CAPTULO XI: GEOQUMICA DE LOS PROCESOS SEDIMENTARIOS Meteorizacin. Tipos de meteorizacin: Fsica y qumica. Productos finales d e la meteorizacin. Susceptibilidad de los minerales a la meteorizacin. Cambios qumicos en las rocas. Ambientes de sedimentacin. Procesos de la dagnesis.

Meteorizacin es el proceso general que

experimentan los materiales en la corteza

como respuesta a las condiciones de

contacto o proximidad con la atmsfera,

hidrosfera y biosfera. (Brunsden, 1979)

EN LAS ROCAS SE PRODUCEN

ALTERACIONES Y TRANSFORMACIONES

Fsicas y qumicas

Transformaciones fsicas: acciones

mecnicas que generan desagregacin o

fragmentacin de las rocas. Se deben a:

TENSIONES POR CAMBIOS DE VOLUMEN (expansin

y contraccin)

ACUAMIENTOS (empapamiento-desecacin,

crecimiento de cristales, trermoclastia, crecimiento

de races, alivio de carga...)

Transformaciones qumicas: procesos de

alteracin que generan descomposicin y

corrosinde las rocas.

Reacciones de hidrlisis, hidratacin, disolucin,

oxidacin reduccin, carbonatacin y quelacin

Desgaste por disolucin.

Lajamiento.-Formacin de diaclasas paralelas o

subparalelas a la superficie por prdida de carga.

Fragmentacin de la roca en lminas (desescamacin) con

desarrollo de formas tipo domo.

Crecimiento de cristales.-Aumento de volumen por

congelacin o evaporacin. Crioclastia en ambientes

periglaciares con formacin de derrubios por

desagregacin granular y en bloques. Haloclastia en climas

ridos y en zonas costeras

TERMOCLASTIA.-Modificacines en el volumen de la roca

por accin trmica. Efectos muy limitados con cierta

importancia en zonas ridas.

HIDRATACIN FSICA.-HUMECTACIN-DESECACIN CON

EXPANSIN-CONTRACCIN al variar el contenido en

fluidos en las discontinuidades de las rocas. importante

en suelos expansivos con hinchamiento de arcilla, micas

y sales

HIDRLISIS.-Reaccin que provoca la destruccin de los minerales

(silicatos) es el proceso ms comn de descomposicin en rocas

cristalinas. Da lugar a la aparicin de arcillas de neoformacin,

arenizacin y mantos de alteracin. Se asocian a este proceso la

formacin de silcretas, ferricretas, lateritas, bauxita...

HIDRATACIN.-Incorporacin de agua a la estructura molecular de

una sustancia. Provoca la aparicin de minerales vulnerables a

procesos de alteracin. Su accin favorece los procesos de

disolucin

CARBONATACIN.-Incorporacin de CO2 a un fluido

(formacin cido carbnico) ataca a las rocas carbonatadas

provocando su disolucin y a los silicatos acelerando la

hidrlisis. Genera residuo capaz de dar lugar a formas y

formaciones carbonatadas.

DISOLUCIN.-Difusin de las molculas de un slido en un

lquido. Da lugar a la carstificacin y formacin de regolitos

(residuos)

OXIDACIN-REDUCCIN.-Prdida-

ganancia de electrones de un elemento

mediante reacciones reversibles que

estabilizan o desestabilizan un mineral.

No da productos especficos pero est

presente en todos los procesos de

meteorizacin, formando ptinas,

concentraciones, etc.

Evolucin hacia estados de mayor

equilibrio con las condiciones

ambientales

Transformaciones irreversibles con

el paso de estados masivos a

clsticos o plsticos

Modificacin del volumen, densidad,

tamao de grano, consolidacin,

permeabilidad...

Formacin de nuevos minerales

Movimientos de transferencia,

traslacin, dispersin y agregacin

con desarrollo de nuevos

yacimientos

Preparacin de las rocas para

facilitar su erosin

La accin conjunta

de todos estos

fenmenos a lo

largo del tiempo da

lugar a cambios

notables en la

composicin y

configuracin de

las rocas

superficiales.Los

materiales se ven

afectados por:

Desde esta perspectiva la

meteorizacin puede definirse como:

El conjunto de acciones articuladas, cuyos

productos caractersticos son las alteritas

(formaciones superficiales) que van a dar lugar al

inicio y desarrollo del suelo

Las transformaciones debidas a la

meteorizacin fsica originan cambios

texturales en las rocas variando su

compacidad y haciendo que sean ms

deleznables y ms fcilmente

desagregables.

Estas modificaciones favorecen la

penetracin del agua para que se produzcan

las alteraciones qumicas.

Hidratacin-

deshidratacin-

oxidacin

Carbonatacin-

disolucin-

precipitacin

Hidratacin-

carbonatacin-

hidrlisis

Disolucin-

oxidacin

HIDRATACIN-

DESHIDRATACIN-

OXIDACINPROPIAS DE

MINERALES CON ESTRUCTURA

LAMINAR Y RICOS EN Fe

Estos minerales tienen capacidad para

fijar agua entre sus capas, dando

lugar a procesos de hidratacin y

expansin. Cuando esta agua se

libera genera procesos de

deshidratacin y contraccin. Este

proceso debilita los enlaces qumicos

favoreciendo la oxidacin, los

cambios de volumen intergranular y el

desmenuzamiento y

desmoronamiento de la roca .Granito

y rocas afines

CARBONATACIN-

DISOLUCIN-PRECIPITACIN

Se produce en rocas

carbonatadas; est condicionada

por la incorporacin y liberacin

de CO2 en el sistema. Esto implica

la disolucin-precipitacin del

carbonato y a su vez genera

corrosin-acumulacin de

material. Rocas carbonatadas

Reacciones tendentes a la hidrlisis total de los

materiales silicatados. Adsorcin (unin fsica de

partculas) de agua ionizada sobre la superficie

de los minerales (hidratacin y carbonatacin)

con intercambio de cationes entre estos y el agua

(hidrlisis). Generacin de arcilla

HIDRATACIN-

CARBONATACIN-

HIDRLISIS

Slo parte de sus componentes son solubles.

Rocas calizas

DISOLUCIN

OXIDACINSE

PRODUCE EN

ROCAS

CARBONATADAS

CON IMPUREZAS.

Litologa, Ambiente

climtico, Tipo de

material (litologa)

Influye por los

siguientes factores:

Composicin qumica y

mineralgica,Compacidad,

Dureza, Porosidad,

Textura

Genera asociaciones

tpicas y su

alteracin:

Rocas silicatadas= hidrlisis

Carbonatadas, salinas, yesos=

disolucin e hidratacin

Ferruginosas= oxidacin.

Reduccin

Cuarcitas= fragmentacin

Debido a las caractersticas de formacin y

de dureza, las rocas gneas se han tomado

como referencia para establecer ndices de

durabilidad (estabilidad o resistencia) y

alterabilidad frente a la meteorizacin.

Para medir la estabilidad de los minerales y

rocas silicatadas frente a la meteorizacin

se utiliza la escala de Goldich (1938).

Esta escala establece que cuanto ms tarde

en diferenciarse un mineral de la masa

magmtica, ser ms estable por tener unas

condiciones parecidas a las ambientales.

AMBIENTE CLIMTICO.

Establece su influencia

mediante regmenes

pluviomtricos y

termomtricos. La

cantidad y cualidad de

ambos hace que acte

o no acte un tipo

definido de

meteorizacin y que

forme un producto

especfico

ESTRUCTURA

GEOLGICA

Influye mediante las discontinuidades y roturas presentes

en los materiales, condiciona la penetracin del agua y

otros fluidos, facilitando la meteorizacin fsica qumica y

biolgica. Tanbin debilita la roca dando planos

preferentes para su desintegracin.

TOPOGRAFA

Controla la meteorizacin a nivel local segn los

fenmenos contrapuestos que dependen de la inclinacin

del terreno.

Los terrenos escarpados favorecen los arrastres y permiten

que se renueve la superficie expuesta a los agentes de la

meteorizacin, dificultan la concentracin de humedad e

impiden la estabilidad necesaria para que se produzca la

meteorizacin qumica.

Terrenos muy llanos favorecen la concentracin de la

humedad y la alteracin profundiza en el subsuelo. La

superficie expuesta no se renueva

Las pendientes intermedias son las ms adecuadas al

desarrollo de la meteorizacin continua con balances ms

elevados.

Mediante aguas subterrneas e hipodrmicas dirige los niveles

subsuperficial y profundo de la meteorizacin debido a su

funcin movilizadora de elementos. Es un proceso muy

importante para el desarrollo de los horizontes edficos.

HIDROSFERA

Acta como regulador qumico o activador mecnico.

Mediante los procesos de humificacin, mineralizacin y

absorcin introduce o extrae materia mineral del suelo

(regulacin qumica)

Mediante el crecimiento vegetal y la actividad de fauna

especializada (regulacin fsica)

BIOSFERA

FORMACIONES SUPERFICIALES CARACTERSTICAS

La meteorizacin de las

rocas originan unos

productos denominados

formaciones

superficiales alterticas o

alteritas y contribuyen a

la formacin de otros

(periglaciares y

gravitacionales) la

alteracin de la roca

puede ser de poca

entidad o muy

importante.

ALTERACIN LIGERA

Apenas hay movilizacin

y pueden conocerse las

caractersticas primarias

de las rocas. Da lugar a

la formacin de

saprolitos que son

alteritas autctonas,

fcilmente movilizables

por los agentes erosivos.

ALTERACIN INTENSA

Da lugar a la aparicin de franjas de

transformacin que profundizan en la roca y

genera un perfil de meteorizacin a travs del

cual se produce un trnsito de componentes

(partculas e iones) que enriquecen la zona de

determinados componentes.

Eluviacin= prdida de materiales por arrastre

Iluviacin= aumento de materiales por aporte

ARCILLAS RESIDUALES:

Restos procedentes

de la disolucin en

rocas carbonatadas

o salinas, siempre

que tengan

impurezas

arciillosas.

Arcillas de

neoformacin en la

hidrlisis parcial de

materiales

silicatados

TERRA ROSSA O TERRA FUSCA:

Residuos

procedentes de la

disolucin de rocas

carbonatadas,

compuestas por

minerales de arcilla

y/o xidos de hierro.

La terra rossa se

origina en climas

con estacin seca

muy marcada y est

afectada de procesos

de rubefaccin.

La terra fusca se

genera en ambientes

templados-hmedos

y no presenta

rubefaccin

El material movilizado en los procesos de

meteorizacin puede concentrarse en determinados

lugares dando origen a formaciones superficiales

especficas denominadas cretas que se definen

como tramo ms o menos endurecido de un perfil

edfico, de meteorizacin o formacin superficial

(calcretas, ferricretas, silicretas).

Si estn muy endurecidas reciben el nombre de

duricretas

El suelo es la franja

superficial de la geosfera

biolgicaente frtil o

agronmicamente

productiva

Zona de confluencia

entre los procesos

biticos o abiticos de la

superficie de la tierra.

Materia mineral con

caractersticas

texturales

adecuadas

(formacin

superficial)

Aporte de materia

orgnica.

La meteorizacin

directa o

indirectamente

origina los soportes

edficos para que

la cobertera vegetal

colonice el sustrato

litolgico y se inicie

la edafognesis y

se desarrollen

perfiles edficos

La roca representa la fuente de los materiales slidos

que van a formar el suelo. Los minerales del suelo

proceden de la roca madre. Las rocas determinan las

propiedades y elementos constituyentes en los suelos

jvenes. A medida que va pasando el tiempo esta

relacin va siendo menos importante.

El clima regula el aporte de agua al suelo y tambin su

temperatura.

El relieve influye en la formacin

de suelo acelerando o retardando

los procesos de erosin transporte

y sedimentacin, y en la cantidad

de agua que afecta al suelo.

Los organismos son la fuente de

materia orgnica que necesita el

suelo, alteran y transforman sus

constituyentes y los mezclan

mediante su actividad biolgica

Meteorizacin

de los

materiales

que

constituyen el

suelo

Se origina por

la circulacin

del agua que

remueve,

disuelve y

precipita

coloides e

iones y se

generan

fenmenos

de:

Movimiento

del material.

La degradacin de

la roca por el

clima produce una

capa de roca

fragmentada

llamada el

horizonte C del

perfil del suelo.

Sobre ste se

encuentra el

horizonte B, el cual

es la capa de suelo

que recibe los

materiales

trasladados desde el

horizonte(s)

superior(es). Algunos

minerales,

especialmente el

hierro, forman capas

como costras que

impiden el drenaje a

travs del suelo. El

horizonte E es una

capa de suelo plido,

la cual separa el

horizonte B del

horizonte A, en la

cual las arcillas y los

minerales han sido

llevados del

horizonte E al B,

quedando una alta

concentracin de

arena o limo.

El horizonte A es

generalmente de

color negro a

pardo oscuro;

debido a la

presencia de

materia orgnica

descompuesta. La

superficie del

suelo es el

horizonte O, la

capa de material

vegetal y animal

muerto y en

diferentes estados

de

descomposicin.

Cuando el suelo

es arrastrado, el

esquema de

formacin del

suelo descrito

anteriormente

vara. En esos

casos el material

parental est

constituido de

diferentes tipos

de rocas, las

cuales se

combinan para

formar el nuevo

suelo. Ejemplos

de tales suelos lo

constituyen los

suelos de valle de

la Amazona, que

tienen su material

parental en la

cabecera y en las

riveras de los

cauces que

recorre el

Amazonas y sus

afluentes.

Todos los proceso de meteorizacin de las rocas

producen minerales parcialmente descompuestos

tales como arenas, limos y arcillas.

Los minerales de arcilla son partculas pequeas,

planas, que se unen a travs de oxgenos

compartidos. Las partculas de arcilla tienen una

alta superficie especfica y carga elctrica

negativa. Las sustancias disueltas con una carga

positiva se agarran a las partculas de arcilla.

Muchos nutrientes tales como potasio (K+), calcio (Ca++), amonio

(NH4+) y magnesio (Mg2+) son cationes; es decir, estn cargados

positivamente y son atrados por la superficie de la arcilla. Por lo

tanto las arcillas juegan un papel importante en la captacin de

nutrientes, los cuales han sido liberados de la meteorizacin de la

roca o son producto de la de los ciclos de descomposicin de la

materia orgnica.

El nitrato (NO3+) tiene una carga elctrica negativa y no ser

atrado por la arcilla; por lo cual es ms fcil su lavado de un suelo

arcilloso, que los cationes; por lo cual contamina corrientes y

lagos. El amonio es un catin y por lo tanto es captado por la

arcilla.

Suelos muy jvenes, que han sido cubiertos

por lodos y cenizas volcnicas, pueden ser

ricos en nutrientes, pero son incompletos

debido a que carecen de una estructura y

del amplio rango de organismos que

participan del ciclo de nutrientes, flujo de

energa y en el desarrollo del suelo.

Igualmente suelos muy viejos pueden ser

pobres en nutrientes debido a que todos sus

nutrientes han sido lavados.

As un suelo maduro alcanza un pico de

productividad potencial, y luego

comienza a deteriorarse. Para todos los

suelos este proceso difiere, pero en

general los suelos se vuelven

productivos relativamente rpido y

toman cientos a miles de aos para

perder su productividad.

Los factores de mayor influencia del clima son

la temperatura y la precipitacin.

El clima influencia el flujo de nutrientes a travs del tipo

de cobertura vegetal, lo cual afecta el rate de

descomposicin y la posibilidad de que los nutrientes

sean lavados del sistema. El clima afecta tambin el rate

de meteorizacin de las rocas. En los climas clidos y

hmedos habr una descomposicin ms rpida, que en

uno frio o seco, en primer lugar por que los procesos de

carbonatacin ocurren ms rpidamente.

La carbonatacin es el proceso

dominante que lleva a la

descomposicin de las rocas a

travs del contacto con cido

carbnico (H2CO3).

El dixido de carbono es

altamente soluble, y se

combina con el agua en el

suelo para formar el cido

carbnico. Este cido puede

disolver rocas acelerando la

liberacin de nutrientes.

Las races de las plantas, la

fauna, los microorganismos y

la descomposicin de la

materia orgnica liberan CO2

en el suelo, permitiendo que

la atmsfera de ste sea 200

veces ms saturada que el

aire.

El aspecto biotico de un suelo incluye el contenido orgnico

y las interacciones entre el suelo y sus organismos,

especialmente los descomponedores.

La mitad del volumen del suelo est ocupado por material

mineral; la otra mitad est constituida de aire y agua, con un

componente pequeo de materia orgnica.

La fraccin orgnica aunque pequea es la ms importante

debido a que juega un papel muy importante en determinar

la estructura y la humedad caractersticas del suelo.

Los organismos del suelo (microorganismos y fauna) degradan la

materia orgnica hasta transformarla en humus, un material gelatinoso

qumicamente muy estable.

El humus es un importante componente estructural en el suelo, que

ayuda a unir partculas de suelo formando ndulos fijos laxamente.

Entre los ndulos estn los espacios de aire que aseguran la presencia

de oxgeno alrededor de las races de las plantas y facilitan el drenaje.

Los suelos que contienen muchos espacios de aire tienen una

estructura migajosa. Una buena estructura asegura buen drenaje, al

igual que el mantenimiento de una humedad optima durante

perodos secos.

El agua que se mueve a travs del suelo se conoce como agua de

percolacin. El humus absorbe agua de precolacin y ayuda a captar

agua. Semejante a una esponja el humus puede almacenar agua y

liberarla posteriormente durante los perodos de sequa para el

abastecimiento de las plantas.

La actividad horadadora de los organismos adems

ayuda a mantener la estructura del suelo y mejoran

la aireacin; de esta manera aseguran que las races

de las plantas tengan acceso a oxgeno.

La biota tambin sirve para fijar nitrgeno, un

nutriente esencial para el crecimiento de las

plantas, y el cual proviene del aire.

Adems el reciclamiento de nutrientes por la biota

puede ser ms importante en trminos de la cantidad

que hace disponible, que el abastecimiento de

nutrientes nuevos. As los procesos biticos son

esenciales para el mantenimiento de la

disponibilidad de nutrientes y del ecosistema.

La pendiente, la configuracin de la ladera y los valles, al igual que la altura sobre

el nivel del mar son atributos importantes que afectan la formacin del suelo. El

grado de inclinacin de la pendiente influencia la profundidad del suelo.

Las reas planas como los valles, las costas y las sabanas tienden a desarrollar

suelos ms profundos, que las zonas de pendiente. Es importante resaltar que

el material parental, el clima, el tiempo, la topografa y los procesos biticos

intervienen para formar los suelo.

En una montaa el clima es ms frio, los procesos bioqumicos y el ciclo de

nutrientes son ms lentos, que en las zonas bajas. Por lo tanto los suelos

sern probablemente superficiales, inestables debido a la pendiente y por

consiguiente no maduraran.