UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE CIENCIAS

Licenciatura en Ciencias de la Tierra Sedimentología y Estratigrafía

ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS PRIMARIAS

Profesor: Sergio Yussim Guarneros

Alumno: Fernando Rodrigo Díaz Jaramillo

ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS.

Son los rasgos (geometría) de las rocas sedimentarias que se observan frecuentemente

en los elementos que constituyen la sedimentación. Se observan principalmente en: rocas

clásticas, aunque también pueden presentarse en rocas carbonatadas.

Existen dos clasificaciones, por los elementos que las conforman y por su cronología.

Por los elementos que las conforman:

A) Inorgánicas: son el resultado de la interacción de la gravedad con las características

físicas y químicas del sedimento así como las condiciones hidrodinámicas.

B) Orgánicas o de bioturbación: son las marcas de actividad orgánica en los sedimentos.

Por su cronología.

Se forman debido a los procesos de sedimentación: estructuras primarias, o bien debido a

los procesos diagenéticos o posteriores: estructuras secundarias.

ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS PRIMARIAS.

Son aquellas formadas al tiempo de la sedimentación o muy poco tiempo después y antes

de la consolidación de los sedimentos.

Se estudian para inferir: Condiciones particulares del medio de depósito, tales como:

agente de depósito, tipo de flujo (turbulento ó laminar; alta o baja energía, etc.).Y sirven

también para inferir la “polaridad” (arriba y abajo) de la estratificación.

Las estructuras primarias inorgánicas son el producto de la interacción entre la gravedad,

las características físicas y químicas del sedimento y el fluído, así como el entorno

hidráulico. Divididas en 3 tipos principales de estructuras: las pre-deposicionales, sin-

deposicionales y post-deposicionales.

Pre-Deposicionales ( En la superficie de estratificación).

Registran condiciones ambientales y de flujo anteriores al depósito de la capa que las

cubre. La mejor forma de visualizarlas es en vista frontal, ya sea de la parte superior del

estrato sobre el que se encuentran o de la parte inferior del estrato que las cubrió, y rara

vez pueden ser identificadas en sección.

Sin-deposicionales.

Las Estructuras sin-deposicionales, conocidas como estructuras de carácter interno son

aquellas formadas durante la sedimentación. Son además esencialmente estructuras de

construcción que se relacionan con los estratos.

Pos-deposicionales.

Son estratos de sedimento que han sido deformadas y distorsionadas por procesos

inorgánicos, no tectónicos en un tiempo posterior al depósito y antes de la consolidación

de los sedimentos. El principal agente generador es la gravedad. Son de carácter local,

referidas a uno o varios estratos deformados dentro de estratos no deformados.

ESTRUCTURAS DE CARÁCTER INTERNO.

ESTRATO Y SUPERFICIE DE ESTRATIFICACIÓN.

Se llama estrato a la unidad de sedimentación, de forma generalmente tabular que fue

depositada bajos condiciones físicas constantes. La estructura primaria por excelencia en

todas las rocas es la estratificación, es un plano de debilidad formado por una

interrupción y/o erosión del depósito o debido a un cambio en la naturaleza del depósito,

por ejemplo, diferencias en el tamaño de las partículas, cambios de la composición

mineralógica, grado de compactación, cambios en el tipo de cemento, en el color, en los

espesores. Todo esto nos habla de un cambio de energía del medio de transporte.

La estratificación siempre es subparalela a la horizontal al tiempo del depósito.

LAMINACIÓN Y CAPA.

Se denomina estrato a cada capa cuyo espesor

es mayor a 1 cm y lámina, si es menor.

Cuando los planos de estratificación se

encuentran muy cercanos entre sí (escala de

mm), se denomina: laminación. La laminación

se asemeja a una estratificación, pero se

observa únicamente en rocas con tamaño de

grano muy fino.

Son producto de las fluctuaciones de las

corrientes, cambios climáticos, por la erosión,

requieren de un sepultamiento rápido que las

protege de la destrucción.

Son típicas de un ambiente lacustre.

TIPOS DE ESTRATIFICACIÓN.

Existen varios tipos de estratificación que se dividen en 7 formas principales:

Estratificación Gradada: es aquella que se compone de capas en las cuales hay una

variación de tamaño de grano en forma vertical como resultado de cambios de energía en

el medio. Se considera como normal cuando los granos de mayor tamaño están

depositados en la base de la capa y se va reduciendo hasta tener los granos más finos en

la parte superior. Cuando los granos de menor tamaño se encuentran en la base y los

más gruesos en el techo de la capa se denomina inversa.

Normal Inversa

Estratificación intercalada: se define como una alternancia de capas, registrándose dos

tipos, gruesa, que es intercalación de capas de material grueso con capas de material

fino, y la fina, que es intercalación de capas de material fino de diferente composición,

textura o color.

Estratificación Cruzada: Capas depositadas en forma inclinada con respecto a la

superficie horizontal o superficie de sedimentación principal, son ondulaciones suaves a

gran escala con un buzamiento de 8 – 10 grados. La estratificación cruzada es una de las

más comunes e importantes estructuras sedimentarias. Ya que se forman en varios

ambientes de depósito. Como su nombre lo dice, se compone de laminaciones internas

inclinadas con respecto a la superficie de sedimentación. Aparentemente las

estratificaciones cruzadas son formadas debido a migraciones de megarizaduras o dunas.

La clasificación interna de la estratificación cruzada se divide en las siguientes:

Estratificación cruzada planar: tiene ambas superficies de estratificación planas, pueden o

no ser paralelas. Ocurre cuando las dunas migran por corrientes, y donde la erosión es

menor que la sedimentación en la superficie de estratificación.

Estratificación cruzada lenticular: se presenta cuando las superficies de sedimentación

son curvas en forma de lentes y/o canales. Estas se generan en ambientes de depósito

con alta energía (tormentas y tempestades).

Estratificación Lenticular: Son lentes de arena en una matriz de lodo; se debe a

condiciones variables en forma cíclica tanto del régimen hidráulico como del aporte de

estos dos materiales. Existen dos tipos básicos de estratificación lenticular:

a) con lentes conectados: se conforman por un aporte moderado de arcilla o matriz de

lodo permitiendo continuidades en los lentes.

b) con lentes aislados: se conforman por un aporte sobresaturado de la matriz de lodo,

que interfiere o interrumpe alguna conexión entre los lentes de la estratificación.

Estratificación tipo flaser: Son lentes de lodo en una matriz de arena; se debe a

condiciones variables en forma cíclica tanto del régimen hidráulico como del aporte de

estos dos materiales. Tienen lugar en áreas donde existe una sedimentación con

rizaduras de por medio y van alternando periodos de corriente con otros de quietud. Si se

parte de la base que se posee arena y arcilla, la arena puede formar las rizaduras,

mientras la arcilla permanezca en suspensión depositándose en el momento en que se

calme la corriente. De los flasers podemos sacar 3 tipos básicos: asociada con pequeñas

rizaduras de crestas rectas, formadas a partir de pequeñas rizaduras con crestas curvas y

las asociadas con rizaduras de oleaje.

Estratificación tabular: es una de las estructuras internas más sencillas. Los estratos se

acomodan de manera horizontal y en forma paralela.

La estratificación masiva: esta estratificación se forma en ambientes de depósito de

baja energía y frecuentemente compuesta de rocas de granos finos extensamente

recristalizados. La estratificación masiva se caracteriza por no tener láminas dentro de los

estratos. Este tipo de estratificación es comúnmente vista en arenas muy bien

clasificadas, donde las estructuras no pueden ser delineadas por variaciones texturales.

RIZADURAS Y ONDULACIONES DE ARENA

Rizaduras: Son ondulaciones en superficies no cohesivas o poco cohesivas, resultado de

la interacción de las corrientes de agua, viento u oleaje sobre la superficie no cohesiva de

los sedimentos. En sección transversal pueden ser simétricas, cuando son formadas por

oleaje u oscilación y solo indican la dirección de la corriente, o asimétricas, generadas por

corrientes de agua o viento, indicando el sentido de la corriente.

La mayoría de sus clasificaciones se basan en su origen, forma y tamaño.

Por el agente principal de formación y sus procesos de generación.

Rizaduras de oleaje: son ondulaciones simétricas y asimétricas producidas por la acción

de las olas en sedimentos no cohesivos (arena). Usualmente son de crestas rectas

mostrando bifurcación (la cual nunca se presenta en las rizaduras de corriente).

Rizaduras de corriente: Son producidos por una corriente o flujo unidireccional. Sus

crestas y sus valles se alinean paralelos a la dirección perpendicular a la que poseía la

corriente que las originó. El sentido de la corriente o de transporte es con pendiente

suave de las crestas (barlovento) a la abrupta (sotavento). La estructura interna de la

rizadura cambia al aumentar la energía, asociándose de esta manera la estratificación

cruzada planar a las rizaduras de crestas rectas, estratificación cruzada lenticular a las

onduladas y también estratificación cruzada lenticular, aunque más acentuada a las

semilunares.

Rizaduras de viento: este tipo de rizaduras se produce por la acción del viento en las

arenas, presentan crestas paralelas semirrectas y los granos gruesos se encuentran en

las crestas, al contrario de las rizaduras producidas por el oleaje que tienen sus granos

más gruesos en los valles y la base.

Rizaduras aisladas: conocidas también como incompletas, se originan cuando no existe

suficiente aporte de arena para cubrir completamente la superficie de estas, son

aplanadas, con líneas de cresta discontinuas y en los valles usualmente se observa el

sustrato, son comunes en las llanuras de marea lodosas.

Rizaduras combinadas: se forman bajo la influencia tanto de oleaje como de corriente en

igual magnitud, generalmente se dan enaguas someras y son de dos tipos, longitudinales,

con dirección paralela a la corriente, y las transversales, con crestas transversales a la

dirección de la corriente y forma redondeada.

Por la forma de sus crestas.

En vista de planta, las crestas de rizaduras presentan formas como: rectas, sinuosas,

catenarias, linguoides y lunadas.

a) crestas rectas: son derechas a través del ancho de la rizadura (sin curvas en planta),

continuas por largas distancia. Este tipo se caracteriza porque sus crestas y valles pueden

seguirse en largas distancias. Se han formado bajo una velocidad de corriente

relativamente pequeña.

b) crestas onduladas: son sinuosas (en planta) a lo ancho de la rizadura, pero también

son continuas por largas distancias. Formadas en ambientes con alta energía (corrientes

de agua o de viento), pueden extenderse varios centros de metros.

c) crestas discontinuas: se caracterizan por tener la línea de cresta discontinua,

fragmentada y no puede ser seguida, pueden presentarse en variedad de formas como

linguoidales, semilunares, triangulares y rómbicas. Formadas en ambientes de alta

energía.

Por su tamaño.

En razón a su tamaño, las rizaduras se dividen en pequeños y grandes o mega-

rizaduras. Reineck et al. (1971) establece este límite en los 60 cm; cuando la rizadura

sobrepasa los 30 m de longitud se le califica de gigante.

Morfológicamente una rizadura, además, puede ser en parte definido por el llamado índice

de rizadura, que es un índice obtenido de la relación existente entre la longitud y altura del

mismo.

Índice de Rizadura.

El siguiente gráfico que muestra los tipos de ondulas relacionando las velocidades de las

corrientes con el tamaño de las partículas.

Para intensidades relativamente bajas y para tamaños < a 0.6 mm se forman ondulas

(rizaduras), donde la cara que mira a la corriente tendrá una pendiente suave y una

pendiente mayor en el lado opuesto. A mayores intensidades de corriente entramos en el

campo de las mega-ondulas (mega-rizaduras).

DUNAS O MEGA-RIZADURAS Y ANTIDUNAS.

Las mega-rizaduras o dunas son grandes

ondulaciones producidas en arena cuando

aumenta la velocidad de la corriente (de aire o

de agua). Su tamaño oscila aproximadamente

entre 60 cm y varios metros. Pueden formarse

en desiertos y costas. Su clasificación básica

es de acuerdo a la forma de éstas y se

dividen en los siguientes tipos:

a) Barjanes: Son dunas solitarias de arena en forma de media luna y con sus extremos

apuntando en la dirección del viento. Se forman cuando los suministros de arena son

limitados y la superficie es relativamente plana, dura y carente de vegetación.

b) Dunas longitudinales: que se forman más o menos en paralelo a la dirección del viento

predominante y donde el suministro de arena es limitado. El promedio de los espesores

de arenas en las dunas longitudinales, que se extienden hasta varios kilómetros en el

terreno están del orden de 10 a 20 m.

c) Dunas parabólicas (tipo U): Se forman donde la vegetación cubre parcialmente la tierra.

A menudo a lo largo de las costas donde hay fuertes vientos que soplan hacia el interior y

abundante arena.

d) Dunas en forma de estrella: Son colinas aisladas de arena que exhiben una forma

compleja, ya que están expuestas a diferentes direcciones del viento.

Están confinadas en gran medida a zonas de los desiertos del Sahara y Arábigo.

IMBRICACIÓN.

Cantos alargados o planos dispuestos de forma imbricada por una corriente

unidireccional.

ESTRUCTURAS CON CARACTERES DE LA SUPERFICIE DE

ESTRATIFICACIÓN.

MARCAS DE ORIGEN FÍSICO EN EL TECHO.

GRIETAS DE DESECACIÓN

Son divisiones poligonales en la superficie, producto de la evaporación de agua contenida

en sedimentos cohesivos (lodos). Indican que el sedimento en un principio era saturado

en agua y al desecarse producen grietas, que generalmente se rellenan de material más

fino. Se asocian a lagos someros y cuencas desérticas.

HUELLAS DE GOTAS DE LLUVIA.

Marcas que dejan las gotas en el techo de un sedimento blando, tienen una forma

circular si la caída de la gota es perpendicular al suelo y elíptica cuando la gota cae en

dirección oblicua.

HUELLAS DE CRISTALES.

Consiste en la precipitación de cristales de yeso o halita, que al disolverse dejan un hueco

en los sedimentos suaves, y pueden ser llenados de otro sedimento.

CANALES.

Canales llenos de sedimentos con textura diferente y comúnmente más gruesos que el

sedimento original, en un corte transversal se ven en forma de U o de V. Suelen variar

en anchura y profundidad desde unos pocos centímetros hasta unos pocos metros, rara

vez, pueden llegar a decenas de metros de diámetro.

Se producen por la erosión provocada por las corrientes, pero algunos pueden ser el

resultado de la erosión por flujos de gravedad de sedimentos.

MARCAS DE CORRIENTES.

POR EXCAVACIÓN.

Se forman cuando una corriente arrastra objetos sobre un substrato blando, lo que

produce un surco. Estos surcos son generalmente alargados y angostos y pueden

preservar el objeto anclado en uno de sus extremos. Se conservan mayormente como

marcas de base en depósitos de poca profundidad.

Si al moverse el objeto por tracción va rozando el fondo es probable que deje una marca o

puede solo golpear el fondo y seguir su transporte por suspensión, dejando una marca

puntual.

POR OBJETOS.

Producidas por objetos que no son movidos al pasar una corriente, sobre la superficie

sedimentaria, produciendo depresiones de forma cónica alargada o de medialuna.

Presenta zonas diferenciales de excavación, por lo general el mayor grado es justo en la

cara donde la corriente choca contra el objeto; detrás del objeto se crea una zona de lento

depósito producto del cambio local en las condiciones hidráulicas de la corriente.

POR MOVIMIENTO DE PARTÍCULAS.

Son surcos creados cuando el objeto es arrastrado por la corriente, acumulando

sedimento en la parte posterior del mismo.

ESTRUCTURAS DE DEFORMACIÓN.

ESTRUCTURAS DE CARGA.

Estas estructuras son el producto de la depositación de una capa pesada por ejemplo de

arena sobre un substrato no consolidado y blando (hidroplástico) como la arcilla, para

ajustar esta diferencia de peso la capa más pesada se hunde en el fango blando.

ESTRUCTURAS ALMOHADILLADAS.

Son producidas por capas de arena entre capas lodosas; la capa de arena es rota y forma

almohadas aisladas que se sumergen en la capa inferior.

LAMINACIÓN CONVOLUTA.

Es una estructura donde los estratos o láminas se ven intensamente plegados (como

arrugas) pero igual la laminación es continua (no esta rota). Se produce por licuefacción

diferencial de sedimentos hidropáticos por acción de fuerzas locales y diferenciales

(cambio de presión por efecto de un sismo, o cualquier otro tipo de shock).

ESTRUCTURAS DE DESLIZAMIENTO.

Producto del movimiento por deslizamiento gravitatorio de bancos en pendientes

inestables, están compuestos por pliegues y fracturas. Se asocian con una sedimentación

rápida en pendientes fuertes (ambientes de turbiditas, glaciares, etc).

INTRUSIONES O INYECCIONES DE ARENA.

Estructuras en forma de pequeños volcanes, con diámetro de algunos centímetros a

metros, en forma más o menos circular con cráteres formados de arena y limos,

eyectados de un canal central.

Asociados a la expulsión de agua por los sedimentos debido a carga o expulsión de

gases.

Se presentan en zonas de sedimentación intermitente; los diques clásticos, pueden

formarse hacia abajo o hacia arriba a través de las grietas y fracturas de capas

adyacentes, son de arena, grava, limo, lodo o bitumen. Cuando el material es inyectado

desde abajo, este sigue fracturas y es impulsado por presión litostática de sus

alrededores, por hidrostasia o gas.

ESTRUCTURAS ORGÁNICAS.

ORGANISMOS CONSTRUCTORES DE ROCAS: MALLA DE ALGAS,

ESTROMATOLITOS Y ARRECIFES

Malla de algas: Están constituidas por un entramado de filamentos de algas verdes y azul-

verdes, que recubren diversos tipos de sustratos. Se desarrollan siempre en zonas

someras, tanto en aguas dulces como marinas. Normalmente estas mallas presentan una

superficie gelatinosa a la que pueden quedar adheridos sedimentos de grano

generalmente fino. Una vez que la malla o mata queda cubierta por sedimento, los

filamentos crecen hacia arriba originando una nueva mata. La repetición de este proceso

da lugar a un sedimento caracterizado por una fina laminación.

Estromatolitos: Son estructuras análogas a las mallas de algas en cuanto a su génesis,

pero a diferencia de ellas presentan estructuras laminares onduladas y de relieve notable

con formas diversas: tabulares, columnares, irregulares. Las láminas aumentan de

espesor hacia la parte superior de la estructura. Se forman cuando el sedimento fino es

atrapado por las mallas de algas cianofíceas marinas de textura gelatinosa. Cuando las

cianofíceas se cubren completamente de sedimento, crecen nuevos filamentos por

encima generando una nueva malla que terminará cubierta nuevamente por sedimentos y

así sucesivamente.

Aunque pueden aparecer en otros sedimentos, la mayor parte se relaciona con

carbonatos de tamaño limo arcilla. La morfología permite distinguir varios tipos, a partir

de. En general las formas espaciadas lateralmente corresponden a medios sedimentarios

de muy baja energía, mientras que las formas apiladas en la vertical y esferoidales

corresponden a ambientes con niveles de energía más alta. Los oncolitos se consideran

un tipo de estromatolitos.

Arrecifes: Estructura formada por la secreción de carbonato del calcio de corales,

moluscos, braquiópodos, foraminíferos, equinodermos, briozoarios, algas, que viven bajo

el agua auna profundidad somera determinada.

Formando un conjunto rígido de carbonato del calcio cumpliendo con la función de

proteger los tejidos blandos del medio exterior, así como para sostenerlos en posición de

crecimiento.

PISTAS Y GALERÍAS.

Pistas: surcos creados por los organismos al desplazarse. Pueden deberse, al

desplazamiento de los organismos o al reposo. Son estructuras en relieve que, en la

mayor parte de los casos, representan el molde de la huella original. Por tanto aparecerán

en la base de los estratos.

Galerías: orificios excavados en el sedimento. La forma que presentan las galerías es

variable: tubos simples, tubos en forma de U y otras más complejas. La orientación varía

respecto a la estratificación. Es muy frecuente que los organismos que producen estas

excavaciones segreguen mucus, el cual endurecerá las paredes de la galería; una vez

que ésta queda desocupada se llenará por sedimento, que generalmente será diferente a

aquel en que se produjo la excavación, pudiendo o no estar estratificado.

PERFORACIONES.

Diversos organismos son capaces de perforar, e incluso destruir totalmente, sustratos

duros; éstos pueden ser de naturaleza variada, tanto rocas sedimentarias como ígneas o

metamórficas, así como también conchas, huesos, madera.

La perforación puede realizarse ya sea mecánicamente, ya sea por medios químicos; en

el último caso puede liberarse una gran cantidad de carbonato de calcio.

Estos organismos perforadores pueden producir efectos erosivos de gran importancia,

pero también juegan un papel importante como formadores de sedimentos.

ESTRUCTURAS EVAPORÍTICAS: NÓDULOS, DE ENREJADO,

ENTEROLÍTICAS Y AMALGAMACIONES

Estructura nodular: este tipo de estructura es frecuente en los sulfatos como anhidrita y

también yeso.

- Peculiarmente aparecen agrupadas en el depósito

-Tamaños desde milímetros a varios metros.

Pueden formar “agrupaciones” de nódulos coalescentes:

-chickernwire (estructura de turrón)

Pueden generar “replegamientos”: Estructura enterolítica.