Η επιστήμη της Ιζηματογενούς Γεωλογίας έχει υποστεί τεράστιες αλλαγές κατά τη διάρκεια των τελευταίων τριών δεκαετιών. Η πρώτη επανάσταση έγινε στην

Transcript

1 ΕΕΘΝ ΙΚΟ Ι ΚΑΙ ΚΑΠΟ ΔΔ Ι ΣΣ ΤΤ ΡΡ ΙΑΚΟ Ι ΠΑΝ ΕΕΠ Ι ΣΣ ΤΤΗΜ ΙΟ Ι ΑΘΗΝΩΝ ΤΤΟΜ ΕΕΑ ΣΣ Ι ΣΣ ΤΤΟ ΡΡ Ι ΤΤΜΗΜΑ ΓΓ ΕΕΩΛΟ ΓΓ ΙΑΙ ΣΣ ΙΚΗ ΣΣ ΓΓ ΕΕΩΛΟ ΓΓ ΙΑΙ ΣΣ --ΠΑΛΑ ΙΟΝΙ ΤΤΟΛΟ ΓΓ ΙΑΙ ΣΣ ΣΗΜΕΙΙΩΣΕΙΙΣ ΑΝΘΡΑΚΙΙΚΗΣ ΙΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΕΣΗΣ ΦΩ ΤΤ ΕΕ ΙΝΗ Ι ΠΟΜΟΝΗ --ΠΑΠΑ ΪΩΑΝΝΟΪ ΥΥ ΑΝΑΠΛ.. ΚΑΘΗ ΓΓΗ ΤΤ ΡΡ ΙΑ Ι ΑΘΗΝΑ

2 ΕΕΘΝ ΙΚΟ Ι ΚΑΙ ΚΑΠΟ ΔΔ Ι ΣΣ ΤΤ ΡΡ ΙΑΚΟ Ι ΠΑΝ ΕΕΠ Ι ΣΣ ΤΤΗΜ ΙΟ Ι ΑΘΗΝΩΝ ΤΤΟΜ ΕΕΑ ΣΣ Ι ΣΣ ΤΤΟ ΡΡ Ι ΤΤΜΗΜΑ ΓΓ ΕΕΩΛΟ ΓΓ ΙΑΙ ΣΣ ΙΚΗ ΣΣ ΓΓ ΕΕΩΛΟ ΓΓ ΙΑΙ ΣΣ --ΠΑΛΑ ΙΟΝΙ ΤΤΟΛΟ ΓΓ ΙΑΙ ΣΣ ΣΗΜΕΙΙΩΣΕΙΙΣ ΑΝΘΡΑΚΙΙΚΗΣ ΙΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΕΣΗΣ ΦΩ ΤΤ ΕΕ ΙΝΗ Ι ΠΟΜΟΝΗ --ΠΑΠΑ ΪΩΑΝΝΟΪ ΥΥ ΑΝΑΠΛ.. ΚΑΘΗ ΓΓΗ ΤΤ ΡΡ ΙΑ Ι ΑΘΗΝΑ

3 3 ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΟΥΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Η επιστήμη της Ιζηματογενούς Γεωλογίας έχει υποστεί τεράστιες αλλαγές κατά τη διάρκεια των τελευταίων τριών δεκαετιών. Η πρώτη επανάσταση έγινε στην δεκαετία του 1960 και οφείλετο σε μία έκρηξη γνώσης, όσον αφορά τις φυσικοχημικές διεργασίες της ιζηματογένεσης. Άρχισε κατά κάποιο τρόπο η ωρίμανση της επιστήμης της ιζηματολογίας και από απλή παρατήρηση λεπτών τομών στο πολωτικό μικροσκόπιο και συγκέντρωση-περιγραφή ιζηματολογικών δεδομένων πέρασε στην ανάλυση φάσεων, ακολουθιών και ιζηματολογικών διεργασιών. Αυτή η επανάσταση βασίσθηκε στη θεωρία της "ομοιομορφίας" (uniformitarianism), που κατ' αρχήν ασχολήθηκε με τις αργού ρυθμού εξελικτικές διεργασίες ιζηματογένεσης. Αργότερα όμως έγινε φανερή και η μεγίστη σημασία των απότομων και συχνά καταστροφικών γεγονότων, όπως αυτό που έλαβε χώρα στο τέλος του Κρητιδικού. Από το 1960 λοιπόν και μετέπειτα η επιστήμη της Ιζηματολογενούς Γεωλογίας από καθαρά περιγραφική και ποιοτική, εξελίχθηκε σε ποσοτική και κατά κάποιον τρόπο προγνωστική. Η δεύτερη επανάσταση άρχισε και εκείνη στην δεκαετία του 1960 και oφείλετο στα νέα δεδομένα που δημιούργησε η θεωρία της Τεκτονικής των Πλακών. Η θεωρία αυτή κατέστησε σαφές ότι η διαμόρφωση της δομής, της στρωματογραφίας και των φάσεων των ιζηματογενών λεκανών έχει άμεση σχέση με την εξέλιξη της τεκτονικής των πλακών. Σαν συνέπεια αναπτύχθηκε ο κλάδος της Γεωδυναμικής που συσχέτισε τις τεκτονικές μετακινήσεις των πλακών με τις διεργασίες μεγαλύτερου βάθους του φλοιού και του μανδύα. Ενώ λοιπόν η ανάλυση των φάσεων εστίαζε στην καταγραφή τοπικών ή μικρής κλίμακας ιζηματολογικών φαινομένων, που προκύπτουν μέσω αυθιγενετικών διεργασιών, η Γεωδυναμική ασχολείται με την ερμηνεία ιζηματογενών δομών ηπειρωτικής και παγκόσμιας κλίμακας, που ελέγχονται από ευρύτερης κλίμακας "αλλογενετικούς" μηχανισμούς (μεταβολές της τεκτονικής, του θαλασσίου επιπέδου και του κλίματος). Ο συνδυασμός της κλασσικής ιζηματολογίας, με την τεκτονική και τη γεωδυναμική δημιούργησε μία νέα δυναμική μέθοδο προσέγγισης που αποτέλεσε τη βάση ενός νέου κλάδου αυτού της Ανάλυσης των Λεκανών που αναπτύχθηκε την δεκαετία του 1970 και ασχολείται με την προέλευση, την εξέλιξη και την δομική αρχιτεκτονική των ιζηματογενών λεκανών. Η τρίτη επανάσταση της ιζηματογενούς γεωλογίας, έγινε στις αρχές τις δεκαετίας του 1970, όταν προτάθηκε η περίφημη μέθοδος της Στρωματογραφίας των Ιζηματογενών Ακολουθιών (Sequence Stratigraphy). Στη μέθοδο της Στρωματογραφίας των Ιζηματογενών Ακολουθιών, τον κύριο και αποφασιστικό ρόλο στη διαμόρφωση μιας ιζηματογενούς ακολουθίας, παίζουν οι ευστατικές κινήσεις. Πολύ πρόσφατα αναπτύχθηκε μία νέα προσέγγιση, αυτή της Δυναμικής Τοπογραφίας, βάσει της οποίας η ανύψωση της Γης και των ωκεανών σχετίζεται με τις θερμικές ιδιότητες του μανδύα. Ταυτόχρονα,

4 4 αξιοποιήθηκαν παλαιότερες απόψεις γύρω από την "τροχιακή παραβίαση της Γης" (orbital forcing), οι γνωστές ως κυκλικές μεταβολές Milankovitch, από το όνομα του Σέρβου μαθηματικού Milutin Milankovitch που πραγματοποίησε τους αναγκαίους υπολογισμούς. Έτσι αναπτύχθηκε το αντικείμενο της Κυκλικής Στρωματογραφίας. Όλη η παραπάνω ερευνητική δραστηριότητα, οδήγησε σε στενή συνεργασία γεωλόγους διαφόρων ειδικοτήτων, όπως στρωματογράφους, τεκτονικούς, γεωφυσικούς και ιζηματολόγους και νέα δυναμικά μοντέλα προτάθηκαν επί τη βάσει νέων στρωματογραφικών δεδομένων. Η πρόοδος, που συντελέσθηκε όλα αυτά τα χρόνια στον τομέα της Ιζηματογενούς Γεωλογίας, είναι μεγίστης αξίας στο πεδίο της έρευνας κοιτασμάτων πετρελαίου. Χρήση των ιζηματολογικών ερευνητικών μεθόδων και δεδομένων κάνει επίσης η Περιβαλλοντική Γεωλογία, π.χ. για τη μετακίνηση τοξικών αποβλήτων. Έγινε κατ' αρχήν εφαρμογή των νέων δεδομένων και τεχνικών, σε επιλεγμένα χρονικά διαστήματα αρχίζοντας από το Κρητιδικό και το Άνω Παλαιοζωικό, δύο περιόδους κατά τις οποίες η Γη βρισκόταν σε πολύ διαφορετικές συνθήκες τεκτονικής των πλακών και κλίματος απ' ότι σήμερα. Κατά τη διάρκεια του Κρητιδικού, η στάθμη του θαλασσίου επιπέδου ήταν υψηλή και το κλίμα της Γης ήταν σε συνθήκες Θερμοκηπίου ("greenhouse"), ενώ κατά τη διάρκεια του Άνω Παλαιοζωικού οι σημερινές ήπειροι ήταν ενωμένες και σχημάτιζαν την Παγγαία ήπειρο, η στάθμη του θαλασσίου επιπέδου χαμηλή και το κλίμα σε παγετώδεις συνθήκες ("icehouse"). Σήμερα, που εκφράζονται φόβοι για δραματικές μεταβολές του κλίματος του πλανήτη μας, λόγω των αλόγιστων ανθρώπινων παρεμβάσεων, αποκτούν ιδιαίτερο ενδιαφέρον τα αποτελέσματα των ερευνών της ιζηματογενούς γεωλογίας γιατί γνωρίζοντας καλά τις συνθήκες του παρελθόντος μπορούμε να κατανοήσουμε τις κλιματικές μεταβολές και τους κύριους μηχανισμούς που τις προκαλούν. Για παράδειγμα, για την εξαφάνιση των δεινοσαύρων όπως είναι γνωστό έχει διατυπωθεί η θεωρία της πτώσης μετεωρίτη πάνω στην επιφάνεια της Γης, αλλά μόνον όταν ανακαλύφθηκε το περίφημο στρώμα Ιριδίου στο όριο του Κρητιδικού-Τριτογενούς, εκδηλώθηκε έντονο ενδιαφέρον για τη φύση των καταστροφικών συμβάντων στη ιστορία της Γης. Σχετικά πρόσφατα, μάλιστα, ανακαλύφθηκε ένας τεράστιος κρατήρας στο Μεξικό, που θεωρήθηκε ότι ήταν η θέση που σφράγισε το τέλος του Κρητιδικού. Στη συνέχεια, διαπιστώθηκαν και άλλα καταστροφικά επεισόδια και έτσι καταφάνηκε πόσο σημαντικός είναι ο ρόλος τους στην εξέλιξη της ζωής στον πλανήτη μας. Όλα αυτά τα επιτεύγματα, τοποθετούν πλέον την Ιζηματογενή Γεωλογία στο κέντρο των γεωλογικών επιστημών, γιατι αποτελεί μία πολύπλευρη προσέγγιση των διεργασιών που προκύπτουν από αλληλοαντίδραση της ατμόσφαιρας, της υδρόσφαιρας και της βιόσφαιρας με τη στερεά Γη, εξισορροπώντας το περιβάλλον σε παγκόσμια κλίμακα. Σύμφωνα μάλιστα με πρόσφατες υποθέσεις, η Γη συνιστά ένα "οργανικό" αυτορυθμιζόμενο σύνολο. Για να απαντήσουμε λοιπόν στο σήμερα, πρέπει να συγκεντρώσουμε επακριβή δεδομένα και να ολοκληρώσουμε τις απόψεις μας, έτσι ώστε να μπορέσουμε να προτείνουμε δυναμικά μοντέλα ιζηματογενών διεργασιών. Με τον τρόπο αυτό, θα μπορέσουμε στη συνέχεια να προβλέψουμε

5 5 σημαντικές μεταβολές στις ανθρώπινες συνθήκες. Η Ιζηματολογία και η Στρωματογραφία δεν είναι πλέον μία απλή συλλογή γραμματοσήμων, αλλά όπως και οι άλλες φυσικές επιστήμες ενηλικιώθηκαν. Ερωτήματα όπως: Θα μπορέσει η γη να ξεφύγει από τις συνθήκες του θερμοκηπίου; Πως θα αντιμετωπίσουμε το πρόβλημα των μη-ανανεώσιμων πηγών ενέργειας; Πως θα καθαρίσουμε τη Γη από τα τοξικά απόβλητα; Πως άραγε άρχισε η ζωή στον πλανήτη μας; Υπάρχει κίνδυνος πτώσης ενός μετεωρίτη, μεγέθους σαν αυτόν που εξαφάνισε τους δεινοσαύρους; Σ' όλα αυτά μπορούν να απαντήσουν οι ιζηματολόγοι με τα δεδομένα τους.

6 6 ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΩΝ ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΙΚΩΝ ΙΖΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΩΝ Κατά την παρατήρηση λεπτών τομών ανθρακικών πετρωμάτων στο πολωτικό μικροσκόπιο μπορεί να μην εμφανίζονται υψηλά χρώματα διπλοθλαστικότητας, όπως π.χ. στα μεταμορφωμένα, αλλά παρατηρείται μια αξιόλογη ποικιλία κόκκων, τη φύση των οποίων αναζητάμε. Γιατί ο βασικός σκοπός της πετρογραφίας των ασβεστολίθων είναι η ταξινόμηση των, έτσι ώστε να μπορούν να συγκριθούν με τα σύγχρονα ανθρακικά ιζήματα. Κατ' αρχήν θα πρέπει να γνωρίζουμε ότι οι ασβεστόλιθοι έχουν δύο βασικές διαφορές από τα σύγχρονα ανθρακικά ιζήματα. Η πρώτη διαφορά τους είναι πρόδηλη. Οι μεν ασβεστόλιθοι έχουν λιθοποιηθεί, τα δε ιζήματα όχι. Η δεύτερη διαφορά αφορά την ορυκτολογία τους (Εικ. 1.). Τα σύγχρονα ιζήματα αποτελούνται από αραγωνίτη και ασβεστίτη πλούσιο σε Mg (>4 mole % MgCO3). Επειδή όμως, υπό κανονικές συνθήκες διαγένεσης, ο αραγωνίτης και ο πλούσιος σε Mg ασβεστίτης είναι ασταθείς, μεταπίπτουν αμέσως σε πτωχό σε Mg ασβεστίτη (<4 mole % MgCO 3 ). Και οι τρεις (3) προαναφερθείσες ορυκτολογικές φάσεις μπορούν να αντικατασταθούν από δολομίτη και γι' αυτόν τον λόγο το πλείστον των ασβεστολίθων της γεωλογικής καταγραφής συνίστανται από ασβεστίτη πτωχό σε Mg ή /και δολομίτη. Ασβεστόλιθοι /Δολομίτες Σύγχρονα Ανθρακικά Ιζήματα Ασβεστίτης πτωχός σε Mg (<4% mole MgCO3) ή/και Δολομίτης Aραγωνίτης ή Ασβεστίτης πλούσιος σε Mg (>4% mole MgCO3) Ασβεστίτης πτωχός σε Mg (<4% mole MgCO3) Εικ. 1. Ορυκτολογική σύσταση ασβεστολίθων και ασβεστολιθικών ιζημάτων. Τρία είναι τα κύρια συστατικά των ασβεστολίθων (Εικ. 2.): κόκκοι (μη σκελετικοί και σκελετικοί), κυρία μάζα, τσιμέντο.

7 7 ΜΗ ΣΚΕΛΕΤΙΚΟΙ ΚΟΚΚΟΙ Ως μη σκελετικούς κόκκους χαρακτηρίζουμε αυτούς που δεν προέρχονται από σκελετικό υλικό μικροοργανισμών. Στην κατηγορία αυτή υπάγονται τέσσερα (4) είδη κόκκων: οι επιφλοιωμένοι κόκκοι, τα πελοειδή, τα συσσωματώματα και οι κλάστες. Α. ΕΠΙΦΛΟΙΩΜΕΝΟΙ ΚΟΚΚΟΙ Η προέλευση των κόκκων αυτών είναι πολυγενετική, καθ' όσον μπορούν να σχηματισθούν με διαφορετικές διαδικασίες και σε ποικίλα περιβάλλοντα. Κατά συνέπεια, δύσκολα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ερμηνεία του περιβάλλοντος. Για την ταξινόμησή των, έχουν χρησιμοποιηθεί πολλές ορολογίες που δημιούργησαν μεγάλη σύγχυση. σκελετικοί κόκκοι μη σκελετικοί (επιφλοιωμένοι κόκκοι, πελοειδή, συσσωματώματα κόκκων και κλάστες) κυρία μάζα: ιλύς τσιμέντο (κυρίως σπαρίτης: κρυσταλλικός διαφανής ασβεστίτης) Εικ. 2. Κύρια συστατικά ασβεστολίθων. Βασικά διακρίνονται δύο (2) κατηγορίες επιφλοιωμένων κόκκων (Εικ. 3.): Κόκκοι που προκύπτουν από χημικές διεργασίες (ωοειδή και πισοειδή) και Κόκκοι που προκύπτουν από βιογενείς διεργασίες (ογκοειδή). Εικ.3. Δομή επιφλοιωμένων κόκκων.

8 8 Ωοειδή Τα ωοειδή αντιπροσωπεύουν το συνηθέστερο τύπο επιφλοιωμένων κόκκων στους ασβεστολίθους και στα σύγχρονα ιζήματα των τροπικών θαλασσών. Αποτελούνται από ένα πυρήνα ποικίλης σύστασης, που περιβάλλεται από λεπτές επιφλοιώσεις. Τα ωοειδή, που σχηματίζονται στα σύγχρονα θαλάσσια περιβάλλοντα, είναι ως επί το πλείστον αραγωνιτικής σύστασης, αλλά κατά την πρώϊμη διαγένεση αντικαθίστανται από ασβεστίτη (Εικ. 4). Σπανιώτερα δημιουργούνται ωοειδή που αποτελούνται από ασβεστίτη πλούσιο σε Mg (11-17 mole % MgCO3). Σε ιδιαίτερα περιβάλλοντα όπως σε λίμνες, σπήλαια καθώς και σε ασβεστολιθικά εδάφη έχει περιγραφεί σχηματισμός ωοειδών από ασβεστίτη πτωχό σε Mg (Εικ. 4.). Επίσης, κατά θέσεις, έχουν αναφερθεί περιπτώσεις σχηματισμού ωοειδών σύνθετης ορυκτολογικής σύστασης (π.χ. αραγωνίτης και ασβεστίτης πλούσιος σε Mg ή αραγωνίτης και ασβεστίτης πτωχός σε Mg). Ορυκτολογική σύσταση των συγχρόνων ωοειδών αραγωνίτης Θαλάσσιο περιβάλλον: ασβεστίτης πλούσιος σε Mg (σπανιότερα) Λίμνες, σπήλαια, εδάφη: ασβεστίτης πτωχός σε Mg Σπανίως σύνθετη ορυκτολογική σύσταση (αραγωνίτης και ασβεστίτης) Ορυκτολογική σύσταση των συγχρόνων πισοειδών Μη θαλάσσια περιβάλλοντα: ασβεστίτης πτωχός σε Mg Θαλάσσιο περιβάλλον περιθωρίων (υψηλή αλμυρότητα): αραγωνίτης ή ασβεστίτης πλούσιος σε Mg Εικ. 4. Ορυκτολογική σύσταση συγχρόνων ωοειδών και πισοειδών. Δομή των ωοειδών Στα σύγχρονα ωοειδή διακρίνονται δύο κύριες μικροδομές: η εφαπτομενική και η ακτινωτή (Εικ. 5.). Η εφαπτομενική μικροδομή δημιουργείται από "κρυστάλλους" αραγωνίτη των οποίων οι επιμήκεις άξονες διευθετούνται παράλληλα πρός τις συγκεντρικές επιφλοιώσεις των ωοειδών. Αντίθετα, η ακτινωτή μικροδομή δημιουργείται από ινώδεις κρυστάλλους αραγωνίτη ή ασβεστίτη (πλούσιου ή πτωχού σε Mg), ακτινωτά διατεταγμένους. Τα ωοειδή ακτινωτής δομής αποτελούνται είτε από μία,

9 9 ικανού πάχους, επιφλοίωση ή χαρακτηρίζονται από ζωνώδη δομή αποτελούμενη από λεπτές επιφλοιώσεις. Τα ωοειδή που αποτελούνται από μία μόνο επιφλοίωση ακτινωτής δομής και δεν εμπεριέχουν πυρήνα χαρακτηρίζονται ως σφαιρόλιθοι (spherulites). Tέλος, θα πρέπει να αναφερθεί, ότι σε ορισμένες περιπτώσεις η δομή των ωοειδών δεν παρουσιάζει συγκεκριμένη διευθέτηση (τυχαία δομή). Λόγου χάριν, όταν τα ωοειδή προσβάλλονται από ενδολιθικούς οργανισμούς, που προκαλούν έντονη μικριτίωση των, δημιουργείται μία ασαφής δομή που διαφοροποιεί πλήρως την πρωτογενή δομή των ωοειδών. Στα ωοειδή των παλαιών θαλασσίων περιβαλλόντων σπανίως διακρίνεται μία συγκεκριμένη δομή, γιατί έχουν υποστεί διάφορες διαγενετικές μεταβολές, όπως διάλυση ή ασβεστιτίωση του αραγωνίτη. Στην πρώτη περίπτωση οι κοιλότητες πληρούνται από ασβεστιτικό τσιμέντο, ενώ στην δεύτερη η εφαπτομενική δομή καλύπτεται από ασβεστιτικούς κρυστάλλους με ανώμαλα πέρατα. Εικ. 6. Θαλάσσια πισοειδή επιπαλιρροιακού περιβάλλοντος. Εικ. 5. Κυριότερες δομές ωοειδών συγχρόνων και παλαιών περιβαλλόντων.

10 10 Πισοειδή Όσον αφορά την προέλευση των πισοειδών, υπάρχει μία σύγχυση, καθ' όσον ορισμένοι ερευνητές χρησιμοποιούν αυτόν τον όρο όταν πρόκειται για μη θαλάσσια ωοειδή, ενώ αρκετοί είναι αυτοί που τον χρησιμοποιούν για ωοειδή διαμέτρου >2mm (Εικ. 3.). Σπανίως δημιουργούνται πισοειδή στα σύγχρονα θαλάσσια περιβάλλοντα, αλλά έχουν αναφερθεί κάποιες περιπτώσεις σχηματισμού πισοειδών αραγωνιτικής ή ασβεστιτικής σύστασης (ασβεστίτης πλούσιος σε Mg) σε θαλάσσια, υψηλής αλμυρότητας, περιβάλλοντα περιθωρίου (επιπαλιρροιακά περιβάλλοντα). Αντίθετα, πισοειδή συνιστάμενα από ασβεστίτη πτωχό σε Mg έχουν αναφερθεί σε ποικίλα, μη-θαλάσσια, περιβάλλοντα όπου φθάνουν αρκετά μεγάλα μεγέθη. Δομή των πισοειδών Tα πισοειδή εμφανίζουν τούς ακόλουθους ιζηματολογικούς χαρακτήρες που αποδεικνύουν την in-situ ανάπτυξη των (Εικ. 6.). Οι πρώτες εσωτερικές επιφλοιώσεις είναι λεπτές καί συγκεντρικές ενώ προχωρώντας προς την περιφέρεια γίνονται ανισόπαχες και ανώμαλες, επιδεικνύοντας μία σαφή τάση επιμήκυνσης του πισοειδούς πρός τα κάτω, πιθανώτατα ελεγχόμενη απο την βαρύτητα. Παρατηρείται μία πολυγωνική "συναρμολόγηση" των πισοειδών και γεφυροειδούς τύπου συγκόλληση των. Παρουσία μικροεγκλεισμάτων στα μεταξύ των πισοειδών διάκενα. Ογκοειδή Τα ογκοειδή είναι μια άλλη κατηγορία επιφλοιωμένων κόκκων που αποτελούνται από πυρήνα και βιογενείς ασβεστολιθικές επιφλοιώσεις. Το πέτρωμα που αποτελείται από ογκοειδή χαρακτηρίζεται ως ογκόλιθος. Τα ογκοειδή έχουν συνήθως διάμετρο μεγαλύτερη των 2mm. Ογκοειδή διαμέτρου μικροτέρου μεγέθους χαρακτηρίζονται ως μικροογκοειδή (Εικ. 3.). Δομή των ογκοειδών Οι επιφλοιώσεις των ογκοειδών δεν είναι συγκεντρικές και μερικώς αλληλοεπικαλύπτονται. Συχνά, στις επιφλοιώσεις διακρίνονται βιογενείς μικροδομές (Εικ. 3.). Σε ορισμένα ογκοειδή δεν διακρίνεται πυρήνας στη δομή τους. Ο πιό χαρακτηριστικός τύπος ογκοειδών είναι τα βιογενή ογκοειδή που αποτελούνται από επιφλοιώσεις που δημιουργούν διάφοροι οργανισμοί όπως βρυόζωα, κοράλλια, τρηματοφόρα, φύκη, ιδιαίτερα κοραλλιογενή φύκη και κυανοβακτήρια (blue-green algae).

11 11 Προέλευση των επιφλοιωμένων κόκκων Ωοειδή Η δημιουργία και η περαιτέρω αύξηση των ωοειδών εθεωρείτο αρχικά ότι οφείλοντο σε μηχανικές διεργασίες (Sorby, 1879). Το μοντέλο αυτό, εγκαταλείφθηκε σύντομα, γιατι δεν παρατηρήθηκαν ανάλογες διαδικασίες στα σύγχρονα ωοειδή, καθώς και γιατι δεν μπορεί να εξηγήσει τη δημιουργία των ακτινωτών ωοειδών. Σήμερα, πλέον, η προέλευση των ωοειδών πιστεύεται ότι είναι πολυγενετική καθ όσον τεκμηριώθηκε εργαστηριακά ότι στη δημιουργία τους εμπλέκονται όχι μόνο χημικές, αλλά και βιογενείς διαδικασίες. Οι χημικές διεργασίες είναι αποδεκτές, τουλάχιστον για ορισμένους τύπους ωοειδών π.χ. για τα ωοειδή ακτινωτής διάταξης, ενώ έχουν, επίσης, δημιουργηθεί εργαστηριακά και εφαπτομενικής διάταξης ωοειδή. Όμως και οι βιολογικές διεργασίες φαίνεται να παίζουν ουσιαστικό ρόλο, καθώς κατέστη δυνατή η εργαστηριακή δημιουργία ακτινωτής διάταξης ωοειδών, σε περιβάλλον χαμηλής ενέργειας, από κεκορεσμένα θαλάσσια διαλύματα που περιείχαν οργανικά οξέα. Διαπιστώθηκε μάλιστα ότι χωρίς την παρουσία αυτών των οξέων δεν ήταν εφικτή η δημιουργία των ωοειδών. Αντίθετα, για τη δημιουργία "εφαπτομενικής" διάταξης ωοειδών σε στροβιλώδεις συνθήκες με υπερκορεσμένα θαλάσσια διαλύματα, δεν χρειάσθηκε η παρέμβαση οργανικών ενώσεων, αποδεικνύοντας έτσι την χημικού χαρακτήρα -ανόργανη- προέλευση αυτής της μικροδομής. Αρκετοί ερευνητές υποστήριξαν, όμως, ότι ακόμη και σ' αυτήν την περίπτωση, κάποιες οργανικές μεμβράνες βοηθούν στην αύξηση του μεγέθους των κρυστάλλων των ωοειδών, προστατεύοντάς τα από ιόντα Mg2+ και H+, που την αναχαιτίζουν. Ετσι καθίσταται σαφές, ότι πάντα το οργανικό υλικό παίζει κάποιο ρόλο, περισσότερο ή λιγότερο ουσιαστικό, άμεσο ή έμμεσο στη δημιουργία των ωοειδών. Το δόγμα λοιπόν που μέχρι τώρα ίσχυε, ότι τα ωοειδή είναι φυσικοχημικής γένεσης, ενώ τα ογκοειδή βιολογικής, θα πρέπει να αντιμετωπισθεί εκ νέου με περισσότερες επιφυλάξεις. Πισοειδή Όπως προαναφέρθηκε τα πισοειδή επιπαλιρροιακού περιβάλλοντος δημιουργούνται με μηχανισμό ανάλογο των ωοειδών και κατά συνέπεια η προέλευσή των είναι ομοίως πολυγενετική. Ογκοειδή Η κυρία διαφορά μεταξύ ωοειδών-πισοειδών και ογκοειδών είναι ότι τα ωοειδή και τα πισοειδή έχουν συνεχείς και κανονικές επιφλοιώσεις, γεγονός που υποδηλώνει έναν ομοιόμορφο μηχανισμό σχηματισμού των, ενώ τα ογκοειδή αποτελούνται από συνεχείς και αλληλοεπικαλυπτόμενες επιφλοιώσεις που οφείλονται σε διαφοροποιήσεις βιογενών διεργασιών.

12 12 Τα μικριτικά ογκοειδή αποτελούν κύρια συστατικά των Παλαιοζωικών και Μεσοζωικών ασβεστολίθων και η γένεσή των συνδέεται με την παρουσία κυανοβακτηρίων. Ογκοειδή σχηματίζονται στα μικρού βάθους θαλάσσια περιβάλλοντα μέσω παγίδευσης ιζήματος από ινίδια μικροβιακής προέλευσης. Η παρουσία ογκοειδών σε βαθύτερα περιβάλλοντα αποδίδεται σε συγκέντρωση ιλύος και κόκκων κατά την μεταφορά των (μηχανισμός χιονοστιβάδας). Περιβάλλον των επιφλοιωμένων κόκκων Τα πισοειδή και τα ωοειδή σχηματίζονται σε ποικίλα περιβάλλοντα, όπως μικρού βάθους θαλάσσια περιβάλλοντα, λιμνοθάλασσες, λίμνες, ποταμοί, σπήλαια καθώς και σε ασβεστολιθικά εδάφη και κατά συνέπεια δεν μπορούν να μας δώσουν ουσιαστικές περιβαλλοντικές πληροφορίες, πέραν του ότι υποδηλώνουν σχηματισμό σ' ένα περιβάλλον, όπου ήταν διαθέσιμο το ανθρακικό ασβέστιο για να μπορέσουν να σχηματισθούν ισοπαχείς συγκεντρικές λεπτοστρώσεις (Εικ 7.). Εικ. 7. Θέσεις σχηματισμού και απόθεσης επιφλοιωμένων κόκκων.

13 13 Ωοειδή Η συντριπτική πλειοψηφία των συγχρόνων ωοειδών σχηματίζεται σε πολύ ρηχά, παλιρροιακά -γενικά κάτω από 5m βάθος- τροπικά θαλάσσια περιβάλλοντα, καθ' όσον οι απαιτήσεις τους είναι ζεστά, ρηχά νερά, κορεσμένα ή υπερκορεσμένα σε ανθρακικό ασβέστιο. Ειδικότερα, τα ωοειδή αντανακλούν σχηματισμό σε περιβάλλοντα κάπως αυξημένης αλμυρότητας, όπως επί παραδείγματι στις Μπαχάμες και στον Περσικό Κόλπο, καθώς και σε ακραίες συνθήκες αλμυρότητας, όπως στην περιοχή Shark Bay της Δυτικής Αυστραλίας, και στην περίπτωση αυτή είναι πολύ συχνή η παραγένεση ωοειδών με πελοειδή. Γι αυτόν το λόγο, ο σχηματισμός ωοειδών και πελοειδών θεωρείται ότι λαμβάνει χώρα σε ρηχό, εβαποριτικό περιβάλλον υφαλοκρηπίδας. Για τον σχηματισμό των ωοειδών απαιτείται, επίσης, ανάδευση των υδάτων προκειμένου να δημιουργηθούν κανονικές συγκεντρικές επιφλοιώσεις και απελευθέρωση CO2 για να επιτευχθεί καθίζηση ανθρακικού ασβεστίου. Συνεπώς, το επίπεδο ενέργειας ενός περιβάλλοντος επηρεάζει άμεσα τη μικροδομή των ωοειδών. Επί παραδείγματι, στα χαμηλής ενεργείας περιβάλλοντα παρατηρείται δημιουργία ωοειδών ακτινωτής δομής (π.χ. λιμνοθάλασσες, ή τάφροι μεταξύ ωολιθικών αναχωμάτων), ενώ αντίθετα στα υψηλής ενεργείας περιβάλλοντα, όπως στις ράχες, στα αναχώματα ή στα παλιρροιακά δέλτα, δημιουργούνται ωοειδή εφαπτομενικής δομής. Γενικά, στα θαλάσσια περιβάλλοντα δημιουργούνται ωοειδή εφαπτομενικής δομής και σπανιώτερα ωοειδή ακτινωτής δομής. Ωοειδή με ακτινωτή δομή, δημιουργούνται κυρίως σε υψηλής αλμυρότητας θαλάσσια περιβάλλοντα. Αφού λοιπόν η παρουσία ωοειδών και πισοειδών δεν είναι διαγνωστική του περιβάλλοντος, προκειμένου να προβούμε σε περιβαλλοντικές ερμηνείες, απαιτείται η αναζήτηση και άλλων ιζηματολογικών δεδομένων. Πισοειδή Συχνά παρατηρείται ανάπτυξη πισοειδών σε περιπαλιρροιακές ακολουθίες, εντός μεγάλων κοιλοτήτων, από κεκορεσμένα ανερχόμενα θαλάσσια ή μετεωρικά διαλύματα. Παλαιότερα τέτοιοι σχηματισμοί εθεωρούντο συνδεδεμένοι με την παρουσία φυκών, ενώ πρόσφατα αποδείχθηκε οτι η προέλευση των είναι καθαρώς φυσικοχημική και μάλιστα σε περιβάλλον υποαεριώδες (ζώνη "vadose", Εικ. 6.). Στο σημείο αυτό, αξίζει να αναφερθούμε και σε μία άλλη κατηγορία πισοειδών. Πρόκειται για τα πεδογενετικής προέλευσης πισοειδή που σχηματίζονται στα πλαίσια εδαφολογικών διεργασιών και ελέγχονται από μικροβιακές διεργασίες. Πισοειδή αυτού του τύπου δημιουργούνται συχνά καθώς κυλούν σε κατωφέρειες του εδάφους (Εικ. 8α.). Τα πισοειδή που δεν έχουν υποστεί μεταφορά, αποτελούνται από ανισόπαχες επιφλοιώσεις που καταλήγουν σε εξογκώματα ή ινώδεις προεκτάσεις (Eικ. 8β.). Οι μικροβιακές επιφλοιώσεις αποτελούνται από ασβεστιτιωμένους σωλήνες μικροβίων ή μυκήτων καθώς και βελονοειδείς - ινώδεις κρυστάλλους ασβεστίτη, η καθίζηση των οποίων ελέγχεται από την παρουσία μυκήτων.

14 14 α. β. Εικ. 8. Πισοειδή εδαφολογικής προέλευσης. Ογκοειδή Η περιβαλλοντολογική κατανομή των βιογενών ογκοειδών, ελέγχεται από την αντοχή των οργανισμών που έχουν συμβάλλει στη δημιουργία των. Επί παραδείγματι, τα κυανοβακτήρια επιβιώνουν σε ποικίλα περιβάλλοντα, προτιμούν όμως τα ρηχά περιβάλλοντα και κυρίως τα περιπαλιρροιακά. Παλαιότερα, επιστεύετο ότι για να δημιουργηθούν τα ογκοειδή απαιτείτο κίνηση των κόκκων. Πρόσφατα όμως απεδείχθη ότι μπορούν να δημιουργηθούν και χωρίς μετακίνηση, καθώς κυανοβακτήρια αναπτύσσονται σ όλες τις πλευρές του κόκκου. Βεβαίως στην περίπτωση αυτή παρατηρείται μία ασυμμετρία στο πάχος των επιφλοιώσεων.

15 15 Β. ΠΕΛΟΕΙΔΗ Τα πελοειδή έχουν μέγεθος άμμου ( μm) και αποτελούνται από μικροκρυσταλλικό/μικριτικό ανθρακικό υλικό. Συχνά, δεν είναι εύκολο να διαπιστωθεί η ακριβής προέλευσή τους είναι συχνά αδύνατο και γι αυτόν το λόγο ο όρος πελοειδή είναι καθαρά περιγραφικός. Γενικά, είναι στρογγυλά ή υποστρόγγυλα, ελλειψοειδή ή ανώμαλα στό σχήμα τους και δεν παρουσιάζουν κάποια συγκεκριμένη εσωτερική δομή. Τα πελοειδή αντιπροσωπεύουν ένα σημαντικό συστατικό ρηχών ανθρακικών ιζημάτων και χαρακτηρίζουν χαμηλής ενέργειας και περιορισμένα θαλάσσια περιβάλλοντα. Είναι ιδιαίτερα μαλακά και με ελαφρά συμπίεση, στα πλαίσια της έναρξης του ενταφιασμού των ιζημάτων, δημιουργούν μικριτικούς ασβεστολίθους, διατηρούνται δε μόνο όταν λαμβάνει χώρα πρώιμη λιθοποίηση των ιζημάτων (τσιμεντοποίηση). Πολλά πελοειδή δεν είναι παρά κόκκοι, π.χ. ωοειδή, βιοκλάστες ή ενδοκλάστες, που έχουν μικριτιωθεί από ενδολιθικούς οργανισμούς. Πάντως το κύριο ποσοστό των πελοειδών πιστεύεται ότι συνδέεται με την παρουσία φυκών ή κυανοβακτηρίων. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν και οι κοπρόλιθοι που είναι περιττώματα ζωικών οργανισμών και περιέχουν υψηλό ποσοστό οργανικής ύλης. Συχνά η προέλευση των πελοειδών είναι καθαρώς χημική. Στις περιπτώσεις αυτές τα πελοειδή λειτουργούν σαν πυρήνες, επί των οποίων αναπτύσσονται μικροσκοπικοί κρύσταλλοι ασβεστίτη πλούσιου σε Mg, δίκην τσιμέντου. Κατ' αυτόν τον τρόπο προκύπτει μία χαρακτηριστική πελσπαριτική υφή. Γ. ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΜΑΤΑ ΚΟΚΚΩΝ Τα συσσωματώματα κόκκων δημιουργούνται όταν διάφορα ανθρακικά συστατικά μεγέθους άμμου συγκολλώνται μεταξύ των. Το μέγεθός τους κυμαίνεται συνήθως από 0,5 έως 3mm και έχουν ανώμαλο σχήμα. Οι διάφοροι ανθρακικοί κόκκοι (πελοειδή, ωοειδή ή βιοκλάστες), πριν συγκολληθούν, έχουν υποστεί μικριτίωση. Στη συνέχεια συνδέονται μεταξύ των με μικροοργανισμούς (κυανοβακτήρια/φύκη ή επιφλοιωτικά τρηματοφόρα). Ακολουθούν διεργασίες τσιμεντοποίησης και ίσως ανακρυστάλλωσης που δημιουργούν ένα "μικριτικό" υλικό που δρα ως συγκολλητική ύλη. Ορισμένα συσσωματώματα χαρακτηρίζονται από βοτρυοειδή υφή που αποτελείται από συγκολλημένους σφαιρικούς κόκκους. Συχνά οι κόκκοι δεν είναι παρά μικριτιωμένα ωοειδή (βοτρυόλιθοι). Οι βοτρυόλιθοι (grapestones) σχηματίζονται σε περιοχές όπου τα κύματα και τα ρεύματα επαρκούν για να απομακρύνουν τους κόκκους μεγέθους αργίλου και ιλύος, έτσι ώστε να παραμείνουν μόνο κόκκοι μεγέθους άμμου. Αυτές οι περιοχές είναι συνήθως πολύ ρηχές, βάθους μικρότερου των 3m και μέγιστο βάθος 10-15m. Είναι όμως συνήθης η δημιουργία βοτρυολίθων και σε προστατευμένα περιβάλλοντα χαμηλής ενέργειας, πίσω από ωολιθικά αναχώματα, γιατί στα περιβάλλοντα αυτά κατά την διάρκεια επεισοδίων υψηλής ενέργειας, είναι

16 16 δυνατή η μεταφορά κόκκων, μεγέθους άμμου, από γειτονικά αναχώματα. Εκεί επιτρέπεται επίσης η δημιουργία δικτύου μικροβιακών οργανισμών, που συμβάλλει στη συγκόλληση των κόκκων. Δ. ΚΛΑΣΤΕΣ Μία τέταρτη κατηγορία μη-σκελετικών κόκκων είναι οι ασβεστολιθικοί κλάστες. Δύο είναι οι κυριότερες κατηγορίες κλαστών οι ενδοκλάστες και οι λιθοκλάστες (εξωκλάστες). Οι ενδοκλάστες, είναι θραύσματα ημιλιθοποιημένων ανθρακικών ιζημάτων που υφίστανται επαναδιοργάνωση μέσα στην ίδια περιοχή απόθεσης των ιζημάτων, π.χ. ενδοκλάστες δημιουργούνται κατά την ξήρανση των ιζημάτων (flat-pebble/edge-wise breccias). Ενδοκλάστες σχηματίζονται, επίσης, στις κατωφέρειες όπου λαμβάνει χώρα επανιζηματογένεση. Αντίθετα, οι λιθοκλάστες αντιπροσωπεύουν διαφορετικές λιθολογικές φάσεις, που δεν απαντούν στην περιοχή απόθεσης των ιζημάτων. Λόγου χάρη θραύσματα ρουδιστοφόρων ασβεστολίθων στο Τριτογενές. Ένας ιδιαίτερος τύπος ασβεστολιθικών ενδοκλαστών, που είναι πολύ συνήθεις σε θαλάσσιο περιβάλλον περιθωρίου, είναι και οι λεγόμενες "μαύρες λατύπες" (black pebbles). Πρόκειται για σκουρόχρωμους κλάστες, λιθολογίας ανάλογης με αυτήν του περιβάλλοντος στο οποίο απαντούν. Σε ορισμένους το μαύρο χρώμα οφείλεται σε εμποτισμό των από οργανικά διαλύματα, ενώ σε άλλους προέρχεται από καύση ή αντικατάσταση των από σιδηροπυρίτη. Γενικώς, οι "μαύρες-λατύπες" θεωρούνται δείκτες επιφανειών αερόβιας έκθεσης (παλαιοεδάφη).

17 17 ΣΚΕΛΕΤΙΚΟΙ ΚΟΚΚΟΙ Οι ασβεστόλιθοι περιέχουν συνήθως μία μεγάλη ποικιλία σκελετικών κόκκων, που εξαρτάται βέβαια από την γεωλογική περίοδο και το περιβάλλον που αποτέθηκαν. Γένη Αραγωνίτης Ασβεστίτης Αραγωνίτης & Ασβεστίτης Ασβεστ/κά φύκη Κόκκινα * Πράσινα * Κοκκόλιθοι * Τρηματοφόρα Βενθονικά τρηματοφόρα * Πλαγκτονικά τρηματοφόρα * Σπόγγοι * Κοράλλια * * Βρυόζωα * Βραχιονόποδα * Ελασματοβράγχια * * * Γαστερόποδα * * * Κεφαλόποδα * Βελεμνίτες * Οστρακώδη * Τριλοβίτες * Εχινόδερμα * Εικ. 9. Oρυκτολογική σύσταση των σκελετικών οργανισμών Γι' αυτό, η σωστή αναγνώριση των σκελετικών κόκκων έχει μεγάλη σημασία για την ερμηνεία του περιβάλλοντος. Οι σκελετικοί κόκκοι αναγνωρίζονται επί τη βάσει του μεγέθους, του σχήματός των, της μικροδομής και της πρωτογενούς ορυκτολογίας (Εικ.9.). Παρουσιάζουν όμως την ίδια ορυκτολογική αστάθεια με αυτή των συγχρόνων ιζημάτων αβαθών περιβαλλόντων, λόγω του ότι συνίστανται πρωτογενώς από αραγωνίτη ή/και ασβεστίτη πλούσιο σε Mg (ΗΜC). Ως εκ τούτου τα αραγωνιτικά κελύφη ή οι θαλλοί φυτών υφίστανται ολοκληρωτική διάλυση κατά τη διαγένεση, όταν δηλαδή ο αραγωνίτης βρεθεί σε επαφή με ακόρεστα μετεωρικά διαλύματα. Κατά συνέπεια, όλοι οι οργανισμοί που πρωτογενώς είχαν αραγωνιτική ορυκτολογική σύσταση, χάνουν μερικώς ή και ολικώς την εσωτερική μικροδομή των (Εικ. 10.). Χωρίς τη συμβολή ενδολοθικών οργανισμών (φυκών, κυανοβακτρίων, μυκήτων κ.ά.), που δημιουργούν ένα λεπτό προστατευτικό μικριτικό κάλυμμα

18 18 (envelope) γύρω από τα κελύφη, που υπογραμμίζει το περίγραμμά τους, δεν θα ήταν δυνατή η αναγνώριση των σκελετικών κόκκων. Συγκεκριμένα, οι ενδολιθικοί οργανισμοί τρυπούν τους σκελετικούς κόκκους και στη συνέχεια οι διατρήσεις πληρούνται από μικριτική ιλύ. Οι κοιλότητες που προκύπτουν από τη διάλυση του αραγωνίτη ή ασβεστίτη πλούσιου σε Mg πληρούνται από ασβεστίτη πτωχό σε Mg, LMC (Εικ. 10.). Μόνο αν σπάσει το μικριτικό κάλυμμα, πριν προλάβει να αποτεθεί τσιμέντο μέσα στην κοιλότητα, καταστρέφεται το πρωτογενές σχήμα των σκελετικών κόκκων. Μία εναλλακτική άποψη, είναι η αντικατάσταση του αραγωνίτη από ασβεστίτη πτωχό σε Mg, μέσω μιας διεργασίας διάλυσης-καθίζησης (ασβεστιτίωσης). Στην περίπτωση αυτή διατηρείται η πρωτογενής μικροδομή του σκελετικού κόκκου. Εικ. 10. Αντικατάσταση αραγωνιτικού κελύφους μαλακίου.

19 19 ΚΥΡΙΑ ΜΑΖΑ Η κυρία μάζα των περισσοτέρων ασβεστολίθων αποτελείται από ένα πυκνό, λεπτό κρυσταλλικό ασβεστίτη που είναι γνωστός ως μικρίτης (<4μm). Γενικά οι μικρίτες υφίστανται ανακρυστάλλωση σε μικροσπαρίτη (5-15μm) ή και σε ψευδοσπαρίτη (>50μm). Λόγω του ότι οι ασβεστόλιθοι υφίστανται συνήθως ανακρυστάλλωση, σκόπιμο είναι να χρησιμοποιείται για την περιγραφή των μία standard ταξινόμισή των σύμφωνα προς το μέγεθος των κρυστάλλων (Εικ. 11.). Πολύ αδροκρυσταλλικός Αδροκρυσταλλικός Μεσοκρυσταλλικός Λεπτοκρυσταλλικός Πολύ λεπτοκρυσταλλικός Αφανοκρυσταλλικός ή Κρυπτοκρυσταλλικός 1-4mm 1-250μm μm 16-62μm 16-4μm 1-4μm Εικ. 11. Ονοματολογία κρυσταλλικών μεγεθών. H προέλευση του μικρίτη παραμένει πάντως ένα μεγάλο πρόβλημα στην ιζηματολογία. Όπως και άλλα ασβεστολιθικά συστατικά είναι πολυγενετικός και λόγω της διαγένεσης που ακολουθεί συχνά είναι αδύνατον να διαπιστωθεί η προέλευσή του (Εικ. 12.). Εικ. 12. Διεργασίες προέλευσης του μικρίτη.

20 20 Στις ψηλές θερμοκρασίες και αλμυρότητες ή στις μεταβολές της μερικής πίεσης του CO 2, ο μικρίτης μπορεί να είναι ένα χημικό ίζημα. Πάντως στα σύγχρονα θαλάσσια περιβάλλοντα δεν έχει διαπιστωθεί τέτοια διεργασία. Επίσης μπορεί να λάβει χώρα και απ' ευθείας βιογενής σχηματισμός μικρίτη, όπως όταν, επί παραδείγματι, συσσωρεύονται σκελετικά θραύσματα από ασβεστολιθικά φυτά (Coccolithophoridae). Όμως και η βιοδιάβρωση που προκαλούν ορισμένοι οργανισμοί καθώς μασούν ή τρυπούν το ανθρακικό υπόστρωμα μπορούν να δημιουργήσουν μικριτικό ίζημα. Η καθίζηση του μικρίτη ευνοείται από βιογενείς διεργασίες, όπως π.χ. στις λίμνες όπου η φωτοσύνθεση των φυκών προκαλεί ανθρακική καθίζηση (χημική προέλευση). Επίσης σε θαλάσσιο περιβάλλον περιθωρίου ή σε έλη γλυκέων υδάτων παράγονται τεράστιες ποσότητες μικρίτη από καθίζηση που επιτυγχάνεται μέσω κυανοβακτηρίων. Σε όλες τις προαναφερθείσες περιπτώσεις ο μικρίτης αντιπροσωπεύει ένα υλικό που αποτίθεται στην επιφάνεια των ιζημάτων. Όμως, σε κάποιες περιπτώσεις ο μικρίτης είναι διαγενετικής προέλευσης και στην πραγματικότητα αντιπροσωπεύει μία μορφή τσιμέντου. Λόγου χάρη, στους πεδογενετικούς σχηματισμούς η μικριτική μάζα είναι σαφώς δευτερογενής, καθ' όσον παίζει μερικώς το ρόλο τσιμέντου και μερικώς αντικαθιστά τους πρωτογενείς κόκκους. Μικριτικό τσιμέντο δημιουργείται και σε θαλάσσιο περιβάλλον. Με μικριτικό τσιμέντο πληρούνται, όπως είδαμε και οι διατρήσεις που σχηματίζουν μικριτικούς φακέλους γύρω από τούς ανθρακικούς κόκκους.

21 21 ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΩΝ Για την ταξινόμηση των ασβεστολίθων έχουν προταθεί πολλές κατατάξεις, μορφολογικές ή/και γενετικές, οι οποίες χρησιμοποιούν συγκεκριμένες ιδιότητες, όπως λόγου χάρη το χρώμα, το μέγεθος των κρυστάλλων, τη σύσταση, τον ιστό, την υφή κ.α. Η κατά μέγεθος κόκκων ταξινόμηση των ασβεστολίθων διακρίνει τρεις (3) κατηγορίες: ασβεστολουτίτες (κόκκοι <62μm) ασβεσταρενίτες (κόκκοι 62μm-2mm) και ασβεστορουδίτες (>2mm) H ταξινόμηση αυτή είναι καθαρώς μορφομετρική, αν και έχει περιορισμένες γενετικές προεκτάσεις, αναφορικά με το πιθανό επίπεδο ενέργειας, μεταφοράς και απόθεσης των κόκκων. Δεδομένου βεβαίως ότι ο κύριος στόχος, ακόμη και των πιο απλών πετρογραφικών αναλύσεων, είναι η ερμηνεία του περιβάλλοντος απόθεσης των ασβεστολίθων, είναι σαφές, ότι επιτυχέστερη ταξινόμηση θα είναι αυτή που συσχετίζει τις κοκκομετρικές και μορφομετρικές, ιδιότητες των κόκκων και του ιστού ενός ασβεστολίθου με κάποιες περιβαλλοντικές παραμέτρους, όπως επί παραδείγματι το επίπεδο ενέργειας. Γι' αυτό, επεκράτησαν οι ταξινομήσεις που βασίζονται στην ιδέα της ιστολογικής ωρίμανσης. Οι πλέον έγκυρες απ' αυτές είναι η ταξινόμηση του Folk (1959, 1962) και του Dunham (1962). O Folk καθορίζει τρία (3) κύρια συστατικά στους ασβεστολίθους: τους σκελετικούς και μη-σκελετικούς κόκκους (βιοκλάστες, ωοειδή, πελοειδή και ενδοκλάστες) την κυρία μάζα (μικρίτης) και το υλικό συγκόλλησης των κόκκων (σπαρίτης) Σύμφωνα δε προς αυτόν τον διαχωρισμό διακρίνει τις ακόλουθες τέσσερις (4) κύριες κατηγορίες ασβεστολίθων (Εικ. 13., 14.) σπαριτικοί αλλοχημικοί ασβεστόλιθοι (τα αλλοχημικά συστατικά συνδέονται με σπαρίτη) μικριτικοί αλλοχημικοί ασβεστόλιθοι (τα αλλοχημικά συστατικά συνδέονται με μικριτική ύλη) και μικριτικοί ασβεστόλιθοι χωρίς αλλοχημικά συστατικά και κατά περίπτωση με νησίδες σπαριτικού υλικού (δισμικρίτες). Η τελευταία κατηγορία αντιπροσωπεύει, είτε μικρίτες που έχουν υποστεί μερική ανακρυστάλλωση, ή μικρίτες με παραθυροειδή δομή λόγω ξήρανσης (λοφερίτες). συνεκτικοί ασβεστόλιθοι που αντιπροσωπεύουν in-situ οργανικές δομές (βιολιθίτες).

22 22 Εικ. 13. Βασικοί ασβεστολιθικοί τύποι κατά Folk (1959). Η ταξινόμηση του Folk δεν αποσκοπεί απλά και μόνο να ταξινομήσει ένα πέτρωμα, αλλά ταυτόχρονα μας προϊδεάζει για τα επίπεδα ενέργειας του περιβάλλοντος απόθεσης. Επί παραδείγματι, ένας μικρίτης ή ένας στοιβαγμένος βιομικρίτης αντανακλά απόθεση σε περιβάλλον όπου η ενέργεια των ρευμάτων ή των κυμάτων ήταν ανεπαρκής για να απομακρύνει την ιλύ. Ενώ αντίθετα ένας καλά ταξινομημένος βιοσπαρίτης αντανακλά υψηλή ενέργεια περιβάλλοντος. Αν και η ταξινόμηση του Folk βρήκε θερμούς υποστηρικτές και χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα, εν τούτοις πιο διαδεδομένη και απλούστερη στη χρήση της είναι η ταξινόμηση του Dunham. Η ταξινόμηση αυτή βασίζεται στον ιστό του πετρώματος ή ιζήματος καθώς και στην τυχόν παρουσία οργανογενών δομών.

23 23 Eικ. 14. Ιστολογική ωρίμανση των ασβεστολίθων (κατά Folk, 1962). Ιλύς > ⅔ % Αλλοχημικά συστατικά 0-1% 1-10% 10-50% > 50% Ιλύς Σπαρίτης Πτωχή Ταξινόμηση Σπαρίτης > ⅔ Καλή Ταξινόμηση Στρογγυλοποίηση και διάβρωση των κόκκων Αντιπροσωπευτικοί Λιθολογικοί Τύποι Μικρίτης & Δυσμικρίτης Απολιθ. Μικρίτης Αραιός Βιομικρίτης Στοιβαγμένος Βιομικρίτης Ελαφρά Αποπλυμένος Βιοσπαρίτης Μη Ταξινομημένος Βιοσπαρίτης Ταξινομημένος Βιοσπαρίτης Βιοσπαρίτης με στρογγυλοποιημένους κόκκους Μικρίτης Σπαρίτης

24 24 Σύμφωνα προς την ταξινόμηση αυτή, τρείς (3) είναι οι κύριες υποδιαιρέσεις των ασβεστολίθων (Eικ. 15., 16.) οι ιλυοστηριζόμενοι (mudstones, wackestones) οι κοκκοστηριζόμενοι (packstones, grainstones) και οι οργανογενείς ασβεστόλιθοι (boundstones). Aναγνωρίζεται επί πλέον και μία τέταρτη κατηγορία, αυτή των κρυσταλλικών ασβεστολίθων. Στην κατά Dunham ταξινόμηση, είναι σαφής η σχέση κάθε τύπου πετρώματος με το επίπεδο ενέργειας. Όμως αντίθετα προς τα πυριτοκλαστικά πετρώματα, όπου όλοι οι κόκκοι και το κύριο ποσοστό της ιλύος είναι συνήθως αλλόχθονα, στους ασβεστολίθους τόσον η μάζα όσον και οι κόκκοι μπορούν να δημιουργηθούν in-situ. Σύμφωνα προς την κατά Dunham ταξινόμηση των ασβεστολίθων οι δύο πρώτοι τύποι -mudstone, wackestone- είναι σαφές ότι αντανακλούν απόθεση σε περιβάλλον χαμηλής ενέργειας, όπου η παραγωγή αλλοχημικών συστατικών ήταν πολύ ελαττωμένη και η ιλύς ανάμεσά των δεν έχει αποπλυθεί. Αντίθετα οι δύο επόμενοι τύποι packstone, grainstoneαντανακλούν απόθεση σε υψηλής ενέργειας περιβάλλον. Στην περίπτωση όμως των packstones δημιουργούνται κάποια ερωτηματικά, όπως πως εισχώρησε ιλύς ανάμεσα στους κόκκους ;. Επί πλέον ας μη μας διαφεύγει πως ένα ίζημα τύπου packstone μπορεί να είναι απλά wackestone που υπέστη συμπίεση και αφυδάτωση με αποτέλεσμα να μετατραπεί σε packstone. Σε πολλές περιπτώσεις δεν είναι δυνατή η απόδοση όρων στους ασβεστολίθους βάσει των παραπάνω δύο ταξινομήσεων. Η δυσκολία προκύπτει λόγω της διαγένεσης που έχουν υποστεί, που είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία νέων ιστών, άσχετων προς το πρωτογενές περιβάλλον απόθεσης. Στις Εικ. 16. και απεικονίζονται οι κύριοι μικροφασικοί τύποι των υφαλογενών ασβεστολίθων που αντιπροσωπεύουν βιοερματικούς υφαλογενείς σχηματισμούς (bioherms και mounds) ή βιοστρωματώδεις υφαλογενείς σχηματισμούς (biostromes). Οι βιοστρωματώδεις υφαλογενείς σχηματισμοί θεωρούνται, ευρέως, ότι αντιπροσωπεύουν στρώσεις από συντρίμμια υφαλογενούς προέλευσης, αν και ορισμένοι απ αυτούς τους σχηματισμούς δομούνται από εκτεταμένα, in-situ, υφαλογενούς δομής απολιθώματα (κυρίως stromatoporoids) και, ενδεχομένως, θα ήταν δυνατόν να ταξινομηθούν ως ύφαλοι. Ο Kershaw (1994), πρότεινε την ταξινόμηση των βιοστρωματωδών υφαλογενών σχηματισμών στις ακόλουθες τρείς κύριες κατηγορίες, με βασική παράμετρο το ποσοστό συμμετοχής in situ απολιθωμάτων: α) στους αυτοβιοστρωματώδεις σχηματισμούς, με ποσοστό 60% και πλέον, β) στους παραβιοστρωματώδεις σχηματισμούς, όπου τα δομικά στοιχεία έχουν αναστραφεί και καταστραφεί, ενώ το ποσοστό των in situ στοιχείων δεν υπερβαίνει το 20%, και γ) στους αλλοβιοστρωματώδεις σχηματισμούς, που αποτελούνται σχεδόν εξ ολοκλήρου από βιοκλάστες υφαλογενούς προέλευσης.

25 25 Εικ. 15. Ταξινόμηση ανθρακικών πετρωμάτων σύμφωνα με τον ιστό απόθεσης τους (Dunham, 1962). ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΑΝΘΡΑΚΙΚΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΟΝ ΙΣΤΟ ΑΠΟΘΕΣΗΣ ΤΟΥΣ (κατά DUNHAM, 1962). ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΙΜΟΣ ΙΣΤΟΣ ΑΠΟΘΕΣΗΣ Αρχικά συστατικά μη συνδεδεμένα κατά την απόθεση (arenite και silt) Περιέχει ιλύ (σωμάτια μεγέθους clay και silt) Ιλυο-στηριζόμενο Ποσοστό κόκκων <10% Mudstone Ποσοστό κόκκων >10% Wackestone Κοκκο - στηριζόμενο Packstone Στερείται ιλύος και είναι κοκκοστηριζόμενο Grainstone Τα αρχικά συστατικά ήταν συνδεδεμένα κατά την απόθεση. όπως φαίνεται από την παρουσία περιπλεγμένου σκελετικού υλικού, στρώση αντίθετη προς τη βαρύτητα ή κοιλότητες στρωμένες με ίζημα που καλύπτονται από οργανικό ή αμφισβητούμενο οργανικό υλικό, που είναι πολύ μεγάλες για να αποτελούν ενδιάμεσα διάκενα. Boundstone ΜΗ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΙΜΟΣ ΙΣΤΟΣ ΑΠΟΘΕΣΗΣ Κρυσταλλικά ανθρακικά (υποδιαιρούνται σύμφωνα με ταξινομήσεις αναφερόμενες στον φυσικό ή τη διαγένεση)

26 26 Εικ.16. Τροποποίηση της ταξινόμησης Dunham (1962) από Embry & Klovan (1972). Τα πρωτογενή συστατικά ήταν συνδεδεμένα κατά τη διάρκεια της απόθεσης Τα πρωτογενή συστατικά δεν ήταν συνδεδεμένα κατά τη διάρκεια της απόθεσης Οι οργανισμοί δρουν σαν παγίδα ιζήματος (π.χ. δενδροειδή κοράλλια) Οι οργανισμοί συγκολλούν ίζημα (π.χ. φύκη) Οι οργανισμοί δημιουργούν έναν σκελετό (π.χ. αλληλοεμπλεκόμενα κοράλλια) Περισσότερο από 10% μεγαλύτεροι κόκκοι (RUDITE) Περιέχει ιλύ (μικριτική μάζα) Δεν περιέχει ιλύ (σπαριτική μάζα) BOUNDSTONE Ιλυο-στηριζόμενο Κοκκοστηριζόμενο BAFFLESTONE BINDSTONE FRAMESTONE FLOATSTONE RUDSTONE

27 27 Εικ Μικροφασικοί τύποι υφαλογενών ασβεστολίθων.

28 28 ΠOΡΩΔΕΣ Η παρουσία κοιλοτήτων στους ασβεστολίθους είναι μία σημαντική παράμετρος ιδιαίτερα όσον αφορά την έρευνα για εντοπισμό κοιτασμάτων υδρογονανθράκων. Το πορώδες ενός πετρώματος αντιπροσωπεύει την αναλογία του ολικού πορώδους προς τον ολικό όγκο του πετρώματος και συνήθως αποδίδεται σε ποσοστό %. Στην πραγματικότητα ένα ανθρακικό reservoir κρίνεται ως αξιόλογο κυρίως επί τη βάσει της διαπερατότητας, παρά επί τη βάσει του πορώδους. Γιατί μερικά πετρώματα είναι πορώδη μεν, αλλά έχουν χαμηλές διαπερατότητες. Το πορώδες των ασβεστολίθων είναι πολύ χαμηλότερο από το πορώδες των ψαμμιτών. Υπάρχουν για παράδειγμα, ανθρακικά reservoirs με χαμηλό πορώδες 5-10%, ενώ το πλείστον των ψαμμιτικών reservoirs έχει τιμές 15-30%. Το πλείστον του πορώδους των ψαμμιτών είναι πρωτογενές και δημιουργείται κατά την απόθεση των κόκκων. Αντίθετα στους ασβεστολίθους το μεγαλύτερο ποσοστό του πορώδους είναι διαγενετικής προέλευσης (δευτερογενές). Τύποι πορώδους Σύμφωνα προς την ταξινόμηση των Choquette & Pray (1970) τρεις (3) είναι οι κύριοι τύποι πορώδους: Πορώδες που διατηρεί τους ιστολογικούς χαρακτήρες του πετρώματος. Πορώδες που δεν διατηρεί ή τέμνει την δομή του πετρώματος. Ενδιάμεσο πορώδες που διατηρεί ή όχι την πρωτογενή δομή. Διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι πορώδους (Εικ. 17.): Μεσοκοκκώδες πορώδες (Intergranular ή interparticle porosity). Πρόκειται για το πρωτογενές πορώδες που δημιουργείται κατά την απόθεση των ιζημάτων. Ενδοκοκκώδες πορώδες (Ιntragranular porosity). Πρόκειται για πορώδες που οφείλεται στην εσωτερική πρωτογενή μικροδομή των κόκκων ιδιαίτερα των σκελετικών. Μεσοκρυσταλλικό πορώδες (Intercrystalline porosity). Πρόκειται για δευτερογενές πορώδες που αναπτύσσεται σε ανακρυσταλλωμένους ασβεστόλιθους και δολομίτες. Πορώδες από διάλυση των κόκκων (Mouldic porosity). Πρόκειται για δευτερογενές πορώδες που δημιουργείται μετά τη διάλυση των κόκκων, λόγω της ασταθούς πρωτογενούς ορυκτολογικής των σύστασης (αραγωνίτης ή ασβεστίτης πλούσιος σε Mg). Η διάλυση του αραγωνίτη των βιοκλαστών και των ωοειδών, δημιουργεί βιοπορώδες και ωο-πορώδες αντίστοιχα (biomouldic /oomoldic porosity). Πορώδες ξήρανσης (Fenestral porosity). Πρόκειται για πορώδες που οφείλεται στη δημιουργία παραθυροειδών κοιλοτήτων και είναι σύνηθες στα περιπαλιρροιακά ιζήματα λόγω της ξήρανσης που υφίστανται.το

29 29 ποσοστό του πορώδους αυτού είναι μικρό, λόγω της ταχείας πλήρωσης των παραθυροειδών κοιλοτήτων με ίζημα ή/και τσιμέντο(γεωπεταλική δομή). "Προστατευτικό" πορώδες (Shelter porosity). Πρόκειται για πορώδες που δημιουργείται κάτω από μεγάλα κυρτά αλλοχημικά συστατικά. "Ιστολογικό" πορώδες (Growth ή Framework porosity). Πρόκειται για πορώδες που δημιουργείται από τη σκελετική ανάπτυξη οργανισμών (π.χ. κοράλλια ή ασβεστολιθικά φύκη). Το πορώδες αυτό μπορεί να είναι σημαντικό στα σύγχρονα υφαλογενή ιζήματα, αλλά σπάνια διατηρείται στους παλαιούς σχηματισμούς, λόγω της υψηλής ταχύτητας ιζηματογένεσης γύρω από τους υφάλους και της πρώιμης τσιμεντοποίησης. Ρωγμάτωση Εικ. 17. Τύποι πορώδους

30 30 Πορώδες ρωγμών (Fracture porosity). Το πορώδες αυτό δεν διατηρεί τον πρωτογενή ιστό και διασχίζει τα ιστολογικά στοιχεία του πετρώματος. Ρωγμές δημιουργούνται συνήθως από την τεκτονική καταπόνηση, τη ξήρανση και τη διάλυση εβαποριτών. Πορώδες καναλιών (Channel porosity). Οι ασβεστόλιθοι υφίστανται διάλυση όταν βρεθούν σε ακόρεστα διαλύματα και δημιουργούν κανάλια κατά μήκος ρωγμών. Κανάλια αυτού του τύπου είναι συνήθη στους καρστικούς σχηματισμούς. Πορώδες μικρών κοιλοτήτων (Vuggy porosity). Πρόκειται για πορώδες που οφείλεται στην παρουσία πόρων, διαμέτρου >1/16mm που μόλις διακρίνονται με γυμνό μάτι. Το μεγαλύτερο ποσοστό αυτών των πόρων δημιουργείται από την αύξηση των μεσοκοκκώδων ή μεσοκρυσταλλικών πόρων ή από διάλυση που προκαλούν εδαφικά, πλούσια σε CO2, διαλύματα. Πορώδες "σπηλαίων" (Cavern porosity). Πρόκειται για πορώδες διαλυσιγενούς πρροέλευσης που οφείλεται στη δημιουργία σπηλαίων, στο πλαίσιο παλαιοκαρστικών διεργασιών. Πορώδες "λατυποποίησης" (Βrεccia porosity). Αποτελεί εξέλιξη του πορώδους "ρωγμών" και κατά συνέπεια έχει και αυτό τεκτονική ή διαλυσιγενή προέλευση. Μικρό ποσοστό πορώδους προκύπτει από διεργασίες βιοδιάτρησης, βιοαναμόχλευσης και συρρίκνωσης, λόγω ξήρανσης των ιζημάτων.

31 31 ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΑΝΘΡΑΚΙΚΩΝ ΦΑΣΕΩΝ Για τον καθορισμό και την ερμηνεία των ανθρακικών φάσεων λαμβάνονται υπ' όψιν η λιθολογία, η υφή, οι τύποι των κόκκων (συμπεριλαμβανομένων και των απολιθωμάτων ή των θραυσμάτων τους), το είδος και το ποσοστό των απολιθωμάτων, οι ιζηματοδομές, το χρώμα και οι διαγενετικοί χαρακτήρες. Πιο συγκεκριμένα, ο όρος "λιθόφαση" αναφέρεται σ έναν όγκο πετρώματος (ένα στρώμα ή ένα τμήμα στρώματος) που καθορίζεται βάσει των ως άνω ιδιαίτερων φυσικών και ιζηματολογικών χαρακτήρων του. Η "βιόφαση" βασίζεται στις παλαιοντολογικές διαφορές και η "ιχνόφαση" στα βιοΐχνη. Η λιθόφαση αντιπροσωπεύει το αποτέλεσμα ενός ιδιαίτερου αποθετικού υποπεριβάλλοντος και μπορεί να έχει υποστεί ποικίλη διαφοροποίηση κατά την πρώιμη διαγένεση. Συχνά, οι διαγενετικές διεργασίες επηρεάζουν την πρωτογενή δομή της λιθόφασης σε βαθμό που δεν καθίσταται πλέον δυνατή η αναγνώρισή τους. Σε μία ανθρακική ακολουθία μία λιθόφαση μπορεί να επαναλαμβάνεται πολλές φορές, ή να εξελίσσεται πλευρικά ή κάθετα σε μία άλλη. Πάντως, δεν μπορούμε να καταλήξουμε σε ερμηνεία του περιβάλλοντος λαμβάνοντας υπ όψη μία μεμονωμένη λιθόφαση. Για τον σκοπό αυτό θα πρέπει να ληφθεί υπ όψη η παραγένεση των λιθοφάσεων. Υπ αυτήν την έννοια, η παραγένεση λιθοφάσεων είναι μία ομάδα (λιθο)φάσεων, που απαντούν μαζί σ ένα συγκεκριμένο τμήμα της ανθρακικής ακολουθίας (συνήθως <1-2 m) και θεωρούνται ότι σχετίζονται γενετικά και περιβαλλοντικά. Ο Wilson (1975), αξιοποιώντας τις παρατηρήσεις που προέκυψαν από τη μελέτη της Ολοκαινικής ιζηματογένεσης, πρότεινε ένα σύστημα με 24 standard μικροφάσεις (Εικ. 18.). Κάθε (μικρο)φάση έχει μία συγκεκριμένη σύσταση, που είναι κατά κάποιο τρόπο διαγνωστική ενός ιδιαίτερου περιβάλλοντος. Υπάρχουν όμως και εξαιρέσεις, όπου ένας μικροφασικός τύπος απαντά σε περισσότερες φασικές ζώνες. Οι προς μελέτη φάσεις συγκρίνονται με τις standard μικροφάσεις του Wilson και κατ αυτόν τον τρόπο προσεγγίζουμε την ερμηνεία του περιβάλλοντος. Στο μοντέλο Wilson διακρίνονται 9 standard Φασικές Ζώνες (Εικ 19.). Ξεκινώντας από την ανοικτή βαθειά λεκάνη και προχωρώντας κατά μήκος της κατωφέρειας προς το περιθώριο της πλατφόρμας, φθάνουμε στην εσωτερική καθ εαυτού- πλατφόρμα και στη συνέχεια στην ακτή (Εικ. 19.). Oι φασικές ζώνες είναι σαφές ότι αποτελούν ιδεαλιστικά μοντέλα, που, συνήθως, δεν ανταποκρίνονται στην πραγματικότητα. Για παράδειγμα, δεν συναντώνται απαραιτήτως όλες οι ζώνες, τόσον κατά την πλευρική όσον και κατά την κατακόρυφη παράμετρο. Επίσης η γεωλογική καταγραφή απέδειξε ότι είναι δυνατή η ανάπτυξη πλατφόρμας ακόμη και κατ ευθείαν πάνω στις ζώνες βαθιάς ιζηματογένεσης. Συχνά μάλιστα εμφανίζονται μόνο οι ζώνες 5 και 6 της πλατφόρμας και απουσιάζουν οι ζώνες 7, 8 ή 9. Ας σημειωθεί, επίσης, ότι οι ζώνες 2, 3 και 4 παρουσιάζονται σπανίως. Το μοντέλο των Φασικών Ζωνών του Wilson ανταποκρίνεται μόνο σε τροπικά περιβάλλοντα και συγκεκριμένα σε πλατφόρμες με περιθώριο (Εικ. 20., υφαλώδες περιθώριο ή περιθώριο με ωολιθικά αναχώματα).

32 32 Εξυπακούεται, ότι το μοντέλο Wilson δεν βρίσκει απήχηση στα ψυχρά περιβάλλοντα, στα οποία ευνοείται η ανάπτυξη πλατφορμών ήπιας κλίσης (ramps) που στερούνται περιθωρίων (Εικ. 21.). Πρόσφατα, προτάθηκε τροποποίηση του μοντέλου Wilson (Εικ. 22.). Συγκεκριμένα, η Φασική Ζώνη 9, υποδιαιρέθηκε σε δύο υποζώνες: τη ΦΖ 9Α (εβαποριτικό περιβάλλον-ξηρό κλίμα) και τη ΦΖ 9Β (ιζήματα υγρού κλίματος). Προτάθηκε, επίσης, μία ακόμη νέα Φασική Ζώνη, η ΦΖ 10, για τους ασβεστολίθους που έχουν υποστεί τις διαδικασίες της μετεωρική διάλυσης-καθίζησης (καρστ, caliche). Παρά τις αδυναμίες του το μοντέλο Wilson έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία από πολλούς ερευνητές στην ανάλυση λεκανών.

33 33 ΚΥΡΙΟΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΕΣ ΤΩΝ ΦΑΣΙΚΩΝ ΖΩΝΩΝ (κατά Wilson, 1975). Φασική Ζώνη 1. Λεκάνη (fondothem). Επικρατεί η πελαγική ανθρακική ιζηματογένεση που επεισοδιακά διακόπτεται από ανθρακική τουρβιδιτική ιζηματογένεση. Κάτω από το όριο διάλυσης του ασβεστίτη σχηματίζονται ραδιολαρίτες και αργιλούχα ιζήματα Οι ασβεστόλιθοι είναι στρωσιγενείς και συχνά εμφανίζουν ρυθμικότητα. Η παρουσία λατυποπαγών και δομών ολίσθησης υποδηλώνουν επαναπόθεση ιζημάτων. Συχνά, οι ασβεστολιθικές στρώσεις εναλλάσσονται με κερατολιθικές στρώσεις (αντικατάσταση CaCO 3 από SiO 2 κατά την πρώϊμη διαγένεση). Στις ενδοκρατονικές και στις περιθωριακές κρατονικές λεκάνες (μειογεωσύγκλινο) λαμβάνει χώρα ιζηματογένεση κάτω από το επίπεδο οξυγόνωσης και κατά συνέπεια υπό συνθήκες στασιμότητας και αυξημένης αλμυρότητας (euxinic conditions). Εκεί αποτίθενται σκουρόχρωμοι ασβεστόλιθοι εναλλασσόμενοι με αργιλικούς σχιστολίθους (shales) ή/και ανυδρίτη. Χαρακτηριστική είναι η επίπεδη λεπτή στρώση (της τάξεως mm), η πλεξιδωτή διασταυρούμενη στρώση και η μικρής κλίμακας ρυθμική εναλλαγή των ιζηματογενών φάσεων. Επικρατούν πλαγκτονικοί και νηκτικοί οργανισμοί (Μικροοργανισμοί: φύκη τρηματοφόρα, calpionellids, ακτινόζωα και διάτομα. Μακροοργανισμοί: πελεκύποδα, κρινοειδή, αμμωνίτες, πυριτικοί σπόγγοι και γραπτόλιθοι). Φασική Ζώνη 2. Υφαλοκρηπίδα ανοικτής θάλασσας (deep undathem). Ιζηματογένεση σε θαλάσσια ύδατα καλής οξυγόνωσης και κυκλοφορίας κανονικής αλμυρότητας και βάθους δεκάδων εκατό μέτρων. Λόγω της χαμηλής κυματικής ενεργείας λαμβάνει χώρα ομογενής νηρητική ιζηματογένεση υφαλοκρηπίδας. Επικρατούν εναλλαγές απολιθωματοφόρων ασβεστολίθων (bioclastic wackestones) με μάργες. Κατά επεισόδια, λαμβάνει χώρα απόπλυση των ιζημάτων (bioclastic grainstones). Αντίθετα προς την Φασική ζώνη 1 τα ιζήματα της Φασικής ζώνης 2 έχουν υποστεί ομογενοποίηση μέσω βιοαναμόχλευσης. Τα στρώματα είναι μικρού-μέσου πάχους, με κυματοειδήκονδυλώδη υφή. Η πανίδα είναι ποικίλη. Επικρατούν βραχιονόποδα κοράλλια, κεφαλόποδα και εχινόδερμα. Η ζώνη αυτή δεν έχει καταγραφεί στη σύγχρονη ιζηματογένεση.

34 34 Φασική Ζώνη 3. Όριο λεκάνης ή όριο βαθειάς υφαλοκρηπίδας (clinothem, toe of slope). To βάθος της ζώνης αυτής ποικίλει αρχίζοντας από τα βάθη της Ζώνης 2 και φθάνει μέχρι μέτρα, βρίσκεται δηλαδή γενικά κάτω από τη βάση κυματισμού, και μόλις στο επίπεδο οξυγόνωσης. Επικρατούν λεπτοκρυσταλλικές ανθρακικές φάσεις (mudstones-wackstones) με ενδιαστρώσεις λατυποπαγών και βιοκλαστικών-λιθοκλαστικών packestones, με λεπτές ενστρώσεις αργιλικού-πυριτικού υλικού. Τα στρώματα είναι άλλοτε λεπτοστρωσιγενή και επιδεικνύουν ρυθμικότητα και άλλοτε συμπαγή χωρίς λεπτοστρωσιγενή υφή με δομές (mega)-ολίσθησης. Κατά θέσεις αναπτύσσονται βιολιθίτες, ενώ συνήθεις είναι η παρουσία των κερατολίθων. Στην ιζηματογένεση αυτής της ζώνης συμβάλλουν τόσον οι πελαγικοί οργανισμοί, όσον και λεπτομερές κλαστικό υλικό από τις γειτονικές ρηχές υφαλοκρηπίδες, γι αυτό και έχουμε ανάμειξη βενθονικών και πελαγικών οργανισμών. Φασική Ζώνη 4. Πρόσθια κατωφέρεια της ανθρακικής πλατφόρμας (marine talus, clinothem). Η περιοχή της κατωφέρειας βρίσκεται πάνω από το κατώτερο όριο οξυγόνωσης και μεταξύ της βάσης και του ανώτερου ορίου κυματισμού και έχει κλίση ~30 0. Πρόκειται για ασταθή, επανατοποθετημένα ιζήματα συντριμμάτων, που ποικίλλουν πολύ σε σχήμα και μέγεθος και δημιουργούν λεπτοκρυσταλλικές στρώσεις με δομές (mega)-ολίσθησης. Συμμετέχουν βιοκλαστικοί wackestones-packstones και σε ορισμένες περιπτώσεις ιλυόλιθοι και αργιλικοί σχιστόλιθοι, ενώ συχνή είναι η παρουσία λιθοκλαστών και στοιχείων της Ζώνης 5 (υφαλογενούς προέλευσης). Η λεπτοστρωσιγενής δομή της ακολουθίας διακόπτεται από μεγάλους ογκολίθους, συγγενετικές δομές ολίσθησης και ιζηματογενή λατυποπαγή. Κλαστικό υλικό ηπειρωτικής προέλευσης είναι σπάνιο. Η πανίδα αποτελείται από αλλόχθονα στοιχεία, καθώς και από ποικίλους επιφλοιωτικούς οργανισμούς. Φασική Ζώνη 5. Οργανικοί ύφαλοι ή όριο πλατφόρμας. Οι ύφαλοι του περιθωρίου της υφαλοκρηπίδας ποικίλλουν ανάλογα προς την ενέργεια των υδάτων, τη κλίση της κατωφέρειας, την οργανική παραγωγικότητα, το ποσοστό συμμετοχής σκελετικών οργανισμών, που συγκολλούν ή παγιδεύουν ίζημα, καθώς και τη συχνότητα αερόβιας έκθεσης και τσιμεντοποίησης. Πρόκειται για συμπαγείς ασβεστολίθους και δολομίτες, που κατά θέσεις αποτελούνται αποκλειστικά από οργανισμούς και δημιουργούν εκτεταμένους ή μεμονωμένους βιολιθίτες (patch reefs). Οι ενδιάμεσοι χώροι πληρούνται από αρενιτικά ή μικριτικά ιζήματα, ενώ συχνή