tema 4. la sedimentación como proceso formador de rocas · pdf fileguión del...

94
TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas y de morfologías (1) MASTER EN TÉCNICAS DE ANÁLISIS, EVALUACIÓN Y GESTIÓN SOSTENIBLE DE PROCESOS Y RIESGOS NATURALES Universidad de Cantabria Los materiales geológicos (sedimentos y depósitos superficiales) y su caracterización Francisco Javier Barba Regidor Doctor en Geología

Upload: vuongtu

Post on 07-Feb-2018

236 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

TEMA 4.

La sedimentación como

proceso formador de rocas y

de morfologías (1)

MASTER EN TÉCNICAS DE ANÁLISIS, EVALUACIÓN Y GESTIÓN SOSTENIBLE DE PROCESOS Y RIESGOS NATURALES

Universidad de Cantabria

Los materiales geológicos (sedimentos y depósitos superficiales) y su caracterización

Francisco Javier Barba RegidorDoctor en Geología

Page 2: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Guión del tema

• La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios.

• Las estructuras sedimentarias: concepto, clasificación y significado ambiental.

• Columnas estratigráficas: levantamiento y utilidad.

• La facies sedimentaria: concepto y valor como elemento diferenciador de los materiales de origen sedimentario.

Page 3: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

EstratificaciónSe dice que las rocas sedimentarias están estratificadas, característica que se refiere a la disposición en capas de los componentes que constituyen la roca.La estratificación, que es consecuencia de la diferente compactación de diferentes materiales que se han ido superponiendo unos a otros, es un rasgo característico de las rocas sedimentarias.

Page 4: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estratificación: estratos

Estrato.Según Steno (siglo XVII), es la capa de roca (o de sedimento) limitada por superficies horizontales con continuidad lateral y que equivale a una unidad de tiempo de depósito.Dicho de otra manera, nivel tabular de roca o sedimento, con litología homogénea o gradacional, que se depositó durante un intervalo de tiempo definido

Page 5: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Los estratos

Un estrato puede caracterizarse por:1. su composición y textura,2. su espesor o potencia, que es la distancia perpendicular entre el techo y la base,3. su extensión lateral, que puede determinar la forma del mismo:

TabularesCuneiformesLenticulares

4. dos superficies limitantes: muro (la inferior, más antigua) y techo (la superior, más moderna),5. las estructuras sedimentarias presentes.

Page 6: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Imagen tomada de Vera (1994)

Page 7: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Imagen tomada de Vera (1994)

Page 8: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Imagen tomada de Vera (1994)

Page 9: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Imagen tomada de Vera (1994)

Page 10: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Imagen tomada de

Vera (1994)

Page 11: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estratos en su posición original (derecha) y afectados por procesos

tectónicos (izquierda)

Imagen tomada de:

http://oldearth.wordpress.com/evolucion-en-

accion/los-estratos-registro-del-pasado/

Imagen tomada de:

http://www.eriding.net/media/photos/geography/flamborough

/040810_atear_mp_geo_flamborough34.jpg

Imagen tomada de:

http://southeasterngeology.org/SedimentaryStructures/ss00

2.gif

Page 12: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estructuras sedimentarias (1)El proceso de sedimentación suele interferir con las capas de sedimentosque se van depositando dando lugar a rasgos que son clave en la interpretación del medio donde ocurre la sedimentación.Las características del medio (profundidad del medio, velocidad y dirección-sentido de la corriente) se suelen determinar a partir de los rasgos que la sedimentción ha dejado dentro de los estratos o en su superficie: son lasestructuras sedimentarias.Así, es importante reconocer las estructuras sedimentarias que permitaninterpretar las claves que identifican un mismo ambiente.También, porque las rocas sedimentarias pueden deformarse (fracturarse, plegarse) posteriormente al proceso de depósito. En estas ocasionesinteresa saber el orden natural de los estratos, en especial cuandoqueremos conocer la historia geológica de la región o incluso la existenciade determinados yacimientos minerales.Es en estos casos cuando se usan los denominados criterios de polaridad, que permiten identificar el muro y el techo del estrato, y aquí, las estructuras sedimentarias tienen un papel fundamental.

Page 13: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Las estructuras sedimentarias aparecen a diferentes escalas, desde menos de 1 mm (verimagen 1: sección delgada) a las centenas y millares de metros (grandes afloramientos; verfigura 2); la mayor atención se prestatradicionalmente a la escala de las formas de lascapas:

• Microformas (p.ej., ripples)• Mesoformas (p.ej., dunas)• Macroformas (p.ej., barras)

1

2Estructuras sedimentarias (2)

Page 14: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estructuras sedimentarias (3)

Se forman debido a los procesos de sedimentación: estructuras primarias, o bien debido a los procesos diagenéticos o posteriores: estructuras secundarias (clasificación: ver siguiente diapositiva).Se observan principalmente en rocas clásticas, aunque también pueden presentarse en rocas carbonatadas.Las estructuras primarias son las utilizadas para identificar condiciones particulares del medio de depósito, tales como: agente de depósito, tipo de flujo (turbulento ó laminar; alta o baja energía, etc.), así como para determinar la “polaridad” (muro y techo) de la estratificación.

Page 15: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Clasificación de las estructuras sedimentarias

a) De acuerdo con el momento de su origen:

• Estructuras primarias o singenéticas:

- Estructuras de ordenamiento interno.

- Estructuras de la superficie de los estratos.

• Estructuras secundarias o epigenéticas.

b) De acuerdo con la causa de su origen:

• Inorgánicas

• Orgánicas

Page 16: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estructuras sedimentarias primarias inorgánicas planares

Page 17: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Origen de las estructuras sedimentarias

Estructuras

que se

generan al

combinar la

velocidad

de corriente

(expresada

aquí como

numero

Froude) y el

diámetro de

la partícula

Page 18: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

• Las láminas y las capas son lasunidades básicas sedimentarias queproducen estratificación; la transiciónentre ambas se sitúa arbitrariamenteen los 10 mm.

•Granoselección normal es unadisminución hacia el techo del estratodel tamaño de los granos dentro de una lámina simple o una capa , que se asocia generalmente con unadisminución progresiva en la disminución de la velocidad de flujo; esta granoselección es opuesta a la negativa.

• Las sucesiones granodecrecientes(Fining-upward) y granocrecientes(coarsening-upward) son los productos de capas individualesamontonadas unas sobre otras.

Page 19: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Granoselección positiva

Granoselección positiva. Tomado de: http://www.eos.ubc.ca/courses/eosc221/sed/sili/sedstructures.html

Page 20: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

A la izquierda, secuencias granodecrecientes en una sucesión de más de 47 m de espesor; a la derecha,

registros de los sondeos.

http://www-odp.tamu.edu/publications/195_IR/chap_04/c4_f10.htm

Arriba, secuencia granodecreciente de sistemas fluviales meandriformes. Imagen tomada de

http://www.geologia.uson.mx/academicos/grijalva/ambientesfluviales/sistemaderiosmeandricos.htm

Page 21: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Imbricación de clastos

Procedencia de las imágenes: 1, http://scienceblogs.com/highlyallochthonous/2008/02/imbrication.png; 2, http://cig.museo.unlp.edu.ar/docencia/sed/estructuras_mec.pdf; 3, http://geology.about.com/library/bl/images/blimbrication.htm

1 2

3

En medios fluviales, la imbricación es aguas abajo; en medios costeros, aguas arriba. ¿Por qué?

Page 22: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Laminación/estratificación cruzada

Los límites entre los conjuntos de

estratificación cruzada generalmente

representan una superficie de erosión.

La laminación y la estratifiación

cruzada son frecuentes en depósitos

de playa, dunas arenosas y aluviones.

Los conjuntos individuales con

estratificación o laminación cruzada

son buenos indicadores tanto de la

dirección de los aportes como de techo

y muro.

La laminación/estratificación cruzadaconsiste en grupos de láminas que se inclinan unas respecto de otras. Estainclinación es en el sentido de la corriente del viento o agua que movíanlas partículas durante el depósito.

http://www.geos.ed.ac.uk/undergraduate/field/pease

bay/laminae.jpg

http://w

ww

.geos.e

d.a

c.u

k/u

nderg

rad

uate

/fie

ld/p

easebay/c

rssbeds.jpg

Page 23: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estratificación-laminación cruzadaUna unidad sencilla de material con estratificación cruzada constituyeun “set”; una sucesión de sets forma un “co-set”.

Page 24: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

• ¿Cómo se origina la laminación cruzada?

• ¿Hay alguna relación entre la laminación cruzada y los ripple marks y las dunas?

El papel de las corrientes de retorno en las zonas de vacío hidráulico en el desarrollo de conjuntos de laminación cruzada dentro de otros de mayor escala.

Page 25: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Ripple marks

Ripple marks cerca de Noordwijk aan Zee, Zuid-Holland (Netherlands); de http://www.panoramio.com/photo/10077927

Page 26: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Los ripple marks son pequeñas ondulaciones que se forman en depósitos de arenas y limos no consolidados que están sumergidos en un fluido en movimiento. Se forman tanto por la acción de las aguas como por el viento, pero sólo los ripple marksformados por el agua tienen carácter morfogenético, ya que las que se forman por el viento son muy inestables.

Las marcas están orientadas perpendicularmente, como en estos ripple marks transversales, a la dirección del flujo y se encuentran siempre en la zona inundada. Internamente, como en la figura, presentan laminación cruzada planoparalela.

Page 27: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Los ripple marks

internamente

presentan laminación

cruzada.

Los ripple marks provocadas por las olas son simétricas entre sí, mientras que las formadas por corrientes constantes son asimétricas, más tendidas en la dirección de las corrientes. Los surcos pueden adoptar otras formas, lobuladas, que pueden ser alunadas si se abren en la dirección de la corriente o linguales si se abren en dirección contra corriente. Si el flujo se encuentra con un obstáculo los ripple marks dibujan surcos romboidales alargados.

Page 28: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Ripples de ola (wave ripples)

También conocidos como ripples de

oscilación, definen sólo la dirección,

no el sentido de la corriente.

Ripples de ola del Grupo Horton, Tennecape. http://www.ualberta.ca/~jwaldron/gallerypages/wavetide.html

Page 29: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

1, Ripples en escalera; 2, estratificación lenticular; 3 y 4, ripples de interferencia. Imágenes 1 a 3, del Grupo

Horton, Tennecape (http://www.ualberta.ca/~jwaldron/gallerypages/wavetide.html); imagen 4, de Liébana.

1 2

3 4

Page 30: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras
Page 31: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras
Page 32: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras
Page 33: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estructura dunar

http

://w

ww

.nat

ure.

com

/nat

ure/

jour

nal/v

406/

n679

1/fig

_tab

/406

056a

0_F2

.htm

l

Perfiles GPR (GroundPenetrating

Radar) a través de una duna sinuosa linear que muestran con excelente resolución la organización interna.

Page 34: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Duna fósil mostrando su estructura interna

Page 35: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

• El ángulo de trepado(climbing) en los depósitos con estratificacióncruzada crececon la velocidadde depósito, dando lugar a laminacióncruzada de ripples de tipoclimbing.

• Las antidunasforman estratoscruzados que se inclinan aguasarriba, si bien no suelenconservarse.

Imagen tomada de:

http://www.depauw.edu/acad/geoscienc

es/tcope/sedstruct.html

Page 36: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Laminación y estratificación planar

• La laminación planar (o estratificación planar) se origina tanto bajocondiciones de bajaenergía como de altaenergía.

• La estratificación planar puede confundirsefácilmente con la estratificación cruzadaplanar, dependiendo de la orientación de la sección.

Page 37: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Se origina durante tormentas, combinando actividad de oleaje y de flujo

unidireccional en mares someros (por debajo del nivel de base de buen

tiempo) y es el resultado de agradación de montículs.

Estratificación cruzada “Hummocky”

Page 38: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras
Page 39: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras
Page 40: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estratificación heterolítica. Se catarceriza por la alternancia de láminas o capas de arena y fango:

• Estratificación flaser, dominada por arena con delgadas y aisladaslentículas de fango.

• Estratificación lenticular, que está formadabásicamente por una masade fango con ripplesarenosos aislados.

Page 41: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Las estructuras sedimentarias dominadas por las mareas puedentomar formas diferentes:

• Estratificación cruzada de espina de pescado o Herring-bone, que indica direcciones de flujo bipolares, pero son raras.

• Estratificación cruzada “Mud-draped”, que son mucho másfrecuentes, y son el resultado de formas alternantes de migración de capas durante flujos de alta velocidad y de sedimentación de fangos durante marea alta o baja.

• Los haces mareales (Tidal bundles) se caracterizan por unapareja de arena-fango con espesor variable; las secuenciasde haces mareales (tidal bundle sequences) consisten en series de haces que se pueden relacionar con ciclos marealesnormales.

Page 42: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estratificación de espina de pescado o herring bone en el Grupo Horton, Tennecape

http://www.ualberta.ca/~jwaldron/gallerypages/wavetide.html

Superficie de reactivación: http://www.searchanddiscovery.net/documents/2007/07036schwartz/i

mages/118.htm

Page 43: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estructuras sedimentarias primarias inorgánicas lineares

Page 44: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estructuras de erosión• Gran escala: canales

• Mediana escala: “cut and and fill”(erosión y relleno rápido)

• Pequeña escala: - Producidas por vórtices (“scourmarks”)- Por impacto o arrastre de partículas (“toolmarks)

• Producidas por vórtices (“scour marks”):

- “Flute mark”

- Marcas de obstáculos

- Marcas longitudinales

- “Gutter mark”

- Ripples de fango

• Por impacto o arrastre de partículas

(“tool marks”):

- “Groove”

- “Chevron”

- “Prod”

- “Bounce”

- “Skip”

- “Roll”

Page 45: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Sole marks son estructuras sedimentarias erosivas sobre la supericie de

una capa, que han sido preservadas por enterramiento:

- Scour marks (debidas a turbulencia erosiva)

- Tool marks (debidas a impactos de objetos)

Page 46: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Ambas imágenes proceden de: http://www.depauw.edu/acad/geosciences/tcope/SedStruct/

Estructuras erosivas: ejemplos

A la izquierda, bounce mark, estructura originada por arrastre de un objeto; a la derecha, flute mark, originada por la acción erosiva de un vórtice energético.

Page 47: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Marcas de obstáculos• Generadas por la

aceleración del flujo al encontrarse un obstáculo (cantos, conchas, restos orgánicos, etc.).

• Si el obstáculo es suficientemente grande, en la zona de sombra se puede producir una sedimentación importante.

• Forma en planta de herradura

• Perfil longitudinal asimétrico (dan sentido de la corriente)

Imagen de Sengupta (1966) en Collinson y Thompson, 1081

Page 48: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Trazas fósiles (icnofósiles) son las pistas, huellas o excavaciones dejadas en los sedimentos tras el paso o la actividad de organismos (p.ej., trazas de alimentción –coprolitos-, locomoción –pistas-, excavaciones de escape –burrows-)

Arriba, red de excavaciones (madrigueras) fósiles; abajo a la derecha, huellas de paso.

Page 49: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Trazas fósiles

Arriba, Cruziana sp., molde de la huella dejada por un

trilobites. Imagen tomada de:

http://encina.pntic.mec.es/nmeb0000/invertebrados/artrop

odos/imagenestrilobites/cruziana2.jpg

A la izquierda, huellas de dinosaurios herbívoros

bolivianos. Imagen tomada de:

http://foroterraeantiqvae.ning.com/profiles/blogs/descubier

tas-en-bolivia-las

Page 50: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

La perturbación de

la estructura

interna de los

sedimentos por los

organismos se

conoce como

bioturbación, que

puee conducir a la

total destrucción

de las estructuras

sedimentarias

primarias. Ya que

numerosas trazas

fósiles pueden

estar conectadas a

un ambiente

deposicional

específico, pueden

ser usadas en

interpretaciones

sedimentológicas.

Bioturbación

Page 51: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estructuras sedimentarias primarias inorgánicas deformacionales

Page 52: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Las estructuras de deformación de sedimentos blandos son consideradas a veces como la parte incial de los cambios diagenéticos de un sedimento, e incluyen:

• Estructuras tipo Slump (en taludes)• Estructuras de pérdida de agua (a menudo debidas a carga)• Estructuras de carga (contrastes de densidad entre arena y fangos subyacentes

húmedos pueden en ocasiones originar diapiros de fango).

Page 53: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Huellas de carga

Imagen tomada de: http://www-

geology.ucdavis.edu/~gel109/SedStructures/Lg/PebbleLoadStructu

res.jpg

http://club.telepolis.com/nachoben/T

rydacnaTelepolis/geologia/estructur

as_sedimentarias/est_deformacion.

ppal.htm

http://www.almediam.org/images/Iti

nerario%20Tabernas/Tabernas_gra

ficos068_b.gif

Page 54: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estructuras en llama. Tomada de:

http://www.depauw.edu/acad/geosciences/tcope/SedStruct/HiRes/GradedFlamed.jpg

Page 55: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Estratigrafía• Rama de la Geología que

se ocupa del estudio (identificación, descripción, clasificación, subdivisión) e interpretación de las unidades de rocas agrupadas por características similares.

• Su objetivo es ordenar los sucesivos episodios o eventos que se expresan en la litosfera o en la superficie terrestre, como la simple agrupación de rocas bajo similares características.

• Se preocupa del ordenamiento de estas unidades.

http://www.redes-

cepalcala.org/ciencias1/geologia/islandia/geologia.islandia_fossvogur.

nautolfsvik.htm

Page 56: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Para establecer este orden necesitamos puntos de partida en los que se basa la estratigrafía y los cuales

nos llevan a una serie de principios.

• Principio del uniformitarismo

• Principio de la horizontalidad original

• Fósiles y sucesión faunística

• Ley de inclusiones

• Principio de la Superposición

• Principio de continuidad lateral de los estratos

• Relaciones de corte

• Principio de deformación

Page 57: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Principio delPrincipio del uniformitarismouniformitarismo

A. Principio del Uniformitarismo (James Hutton, 1726-1797): “El presente es la clave del pasado”.

Los procesos que actualmente toman lugar, operaron similarmente en el pasado geológico, luego podemos asumir que las leyes físicas que gobiernan la naturaleza hoy ( ej. gravedad ) han actuado similarmente en el pasado.

Page 58: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

B. Superposición de estratos(Steno, 1669).En una secuencia de estratos no deformada, aquellos más antiguos se ubican en la base y los más nuevos hacia el techo.

Page 59: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras
Page 60: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Cuando la sucesión está invertida, hay que hacer uso de los criterios de polaridad para identificar las posiciones relativas de muro y techo.

Page 61: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

C. Horizontalidad Original (Steno, 1669)La acumulación de material sedimentario es en capas horizontales a subhorizontales, paralelas a la superficie de sedimentación (estratos inclinados indican una deformación posterior a dicha sedimentación).

Page 62: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

D. Principio de continuidad lateral de los estratos (Steno, 1669)Los estratos, como resultado de una descarga de sedimentos en una cuenca debe adelgazarse en todas las direcciones, a no ser que esté limitado por un borde escarpado. De acuerdo con este principio, la edad de una capa o estrato es igual en todos sus puntos.Lateralmente los estratos no son infinitos. Tienden a desaparecer y pueden:

• Acuñarse• Gradar• Interdigitar• Truncarse

Page 63: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Continuidad de estratosContinuidad de estratos

Límite Lateral

• Gradación

• Acuñamiento

• Truncación

• Interdigitar

Límite Vertical

• Gradación

• Contacto neto o definido

• Discordancia o discontinuidad.

Page 64: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Gradación Lateral

Gradación Vertical

Page 65: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Interdigitación

Lava

Lava

Lava

Ceniza

Ceniza

Ceniza

Ceniza

INTERDIGITACION

Page 66: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Acuñamiento

Page 67: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

E. Principio de la sucesión faunística(Smith, 1769).

Un fósil es

sincrónico con

la roca que lo

incluye

(siempre y

cuando no sea

retrabajado).

Grupos

específicos de

faunas

aparecen o se

suceden uno

tras otro en el

registro rocoso

en un orden

global definido

(a nivel de todo

el planeta).

Page 68: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

F. Relaciones de corte oblícuo(Hutton, 1789)

Cualquier unidad rocosa

cortada por un cuerpo

rocoso o superficie es

más antigua que dicho

cuerpo o superficie.

Cuando cuerpos de roca

ígnea aparecen dentrodentro de

otras rocas indican que

estas últimas son más

viejas que el magma que

las intruyó.

A su vez este principio

puede ser aplicado a

fallas, donde se reconoce

que éstas son más

jóvenes que las rocas que

cortan.

Page 69: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

G. Ley de inclusión (Hutton, 1789)

Establece que los fragmentos de otras rocas contenidos dentro de un cuerpo rocoso son más viejos que la roca que los contiene.

Se aplica a rocas clásticas, lavas (fragmentos accesorios) e intrusiones (Xenolitos)

Xenolito

Page 70: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

H. Principio de deformación.

Toda deformación es siempre posterior a la capa que está deformada.

Page 71: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Columna estratigráfica

Es la sucesión vertical de las rocas sedimentarias existentes en un área determinada.

Para ello, se trata de identificar el muro de la sucesión (posición del estrato o grupo de estratos más antiguos) y a partir de él, medir su potencia y describir las características de dicho estrato o grupo de estratos (litología, contacto a muro y a techo, estructuras sedimentarias, fósiles, variaciones laterales). Y así sucesivamente a partir de él.

Un problema importante es la medida del espesor de los estratos.Algunas soluciones se recogen en la diapositiva siguiente.

Una vez recogida esta información, se trata de representarla gráficamente, siguiendo para ello claves conocidas; algunos ejemplos se muestran en las diapositivas siguientes.

Page 72: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Imagen tomada de Vera (1994)

Page 73: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Columna estratigráfica del Triásico de la Zona Externa de la Cordillera Bética, donde se han señalado las secuencias deposicionales (ciclos de tercer orden)Figura tomada de “EpicontinentalTriassic of the Southern Iberian Continental Margin” (Pérez-López, 1998).

Page 74: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras
Page 75: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

La correlación de series estratigráficas locales permite establecer relaciones laterales que aportan información acerca de las características geométricas y dinámicas de los medios sedimentarios.

Imagen tomada de J.C. García Ramos et al. (2004). Guía del Jurásico de Asturias. Zinco Comunicación. 118 p.

Page 76: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

El término “facies” en geología, y particularmente en estratigrafía y sedimentología, tiene un significado ambiguo y por ello ha sido motivo de dudas y confusión. La razón es que a lo largo del tiempo, y según sea el campo disciplinario, se lo ha empleado con muy distintas acepciones.

En el caso del estudio del registro sedimentario pueden reconocerse diversos enfoques en la definición de una facies, algunos tienen un carácter interpretativo y otros carácter descriptivo y objetivo.

Una definición clásica la señala como el conjunto de características litológicas y paleontológicas que definen una unidad estratigráfica o conjunto

de estratos. Se hace extensivo el uso de este término para denominar al conjunto de características genéticas reinantes durante el depósito, que quedan reflejadas en los materiales y pueden ser educidas de su estudio litológico y paleontológico.

FACIES SEDIMENTARIA

Primera definición: Steno (s. XVII). Primer significado geológico: Prevost (s. XIX)

Definición actual: Gressly, A. (1838). Observations géologiques sur le Jura Soleurois. Neue

Denkschr. Allg. Schweiz, Ges. Ges. Naturw., 2, 1-112

Page 77: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

LOS CRITERIOS INTERPRETATIVOSFacies e interpretación tectónica = TECTOFACIES. Una tectofacies consiste en un importante registro (espesor y distribución regional) de sedimentos que se suponen originados bajo un régimen tectónico en particular (por ejemplo tectofacies preorogénicas o flysch, tectofacies sinorogénicas o molasa).

Facies y ambientes sedimentarios. Consiste en una sucesión sedimentaria o conjunto de cuerpos sedimentarios que se interpretan como acumulados en un determinado ambiente sedimentario (p.ej., facies fluviales, facies deltaicas, facies de estuario).

Facies y procesos sedimentarios. Capa sedimentaria o conjunto de capas que se atribuyen a la acción de un proceso de acumulación (por ejemplo facies de turbiditas, facies de derrubios, facies mareales, facies de eolianitas).

Page 78: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

1. En sentido descriptivo o empírico.Se refiere a la caracterización de materiales y cambios laterales de facies.

Facies de calizas de rudistas Facies de calizas oolíticas

Page 79: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

2. En sentido interpretativo o genético.Se utiliza desde dos puntos de vista:

Facies fluviales

a. Para indicar situaciones de medio sedimentario (facies fluviales, facies de plataforma, facies pelágicas,…).

b. Para denominar los materiales depositados en determinadas condiciones que se deducen de su litología o contenido paleontológico (facies de arenas de canal fluvial, facies de calizas de llanura de mareas, facies de areniscas de lóbulo externo,…).

Page 80: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

3. En sentido cronoestratigráfico.Se utiliza para denominar a determinados materiales con características litológicas o paleontológicas que estaban encuadrados en edades concretas (facies Urgoniana, facies Purbeck, facies Keuper,…).

Facies Keuper. Imagen de:http://www.telefonica.net/web2/meteovallirana/geo/T

m2_aguas%20de%20Vallirana.jpg

Formación Caroig. Facies Urgoniana.

Imagen de:http://www.upv.es/dit/Itinerarios/Itiner_Malacara_Par

adas.htm

Page 81: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Tipos de facies

Litofacies: características litológicas de un conjunto de estratos y, por tanto, factores físicoquímicos que reinaron durante el depósito. Ej.: facies de calizas oolíticas, facies de areniscas glauconíticas,…

Biofacies: características paleontológicas y condiciones biológicas reinantes durante lasedimentación. Ej: facies de gasterópodos, facies de radiolarios,…

Page 82: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Litofacies: 1, de areniscas entrecruzadas y de areniscas con laminación ondulítica; 2, de areniscas con capa plana, de areniscas con estructura hummocky y litofaciesheterolítica; 3, de areniscas glauconíticas.

LITOFACIES1

2

3

Page 83: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Imagen tomada de:

http://www.scielo.org.ar/img/revistas/ameg/v44n1/a04f5.gif

BIOFACIES

Biofacies de Ediacara. Imagen tomada de:

http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/e

diacara.reconstitution.jpg

Page 84: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Grupo o conjunto de facies que guardan una clara relación física y genética entre sí. El concepto involucra tanto a las relaciones verticales como laterales entre las facies.

El concepto de asociación de facies es fundamental para definir mecanismos de formación de los depósitos sedimentarios, así como proponer modelos sobre sistemas de depósito y ambientes de acumulación.

Asociaciones de facies

Asociación de facies de lutitas negras, heterolíticas, de areniscas

gradadas y de lutitas con estructuras de deformación sinsedimentaria. Formación Los Molles, Neuquén.

Page 85: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

A: multiepisódica; B: bandeada; C: bandeada discíclica; D: asimétrica positiva (granodecreciente); E: asimétrica negativa (granocreciente).

Tipos de asociaciones de facies

Page 86: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Asociaciones de facies

Page 87: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Asociación de facies turbidítica: secuencia de Bouma.

Page 88: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Origen de las asociaciones de facies

Asociaciones autocíclicas: controladas por procesos que tienen lugar en el propio ambiente sedimentario.

Asociaciones alocíclicas: causadas por factores externos al sistema sedimentario, como cambios climáticos, movimientos tectónicos en el área de aporte y variaciones globales en el nivel del mar.

Page 89: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

La Ley de Facies de Walther (1894) nos indica que las facies que aparecen dispuestas en sentido vertical (asociaciones de facies) deben haber sido el producto de ambientes asociados espacialmente. De este modo, dichas facies han sido formadas en ambientes lateralmenteadyacentes.La Ley de Walther tiene una limitación (limitante de Middleton, 1973) y es que debe aplicarse a sucesiones en las que no aparezcan interrupciones o discontinuidades mayores.La Ley de Walther es esencial para:1) efectuar interpretaciones dinámicas en el modelado de los ambientes sedimentarios.2) realizar estudios espaciales sobre la base de correlaciones.

LEY DE WALTHER Y CORRELACIÓNDE FACIES

Page 90: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

LEY DE WALTHER, CONTACTOS

ENTRE ASOCIACIONES DE FACIES Y TIEMPO

DE SEDIMENTACIÓN:EL PRINCIPIO DE

LA CORRELACIÓN

Page 91: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

Tomado deA. Arche (1989). Análisis de facies y de cuencas sedimentarias. En A.Arche:

Sedimentología. C.S.I.F.

Facies y cuenca sedimentaria: relaciones

Page 92: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras
Page 93: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras
Page 94: TEMA 4. La sedimentación como proceso formador de rocas · PDF fileGuión del tema • La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. • Las estructuras

BibliografíaArche,A. (1989) (Coord.). Sedimentología. Vol. I. C.S.I.C.. Col Nuevas Tendencias: 541 p.

Cap. I: Introducción al análisis de facies.

Barba,F.J. (1999). Rocas sedimentarias y facies sedimentarias: relaciones conceptuales y genéticas. Aplicaciones

Didácticas. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, Vol. 7, nº 1 pp. 29-37.

Corrales,I.; Rosell,J.; Sánchez de la Torre,L.Mª.; Vera,J.A. y Vilas,L. (1977). Estratigrafía. Ed. Rueda: 718 p.

Cap. 2: Estratificación y rocas sedimentarias.

Cap. 6: Estructuras sedimentarias de orden interno.

Cap. 7: Caracteres de la superficie de estatificación.

Cap. 8: Estructuras de deformación.

Cap. 9: Estructuras orgánicas

Cap. 10: Estructuras diagenéticas.

Cap. 20: Facies. Litofacies.

Cap. 25: Series estratigráficas.

Mingarro,F. y Ordóñez,S. (1982). Petrología exógena I: hipergénesis y sedimentogénesis alóctona. Edit. Rueda:

387 p.

Cap. 6: Estructuras.

Reading,H.G. (Ed.) (1996). Sedimentary Environments, Proceses, Facies and Stratigraphy. Blackwell, Oxford: 688

p.

Cap. 2. Controls on sedimentary rock record.

Vera,J.A. (1994). Estratigrafía: Principios y Métodos. Ed. Rueda: 806 p.

Cap. 2. Estrato y estratificación.

Cap. 3. Las rocas estratificadas en el contexto geológico.

Cap. 5. Métodos de estudios de las rocas estratificadas.

Cap. 6: Facies.

Cap. 7. Asociaciones de facies.

Cap. 11. Secciones estratigráficas.

Walker,R.G. (ed.) (1980). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 211 p.

Cap. 1. Facies and Facies Models: General Introduction.

Walker,R.G. (ed.) (1984). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 317 p.

Cap. 1. Facies. Facies Models and modern stratigraphic concepts.