. koralji u današnje vrijeme)

» učvršćuju okosnicu grebena (vapnenačke alge, mahovnjaci)

» koriste greben (školjkaši, spužve, bodljikaši)

– grebenski vapnenci

• masivni bez vidljive stratifikacije

• sadrže organizme u položaju rasta

• većinom pripadaju baundstonima

• sinsedimentacijski cementirani

Pleistocenski koraljni greben.(foto by C. Tešović)

Grebenski vapnenci devonske starosti u zapadnoj Australiji.

vapnencilagune zagrebenskogfacijesa

podnožna padinasastavljena odgrebenskogdetritusa

masivni neuslojenigrebenski vapnenac

Preuzeto iz 1

• muljni humak

– sedimentno tijelo koje predstavlja masivnu akumulaciju vapnenaca tipa mudstone i wackstone

– sadrži samo rasute fosile (krinoidi, briozoa, spužve, alge)

– nalaze se u dubljoj vodi na karbonatnim rampama i na šelfnim padinama

– postanak

• precipitacija vapnenog mulja djelovanjem mikroba

• hvatanje mulja pomoću briozoa i krinoida

• akumulacija mulja djelovanjem struja

127

11.1.6. Pelagički vapnenci

• talože se u područjima gdje je dubina vode prevelika za bujan razvoj bentičkih organizama (preko 50-100m)

• pretežno su izgrađeni od pelagičkih organizama (ako nema taloženja gline)

• maksimalna dubina taloženja kontrolirana je položajem CCD, a ispod te dubine talože se silicijski muljevi i crvene gline

• moderni pelagički karbonati sastavljeni su od pteropoda, kokolita i foraminifera

• značajke

– sadrže pelagičku faunu

– kondenzirana sedimentacija

– sinsedimentacijska cementacija (hardground plohe)

– često nodularni

11.1.7 Pretaloženi dubokovodni vapnenci

• plitkovodni karbonatni sedimenti mogu različitim procesima (klizišta, slampovi, gravitacijski tokovi) biti transportirani u dubokovodne okoliše

• na padinama (područja između šelfa i bazena) česti su slampirani vapnenci i klizišta

• karbonatni debriti – raznovrsnih struktura često formirajući kaotične breče, inverzno do normalno graduirane breče itd.

• karbonatni turbiditi – imaju iste teksture

kao i siliciklastični

Vapnenački turbiditi proslojeni s hemipelagičkimpelitnim sedimentima.

Preuzeto iz 1

11.2 NEMARINSKI KARBONATNI SEDIMENTI

11.2.1 Jezerski vapnenci

• načini postanka

– anorgansko izlučivanje

• promjene tlaka ili temperature i odstranjivanja CO2 iz vode zbog fotosintetskih procesa biljaka i/ili fitoplanktona (prim. Plitvička jezera)

• evaporacija u aridnim klimatskim područjima

• miješanje voda različitog pH

– biogeno porijeklo

• slatkovodni stromatoliti

• fosili (školjke, puževi)

128

11.2.2 Terestički vapnenci

• vapnenci taloženi na kopnu, rijekama i malim slatkovodnim jezerima

• vrste:

– vapnenački sinteri

• travertin

• vapnenačka sedra

– korasti vapnenci

– špiljski vapnenci ili speleotemi

• travertin

– čvrsto litificirani šupljikavi

vapnenac

– najčešće laminiran ili

nepravilno slojevit

– nastaje pretežno anorganskom

precipitacijom kalcita iz toplih

voda oko vrućih izvora

vapnenački sinteri (tufa)

Terase travertina oko vrućih izvora u Nacionalnom parku Yellowstone.

Preuzeto iz 29i

• vapnenačka sedra

– izrazito porozni, u pravilu vrlo mekani vapnenci nastali na slapovima jezera i rijeka i na izvorima

– izlučivanje Ca-karbonata potpomognuto je djelovanjem vodenih biljaka (mahovine, cijanobakterije)

– zajedno s organskim ostacima tvori sedrene barijere (prim. Plitvička jezera, slapovi Krke)

Sedrene barijere na rijeci Krki.

korasti vapnenci (kalkrete ili kaliće)

• dobar indikator paleoklimatskih uvjeta

• nastaju u aridnim i semiaridnim uvjetima gdje je isparavanje vode iz tla veće od ukupne godišnje količine padalina

• kalcit se izlučuje iz pornih voda zasićenih s Ca-hidrogenkarbonatom pri njihovom kretanju prema površini (vidi Vrste tla Pedocal)

• tipične za sedimente riječnih poplavnih ravnica

Kaliće.

Preuzeto iz 30i

129

špiljski vapnenci (speleotemi)

• nastaju kapanjem vode zasićene s Ca-hidrogenkarbonatom

• vapnenačke sige

– stalagmiti

– stalaktiti

– stalagmati

Stvaranje sigastih oblika od stropa prema podu špilje.

Polirani presjek kroz stalagmit.

Preuzeto iz 31i