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Tema 6. ambientes sedimentarios. litogénesis. las rocas sedimentarias más importantes

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  • 1. Tema 6. Ambientes sedimentarios. Litogénesis. Las rocas sedimentarias más importantes. (NOTA: Faltan puntos 1, 2 e 3, que non os dictei) 3. Las rocas sedimentarias. Los sedimentos,depósitosdirectosactuales,se convierten enrocassedimentariastrassufrir procesos diagenéticosylitificación.Representansolamenteel 5% del volumen de larocasla corteza, peroimplicael 75% de su superficie,formandoundelgadorecubrimientosuperficial con un espesormediode 2,5km.Normalmente aparecenestratificadas,ypresentanungran númerode estructuras.Reflejanlascondicionesdel mediode sedimentaciónyalgunasdan informaciónsobre lanaturalezadel áreamadre losagentesde transporte,laclimatología.... A pesarde la gran variedadde rocas sedimentariassólotresde ellas: areniscas,lutitasyrocas carbonatadas conforman el 99% del total de las existentesenlacortezaterrestre. 3. 1. Características generales. Composición. Composiciónquímica: Las rocas sedimentariasse originaapartir de cualquierotrotipode roca, y su composición químicano presentagraninterés,yaque dosrocas conigual composiciónpuedenpresentar diferentesmineralesde origen.Loselementosmásfrecuentesson10,que constituyenel 95% de estasrocas: oxígeno,sílice,aluminio,magnesio,hierro,calcio,sodio,potasio,hidrógenoy carbono.Las dosúltimas,aparecenporinteracciónconlabiosferayla atmósfera,representan la diferenciaconlasrocas ígneas. Composiciónmineralógica: Podemosdistinguir:  Mineralesfundamentales,que suelenseralóctonos,procedentesde laerosiónde rocas: como el cuarzo,feldespato,micas,mineralesde laarcilla,calcita,dolomita,yeso y óxidosde hierro.  Mineralesaccesorios:suelenserautóctonos,formadosenel lugarde la sedimentación,aunqueestonosiempre se cumple.Aparecenmenosfrecuentemente y puedenser: o Aloquímicos:comoel cloruro sódico o Diagenéticos:comola pirita. Además,puedenaparecerfragmentosde roca,trozosde rocas preexistentesenlosque nose han desprendidolosminerales.
  • 2. Textura. Llamamostexturaal conjunto de características de loselementosque formanunaroca visiblesal microscopioo enuna muestra de mano, como su tamaño,formao su disposición.El estudiode latexturavaría dependiendode si se tratade una roca detrítica o carbonatada, peroexistendoscaracterísticasaplicablesaambostiposde rocas con un altointerésporsu aplicaciónpráctica:  Porosidad: relaciónentre el volumende huecosdel volumentotal enporcentaje.  Permeabilidad:capacidadde circulaciónde unfluidoatravésde la roca sinalterarsu estructurainternaunaroca permeable implicaque tambiénesporosa,peronoala inversa,yaque losporospuedennoestarcomunicados. Las rocas detríticas. Están compuestasporla trama, partículas gruesasque formanel armazón, la matriz, fracción finaque rellenarloshuecosyel cemento,material de precipitaciónquímicaque une la fraccióndetrítica.La relaciónporcentual entre estostrescomponentescondicionalas propiedadestexturalesde laroca.Las principalesson:  Granulometría:definidaporel diámetronominal,que esel diámetrode unaesfera con igual volumenque laspartículasynos da unaideade la energíacinéticade la gente de transporte.Se estudiamediante el usode tamizes,lupaunmicroscopio.La escalamás usadaes laescalaWentworth,que divide laspartículasen: o Bloques:> 25 cm, o Piedras: 25-6 cm, o Gravas 6 cm-2 mm, o Arenas: 2- 1/16 mm, o Limos: 1/16 -1/256 mm o Arcillas > 1/256 mm.  Forma de las partículas: se mide estadísticamenteporcomparaciónconun lote patrón.Distinguimosdoscaracterísticas: o La esfericidad,que mide laequidimensionalidadde lostresejeslapartículay o La redondezocurvatura de lasesquinas,que puedeindicarlascondicionesde transporte.  Fábrica: es ladisposiciónespacial:empaquetamientoyorientaciónde losgranos y condicionalaporosidadyla permeabilidad.Existenmuchostipos.  Granoselección:ordenamientode losclástosenfunciónde sutamaño.En general depende de ladensidaddelagente de transporte.   Clasificación:si esgrande todas laspartículas tienenel mismotamañoyel sedimento eshomométrico.En caso contrario se llamaheterométrico.
  • 3. La mayoríade estosfactoressondependientesdel tipoyduracióndel transporte.Laevolución del sedimentoal aumentaréste se denominamadureztextural (mayorredondezy clasificación) ycomposicional (proporciónentremineralesestablese inestablesque suele medirse encantidadde cuarzopartidade cantidadde feldespatoidesyfragmentosde roca). Rocas carbonatadas La texturade larocas carbonatadas presentacaracterísticasparticulares: La trama puede estarformadapor:  Elementosdetríticos formadosfuerade lacuenca porerosiónde rocas preexistentesy que son minoritarios;  Aloquímicos:formadosenlacuenca previamente alasedimentación. Se dividenen: o Bioclastos: fragmentosesqueléticosde animalesorestosvegetales o Elementosno esqueléticos: comolosoolitos (partículasesteroidesde crecimientoconcéntrico, lospelets(bolasde micritade origenfecal)e intraclastos (fragmentosde sedimentosanterioresendurecidos). La matriz esde micrita: pequeñoscristalesde carbonatocálcicoprecipitadoenlacuenca (material ortoquímico). El cementoestácompuestoporesparita: cristalesmayoresde carbonatocálcicoformadosen la diagénesis. Además,lagran diversidadde larocassedimentariashace que existanotrostipos comola rocas químicasu organógenas que no se ajustanestoscriterios. Estructura. La estructuraesel conjuntode propiedadesque se puedenobservarensedimentosyrocas a escala de afloramiento. Nospermitensaberlas condicionesde sedimentación (estructura primaria) ylas de litificación(estructurasecundaria). Las estructuras primarias: sonlasoriginadasdurante lasedimentación.Llamamosestratos a los cuerposgeométricoscontendencia planarycomposiciónmásomenoshomogénea formadosdurante unprocesode sedimentación.Losestratosestánlimitadospor superficieso planos de estratificación,que marcan pautassen lasedimentación.Paracadaestrato,el plano inferioresel muro,y losseparadel inmediatamentemásantiguo,ysuperior: el techoque lo separandel másmoderno.Ademásparacaracterizar unestratose utilizala potencia(espesor
  • 4. medidoenperpendicularalosplanosdel techoy muros) y el buzamiento(ánguloque forman estratocon el planohorizontal). El principiode superposiciónde estratosdice que en unasucesióncontinua,el másaltoesel más moderno.Estose cumple encondicionesde polaridadnormal,peropuedenestar deformadose invertidosporcausastectónicas.Paracomprobarlose utilizanlos criteriosde polaridad que sondetalles observables tantodentrocomo enlasuperficie del estratoque puedenservircomocriteriosde polaridad. Los principales tipos de estratificación son:  Masiva: sinplanosde estratificacióndurante grandesespesores.Implicalargos períodosde alimentaciónininterrumpida.  Tableada, muymarcada, distinguiéndose claramente losplanos.  Lenticular:ciertascapas aparecencomo leentejonesenel senode otras.Indican variacionesenlascondicionessedimentarias. Dentro del estrato, la disposición de los granos puede ser:  Regular: si losplanos de estratificaciónson paralelosylasláminas (subunidades sedimentariasdentrode losestratos) sonparalelasaestosplanos.  Cruzada: si lasláminas se disponenoblicuas o inclinadasconrespectoa losplanos de estratificación.Puedeutilizarsecomocriteriosde polaridadyaque tiendenaser tangente esenel techoy secante esel muro.  Gradada: si existe granoselecciónnormalmentehay fragmentosmásgruesosenla parte inferior.  Contorsiónada: con láminas replegadasenformascomplejas(slumpins). En la superficie del estrato Puedenaparecermarcasque también constituyencriteriosde polaridad:  Marcas de corrientes:cavidadescausadaspor la erosióndel propiofluidoode un objetopropulsadoporeste puntode variostipos:rill,flute,crescent.  Rizaduras o ripple-marks:crestasyvallesperpendicularesalacorriente en sedimentosarenosos.Simétricasenplayasyasimétricasenríosy dudas(éstasno son criteriosde polaridad).  Grietasde desecacióno retracción poligonal esenla superficie de rocasarcillosas.  Huellasde impacto de gotas de lluvia,indicansedimentaciónal aire.
  • 5.  Marcas de organismos: fósiles,moldesorestosde actividad(bioturbación) que puedenaparecertantoenla superficiecomoen el interiordel estrato. Las estructuras secundarias Son lasoriginadasdurante ladiagénesis,tantoenlasuperficie comoel interior.Algunasde ellasson:  Nódulosy concrecionespor precipitación de dióxidode sílice ocarbonatocálcico.  Cavidadespor disolucióndel material preexistente  Geodas:estructurasmixtaspordisoluciónyposteriorprecipitación.  Septarias: estructurasesféricasel materiallutíticocondossistemasde grietas:uno radial y otro concéntricoconinterseccionesque producen untrazadopoligonaldonde precipitacarbonatocálcico. 3. 2. Principales rocas sedimentarias. Detríticas. Derivadasdel transporte,acumulaciónydiagénesisde productosdetríticos(enestadosólido). Generalmentese clasificanenfuncióndel tamañode grano:  Los conglomeradoso sefitas:estánformadosporgravas, cantos o bloques,unidospor una matrizfina.Si loscantos sonangulososse denominan brecha,e indicanpoco transporte si son muyredondeadospuede utilizarse el término pudinga.  Las areniscaso samitas: estánformadasporarenas principalmente.Existendiversos tipos,que se clasificanenfunciónde sucomposicióndel % de matriz: o Si la matriz <15%, tenemos:cuarzoarenitaso cuarzo-grescuandoestán formadascasi totalmente porcuarzo(muyabundante porsuresistencia), arcosas: si más del 25% de lacomposiciónsonfeldespatosy litoarenitas:si son fragmentosde roca. Arcosasy litoarenitassonmenosmadurasque las primeras.
  • 6. o Si la matriz > 15% tenemos grauvacas,rocas poco madurasasociadasal depósitosmarinosde corrientesde turbidez.  Las lutitas o pelitasestáncompuestasprincipalmente porpartículasfinasde tamaño limo(limolitas) oarcilla( argilitas).Losprincipalesmineralesarcillosolossonla caolinita, motmorillonita,laillitae hidromicasengeneral.Presentanorigeny depósitosmuyvariados. Químicas. Se formanpor precipitacióndel materialendisoluciónproductode la meteorizaciónquímica de la rocas, por variacionesde losfactores físico-químicosde lacuencade sedimentación. Otras veceslos organismosvivos extraeniones del aguaparaformar susconchas,y una vez muertoslosesqueletosse acumulanydanlugara larocas. Rocas calcáreas:calizas y dolomitas. Las rocas calcáreas estáncompuestasporcalcita: CaCO3 inorgánicaobioquímica,yen ocasionespordolomita(CO3)2CaMg.Las primerasse conoce como calizas y las segundas, dolomitas,que puedenserprimariasporprecipitaciónosecundariaspordiagénesisde calizas. Existenmuchasvariedades.  Calizasdetrítricas: formadaspor restosde rocas preexistentesuoolitos.  Calizasórganogenas, formadaspor restosde seresvivosque se acumulanal moriry dan posteriormente rocas.Se puedendividiren arrecifales,generadaspororganismos colonialescomoloscoralesy fosilíferas:que segúnel nombre de organismomás abundante se conoce como creta ( foraminíferos), lumaquela(conchasde moluscos)...  Calizasbioquímicas,por precipitacióndel carbonato por algas y bacterias (estromatolitos).Masivas.
  • 7.  Calizasde precipitaciónquímicade carbonatodisuelto,comoel travertinoa partir de aguas termalesformandoampliasterrazaso estalactitas y estalagmitaspropiasdel ambiente kársticocuandoel carbonato cálcicoprecipitasobre plantasse denominan tobas. Las Margas, son otrasrocas carbonatadascon sedimentos mixtosdetríticosycarbonatados. La clasificación anterioresgenética,peroexistenotrascomola de Dunhambasadas en criteriostexturales. Rocas evaporíticas Se formanpor precipitaciónde salesdisueltas enel agua cuandoésta se evapora.Tienenpoca abundanciaperogran importanciaeconómica.Si el mediosedimentarioesunalaguna cerrada, las capas de losdistintos mineralesadoptanunadisposiciónconcéntrica:desdeel borde hasta el centrode la cuencaencontramos carbonatos, sulfatos(yesoo anhidrita) y cloruros (halita,silvina,carnalita) últimosenprecipitarporsu mayorsolubilidad. Rocas silíceas Están compuestasmayoritariamentepor dióxidode sílice microcristalino que formaestratos masivos,por precipitaciónde caparazonesde diatomeas(Trípoli), radiolariosoesponjaso nódulosde dióxidode sílice inorgánico en el senode rocas calizaspor concentración diagenéticasdel dióxidode sílice disperso.Segúnsuestructurapuede ser:  Sílex(masiva),  Jaspe (laminar)  Ágata (concéntrica) Rocas alumino-ferruginosas Presentan óxidosde hierroy aluminio por precipitaciónoporreemplazamiento.Las lateritas son suelostropicalescompuestospor hidróxidode aluminioy hierro,sinohayhierro obtenemos bauxitas. Rocas fosfatadas Las rocas fosfatadas s tienenunaaltaproporciónde nódulosde fosfato de calcio por acumulaciónde restosde vertebrados (huesos,dientes,excrementos:guano).Tienengran interéscomercial comofertilizantes. Organógenas. La rocas oganógenas ocombustiblesfósiles se formanporacumulaciónde restosblandosde organismos preservadosde la descomposición aeróbica(putrefacción) porun rápido enterramientoque producecondicionesanaerobias,enlasque actúanbacteriasfermentando losrestosy enriqueciéndolosencarbono.Tienenungraninteréseconómicocomofuente de energíapor su altopodercalorífico. El carbón Se originapor acumulaciónde restosvegetalesen cuencasparálicas(costeras) o límnicas (continentales),dondesufren procesosdiagenéticosybioquímicos que aumentansu concentraciónde carbono.
  • 8.  Turba: si éste esdel 55% de laroca (cuaternario),  Lignito:si alcanzael 70-75%,  Hulla: 85%  Antracita: entre 92-95%, cuya formaciónse remontaal paleozoico(carbonífero). Los hidrocarburos No sonuna roca en sí, ya que puedenpresentar: estado sólido(asfaltos,betunes),líquido(petróleocrudo) o gaseoso(gasnatural). Tienensuorigenenla acumulaciónde gran cantidadde materia orgánica (plancton) enuna cuencamarina con depósito simultáneode material inorgánicoimpermeablesque preservade la putrefacción.Se formaasí barros sapropélicos,que pordiagénesisyfermentación microbianapasan a hidrocarburos que migrandesde la rocas impermeablesiniciales(rocamadre) a estratos vecinospermeables (rocaalmacén), donde formabalsas situándose encimadel gas,acontinuaciónel petróleoy, por último,aguasalada.

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