Miscari tectonice

Miscari tectonice

1. Aspecte generale

Miscarile tectonice sunt acele deplasari lente ale materiei solide din scoarta terestra si din partea superioara a mantalei, deplasari care modifica la scara geologica structura litosferei.

In raport cu efectele pe care le produc, miscarile tectonice au fost impartite in miscari epirogenice si miscari orogenice.

▲ Miscarile epirogenice (sau oscilatorii) sunt miscarile lente de ridicare sau coborare in bloc a unor sectoare terestre, ce au ca efect transgresiuni si regresiuni marine.

▲ Miscarile orogenice sunt acele miscari care determina cutarea, falierea si inaltarea lanturilor muntoase cutate.

Miscarile epirogenice sunt miscari pozitive, generatoare de continente, cele negative, generatoare de mari si oceane s-au numit miscari talassogenetice (in limba greaca talass = mare).

In raport cu directia si sensul de manifestare, miscarile tectonice se impart in: miscari verticale (care pot fi negative sau pozitive) si miscari orizontale sau tangentiale (care pot fi de distensiune, de compresiune sau de culisare).

2. Miscarile verticale ale scoartei terestre

Aceste miscari se manifesta pe intreaga suprafata a scoartei terestre, atat in domeniul continental cat si in cel marin, determinand inaltarea lanturilor muntoase cutate si a platourilor cu structura tabulara, precum si coborarea treptata si indelungata a unor sectoare ale scoartei terestre, insotita de acumularea unor sedimente de mare grosime.

In raport cu efectul pe care-l au asupra scoartei terestre, miscarile verticale sunt de doua categorii: de indoire, sub forma de bolta sau de depresiuni largi, numite miscari oscilatorii si, respectiv, de rupere a scoartei, numite miscari rupturale sau disjunctive.

Miscarile oscilatorii sunt deplasari pe verticala care constau in ridicari sau coborari pe intinderi mari, diferite in timp si spatiu. Dupa unii geologi, acestea sunt sinonime cu miscarile epirogenice. Pentru miscarile de coborare, s-a utilizat termenul de miscari de subsidenta. Deci, miscarile oscilatorii pot fi pozitive sau epirogenice si negative sau de subsidenta.

Miscarile oscilatorii sunt, deci, miscari verticale incete, de ridicare sau de coborare a scoartei terestre, care au avut loc pe suprafete intinse si al caror rezultat se manifesta pe continent prin formarea podisurilor, platourilor sau a depresiunilor submarine. Denumirea de epirogeneza provine din limba greaca si insemna generatoare de relief. Miscarile epirogenice negative contribuie la modificarea continentelor si la formarea marilor. Din aceasta cauza, aceste miscari au primit denumirea de subsidenta.

Miscarile oscilatorii pot fi observate mai ales la tarmul marii, acolo unde apare un reper mai evident. Efectele miscarilor oscilatorii sunt:

Regresiunile marine, care se produc cand uscatul se ridica si apele se retrag. Depozitele sunt formate din produse coloidale (argile, marne) si din saruri solubile (sulfat de calciu - CaSO₄, clorura de sodiu - NaCl). Succesiunile de strate din ce in ce mai recente ocupa suprafete mai restranse, depozitele grosiere in coloana stratigrafica se succed, de obicei peste cele pelitice.

Transgresiunile marine, care se produc cand uscatul se scufunda si este acoperit de apa. Stratele sedimentare sunt dispuse discordant, adica sunt asezate pe strate mai vechi, cutate sau inclinate (fig. 7).

Viteza si amplitudinea miscarilor oscilatorii sunt mai mari in zonele mobile ale scoartei (geosinclinale) si mai mici in regiunile de platforma, caracterizate printr-o rigiditate mai accentuata.

Caracterul litologic al depozitelor, ca si stratificatia lor, arata ca miscarile oscilatorii sunt permanente, dar au viteze si sensuri diferite. In general, unei regiuni in ridicare ii corespunde alta in scufundare, deci contrastul este un alt caracter al acestor miscari.

Miscarile oscilatorii pot avea un rol important in ceea ce priveste evolutia geologica si fizico-geografica a unei regiuni. Miscarile pozitive din bazinul de receptie si alimentatie al unui rau sau cele negative pe cursul inferior determina reintinerirea raului si, deci, accelerarea proceselor de eroziune, iar cateodata chiar schimbarea directiei de curgere. De exemplu, la curbura exterioara a Carpatilor, miscarile de scufundare pe directia Galati - Focsani au facut ca raurile Ialomita si Calmatui sa-si schimbe directia de curgere de la N-S spre E in cursul mijlociu, respectiv spre NE in cursul inferior.

Miscarile de subsidenta (epirogenice negative) se produc atat in domeniul marin, unde are loc o sedimentare ritmica reluata cu intensitate mai mare dupa fiecare scufundare a bazinului, cat si in domeniul continental. Campiile de acumulare (cum ar fi Campia Tisei si Campia Romana) s-au format, la noi in tara, in urma miscarilor de subsidenta continentale.

Miscarile verticale rupturale se produc atat in regiunile necutate cat si in cele cutate, dar in general in strate cu roci dure. Acestea sunt reprezentate prin falii, decrosari si fracturi de adancime.

Faliile sunt dislocatii insotite de deplasarea relativa pe verticala a compartimentelor formate.

Elementele ce compun o falie sunt (fig. 8):

buzele sau aripile faliei, care reprezinta stratele omoloage, denivelate prin faliere (b,b

saritura faliei, reprezentata prin distanta dintre partile omoloage denivelate (S);

planul faliei sau suprafata dupa care s-a produs ruptura (F,F

Tipurile de falii. Dupa pozitie, se deosebesc falii verticale si oblice. Faliile oblice pot fi, la randul lor: normale - directe si inverse (fig. 9).

Asociatiile de falii reprezinta o grupare de mai multe falii, care pot fi analizate in plan orizontal sau vertical.

In plan orizontal, faliile pot fi dispuse: paralel, in releu, in virgatie, in gratii, circular, radiar (fig. 10).

In plan vertical, faliile formeaza trepte cu altitudine variata. La noi in tara, astfel de grupari de falii apar mai ales in regiunile calcaroase mezozoice din M-tii Apuseni, Banat, Podisul Mehedinti, Culoarul Rucar - Bran etc.

Dintre structurile regiunilor faliate, cele mai importante sunt horsturile si grabenele.

Fig. 10. Asociatii de falii: a - paralele, b - in releu, c - in virginatie, d - in gratie sau cadrilaj, e - circulare (1) - radiale (2)

w Horstul reprezinta un compartiment ridicat al scoartei terestre delimitat de doua sau mai multe falii. Exemple de horsturi cu aspect de munti bloc, de la noi din tara, sunt: M-tii Preluca, Mezes, Rodnei etc. O alta regiune de horsturi o constituie Dobrogea de Nord si de Mijloc, unde doua falii - Capidava-Tasaul si Pecineaga-Camena - au fost in cea mai mare parte nivelate.

w Grabenul reprezinta o zona de scufundare cu contur circular sau poligonal, prinsa intre un sistem de falii. Exemple de grabene sunt Depresiunile Barsei, Tg. Secuiesc, Hategului etc. Unul din cele mai mari grabene ocupat in buna parte de mari sau lacuri este grabenul siriano-african, ce se intinde din Asia vestica pana la fluviul Zambezi. Grabenul Rinului este situat intre cele doua horsturi constituite din Masivele Vosgi si Padurea Neagra.

Decrosarile sunt rupturi ale scoartei terestre in lungul carora cele doua compartimente se deplaseaza unul fata de altul pe orizontala. In stratele orizontale decrosarile sunt practic imposibil de recunoscut, in cele cutate insa ele intrerup continuitatea stratelor. In raport de axa cutelor, decrosarile pot fi: paralele, perpendiculare sau oblice (fig. 12).

Fracturile de adancime sunt fracturi mari care strabat toata scoarta terestra, precum si partea superioara a mantalei. Ele constituie cai de acces ale lavelor vulcanice spre suprafata si cai de propagare a cutremurelor tectonice.

La noi in tara, exemplu de fractura de adancime este zona de contact dintre Depresiunea Transilvaniei si lantul vulcanic Calimani - Harghita. Aceasta fractura a inceput sa functioneze in cretacicul superior o data cu scufundarea Depresiunii Transilvaniei si a continuat sa se manifeste pana in neogen, cand au avut loc eruptiile vulcanice.

Principalele cauze care genereaza miscari ale scoartei terestre sunt urmatoarele:

miscari divergente sau convergente ale placilor litosferei;

deranjarea echilibrului izostatic al unor sectoare ale scoartei;

reducerea grosimii litosferei prin eroziune sublitosferica;

dilatarea termica a unui sector al litosferei urmata de ridicare, eroziune si de revenire la temperatura initiala;

schimbarile de faza mineralogica sau petrografica la limita inferioara a scoartei.

3. Miscarile orizontale (tangentiale) ale scoartei terestre

Miscarile orizontale apar datorita presiunii laterale sau tangentiale, fapt pentru care se numesc si miscari tangentiale (sau plicative sau de cutare).

In raport cu sensul de deplasare relativa a diferitelor sectoare ale scoartei terestre, miscarile orizontale pot fi impartite in miscari divergente (sau de distensiune), respectiv miscari convergente (sau de compresiune).

Miscarile divergente (sau de distensiune) sunt acele miscari care determina aparitia rifturilor continentale, a bazinelor de sedimentare si a celor oceanice. Ele isi au originea in procesele termice si de convectie care se manifesta sub zonele de expansiune. Intreaga crusta oceanica a luat nastere, in ultimii 200-250 milioane de ani, ca efect al acestor miscari.

Eforturile de distensiune la scara regionala, generate de miscarile divergente ale diferitelor blocuri ale scoartei, au determinat aparitia si evolutia geologica a unor grabene flancate de sisteme de falii normale mai mult sau mai putin paralele. De exemplu, grabenul Rinului s-a scufundat in Oligocen cu peste 2000 m, fiind marginit de falii normale, care il separa de M-tii Vosgi la vest si de M-tii Padurea Neagra la est.

Miscarile convergente (sau de compresiune) sunt miscarile care determina deformarea intensa si ridicarea lanturilor muntoase. Ele au fost denumite miscari de cutare sau miscari tectonice propriu-zise.

Sub actiunea miscarilor tangentiale ale scoartei terestre se formeaza: flexuri, cute, cuta falii si panze tectonice.

a) Flexura sau cuta monoclinala este o dislocatie simpla, care consta dintr-o indoire a unor strate orizontale sub actiunea unor forte orientate vertical. Flexurile iau nastere in urma unor coborari relative a unui compartiment al scoartei fara intreruperea continuitatii stratelor (fig. 11).

b) Cutele reprezinta ondulatii ("valuri") ale scoartei, iar cutarea este fenomenul prin care au luat nastere aceste ondulatii. Cutele sunt caracteristice regiunilor cu roci sedimentare care initial sunt dispuse in strate orizontale, dar ele nu lipsesc nici in regiunile cu roci metamorfice si eruptive.

Fig. 11. Flexura

Fig. 12. Cutele si elementele lor

Cuta are doua elemente principale: o parte convexa numita anticlinal si o parte concava numita sinclinal, care la randul lor au cate un ax, o sarniera si doua flancuri, ce indica inclinarea stratelor (fig. 12). Se mai deosebesc unghiul cutei (format de cele doua flancuri) si inclinarea (unghiul pe care il face planul stratelor cu cel orizontal).

Dimensiunile cutei se exprima prin: inaltimea (h), latimea desfasurata (ld), latimea bazei (lb), latimea de acoperire (la) si latimea totala (lt) (fig. 13).

Cutele se clasifica in functie de aspectul general, inclinarea flancurilor, forma, raportul dintre lungime si latime etc.

Dupa aspectul general, se deosebesc: cute simple si cute complexe. Cutele simple sunt reprezentate prin anticlinale si sinclinale cu desfasurare normala, care dupa inclinarea flancurilor pot fi: drepte, aplecate, culcate si rasturnate (fig. 14, A).   

Dupa forma, se deosebesc:

- cute in evantai sau strangulate, ale caror flancuri converg in jos la anticlinale si in sus la sinclinale (fig. 14, B);

- cute izoclinale, la care cele doua flancuri paralele pot fi drepte, inclinate sau culcate (fig. 14, C);

- cute tectiforme, desfasurate in zig-zag, ale caror flancuri se racordeaza dupa un unghi si dupa o linie curba (fig. 14, D);

- cute in forma de cufar (fig. 14, E);

Fig. 14. Tipuri de cute simple:

A - cute drepte (1), aplecate (2-3), culcate (4) si rasturnate (5); B - cute in evantai; C - cute izocline; D - cute tectiforme; E - cute in forma de cufar

Cutele complexe sunt reprezentate prin anticlinorii si sinclinorii (adica cute mari ce cuprind o serie de ondulatii mai mici - fig. 15) sau prin anteclize si sinclize (cute intinse, cu dimensiuni mari, caracteristice regiunilor de platforma). Exemple de sinclinorii si anticlinorii sunt M-tii Banatului (M-tii Dognecea si Semenic alcatuiti din sisturi cristaline reprezinta anticlinoriu, iar sedimentarul Resita - Moldova Noua un mare sinclinoriu).

Dupa raportul dintre lungimea (L) si latimea (l) a cutelor, se disting: cute lungi (cu L/l > 5) si cute scurte (cu L/l < 5). Cand raportul L/l este cuprins intre 2 si 5, cutele poarta denumirea de branhianticlinale si brahisinclinale, iar cand raportul L/l este aproximativ unitar se numesc domuri si cuvete (fig. 16).

Asociatii de cute. In cele mai multe cazuri, cutele nu apar izolate, ci sub forma de asociatii, care pot fi analizate in plan vertical si orizontal. In plan vertical, se deosebesc mai multe stiluri de dispunere a cutelor: stilul jurasian, caracterizat prin anticlinale si sinclinale dezvoltate in mod egal si paralel (M-tii Jura, Leaota, Bucegi, Piatra Mare); stilul ejectiv, caracterizat prin anticlinale mai stranse si sinclinale mai largi; stilul dejectiv, invers celui ejectiv; stilul izoclinal, caracterizat prin cute stranse paralele si redresate la verticala (flisul Carpatilor Orientali) si stilul in solzi, constituit dintr-o succesiune de cute falii (fig. 17).

In plan orizontal, cutele formeaza asociatii: paralele, in releu, in virgatie, ghirlanda, amigdaloide etc.

Cutele diapire sunt un tip particular de cute, de forma unor anticlinale cu masivele de sare in ax, care strapung depozitele mai noi, in timpul miscarilor tectonice, tinzand sa se apropie de suprafata. Ele sunt caracteristice regiunilor salifere din Subcarpati si Podisul Transilvaniei, fiind denumite astfel de catre geologul roman L. Mrazec.

Elementul cel mai important al cutei diapire este samburele, alcatuit dintr-o materie plastica - sare, gips sau argila. Cutele diapire care raman la o anumita adancime in interiorul scoartei se numesc diapire inchise, iar cele care sunt scoase la zi prin procesul de eroziune se numesc diapire deschise. In Romania, regiunea de diapire cea mai tipica o reprezinta Subcarpatii dintre Buzau si Ialomita (P. Cotet, 1973).

c) Cutele falii sunt cute inclinate sau izoclinale la care flancul invers a fost laminat in lungul unei falii longitudinale.

d) Panzele tectonice sunt cute mai complexe, rezultate din suprapunerea unor mase de roci mai vechi peste altele mai noi, cutate sau necutate. Se disting doua tipuri de panze tectonice: panze de sariaj si panze de acoperire.

Panzele de sariaj reprezinta cute - falii cu deplasari mari de-a lungul planului de ruptura. Stratele ce au ramas pe loc constituie autohtonul regiunii, iar cele care au fost supuse deplasarii tangentiale reprezinta panza regiunii, separate intre ele prin suprafata de contact anormala. In urma actiunii de eroziune a agentilor externi, panza este fragmentata si in cuprinsul ei se disting: fereastra (portiunea erodata din panza) sub care apare autohtonul, peticul de acoperire (rest din panza, care are aspectul unui martor de eroziune izolat) (fig. 18).

	Fig. 18. Asociatii de cute reprezentate in plan orizontal: a - paralel; b - in releu; c - in virgatie; d - in ghirlanda; e -amigdaloide		Fig. 19. Cute falii si panze de sariaj: F - falie; A - autohton; C - clipa; a-f - etape in formarea panzelor de sariaj

Pe teritoriul tarii noastre se cunosc trei panze de sariaj mai importante: panza Getica (in Carpatii Meridionali), panza de Tarcau (in Carpatii Orientali) si panza de Codru (in M-tii Apuseni).

Panza Getica a fost pusa in evidenta de geologul roman Gh. Munteanu Murgoci. Corpul panzei este format din sisturi cristaline de tip mezocatazonal, acoperit local de depozite paleozoice si mezozoice. Autohtonul Danubian este alcatuit din sisturi cristaline epizonale, strabatute de frecvente intruziuni granitice.

Grosimea panzei a fost apreciata la 6000 m. Ca urmare a proceselor de eroziune din corpul panzei, au fost izolate mai multe petice de acoperire formate din sisturi cristaline (Godeanu, Bahna-Mehedinti, Gura Vaii etc.) (fig. 20).

Fig. 20. Sectiune geologica in Panza Getica:

L - liasic; D - dogger; C - cretacic mediu; T - tortonian

Panza de Tarcau are corpul alcatuit din depozite sedimentare cretacice si paleogene, care stau peste un autohton din depozite cretacice, paleogene si miocene inferioare. In ceea ce priveste mecanismul de formare, majoritatea cercetarilor admit ca aceasta panza a luat nastere prin alunecare gravitationala (decolare), ca urmare a ridicarii regiunilor central carpatice si a coborarii depresiunii precarpatice.

Panza de Codru are corpul alcatuit din sisturi cristaline acoperite de depozite sedimentare permiene, triasice si jurasice inferioare, iar autohtonul de Bihor este format dintr-un fundament de sisturi cristaline si o cuvertura sedimentara formata din depozite triasice, jurasice si cretacice inferioare.

Panzele de acoperire sunt cute izoclinale culcate, de proportii mari. Ele se formeaza sub actiunea unor impingeri tangentiale, prin inaintarea flancului normal si trecerea lui prin sarniera cutei in flancul invers (fig. 21).

Fig. 21. Panza de acoperire:

1 - flancul superior; 2 - flancul inferior; 3 - radacina; 4 sarniera; 5- sarniera frontala; h - inaltime; lb - largimea bazei sau acoperirii; la - latimea acoperirii

▲ Orogeneza este o notiune mai larga, care cuprinde ansamblul proceselor care duc la formarea unui lant muntos, atunci cand miscarile tangentiale asociate cu cele verticale au o intensitate mai mare. Miscarile orogenice au ca rezultat formarea muntilor de cutare in zone denumite geosinclinale sau zone de orogen.

Miscarile orogenice sunt miscari ritmice, care se desfasoara la intervale mari de timp, sub forma de cicluri orogenice: laurentian - de varsta arhaica, huronian - de varsta proterozoica, caledonic - produs la inceputul paleozoicului, hercinic - la sfarsitul paleozoicului si alpin - care a avut loc in mezozoic si neozoic.

Procesele tectonice se manifesta intermitent in cadrul unor faze de scurta durata, separate prin faze mai indelungate de calm tectonic, in care au loc procese de eroziune si peneplenizare a zonelor muntoase concomitent cu acumularea sedimentelor in depresiuni.

In cadrul ciclului orogenic alpin, s-a stabilit ca durata fazelor de cutare a variat intre 100.000 si 3 milioane de ani, iar durata intervalelor de calm relativ intre doua faze de cutare succesive este de ordinul a 10-12 milioane de ani.

In general, prima jumatate a ciclurilor geotectonice se caracterizeaza prin miscari mai slabe, cand au loc asa-zisele cutari preliminare sau precursorii. Dupa acestea urmeaza cutarile principale sau paroxismale, apoi cutarile finale, mai slabe, care incheie ciclul.

Ciclurile orogenice sunt asociate cu procese de metamorfism si de plutonism granodioritic, a caror durata poate sa o depaseasca pe cea a proceselor de tectogeneza. Fiecare ciclu orogenic se incheie cu formarea unui lant muntos cutat.

In cadrul ciclurilor tectonice, au fost separate mai multe faze de cutare, care corespund unor discordante unghiulare, respectiv unor lacune stratigrafice pe mari suprafete.

O faza de cutare poate fi definita ca o suma a unor impulsuri de compresiune manifestate in cadrul unui interval de timp, care au ca efect cutarea crustei si formarea structurilor cutate.

Sursa miscarilor orogenice o constituie energia interna care este generata de o serie de procese specifice interiorului Pamantului.

In decursul timpului, asupra cauzelor miscarilor orogenice care duc la formarea muntilor s-au emis numeroase ipoteze. Dintre acestea, vor fi prezentate cateva mai importante din punct de vedere geomorfologic.

a) Ipoteza contractiei (emisa de Elie de Beaumont) explica formarea muntilor prin racirea partii interioare a Pamantului, de unde rezulta micsorarea volumului acestuia, formarea fracturilor, insotite de miscari tangentiale care dau nastere cutelor ce se revarsa la suprafata, monolateral sau bilateral (fig. 22).

Aceasta teorie a fost reconsiderata deoarece, prin cercetari radioactive s-a constatat ca in interior se produce incalzirea Pamantului si nu racirea lui.

b) Ipoteza geosinclinalului (emisa de D. Hall, 1857) se bazeaza pe observatia ca zonele cutate se suprapun cu ariile geosinclinale. Geosinclinalul reprezinta o arie mare de scufundare a scoartei terestre, situata intre blocuri rigide, in care are loc sedimentarea marina. Opusa notiunii de geosinclinal este cea de platforma, adica de bloc rigid mai vechi ce constituie zona de uscat, de pe care se aduc materialele erodate in cuprinsul geosinclinalului.

Sub influenta greutatii sedimentelor, geosinclinalul se scufunda treptat, sedimentele ajung la adancimi mari cu temperaturi inalte, iar sub actiunea blocurilor invecinate se cuteaza, formandu-se astfel muntii in faza embrionara. Acestia se inalta treptat din cuprinsul depresiunii pana la suprafata apei, alaturandu-se apoi blocului continental ca zona orogenica (fig. 23).

A - Faza I - formarea geosinclinalului intre blocurile rigide (oceanic si continental) si acumularea sedimentelor pe fundul lui; F: falii marginale;

B - Faza a II - a - inceputul miscarilor orogenice datorita fortelor tangentiale si separarea pe fundul geosinclinalului a unor cute largi, submarine, paralele: pozitive-geanticlinale (ga) si negative-intergeosinclinale (ig) si parageosinclinale (pg);

C - Faza a III - a - accentuarea miscarilor orogenice (de cutare sub forma de anticlinorii, sinclinorii si de faliere pana la incalecari submarine;

D - Faza a IV - a - inaltarea cutelor la suprafata apei prin miscari epirogenice;

E - Faza a V - a - atasarea zonei orogenice la blocul continental prin intensificarea miscarilor de cutare sub forma de sariaje si prin eruptii vulcanice.