Karbonatni okoliši Okoliši koje grade organizmi

Što ćemo ponoviti, a što naučiti?

•PONOVITI: Tipični strukturni sastojci karbonatnih stijena, tipovi karbonatnih naslaga i povezivanje s okolišima gdje se talože. •PONOVITI: Dobre i loše strane Folk-ove i Dunham-ove klasifikacije •Wilsonov facijesni model •Primjer karbonatne platforme

•Klastičan šelf

•Karbonatni se okoliši razlikuju od siliciklastičnih!

Paleoekologija karbonata

•Razlikuju se od klastičnih okoliša jer većina je sedimenta izgrađena od organizama (ostataka), pa su tako veličina zrna i distribucija sedimenta povezani s organizmima. •Karbonatni su sedimenti manje od klastičnih ovisni o hidrodinamičkim uvjetima. •Sedimentne su strukture reultat energije i karbonatne produkcije!

Tafonomski utjecaj

•Kako je produkcija karbonata ovisna o organizmima, tafonomski su procesi važni!

Neskeletni sastojci: ooidi, onkoidi, agregirana zrna, peloidi

peloidi ooidi onkoidi

Skeletna zrnca

Dominiraju: variraju od velikih koralja do cijelih ili različito fragmentiranih ljuštura

Obraštanja

Alge i foraminifere

Karbonatni muljevi ili karbonatni matriks - MIKRIT

Produkt bioerozije ili raščlanjivanja vapnenačkih algi i kokolitoforida

formiranje

PELETI

raspadanje

Mehanička dezintegracija karbonatnih čestica

bioerozija

Kemijsko/bio kemijsko taloženje

Raščlanjivanje zelenih algi

erozija

taloženje na

plimska ravan

Mulj se u suspenziji

transportira prema pučini

Mulj vapnenački

dno lagune

u otopini

Zajednice organizama

U recentnim karbonatima nalazimo dvije glavne zajednice: FORAMOL (Foramolska zajednica) CHLOROZOAN (klorozoanska zajednica)

FORAMOLSKA zajednica

Mora umjerenih geografskih širina : bentičke foraminifere, školjkaši, bodljikaši, mahovnjaci i vapnenačke crvene alge. Temperatura mora je niža od 150C.

KLOROZOANSKA zajednica Mora tropskih i suptropskih područja: Foramol komponente (manje mahovnjaka). Uključuje hermatipne koralje i vapnenačke zelene alge. Temperatura mora iznad 150C, normalni salinitet

KLORALGALNA (CHLOARALGAL) zajednica sadrži uglavnom zelene alge (nema hermatipnih koralja) i vezana je za okoliše višeg saliniteta.

KLOROZOAN zajednica je unutar 300 sjeverne i južne geografske širine, minimalne temperature između 14 i 150 C. FORAMOL zajednica je prisutna u morima umjerenih geografskih širina.

Uvijeti

•Organizmi koji fotosintetiziraju žive na dubinama 10-15 m i tu je većina organizama s vapnenačkim skeletima.

•Hermatipni koralji ovise o algama-simbiontima. Žive u bistrim morima (s malo nutrijenata. Puno nutrijenta i more više nije prozirno) bez donosa s kopna (ili mali). Vole jake struje.

•Većina bentičkih organizama traži okoliše koji nemaju izraženu energiju.

Zajednice s obzirom na ne-skeletna zrnca

3 zajednice postoje: 1. Ne-skeletnih zrnaca nema (samo skeletna zrna): FORAMOL model!

2. Peleti: Razvijena kod FORAMOL i KLOROZOAN modela!

3. Ooidi i drugi agregati su prisutni, a peleta ili ima ili nema. Ova je zajednica prisutna u KLOROZOAN modelu!

Značaj plima, valova

•U uvjetima mezoplimskih i makroplimskih mora, plimske su struje glavni mehanizam kojim se transportiraju karbonatna zrna. •Valovi i oluje stvaraju energiju u mikroplimskim morima. Djelovanje valova i struja ovisi o dubini, pa na rampama kako se energija smanjuje tako postepeno raste dubina.

Valovi i struje, veći

Porast cementacije

Gdje se danas talože karbonati?

Klasifikacija karbonata, Folk, 1962

Vrijedi samo za “morske” vapnence. Alokemijski (biogeni) vs. ortokemijski sastojci.

Dunhamova klasifikcija (1962)

Prisutnost ili odsutnost mulja, odnos udjela zrna i mulja

Karbonatna produkcija

•KLIMA 1. Evaporacija i

precipitacija 2. Donos klastita 3. Zajednice: hladno more FORAMOL toplo more CHLOROZOAN

•OCEANOGRAFIJA 1. Dubina fotičke zone 2. Temperatura mora,

strujanje 3. Salinitet 4. Oksigenacija •TEKTONIKA 1. Način i brzina

tonjenja 2. Donos terigenog

materijala

OGRANIČEN OTVORENO MORE

PADINA ŠELF

RUB

BAZEN

Kiša vapnenačkog planktona

Tvornica karbonata (Tucker & Wright, 1990) - subtidal

Područja gdje se karbonati stvaraju i akumuliraju

transport prema obali

transport u bazen

Plitko. Fotička zona Čestice različitih dimenzija: skeleti, mulj (precipitacija iz otopine ili pomoću biološke aktivnosti) Većina sedimenta „in situ”, ali postoji transport prema bazenu i prema kopnu

Koji procesi dominiraju karbonatnim platformama?

“Šelf” 1. Bliže kopnu: valovi izazvani vjetrom, plima-oseka i biološka aktivnost

2. Srednji dio: valovi, vjetar, struje (uključujući spore plimske struje) + Biološka aktivnost

3. Rubovi: utjecaj plime i oseke, + biološka aktivnost i valovi (preklapanje vrhova valova)

Bazen: gravitacija, dubokomorske struje

Padina: gravitacija

Faktori koji utječu na formiranje recentnih karbonatnih facijesa

•Geometrija prostora •Energija (turbulencija) •“Kvaliteta” morske vode (nutrijenti, fizikalno-kemijske osobine) •Porast razine mora •Bez siliciklastične sedimentacijskih procesa •Biološki faktori

Wilsonovi standardni facijesi

Plitkomorski karbonatni sedimenti

•Karbonatne platforme su područja velike produkcije karbonatnih sedimenta. •Platforme se nalaze na kontinentalnom šelfu, od obale do ruba šelfa. Mogu zahvaćati velika prostranstva epikontinentalnih mora. •Na temelju različitih morfologija, razlikujemo više tipova platformi.

Karbonatne platforme

•RAMPE: blago nakošene, dubina postepeno raste (~1° nagib).

•EPIKONTINENTALNAE PLATFORME: slične rampama.

•OBRUBLJENI ŠELF: greben ili karbonatni sprud na rubu.

•IZOLIRANA PLATFORMA: plitko-morsko je područje okruženo bazenom (dubokomorskim prostorima).

•POTOPLJENA PLATFORMA: razina mora raste, a platforma o ne može slijediti. Prijelaz u dubokomorsku sedimentaciju.

Karbonatna rampa: blago nagnuta homoklinalna padina bez prekida

Karbonatna platforma: debeli slijed naslaga, zaravljenog vrha s naglim prijelazom iz šelfa na padinu (visoka energija)

Izolirane platforme: odvojene od šelfa, okružene dubokim morem,

KARBONATNE RAMPE

RAZINA MORA

VALNA BAZA ZA LIJEPA

VALNA BAZA-OLUJE

JAKE OLUJE

Ispod FWB reduciramo je pretaloživanje. Transport olujama bioklasta, stvaraju se wackestone, packstone i grainstone. +/- HCS. +/- “mud-mounds”. Ispod SWB, pretaloženi mudstone i wackestone, +/- turbiditi.

PLITKA rampa: prevladavaju valovi, krpasti grebeni, plaže - grainstone

DUBOKA: muljni humci, tanko-uslojeni vapn.- g,m,w

Lišani Ostrovački: primjer “Muljnih humaka”

Distribucija facijesa: rampa

• Utjecaj plime: na obali, u plimskim kanalima se taloži grublje zrnati sediment, dok se muljevi talože na plimskim zaravnima. Barijere na plažama i lagune se mogu razviti.

• Utjecaj valova: na obali se razvijaju prudovi plaža. Lagune mogu biti.

• Uzburkana priobalja: nemaju zaštitu, nemaju grebene, stvara se obilje skeletnih fragmenata i ooidni pijesci plićaka. Mogu se stvarati dine (koje migriraju) i slojevi (10 cm-metra veliki), grainstone/packstone i kosu slojevitost.

Obrubljene platforme

Karbonati laguna i plimskih ravnica

Grebeni i karbonatna pješčana tijela Pretaloženi

karbonati

Šelj, pelagički karbonati

GREBEN LAGUNA vanjski unutrašnji

Zone različitih morfologija

•Barijerni grebeni/plićaci: zona visoke energije

Grainstones, bafflestones, framestones •Zagrebenska zona: energija se jako mijenja

Plićaci sa skeletal/ooidni grainstones-om Packstones/wackestones Evaporiti (ograničena cirkulacija)? Krpasti grebeni (framestones, boundstones) •Obalna linija: niska energija Bounsdstones, rudstones, evaporiti

Hermatipni koralji mogu stvarati barijerne grebene (ili nastaju oolitni, skeletalni grebeni). Laguna obilježena niskom energijom A) zatvorena laguna: ograničena cirkulacija, vapnenački se muljevi talože, fauna je siromašna vrstama, +/- hipersalilna

B) otvorena laguna: valovi i plime djeluju. Visoka energija (plićaci, g/p), grubljezrnati facijesi bliže grebenu.

Obrubljene platforme: morfologija koralja u odnosu na energiju valova

U laguni, brojni organizmi izlučuju skelete (foraminifere, koralji, alge, školjkaši) i sediment se brzo stvara!

Porastom razine mora, greben raste prema svijetlu i brzina nakupljanja sedimenta u laguni je puno veća nego u otvorenom moru.

Konačno stvara se platforma sa strmim padinama prema otvorenom moru.

Izolirana platforma

Izolirana platforma

Plitkovodna platforma okružena dubokim morem, pod snažnim utjecajem vjetra i oluja

Dijageneza

•Tijekom dijageneze (zatrpavanja) mineralogija i teksture vapnenca se mijenja:

1. Taloženje: precipitacija aragonitnog cementa iz vode

2. Rana dijageneza: kalcit zamjenjuje aragonit

3. Kasna dijageneza: dolomitizacija