Sedimentación. Ambientes sedimentarios y
rocas sedimentarias
Ambientes sedimentarios
Lugar de la superficie terrestre donde se acumulan los sedimentos.
Los medios sedimentarios son:1. Continentales2. De transición o costeros3. Marinos
Continental
Costero
Marino
Medios continentales
La sedimentación en el medio continental se produce en un gran número de sitios diferentes.Podemos ordenarlos en aquellos que están relacionados con:1. El agua en estado líquido
• Medios fluviales• Abanicos aluviales• Medios lacustres
2. El agua en estado sólido• Medios glaciares y periglaciares
3. El viento• Medios eólicos-desérticos.
Abanicos aluviales
Están relacionados con los torrentes. Corresponden a los sedimentos que los torrentes de montaña depositan al final de sus recorridos. La formación geológica se llama cono de deyección y el sedimento abanico aluvial.Es una sedimentación detrítica con conglomerados, areniscas y lutitas, sin granoselección.
Medios fluviales
Son los valles de los ríos. La sedimentación se realiza en la llanura de inundación y en el cauce del río.Su sedimentación es detrítica. Existe granoselección, los materiales más gruesos cerca del cauce del río (ruditas y areniscas) y los más finos en la llanura de inundación(lutitas)
Laguna del Campillo
Medios lacustres
Los lagos son lugares de sedimentación de aguas continentales y de emergencia de aguas subterráneas.La sedimentación es:1. Detrítica en el borde del lago, con granoselección (más gruesos cerca de la orilla, más
finos lejos)2. Precipitación química y evaporitas en el interior del lago.
Medio glaciar
Sedimentación que se produce en las zonas glaciares.Sus sedimentos son detríticos, sin granoselección y reciben el nombre de morrenas.
Medio eólico-desértico
Relacionados con el viento. La sedimentación es detrítica con granoselección.Un depósito muy característico son las dunas.Los desiertos pueden ser de arena (erg) o de rocas (reg).
Erg
Reg
Medios costeros o de transición
Aparecen la zona que se encuentra entre el continente y el mar.Destacamos los siguientes medios:
1. Medios deltaicos.2. Medios de playa.3. Medios de isla barrera-lagoon.
Delta del Ebro
Medio deltaico
Dispuestos en las desembocaduras de los río.Zona de gran sedimentación detrítica, forman los deltas.Los sedimentos más abundantes son arenas y limos.Es una zona rica en nutrientes por lo que se desarrolla mucha vegetación.En las zonas emergidas de los deltas se favorece la acumulación de materia vegetal muerta y la formación de carbones.En las zonas sumergidas de los deltas puede haber acumulación masiva de plancton que podría originar petróleo.
Calabardina
Medio de playa
Este ambiente de sedimentación queda limitado por la acción del oleaje y las mareas.. Se delimitan tres zonas:1. Supralitoral: zona de playa siempre emergida.2. Litoral: influenciada por las mareas. Se diferencia en:
• Litoral superior: alcanza el nivel máximo al que llega el agua en marea alta o pleamar.
• Litoral inferior: alcanza el nivel más bajo al que llega el agua en marea baja o bajamar.
3. Infralitoral: siempre está sumergida.
En las playas el sedimento es detrítico tipo arena, gravillas y grava.
Mar menor
Medio isla barrera-lagoon
La sedimentación es detrítica, inicialmente de tipo arenas. Una vez formada la barra se favorece la precipitación química de carbonatos junto con la detrítica de limos.El sedimento se dispone formando una barra paralela a la costa que cierra de forma parcial o casi completa una porción de mar que antes estaba abierta.Forma las albuferas.
Medio de plataforma continental
Plataforma continental: porción del continente sumergido que tienen muy poca pendiente. Alcanza la profundidad de unos 150 m (zona fótica) y su extensión puede llegar a las 200 millas marinas.
Zona de gran acumulación de sedimentos junto con los medios costeros.Se diferencias dos tipos de medios de plataforma:1. Medios de plataforma carbonatada: se relacionan con los
arrecifes.2. Medios de plataforma detrítica: principalmente se
sedimentan detritos que provienen del continente.Medio de plataforma carbonatada
Talud continental: zona sumergida del continente que presenta una gran pendiente. Alcanza la máxima profundidad del medio marino, forma las fosas marinas en su unión con el fondo oceánico.
Los sedimentos que se encuentran en el talud continental están muy inestables por lo que caen con fuerza formando corrientes de turbidez.Los sedimentos son detríticos de tipo arenas y lutitas.
Medio de talud continental
Medio abisal Se dispone en los fondos abisales (las zonas más profundas en el mar).Tienen mu poca sedimentación.La mayor parte de la sedimentación abisal es silícea y proviene de los esqueletos de seres vivos como las diatomeas y radiolarios. Existe una pequeña porción de sedimento detrítico de gran muy fino como las arcillas.
Sedimentogénesis
Origen de los sedimentos
Formación del sedimento
Proceso de sedimentación
Formación del sedimento
Procesos geológicos externos que intervienen:1. Meteorización2. Erosión 3. Transporte
Los materiales definen sus características de:1. Selección2. Tamaño3. Redondeamiento4. Disolución5. Transformaciones 6. Alteraciones
Consecuencias
Proceso de sedimentación Sedimentación del material erosionado y transportado. Consiste en el traspaso de material de zonas elevadas (continentales) a zonas más
bajas, la cuencas sedimentarias (áreas marinas y lacustres)
Alteraciones de los materiales para ser estables. A lo largo de su recorrido los materiales que son transportados se encuentran con diferentes condiciones físico-químicas. Los materiales sufrirán alteraciones para ser estables en cada uno de los puntos en los que se encuentran.
Definición de sedimento: material sólido acumulado sobre la superficie terrestre (litósfera) derivado de las acciones de fenómenos y procesos que actúan en la atmósfera, en la hidrosfera y en la biosfera (vientos, variaciones de temperatura, precipitaciones meteorológicas, circulación de aguas superficiales o subterráneas, desplazamiento de masas de agua en ambiente marino o lacustre, acciones de agentes químicos, acciones de organismos vivos).
Procesos de formación
Sedimento detrítico
Proceso detrítico
Sedimento carbonatado (conchas, foraminíferos, etc)
Sedimento silíceo: radiolarios y diatomeas
Sedimento ferruginoso
Sedimento evaporítico
Proc
esos
quí
mic
os
Formación de una roca sedimentaria
Diagénesis o litificación: son los procesos de transformación de un sedimento en roca sedimentaria.
La diagénesis puede conllevar los siguientes procesos:1. Compactación2. Cementación3. Disolución4. Reemplazamiento
1. Silicificación2. Dolomitización
5. Recristalización
Compactación:1. Pérdida de volumen del sedimento por
reducción del tamaño de los poros que se encuentran entre los fragmentos.
2. Eliminación del aire y del agua que se encuentra entre los fragmentos.
3. Se produce por el peso de los materiales suprayacentes.
Cementación:1. El agua pasa entre los poros de las partículas
transportando sustancias.2. Las sustancias precipitan en los poros.3. Cristalizan en ellos y los rellenan, formando el cemento.4. Sustancias cementantes: carbonato cálcico, sílice, óxido
de hierro, arcilla y sulfato de cobre.
Disolución:1. Algunos minerales pueden disolverse
en agua.2. El agua es expulsada de los poros por
compresión de los materiales suprayacentes.
3. Se generan nuevos huecos entre los granos del sedimento.
Reemplazamiento:1. Reacción de algunos minerales del
sedimento con otros o con los que forman el cemento.
2. Formación de nuevos minerales.3. Ejemplos:4. Silicificación: el carbonato se sustituye por el
sílice.5. Dolomitización: el carbonato cálcico se
sustituye por carbonato de calcio y magnesio (dolomita).
Recristalización:Aparición de nuevos minerales de la misma composición química pero distinta forma y/o tamaño, a partir de algunos de los preexistentes.
Aspecto visual de una roca sedimentaria
En general las rocas sedimentarias presentan susfragmentos unidos por minerales microscópicos del grupo de las arcillas, excepto en las evaporitas. Después de la diagénesis podemos diferenciar las siguientes partes:• Trama o clastos: son las partículas, granos o fragmentos que forman la parte esencial y más
abundante de la roca.• Matriz: conjunto de partículas más finas que la trama, generalmente arcillosas, que se han
depositado en los poros de la trama.• Cemento: material cristalizado en los poros de la trama.
TRAMA o CLASTOS
Clasificación de las rocas detríticas
• Rocas detríticas: formadas por fragmentos de otras rocas o por minerales que han sido arrancados de las rocas (erosión) y transportados durante un trayecto largo para ser depositado en una cuenca de sedimentación.
• Rocas no detríticas: están formadas por sedimentos químicos, es decir, por cristales que están disueltos en agua y luego cristalizan o por restos de seres vivos.– Rocas carbonatadas.
• Rocas carbonatadas de origen químico.• Rocas carbonatadas de origen orgánico.
– Rocas silíceas.– Evaporitas.– Organógenas
Rocas detríticaFormadas a partir de fragmentos de roca o mineral de rocas preexistentes. Es decir, se forma a partir de rocas sedimentarias, metamórficas y magmáticas.
Roca preexistente
Erosión Transporte
Sedimentación
Cuenca sedimentaria
Sedimento
Diagénesis
Roca sedimentaria
Clasificación de las rocas detríticaLa clasificación se basa en:• El tamaño de los clastos en mm.• La forma de los clastos (redondeado o anguloso)• Cemento.
Tamaño del clasto en mm
Nombre del fragmento
Nombre del sedimento
Roca cementada Tipo de roca
> 64 Bloque Gravas ConglomeradoRuditas
64 y 2 Canto Gravilla Microconglomerado
2 – 0,5 Grano grueso Arena gruesa Arenisca Arenitas
0,25 – 0,06 Grano fino Arena fina
0,06 – 0,004 Limo LimolitaPizarras sedimentarias Lutitas
< 0,004 Arcilla Argilita
La clasificación es independiente de su composición mineralógica
Rocas
detríticas
Ruditas Rocas con clastos de un tamaño superior a los 2 mm.
Forma del clasto
Redondeado Anguloso
Pudinga Brecha
Clastos redondeados indican que han transporte de larga duración.
Clastos angulosos indican que han sufrido un transporte de poca duración.
Arenitas Rocas con clastos o fragmentos de 2 a 0,06 mm
Molasas: areniscas marinas. Su cemento es principalmente de caliza a veces combinada con cuarzo.
Ortocuarcitas : formadas por granos de cuarzo, a veces tienen cemento silícieo. En el campo son areniscas bien estratificadas.
Grauvacas: rocas generalmente oscuras formadas por fragmentos de rocas diferentes (granito, pizarras, rocas volcánicas…)
Arcosas: areniscas con granos de cuarzo que no están bien redondeados. Presentan un 25 % de feldespatos como mínimo. Aparecen junto a los macizos graníticos. En el campo son areniscas mal estratificadas.
Lutitas o pelitas Rocas formadas por minerales microscópicos.
Limolita: grano entre 0,16 y 0,004 mm. Formadas por micas, cloritas y minerales arcillosos.
Argilita: grano con un diámetro menor de 0,004 mm. Recibe nombres según el mineral de arcilla principal que la forme: caolínicas, montmorrillonita, etc.
Pizarra sedimentaria: formada por finas láminas con partículas menores a 2 µm.
Rocasno
detríticas
Rocas carbonatadas Tienen tres orígenes posibles:1. Cristalización directa de carbonatos en cuencas sedimentarias marinas.
Son las rocas carbonatadas de origen químico.2. Acumulación de restos de animales: conchas, caparazones, esqueletos,
etc. Son las rocas carbonatadas de origen orgánico.3. Una mezcla de ambos.
Mineral que forma las rocas carbonatadas
Calcita: mineral transparente de pero de muy diversos colores. Su fórmula química es CaCO3
Dolomita: mineral transparente de pero de muy diversos colores. Su fórmula química es CaMg(CO3)2
Trigonal Romboédrico a = b = c α = β = γ ≠ 90º
Calcita y dolomita son minerales isomorfos. En la dolomita la mitad del calcio es sustituido por magnesio.
Dependiendo del mineral que tengan se formará una roca u otra
Mineral calcita
Roca caliza
Mineral dolomita
Roca dolomía
Tipos de rocas carbonatadas:
1. Rocas carbonatadas de origen químico: se forman por precipitación de carbonatos sin intervención de los seres vivos.
1. Travertinos 2. Calizas oolítica y pisolíticas3. Calizas micríticas4. Margas5. Dolomías
2. Rocas carbonatadas de origen orgánico: se forman por la actividad directa de seres vivos o por la acumulación de sus esqueletos.
1. Calizas estromatolíticas2. Calizas arrecifales3. Lumaquelas o calizas conchífeas4. Calizas numulíticas o foraminíferas
Rocas carbonatadas de origen químico. Ejemplos.
Travertinos
Se forman porque el agua va cargada de bicarbonato y al evaporarse éste precipita.Forma las estalactitas y estalagmitas y los precipitados sobre plantas.
Calizas oolíticas y pisolíticas Calizas micríticas
La caliza precipita alrededor de los granos de arena. La precipitación origina formas esféricas si tiene un diámetro de:
• 2 a 3mm se llama caliza oolítica• >3 mm es la caliza pisolítica
Formadas por cristales microscópicos de calcita que proceden de la compactación de lodos y barros calizos.
Margas
Son una mezcla de caliza y arcilla
Dolomía
Parece ser que se forman de calizas en las que la mitad de los iones Ca se sustituyen por iones Mg. Este proceso se llama dolomitización.Son muy parecidas a las calizas y difícil de diferenciar a simple vista.
Rocas carbonatadas de origen orgánico. Ejemplos.
Estromatolitos
Se forman por la actividad de cianobacterias marinas. El precipitado se dispone en capas dándoles un aspecto bandado. A simple vista su aspecto es de formaciones fungiformes.Son las rocas sedimentarias más antiguas de la Tierra
Calizas arrecifales
Se forman por la acumulación del esqueleto de los corales que forman los arrecifes.
Lumaquelas
Calizas formadas por restos visibles de conchas de moluscos
Calizas de foraminíferos
Calizas formadas por restos visibles caparazones calcáreos de protozoos como los foraminíferos y los numulítidos
Anhidrita: formada por CaSO4
Rocas silíceas
Rocas sedimentarias no detríticas formadas por sílice. Se originan a partir del esqueleto o caparazones silíceos de radiolarios, diatomeas, esponjas, etc.
Evaporitas Se forman por el precipitado de sales que van disueltas en agua que se evapora
Yeso: formada por CaSO4 . 2H2O
La anhidrita es un sulfato de calcio deshidratado, por hidratación puede convertirse en yeso.
Halita: NaCl Silvina: KCl
Rocas cloruradas Las que tienen el ion cloruro en su composición
Rocas organógenas especiales
Carbón
Petróleo
¡¡¡¡¡¡Su origen no es mineral!!!!!!!
Carbón Rocas de color oscuro, ligeras y combustibles.
Existen 4 tipos de carbones que ordenados de menor a mayor poder calorífico son:1. Turba2. Lignito3. Hulla4. Antracita
Turba: se está formando actualmente, su yacimiento se denomina turbera. Se aprecian restos vegetales distinguibles en él. Su poder calorífico es de 5000 a 6000 cal/kg.Lignito: Es de color negro o pardo y frecuentemente presenta una textura similar a la de la madera de la que procede. Su concentración en carbono varía entre el 60% y el 75% y tiene mucho menor contenido en agua que la turba. Pode calorífico de 6000 a 7000 cal/kgHulla: contiene entre un 75 y un 85 % de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso. Poder calorífico 7000 cal/kg.Antracita: Es de color negro a gris acero con un aspecto brillante. Estando seca y sin contar cenizas la masa de la antracita posee 86%. Poder calorífico de más de 8000cal/kg.
Origen del carbón En ambiente pantanosos con vegetación. Al morir estas plantas depositan sus restos que se van compactando junto con depósitos arenosos y agua.Las capas suprayacentes van compactando las de abajo.En las turberas y en las capas inferiores existe un ambiente anóxico en el que viven bacterias anaerobias que producen modificaciones en la materia orgánica enriqueciéndola en carbono.Podemos suponer que el lignito se foma de la compresión y tansformaciones de la turba. La hulla del lignito y la antracita de la hulla.
Características de los carbones
Carbón % C Cuándo se formó Cal/Kg
Turba 55 Cuaternario 5000-6000
Lignito 60 y 75
Mesozoico y terciario
6000-7000
Hulla 75 y 85
Carbonífero y pérmico
7000-8000
Antracita > 85 Carbonífero > 8000
Petróleo Mezcla de hidrocarburos en los siguientes estados:1. Hidrocarburos sólidos: son una porción baja de su composición.
Ejemplos: asfalto y betunes.2. Hidrocarburos líquidos que constituyen la mayor parte del
petróleo.3. Hidrocarburos gaseosos: se presentan en un porcentaje alto.
Ejemplos: gas natural, metano, propano, butano, acetileno, etc.
Formación del petróleo
El petróleo sigue los siguientes paso:1. Deposición en medio marino.2. Migración y maduración.
Deposición en medio marino. En cuencas marinas donde se produce un importante sedimento de fitoplancton, bacterias y plantas. Estos sedimentos se almacenan en mares cerrados y poco a poco van siendo cubierto por más sedimentos. Cuando se encuentran entre los 2 y 10 km de profundidad de la superficie del sedimento, la presión y las temperaturas son muy altas (500 a 3000C).El ambiente es anóxico. La bacterias anaerobias en estas condiciones de presión y temperatura modifican la materia orgánica formando un protopetróleo rico en carbono e hidrógeno, llamado sapropel.El sapropel evolucionará par formar el petróleo.
Migración del petróleo
El petróleo se forma en el lugar correspondiente a la cuenca sedimentaria en la que se depositaron los cadáveres del fitoplancton, bacterias y plantas. Una vez que tiene una consistencia fluida migra desde ese lugar hasta otras rocas porosas o fracturadas, son las rocas almacén, ocupando sus huecos.La migración puede llegar a la superficie o quedar atrapado por la presencia de rocas impermeables. Los lugares donde queda atrapado el petróleo se llaman trampas petrolíferas.
Principales trampas petrolíferas:1. Anticlinales con una capa impermeable.2. Diapiros salinos.3. Estratos porosos intercalados con estratos impermeables.4. Fallas que ponen en contacto un roca almacén con otra impermeable.
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Disposición espacial del petróleo en una trampa petrolífera
Comparación de la formación del petróleo y el carbón
