Universidad Central de Central

Facultad de Ciencias

Escuela de Química. Departamento de Geoquímica

Trabajo Geológico y Geoquímico de Campo

Seminario VI: Ambientes sedimentarios eólicos

Guzmán Karina. C.I: 16.591.978 Palma María Gabriela. C.I: 16.563.134

RESUMEN

Los depósitos eólicos se producen principalmente en ambientes áridos donde la superficie de

agua es interrumpida y donde existe poca vegetación. Las arenas depositadas en estas zonas

desérticas se caracterizan por tanto su composición madura y mineralogía a gran escala entre la

estratificación cruzada formada por la migración de dunas. Los depósitos eólicos son poco

comunes fuera de los ambientes desérticos, que se producen como facies de arenas locales

asociados a playas, glaciares y polvo distribuido a través de largas distancias dentro de una gran

variedad de ambientes, pero los loess cuaternarios son raros en cantidades significativas. Los

depósitos eólicos se caracterizan por tener una litología solo de arenas y limos donde la

mineralogía es principalmente cuarzo y raras cantidades de carbonato. Los fósiles son poco

comunes en depósitos de dunas desérticas. En la geometría de los depósitos eólicos no hay forma

distintiva de formaciones eólicas y los ambientes se caracterizan por poseer estructuras

sedimentaria como estratificación cruzada, estratificación laminar y rizaduras. Las facies están

asociadas con abanicos aluviales, ríos y lagos efímeros de facies en los desiertos, también con la

playa y depósitos glaciales de material aluvional.

INTRODUCCIÓN

El ambiente eólico está relacionado con los procesos de transporte y depositación de material por

el viento. La condición indispensable para que el viento pueda actuar es la ausencia de cobertura

vegetal o suelo. La escasa o ninguna presencia de vegetación en las zonas desérticas se puede

explicar por la acción del viento sobre arenas movibles que impiden a las plantas obtener un

sostén firme con sus raíces; también pudiera ocurrir que una alta concentración salina impida el

crecimiento de las plantas.

La totalidad de la superficie del planeta se ve afectado por el viento en diversos grados, pero

existen depósitos eólicos que sólo son dominantes en una gama relativamente restringida. Los

contornos eólicos más evidentes son los grandes desiertos de arena, pero existen grandes

acumulaciones a cargo del viento de materiales relacionados con las playas de arena y de los

pisos periglaciares. Casi todos los depósitos incluyen material que ha soplado como el polvo en el

aire, incluido el medio marino profundo [1].

Las arenas eólicas depositadas en ambientes desérticos tienen características distintivas que van

desde la morfología de granos microscópicos a escala de la estratificación cruzada.

El agua tiene una efímera importancia en estos ambientes, y de aquí lo más interesante de los

ambientes eólicos, su acción es debida únicamente a la acción del viento y esto genera un

increíble buen escogimiento y redondez en los granos de las arenas. Las rocas generadas en estas

zonas poseerán, casi con seguridad, gran permeabilidad y porosidad, el reconocimiento de estas

características paleoambientales serán de gran importancia económica debido a las posibles

acumulaciones de agua e hidrocarburos en los niveles subterráneos.

GEOMETRIA

No hay forma distintiva de formaciones eólicas. La morfología de las dunas de arena de mar es

generalmente planificado hacia afuera antes de que los sedimentos de otras facies sean

depositados. Básicamente una cortina estalactitas es la geometría final. Los ambientes adyacentes

de facies pueden ser significativos. Debido a que los desiertos son entornos equilibrados las

dunas de arena a menudo migran a través de disconformidades. En las arenas eólicas se puede

esperar pasar lateralmente en el trenzado de materiales aluvionales, arenas aluviales, playa del

lago y de la de evaporitas o pizarras fanglomerados. No es significativa la respuesta sísmica.

Debido a su composición de arenisca uniforme no hay grandes reflectores internos y, como ya se

ha discutido, de dunas paleotopograficas es poco probable que se preserve [2].

MECANISMOS DE TRANSPORTE

Dos procesos principales se llevan a cabo por acción del viento. Deflación, cuando las partículas

de material coherente son transportadas por suspensión, o por rodamiento sobre la superficie del

terreno, y por abrasión, cuando las partículas son transportadas por el viento chocan contra la

superficie de roca o suelo y la desgastan por efecto de los impactos. La deflación puede originar

un reg o pavimento desértico, cuando los fragmentos gruesos son concentrados a medida que el

material fino es transportado por el viento [3]. De ésta manera, el viento juega un papel muy

importante en el transporte de los sedimentos ya que en gran medida es el responsable de la

formación, de la dinámica y de la morfología de las dunas en los mares de arena, además de un

aporte abundante de sedimentos y un lugar para acumularlos [4].

El rango del tamaño de grano transportado por el viento es limitado con respecto al transportado

por el agua, debido a su menor densidad y viscosidad. En general, el viento es capaz de

transportar partículas en tres modos diferentes: suspensión, saltación y por deslizamiento

superficial. Los limos y arcillas son transportados por suspensión en el que los granos se

mantienen por encima del sustrato por turbulencias atmosféricas. Granos menores a los limos

medios son suspendidos indefinidamente y son los que constituyen el polvo atmosférico. La

mayoría de los granos rebota o salta con suficiente energía como para volver al flujo y expulsar a

otros granos (saltación). Otros granos se deslizan por la superficie cuando son afectadas por los

granos que van en saltación, lo que se denomina deslizamiento superficial o creep [5]. Estos

mecanismos son representados en la figura 1.

Figura 1. Mecanismos de transporte [6]

MECANISMOS DE SEDIMENTACIÓN

Cuando disminuye la fuerza del viento, las partículas transportadas se van depositando

selectivamente: primero, las más gruesas y luego las más finas. De esta forma se van formando

los depósitos, que en algunas regiones pueden ser importantes. Las arenas de los ambientes

eólicos forman diversos tipos de acumulaciones clasificadas según su escala en kilómetros, entre

las que se encuentran las rizaduras, dunas de diversos tipos y draas, tal como se observa en la

figura 2.

Figura 2. Clasificación de las acumulaciones eólicas según su dimensión [1]

Las formas más pequeñas de acumulación son las marcas rizadas en la arena que se disponen

homogénea y paralelamente en forma de ondas largas, muy cerca una de la otra. Las rizaduras

eólicas tienen variables longitudes de onda (distancia entre cresta y cresta) en un rango de

algunos centímetros a varios metros. Su manifestación rítmica externa tiene su origen en el roce

de dos medios de diferente densidad (arena - agua; arena - aire).

Las dunas eólicas son acumulaciones de rangos entre 3 metros y 600 metros de longitud de onda

y 10 cm y 100 metros de altura. Las dunas crecen a sotavento de un pequeño obstáculo alrededor

del cual se acumula la arena. La arena también puede acumularse a barlovento del obstáculo, en

la zona que se arremolina el aire, debido al efecto del levantamiento del obstáculo [1].

Debido a que las dunas se producen en forma de numerosos complejos, cualquier clasificación es

un tanto arbitraria. Lamentablemente, la larga historia de trabajo en la actualidad los sistemas de

arena eólica ha generado un conflicto largo y correspondientemente la terminología para la

clasificación de las dunas, y un sistema de clasificación no es universalmente aceptada, y el

mismo término puede variar en su uso en la literatura.

El enfoque adoptado es clasificar las dunas morfológicamente y morfodinamicamente.

Esquema morfológico: se basa en una visión global del espacio. figura 4 (a)

Esquema morfodinámico: clasifica las dunas por la orientación de a línea de cresta con

respecto a la dirección de transporte resultante. figura (b)

Debido a que la clasificación morfológica y morfodinamica está basada sobre diferentes

parámetros; diferentes tipos de información es necesario para clasificar las dunas en un sistema

dual donde se superpone la clasificación.

Las dunas morfológicas más comunes son:

Lineal: Consisten en dunas simétricas con la línea de cresta sinuoso o recto y tienden a formarse

bajo un régimen de viento bidireccional agudo.

Creciente: Consisten en dunas de distintas asimetrías y una común sinuosidad de la línea de la

cresta. Se forman bajo un régimen de viento casi unidireccional.

Dunas bargan: vistos en planta presentan forma de media luna con las puntas a favor

del viento.

Dunas barganoide: forma intermedia entre los barganes aislados y extensiones de

dunas transversales.

Estrella: son dunas multi-armadas que contiene distintos líneas de crestas a partir de uno o dos

picos radiantes. Corresponden a una de las dunas más complejas y se forman en respuesta a los

vientos provenientes de tres o más direcciones diferentes.

En una variedad más especializada de dunas podemos también encontrar:

Parabólicas: dunas en forma de U, asociadas a la estabilización parcial por la vegetación la cual la

porción central migra, mientras que la porción estabilizada apunta en dirección contraria al

viento. Típicas en zonas de costas donde la vegetación cubre parcialmente la tierra.

Bajo relieve: dunas asociadas con un redondeo y tamaño de grano demasiado grueso para

deslizarse por la pendiente del sotavento.

Domo: dunas en forman de montículos aislados con forma circular y bajos.

Las dunas cuando se clasifican morfodinámicamente se pueden sub clasificar en:

Dunas transversales: dunas que se caracterizan por tener la línea de la cresta orientada

perpendicularmente (±15°) a la dirección del viento. Se caracterizan por tener crestas casi rectas.

Dunas longitudinales (seif): dunas que se caracterizan por tener la línea de la cresta orientada

paralelamente (±15°) a la dirección del viento.

Dunas oblicuas: son dunas que se caracterizan por tener la línea de la cresta orientada

aproximadamente entre 15° y 75° a la dirección del viento.

Figura 4. Clasificación de dunas (a) morfológicamente (b) morfodinámicamente (H.G.Reading)

Las estructuras conocidas como Draas pueden ser observadas cuando se realizan vistas aéreas o

satelitales de un desierto, donde es posible ver un patrón de estructuras que son un orden de

magnitud mayor que las dunas. La superficie de un erg muestra ondulaciones de cientos de

metros a kilómetros en longitud de onda y centenares a cientos de metros en amplitud [1].

MINERALOGÍA DE LOS SEDIMENTOS

Una mezcla de diferentes tipos de granos se convierte en un conjunto de granos reducidos que

consiste en minerales muy resistentes como el cuarzo y fragmentos líticos robustos como el

chert. Los feldespatos y micas son generalmente menos frecuentes en las areniscas eólicos. Los

depósitos con este conjunto de granos se consideran composicionalmente maduro y es

característico de las areniscas eólicas. En lugares donde el material carbonatito suelto expuesto en

playas, las arenas y los sedimentos finos pueden ser transportados y redepositados por el viento,

acumulándose para formar dunas carbonáticas, cuyas características son similares a las dunas de

arenas de cuarzo. Sin embargo, los carbonatos están sujetos a la disolución por parte de las

lluvias y a su re-precipitación lo cual resulta una rápida formación de cementos y litificación de

sedimentos. Por esta razón los depósitos carbonatitos eólicos son más estables que las dunas de

cuarzo. Los depósitos de carbonatos litificados son denominados eolianitas los cuales pueden ser

componentes locales importantes en depósitos costeros [1].

ESTRATIGRAFÍA

Las secuencias que se acumulan en el ambiente eólico son simples, sin embargo, complicadas a la

vez. Son simples porque casi todos los sedimentos están bien escogidos, y las arenas de grano

medio a fino forman varios tipos de estratificación cruzada. Pero estas secuencias son

complicadas porque tienen numerosas escalas, geometrías y disposiciones de esas

estratificaciones cruzadas.

La estructura básica de una de las áreas de dunas e interdunas puede ser controlada por el nivel

del agua o en menor medida puede ser la deflación de superficies. La migración de las dunas

hasta esas superficies produce una secuencia estratigráfica.

Figura 5. Relaciones estratigráficas entre estratos de arenas y arenas eólicas de dunas. El tipo a y

b tienen bajo ángulo y unidades de laminación cruzada. El tipo a es, generalmente, de grano más

fino y mejor escogido que el tipo b, el cual comúnmente contiene horizontes aislados de

sedimento muy basto.

DISTRIBUCION DE AMBIENTES Y SUB-AMBIENTES

Los depósitos eólicos pueden ser clasificados en tres ambientes principales: dunas de arenas,

capas de arenas y mantos de loess.

Dunas: las dunas pueden presentarse como crestas aisladas o agrupadas para formar campos de

dunas y a su vez pueden presentarse en diferentes ambientes y clasificarse según su ocurrencia

geográfica en dunas continentales, dunas costeras, mar de dunas, dunas de ribera y lagos de

dunas.

Interdunas: los depósitos de dunas son aquellos que se encuentran entre las dunas. Procesos y

estructuras sedimentarias en las zonas de deposición en interdunas han sido clasificados en:

interdunas secas e interdunas húmedas. La mayor parte de estructuras interdunares se presentan

en sistemas eólicos húmedos donde la mayor división se ve representada por las áreas que

contienen evaporizas y las que no.

Capas de arena: son áreas de arenas eólicas donde dunas con caras deslizantes o slipface se

encuentran ausentes. Muestran escaso relieve relativo, ligeramente ondulado, parcialmente

vegetados, que se disponen en forma periférica a los campos de dunas

Mantos de loess: La mayor parte de material fino (polvo eólico) segregado de las áreas desérticas

por el viento es transportado en suspensión por largas distancias. Están compuestos

principalmente por partículas tamaño limo y se acumulan en sistemas con desaceleración del

viento o en sustratos húmedos o en vegetación. Los depósitos de loess son macizos, no erosivos

(cubren la topografía preexistente), no generan formas de lecho y resultan sumamente compactos.

DISTRIBUCIÓN DE FACIES

Las dunas eólicas fósiles reúnen las condiciones necesarias para convertirse en excelentes rocas

de almacenamiento, ya que estas arenas son limpias, bien escogidas, y normalmente carecen de

barreras de permeabilidad.

Los festoniaminetos gigantes (capas torcidas con estratificación cruzada, formadas por

deposición de avalancha en el lado del sotavento de las dunas migratorias), son las estructuras

sedimentarias más comunes en las dunas de arenas. Las capas eólicas con estratificación cruzada

buzan con ángulos de hasta 34° que es el máximo ángulo de reposo de la arena seca transportada

por aire. Los buzamientos primarios de los sedimentos depositados en el agua son casi siempre

menores de 10°. Los festones eólicos son más grandes que los depósitos fluviales. El espesor de

una capa festoneada fluvial típica fluctúa entre 60 y 90 cm aproximadamente, mientras que los

festoneados eólicos corrientemente tienen varios metros de espesor. Las ondulaciones o senos, de

los festoneados eólicos se inclinan en la dirección de migración de la duna, permitiendo así la

reconstrucción de las direcciones del transporte del sedimento. Las horadaciones por roedores y

las huellas de insecto son algunos de los rasgos distintivos de las modernas dunas de arenas.

La preservación de los depósitos eólicos exige el rápido entierro de los mismos o su pronta

cobertura por las aguas. Cuando la arena de una duna se moja adquiere una sorprendente

resistencia a la erosión; además, las condiciones para una rápida sumersión no son desusadas ya

que los pisos de muchos desiertos modernos se encuentran debajo del nivel del mar [7].

DISTRIBUCIÓN A ESCALA MUNDIAL

En términos científicos, los desiertos están usualmente definidos en términos de aridez. Sin

embargo, varios intentos basados en una variedad de índices geomorfológicos, climáticos y de

vegetación de aridez se han realizado para determinar la distribución mundial de los desiertos. La

UNEP World atlas of desertification en 1997 clasifica los desiertos por indices de aridez en

cuatro grupos principales:

Regiones hiper-aridas P/PET menores a 0,05

Regiones áridas P/PET entre 0.05-0,2

Regiones semi-áridas P/PET entre 0,2-0,5

Regiones seco a sub-húmedas P/PET 0,5-0,65, donde P: precipitación y PET: potencial de

evapotranspiración [8].

Figura 6. Distribución mundial de los desiertos [8]

En el hemisferio norte los principales desiertos son el Sahara, Arabian, y el norte de México. En

el hemisferio sur el Atacama en Suramérica, el Kalahari en África y el gran desierto Australiano.

Su existencia esta producida por la circulación planetaria del aire. Debido a la intensidad de la

radiación solar, a la rotación de la tierra y a la viscosidad del aire, resulta un sistema de celdas de

circulación que da lugar a fajas de alta presión y baja humedad en ambos trópicos con una zona

de baja presión y grandes lluvias en el ecuador.

Los desiertos de tipo orográfico están situados detrás de altas montañas que detienen la humedad

que los vientos transportan desde los océanos. Para atravesar las montañas el viento se ve

obligado a elevarse y por consiguiente se enfría, condensándose el vapor de agua que cae casi en

su totalidad en forma de lluvia en la ladera de barlovento. Al seguir su recorrido la masa de agua

se ha desecado y las lluvias se hacen extremadamente escasas, originándose así condiciones

desérticas. La Patagonia, es un desierto de este tipo que transporta la humedad desde el Pacifico

Sur que queda detenida por la Coordillera. El desierto Gobi en Asia Central es otro ejemplo [9].

AMBIENTES SEDIMENTARIOS EOLICOS EN VENEZUELA

En Venezuela los ambientes eólicos han sido muy poco estudiados y las escasas áreas que han

sido estudiadas, se les ha investigado mas en aspecto económico (agricultura, contención de

suelos, arenas para fabricar vidrio) que bajo un aspecto más investigativo.

Las arenas que constituyen las dunas pueden ser de origen marino (costas) o de

procedencia fluvial (riberas de los ríos) y otra fuente posible de sedimentos para ambientes

eólicos lo constituyen los suelos muy arenosos como las llamadas Mesas de los estados

Anzoátegui y Monagas [10].

En Venezuela se pueden distinguir las siguientes localidades pertenecientes a estos tres tipos de

fuente:

Zonas de ambiente eólicos con fuente de sedimentos marinos:

Costa comprendida entre La Vela de Coro y el Istmo de Los Médanos y todo el Istmo

hasta cerca de Adicora en el estado Falcón.

Los Médanos de Coro, hasta cerca de Mitare, en el estado Falcón.

Península de Guajira, desde Castilletes hasta la Isla de San Carlos en el estado Zulia.

Zona comprendida entre Puerto la Cruz y el Morro, estado Anzoátegui.

Zona del este de Catia La Mar, Distrito Federal.

Zona de Puerto Fermín, Isla de Margarita, que quizás se pueda extender por todo el litoral

NE de la isla.

Zonas de ambientes eólicos con fuente de sedimentos fluvial:

Zonas bajas del Orinoco, que al bajar el caudal de agua deja al descubierto grandes

bancos de arena fina que en circunstancia favorable podría constituir zonas de ambientes

eólicos.

Zonas baja del río Apure, en el estado Apure, en las cuales las inundaciones dejan en las

sabanas vecinas bancos de arena que rápidamente son invadidos por la vegetación, pero la

destrucción de la misma puede originar la formación de una ambiente eólico.

Zonas de ambiente eólico potencial por ser de suelos muy arenosos:

La llamadas Mesas de los estados Anzoátegui y Monagas.

Zonas centro-occidental del estado Guárico.

Algunas sabanas del estado Bolívar.

PRESENTACIÓN DE UN EJEMPLO

Médanos de Coro:

Están situados al norte de la ciudad de Coro, capital del estado Falcón, en la parte sur del Istmo

de los médanos. Se extienden desde el río Coro al este hasta la Ensenada de Las Piedras al oeste y

cubre una extensión de alrededor de 30 Km2. En dirección E-W miden 18,5 Km.

La arena de los médanos de coro son algo calcáreas (10-5%) y el carbonato cálcico proviene de

una gran cantidad de moluscos que se encuentran dispersos dentro de las arenas, También hay

carbonato originado por disolución. Las arenas de los médanos se clasifican como arena fina, son

moderadamente bien escogidas, aunque se cree que las arenas en estudio no son tan bien

escogidas por la presencia de gran cantidad de material calcáreo que se encuentra fragmentado en

varios tamaños.

El grupo de minerales pesados que constituyen aproximadamente el 3% de las arenas, contienen

más de 86% de minerales opacos siendo los más abundantes: hematita, goethita y cantidades

menores de ilmenita y leucoxeno. Epidoto, granate, zircón y turmalina están en cantidades entre

3-8%. El cuarzo, el más abundante, es bastante resistente a la abrasión, por lo que se presentan

granos angulares. Casi todos los granos están cubiertos por una mancha amarillenta de óxidos de

hierro, que da ese color característico que presentan los Médanos.

Tipos de dunas y su análisis de formación: Por sus características se pueden clasificar según

McKee (1966) como un grupo de dunas transversales, ya que son formas sencillas originadas por

un viento que avanza en una dirección constante (E-W), los vientos con una velocidad y

dirección constante toman arena de grano fino de las playas del Golfo de la Vela y la transporta a

través del Istmo formando dunas de hasta 20 metros de elevación.

El viento constante ha producido una serie de lomas de arenas largas, paralelas e igualmente

espaciadas una de otra y alineadas perpendicularmente a la dirección del viento. En el lado de la

duna que es atacado por el viento los granos suben una pendiente suave hasta la cresta. En la

cresta por acción de gravedad y ayudado por el viento las arenas se depositan al lado de sotavento

donde la pendiente es bastante inclinada.

Existen dunas transversales del tipo barcanos hacia el noroeste. En general existe un crecimiento

de las dunas y una pequeña migración hacia el oeste. También es observable en las superficies de

las dunas las marcas de rizaduras originadas por la acción del viento [10].

Figura 7. Médanos de Coro. Estado Falcón en Venezuela [11]

CONCLUSIONES

Los ambientes eólicos son en su mayoría grandes acumulaciones de arenas de grano

medio a fino. Esto se debe a que el viento sólo puede transportar a estas partículas por

saltación, rodamiento y suspensión. Sus acumulaciones son bastante simples en relación a

los granos, pero bastante complejas debido al enorme poder erosivo que opera estas

regiones.

En el ambiente eólico se pueden diferenciar en los siguientes subambientes: dunas,

interdunas, mantas o capas de arena y depósitos de loess.

Estos ambientes se caracteriza por poseer estructuras sedimentaria como estratificación

cruzada, estratificación laminar y rizaduras.

La importancia de estos ambientes radica en que son excelentes depósitos de

hidrocarburos.

Existen tres mecanismos de transporte: saltación, suspensión y deslizamiento superficial.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

[1] NICHOLS, Gary (1999), Sedimentology and stratigraphy. Wiley- Blackwell.

[2] SELLEY, R. (1976). Medios sedimentarios Antiguos. Hermann Blume ediciones.

[3] ALFONSI, P. (1978). Curso sobre Ambientes Sedimentarios Departamento de Explotación,

S.A. Meneven, Filial de Petróleos de Venezuela.

[4] SOLIS, F Y PAZ, F (2005). Importancia del viento en el origen y morfología de las dunas del

gran desierto de Altar, NW de Sonora, México. GEOS. Vol 25, No 1.

[5] READING, H.G (1996), Sedimentary environments: processes, facies and stratigraphy.

Wiley- Blackwell.

[6] Pag Web: http://www.science.nasa.gov/.../dunes/saltation_med.gif . Revisado Abril 2009.

[7] SWANSON, D. (1976). Manual de facies clásticas. Creole Petroleum Corporation. Editado

por D.C. Swanson- Exxon Production Research Company.

[8] PEARSONS, A.J y ABRAHANS, A.D. (2008), Geomorphology of deserts environments.

Springer.

[9] IRIONDO, Martín (2007), Introducción a la geología. Editorial Brujas. Tercera Edición.

[10] VILLEGAS, Danilo J. Ambientes eólicos en Venezuela

[11] Pag Web: http://www.venezuela.org.cn/tourism_files/coroes.htm. Revisado Abril 2009.