Sedimentación

Rocas sedimentarias. Sedimentos. Diagénesis. Transporte. Depósito materiales. Carbonatadas. Ferruginosas

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TEMA 8

SEDIMENTACIÓN Y ROCAS SEDIMENTARIAS:

Los sedimentos mediante la diagénesis se transforman en rocas sedimentarias.

La diagénesis es el paso de sedimento a roca sedimentaria.

La sedimentación es la acumulación de materiales de procedencia variada que se realiza asociada a diversos procesos geológicos en la superficie terrestre.

El sedimento es el material en movimiento o recientemente separado que está sin consolidar.

Procedencia de los materiales sedimentarios:

La constitución depende del área madre, de la meteorización sufrida y del relieve.

Estos procesos de erosión del área madre van a estar formados por:

  • Fragmentos de roca madre sin alterar.

  • Minerales disueltos o fragmentos de los minerales.

  • Minerales neoformados: formados a partir de otros minerales ya existentes (Ej. : minerales de la arcilla, óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio).

Estudiando la composición de los sedimentos se puede saber como era el área madre (composición), el tipo de clima de la zona, como era el transporte, etc.

Transporte de los sedimentos: (hoja 2)

El transporte produce una selección de los materiales (tamaños iguales). El grado de redondeamiento de los clastos es producido por el transporte.

  • Viento: hay un altísimo grado de selección y redondeamiento (duna).

  • Hielo: no hay ni redondeamiento ni selección (glaciar).

  • Ríos: hay una buena selección y redondeamiento. En torrentes, abanicos, el material se selecciona y se redondea menos y suelen dar capas gruesas de sedimentos.

  • Mar: hay una buena selección y redondeamiento (playas, barras arenosas). Las corrientes de turbidez no seleccionan demasiado y se produce un transporte en masa.

El transporte provoca en las calizas un redondeamiento rápido para alcanzar el mismo redondeamiento en otros materiales con mucho cuarzo hace falta más transporte.

El feldespato, en ocasiones, se altera y desaparece, y la caliza, también en ocasiones, se disuelve por el transporte.

Depósito de los materiales:

Para estudiar una sedimentación hay una serie de leyes:

  • A mayor densidad del fluido, más fácil porque lleva más material disuelto en suspensión (hielo, fango).

  • También se sedimentan materiales disuelto, que pierden su estabilidad química y caen (turbas).

  • También se puede producir la sedimentación por actividad biológica (corales).

La decantación y la precipitación, que es la caída vertical de los sedimentos, se dan en ambientes tranquilos.

La acrección es el crecimiento hacia arriba (corales, arrecifes).

La sedimentación forma estratos con una geometría y una composición determinada.

Entre los estratos hay planes de estratificación (orden); los tipos son:

  • Paralela.

  • Cruzada.

  • Ondulada.

La sedimentación (cualquiera) se produce en un lugar llamado medio sedimentario y tiene una características físicas y químicas que lo diferencian de otros medios.

Rocas detríticas; textura y composición:

Están formadas por fragmentos de rocas o minerales que han sufrido transporte, y se han sedimentado.

Composición mineralógica:

Está compuesta por tres clases de minerales:

  • Minerales estables: son resistentes a la meteorización (magnetita, cuarzo).

  • Minerales inestables: resisten menos la meteorización (feldespatos).

  • Minerales de neoformación o formados: formados a partir de los inestables (arcillas).

Textura:

Se trata de estudiar el tamaño del grano o selección, la forma de los clastos y el grado de redondeamiento:

  • Selección: cuando hay igualdad de tamaños, los mejores son las dunas y los peores los glaciares.

  • Forma de los clastos: forma que adquieren si son laminares, equidimensionales, discoidales (zonas de oleaje), etc.

  • Redondeamiento: es la ausencia de aristas, se pierde la angularidad debido al transporte.

La textura de las rocas detríticas nos informa sobre el agente de transporte, la duración del transporte y la naturaleza de la roca madre.

Clasificación:

Se hace atendiendo al tamaño de los granos de las rocas que lo forman.

  • Conglomerados: tienen un diámetro de grano de +2 mm., cuando están sueltos se llaman grava. Los fragmentos grandes se llaman esqueletos. La matriz son los fragmentos menores que el esqueleto, entre medias hay sustancias cristalizadas en los poros (cemento), que suelen ser de carbón o de sílice.

  • Hay tres tipos:

    • Pudingas: se diferencian en que tienen los granos redondeados, son típicos de zonas fluviales, aluviones o zonas costeras.

    • Brechas: formadas por cantos angulosos, la selección es escasa y es típico de zonas de ambientes torrenciales.

    • Tillitas: son depósitos glaciares, hay materiales de todos los tamaños y tienen mucha matris.

  • Areniscas: tienen un diámetro de grano entre 2 mm. - ½ mm., cuando están sueltos se llaman arenas.

  • Son más abundantes que los conglomerados y menos que las rocas arcillosas, pueden aparecer con estratificación masiva, cruzada (dunas) o gradada (ambientes fluviales).

    Se clasifican por su composición:

    • Arcosas o areniscas feldespaticas: tienen mucho feldespato.

    • Subgrauvacas o areniscas líticas: formadas por fragmentos de rocas.

    • Ortocuarcitas o areniscas cuarzosas: tienen mucho cuarzo y mucho transporte.

    • Grauvacas: tienen mucha matriz arcillosa.

  • Rocas arcillosas: particularmente son menores de 1/20 mm., están formados por minerales arcillosos que provienen de otros minerales.

    • Limos: más gruesos.

    • Arcillas: más finos.

    Ambos minerales mezclados con agua forman fango, cuando aparecen con

    estratificación laminar se llaman lutitas y cuando tienen estratificación masiva

    se llaman fangolitas. Los procesos diagenéticos hacen que aparezcan en ellas

    otros minerales (micas).

    Las rocas arcillosas son muy abundantes, al absorber agua adquieren

    plasticidad y al desecarse se vuelven muy compactas. Se clasifican en:

    • Arcillas residuales: formadas sin sufrir ningún transporte, son el resultado de la meteorización, en la cual, pueden quedar minerales arcillosos o minerales inalterables (cuarzo). Constituyen un suelo cuya composición depende del clima, de lo que ha durado su formación y de la roca madre. En clima ecuatorial se forman lateritas.

    • Arcillas transportadas: formadas por erosión y transporte de las arcillas residuales hacia los ríos, lagos o mares, donde se sedimentan.

    • Loes: es un depósito poroso, no estratificado, de origen eólico, que forma capas extensas en climas húmedos. El tamaño de las partículas es de entre 0,01 - 0,05 mm.

    • Margas: rocas compuestas por minerales arcillosos (35% - 65%) y carbonato cálcico (65% - 35%), si la proporción de uno u otro es mayor se denominan margas arcillosas o margas calcáreas. Pasan a formar arcillas y calizas.

    Yacimientos detríticos de interés económico:

    • Gravas y arenas: sirven para fabricar hormigón, el cual es bueno o malo en función de los minerales.

    • Arenas cuarzosas: sirven para construir vidrio y como filtro o loza, si son más impuras se usan para hacer tejas y ladrillos.

    • Arcillas montmorilloníticas: se usan como lubricante en sondeos y perforaciones.

    • Margas: son la mezcla de arcilla y carbonato, cuando tienen mucha arcilla valen para formar ladrillos, cuando tienen mucho carbonato cálcico sirven para formar cal y cuando es intermedio para hacer cemento.

    • Placeres: están formados por acumulaciones de minerales valiosos que son resistentes a la meteorización química y son densos (Oro, Magnetita, Diamante). Se pueden formar en los barros de los ríos, en las depresiones de los ríos y en zonas costeras.

    Rocas de origen químico y orgánico:

    Rocas químicas:

    Se forman por precipitación química de sustancias disueltas en agua (estalactitas, sal…). Se clasifican en dos grupos: carbonatadas y salinas o evaporíticas.

    Carbonatación: formados por calcita (CO3Ca) o Dolomita ((CO3)2(CaMg). Abundan más las formadas por calcita. Pueden tener impurezas como granos de cuarzo, arcilla, etc.

    Las dolomitas también se llaman dolomias.

    A simple vista no se distinguen, sólo se distinguen con ácido clorhídrico (HCl), cuando es caliza produce más esfervescencia. Ambas pueden ser disueltas por el agua, siempre que el agua contenga una cantidad importante de CO2. Cuando el agua pierde cantidades de CO2 se produce la precipitación (a veces precipitan en la presencia de bacterias que producen amoniaco).

    Rocas carbonatadas:

    • Calizas:

  • Calizas travertínicas: son depósitos formados en cuevas ( estalactitas, estalagmitas).

  • Calizas oolíticas y pisolíticas: se forman por precipitación de carbonato cálcico en aguas turbulentas alrededor de un pequeño núcleo (arenas, conchas…). Los oolitos son de menor tamaño (perdigón)

  • y las pisolíticas son más grandes (guisante).

    Se dan en mares cálidos.

  • Calizas litográficas: son de grano muy fino y están muy bien cementadas, cuando tienen fósiles, estos se encuentran muy bien conservados.

    • Dolomías: rara vez se forman por precipitación directa de la dolomía (esto ocurre en zonas marinas). Se forman por dolomitización, transformándose de una roca caliza en dolomía (como el metasomatismo).

    Salinas o evaporíticas:

    Se forman al evaporarse el agua y precipitar las sales disueltas. Se forman a partir del agua del mar o de lagos interiores. Cuando se precipitan las sales se pueden distinguir distintas fases:

  • Fase carbonatada: se precipitan carbonatos (calcita), la densidad es de 1 g/cm3.

  • Fase Sulfatada: precipitan los sulfatos (yeso, anhidrita), la densidad es de 1,1 g/cm3.

  • Fase clorurada: se deposita Halita (ClNa), la densidad es de 1,2 g/cm3.

  • Deposito de sales: se deposita potasio (K) y magnesio (Mg) (Silvina y Carnalita), la densidad es de 1,3 g/cm3.

  • Los depósitos de sales se han formado en muchas épocas y dan lugar a domos y diapiros.

    Rocas orgánicas:

    Son las que se forman por la acumulación de restos de seres vivos. Para que un ser vivo se sedimente tiene que tener partes duras, organismos con conchas, de carbonato cálcico que forma la calcita que, a su vez, forma rocas calizas.

    También hay carbón y petroleo. Se les considera combustibles fósiles, pero ninguno de los dos cumple las condiciones para ser considerados una roca.

    Tipos:

    • Calizas organógenas: formadas por conchas o restos de carbonato de organismos variados (conchas, caparazones).

    • Calizas conchíferas o lumaquelas: son fragmentos de rocas llenas de conchas.

    • Encrinitas: formadas por caparazones de equinodermos (erizos de mar) y por acumulaciones de crinoides.

    • Calizas arrecifes: formadas en los arrecifes coralinos (actuales). Estas rocas se han formado en aguas cálidas, claras y poco profundas.

    • Calizas de foraminiferos: Formadas por caparazones de foraminiferos, o calizas con nummulites los cuales siempre son marinos.

    • Calizas algáceas: formadas por algas, tienen una estructura laminar.

    • Calizas tobáceas: son depósitos de carbonatos cálcicos sobre restos vegetales.

    • Rocas silicias organógenas: formadas por silicio y por restos de conchas, caparazones…

    • Diatomitas: formadas por caparazones de diatomeas.

    • Radiolaritas: formadas por caparazones de radiolarios.

    • Carbón:

    Es un sólido amorfo de color oscuro/negro y que es combustible. Está formado por la acumulación y transformación de restos vegetales.

    La materia orgánica está formada fundamentalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, y el proceso de formación del carbono provoca la descomposición de los hidratos de carbono por acción de bacterias anaerobias que actúan sin presencia del oxígeno, las cuales destruyen los hidratos de carbono y los transforman en restos cada vez más ricos en carbono.

    El carbón va a contener también minerales, como Sílice, Arcilla, Pirita, etc. Estos restos son los que quedan como ceniza en la combustión del carbón.

    Existen cuatro tipos de carbón; atendiendo a su origen y al grado de transformación o carbonatación que han sufrido:

    • Turba: (es la que menos carbono y capacidad calorífica tiene). Es materia vegetal parcialmente descompuesta, se forma en ambientes fríos y húmedos (turberas), tiene el 60 % de carbono y su edad es del Terciario - Cuaternario.

    • Lignito: Tiene entre el 60% - 75% de carbono y su edad es del Cretácico en adelante.

    • Hulla: Tiene entre el 75% - 90% de carbono, se formó mucha en el Carbonífero en Europa, también es del Mesozoico y del Terciario.

    • Antracita: (es la que más carbono y capacidad calorífica tiene). Tiene entre el 90% - 95% de carbono y tiene muy poca cantidad de volátiles.

    El carbón se forma en dos tipos de cuencas:

    • Cuencas parálicas: cuencas formadas próximas al mar, relacionadas con ambientes deltaicos, son muy grandes, hay alternancia entre ambiente marino y continental de restos de carbón y restos marinos detríticos, esa alternancia forma ciclotemas (capas de carbón y detritos).

    • Cuencas línmicas: son totalmente continentales, son más pequeñas, se dan en zonas pantanosas. Se producen acumulaciones de carbón y materiales detríticos y nunca hay restos marinos.

    En Europa hay yacimientos importantes en Alemania, Francia y España (Asturias).

    Hay en día el carbón se usa como combustible en centrales térmicas y en industria pesada (fundiciones).

    • Petroleo:

    Es un combustible fósil líquido y negruzco formado principalmente por hidrocarburos, compuestos orgánicos. Tiene un indudable principio orgánico, se forma por la acumulación del plancton (zooplancton y fitoplancton). Estos restos, cuando se produce una muerte masiva se entierran y se transforman en petroleo.

    El proceso es:

  • Muerte masiva del plancton.

  • Decantación gravitatoria del plancton.

  • Actuación de las bacterias anaeróbicas (sin oxígeno) que degradan esa materia orgánica que con el tiempo va transformando su composición y va perdiendo oxígeno y nitrógeno.

  • Durante la diagénesis la materia orgánica acaba de transformarse en hidrocarburos, según aumenta la presión y la temperatura. Los primeros hidrocarburos son sólidos, luego líquidos y finalmente gaseosos. Estos sólidos se llaman kerógenos.

  • La roca en la que se genera el petroleo mediante estos procesos se llama roca madre, ese petroleo va a escapar por los poros de la roca madre por zonas permeables hasta que encuentre una roca impermeable que no le deje subir más, esta roca se llama roca cobertura y la roca que está por debajo del petroleo se llama roca almacén (es una roca porosa: arenas, calizas arrecifales…). Las rocas cobertura suelen ser arcillas, sales, etc. la estructura estratigráfica o estructural que permite la acumulación del petroleo se llama trampa.

    Trampas estratigráficas:

    • Paleorrelieve.

    • Arrecife.

    • Dolomitización.

    • Acuñamiento o cambio de facies.

    Trampas estructurales:

    • Pliegues y Anticlinales: hay que pinchar en el centro para sacar petroleo.

    • Domos salinos: hay que pinchar en un lado.

    • Fallas inversas: debido a la compresión.

    Cuando se ordenan las cosas queda el gas arriba, el petroleo en medio y el agua abajo.

    Para determinar la existencia del petroleo se hacen estudios previos geológicos, geofísicos (sísmicos, sondeos mecánicos).

    Los países con más petroleo son E.E.U.U., Rusia, Irak, Irán, etc.

    Antes de la formación del erógeno se forma el sapropel.

    Formación de rocas ferruginosas:

    Tienen un color rojizo cuando tienen keratites, amarillento cuando tienen limonita y verde cuando tienen glauconita. Para que la roca sea considerada ferruginosa tiene que tener más de un 15% de hierro, el cual forma óxidos carbonatados, sulfuros y silicatos. Se clasifican:

    • Rocas ferruginosas con óxido de hierro: pueden tener cemento de hematites o limonita.

    • Hematites oolítica: Tiene oolitos y cada oolito está formado por láminas de óxidos, pueden tener interés económico.

    • Arenas con magnetita: yacimientos tipo placer.

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