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TEMA 10. CORRELACIONES ESTRATIGRÁFICAS

Correlaciones del Pérmico y Triásico de Holanda

CORRELACIONES ESTRATIGRÁFICAS • • • • • • • •

Introducción Correlaciones bioestratigráficas Correlaciones litoestratigráficas Autocorrelación Correlación por niveles guía Correlaciones magnetoestratigráficas Correlaciones aloestratigráficas Otras técnicas de correlación (quimioestratigrafía y procedencia)

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INTRODUCCIÓN 104 0

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• Etimológicamente correlación significa relación recíproca.

• A principios del siglo XX se pensaba que una roca con un mismo fósil tenía la misma edad y que los límites litológicos eran también límites isócronos.

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• Si las unidades son litoestratigráficas entonces la correlación se realiza entre unidades litológicas que sueken ser diacrónicas.

• Si las correlaciones son bioestratigráficas, aloestratigráficas o magnetoestratigráficas se establece una equivalencia temporal (más o menos aproximada). Si se trata de una autocorrelación o de la correlación de un nivel guía se sigue una isocrona.

Correlaciones magnetoestratigráficas y bioestratigráficas (líneas azules).

Los unidades litoestratigráficas suelen ser diacrónicas EJEMPLO DE TRANSGRESIÓN MARINA

La transgresión va acompañada de la retrogadación o desplazamieno de los 1 cinturones de facies hacia el continente

3

subida relativa del nivel del mar y escaso aporte de sedimentos

2

ISOCRONAS

4

Tipos de correlaciones que hacemos todos los días • • • •

Correlaciones litoestratigráficas Autocorrelación Correlación por niveles guía Correlaciones aloestratigráficas

Para expertos: • • • •

Correlaciones bioestratigráficas Correlaciones magnetoestratigráficas Otras técnicas (quimioestratigrafía) Correlaciones aloestratigráficas (estratigrafía secuencial)

CORRELACIONES ESTRATIGRÁFICAS • Introducción • Correlaciones bioestratigráficas (asignatura de Paleontología Aplicada). • Correlaciones litoestratigráficas • Autocorrelación • Correlación por niveles guía • Correlaciones magnetoestratigráficas • Correlaciones aloestratigráficas • Otras técnicas de correlación (quimioestratigraffía y procedencia)

CORRELACIONES ESTRATIGRÁFICAS 104 0

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Introducción Correlaciones bioestratigráficas Correlaciones litoestratigráficas Autocorrelación Correlación por niveles guía Correlaciones magnetoestratigráficas • Correlaciones aloestratigráficas • Otras técnicas de correlación (quimioestratigraffía y procedencia)

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Correlaciones litoestratigráficas

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Son las que usan las características litológicas de las rocas para proponer o no que pertenezcan al mismo cinturón de facies o a la misma unidad litológica. Se realizan entre sucesiones de estratos (representados por columnas) que rellenan una cuenca de sedimentación. La correlación entre dos o más columnas estratigráficas permite reconstruir la geometría aproximada de las unidades litoestratigráficas, valorar su posición relativa en el tiempo, 10 60 deducir sus cambios laterales de facies y sus acuñamientos, y en ocasiones recostruir el relleno de una cuenca sedimentaria. Sin embargo a veces es arriesgado proponer una equivalencia entre unidades sin más información complementaria que la mera litología. 900

Correlaciones litoestratigráficas • Se comparan las columnas prestando atención a las litologías, sus espesores y el orden en el que aparecen en la sucesión. • Se unen con líneas de correlación los tramos o unidades que se suponen semejantes. • Las unidades que se encuentran a techo y muro de cada columna pueden estar incompletas, por estar cubiertas en los afloramientos o cortadas por fallas, en cuyo caso se representa sólo aquella parte de su espesor que puede ser medido en el campo. • Los casos más frecuentes que se presentan en la correlación entre sucesiones de estratos son: (1) litologías iguales y espesores diferentes, (2) litologías y espesores diferentes y (3) acuñamientos laterales por desaparición de algún tramo o unidad entre columnas (Dabrio y Hernando).

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Las correlaciones se proponen con líneas rectas que unen los tipos litológicos o con líneas quebradas (en azul) que suponen relaciones de 10 60 cambios laterales de facies. La realidad puede ser más compleja (ver abajo). La fiabilidad de la correlación dependerá de la densidad de columnas que se puedan realizar. En este caso (arriba) vemos que la correlación obtenida es una simplificación de la realidad (abajo). 900

REGRESIÓN REGRESIÓN

•

Las correlaciones se basan en las características litológicas de las rocas para proponer o no que pertenezcan al mismo cinturón de facies • Si las unidades son litoestratigráficas entonces la correlación se realiza entre unidades litológicas que pueden ser diacrónicas.

Línea de correlación ó

Representando el cambio de facies

ÓN SIÓN SIÓN

Facies representadas por diferentes colores

ÓN SIÓN SIÓN

REGRESIÓN

ÓN SIÓN SIÓN

REGRESIÓN

ÓN SIÓN SIÓN

REGRESIÓN

•

Las correlaciones se basan en las características litológicas de las rocas para proponer o no que pertenezcan al mismo cinturón de facies • Si las unidades son litoestratigráficas entonces la correlación se realiza entre unidades litológicas que pueden ser diacrónicas.

Líneas de correlación REGRESIÓN aproximadas

TRANSGRESIÓN columnas

¿Cuantas columnas estratigráficas son necesarias para reconstruir esta cuenca?

La correlación entre dos o más columnas estratigráficas permite reconstruir la geometría aproximada de las unidades litoestratigráficas, valorar su posición relativa en el tiempo y en ocasiones reconstruir el relleno de una cuenca sedimentaria

Hay sucesiones estratigráficas de difícil correlación incluso en cortas distancias 1

2

Habría que intercalar otras columnas entre 1 y 2 para obtener una representación real 1

2

Por el contrario en este ejemplo la correlación es sencilla porque no hay variaciones en las facies, además vemos la equivalencia entre las columnas señaladas en rojo porque hay continuidad de afloramiento. El problema es establecer una equivalencia cuando la continuidad no se observa, porque el afloramiento está cubierto, existen fallas, o es una correlación entre columnas obtenidas a partir de diagrafías de pozos realizados en el subsuelo. Además los cinturones de facies son diacrónicos (cortan a las líneas tiempo).

Esto se corresponde con esto

En resumen: • Se unen con líneas de correlación los tramos o unidades que se suponen semejantes. • Se comparan las columnas prestando atención a las litologías, sus espesores y el orden en el que aparecen en la sucesión. • Las unidades que se encuentran a techo y muro de cada columna pueden estar incompletas, por estar cubiertas en los afloramientos o cortadas por fallas, en cuyo caso se representa sólo aquella parte de su espesor que puede ser medido en el campo. • Los casos más frecuentes que se presentan en la correlación entre sucesiones de estratos son: (1) litologías iguales y espesores diferentes, (2) litologías y espesores diferentes y (3) acuñamientos laterales por desaparición de algún tramo o unidad entre columnas (Dabrio y Hernando).

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• Los casos más frecuentes que se presentan en la correlación entre sucesiones de estratos 10 son: (1) litologías iguales y espesores diferentes,60 (2) litologías y espesores diferentes y (3) acuñamientos laterales por desaparición de algún tramo o unidad entre columnas. 900

Correlaciones litoestratigráficas Se compara las columnas prestando atención a las igual sucesión litológica litologías, sus espesores y y distintos el orden en que aparecen espesores ?

Se unen con líneas de correlación los tramos o unidades que se suponen semejantes

Las unidades que se encuentran a techo y a muro pueden estar incompletas

• Los casos más frecuentes que se presentan en la correlación entre sucesiones de estratos son: (1) litologías iguales y espesores diferentes, (2) litologías y espesores diferentes y (3) Acuñamientos laterales por desaparición de algún tramo o unidad entre igual sucesión litológica diferentes litologías columnas. y distintos espesores y espesores igual litológica sucesión litológica diferentes litologías igual sucesión diferentes litologías distintos espesores y distintosy espesores y espesores y espesores ? ? ?

?

?

?

1

2

acuñamiento y variaciones de espesor CORRELACIONES acuñamiento y variaciones de espesor ORRELACIONES acuñamiento LITOESTRATIGRÁFICAS y variaciones de espesor ? LACIONES ITOESTRATIGRÁFICAS ? TRATIGRÁFICAS ?

3

igual sucesión litológica y distintos espesores ?

Sucesión litológica semejante en ambas columnas pero con espesores diferentes

CORRELACIONES

acuñamiento y v

igual sucesión litológica y distintos espesores ?

Sucesión litológica semejante en ambas columnas pero con espesores diferentes

CORRELACIONES

acuñamiento y v

ica s

Litologías y espesores diferentes diferentes litologías

y espesores ?

nto y variaciones de espesor

ica s

Litologías y espesores diferentes diferentes litologías

y espesores ?

nto y variaciones de espesor

se pueden deducir cambios de facies

S

Acuñamiento y cambios de espesor

acuñamiento y variaciones de espesor ?

S

Acuñamiento y cambios de espesor

acuñamiento y variaciones de espesor ?

diferentes litologías Las líneas de correlación deben señalar correctamente y espesores los límites entre las unidades litológicas ?

Los límites se han proyectado lateralmente sobre una línea recta para que no se distorsionen los espesores relativos

diferentes litologías Las líneas de correlación deben señalar correctamente y espesores los límites entre las unidades litológicas ?

Líneas de correlación mal pintadas, el perfil de la columna distorsionas los espesores relativos

diferentes litologías Las líneas de correlación deben señalar correctamente y espesores los límites entre las unidades litológicas ?

Esta representación también sería correcta

CORRELACIONES ESTRATIGRÁFICAS • • • • • •

Introducción Correlaciones bioestratigráficas Correlaciones litoestratigráficas Autocorrelación Correlación por niveles guía Correlaciones magnetoestratigráficas • Correlaciones aloestratigráficas • Otras técnicas de correlación (quimioestratigraffía y procedencia)

Autocorrelación Consiste en seguir fisicamente una o más superficies de estratificación en el terreno (1), que pueden considerarse isocronas, o uno o mas reflectores en un perfil sísmico (2). En algunas situaciones excepcionales la superficies de estratificación pueden seguirse decenas de kilómetros. También se pueden utilizar paleosuelos

1

2 Las correlaciones entre reflectores sísmicos se estudian en la asignatura de Estratigrafía del subsuelo

AUTOCORRELACIÓN O CORRELACIÓN CAPA A CAPA

Consiste en seguir físicamente una o más superficies de estratificación. En algunos casos se pueden seguir unas decenas de metros y en el otro extremo también se pueden seguir decenas de kilómetros

¿Permite la autocorrelación este afloramiento? R: sí

Indica por donde se han realizado unas hipotéticas columnas estratigráficas

Columna 1

Columna 2

Columna 2

Columna 1

Conglomerados y areniscas Lutitas Margas Paleosuelos

Autocorrelación con ayuda de los paleosuelos (en violeta)

Columna 1

Columna 2

Columna 2

Columna 1

Conglomerados y areniscas Lutitas Margas Paleosuelos

CORRELACIONES ESTRATIGRÁFICAS • • • • • • • •

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CORRELACIÓN POR NIVELES GUÍA Son estratos o grupos de estratos que se intercalan entre materiales de otra naturaleza y que están asociados a eventos, por ejemplo depósitos de erupciones volcánicas, de grandes tormentas, o de corrientes de gravedad inducidas por terremotos. Nivel de cenizas volcánicas sobre conglomerados

CORRELACIONES ESTRATIGRÁFICAS • • • • • •

Introducción Correlaciones bioestratigráficas Correlaciones litoestratigráficas Autocorrelación Correlación por niveles guía Correlaciones magnetoestratigráficas • Correlaciones aloestratigráficas • Otras técnicas de correlación (quimioestratigraffía y procedencia)

Las bandas de polaridad magnética se interpretan como alternancias en la orientación de los minerales ricos en Fe y Ti de las rocas de los fondos oceánicos.

Cambios en la polaridad magnética en dos sucesiones de rocas estratificadas

Correlación Correlación porpor datación radiométrica datación radiométrica

Capa de cineritas

Cambios dede Cambios polaridad polaridad magnética magnética

La correlación se tiene que apoyar en otros criterios…

Cambios en la polaridad magnética en dos sucesiones de rocas estratificadas

Correlación por datación radiométrica

capa de cinerita

Cambiosde de Cambios polaridad polaridad magnética magnética

La correlación se tiene que apoyar en otros criterios por ejemplo la correlación de un evento (una cinerita volcánica), bioestratigrafía, etc.

Correlación magnetoestratigráfica CORRELACIÓN MAGNETOESTRATIGRÁFICA

CORRELACIONES ESTRATIGRÁFICAS • • • • • • • •

Introducción Correlaciones bioestratigráficas Correlaciones litoestratigráficas Autocorrelación Correlación por niveles guía Correlaciones magnetoestratigráficas Correlaciones aloestratigráficas Otras técnicas de correlación (quimioestratigraffía y procedencia)

CORRELACIONES ALOESTRATIGRAFICAS Correlacionan unidades del relleno de una cuenca limitadas por discontinuidades. Estas unidades no son obligatoriamente homogéneas. Están constituídas por sucesiones de estratos depositados durante un intervalo de tiempo concreto y bajo una dinámica tectónica. 4 3

A

4

B

3

2

2

1

1

Correlación aloestratigráfica UNIDADES ALOESTRATIGRÁFICAS

Líneas de correlación 4

4

3

3

2

2

1

1

UNIDADES LIMITADAS POR DISCONTINUIDADES

Otras correlaciones aloestratigráficas están basadas en conceptos de la Estratigrafía Secuencial (asignatura de Master)

CORRELACIONES ESTRATIGRÁFICAS • • • • • • • •

Introducción Correlaciones bioestratigráficas Correlaciones litoestratigráficas Autocorrelación Correlación por niveles guía Correlaciones magnetoestratigráficas Correlaciones aloestratigráficas Otras técnicas de correlación (quimioestratigraffía y procedencia)

Correlación cronoestratigráfica basada en la quimioestratigrafía La quimioestratigrafía implica la utilización de las señales isotópicas que han cambiado a través del tiempo geológico como un método de datación relativa y de correlación de diferentes sucesiones estratigráficas (comparando las señales químicas en cada una de ellas). La correlación entre sucesiones de estratos usando señales químicas es de dos tipos: 1.- La utilización de una señal química bien marcada y de corta duración relacionada con un evento o series de eventos 2.- La utilización de una señal química que representa cambios durante un período de tiempo largo. Curva de los isótopos del Sr desde el Cámbrico hasta el Cuaternario

Ejemplo del estroncio

Los isótopos del estroncio son solubles en agua y para un tiempo dado están en una proporción determinada en el agua marina. Existen dos entradas de isótopos de estroncio: una alta relación de 87 Sr/86 Sr cuyo origen es la alteración de la corteza continental y que llega a los océanos a través de los ríos; y una baja relación de 87 Sr/86 Sr de aporte hidrotermal en las dorsales oceánicas o de alteración de la corteza oceánica basáltica. Durante la mayor parte del Neógeno y del cuaternario, la relación 87Sr/ 86 Sr ha ido subiendo. Esto se interpreta como relacionado con la alteración de la cordillera de El Himalaya que se ha ido levantando durante este tiempo. Para tiempos más remotos la relación 87Sr/ 86Sr ha tenido fuertes caídas que se relacionan con la extensión del fondo oceánico, por ejemplo al comienzo del Jurásico cuando el continente de la Pangea comenzó el proceso de rifting.

El método parece grosero pero pero es una técnica muy potente veamos este ejemplo de correlación basado en el isótopo 18 del oxígeno. d18O(o/oo)

+3

Zachos, 2001

+2

d18O(o/oo) +3

+2

CRITERIO DE PROCEDENCIA: “LA MONTAÑA INVERTIDA” CRITERIO DE PROCEDENCIA

En una sucesión sedimentaria encontramos los fragmentos de rocas más modernas hacia la base de la sucesión.

La correlación es sólo aproximada.

LA