Rocas y

Ambientes Sedimentarios

Agentes Geodinámicos Externos

Empezaremos explicando qué es la geodinámica.

Geodinámica es la rama de la Geología que investiga los agentes o fuerzas que intervienen en los procesos dinámicos (los que evolucionan con el tiempo). Ésta a su vez se divide en interna y externa.

Nosotros nos vamos a interesar por los agentes que provocan la geodinámica externa, es decir, aquellos que modelan el relieve. Ej.:

Agua en sus diversas formas:

Viento:

Meteorización

La meteorización es un proceso geológico externo que descompone, desintegra y disgrega las rocas o minerales sin que haya un desplazamiento posterior.

Meteorización

Física Química Biológica

Meteorización Física

Produce desintegración o ruptura en la roca, sin afectar a su composición química o mineralógica. En estos procesos la roca se va disgregando en materiales de menor tamaño.

– Gelifracción o efecto cuña (Haloclastia = cristales)– Termoclasia: (dilatación – contracción)– Corrasión (no corrosión) (impacto de partículas)– Descompresión

Meteorización Química

Produce una transformación química de la roca provocando la pérdida de cohesión y alteración de la roca. Los procesos más importantes son los atmosféricos.

– Hidratación o hidroclastia– Disolución (halita)

– Carbonatación (Se produce al reaccionar el dióxido de carbono con ciertos minerales como el carbonato de calcio, magnesio, sodio,...)

– Oxidación

Montaña de Montserrat, Cataluña

Meteorización Biológica

Los seres vivos contribuyen a transformar las rocas. Veamos algunos:

– Determinados seres vivos liberan al medio sustancias ácidas que dan lugar a cambios en las rocas. Entre estos destacamos las bacterias, los hongos, los líquenes y los excrementos de algunas aves.

– Los vegetales provocan la rotura de las rocas debido a la acción de sus raíces.

– Los animales que escarban en el terreno, como los topos , conejos, lombrices ..., rompen las rocas, e intervienen en su meteorización.

Erosión

La erosión es un proceso geológico externo que degrada el suelo o las rocas y que posteriormente se produce un transporte y finalmente una deposición o sedimentación.

Los agentes erosivos son muchos y muy variados:

El agua es uno de los principales agentes erosivos, pues se presenta de múltiples maneras:

– Erosión de costas– Erosión fluvial– Erosión glaciar

Erosión

El aire también tiene un papel muy importante en la erosión, arrastrando partículas pequeñas (normalmente).

Transporte

El transporte es el traslado de materiales erosionados de un lugar a otro para ser sedimentados. Hay diferentes medios de transporte, aunque se trate del mismo agente erosivo.

Transporte de sólidos:

(El aire transporta los materiales básicamente por suspensión)

El hielo posee también formas de transporte, que serían de arrastre y flotación.

“Piedras Deslizantes”, Valle de la Muerte, California.

Sedimentación

Es el proceso por el cuál una partícula que esté en movimiento (esté siendo transportada), se deposita.

Como la acción de la gravedad está presente durante todo

el proceso, es lógico pensar que las zonas de sedimentación serán las más bajas, y las más altas las que se “dediquen” a la erosión.

Esas zonas de sedimentación se denominan “ambientes sedimentarios”.

Ambientes Sedimentarios

¿Qué son?

Los medios o ambientes sedimentarios son zonas de la superficie terrestre donde pueden acumularse sedimentos.

El ambiente determina en gran parte, la naturaleza y

propiedades del sedimento depositado. También puede definirse como “conjunto de condiciones

físicas, químicas y ecológicas, bajo las cuales ocurre el depósito de un sedimento”.

Se dividen en:Marinos

De transición

Continentales

Ambientes Continentales

Es la acumulación de materiales a los pies de las cadenas montañosas, en los glaciares, a lo largo de las cuencas de los ríos y en los desiertos.

Ocupan áreas restringidas y no son muy importantes, pues son zonas que sufren una gran erosión.

A su vez se dividen en:

– Aluviales– Fluviales– Glaciares– Eólicos– Lacustres

Ambientes Continentales

Ambientes aluviales (aluviones)

Principalmente son abanicos de grava, arena y barro que han sido erosionados en la cabecera del río y que se acumulan en las cuencas al pie de montañas.

Ambientes Continentales

Ambientes Fluviales

Incluye depósitos de lechos o cauces del río, meandros (arena cubierta por limos) y llanuras de inundación (abundan material fino como limos y arcillas).

Ambientes Glaciares

Ocupan las áreas periféricas de los glaciares. Se componen principalmente de restos de morrenas con tillitas.

Ambientes Continentales

Ambientes Eólicos

Se incluyen los desiertos con dunas migratorias. Se caracteriza por arenas muy bien redondeadas.

Ambientes Lacustres Es la recopilación de sedimentos de los lagos de agua

dulce de las cuencas continentales o salinos en zonas áridas. Abundan limolitas, arcillas, areniscas en el borde, y evaporitas. Predomina la laminación.

Ambientes de Transición

Son aquellos en los que la sedimentación tiene lugar en puntos de contacto entre el mar y los continentes.

– Tómbolos: depósitos que conectan un islote con el continente.

– Deltas: son depósitos de limo, arena y arcillas que se forman cuando un río va a desembocar al mar y se desparrama.

– Playas: son depósitos arenosos en la costa.

Ambientes de Transición

– Barras:: depósitos arenosos paralelos a la costa y sin

ninguna unión con la misma.

– Flechas: igual que las barras, sólo que estas si que tienen un punto de unión con la costa.

– Marismas y albuferas:: lagunas costeras más o menos colmatadas y separadas del mar por una barrera o arrecife.

Ambientes Marinos

Son los más extensos y continuos. dependiendo de la distancia a la costa y de la profundidad dará tendrá unas características u otras.

– Nerítico: situado sobre la plataforma continental, hasta unos 200 metros de profundidad; se acumulan sedimentos detríticos y es frecuente encontrar fósiles marinos

– Batial: situado sobre el talud continental (entre 200 y 2.000 metros de profundidad). Se sedimentan limos, arcillas y conchas de plancton.

– Abisal: Situado en los fondos alejados de la costa, en donde se acumulan barros orgánicos, los cuales están formados por sílice.

YACIMIENTOS MINERALES DE ORIGEN SEDIMENTARIO

Los yacimientos minerales son acumulaciones cuya explotación es económicamente rentable.En los ambientes sedimentarios, pueden formarse yacimientos por alteración de materiales preexistentes o por acumulación de materiales transportados desde su lugar de origen hasta las cuencas sedimentarias.

Guadalajara

Yacimientos de alteración

Los yacimientos de alteración se forman por infiltración de agua y meteorización (oxidación, hidrólisis…) de las zonas superficiales.Estos procesos concentran los minerales o facilitan la explotación de las coberteras alteradas, también llamadas monteras.

Yacimientos de deposición

El deposito de ciertos minerales para formar un yacimiento de deposición puede producirse por procesos: MecánicosQuímicosBiológicos

Deposición mecánica

Durante el transporte, se produce una selección mecánica de los materiales por densidades que puede concentrar los minerales útiles diseminados en la roca madre. De este modo se forman los placeres (depósitos de partículas minerales mezcladas con arena o grava).

Los yacimientos de tipo placer pueden ser:

•Eluviales: formados por materiales detríticos, procedentes de la disgregación de la roca por meteorización. Los materiales mas resistentes se depositan cerca de la roca madre, como el oro, la plata, el diamante, etc., mientras que el resto de los minerales que forman la roca desaparecen.

•Aluviales: si ha existido transporte fluvial de los materiales meteorizados y, durante el transporte, se concentran los materiales mas densos en determinados lugares de las playas o de los ríos.

Las Médulas (León)

Deposición química

Las precipitaciones de tipo químico se producen por variación de la salinidad, la temperatura y/o por la concentración de elementos procedentes, de emisiones volcánicas submarinas. De este modo se produce la sal gema, el yeso y las piritas vulcano-sedimentarias.

Riotinto (Huelva)

Deposición bioquímica

La sedimentación bioquímica es causada por la acción metabólica de organismos, como por ejemplo:•Las bacterias que formaron lechos de azufre en el fondo de los lagos.•La acumulación de esqueletos que produjeron los yacimientos de fosfato•La acumulación de organismos vegetales o de plancton marino que generaron los yacimientos de carbón y petróleo respectivamente.

Diagénesis y procesos diagéneticosLa diagénesis es el proceso por el cual se forman rocas sedimentarias

compactas a partir de sedimentos sueltos, materiales sólidos acumulados sobre la superficie terrestre que se han producido por fenómenos y procesos que actúan en la atmosfera, hidrosfera y biosfera. Este proceso esta compuesto por la compactación, cementación y recristalización.

La compactación se produce al aumentar el peso de los sedimentos superiores, produciendose una perdida de los fluidos presentes en los sedimentos. Tras esto, los poros de los sedimentos tienden a cerrarse.

La cementación es la precipitación entre los granos de una roca detrítica de un mineral aportado por el agua freática o por el agua expulsada en la compactación.

El cemento, siempre posterior, no debe confundirse con la matriz, material de grano fino que ocupa los intersticios desde el momento de la formación del sedimento. Los cementos más habituales son los calcáreos (CaCO3) y los silíceos .

Aunque la compactación y la cementación son los procesos habituales de litificación, algunas rocas sedimentarias se forman por recristalización de pequeños granos minerales en otros más grandes y densos que carecen de poros.

Tipos de estructuras de las rocas sedimentaras

Una estructura sedimentaria es la organización geométrica de los elementos que constituyen un sedimento visto como consecuencia de los procesos que lo han estructurado y de los elementos que lo componen.

Podemos diferenciar diferentes tipos de estructuras sedimentarias: Estructuras sobre la superficie de estratificación. Estructuras de ordenamiento interno. Estructuras de deformación. Estructuras orgánicas.

Estructuras sobre la superficie de estratificación

Las estructuras de la superficie de estratificación se localizan en la superficie. Podemos distinguir dos tipos: - Marcas físicas en la superficie. - Marcas de corriente.

Dentro de las marcas físicas podemos distinguir varios tipos: - Grietas de desecación: se originan en materiales fangoso- arcillosos que se secan. Al perder agua por evaporación los minerales se contraen y se agrietan. - Huellas de gotas de lluvia: originada por la caída de las gotas de lluvia sobre un terreno fangoso. - Huellas de burbujas: Se da cuando el aire atrapado en un sedimento se escapa en forma de burbuja en el agua y estalla en la superficie. - Huellas de cristales: originadas por la precipitación de cristales de yeso.

Estructuras sobre la superficie de estratificación

Dentro de las marcas de corrientes podemos distinguir las que se originan en la superficie y las que se dan en los muros de las orillas de los ríos.

-En la superficie: se forman por divagaciones de los hilillos de agua en la base de la corriente.-En los muros: podemos distinguir:

Paleocanales: Estructuras erosivas rellenas y fosilizadas por otros materiales. Flute casts: Surcos discontinuos y alargados en dirección de la corriente. Groove casts: Es una estructura de corriente no formada directamente por ésta, sino por objetos arrastrados por la misma que impactan en la superficie del sedimento blando.

Estructuras de ordenamiento interno

En un sedimento arenoso sometido a un flujo (de aire o agua) continuo cuya velocidad se va incrementando e irán apareciendo progresivamente diversas estructuras sedimentarias. Como:Los ripples son formas pequeñas onduladas con pendientes suave y bruscas. Los megaripples (dunas) son grandes ondulaciones producidas en arena cuando aumenta la velocidad de la corriente.

Ripple de corriente Megaripples Ripple eólico

Estructuras de ordenamiento interno

Además de los ripples también hay que destacar las estratificaciones.Hay diferentes tipos de estratificaciones:

Estratificación horizontal.Estratificación cruzada.Estratificación bimodal: Como su propio nombre indica está formada por dos grupos de láminas orientadas formando un cierto ángulo, lo que le confiere la forma de espina de pez Estratificación gradada: Es un tipo de estructura de ordenamiento interno de las partículas que consiste en la disminución progresiva del tamaño del grano de la parte inferior a la superior del estrato.

Estructuras de deformación Las estructuras de deformación se originan por la acción de movimientos ocasionados por la gravedad (carga, deslizamiento, arrastre, etc) y, en numerosos casos, por la fluidificación o licuefacción de los materiales, y a la acción del agua al escapar de los sedimentos durante la compactación. Podemos distinguir:Huellas de carga: Se originan debido a la depositación de sedimentos densos sobre otros que no lo son. Esto da origen a una deformación.Estructuras almohadilladas: Son iguales que las anteriores aunque en estas se produce una ruptura de los estratos.Laminación convoluta: Resulta de una estructura anterior de laminación horizontal o cruzada que se ha deformado por deslizamientos de sedimentos plásticos y deformaciones de carga simultáneas al depósito.Slumping: Se originan cuando un movimiento sísmico desestabiliza la masa de estratos mediante su licuefacción y éstos tienden a deslizarse por la pendiente (1º a 4º). Una vez iniciado el deslizamiento las capas tienden a plegarse y fracturarse con geometrías que indican claramente el sentido del deslizamiento.Brechas intraformacionales: Si el deslizamiento de un slump es más fuerte o más largo se rompe la continuidad de los estratos

Estructuras orgánicas

En sedimentos y rocas sedimentarias son frecuentes las señales de actividad orgánica y en su mayoría corresponden a organismos marinos. Los hay que son capaces de construir sedimentos como estromatolitos y arrecifes y hay otros que destruyen los sedimentos preexistentes (pistas, perforaciones ,burrows).Podemos diferenciar:Estromatolitos: formados por la captura y fijación de partículas carbonatadas por parte de cianobacterias en aguas someras que, en la fotosíntesis, liberan oxigeno y retiran de la atmosfera grandes cantidades de dióxido de carbono, para formar carbonatos que, al precipitar, dan lugar a la formación de los estromatolitos.Burrows: Esta actividad puede darse en la forma de la excavación de madrigueras o galerías en sedimentos blandos. Perforaciones: Lo mismo que las anteriores pero en sedimentos duros.Pistas e icnitas: marcas de desplazamientos en sedimentos blandos.

Las rocas originadas a partir de la consolidación de fragmentos de otras rocas, de restos de plantas y animales o de precipitados químicos, se denominan rocas sedimentarias.

Rocas sedimentarias.

Rocas sedimentarias

Detríticas No detríticas

Rocas sedimentarias detríticas.

Son las formadas a partir de la sedimentación de trozos de otras rocas después de una fase de transporte. Destaca la sedimentación mecánica.

R. S. Detríticas

Argilita Limonita Arenisca Conglomerados

La clasificación de estas rocas se basa en los tamaños de los trozos que las componen. Las constituidas por trozos de tamaño grande son los conglomerados, las areniscas poseen granos de tamaño intermedio y los limos y arcillas poseen trozos muy pequeños.

Argilita.

La argilita es una roca sedimentaria arcillosa usualmente compuesta por mica, sericita y cuarzo. Sus granos son tan pequeños, que ni siquiera son visibles con lupa. Se forma por diagénesis de las arcillas.

Limonita.

Formada por óxido de hierro, blando y opaco, de color amarillo, que se usa como pigmento y del que se extrae hierro.

Arenisca.

También llamada psamita es de color variable, que contiene clastos del tamaño de la arena. Son unas de las rocas sedimentarias más comunes en la corteza terrestre. Los granos se componen de cuarzo, feldespato o fragmentos de roca.La arenisca se utiliza, entre otros usos, como material de construcción y como piedra de afilar.

Conglomerados.

También llamadas ruditas están formadas mayoritariamente por clastos redondeados del tamaño de la grava o mayor (>2 mm). Dichos clastos pueden corresponder a cualquier tipo de roca.

Los conglomerados componen menos del 1% de las rocas sedimentarias del mundo en cuanto refiere a su peso.

Conglomerados

Brechas Pudingas

Brechas.

Están compuestas aproximadamente en un 50 % de fragmentos angulares de roca de tamaño superior a 2 milímetros unidos por un cemento natural.

Pudingas.

Roca formada por fragmentos redondeados de varios tamaños unidos entre sí por un cemento cuarzoso o calcáreo.

Rocas sedimentarias no detríticas.

Están formadas a partir de materiales que han sido transportados disueltos en el agua y que han precipitado gracias a la participación de algunos seres vivos.

R. S. No Detríticas

Carbonatadas Evaporitas Síliceo-alúmino-ferruginosas

Caliza Dolomía Yeso Sílex Bauxita

Organógenas

Carbón Petróleo

Carbonatadas.Son rocas formadas mayoritariamente por carbonatos, cálcico (calcita en las calizas) o cálcico-magnésico (dolomita en las dolomías). Sólo las calizas tienen un auténtico origen sedimentario, pues las dolomías se forman por procesos posteriores al depósito.

Las rocas carbonatadas tienen un interés minero, que se sustenta en sus aplicaciones directas (por ejemplo, en la fabricación de cemento).

Carbonatadas

Calizas Dolomías

Calizas.

Las calizas son rocas originadas por un proceso de sedimentación directa. El carbonato cálcico se fija en forma de aragonito en las conchas o esqueletos de determinados organismos y a su muerte, estas conchas o esqueletos se acumulan, originando un sedimento carbonatado. El aragonito, inestable en condiciones atmosféricas, se va transformando en calcita, y la disolución parcial y reprecipitación del carbonato cementa la roca, dando origen a las calizas.

Dolomías.

Es una roca sedimentaria de origen químico compuesta básicamente de dolomita. La dolomía debe contener al menos 50% de dolomita; si contiene menos es una caliza dolomítica. Se considera pura cuando ese porcentaje pasa del 90%.Es una roca grisácea y porosa, muy común. Se encuentra en capas espesas de centenares de metros y puede también formar macizos enteros, como los Alpes Dolomíticos (Italia).

Evaporitas.

Las evaporitas son rocas sedimentarias que se forman por cristalización de sales disueltas en lagos y mares costeros. La mayoría de los depósitos explotables de yeso y sal común se han originado de esta manera.

Yeso.

Sulfato de calcio hidratado, compacto o terroso, blanco por lo común, tenaz y tan blando que se raya con la uña. Deshidratado por la acción del fuego y molido, tiene la propiedad de endurecerse rápidamente cuando se amasa con agua, y se emplea en la construcción y en la escultura.

Síliceo-alúmino-ferruginosas.

Este tipo de rocas tienen su origen en procesos edáficos (procesos relacionados con la génesis, estructura, dinámica y evolución (desarrollo) de los suelos), es decir, son suelos.

Síliceo-alúmino-ferruginosas

Sílex Bauxita

Sílex.

También llamado pedernal es una variedad de cuarzo, que se compone de sílice con muy pequeñas cantidades de agua y alúmina. Es compacto, translúcido en los bordes y por lo general de color gris amarillento más o menos oscuro.

Bauxita.

La bauxita es una roca sedimentaria de origen químico compuesta mayoritariamente por alúmina (Al2O3) y, en menor medida, óxido de hierro y sílice. Se origina como residuo producido por la meteorización de las rocas ígneas en condiciones geomorfológicas y climáticas favorables. Suele ser de color blanquecino, gris o rojizo.

Organógenas.

Las rocas formadas con restos de seres vivos. Las más abundantes se han formado con esqueletos fruto de los procesos de biomineralización; algunas, sin embargo, se han formado por la evolución de las partes orgánicas (de la materia celular), y se llaman propiamente rocas orgánicas.

Organógenas

Carbón Petróleo

Carbón.

Roca de origen orgánico procedente de la transformación de vegetales que vivieron durante el periodo Carbonífero en condiciones anaérobicas.

Petróleo.

Roca sedimentaria de origen orgánica formada por una acumulación de hidrocarburos (líquidos, gaseosos, sólidos).El petróleo se forma por la acumulación de grandes cantidades de plancton que muere debido a cambios ambientales. Estos restos de materia orgánica pueden quedar enterrados por arenas y arcillas formando fangos en los que se desarrollan bacterias anaerobias que descomponen los restos orgánicos.El resultado de las fermentaciones es la formación de un fango rico en materia orgánica descompuesta, negro y de mal olor, que se denomina sapropel. El enterramiento de estos barros provoca un incremento de temperatura y una creciente maduración de los restos orgánicos.

http://www.cienciasnaturales.es/ROCAS.swf

Usos de las rocas sedimentarias

oUso industrial:•Las cuarzoarenitas se usan para la obtención de vidrio.•Las bauxitas, proporcionan el aluminio.•Las calizas, mezcladas con arcilla, constituyen la materia prima con la que se fabrica el cemento.•Las rocas evaporíticas (yeso, silvina) se extraen abonos y productos químicos.

oRocas de construcción:•Las gravas, junto con cemento y acero, se utilizan para fabricar hormigón armado; como roca ornamental, se utilizan para recubrir paredes y pavimentos•Los ladrillos, cerámicas y porcelanas se realizan a partir de arcillas y sílice.•Las gravas también se utilizan como áridos para plataformas de carreteras y ferrocarriles.

oProducción de energía:•La principal fuente de energía desde la Revolución Industrial son los carbones y petróleos. Todos sabemos que estos recursos se están agotando y debemos buscar nuevas alternativas renovables y limpias.

Yacimientos de rocas sedimentarias en Castilla y León

Castilla y León es una comunidad favorecida por su tamaño (94,147km²), en la cual existen rocas y sedimentos de muy variada naturaleza.•La mayoría de las explotaciones de arcilla roja se encuentran en Tierra de Campos y en la cuenca del Duero.•Las arenas feldespáticas recubren gran parte de las comunidades de Ávila, Segovia y Valladolid.•Las facies Cuestas, concentra la mayoría de las explotaciones de yeso.•Las facies Utrillas, contiene yacimientos de arenas silíceas y arcillas caoliníferas.

Yacimientos hidrotermales (ej. Talco)Yacimientos de yeso.Yacimientos de arcillas

Sector minero en Castilla y León

Los minerales industriales que se están explotando ahora en Castilla y León son los siguientes:•Arcillas especiales: La empresa Minerales y Tecnologías de Arcillas (MYTA) explota en Bercimuel (Segovia), con una producción del 90% del total nacional para ese mineral. Y en Zamora, se extrae bentonita como mineral secundario en la explotación de caolín.

•Arcillas rojas: En Castilla y León se emplean mayoritariamente en la fabricación de cerámica estructural y, en menor proporción, en la fabricación de cemento. La mayoría de las explotaciones se encuentran en Tierra de Campos.

•Sílice: La mayor parte de las producción prodece de la explotación de arenas silíceas del fondo del pantano del Ebro mediante dragas.

•Caliza: En Castilla y León hay un total de 21 explotaciones que destinan su producción, mayoritariamente, a la fabricación de cementos.

•Glauberita: En Burgos hay dos explotaciones ubicadas en la misma unidad geológica: a facies Dueñas, y tienen una producción conjunta de cerca del 60% del total nacional. Hay que señalar que España es el único productor de la Unión Europea y, el segundo del mundo, lo que da una idea de la gran importancia de las explotaciones burgalesas.

•Yeso: Las cuatro empresas productoras de Castilla y León tienen canteras en Burgos, Palencia y Valladolid. Las zonas explotadas corresponden a las facies Cuestas y Dueñas, de la Cuenca del Duero.