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Rocas Sedimentarias

Introducción

• Ocurrencia:

– Cubren ~66% de la superficie continental y la mayor parte del fondo oceánico – Espesor promedio en los continentes es 1800 m

• Importancia:

– Numerosos tipos de depósitos:

• Placer (Au, Ag) • BIF (Fe) (“Banded iron formation”) • Lateritas (Fe, Al)

– Materiales de construcción • Cemento (calizas) • Yeso (yeso) • Sales (halita)

– Reservorio de petróleo, gas y agua subterránea – Principal fuente de información sobre el pasado de la Tierra

Ciclo de la Rocas

Rocas Sedimentarias • Rocas Sedimentarias se forman – Por litificación del sedimento

• En el Ciclo de las Rocas el sedimento se origina por:

– Meteorización química y mecánica

• Desintegración y descomposición de la roca en la superficie

– La Erosión transporta el detrito o los productos de la meteorización – Acumulación de sedimentos en depósitos,

• o precipitación de minerales desde la solución • o por efectos de organismos que extraen elementos de la solución

Meteorización Mecánica y Química

Estabilidad Mineral Estabilidad de minerales

Más estable

Tasa de Meteorización

Lenta

Óxidos de hierro (hematita) Hidróxidos de aluminio Cuarzo Arcillas Muscovita Ortoclasa (Feldespato K) Biotita Albita (Feldespato rico en Na) Anfíboles Piroxenos Anortosita (Feldespato rico en Ca) Olivino Calcita Halita Menos Estable

Rápida

Productos de la Meteorización • Fragmentos Líticos (Roca) (granito, basaltos, esquistos) • Iones Disueltos (Calcio, Potasio, Sodio, etc.) • Minerales Oxidados (Hematita, Hidróxidos de Fe, etc.) • Arcillas (Caolinita, Montmorillonita, etc.) • Minerales Residuales (Cuarzo, Ortoclasa (Fd-K), Muscovita, etc.)

Agentes de Transporte

Viento Hielo

Agua Gravedad

Litificación

Semi-consolidado

Consolidado

Litificación

Compactación

Cementación

Sedimento 50-60% agua

Roca 10-20% agua

Litificación

Cuarzo, calcita

Tipos de Rocas Sedimentarias • Rocas sedimentarias detríticas

– Consiste en partículas sólidas derivadas de rocas prexistentes (detrito)

– Textura clástica

• Rocas sedimentarias químicas

– Consiste de minerales derivados de materiales en solución y extraidos por • Procesos químicos inorgánicos • o por actividad de organismos (rocas sedimentarias bioquímicas)

– Textura cristalina

Clasificación de Rocas Sedimentarias

=> En el capítulo de libro de esta clasificación está en español

Composición Rocas Detríticas

Rocas Detríticas • Fragmentos Líticos • Cuarzo • Arcillas • Fósiles • Minerales oxidados • Ortoclasa • Muscovita / Biotita

Textura de Rocas Detríticas

Textura Clástica • Tamaño del Grano • Selección • Redondeamiento • Madurez

Tamaño de los Granos •Grava >2mm •Arena 1/16 – 2 mm •Limo 1/16 -1/256 mm •Arcilla <1/256 mm

Rocas Sedimentarias Detríticas • Compuesta de fragmentos o partículas (clastos) = Textura Clástica • Estas rocas se clasifican por el tamaño de los clastos • Conglomerado

– Compuesto de gravas (>2mm) – Con clastos redondeados

• Brecha sedimentaria

– Compuesto de gravas (>2mm) – Con clastos angulares

• Arenisca

– Compuesta de clastos (granos) de arena

Rocas Sedimentarias Detríticas

• Limolita

– Compuesto de partículas tamaño entre 1/16-1/256 mm

• Lutita

– Compuesto de partículas tamaño entre <1/256 mm

Clasificaciones según tamaños de granos o clastos

Selección

Buena selección

Pobre selección

• La selección es una medida de la similitud del tamaño de los granos de un sedimento o roca. Nos da información sobre la “fuerza” del medio de transporte (ej. corriente del río) • En una corriente de agua o aire los granos más grandes y densos son depositados antes que los granos más pequeños.

Selección

Pobre Selección

Selección moderada

Buena Selección

Decrecimiento de la variabilidad de la fuerza ejercida por las corrientes Incremento del re-trabajo del sedimento por el viento o corrientes

Selección

Buena o mala selección?

Selección por Transporte Fuente

Bloques Dirección de Transporte Arena Limo y arcilla Lugar de Depositación

Grava

Redondeamiento Angular

Redondeado Redondeamiento (o angularidad) es una medida de la distancia de transporte Distancia de Transporte

Corta

Más grande, más angular

Moderada

Larga

Más pequeño, más redondeado

Madurez

Maduro • Buena Selección • Granos redondeados • Sólo Cuarzo

Inmaduro • Pobre Selección • Granos angulares • Composición mixta incluyendo arcillas

Madurez

Maduro • Buena Selección • Granos redondeados • Sólo Cuarzo

Inmaduro • Pobre Selección • Granos angulares • Composición mixta incluyendo arcillas

Clasificación de Areniscas: Madurez

Arenisca cuarcífera Grauvaca

Arcosa (arenisca feldespática)

Arenisca lítica

Clasificación de Areniscas

Tipos de Areniscas en base de la madurez Arenisca cuarcífera

Arcosa

Grauvaca

Cuarzo Feldespato Chert Mica Fragmentos de roca

Arenisca lítica

Ambientes de Sedimentación Arcosa:

Rica en feldespato

Abanico aluvial

Arenica lítica:

rica en fragmentos de roca

Delta

Arenisca cuarcífera: puro cuarzo

Playa

Grauvaca:

rica en matriz

Abanico submarino

Clasificación de Rocas Sedimentarias

=> En el capítulo de libro de esta clasificación está en español

Rocas Sedimentarias Químicas

• Rocas formadas por:

– Procesos químicos inorgánicos – Organismos que extraen elementos de la solución

• Da como resultados rocas con distinta textura – Textura cristalina

• Un mosaico de cristales (minerales) interconectados

– Textura clástica

• Acumulación de trozos de concha

Rocas Sedimentarias Bioclásticas-Sílice Diatomita

10 micras 1 micra = 1mm / 100

Diatomita: formada por la acumulación de sílice amorfa como restos de diatomeas (algas unicelulares) ¿Conocen la diatomita?

Rocas Sedimentarias Químicas: Textura Textura Cristalina: no hay cemento o poros. • Gruesa • Fina

Rocas Sedimentarias Químicas • Calizas – rocas carbonáticas compuestas de calcita precipitada químicamente o por organismos • Dolomía – rocas carbonáticas formadas por dolomita (carbonato de calcio-magnesio) • Evaporitas formadas por – Precipitación química inorgánica por efecto de la evaporación – Sal de roca y roca yeso (halita y yeso) • Chert (o pedernal) – roca compacta, dura formada por granos finos de sílice debido a la precipitación química o biológica • Carbón – formado por alteración y compactación de restos de plantas terrestres acumuladas en pantanos

Rocas Sedimentarias Químicas: Composición

Composición • Calcita • Cuarzo (sílice) • Halita • Yeso • Carbono

Nombre Roca • Caliza • Chert • Roca de Sal • Roca Yeso • Carbón

Rocas Sedimentarias Bioclásticas-Calcita Coquina

Tiza Formada por la acumulación de microorganismos (foraminifera) Aguja

Foraminifero

Carbón Turba

Bituminoso

Antracita

Incremento en la energía

Lignito

• Formado a partir de acumulación de restos vegetales (ambiente pantanoso pobre en oxígeno) • Descomposición por acción de bacterias

Rocas Sedimentarias

Resumen Fino Limo

Grueso Arena

Grava

Presión

Presión

Presión Limo – Limonita Arcilla – Arcillolita

Lutita

Arenisca

Materia Orgánica

Calor a 90-120 °C

Presión Calor a 90-120 °C

Petróleo y Gas Conglomerado Carbón

Rocas Sedimentarias – Abundancia en la Tierra

Calizas (10%)

Otros

Areniscas (15%)

(menos del 5%)

Lutitas y Limolitas (70%)

Características de Rocas Sedimentarias • Estratos o capas

• Más característico • Las estructuras internas indican la energía de transporte y ambiente

• Planos de estratificación que separan las capas • Fósiles • • • •

Vestigios de vida prehistórica Utiles para determinar ambientes del pasado Usados como indicadores de tiempo Usados para correlacionar rocas de distintos lugares

Ambientes de Sedimentación Ambientes Continentales, Marinos y de Transición Tamaño del grano: poder del medio de transporte Redondeamiento y selección: transporte y re-trabajo Estratificación cruzada: acción de corrientes (viento, olas o ríos) Fósiles: Agua salada: corales, conchas Agua dulce: insectos, anfibios Terrestre: plantas, animales

Color y Química:

Sedimentos rojos: terrestres Lutitas negras: aguas anóxicas profundas Evaporitas: climas áridos Carbón: ambiente terrestre Petróleo: ambiente marino

Ambientes de Sedimentación • La sedimentación se lleva a cabo por cambio en las condiciones: • Clástica – Baja en la energía de transporte

• Química

– Cambio en la temperatura, presión y/o química de la solución

• Orgánica

– Muerte de biota y preservación en ambiente anóxico

Formación y Contacto Formación: es una unidad litoestratigráfica formal. Las formaciones definen cuerpos de rocas sedimentarias que tienen características litológicas comunes (composición y estructura) que las diferencian de las adyacentes. El término también se usa para rocas igneas y metamórficas. Es una unidad de mapeo básica en la confección de mapas geológicos Contacto: superficie límite entre dos tipos de roca distintos o rocas de distinta edad. Cambios laterales en el estrato en largas distancias indican cambio en el ambiente de sedimentación (cambio de facies)

Estructuras Sedimentarias

• Se forman durante la depositación o poco después • Son manifestaciones de los procesos físicos y biológicos que operan en el ambiente de depositación • Entregan información del ambiente de depositación

Estratificación

Capas menores de 1 cm de espesor son llamados Laminaciones  Común en lutitas 



Capas de espesor mayor a 1 cm son llamados Estratos

Estratificación • Característica fundamental de rocas sedimentarias • Originalmente horizontales • Pueden ser posteriormente inclinadas por fuerzas de deformación • Reflejan variaciones de las condiciones de depositación • Espesor de las capas – Generalmente entre 1-100 cm, puede ser microscópica hasta 50 m

Estratificación Gradada

• Estratos con tamaño de partículas decreciente hacia el techo del estrato

– Común en turbiditas (corrientes de agua-sedimentos que fluyen por el fondo del oceano) – A medida que disminuye su velocidad partículas gruesas se asientan primero, luego las más finas

Corriente de turbidez

Estratificación Cruzada Desierto

Sedimentos dentro de un estrato que han sido depositados en ángulo (hasta de 35°) con respecto a la horizontal. Característicos de dunas de arena en desiertos y playas, deltas de ríos y en algunos canales de ríos

Corriente de viento o agua

Estratificación cruzada

Playa

Pendiente Pendiente favor viento contraviento

Estructuras Sedimentarias

RIPPLE MARKS (Ondulitas) – formadas por la acción del viento o del agua GRIETAS DE BARRO – se forman en depósitos de barro que se secan y contraen CONCRECIONES – estructuras redondeadas encontradas en calizas y lutitas

Grietas de Barro

• Formados cuando sedimentos ricos en arcillas se secan y se contraen (reducción de volumen)

– Se quiebran con un patrón poligonal – Las fracturas se rellenan con sedimento fino que luego se endurece

Grietas de Barro

Formados en ambientes de  Orillas de lago  Planicie de inundación de ríos  Barro expuesto en playas durante marea baja

Ondulitas

• Alternancia de altos y bajos a pequeña escala

– Se dan en planos de estratificación con areniscas, muy comunes. Dos tipos generales:

• Producidos por corrientes de agua o viento

– Flujo en una dirección – Perfil asimétrico – útil para determinar dirección de paleocorriente

• Producidos por olas

– Movimiento de avance y retroceso de las olas – Perfil simétrico

Ondulitas Ondulitas simétricas (playa)

olas

Pendientes iguales

Ondulitas asimétricas (duna) Pendiente Pendiente Viento-agua suave fuerte

Estructuras Sedimentarias Biogénicas • Incluyen:

– huellas – excavaciones

• Son llamados huellas fósiles • Excavaciones extensivas por organismos se llaman bioturbaciones y pueden alterar la estructura sedimentaria primaria