CONCEPTOS BSICOS PARA LA DESCRIPCIN DE DEPSITOS RECIENTES DE ORIGEN SEDIMENTARIO

Por Gelogo Roberto Terraza

Enero de 2009

El propsito fundamental de este documento es suministrar criterios bsicos para la descripcin macroscpica de depsitos recientes de origen sedimentario, con el objetivo de que el personal de cartografa geolgica del instituto, as como sus contratistas, realicen de manera estandarizada la descripcin de este tipo de unidades litoestratigrficas; esto permite que se adquiera la informacin estratigrfica suficiente para lograr un buen conocimiento de estas unidades y poder definir sus caractersticas faciales, ambientes de sedimentacin, reas fuente, relacin con otras unidades y variaciones regionales, aspectos fundamentales para la cartografa y evolucin geolgica de una regin. La informacin recopilada en el terreno debe ser lo ms objetiva posible, libre de ambigedades e interpretaciones subjetivas, con lo cual se garantiza la pureza del dato geolgico y permite diversos puntos de vista sobre la gnesis y procesos geolgicos que dieron lugar a los depsitos recientes. Los anexos 14 y 15 muestran un formato para toma de informacin estratigrfica de depsitos recientes en campo con su correspondiente texto explicativo (convenciones). DEFINICIN DE ALGUNOS ATRIBUTOS BSICOS Fundamentalmente la diferencia entre la descripcin macroscpica y microscpica de depsitos recientes de origen sedimentario est en las herramientas utilizadas para realizar dicha descripcin. En la descripcin macroscpica se utilizan los aspectos visibles a simple vista o con la lupa de mano de 10 aumentos. En la descripcin microscpica se pueden utilizar lupas binoculares (con aumentos de hasta 400 veces), microscopios petrogrficos (con aumentos de hasta 1000 veces) o el microscopio electrnico (que puede lograr magnificaciones de varios miles de veces). En consecuencia, los atributos tanto para anlisis macroscpico o microscpico sern los mismos, la diferencia radica en el nivel de observacin, p.e., con el microscopio petrogrfico podramos saber si el cuarzo es policristalino, monocristalino o que muestra algn tipo de microdeformacin, mientras que con el anlisis macroscpico solo podramos saber que se trata de cuarzo.

A continuacin se hace una compilacin de los atributos ms importantes que permiten una adecuada descripcin macroscpica de cualquier depsito reciente de origen sedimentario. Descripcin macroscpica (sinnimo de Propiedad megascpica):

identificacin de los aspectos texturales y composicionales de las rocas o depsitos sedimentarios a simple vista o con la ayuda de lupa de mano de 10x o lupa binocular. Adicionalmente se pueden utilizar algunas sustancias qumicas como HCl, HNO3 o molibdato de amonio para saber cualitativamente si las rocas contienen carbonatos o fosfatos.

Descripcin microscpica: identificacin de los aspectos texturales y composicionales de las rocas o depsitos sedimentarios con el microscopio petrogrfico o con la ayuda del microscopio electrnico.

Textura: hace parte de la fbrica de las rocas o depsitos sedimentarios y se refiere a la forma en que las partculas (granos) o cristales que conforman las rocas o los sedimentos se orientan y se empaquetan. Existen dos tipos de textura (Williams et al., 1954): No clstica y Clstica; la primera se refiere a aquellas texturas cuyos materiales se originaron por precipitacin qumica o biolgica o por recristalizacin; la segunda textura se refiere a materiales en forma de fragmentos, partculas o granos depositados mecnicamente. La orientacin y empaquetamiento junto con el tamao de grano o cristal, la forma y la redondez de partculas, constituyen los aspectos texturales ms importantes de las rocas o depsitos sedimentarios (Flgel, 1982).

Homogeneidad de la roca o depsito: se refiere a las variaciones en tamao de grano, composicin, orientacin, forma y empaquetamiento de las partculas o cristales que conforman las rocas o el depsito sedimentario, lo que da origen a las estructuras sedimentarias y a la estratificacin (Pettijohn et al., 1973) (Anexo 1A, 1B, 1C, 3).

Tipo de roca o depsito: es la agrupacin en diferentes clases que se hace de las rocas o depsitos sedimentarios de acuerdo a una propiedad especfica de ellas, como el tamao de grano, composicin mineral u origen (Anexo 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F).

Estructuras sedimentarias: son caractersticas inherentes de las rocas y depsitos sedimentarios que se producen principalmente por variaciones en el tamao de grano o cristal y en menor proporcin por variaciones en la composicin de la roca (Pettijohn et al., 1973). Junto con las texturas sedimentarias conforman la fbrica de las rocas o depsitos sedimentarios.

Grado de bioturbacin: es el porcentaje de rea en un perfil vertical en el cual la estratificacin de las rocas o depsitos sedimentarios ha sido destruida por organismos (Reineck & Singh, 1980) (Anexo 3).

Grado de meteorizacin: es un trmino cualitativo que expresa el estado de alteracin o meteorizacin de una roca desde el estado fresco hasta que la roca se ha convertido en suelo (Geological Society of London, 1990) (Anexo 4).

Color: es la impresin que los rayos de luz reflejados por un cuerpo producen en el sensorio comn por medio de la retina del ojo. El color de los sedimentos est controlado principalmente por el ambiente qumico bajo el cual ellos fueron depositados (Reineck & Singh, 1980). Se determina con la carta de colores para roca distribuida por Geological Society of America.

Prueba de carbonatos: es una sencilla prueba qumica que consiste en atacar la muestra con HCl al 10% para saber de una forma cualitativa si la roca posee o no carbonatos. La intensidad y velocidad de la reaccin qumica da una idea de la cantidad y tipo de carbonatos presentes en la muestra.

Prueba de fosfatos: consiste en identificar el elemento Fsforo mediante una sencilla prueba qumica que consiste en aadir HNO3 a la muestra, dejar actuar el cido y agregar Molibdato de Amonio en exceso. Si hay Fsforo, se producir un precipitado de color amarillo de Fosfomolibdato de Amonio.

Tamao de grano o partcula: existen diversas definiciones de tamao de partcula, pero la gran mayora de definiciones utilizan como patrn de referencia el dimetro de una esfera en diversas condiciones; otras utilizan la longitud de la arista de un cubo. Algunas de estas definiciones son (Allen, 1968 en: Pettijohn et al., 1973): El dimetro de una esfera que posee la misma rea superficial que la de la partcula; el dimetro de una esfera que posee el mismo volumen que el de la partcula; el dimetro de una esfera que posee la misma resistencia al movimiento que el de la partcula en un fluido con la misma viscosidad y velocidad; apertura mnima en un tamiz a travs de la cual la partcula pasa. En secciones delgadas el tamao de grano est definido por la medida del dimetro mximo aparente del grano, partcula o cristal o por la determinacin de un crculo con la misma rea que el grano (Flgel, 1982) (Anexo 5 y 6).

Tamao de grano o partcula promedio: corresponde al tamao que ms frecuentemente aparece en la muestra. El mtodo ms rpido y prctico para la calcular el tamao promedio de partcula con secciones delgadas es el mencionado por Selley (1976) con la siguiente frmula:

Tamao promedio 2d/n N

Donde n es el nmero de granos atravesados por el retculo del microscopio, d es el dimetro del campo visual y N es el nmero total de campos visuales contados.

Rango de tamao de grano o partcula: corresponde al tamao mnimo y mximo de partcula observado en la muestra.

Forma de granos o partculas: es el aspecto geomtrico que posen las partculas (Krumbein & Sloss, 1963) (Anexo 7).

Esfericidad de granos o partculas: la esfericidad es un parmetro cuantitativo que mide que tanto se aleja un cuerpo de la equidimensionalidad (Pettijohn et el., 1973). Est relacionada con la proporcin entre el largo y el ancho de las partculas. Cuando el largo es mayor que el ancho se dice que la partcula es elipsoidal y cuando son similares se dice que es esfrica (Anexo 7).

Redondez de granos o partculas: es un parmetro cuantitativo que est relacionado con la curvatura de las esquinas de una partcula (Pettijohn et al., 1973). Cuando las esquinas y bordes de una partcula son agudos se dice que la partcula es angular y si no lo son se dice que es redondeada (Anexo 7, 8).

Seleccin o calibrado de granos o partculas: se refiere a la uniformidad en el tamao de grano de las partculas sedimentarias. Muestra el nmero y porcentaje de las diferentes fracciones de tamaos de grano representadas en una mezcla de granos (Flgel, 1982). Si una roca posee partculas con tamaos similares se dice que est bien seleccionada; si por el contrario existe una mezcla de partculas con diversos tamaos se dice que est mal seleccionada (Anexo 9).

Lodo-soportada o Matriz-soportada: es un tipo de fbrica en el cual las partculas de mayor tamao flotan en un armazn o soporte de lodo o material finogranular; generalmente las partculas no se tocan unas con otras (Flgel, 1982).

Grano-soportada o Clasto-soportada: es un tipo de fbrica en el cual las partculas se soportan una con otra, similar a una pila de granos de arena (Flgel, 1982).

Contacto entre granos: es la relacin espacial grano a grano existente en la fbrica de las rocas o depsitos sedimentarios. Para describir estas relaciones se aplican trminos cualitativos como p.e. contacto flotante (cuando las partculas no se tocan unas con otras) (Anexo 10).

Cemento: es un precipitado qumico posterior al depsito de los sedimentos que llena los intersticios entre los granos y la matriz (Krumbein & Sloss, 1963).

Matriz: son las partculas ms finas que llenan los intersticios entre las partculas ms grandes (Krumbein & Sloss, 1963).

Porosidad: es la medida del espacio ocupado por los poros en una roca o depsito sedimentario (Krumbein & Sloss, 1963).

Madurez textural: es el estado en el cual una arena est libre de arcilla intersticial y adems est bien seleccionada y bien redondeada (Folk, 1951) (Anexo 11).

Composicin mineral: es el porcentaje en volumen de los distintos minerales que conforman un sedimento u roca sedimentaria. Se puede calcular aproximadamente mediante grficos de estimacin visual de partculas (Anexo 12).

Minerales terrgenos: son aquellos minerales derivados de la erosin de reas terrestres localizadas por fuera de la cuenca de depositacin (Folk, 1974), como p.e. cuarzo, micas, feldespatos, circones, etc.

Granos o partculas aloqumicas: son aquellos constituyentes de las rocas o depsitos sedimentarios que se han formado dentro de la cuenca de depositacin, pero que en su mayora han sufrido algn tipo de transporte (Folk, 1974), como p.e. intraclastos, oolitos, bioclastos, pellets u oncolitos.

Diagnesis: son todos los cambios postdepositacionales de los sedimentos (Krumbein & Sloss, 1963) (Anexo 13).

BIBLIOGRAFA FOLK R.L., 1951. Stages of textural maturity in sedimentary rocks. Journal of

Sedimentary Petrology, Vol. 21, p. 127-130. __________, 1974. Petrology of sedimentary rocks. Hemphill Publishing Co.,

Austin, Texas. FLGEL E., 1982. Micofacies analysis of limestones. Ed. Springer-Verlag,

Berlin- Heidelberg-New York. GEOLOGICAL SOCIETY OF LONDON, 1990. Tropical residual soils:

Geological Society Engineering Group Working Party Report. Quaterly Journal of Engineering Geology. Geological Society of London, Vol. 23, No. 1, p. 4-101.

KRUMBEIN W.C. y SLOSS L.L., 1969. Estratigrafa y sedimentacin. Ed.

Uteha, Mxico. PETTIJOHN F.J., POTTER P.E. and SIEVER R., 1973. Sand and sandstones.

Ed. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York. REINECK H.E. and SINGH I.B.,1980. Depositional sedimentary environments.

Ed. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York.

ROCK-COLOR CHART, 1979. Prepared by The Rock-Color Chart Committee. Distributed by Geological Society of America, Boulder.

SELLEY R.C., 1976. An introduction to sedimentology. Ed. Academic Press.

London-New York-San Francisco. WILLIAMS H, TURNER F. J. and GILBERT G.M., 1954. Petrography-an

introduction to the study of rocks in thin sections. Ed. W. H. Freeman & Co., San Francisco.

ANEXO 5

ESCALA DE WENTWORTH PARA TAMAOS DE PARTCULAS (Tomado de Krumbein & Sloss, 1969)

LMITES DE GRADO

(Dimetros en mm)

NOMBRE

LMITES DE GRADO

(Dimetros en mm)

NOMBRE

Ms de 256 Canto rodado 1/2-1/4 Arena mediana

256-128 Guija grande 1/4-1/8 Arena fina

128-64 Guija pequea 1/8-1/16 Arena muy fina

64-32 Guijarro muy grande

1/16-1/32 Limo grueso

32-16 Guijarro grande 1/32-1/64 Limo mediano

16-8 Guijarro mediano 1/64-1/128 Limo fino

8-4 Guijarro pequeo 1/128-1/256 Limo muy fino

4-2 Grnulo 1/256-1/512 Arcilla gruesa

2-1 Arena muy gruesa 1/512-1024 Arcilla medina

1-1/2 Arena gruesa 1/1024-1/2048 Arcilla fina

ANEXO 6

ESCALA DE TAMAOS DE GRANO PARA ROCAS CALCREAS (Tomado de Folk, 1959)

Transported Constituents

Authigenic Constituents

64 mm Very coarse calciruditeExtremely coarsely crystalline

16 mm Coarse calcirudite 4 mm Medium calcirudite 4 mm

1 mm Fine calcirudite Very coarsely Crystalline 1 mm

0,5 mm Coarse calcarenite Coarsely crystalline

0,25 mm Medium calcarenite 0,25 mm

0,125 mm Fine calcarenite Medium crystalline

0,062 mm Very fine calcarenite 0,062 mm

0,031 mm Coarse calcilutite Finely crystalline 0,016 mm Medium calcilutite 0.016 mm 0,008 mm Fine calcilutite Very finely

crystalline

0,004

mm

Very fine calcilutite 0,004 mm

Aphanocrystalline

Constituyentes transportados:

oolitos, intraclastos, fsiles y pellets

Constituyentes autignicos:

minerales qumicamente precipitados como esparita, micrita o productos de

recristalizacin y reemplazamiento

ANEXO 11

ESTADOS DE MADUREZ TEXTURAL PARA ROCAS SILICICLSTICAS( Con base en Folk, 1974 )

MADUREZ TEXTURAL

CONTENIDO DE MATRIZ

SELECCIN REDONDEZ

Inmaduro

Submaduro

Maduro

Supermaduro

> 5 %

< 5 %

< 5 %

< 5 %

No aplica

Muy mala,

mala o moderada

Buena o muy

buena

Buena o muy buena

No aplica

No Aplica

Angular o subangular

Bien redondeado, redondeado o

subredondeado

ANEXO 13

PRINCIPALES PROCESOS DIAGENTICOS EN ROCAS CALCREAS Y SUS EFECTOS SOBRE LA POROSIDAD ( Tomado de Selley, 1976 )

PROCESO DIAGENTICO EFECTO SOBRE LA POROSIDAD

CRISTALIZACIN O CEMENTACIN DECRECIMIENTO DE LA POROSIDAD PRIMARIA

DECRECIMIENTO DEL 8 % DE LA POROSIDAD PRIMARIA

AUMENTO DEL 13 % EN LA POROSIDAD PRIMARIA

DECRECIMIENTO DEL 13% EN LA POROSIDAD

PRIMARIA

NO HAY CAMBIO

INCREMENTO EN LA POROSIDAD SECUNDARIA

( Tipo mldica y "vuggy" )

DECRECIMIENTO EN LA POROSIDAD PRIMARIA

NO HAY CAMBIO

Aragonito a Calcita

Calcita a Dolomita

Dolomita a

Calcita

POLIMORFISMO

( Reemplazamiento de carbonato preexistente )

RECRISTALIZACIN ( Sin cambio en mineraloga, p.e. calcita a calcita)

NEOMOR-FISMO

LIXIVIACIN

RELLENO DE POROS POR CALCEDONIA

REEMPLAZAMIENTO DE CARBONATO POR SLICE

SILICIFICA-CIN

ANEXO 14

FORMATO PARA TOMA DE INFORMACIN ESTRATIGRFICA DE DEPSITOS RECIENTES EN CAMPO

ANEXO 15

CONVENCIONES PARA EL FORMATO DE TOMA DE INFORMACIN ESTRATIGRFICA DE DEPSITOS RECIENTES EN CAMPO

Muestra: macrofsiles RT-127f pal inologa RT-127p ceniza volcnica RT-127cv material orgnico RT-127mo foraminferos RT-127fo Espesor capas: < 1 cm (muy delgada: md) 1-10 cm (delgada: d) 10-30 cm (media: m) 30-100 cm (gruesa: g) > 100 cm (muy gruesa: mg) Espesor lminas: < 1 mm (muy delgada: md) 1-3 mm (delgada: d) 3-10 mm (media: m) 10-30 mm (gruesa: g) > 30 mm (muy gruesa: mg) Tipo contactos: neto: ne (< 1 cm) gradado: gr (1-2 cm) Geometra o forma de contactos: irregular: ir) (plano: pl) (ondulado: on) Geometra o forma de capas: tabular: ta cuneiforme: cu subtabular: sta canaliforme: ca Seleccin: muy buena: mb buena: b moderada: mo mala: m muy mala: mm Redondez: Angular: a Subangular: sa Subredondeado: sr Redondeado: r Bien redondeado: br Esfericidad: esfrico: e subesfrico: se subelongado: sel elongado: el Icnofsiles: madrigueras verticales: mv

madrigueras subhorizontales: msh madrigueras horizontales: mh bioturbacin por races: bra Tipo fsiles: ostreidos: os

foraminferos: fo gastrpodos: ga restos de peces: rp restos de plantas: rpl erizos: er restos de cangrejos: rc otros lamelibranquios: ol Disposicin fsiles: homognea gradada base gradada techo no gradada base no gradada techo Orientacin fsiles: paralela a la estratificacin (concordante) inclinada con la estratificacin (oblicua) en posicin de crecimiento Soporte roca: grano-soportada (gs) o clasto-soportada (cs) lodo-soportada (ls) o matriz-soportada (ms) Matriz: arcillosa: a limosa: li arenosa: ar lodosa: l gravosa: gr Accesorios: muscovita: mu glauconita: gla pirita: pi piroxenos: px anfboles: an feldespatos: fd biotita: bi zircn: zr Madurez: inmaduro (in): > 5% matriz submaduro (sm):