clase 05 - estratigrafia y sedimentacion.pdf

7/26/2019 Clase 05 - Estratigrafia y Sedimentacion.pdf

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Estratigrafía y

Sedimentación



Estratigrafía:

Etimológicamente significa descripción de los estratos, parte dela geología que estudia la disposición de los caracteres de lasrocas sedimentarias estratificadas.

Es la rama de la geología que trata del estudio e interpretaciónde las rocas sedimentarias estratificadas, y de la identificación,descripción, secuencia, tanto vertical como horizontal;cartografía y correlación de las unidades estratificadas de rocas.

D’Orbigny (1852) define la estratigrafía como el estudio de lasrocas asociados a su contenido fósil para determinar la edad elorden en tiempo geológico en la cual fueron formadas.

Estratigrafía y Sedimentación

http://es.wikipedia.org/wiki/Geolog%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Roca_sedimentaria

http://es.wikipedia.org/wiki/Estrato

http://es.wikipedia.org/wiki/Estrato

http://es.wikipedia.org/wiki/Roca_sedimentaria

http://es.wikipedia.org/wiki/Geolog%C3%ADa



PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA ESTRATIGRAFIA

Principio de la superposición de estratos

Principio del uníformismo y el actualismo

Principio de la sucesión faunística (sucesión biótica)

Concepto espacio para acomodar detrito

Unidad cronoestratigráfica

Unidad geocronológica

Un Intervalo

Estratigrafia y sedimentación



Principio del uniformismo y el actualismo

Estratigrafía y sedimentación

Se debe a Hutton, pero quienes mas lo divulgaron fueron Playfair yLyell. La frase original que lo enuncia es “el presente es la clave del

pasado”. (the present is the key to the past).

Algunos autores lo consideran como un solo principio que indica que losprocesos (físicos) que han tenido lugar a lo largo de la historia de laTierra, habían sido uniformes y semejantes a los actuales (continuos), y

como consecuencia el estudio de las condiciones actuales nos sirvenpara la comparación e interpretación de lo que ocurrió en el pasado.



Principio del uniformismo y el actualismo


•Uniformismo: las leyes y procesos naturales han permanecido uniformes alo largo del tiempo geológico.

• Actualismo: los fenómenos que hoy están actuando han producido losmismos efectos en el pasado.

•Sin embargo el uniformismo tal como fue enunciado no puede ser

totalmente aceptado, ha de ser corregido para permitir variaciones en elritmo e intensidad con que se han desarrollado los procesos geológicos. Unejemplo: es la atmósfera sin oxigeno que existía en el precámbrico, que nopermitía la vida.



Principio de la sucesión faunística


Se debe a Smith (siglo XIX), que por sus observaciones de la distribuciónde los fósiles en el tiempo, se permite enunciar este principio, según el cual

cada estrato, o grupo de ellos, pueden identificarse por su contenidobiológico, o en otras palabras, las capas que tienen el mismo contenido fósilson de la misma edad, aunque su litología difiera. Esto permite estableceruna correlación mas exacta al permitir una datación de los materiales¿cristalinos?



OTROS PRINCIPIOS


Horizontalidad original A la hora de la sedimentación los materiales, que mas tarde formaran los estratos, se depositaronhorizontal y paralelos a la superficie de deposito (originalmente horizontal).

Continuidad lateralLos estratos originalmente tienen continuidad lateral y terminan adelgazando en sus bordes. Laedad es la misma en toda al superficie del estrato.

Relaciones de corteCualquier sucesión estratigráfica cortada, es mas antigua que el material (o estrato) que lo corta.

Ejemplo: fallaSimplicidadSe debe a Ockttam, y dice que la teoría o hipótesis mas sencilla es la que da la mejor explicacióna los hechos.




•Una unidad estratigráfica es el conjunto de estratos y de rocasasociadas cuyas propiedades permiten diferenciarlo de otras.

A partir de las correlaciones entre varias series o secuencias estratigráficas, sepueden definir diversas unidades que sirvan para encuadrar en ellas lasconclusiones e interpretaciones conseguidas.

•Según que se atienda preferentemente al carácter litológico, paleontológico otemporal, se establecen las unidades litoestratigráficas, bioestratigráficas y

cronoestratigráficas respectivamente.

• Además, relacionadas con éstas últimas, aunque sin referirse a las seriesestratigráficas, se utilizan también las unidades geocronológicas, que sólo tienen encuenta el tiempo absoluto.

UNIDADES ESTRATIGRÁFICAS




•Los sedimentos clásticos se depositan en capas o estratos, cuya forma, tamaño yespesor dependen de:

Espacio disponible para la depositación, la geometría del espacio, eltamaño de las partículas y la energía del medio

•Todos los estratos están separados vertical y lateralmente por superficies deestratificación.

• Las superficies de estratificación representan períodos cortos de tiempo durante

los cuales se interrumpió el proceso sedimentario-depositacional. Por lo tanto los

planos de estratificación o superficies de estratos se consideran superficies detiempo.

• La extensión lateral de un estrato es limitada. Un estrato se puede adelgazar o

acuñarse lateralmente, sin dejar registro del tiempo de la depositación en la zonade acuñamiento.

PRINCIPIOS DE ESTRATIGRAFIA




• Los sedimentos que caracterizan internamente a un estrato, pueden gradar

lateralmente a otro tipo de sedimento dentro del mismo estrato.

• Algunas combinaciones de ambientes depositacionales producen discontinuidadesabruptas en estratos de similar contenido de sedimento: arenas y lutitas fluviales deun canal cortadas por otras arenas de otro canal encima. Caso contrario ocurre enlas cuencas marinas profundas, donde las lutitas pelágicas tienen mayorcontinuidad.

• La extensión lateral de los estratos es generalmente mucho más grande lateral que

verticalmente.

PRINCIPIOS DE ESTRATIGRAFIA




Algunos ejemplos de laminación y estratificación según Ricci Luchi (1970)

Tipos de terminaciones laterales de estratos: A. cuña; B. biselada invertida; C. biselada normal; D. digitizada; E. truncada.( Corrales et al ., 1977)



Clasificación de las unidades estratigráficas


Resumen de categorías y términos utilizados en la clasificación estratigráfica. (Tomado de Hedberg, 1976)




Clasificación de las unidades estratigráficas. (Mendoza, 2005)




Unidades litoestratigráficas.

Son unidades establecidas a partir de los caracteres litológicos de la sucesiónestratigráfica. Son las más utilizadas ya que muestran una gran objetividad. La principallimitación que presentan, es su relativa extensión lateral en el caso de correlaciones a

grandes distancias.

Como estas unidades están condicionadas por los ambientes sedimentarios, al variaréstos lateralmente, en un mismo período de tiempo, hacen que varíen las característicaslitológicas y por ello, la extensión que abarca una misma unidad litoestratigráfica estásiempre limitada en el espacio.

De menor a mayor categoría estas unidades se denominan:

capa, miembro, formación –unidad básica- y grupo, comprendiendo cada una de ellas alas anteriores.




FORMACIÓN: unidad litoestratigráfica fundamental. Consiste en un cuerpo rocosotridimensional con homogeneidad litológica. Criterios para su definición:

a. que sea cartografiable: ¿escala?b. que su litología sea lo más homogénea posible: ¿a qué escala?.

MIEMBRO: unidad litoestratigráfica de rango inferior a la formación. Tiene propiedadeslitológicas que la distinguen de las partes adyacentes de la formación

CAPA: unidad formal de menor jerarquía. Su espesor puede abarcar desde 1 cm a variosmetros

GRUPO: unidad litoestratigráfica de mayor rango. Está constituida por dos o másformaciones.




Unidades litoestratigráficas




Cuadro de nombres de las unidades litoestratigráficas del Cretácico en Venezuela, tomado de Gonzales de Juana et al (1980).




Unidades bioestratigráficas.

• Son unidades establecidas a partir de las características paleontológicas quepresentan las rocas estratificadas.

•Son bastante objetivas, pues se fundamentan en la presencia física de losdiferentes taxones. Las ventajas que ofrecen están ligadas a los parámetrostiempo y espacio, pues al basarse en la evolución, no son repetitivas y cubren unespacio que puede llegar a ser la totalidad de la superficie de la Tierra.

• La principal limitación consiste en que están subordinadas a la presencia defósiles por lo que cubren bien sólo el Fanerozoico y aún así, existen materialesazoicos en los que no es posible realizar ninguna división bioestratigráfica.

•El término fundamental es la zona o biozona, pudiendo presentarse varios tiposcomo acrozona, cenozona, etc..




BIOZONACuerpo de roca caracterizado por la presenciade uno o varios elementos diagnósticos fósiles,del (o los) cuales) recibe su nombre.

Biozona de Intervalo:¸Basada en un taxón¸Superposición de rangos de tos taxones¸Primeros registros¸Últimos registros¸Parte del rango de un taxón determinado por elde otrostaxonesBiozona de Apogeo: abundancia de un taxón ogrupos de taxones




• Las unidades cronoestratigráficas dividen la Columna Estratigráfica basándose enel tiempo y se refieren a los estratos que se han depositado durante un tiempodeterminado, son por lo tanto unidades materiales y tangibles (estratos).

• Es muy difícil en su descripción separarlas de las unidades geocronológicas; sinembargo éstas no se consideran unidades estratigráficas propiamente dichas y sondivisiones intangibles puramente temporales. Ambas unidades son inferidas, ya quese deducen de observaciones previas realizadas.

• Son las unidades fundamentales, ya que a través de ellas se llega a la finalidad deltrabajo puramente estratigráfico, es decir, al encaramiento de las observacionesdentro de la columna estratigráfica general y por lo tanto correlacionable en todo elmundo.

•Son las usadas para el establecimiento de la escala de tiempo geológico.

Unidades cronoestratigráficas



Estratigrafía y sedimentaciónUnidades cronoestratigráfica. Corresponde a un cuerpo rocoso que se acumulo en unintervalo de tiempo geológico especifico. Un volumen de roca sedimentaria ymetasedimentaría que tiene extensión lateral finita y un espesor lateralmente variable y quese acumulo en un intervalo de tiempo geológico especifico .

Unidades geocronológica. es un intervalo de tiempo especifico de la historia de la tierra,en el cual ocurrieron diferentes eventos en el planeta.

Las unidades geocronológicas son divisiones de tiempo utilizadas en geología histórica paraformar la escala temporal geológica. La unidad básica es la edad, y se agrupan, en orden

creciente de duración, en épocas, periodos, eras y eones.

Unidad Cronoestratigráfica Unidad Geocronológica

SuperiorMedioInferior

TardíoMedioTemprano




Unidad Cronoestratigráfica Unidad Geocronológica

SuperiorMedioInferior

TardíoMedioTemprano

CRONOESTRATIGRÁFICAS: cada uno de los volúmenes de rocas estratificadas diferenciadaspor su edad. Delimitadas por horizontes cronoestratigráficos (isocronos). Tangible.

GEOCRONOLÓGICAS: cada una de las unidades de tiempo geológico correspondientes a lasunidades cronoestratigráficas. Abstracto

GEOCRONOMÉTRICAS: división del tiempo geológico cuyos límites han sido elegidosarbitrariamente, no mostrando relación alguna con las unidades cronoestratigráficas. Numéricas




Unidades Cronoestratigráficas y unidades geocronológicas





Límites, definición, edades, areas tipo y marcadores temporalesLas edades que delimitan a estas unidades han cambiado por un conocimiento delas secuencias y los avances en las técnicas de datación




The difference between rock-stratigraphic units (left) and time-stratigraphic units (right). In this illustration the rockstratigraphic units, along with their lithostratigraphic correlation, are scaled to stratigraphic thickness, as they would beobserved in a field study. When these same sections are portrayed as time-stratigraphic units (and organized according tothe time intervals over which they were deposited), however, the character of their comparative relations (both inter-sectional

and intra-sectional, as well as their inter-section correlations, change.




Unidades Magnetoestratigráficas. Su registro paleomagnético:[unidad básica: zona de polaridad ‐normal, inversa, mixta‐]

Unidades Pedoestratigráficas. Horizontes de paleosuelosdesarrollados sobre rocas: [unidad básica: geosol]




Ilustración de las diferencias de posición de los niveles o líneas de cambio de las diversaspropiedades o atributos de los estratos en una sección estratigráfica. (Hedberg, 1976)




Relaciones entre las unidades litoestratigráficas, bioestratigráficas y cronoestratigráficas(Corrales et al., 1977)




Diversas metodologías se desarrollaron para conocer la edadde la Tierra y la magnitud del tiempo geológico

•Cronología de registros documentales, James Usher (1650) 4004 AC

Salinidad del Océano, Edmund Halley (1715), John Joley (1899) 90 Ma

•Principios Estratigráficos: Tiempo relativo

+ Axiomas (horizontalidad original, superposición continuidad lateral,relaciones corte, Nicolas Steno (1668), Charles Lyell (1830)

+ Uniformismo, James Hutton (1785)

+ Sucesión faunística, William Smith (1815)

•Velocidad de sedimentación 3 Ma ‐ 1,500 Ma•Velocidad de evolución de los organismos, Lyell (1830) 80 Ma inicio Cz

•Velocidad de enfriamiento de la Tierra, Lord Kelvin (1890's) 100/24‐ 40 Ma

•Radioactividad como reloj, Becquerel, 1896; Rutherford, 1905; Bottwood,

1907; espectrometría de masas 1950. 4560, 4540 4530, 4350 , 4030Ma

Tiempo Geológico y Unidades Cronoestratigráficas

E t ti fí di t ió




Correlación Estratigráfica

•Relación de equivalencia entre las propiedades físicas, químicas, paleontológicas o temporales de un estrato o conjuntode estratos. Por lo general la correlación basada en tiempo geológico o correlación cronoestratigráfica, tiene mayor

connotación que cualquier otra propiedad. En geología y específicamente en estratigrafía, no basta con conocer el origen yel desarrollo de algún fenómeno en particular (el “como” o el “por que”), si no se conoce “cuando” sucedió.

• A escala de registros de pozos y de interpretación sísmica los estratos pueden ser correlacionados para definir unidades cronoestratigráficas.

• La escala de interpretación y de correlación cronoestratigráfica está limitada a la disponibilidad, abundancia y distribución areal de la información geológica. Por lo cual una combinación de información de afloramientos,registros de pozos y sísmica, es ideal para la comprensión de la evolución depositacional de una cuenca.

• La correlación cronoestratigráfica de estratos usando perfiles de pozos depende en gran medida de la continuidad de los tipos litológicos y de las propiedades físicas dentro de los estratos.

E t ti fí di t ió




Correlación Estratigráfica

• La correlación sísmica ofrece una visión más amplia de las unidades cronoestratigráficas en

sedimentos discontinuos, que la correlación de pozos, pero la resolución sísmica para estratos ypaquetes de poco espesor es limitada en comparación a los registros de pozo. Las dos herramientasanteriores deben usarse juntas para correlación cronoestratigráfica. El inconveniente es que losestratos individuales delgados observados en los registros deben ser amarrados con precisión a lassecciones sísmicas. Sin embargo, existen maneras de solucionar dicho inconveniente.

• A partir de lo discutido anteriormente se desprenden algunas implicaciones importantes referente a

los estratos:

-Las superficies de estratos pueden representar diferentes cantidades de tiempo de un lugar a otro

-También representan por lo menos pequeñas unidades de tiempo en su entera extensión.

- El concepto de superficies de estratos depende completamente de la escala de tiempo y de laescala de roca bajo consideración.

E t ti fí di t ió




CorrelaciónEstratigráfica

Correlacionar es mostrar la correspondencia en caracteres y en posic ión

est rati g ráfic a (ISSC, 1980; Reguant , 2001)

Criterios de correlación:

1. Físicos: geométricos, litológicos, paleomagnéticos, radiométricos, geofísicos,teledetección.

2. Biológicos: basados en la presencia de fósil guía o deasociaciones de fósiles.

Gráficos de correlación:

1. De columnas2. Gráfico de Shaw3. Diagramas mixtos: columnas + datos geofísicos4. Cuadros de correlación

5. Panel de correlación

E t ti fí di t ió




Ejemplos de correlación litoestratigráfica (arriba) y cronoestratigráfica (abajo). (Corrales et al.,

1977)





Correlación estratigráfica en la cuenca de Turingia, Alemania





Discontinuidades Estratigráficas

•Son interrupciones en el proceso depositacional que implican una ausencia de registro material(tangible) y por consiguiente de tiempo geológico (intangible pero cuantificable).

• Los planos de estratificación son las discont inuidades más elementales de la naturaleza.Son detectables fácilmente por rasgos geométricos (angularidad) entre sucesiones de estratos,por evidencias de erosión y/o niveles de mineralizaciones entre dichas sucesiones.

• El intervalo de tiempo en el cual no ha habido depositación se denomina hiatus o h iato .

•Si la ausencia de sedimentos es debido a erosión y parte de los materiales de la sucesión másantigua han sido erosionados, el intervalo de tiempo ausente se denomina laguna.

•El espesor de sedimentos erosionado en términos de tiempo geológico se denomina vacío

erosio nal .





Discontinuidades Estratigráficas

• Por razones prácticas el término hiatus es el más usado para expresar ausencia de

tiempo geológico / sedimentación

• De acuerdo a su geometría, se pueden dividir en: paralelas o angulares. Lasdiscontinuidades paralelas son: la diastema, la paraconfo rmidad y la

disconformidad. Las discontinuidades angulares son las discordanc ias

El termino discordanc ia fue propuesto ´ por ´ primera vez por James Hutton en

1787 observada en Jedburgh 1787 y en 1788 en Siccar Point, Escocia





Discordancia de Hutton en Siccar Point,

Discordancia de Hutton en Jedburgh

Discontinuidades Estratigráficas (Discordancia)





Discontinuidades Estratigráficas (Discordancia)





PRINCIPALES DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS

No Erosivas

Paraconformidad: Es la discontinuidad estratigráfica en la que se mantiene el paralelismo entre losmateriales inferiores y superiores, y la superficie es como un plano de estratificación, sin que sea necesaria laexistencia de señales de erosión. Se interpreta como una interrupción de la sedimentación durante un tiempo máso menos largo. Lo más frecuente es encontrar las paraconformidades en sedimentos marinos, pues es donde seconjugan más fácilmente las condiciones necesarias para generar este tipo de discontinuidad. La Diastema es uncaso de paraconformidad cuya duración de tiempo es muy corta y difícil de determinar. El mejor ejemplo de unadiastema son las superficies de Estratificación

EROSIVAS

Disconformidad: Es la discontinuidad estratigráfica en la que los materiales inferiores y superiores a la discontinuidadmantienen un paralelismo, pero la superficie de interrupción es una superficie de erosión. La disconformidad lleva consigouna interrupción de la sedimentación y un proceso erosivo, sin que por ello la zona haya sufrido ningún movimiento que alterela inclinación original de los estratos anteriores a la Discontinuidad.

Discordancia (unconform ity) : es la discontinuidad estratigráfica en la que los estratos inferiores y superiores a ladiscon t inuidad mant ienen angular idad y la superficie de interrupción es una superficie de erosión. La angular idad entreambas secuencias sugiere la influencia de tectonismo y deformación que levanta e inclina la secuencia, lo que favorece laacción y efectos de la erosión. Dependiendo si la erosión ha peneplanado los materiales inferiores, la discordancia sedenomina f iniero siva. Si la superficie de erosión delínea relieve preexistente, esta se denomina discordanc ia con

paleorel ieve .

Inconform idad (noncon formity) : cuando un conjunto de estratos sedimentarios descansa sobremateriales ígneos o metamórficos (basamento común de las cuencas sedimentarias).




Tipos de discontinuidades estratigráficas. Entre las discordancias: A. es finierosiva y B. conpaleorelieve. (Corrales et al., 1977)




Discordancia Angular, FM. Misoa (Eoceno), FM. Isnotu (Mioceno), Carretera El Venado, estado Zulia.

Discordanciadel Eoceno




GR (µr/h)_1

0.00 35.0

333.0

761.0

500.4

974.4

5 0 0

273.5

1319.5

5 0 0

285.5

1038.5

333

329329

202

329

221

228

236

245

329329

263

329

275

279

290

303

317 298

181

313

196

203

209

225

298298298298298298298

243

298

255258

270

282

298

-262

-111

-166

-115

-152

-204

-243

-238

-229

-219

-115

-138

-126

-121

-115

-138

-193-190

-179

-166-166

-225

-219

-213

-199

-181

-91

-131

-116

-103

-95

-87

-241

-91

-141

-91

-116

-169

-164

-155

-141-141

CV1

CV1CV1

CV2

CV2

CV2

CV3

CV3

CV3

CV4

CV4

CV4

CV5

CV6

CV5

CD1

CD2

CH1

smS

su

su

CH2

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CV6

CV7

CV8

CV9

CH3

CV5

CV8

CV9

CV8

CV9

CV10 ?

CV11 ?

CV7

Volpriehausen –Sandstein

Volpriehausen-Wechselfolge

Volpriehausen-Aviculaschichten

Detfurth-Sandstein

Detfurth-Wechselfolge

Hardegsen –abfolge 1



so

su

.

.

.

.

.

.

.

.

Kud 3 Kud 2 Mh 31 Mh 275528 m 16820 m 836 m

GR (cps )

0 65

smSsmS

H-unconformity

W E

W

E

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