MEDIOS SEDIMENTARIOS

Un medio sedimentario es una parte de la superficie de la tierra que se diferencia física, química y biológicamente de las zonas adyacentes. Nuestro trabajo consiste en reconstruir como se depositaron estas formaciones según diversos factores, como el ambiente, etc.

Una facies sedimentaria es un conjunto de rocas sedimentarias que se distinguen de otras por su litología, geometría, estructuras sedimentarias, distribución de paleocorrientes y fósiles asociados. También hemos de tener en cuenta que los sedimentos en la vertical reflejan los sedimentos de ambientes sedimentarios en la horizontal.

Los medios sedimentarios actuales, son finitos, así, estos pueden ser:

Continentales: Subaéreos:

- Desértico.- Glaciar.

Subacuáticos:- Fluvial.- Lacustre.

De transición: Playero. Isla barrera - lagoon. Llanuras de marea. Estuario. Deltaico.

Marino: Plataforma. Oceánico:

- Sedimentación Turbidítica.- Sedimentación Pelágica.

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Los procesos que actúan en los medios sedimentarios son de tres tipos fundamentales:

Físicos: Cuyos procesos más importantes son las corrientes. Químicos: Los más importantes son las disoluciones. Son muy

importantes en zonas de lagoon restringido y marino profundo. Biológicos: Derivado de la actividad fisiológica de los animales y

plantas que pueblan el medio, y su interacción con los materiales del sustrato.

La repetición de asociaciones de facies, dio lugar al concepto de ciclos sedimentarios. Los procesos generados de ciclicidad, se pueden dividir en dos categorías:

Procesos autocíclicos: Generados dentro del área de sedimentación, por ejemplo, la migración de un canal o su abandono.

Procesos alocíclicos: Generados fuera del área de sedimentación, por ejemplo, lluvias fuertes o sequía en la cabecera de un río, que alimenta un delta o variación eustática del nivel del mar.

Una secuencia deposicional es un conjunto concordante de estratos relacionados genéticamente, limitado a muro y a techo por discordancias de carácter regional.

Los sedimentos se depositan en una cuenca, en la cual previamente se ha producido subsidencia. La cantidad de aporte sedimentario puede estar influenciado, y de hecho, suele estar, por el nivel eustático (nivel del mar), ya que influye en el nivel de base del río, y este, en los sedimentos. Así, si el nivel del mar baja, el nivel de base del río baja y entonces este se encaja para poder llegar al nuevo nivel, erosionando. Los sedimentos arrastrados se colocan en un espacio de la cuenca, por debajo del agua, llamado zona de acomodación.

De este modo, y según varía el nivel del mar(o la acomodación) y el aporte sedimentario, podemos obtener:

Si el nivel del mar sube: Retrogradación: Siempre que el aporte sedimentario, no sea

mayor que el aumento de la acomodación. Agradación pura: El aumento de acomodación y el aporte

sedimentario es el mismo. Progradación + agradación: El aporte sedimentario, es

mayor que la acomodación. Si el nivel del mar se mantiene:

Progradación pura: Como la zona de acomodación no varia, los sedimentos se sitúan más lejos.

Si el nivel del mar disminuye: Regresión forzada: El espacio de acomodación se suprime.

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Criterios básicos de interpretación de análisis de facies

Básicamente se utilizan datos obtenidos de las estructuras sedimentarias, la geometría de los cuerpos, litología, color, contenido fosilífero y paleocorrientes.

Litología

Tiene importancia en el diagnostico de los medios de depósito, especialmente en rocas carbonatadas. La litología en un sedimento clástico da muchas menos indicaciones pues depende no solo del medio de formación, sino sobretodo, del área fuente y del proceso de transporte.

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Color

Según el color podemos tener una ligera idea del ambiente de formación. Así:

En medios Subaéreos colores rojizos. En medios marinos colores amarillos.

Estructuras sedimentarias

Son junto con la litología, los primeros datos observados en el campo por cualquier geólogo.

A diferencia de los fósiles y la litología, siempre se forman “in situ” y no pueden ser transportados. Las estructuras nos dan idea de su morfología, su dirección y sentido de la paleocorriente, el desplazamiento y la contemporaneidad de los procesos. Así:

Estructuras presedimentarias: Se forman en el basamento, antes de que se depositen los sedimentos. Por tanto, son siempre erosivas.

Estructuras sinsedimentarias: Cuando un sedimento granular se ve sometido a una corriente de velocidad ascendente, desarrolla configuraciones externas que se reflejan en su estructura interna en una secuencia regular; ripples o capas planas, dunas, capas planas de alta energía y antidunas.

Estructuras postsedimentarias: Reorganización vertical de la estratificación (“load cast”), formados cuando capas de arena se unen a capas arcillosas, producidas por movimientos de fluidos en el interior. Reorganización horizontal como pliegues recumbentes, producidos por deslizamiento a favor de la corriente

Geometría de los cuerpos

Es importante que la geometría del cuerpo sea la que poseía en el momento del depósito.

Paleocorrientes

Se deducen a partir de las estructuras sedimentarias presentes. A veces solo es posible medir la dirección como en el caso de las acanalaciones o laminación primaria de corriente (“parting lineation”)

Contenido fosilífero

Son muy útiles para saber el medio, además de su acción sobre los sedimentos que le rodean. Así:

Perforaciones sustrato duro. Bioturbación Sustrato blando.

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TEMA 3. SISTEMAS ALUVIALES

En términos generales, los ríos son un claro ejemplo de sistemas fluviales regidos por la gravedad.

Las clasificaciones de los sistemas aluviales, se han llevado a cabo generalmente en función de los tipos de canales:

Canal recto: Con baja sinuosidad y único. Canal meandriforme: Con alta sinuosidad y único. Canal Braided: Con baja sinuosidad y formado por varios

canales. Canal anastomosado: Con alta sinuosidad y formado por

varios canales.Normalmente, los canales que transportan preferentemente carga en

suspensión, son más estrechos y profundos (rectos y meandriformes) y los canales Braided y anastomosados suelen llevar sobretodo carga de fondo.

TEMA 4. ABANICOS ALUVIALES.

Hay dos tipos principales de abanicos aluviales, determinados según el clima, donde se pueden desarrollar abanicos secos o abanicos húmedos. La diferencia entre estos tipos de abanicos reside en el tipo de corrientes que los alimentan; En el primer caso, son efímeros, mientras que en el segundo son permanentes.

Caracteres morfológicos

Una de las cualidades que mejor define a los abanicos aluviales, es su morfología, aunque esta puede variar según el clima y la actividad tectónica.

Los principales elementos morfológicos que pueden considerarse en un abanico aluvial son:

Area: Los abanicos húmedos, son sensiblemente más grandes que los áridos. También hay una relación entre el tamaño de la cuenca de drenaje y su litología, así, abanicos derivados de áreas madres más lutíticas son aproximadamente dos veces más grandes que los formados por areniscas.

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Pendiente: Los abanicos de mayor tamaño tienen menores pendientes, y poseen mayor cantidad de transporte en masa o deposito de tamiz (más adelante)

Perfiles: Los perfiles radiales son en general cóncavos, sin embargo, con frecuencia estos perfiles aparecen segmentados y la superficie del abanico aparece compuesta de varias bandas concéntricas de pendiente más o menos uniforme. La segmentación, se atribuye a levantamientos intermitentes del área madre.

Canales: La forma, profundidad, distribución sobre la superficie del abanico y su actividad, es variable según una serie de factores, sobretodo el clima. Así, en los abanicos áridos, la incisión producida por los canales, no se prolonga hasta su superficie más distal.

Procesos y productos deposicionales

Se pueden definir cuatro tipos de productos deposicionales: Transporte en masa: Se da en transportes de agua +

sedimentos en un fluido mezclado y viscoso, este tipo de transporte puede arrastrar grandes bloques, por flotación. Se da en las zonas proximales del abanico, y tiene poca o nula capacidad erosiva.

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Es frecuente en zonas de aporte de material fino, fuertes pendientes y descargas rápidas y violentas. Suele tener “debris flow” asociado en clima árido, mientras que en clima húmedo abundan los “mud flow”.

Depósitos de arrollada o sheet flow: Se produce como resultado de la expansión lateral del flujo que emerge de los canales en el punto de intersección. El resultado final son láminas de gravas o arenas de pequeño espesor, con muchos canales y barras de tipo braided, bien clasificadas.

Depósitos de Tamiz: Son cuerpos lobulados de gravas a través de los cuales se infiltra la descarga acuosa, depositandose antes de alcanzar las zonas mas bajas del abanico. Da como resultado, acumulaciones de relativa extensión lateral, bien clasificadas y con imbricación bien marcada.

Depósitos de canal: Los canales de cabecera, son más estrechos y profundos, de baja sinuosidad. Los canales de la zona media, son generalmente braided.

El modelo proximal-distal en abanicos aluviales.

Toda una serie de propiedades comunes a los abanicos construidos incluso en climas diferentes, indican cambios esenciales en la naturaleza de los depósitos, desde el ápice hasta las zonas más dístales.

Ambiente árido o semiárido.Se caracteriza por rápidas, esporádicas, y violentas descargas, como

consecuencia del régimen pluviométrico del clima (llueve poco pero todo a la vez).

Los principales tipos de facies son los siguientes: Debris flow:

Gms paraconglomerados “matrix support”. Gm Gravas masivas o con estratificación horizontal

A terminos más dístales: Cuerpos lubulados y/o “sheet Flow” Depósitos de Tamiz.

En la base del abanico: Fm y Fl (Granulometria fina) Arcillas y limos masivos (Fm) y

con ripples o laminados (Fl) “Sheet Flow”.

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Ambiente húmedoLos abanicos están dominados por procesos braided, luego son muy

parecidos a los “braided de gravas”, pero sin confinamiento lateral y con una mayor dispersión de paleo corrientes.

La actividad tectónica y los depósitos de abanicos aluviales

Normalmente los abanicos aluviales están situados cerca de zonas de fractura, lo que hace que sus depósitos se vean sensiblemente afectados a cambios tectónicos. Así, si la falla provoca que el labio se hunda, se producira una progradación.

Se pueden discernir 3 tipos principales de depósitos afectados por la actividad tectónica:

Cuencas adyacentes a una falla o zona de fallas. En áreas de desarrollo de graven o semigraven. Cuencas limitadas

por fracturas, que actúan en relevo. En áreas de fallas en dirección, que provoca que el abanico se

rompa, y se formen otros abanicos sobre el roto.

TEMA 5. SISTEMAS ALUVIALES DE BAJA SINUOSIDAD. RIOS BRAIDED.

El término braided lo utilizamos como cursos de agua de múltiples canales con baja sinuosidad.

Los abanicos y las llanuras aluviales de tipo braided suelen estar relacionados, ya que estas pueden constituir las partes más dístales de aquellos

Según la litología predominante, los ríos braided se pueden dividir en: Braided de gravas: con las gravas transportadas como carga

de fondo y las arenas por suspensión. Braided de arenas: Movimiento de carga mixto entre arenas y

gravas, con predominio de arena.

Braided de gravas.

El proceso básico que da lugar a estas corrientes esta relacionado con la génesis de barras. Hay cuatro tipos de barras en relación con la sinuosidad, existencia de canales secundarios y su evolución geológica:

Barras medias y laterales III: Se dan en cursos rectos, tienen dos canales laterales que en las barras medias su actividad es similar y en las laterales III uno de los canales es mayor que el otro. Son similares a las llamadas Barras longitudinales.

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Barras laterales II: Están rodeadas por dos canales distintivos (exterior o principal e interior o secundario). El último, solo será activo en las etapas de altas corrientes. Estas barras son similares a las llamadas barras diagonales.

Barras laterales I: Unidas a la orilla y se forman en tramos de alta sinuosidad. Son similares a las point bar.

Las barras, pueden provocar “zonas de sombra”, donde pueden depositarse lutitas, aunque la zona sea de gran energía.

Secuencias resultantes

Si predominan barras medias o longitudinales se usara el tipo Scott (zona proximal):

Facies Gm (Gravas masivas con imbricación), con alguna estratificación horizontal.

Intercalaciones de St y Sp en forma de cuña.

Tipo Donjeck(Zona mixta e intermedia): Formado por barras de los tipos II y III, representando un paso gradacional a la secuencia de braided de arenas.

Braided de arenas

Suelen desarrollarse aguas debajo de los sistemas braided de gravas. También predominan las barras transversales. El río circula por encima y entre formas de acumulación arenosa, dando lugar a un sisitema con muchas bifurcaciones y reagrupamiento de canales.

Modelo de saskatchewan

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Se distinguen tres dominios: Canal: Normalmente en un río braided, encontramos uno o dos

canales mayores que suelen ser paralelos a la dirección del río y varios canales menores. El transporte suele realizarse por carga de fondo. En los canales profundos, este transporte se realiza como megarripples de cresta sinuosa, dando lugar a estratificación cruzada “though” (en surco). En los canales más someros, presentan un régimen de corrientes más bajo, con “sand waves” o megarripples de cresta recta, dando lugar a estratificación cruzada planar.

Llanura arenosa (sand flat): Son grandes áreas de acumulación de arenas que están emergidas en régimen bajo y moderado del río. Pueden emerger barras transversas del canal por medio de un complejo proceso

Influencia mixta: Es la situación intermedia entre los dos dominios anteriores.

Modificaciones por variaciones en el régimen de la corriente.

Los cambios del caudal disminuyen rápidamente, las formas iniciales se paralizarán, pero serán preservadas. Estas formas mayores pueden controlar la dirección de corriente en las etapas de estiaje. La corriente rodea estos obstáculos y erosiona los bordes, depositando en la punta. Después cuando se inunda la barra, se reactiva la formación de esta

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TEMA 6. SISTEMAS ALUVIALES DE ALTA SINUOSIDAD. RIOS MEANDRIFORMES.

Un río se considera meandriforme si posee un canal único de sinuosidad mayor o igual a 1.5.

Los sistemas meandriformes, pueden aparecer directamente encajados sobre un substrato rocoso o discurrir sobre aluviones. En el primer caso, los meandros aparecen lateralmente confinados entre terrazas. Lo que a la larga restringe su capacidad de migración lateral. En el segundo caso, los meandros migran libremente, sin restricción lateral alguna, sobre una llanura aluvial

El modelo clásico de sedimentación para corrientes meandriformes.

Se pueden distinguir dos tipos principales de depósito asociaciones de facies: De canal y de desbordamiento: Los primeros, que incluyen depósitos de fondo de canal y barra de meandro, se originan esencialmente por acreción lateral y yacen bajo los segundos, que se originan por acreción vertical e incluyen: depósitos de diques naturales (“levees”), de llanura de inundación y de lóbulos de derrame (“crevasse splay”)

Depósitos de Canal.

Los depósitos de canal se presentan constituyendo un cuerpo arenoso tabular, de base erosiva, que aparece tapizada por conglomerados. De base a techo, cada unidad se caracteriza por:

Conglomerados de fondo de canal. Estratificación cruzada por migración de dunas. Laminación cruzada de tipo ripple.

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Lutitas de decantación.

Depósitos de desbordamiento.

Hay varios tipos: Los diques naturales, formados por arenas con ripples de corriente y

laminación horizontal, alternando con limos y arcillas. Los depósitos del dique natural tienen poco potencial de preservación, ya que se disponen en el margen cóncavo que es erosionado, salvo en el momento en el que el canal es abandonado.

La rotura de los diques naturales durante las inundaciones, puede introducir sedimento de granulometría relativamente gruesa en la llanura de inundación. Suelen generar pequeñas secuencias granocrecientes con laminación de tipo ripples.

Depósitos de relleno de canal.

Un canal meandriforme se abandona periódicamente por dos mecanismos: estrangulamiento (“neck cut-off”) o por que el curso acorta su trayectoria (“chute cut-off”). En el primer caso el abandono se produce de manera brusca, creándose lago de meandro (“oxbow lake”), este lago, solo recibe sedimento fino, transportado en suspensión durante las crecidas. En el segundo caso el abandono es mas progresivo, rellenándose gradualmente, primero por carga tractiva y después por arcillas y limos…

La secuencia vertical de facies.

Esta secuencia comporta dos términos que se superponen gradualmente: el inferior, de granulometría más gruesa y base erosiva, agrupa a los depósitos de canal; y el superior, esencialmente lutitico, a los de desbordamiento.

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TEMA 7. LAGOS

Son cuerpos de agua más o menos permanentes situados en el interior de los continentes. Los lagos se pueden clasificar en:

Lagos Grandes: O bien relacionados por tectónica (Lagos del Rift) o bien relictos de las glaciaciones (Lagos de Norteamérica)

Lagos pequeños: Lagos de circos glaciares, oxbow lakes, cráteres volcánicos, dolinas,…

Factores que controlan la dinámica lacustre.

Forma y tamaño: Así los lagos profundos, favorecen la estratificación del agua, los lagos anchos favorecen la formación de vegetación, y los lagos grandes favorecen el efecto del oleaje y las mareas.

Clima: El clima ejerce en los procesos lacustres de diversas formas: Influye en el nivel del lago Influye en el aporte sedimentario: Así, la aridez, en el área

de drenaje, incrementa el aporte de sedimentos de las corrientes, mientras que las áreas de clima más húmedo, con vegetación muestran un menor aporte de sedimentos.

Influencia en la estratificación del lago: Por cambios estacionales:

o Epilimnion: Zona somera menos densao Hypolimnion: Zona profunda mas densao Metalimnion: Zona de mezcla. Por ahí pasa la

termoclina, que es donde cambia bruscamente la temperatura.

Así, podemos diferenciar varios tipos de lagos: Lagos holomicticos Dimicticos: (El agua se mezcla

completamente 2 veces al año) El agua se estratifica según la estación, así en invierno o verano, el epilimnion es rico en O2 y el hipolimnion es pobre en O2 pudiendo incluso formarse SH2. En primavera y otoño, se llega a 4ºC en superficie y el agua baja al fondo, produciéndose un “upwelling” de las aguas ricas en nutrientes del fondo, que si se llego a producir SH2, se va a pique toda la forma de vida.

Lagos holomicticos Monomicticos: (El agua se mezcla 1 vez al año). Con 2 casos:

o Lagos proglaciares: en invierno, el agua superficial se congela, provocando un empobrecimiento en O2 y aumentando el CO2 o incluso el SH2. En verano, el agua se deshiela, renovándose por upwelling, aumentando la cantidad de O2 y aportando terrígenos al suelo por el deshielo.

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o Lagos subtropicales: En verano si es lo suficientemente profundo, se produce estratificación, y en invierno se mezcla el agua.

Lagos Meromicticos: (No hay mezcla total) Se da en los lagos grandes y profundos, con estratificación permanente, donde diferenciamos:

o Epilimnion, con O2 suficiente, pero pocos nutrientes por falta de upwelling, luego hay poco productividad

o Metalimnion, donde hay una mezcla parcial por el viento y contraste de densidades

o Hipolimnion, donde están las aguas mas densas, como no hay mezcla, se consume todo el O2 (son anoxicas), luego no hay organismos (no hay bioturbacion), además se forma SH2, acidificando el agua y disolviendo los carbonatos.

Materia Orgánica y oxigeno: El contenido en oxigeno y nutrientes, controla la producción orgánica. Una gran cantidad de nutrientes producirá una elevada producción orgánica, con acumulación de restos orgánicos en el fondo que resultará en una gran demanda de oxigeno para descomponerse (DBO), si se consume todo el oxigeno se produce el fenómeno llamado eutrofización (favorece la aparición de hidrocarburos). El consumo del oxigeno a la larga produce la extinción de los organismos produciéndose un lago distrófico. Sin embargo, si existe poca productividad orgánica, la DBO es baja y el lago permanece oxigenado (Lago oligotrófico).

Lagos con Sedimentación siliciclástica

Los procesos sedimentarios en este tipo de lagos, están controlado por el tamaño de los clastos, profundidad y características hidrodinámicas del lago, relieve circundante, aporte de los ríos, etc. La erosión, transporte y deposición de materiales de grano más grueso está confinada a la zona somera próxima a la costa, excepto cuando las condiciones de flujo de fondo, deslizamientos o corrientes de turbidez proporcionan vías de llegada de tales materiales al fondo.

La Sedimentación en zonas marginales. Deltas Lacustres

Las áreas marginales donde tiene lugar la sedimentación de materiales detríticos son las zonas cercanas a las desembocaduras de los ríos. Los materiales transportados por los ríos se depositan en función de la diferencia de densidad entre el agua del lago y la del río. En algunos casos si la densidad del agua del río es mayor que la del lago, la formación del delta puede quedar inhibida o disminuida, siendo la mayor parte del sedimento transportado a zonas más profundas del lago. Cuando la densidad del lago es parecida a la del río, se forman deltas de tipo Gilbert. Descargando las partes más gruesas al principio.

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La Sedimentación detrítica en zonas lacustres profundas.

En las zonas más profundas de los lagos, la sedimentación se efectúa principalmente por mecanismos de decantación.

La sedimentación de materiales mas gruesos en zonas profundas puede deberse a flujos de fondo, corrientes de turbidez y deslizamientos subacuáticos (slumps). Las corrientes de densidad, bien en superficie o bien en la termoclina, responsables de algunos flujos de fondo, obedecen a un exceso de turbidez, pero difieren de las verdaderas en que son de más larga efectividad y en que su origen generalmente se debe a un contraste de temperaturas.

Esta sucesión de tipos de sedimentación da lugar a los depósitos de tipo varvado.

Lagos de sedimentación Carbonatada

La sedimentación carbonatada puede ser de diversos tipos: Por acumulación de restos esqueléticos Por bioinducción de CaCO3. (principalmente) Por acumulación de carbonatos detríticos alóctonos

Podemos diferenciar, al igual que en los lagos siliciclásticos, dos modelos de facies distintos.

Lagos carbonatados profundos: La acumulación de restos orgánicos, demanda O2 y crea CO2 favoreciendo la disolución de carbonatos, pudiendo ser incompleta durante el verano dando lugar a pequeñas intercalaciones de carbonatos (verano) y arcillas (invierno), es decir, depósitos varvados.

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Lagos carbonatitos poco profundos: Formados por restos esqueléticos y algas carbonáticas. El tamaño de las partículas desciende desde el litoral hacia el fondo.

Por último, destacar una zona palustre, que han sufridos diferentes procesos de pedogénesis, Pseudomicrokarst (karst por raíces), mucha bioturbacion y mud-cracks.

Lagos Salinos

Son lagos efímeros que se existen en climas áridos, en los cuales se forman evaporizas. Se pueden considerar dos fases en la evolución de la concentración evaporítica: una primera, de precipitación de carbonato, sulfatos y silicatos relativamente insolubles y una segunda con la precipitación subsiguiente de los minerales salinos muy solubles.

Complejo playa-lake: Estos ejemplos se encuentran a menudo en fosas tectónicas y dominados por abanicos aluviales que descienden a una llanura lutítica que bordea un lago efímero salino (playa o sabkha). Las aguas que llegan al lago están mineralizadas por el sustrato lutitico, originándose salmueras ricas en Cl-, SO4

=, Na+, etc. La precipitación evaporítica se produce en tres fases: 1) Carbonatos (aragonito) 2) Sulfatos (yesos) 3) Cloruros (Halita)En profundidad se conservan yesos y carbonatos (incluso dolomia)

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TEMA 8. COSTAS SILICILASTICAS. ISLAS BARRERA LAGOON

La costa es una zona de influencia del mar y la tierra, es decir, con influencia mixta. Las podemos clasificar por el rango de mareas:

Costas micromareales (< 2m): Isla barrera con pocas bocanas y cuerpos arenosos paralelos a la costa.

Costas mesomareales (2-4m): Isla barrera con muchas bocanas y cuerpos arenosos que no tienden a colocarse paralelos a la costa.

Costas macromareales (>4m): Llanuras de marea y estuarios, con cuerpos arenosos perpendiculares a la costa.

Playas y sistemas isla barrera-lagoon

Las islas barreras son acumulaciones de arena largas y estrechas, paralelas a la costa separadas de tierra firme por un lagoon y disectadas por bocanas o Tidal Inlets. Esto esta condicionado por:

Aporte estable de arena Ajuste hidrodinámico: Olas y mareas Pendiente baja de la costa.

El proceso fundamental que actúa en las playas es la llegada de las olas, cuya energía se disipa por rozamiento sobre el fondo. Las olas se generan mar adentro por fricción del viento sobre la masa de agua, provocando un movimiento ondulatorio. Este movimiento circular decrece hacia abajo, hasta anularse a una distancia igual a la mitad de la longitud de onda. Cuando la profundidad es menor a la mitad de la longitud de onda, el movimiento circular tropieza y se deforma en forma de elipsoides. La sobreelevacion y el frenado de la ola, acaban por desequilibrar esta, que se derrumba y rompe, formando remolinos que giran alrededor de un eje vertical, removilizando el sedimento del fondo y poniendo en suspensión los materiales más finos. Hacia tierra se extiende la zona de translación, donde las masas agitadas por la rotura de la ola se mueven hacia tierra firme y luego se produce un movimiento del agua hacia el mar, conocido como resaca.

El ángulo y dirección de incidencia puede variar, generándose la llamada deriva litoral.

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Bocanas o tidal inlets: Son aberturas a lo largo de las Islas barrera. La deriva litoral provoca una migración lateral de los cuerpos y los tidal inlets, creando las flechas litorales. El uso de estas bocanas en ambas direcciones, suele conducir a las formación de acumulaciones arenosas en ambos extremos, que se conocen como deltas maréales: Delta de flujo (el que se expande al lagoon) y el delta de reflujo (que se expande hacia el mar. Al migrar estos canales, se generan secuencias cuyas características generales son parecidas a los deltas mareales. Distinguiéndose:

Parte inferior de unos 6 m de potencia, presenta una base canalizada con depósitos de lag, unas facies de canal mareal profundo, con estratificación cruzada bipolar de gran escala, y una facies de canal somero con estratificación cruzada bipolar de mediana escala. El espesor de los sets disminuye hacia arriba.

El resto de la secuencia presenta rasgos mixtos de marea y oleaje, que se forman tras el relleno de canal y la instalación de ambientes de playa y duna eólica.

La morfología de la isla barrera, deltas de flujo y reflujo y el canal, están condicionados por el rango mareal.

El lagoon: El lagoon o laguna, pasa lateralmente a diversos subambientes: la parte de atrás de la isla barrera con washover fans y deltas de flujo, las llanuras y canales de marea o las playas que pueden flanquearlo, los ambientes palustres con vegetación en climas húmedos o las sabkhas en climas áridos. Son sedimentos formados por decantación, de grano fino. El grado de bioturbacion es muy variable y puede destruir la estructura original, la ausencia de esta indica unas condiciones restringidas del lagoon, a causa de salinidad anómala o condiciones anoxias. Normalmente presentan laminación paralela, ya que la barrera lo protege del oleaje marino, pero puede ocurrir que durante temporales, la olas destruyan parcialmente la isla barrera y el agua penetre en forma de abanico. La estructura interna registra la deceleración brusca del flujo turbulento que penetra a través del corredor y se expande en el lagoon (unidades de laminación paralela y hacia zonas dístales, pasa a estratificación cruzada)

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TEMA 9. COSTAS SILICICLASTICAS. LLANURAS DE MAREA Y ESTUARIOS.

Representa una superficie deposicional comprendida entre los niveles alto y bajo de la marea, encontrándose en costas dominadas por la mareas, especialmente macromareales y mesomareales.

Movimiento del agua: Primero, cuando empieza a subir la marea, aprovecha los canales,

formándose un flujo y una corriente tractiva. Se desbordan los canales y se extiende rápidamente el agua. Alcanza un punto máximo, el llamado repunte de pleamar,

disminuyendo la velocidad y produciéndose decantación. La marea comienza a bajar, primero lentamente, por toda la llanura. El agua se confina a los canales, y aumenta la velocidad de reflujo,

formándose una corriente tractiva. Se alcanza el punto mínimo, llamado repunte de bajamar,

disminuyendo la velocidad y produciéndose decantación.

La velocidad de flujo y reflujo es diferente y por tanto la cantidad de arena transportada también es diferente, siendo difícil encontrar estructuras tipo Herringbone. La alternancia de ciclos de mareas vivas y mareas muertas, quedan reflejados en la organización interna de la estratificación cruzada: durante las mareas muertas, los paquetes de estratificación son más delgados como respuesta a velocidades de flujo menores, mientras que en mareas vivas son más gruesos, debido a velocidades mayores.

Secuencia característica en llanuras de marea.

Zona submareal: se caracteriza por la formación de canales submareales siempre inundados, que dan con la zona de plataforma.

Zona intermareal: Esta a su vez se subdivide en: Llanura arenosa: Permanece sumergida durante la mayor

parte del ciclo mareal. Constituida casi completamente por arena de diferente tamaño de grano, mas grueso hacia el mar. Presenta estratificación cruzada y frecuentes superficies de reactivación. La bioturbación es escasa. El transporte es carga de fondo, tanto en canales (donde se aprecia herringbone) hasta en la llanura.

Llanura mixta: Ocupa la parte central de las llanuras mareales y recibe tanto sedimentos en suspensión como de carga de fondo., por lo que da una litología mixta alternando arenas y arcillas.

Llanura fangosa: Es la zona alta de la llanura, dominada por sedimentos de grano fino, limos y arcillas, depositados durante el nivel alto de la marea, cuando las velocidades de la corriente son mínimas (repunte de pleamar). La bioturbación es abundante, lo que provoca la destrucción parcial de las estructuras. Los canales, no están muy

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desarrollados, produciéndose derrubios y fragmentos de estos.

Zona supramareal: Únicamente inundada durante las mareas vivas y durante los periodos de temporal. Varía según el clima:

Marisma: Con sedimentos laminados arcillosos y muy bioturbados. A veces sedimentos gruesos traídos por tormentas. Canales estrechos y pequeños que llevan carga de fondo. Pedogénesis

Clima árido: La vegetación es escasa o nula, no se forman marismas. Se forman sedimentos por desecación o llanuras salinas (sabkhas) con evaporizas.

Los canales: Surcan la llanura de marea, están siempre inundados en la zona submareal y en las zonas mas altas, llegan a secarse. Son canales meandriformes que migran activamente. Luego tendrán la forma de un point bar meandriforme, salvo: Lag de conchas, presencia de herringbone. En ciertos casos puede observarse lag de cantos o turba por derrubios en la llanura fangosa.

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LOS ESTUARIOS.Porción que da al mar de un valle inundado, que recibe sedimento, tanto

de aporte fluvial como de aporte marino. Se pueden diferenciar por ambientes marinos (llanura de marea), confinados entre dos ambientes fluviales.

En función de las condiciones existentes en las entradas de los estuarios se pueden establecer 3 tipos básicos:

Dominados por las olas (mesomareales) Dominados por las mareas (macromareales) Casos mixtos.

Estuarios dominados por las olas: Formados por dos fases: una transgresiva en la que el estuario se colmata y forma la isla barrera. Y una fase progradante, en la cual el río empieza a dominar el estuario

Estuarios dominados por la mareas: En zonas donde predominan las mareas, formando llanuras de inundación, barras lineales y bajíos. Los flujos mareales son fuertes a la entrada del canal, pero progresivamente reducidos por efectos de fricción.

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TEMA 10. PLATAFORMAS SILICICLASTICAS.

La plataforma es la zona marina que esta entre la zona litoral y la zona profunda. De pendiente muy baja, con un cambio de pendiente muy brusco al llegar al talud. Se pueden distinguir dos tipos de plataformas:

Plataformas pericontinentales: Que rodean los continentes, extendiendose hasta el talud.

Plataformas epicontinentales: En zonas tectónicamente estables, situados en las areas continentales, a modo de pasadizos o brazos de mar.

La morfología del fondo, depende de la acomodación y el aporte sedimentario: así en zonas estables, hay programación + agradación; y en zonas con desequilibrio, retrabajamiento, tormentas y erosión, habrá una regresión forzada.

Factores que controlan la sedimentación

1. Parámetros físicos: Anchura, profundidad, pendiente y morfología preexistente de la plataforma. Las corrientes oceanicas de intrusión. Corrientes mareales y de tormenta. Oleaje de tormentas.

a. Corrientes oceánicas: debido a diferencias de temperatura entre masas de agua y aire situadas en el ecuador y en los polos, que producen un flujo térmico del ecuador a los polos, se forman dos tipo: las someras forzadas por los vientos y las profundas gobernadas por la diferencia de salinidad y temperatura que mueven masa de agua separadas por termoclinas, algunas capaces de transportar carga de fondo e incluso erosionar.

b. Corrientes meteorológicas: Diferenciandose cuatro tipos de movimiento:

i. Producidas por el viento, como las brisas diurnas, con efectos que se observan a largo plazo. Borrascas y anticiclones, produciendo vientos muy fuertes . Células de altas o bajas presiones, que producen condiciones más estables y duraderas.

ii. Oscilación del oleaje.

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iii. Corrientes de resaca de tempestades, que vuelven hacia el mar cargadas de sedimento al cesar esta, depositándolo en zonas de plataforma.

iv. Corrientes de resaca y deriva litoral, inducidas por el oleaje de rompientes y de arrastre.

c. Corrientes de marea: Afectadas por la atracción combinada de la luna y el sol. Cabe destacar la marea metereológica, mas importantes en zonas donde la marea astronómica no afecta tanto, provocada por el viento continuo, que apila masas de agua sobre la costa, desencadenando erosión y corrientes de resaca.

d. Corrientes de densidad: Debido a diferencias de temperatura, salinidad o concentración de sedimento en suspensión y aparecen como capas de agua en movimiento a distintas profundidades, como ocurre en desembocaduras de ríos y estuarios.

2. Clima: Importante por su actuación en los zonas continentales, donde se forman poco suelo, el aporte es mayor, en etapas de formación de suelo (bioestasia) el aporte es menor y mas fino, además etapas de inundaciones provocan un mayor aporte sedimentario. El viento domina las corrientes.

3. Fluctuaciones en el nivel del mar: Estos cambios, modifican la capacidad de actuación del oleaje y las corrientes, al aumentar la profundidad, lo cual puede resultar en cambios litológicos. Además controlan la emersión o el hundimiento de ciertas partes de la plataforma, exponiéndolas o protegiéndolas de la erosión. También regulan el nivel de base de los ríos y con ello su capacidad de transporte y su dinámica general como aportadores de sedimento.

4. Procesos químicos: Destacando la génesis de minerales autigénicos, como por ejemplo la formación de chamosita en aguas cálidas con escasa sedimentación terrigena o glaucomita en aguas frias. Otros procesos a destacar son: precipitación de carbonatos, sílice, hidróxidos de hierro, etc.

5. Procesos biológicos: entre los que destaca la bioturbación del sedimento, que modifica profundamente las características de sedimento, especialmente en la parte superior: en sustratos arenosos con activo transporte de carga la flora epibentónica es muy baja y se produce poca bioturbación, mientras que en sedimentos de grano fino y de aguas tranquilas hay una mayor densidad de población bentónica y por tanto mayor bioturbación.

Facies sedimentarias en las plataformas siliciclásticas

Se pueden destacar las siguientes estructuras: Barras lineales de arena: Se diferencian al menos tres tipos:

Unas formadas en la parte baja del shoreface y quedan aisladas al progresar la trasgresión; Otras se forman a partir de acumulación de arena o barras en las desembocaduras de estuarios y canales de marea; Por último, otras que se inician a partir de las barras arenosas en forma de martillo que se acumulan en los cabos donde confluyen derivas litorales. Una vez

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sumergidas, las futuras barras sufren un retrabajado superficial de intensidad variable, por oleaje y corrientes.

Sand waves: Las Olas de arena o sand waves son cuerpos tabulares de arena, relativamente potentes, con estratificación cruzada a gran escala. La historia deposicional de las olas de arena pasa por 5 fases:

o Fase inicial: Resulta de la migración de megaripples de gran tamaño que depositan sets de estratificación cruzada.

o Fase de sand wave: Consiste en sets gigantescos que llegan a alcanzar 20m de altura, con laminas de avalancha y huellas de erosión interna

o Fase Talud proximal:; Sets de estratificación cruzada de menor tamaño separados por superficies erosivas de menor ángulo

o Facies de talud distal: Sedimentos de grano fino y arcillas bioturbadas

o Facies de abandono: Una capa de caliza bioclástica.

Estructuras característicasHummocky: Típicas de tormenta. Capas de arena de orden decimetrito, con estratificación cóncavo-convexa. En la base se pueden encontrar flute marks.Otras estructuras son mud drapes y superficies de reactivación.

En épocas tranquilas o protegidas, sin temporales y turbiditas, se forman los fangos de la plataforma. Se caracterizan por una gran cantidad de fauna bentonita que provoca una bioturbacion intensa, a no ser que el agua sea anóxica. Pueden estar intercaladas capas de tormentas que veremos más adelante.

Asociaciones de facies típicas de plataformas siliciclásticas

Podemos ver 2 tipos de secuencias tipo: Relacionadas con barras lineales:

a) Lutitas bioturbadas del fango de la plataforma.b) Lutitas mas tableados de arenas (turbiditas)c) Intercalaciones de capas de tormenta.d) Termino de barras lineales: Estratificación cruzada planar y

de surco.

En cinturones más desarrollados y expuestos. De mucho mas espesor :

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a) Lutitas bioturbadasb) Lutitas con alguna capa arenosa (turbiditas)c) Lutitas por encima del nivel de base de tormentas, con

turbiditas y capas de tormenta.d) Termino de playa

TEMA 11. PLATAFORMAS Y COSTAS CON PREDOMINIO EN CARBONATOS.

“Los sedimentos carbonatados nacen, no se hacen”. Estos sedimentos carbonatados se forman en o casi en el mismo medio de deposición y por eso su análisis además de tener en cuenta los parámetros físicos, debe considerar la naturaleza de las partículas que lo forman. Siendo la gran mayoría de materiales esqueléticos (bioconstruido o acumulado) o bien es material bioinducido. Así el origen de determinados granos puede ser:

Partículas de grano fino:o Disgregación de algas verdes (penicillus)o Bioerosióno Disgregación de pelletso Fitoplanctono Disgregación de otras partículas.o Precipitación química y bioquímica.

Partículas de tipo arena:o Desarticulación o conservación de partes esqueléticaso Desarticulación de algas ( Halimeda, dasycladaceas)o Precipitación química (oolitos)o Erosión y Bioerosión de sedimentos.

Tipos de plataforma

Plataforma lagoon: Presentan un cinturón o barrera que protege a un lagoon de las corrientes y el oleaje.

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Desde tierra firme a la cuenca podemos diferenciar los siguientes cinturones de facies:

Siliciclásticos costeros o llanuras de marea carbonatadas y wackestone y mudstone submareales de lagoon.

Calcarenitas esqueléticas u ooliticas con estratificación cruzada en la parte externa, parches arrecifales. Mas fangosas hacia el lagoon

Carbonatos arrecifales de borde de plataforma, calcarenitas esqueléticas y rudistas(si es Cretacica) de arrecife.

Calcarenitas de pendiente, brechas, bloques exóticos, slumps y montículos de talud. Estratificación inclinada de gran escala

Turbiditas del pie del talud, lutitas y brechas(por gravedad) Fangos calcáreos pelágicos, turbiditas dístales y lutitas.

Plataforma de tipo rampa: Suavemente inclinadas, sin barreras o cinturonesRampa homoclinal: Con pendientes relativamente uniformes,

carecen de depósitos de gravedad y slumps en las facies de aguas profundas.

Desde tierra firme a cuenca: Facies costeras, de complejos mareales, que pasan hacia

mar adentro a calcarenitas bioclasticas, ooliticas o pelletoidales

Zona de alta energía pegada a la costa con calcarenitas bioclasticas peloidales u ooliticas. Rampa somera con bancos y mantos de calcarenitas. Entre los bancos se dan wackestone/mudstones

Rampa profunda, con calizas wackestone y mudstone arcillosas conservando fósiles enteros. Tempestitas con secuencias positivas y bioturbación.

Talud y cuenca profunda, con fangos pelágicos o de borde de plataforma alternando con lutitas. Turbiditas.

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Rampas con ruptura de pendiente distal: mezcla de rampa y plataforma-lagoon. La ruptura no esta en el limite de acción del oleaje, sino kilómetros mas adentro, por debajo de ese limite.

Los cinturones de facies son iguales a la rampa homoclinal, salvo: Rampa profunda: Calizas wackestone/ mudstone nodulares,

bioturbadas y arcillosas. Slumps, brechas y calcarenitas aloctonas.

Facies de pendiente o talud y margen de cuenca profunda, con calizas mudstone no bioturbadas y laminadas que pueden ser arcillosas. Intercalando turbiditas.

Plataformas aisladas: Son plataformas someras aisladas que se encuentran separadas de las plataformas continentales y rodeadas por aguas

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profundas. Cuando la profundidad es mayor que la zona fótica, tiene lugar la deposición de calizas pelágicas o hemipelágicas.

Las plataformas subtropicales tipo plataforma-lagoon

La zona supramareal y las llanuras de mareaEn la zona supramareal, destacan largos periodos de exposición

subaerea, luego están claramente influenciados por el clima. Luego, en zonas humedas se forman marismas y tapices algares. Y en zonas áridas llanuras tipo sabkhas, con dolomitización temprana y formación de evaporitas. Es muy común la estructura menestral, por burbujas de gas, de sedimentos traídos por tormentas o mareas vivas.

La zona intermarealEn zonas áridas, presentan pocos canales, mientras que en zonas

húmedas existen muchos submedios, canales y cordones playeros. La sedimetación de la zona intermareal se debe principalmente al efecto de tormentas, durante las cuales es inundada por una lámina de agua cargada de partículas de la zona de plataforma. En la zona superior y media , abundan los cantos planos por desecación, tempestivas y mitificación temprana.

El lagoonZona protegida y tranquila, la mayor parte son fangos peletoidales y

donde la influencia del oleaje es mayor, se hallan arenas peletoidales y esqueléticas

Los bajiosCon morfologías diversas:

Cinturones calcareníticos: Lóbulos de derrame, situados en el borde de la plataforma, donde las corrientes marinas se aceleran. Hacia el lagoon, los lóbulos pasan a fondos estables formados por fangos y agregados fijados por algas que frenan la carga.

Deltas mareales: En islas con bocanas. Son mas estables que los siliciclásticos pues las islas se mitifican muy rápido y impiden la migración lateral

Barras mareales lineales: Cordones y canales que constituyen cinturones que llegan a alcanzar los 100km de longitud. Las barras mayores están cubiertas por grandes sand waves con las crestas orientadas de forma oblicua o subparalela al eje de la barra

Calcarenitas de Back reef: en la parte interna de los arrecifes. Acumulación de cuerpos calcareníticos debido a que aquellos pueden aportar abundantes particulas de tamaño arena

Los arrecifesFormando barreras arrecifales marginales y parches en el lagoon y a veces montículos en el talud

La pendiente de la plataformaPueden formar:

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Márgenes deposicionales: Con pendiente suave y talud estrecho. En el borde presenta calcarenitas esqueléticas u ooliticas o carbonatos arrecifales. Gradualmente se pasa a talud cada vez mas fangoso según aumenta la profundidad

Márgenes de by-pass: Formándose turbiditas gradadas, brechas y fangos calcáreos.

Las plataformas subtropicales tipo rampa

Superficies inclinadas sin ruptura abrupta de pendiente, afectadas por el oleaje y mareas al no haber barreras físicas. La plataforma se desarrolla sobre una antigua superficie kárstica y no tiene apenas aportes terrigenos debido a la poca altura de las áreas continentales adyacentes

El modelo de Wilson

En 1975 se desarrolla un modelo para intentar definir una plataforma carbonatada cualquiera. Esta compuesto de 9 cinturones de facies:

1. Cuenca: Arcillas y carbonatos laminados no bioturbados con organismos nectónicos y planctónicos caídos tras su muerte.

2. Plataforma abierta profunda: Calizas nodulares y margas fuertemente bioturbadas

3. El pie del talud: Al pie de la pendiente de la plataforma productora de sedimentos, que se intercalan con depósitos pelágicos del fondo.

4. El talud s.s: Brechas deslizamientos y bloques exóticos que provienen de la plataforma.

5. El arrecife orgánico; Calizas orgánicas esqueléticas (bindstones, rudstones y floatstones)

6. Calcarenitas de borde de plataforma: Bajíos, barras, islas barrera y deltas mareales

7. Plataforma somera no restringida: Lagoones abiertos y las bahías se encuentran detrás del borde externo de la plataforma

8. Plataforma restringida: Lagoones mal comunicados y llanuras mareales. Con fauna restringida y poco diversificada

9. Llanura supramareal: En climas áridos forman evaporizas y dolomitización temprana (sabkhas). En climas húmedos forman tapices algares y marismas.

El modelo secuencial: Secuencias fangosas: El termino basal (A) formado por

sedimento de grano grueso, con intraclastos y bioclastos rotos. El termino submareal (B) formado por fangos calcareníticos muy bioturbados. El termino intermareal (C) con estructura menestras y grietas de desecaciónEl termino supramareal (D) laminacion fina y uniforme con grietas de desecación y cantos planos

Secuencias calcareníticas: igual que fangosa salvo el termino submareal (B), formado por calcarenitas oolíticas y/o esqueléticas con estratificación cruzada planar y a veces con herringbone.

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Secuencias estromatoliticas: durante el precambrico . Son secuencias parecidas pero con estromatolitos, planares o columnares en la zona submareal y con ramificaciones mas delicadas en las zonas supramareales e intermareales.

Secuencias arrecifales: Durante el Fanerozoico, con colonias masibas en el borde y núcleo y ramificaciones delicadas en la zona protegida

Secuencias carbonato evapoíiticas: en zonas de extrema aridez, con evaporación muy alta. Las zonas Inter y submareales presentan evaporizas autigénicas y dolomitización temprana

Secuencias de plataforma somera playa carbonatada: Las partes inferiores son parecidas a las anteriores. Si bien en la parte superior aparecen secuencias de playa submareal (shoreface) y en el termino intermareal se observan facies de foreshore, con laminación suavemente tendida.

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