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Tema 7 sedimentación y rocas sedimentarias

Rocas sedimentarias

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Tema 7 sedimentación y rocas sedimentarias

  1. 1. 7 Sedimentación y rocas sedimentarias
  2. 2. •Formando rocas consolidadas que suelen formar estratos •A partir de rocas que se alteran, erosionan, sedimentan en una cuenca sedimentaria y sufren procesos de diagénesis Estudia las características y los procesos que forman los sedimentos y las rocas sedimentarias El origen de los sedimentos y las rocas sedimentarias Petrología sedimentaria •Se forman en ambiente exógeno (P y tª ambientales)
  3. 3. Procesos sedimentarios Procesos que influyen en la formación de sedimentos y rocas sedimentarias EROSIÓNMETEORIZACIÓN TRANSPORTE DEPÓSITO DIAGÉNESIS Se mueven por las siguientes formas de energía Energía interna terrestre Energía solar Energía potencial
  4. 4. Procesos sedimentarios Meteorización METEORIZACIÓN Se produce cuando en la superficie una roca se expone a condiciones (P, tª y fluidos) muy ≠ a las de su origen Es la acción sobre las rocas superficiales del aire, el agua y los seres vivos (sin transporte) Origina partículas sin consolidar de las rocas, los sedimentos
  5. 5. Procesos sedimentarios Meteorización Física o mecánica Química Puede ser Meteorización física: la roca se fragmenta sin alterar su composición química o mineralógica Meteorización química: se altera la composición química o mineralógica METEORIZACIÓN
  6. 6. Procesos sedimentarios Meteorización Física o mecánicaMETEORIZACIÓN Crioclastia Termoclastia
  7. 7. Procesos sedimentarios Meteorización Física o mecánicaMETEORIZACIÓN Haloclastia Bioclastia
  8. 8. Limonita Procesos sedimentarios Meteorización QuímicaMETEORIZACIÓN Disolución Oxidación Goethita
  9. 9. Procesos sedimentarios Meteorización QuímicaMETEORIZACIÓN Hidrólisis Hidratación
  10. 10. Procesos sedimentarios Meteorización EROSIÓN Procesos que ocurren tras la meteorización o a la vez. Se produce en el área fuente y conlleva la pérdida de material y la denudación del relieve desde las zonas elevadas. A veces es difícil de separar del transporte Erosión Erosión Transporte Sedimentación Roca madre Sedimentos
  11. 11. Procesos sedimentarios Transporte TRANSPORTE Traslado de sedimentos y solutos derivados de la meteorización desde el área fuente a las cuencas de sedimentación Consecuencia de la gravedad El agente de transporte suele ser un fluido (agua, aire o hielo glaciar) Los materiales transportados son sedimentos
  12. 12. Procesos sedimentarios Transporte Formas de transporte En contacto con el fondo Sin tocar el fondo Rodadura Saltación Deslizamiento Flotación Disolución Suspensión ARRASTRE: Rodadura y deslizamiento por el fondo sin elevarse SALTACIÓN: Desplazamiento por el fondo con saltos de duración y longitud variable SUSPENSIÓN: Flotación en el seno del fluido DISOLUCIÓN: Iones incluidos en el líquido
  13. 13. Procesos sedimentarios Transporte El TRANSPORTE Selecciona y clasifica Según la velocidad, la distancia y el tiempo de transporte Alta velocidad y poco transporte: partículas de diversos tamaños. Poca selección Desgaste de las partículas Varía su forma y tamaño por rozamiento, choque o disolución
  14. 14. Procesos sedimentarios Sedimentación y precipitación química SEDIMENTACIÓN Proceso por el que se acumulan y decantan las partículas sólidas transportadas en una cuenca sedimentaria Los solutos e iones disueltos en agua se acumulan al evaporarse el agua y cristalizan nuevos minerales La actividad orgánica también puede inducir su precipitación
  15. 15. Procesos sedimentarios Diagénesis DIAGÉNESIS Transformaciones que sufren los sedimentos en una cuenca sedimentaria por acción de procesos físicos, químicos y biológicos desde su sedimentación hasta que sufran metamorfismo o vuelvan a exponerse en la superficie a la meteorización Diagénesis: Conjunto de procesos por los cuales un sedimento pasa a ser una roca sedimentaria. ROCAS SEDIMENTARIASSEDIMENTOS DIAGÉNESIS
  16. 16. Procesos sedimentarios Diagénesis DIAGÉNESIS Principales procesos COMPACTACIÓN CEMENTACIÓN REEMPLAZAMIENTO DISOLUCIÓN
  17. 17. Física: La presión hace que los minerales se orientan de forma paralela Pérdida de volumen debida a la presión de las capas de nuevos sedimentos que se depositan. Se expulsan fluidos y disminuye el espacio entre poros Procesos sedimentarios Diagénesis COMPACTACIÓN Presión Química: El aumento de presión produce la disolución de los componentes donde contactan
  18. 18. Hay minerales que precipitan en los poros y huecos que hay entre las partículas y dan cohesión al sedimento Procesos sedimentarios Diagénesis CEMENTACIÓN Los minerales que suelen precipitar son la calcita, aragonito, dolomita, minerales de la arcilla, cuarzo y feldespato
  19. 19. Transformaciones químicas de los minerales por acción de fluidos a tª< 150-200ºC Procesos sedimentarios Diagénesis REEMPLAZAMIENTO
  20. 20. Algunos minerales se disuelven en las condiciones de presión y temperatura y por la composición de fluidos Procesos sedimentarios Diagénesis DISOLUCIÓN
  21. 21. Estructuras sedimentarias Los sedimentos y rocas sedimentarias se ordenan en capa denominadas estratos Poseen estructuras (macro y microscópicas) en sus límites, en el interior y también pueden haberlas producido seres vivos De acumulación Biogénicas De erosión
  22. 22. Estructuras sedimentarias Estrato y lámina Un estrato es una unidad litológica: Está formado por un tipo de roca sedimentaria que se formó bajo procesos sedimentarios constantes. Se distingue físicamente y visualmente por presentar superficies originadas por la interrupción de la sedimentación o por que ocurra erosión Techo: Parte más alta y moderna del estrato Muro: Parte más baja y antigua del estrato
  23. 23. Estructuras sedimentarias Estrato y lámina Los estratos pueden subdividirse internamente en láminas (nivel más pequeño del estrato que muestra ordenación interna de las rocas) Pueden ser de origen detrítico (acumulación y ordenación de partículas) o de precipitación química
  24. 24. Estructuras sedimentarias Estructuras sedimentarias de acumulación Se forman durante la sedimentación y acumulación de partículas en las cuencas a partir de un fluido que ordena y distribuye los sedimentos Indican la velocidad, energía, dirección y sentido de la corriente y el ambiente de sedimentación Se forman en sedimentos arenosos a partir de flujos unidireccionales La corriente mueve los granos del fondo y se forman rizaduras (pequeñas dunas)
  25. 25. Estructuras sedimentarias Estructuras sedimentarias de acumulación
  26. 26. Estructuras sedimentarias Estructuras sedimentarias de acumulación Son ripples de origen eólico. Donde la baja densidad y viscosidad del aire hace que los sedimentos sean más seleccionados y redondeados
  27. 27. Estructuras sedimentarias Estructuras sedimentarias de acumulación También se llaman estructuras gradadas. Al llegar los sedimentos a una cuenca sedimentaria con poca o nula energía las partículas sedimentan por gravedad Primero sedimentan las partículas más grandes y pesadas, y sucesivamente hasta llegar a las más pequeñas (arcillas). Aparecen en lagos, talud continental y fondos abisales
  28. 28. Estructuras sedimentarias Estructuras biogénicas Huellas generadas por seres vivos que se denominan icnófósiles Desplazamiento o excavación de seres vivos sobre sedimentos consolidados. Pueden ser pisadas, huellas, galerías y marcas de reposo.
  29. 29. Estructuras sedimentarias Estructuras biogénicas Acción de organismos litofagos, sobre sustratos sólidos y consolidados. Perforaciones, raspaduras y arañazos
  30. 30. Estructuras sedimentarias Estructuras de erosión Se producen por la rotura de estructuras sedimentarias de acumulación Depresión delante de obstáculos con forma de media luna y parte central profunda, donde hay un remolino más fuerte Grietas de desecación Se forman por evaporación y desecación. El sedimento fino pierde agua y se rompe en estructuras poligonales. Frecuentes en llanuras de inundación, márgenes de lagos y zonas supramerales
  31. 31. Estructuras sedimentarias Estructuras de erosión La erosión de una corriente de agua corta y excava los estratos. Tienen forma cóncava. Superficies erosivas que cortan grandes extensiones. Indican niveles de erosión generalizada, que pueden abarcar mucho tiempo
  32. 32. Estructuras sedimentarias Estructuras de erosión Se forman después de la sedimentación por diferencias de carga o pequeños temblores. Se deforman por contrastes de densidades cuando las capas de grano fino fluidifican Los estratos se pliegan por desplazamientos laterales por gravedad. Se distinguen cuando encima y debajo hay estratos horizontales
  33. 33. Esta acumulación se condiciona por distintos factores: tiempo, litología del área fuente, agente de transporte, clima, morfología de la cuenca, tectónica, variación del nivel del mar, diagénesis y biota Cuencas y ambientes sedimentarios Las rocas sedimentarias se agrupan en sucesiones estratigráficas que se acumulan en cuencas sedimentarias Los cambios en esos factores se registran en las rocas en las facies sedimentarias Facies: Suma de las características de un sedimento o roca sedimentaria (litología, geometría, contenido paleontológico, estructuras sedimentarias y color)
  34. 34. Cuencas y ambientes sedimentarios
  35. 35. Cuencas y ambientes sedimentarios Ambientes de sedimentación continentales GLACIARES En regiones donde el proceso de erosión y sedimentación se realiza por el hielo Ambiente de sedimentación glaciar alpino Ambiente de sedimentación de regiones polares Zonas donde hay hielo y nieve permanentemente El hielo fluye hasta la zona de ablación donde se funde Gran capacidad erosiva que forma un depósito caótico y mal seleccionado (till) Sedimentación mayoritariamente marina al fundirse estos glaciares y llegar sedimentos mal seleccionados a los mares que rodean los casquetes polares. Se forman las dropstones
  36. 36. Cuencas y ambientes sedimentarios Ambientes de sedimentación continentales ABANICOS ALUVIALES Aparecen en zonas de contacto de un relieve escarpado con una zona casi planas si cauces fluviales permanentes El material erosionado se acumula al pie del escarpe formando un depósito con forma de abanico. El material transportado sufre granoselección En regiones áridas erosión, transporte y sedimentación se realiza por el viento formándose grandes campos de dunas Se forman areniscas muy bien seleccionadas, con ripples y estratificaciones cruzadas de ↑ángulo Donde predomina la erosión se forma reg (superficies con rocas pulimentadas limpias de arena) AMBIENTES DESÉRTICOS
  37. 37. Cuencas y ambientes sedimentarios Ambientes de sedimentación continentales AMBIENTES FLUVIALES Los ríos transportan bloques, gravas, arenas, limos y arcillas. Los gruesos van como carga de fondo y se acumulan en barras de conglomerados y arenas. Las arenas finas, limos y arcillas se acumulan en la llanura de inundación y en cauces abandonados Los lagos son cuencas cerradas y de baja energía. Hay lagos en depresiones kársticas (precipitan carbonatos), lagos salinos endorreicos (grandes extensiones de sales), lagos en cráteres o en zonas de rift (con gran variedad de facies lacustres) AMBIENTES LACUSTRES
  38. 38. Cuencas y ambientes sedimentarios Ambientes de sedimentación marinos AMBIENTES COSTEROS PLATAFORMATALUD FONDOS ABISALES CHIMENEAS HIDROTERMALES
  39. 39. Cuencas y ambientes sedimentarios Ambientes de sedimentación marinos AMBIENTES COSTEROS PLATAFORMAS Playas y zonas intermareales donde oscilan las mareas. Se acumulan los sedimentos de los ríos y las arenas formadas por restos de organismos marinos por las corrientes de deriva. Sobre todo hay arenisca bien formadas. Están siempre sumergidas bajo la influencia del oleaje y las corrientes. Hay mucha energía mueve muchos sedimentos y forma grandes barras. Sinclásticas: Predomina la sedimentación detrítica con grandes barras arenosas Carbonáticas: Acumulación de prtículas y organismos de esqueleto carbonático. Es frecuente la formación de arrecifes
  40. 40. Cuencas y ambientes sedimentarios Ambientes de sedimentación marinos TALUD FONDOS ABISALES Zonas de pendiente entre la plataforma y los fondos marinos. Se corta por cañones que llevan sedimentos a zonas más profundas. Hay flujos en masa, que forman capas turbiditicas y deslizamientos submarinos Van desde el talud a las zonas profundas de las cuencas marinas. Tienen sedimentación pelágica y influyen ni el oleaje, ni las corrientes. Se acumulan por decantación sedimentos finos (limos y arcillas) y restos de organismos planctónicos CHIMENEAS HIDROTERMALES Emanaciones de fluidos calientes de origen volcánico. Tienen mucho elementos químicos disueltos, lo que genera importante biodiversidad. Precipitan minerales ferruginosos, nódulos de manganeso y sulfatos
  41. 41. Cuencas y ambientes sedimentarios Ambientes de sedimentación de transición DELTAS DUNAS LITORALES Se forman en desembocaduras de ríos si la acumulación de sedimentos supera la capacidad erosiva del mar. Hay grandes depósitos de arenas, limos y arcillas en forma de abanico surcado por canales. Arenas siliclásticas o carbonáticas que acumulan las corrientes cerca del litoral y el viento las transporta. Para formar un cordón de dunas por encima del nivel del oleaje y las mareas
  42. 42. Cuencas y ambientes sedimentarios Ambientes de sedimentación de transición ESTUARIOS Y RÍAS LAGUNAS COSTERAS Combinan sedimentos de origen fluvial y marino. Son valles inundados por el mar y predomina sedimentación de alta energía. Están muy influidos por las mareas y durante baja mar dejan expuestas marismas extensas Lagunas hipersalinas adosadas al litoral y reciben influencia del agua marina. Se separan del mar por cordones de arena
  43. 43. Cuencas sedimentarias en el marco de la tectónica de placas Cuencas de rift En el estado inicial de la formación de litosfera oceánica al comenzar la subsidencia Cuencas de margen pasivo Bordes continentales sin límite de placa. Sedimentos detríticos marinos y carbonatos marinos Cuencas intracontinentales En zonas de rift dentro de continentes Cuencas de antepaís En bordes destructivos de márgenes continentales Sedimentos fluviales y aluviales de la erosión de la cordillera
  44. 44. ORGANÓGENASQUÍMICAS Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS CARBONÁTICAS DETRÍTICAS Se forman por la litificación de fragmentos de rocas unidos por una matriz o cemento Consolidación de restos de organismos y partículas de composición carbonática Producidas por transformación de materia orgánica Precipitación directa de minerales en el medio exógeno
  45. 45. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas sedimentarias detríticas Se forman por más de 50% de fragmentos de rocas junto a la matriz y el cemento que ocupa los huecos entre los fragmentos detríticos
  46. 46. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas sedimentarias detríticas La clasificación de los sedimentos y las rocas detríticas se basa en el tamaño de los clastos
  47. 47. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas sedimentarias detríticas Conglomerados Con fragmentos mayores de 2 mm Se llaman brechas si son conglomerados con clastos angulosos Se llaman pudingas si son conglomerados con clastos redondeados Según el nº de componentes se diferencian conglomerados:
  48. 48. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas sedimentarias detríticas Areniscas 50% de fragmentos entre 2 y 0,062 mm Con hasta un 15% de matriz Se clasifican según el % de granos que sean de cuarzo, feldespato o fragmentos de rocas Cuarzoarenitas: 95% cuarzo. Rocas muy maduras y seleccionadas. Ambientes eólicos y marinos Arcosas: Predominan los feldespatos. Selección moderada. Ambientes fluviales, eólicos y abanicos aluviales. Litoarenitas: Con más fragmentos de rocas. Ambientes fluviales, eólicos y abanicos aluviales.
  49. 49. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas sedimentarias detríticas Lutitas 75% de partículas detríticas inferiores a 0,062 mm Son muy abundantes. Aspecto masivo y con pocas estructuras sedimentarias. En ambientes continentales, de transición de baja energía y en fondos abisales
  50. 50. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas sedimentarias carbonáticas Se forman en cuencas de sedimentación y contiene elementos de composición carbonática (CO3 -2)
  51. 51. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas sedimentarias carbonáticas Calizas: Formadas por CaCO3 (calcita y aragonito) CALIZAS BIOCLÁSTICAS Con fragmentos de restos de seres vivos CALIZAS MATRIZ-SOPORTADAS 75% micrita (partículas de carbonato pequeñas) y menos 10% granos CALIZAS BIOCONSTRUIDAS Restos de organismos “in situ”, como los arrecifes Dolomías: Formadas por CaMgCO3 (dolomita) Se forman por dolomitación, se reemplaza el Ca del aragonito y la calcita por Mg . Lo que “borra” los componentes originales
  52. 52. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas de precipitación química Grupo en el que se juntan rocas de composición muy distinta. Comparten que provienen de la precipitación de minerales en medio exógeno Rocas evaporíticas: Precipitación por evaporación en salmueras en cuencas de continentales, de transición y marinas SULFATOS Yeso (CaSO4 hidratado) y anhidrita (CaSO4 anhidro) SALES Halita (NaCl), silvina (KCl) y carnalita (cloruro de potasio y magnesio) Rocas fosfáticas: Más de 50% de minerales fosfatados. Por reemplazamiento de huesos, escamas, dientes y materia vegetal. Ambientes marinos, plataforma y talud y lagos en condiciones ácidas Nódulos y capas de apatito y vivanita. Guano: Por lixiviado de excrementos de aves
  53. 53. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas de precipitación química Rocas ferruginosas: Precipitación de óxidos de hierro en ambientes marinos (hematites, magnetita y goetita). HIERROS BANDEADOS Al menos con 15% de Fe, se alternan bandas de magnetita, hematites y silex LATERITAS Se forman en suelos tropicales con óxidos e hidróxidos de Fe Rocas silíceas: Cuarzo precipitado en medio sedimentario. SÍLEX Variedad del cuarzo sin estructura cristalina ÓPALO Precipitación de óxido de silicio suele reemplazar restos vegetales
  54. 54. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas de precipitación química Calizas de precipitación química: En ambientes continentales. El agua de lluvia reacciona con el CO2 y forma H2CO3 que disuelve bicarbonatos. Esos procesos se invierte en la superficie o en cavidades y hacen que precipite la calcita TOBAS Ambientes fluviales y lacustres por la presencia de bacterias y plantas. La calcita crea una coraza alrededor de los restos vegetales ESPELEOTEMAS Estalactitas, estalagmitas y perlas de las cuevas TRAVERTINOS Precipitación de carbonatos en aguas y fuentes termales
  55. 55. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas organógenas Están formadas por carbono de origen orgánico. Son el carbón y el petróleo Carbón Con más de un 50% de carbono se origina por descomposición de vegetales terrestres en anoxia en zonas pantanosas de deltas, fondos de lagos y cuencas marinas poco profundas Al enterrarse los restos vegetales se transforman químicamente de forma lenta por bacterias anaerobias que los enriquecen en carbono
  56. 56. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas organógenas
  57. 57. Clasificación de los sedimentos y las rocas sedimentarias Rocas organógenas Petróleo Procede de grasas y proteínas de organismos planctónicos y algas Al enterrarse por altas presiones y temperaturas se transforman en margas bituminosas que maduran hasta petróleo El petróleo es un hidrocarburo insoluble en agua formado por compuestos con C e H (parafinas, naftenos y aromáticos). También se origina metano (CH4)

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