Rocas Sedimentarias

PETROGRAFÍA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAPágina 0

“Año de la Promoción de la Industria Responsabley del Compromiso Climático”UNIVERSIDAD NACIONALDE INGENIERÍA

Profesor:Ing. Huamán Guerrero

Código:20101136J

Rocas Sedimentarias

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RESUMEN DE ROCAS SEDIMENTARIAS

INTRODUCCIÓN

Los ríos, los océanos, los vientos y la escorrentía de lluvia, todos tienen la capacidad de llevar las partículas lavadas fuera de las rocas erosionadas. Este material, llamado detritus, se compone de fragmentos de rocas y minerales. Cuando la energía de la corriente de transporte no es suficientemente fuerte como para llevar a estas partículas, las partículas abandonan en el proceso de sedimentación. Este tipo de deposición sedimentaria se conoce como la sedimentación clástica. Otro tipo de deposición sedimentaria se produce cuando se disuelve el material en agua, y se precipita químicamente desde el agua. Este tipo de sedimentación se hace referencia a la sedimentación química. Se puede producir un tercer proceso, en el que los organismos vivos extraen iones disueltos en agua para crear materiales tales como conchas y huesos. Este tipo de sedimentación se llama sedimentación bioquímica. La acumulación de materia de la planta, tal como en la parte inferior de un pantano, se conoce como la sedimentación orgánica. Por lo tanto, hay 4 tipos principales de rocas sedimentarias: Rocas sedimentarias clásticas, rocas sedimentarias químicas, rocas sedimentarias bioquímicas y rocas sedimentarias orgánicas.

SEDIMENTOS CLÁSTICOS Y ROCAS SEDIMENTARIAS

La formación de un sedimento clástico y rocas sedimentarias consta de cinco procesos:

1. INTEMPERISMO: El primer paso es la transformación de la roca sólida en fragmentos más pequeños o iones disueltos por meteorización física y química.

2. EROSIÓN: Erosión es en realidad, muchos procesos que actúan juntos para reducir la superficie de la tierra. En cuanto a la producción de sedimentos, la erosión comienza el proceso de transporte moviendo los productos erosionados de su ubicación original. Esto puede llevarse a cabo por gravedad (eventos de remoción en masa, como deslizamientos o desprendimientos de rocas), por agua corriente, por el viento o por el hielo en movimiento.

3. TRANSPORTACIÓN: Los sedimentos pueden ser transportados por deslizarse por las pendientes, siendo recogido por el viento, o al ser arrastrados por el agua, corriendo en arroyos, ríos o las corrientes oceánicas. La distancia que el sedimento se transporta y la energía del medio de transporte de todos estos sedimentos, dejan pistas en el sedimento final que nos dicen algo sobre el modo de transporte.

4. DEPOSICIÓN : Los sedimentos se depositan cuando la energía del medio de transporte es demasiado bajo para continuar el proceso de transporte. En otras palabras, si la velocidad del medio de transporte se convierte demasiado lento para el transporte de sedimentos, los sedimentos se caen y se depositan. Así pues, el sedimento final refleja la energía del medio de transporte.

5. LITIFICACIÓN (DIAGÉNESIS) : Litificación es el proceso que convierte los sedimentos en roca. La primera etapa del proceso es la compactación. La compactación se produce cuando el peso del material que recubre aumenta. Compactación obliga a que los granos estén más cerca uno de otros, reduciendo el espacio de los poros y la eliminación de parte del agua contenida. Parte


Sedimentos mal ordenados

Sedimentos bien ordenados

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de esta agua puede llevar componentes minerales en solución, y estos componentes más adelante puede precipitar en forma de nuevos minerales en los espacios porosos.

CLASIFICACIÓN:

Las partículas sedimentarias clásticas y rocas sedimentarias se clasifican en términos de tamaño y forma del grano, entre otros factores.

Nombre de la Partícula

Rango de Tamaños Sedimento Suelto Roca Consolidada

Bloque >256 mm. Grava Conglomerado o Brecha, dependiendo

del redondeo del clasto.

Cantos 64 – 256 mm. GravaGrava 2 – 64 mm Grava

Arena 1/16 – 2 mm. Arena AreniscaLimo 1/256 – 1/16 mm. Limo Limolita

Arcilla < 1/256 mm. Arcilla Lutita, Argilita, y Esquisto

En general, el sedimento más grueso se queda atrás en el proceso de transporte. Por lo tanto, sedimentos gruesos se encuentra generalmente más cerca de su fuente y los sedimentos de grano fino se encuentran más lejos de la fuente.

LAS TEXTURAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

Cuando el sedimento es transportado y depositado, deja pistas sobre el modo de transporte y deposición. Por ejemplo, si el medio de transporte es por deslizamiento de una pendiente, los depósitos que resultan generalmente son de naturaleza caótica, y muestran una amplia variedad de tamaños de partículas. El tamaño del grano y la interrelación entre los granos da la textura del sedimento resultante. Por lo tanto, podemos utilizar la textura de los depósitos resultantes y darnos pistas sobre el modo de transporte y deposición.

Clasificación: El grado de uniformidad de tamaño de grano. Las partículas se vuelven ordenadas sobre la base de su densidad, debido a la energía del medio de transporte. Las corrientes de alta energía pueden llevar fragmentos más grandes. Como la energía disminuye, las partículas más pesadas se depositan y los fragmentos más ligeros siguen transportando. Esto da como resultado la clasificación debido a la densidad.

Si las partículas tienen la misma densidad, a continuación, las partículas más pesadas también serán más grandes, por lo que la clasificación se llevará a cabo a partir de su tamaño. Podemos clasificar este tamaño en relación a la forma en que ubican, bien ordenados a poco ordenada. Esta clasificación da


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pistas sobre las condiciones de energía del medio de transporte de que se depositó el sedimento.

Ejemplos

Depósitos de playa y depósitos de viento soplados en general, muestran buena clasificación porque la energía del medio de transporte es generalmente constante.

Depósitos de corriente, suelen ser mal clasificados porque la energía (velocidad) en una corriente varía con la posición en la corriente en el tiempo.

Redondeo: durante el proceso de transporte, los granos se pueden reducir de tamaño debido a la abrasión. Los resultados de la abrasión al azar es el redondeo eventual fuera de las esquinas, y no de los bordes, así quedando los bordes de los granos afilados. Por lo tanto, el redondeo de los granos nos da pistas sobre la cantidad de tiempo que un sedimento ha estado en el ciclo de transporte. El redondeo se clasifica en términos relativos.

MADUREZ DE SEDIMENTOS

Madurez de sedimentos se refiere a la longitud de tiempo que el sedimento ha estado en el ciclo sedimentario. Sedimentos texturalmente maduro es el sedimento que es muy completo, (como los aumentos de redondeo con la distancia y el tiempo de transporte) y bien ordenada (como es que la clasificación se pone mejor, como clastos más grandes se quedan atrás y clastos más pequeños se dejan llevar). Debido a que los procesos de meteorización continúan durante el transporte de sedimentos, granos minerales que son inestables cerca de la superficie se vuelven menos comunes a través de la distancia de transporte o el tiempo en el ciclo de aumentos. Así sedimentos de composición madura se compone de sólo los minerales más estables.

Por ejemplo, un sedimento malo es que contenga fragmentos vítreos angulares volcánicas, cristales de olivino y plagioclasas, es texturalmente inmaduros porque los fragmentos son angulares, lo que indica que no han sido transportadas muy lejos y los sedimentos es poco ordenados, lo que indica que poco tiempo ha estado involucrado en la separación de los fragmentos más grandes a partir de fragmentos más pequeños. Es compositivamente inmaduro porque contiene vidrio inestable junto con los minerales que no son muy estables cerca de la superficie, como el olivino y plagioclasas.

Por otro lado en una playa de arena sus sedimentos son bien ordenados, ya que que consiste principalmente de granos de cuarzo redondeados, así entonces es de textura madura porque los granos son redondeados, lo que indica un largo tiempo en el ciclo de transporte, y los sedimentos bien ordenados, también indica un largo tiempo requerido para separar el material de grano más grueso y más fino, de material granuloso de la arena. La arena de la playa es de composición madura, ya que se compone sólo de cuarzo que es muy estable en la superficie de la tierra.

TIPOS DE ROCAS SEDIMENTARIAS CLÁSTICAS

A continuación un vistazo a varias rocas sedimentarias clásticas que resultan de litificación de sedimentos.

- Conglomerados y brechas: Conglomerado y Brecha son rocas que contienen una gran cantidad de clastos de grano grueso (piedras, guijarros o cantos rodados). En un


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conglomerado, los clastos de grano grueso son bien redondeadas, lo que indica que pasado un tiempo considerable en el proceso de transporte y se depositaron en última instancia, en un ambiente de alta energía capaz de llevar a los grandes clastos. En una brecha, los clastos de grano grueso son muy angular, con indicación que los clastos pasaron poco tiempo en el ciclo de transporte.

- Areniscas: Una arenisca está hecho de partículas de tamaño de arena formadas en diferentes ambientes sedimentarios. La textura y composición permite la interpretación histórica del transporte y ciclo deposicional, y en ocasiones permite la determinación de la fuente. El cuarzo es, por lejos, el mineral dominante en areniscas. Sin embargo hay otras variedades. El cuarzo-arenisca es casi del 100% de granos de cuarzo. Una arcosa contiene abundantes feldespatos. En una arenisca lítica, los granos son en su mayoría pequeños fragmentos de roca. Una grauvaca es una arenisca que contiene más del 15% de lodo (granos de tamaño de limos y arcillas). Las areniscas son uno de los tipos más comunes de las rocas sedimentarias.

- Limolitas: Son de clastos de grano fino (limos y arcillas). Una roca sedimentaria es una variedad que se compone de limos y fragmentos. Una pizarra se compone de partículas de tamaño de arcilla y es una roca que tiende a romperse en fragmentos finos en planos. Una lutolita es similar a una de esquisto, pero no se rompe en fragmentos de planos delgados. Lutitas ricas en materia orgánica son la fuente de petróleo.

Sedimentos clásticos de grano fino se depositan en agua no agitada, aguas tranquilas, donde hay poca energía para continuar el transporte de los granos pequeños. Así las limolitas se forman en las cuencas y lagos de agua del océano profundo.

ROCAS BIOQUÍMICOS, ORGÁNICOS Y ROCAS SEDIMENTARIOS:

Sedimentos bioquímicos, orgánicos y rocas sedimentarios, son los derivados de los organismos vivos. Cuando el organismo muere, los restos se pueden acumular para convertirse en el sedimento o roca sedimentaria. Entre los tipos de roca producidos por este proceso son:

- Bioquímica de la piedra caliza-calcita (CaCO 3): Se precipita por los organismos por lo general para formar una concha u otra estructura esquelética. La acumulación de estos restos óseos se traduce en una piedra caliza. A veces, los restos fosilizados del organismo se conservan en la roca, otras veces la recristalización durante litificación ha destruido los restos. Las calizas son rocas sedimentarias muy comunes.

- Bioquímica Chert: Diminutos secretores de organismos planctónicos como radiolarios y diatomeas de sílice puede acumularse en el fondo del mar y se recristaliza durante litificación para formar sílex bioquímica. Los resultados de recristalización en una roca dura que normalmente se presenta como camas delgadas.

- La diatomita: Cuando las diatomeas se acumulan y no se someten a la recristalización, forman una roca blanca llamada diatomita.

- Carbón: El carbón es una roca orgánica hecha de carbono orgánico que son los restos de materia vegetal fósil. Se acumula en los lugares exuberantes y humedales


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tropicales, y requiere la deposición en ausencia de oxígeno. Tiene un alto contenido de carbono y puede ser fácilmente quemado para obtener energía.

Iones disueltos liberados en el agua por el proceso de meteorización se realizan en ríos o aguas subterráneas. Eventualmente, estos iones disueltos terminan en el océano, lo que explica por qué el agua del mar es salada. Cuando el agua se evapora o la concentración de los iones son demasiado altos como resultado de algún otro proceso, los iones se recombinan por precipitación química para formar minerales que se pueden acumular para convertirse en sedimentos químicos y rocas sedimentarias químicas. Entre ellas se encuentran:

- Evaporitas: Formado por la evaporación del agua de mar o agua del lago. Produce halita (sal) y depósitos de yeso por precipitación química debido a que la concentración de sólidos aumenta debido a la pérdida de agua por evaporación. Esto puede ocurrir en los lagos, o cuencas oceánicas restringidas, al igual que ha sucedido en el Mar Mediterráneo o en el Golfo de México en el pasado.

- Travertinos: El agua subterránea disuelve iones de calcio y bicarbonato que precipitan la calcita para formar una piedra caliza químicamente precipitado, llamados travertinos. Esto puede ocurrir en los lagos, aguas termales y cuevas.

- Dolomías: Piedra caliza que se han modificado químicamente por los fluidos ricos en Mg que fluyen a través de la roca y se convierten en dolomías. CaCO3 se recristaliza a un nuevo mineral llamado dolomita CaMg(CO3)2.

- Chert Químico: Las aguas subterráneas que fluye a través de la roca puede precipitar SiO2 para reemplazar los minerales que estaban presentes. Esto produce un sílex no biogénico. Hay muchas variedades de este tipo de sílex que se les da diferentes nombres en función de sus atributos, por ejemplo:

Pedernal - Negro o gris de la materia orgánica.

Jasper - Rojo o amarillo de óxidos de Fe.

Madera petrificada - Grano de madera preservada por sílice.

Ágata - anillos concéntricamente estratificados

ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS

Como se mencionó anteriormente, todas las etapas del ciclo sedimentario dejan pistas sobre los procesos que operaban en el pasado. Tal vez las pistas más fáciles de observar son estructuras dejadas por el proceso de deposición.

ESTRATIFICACIÓN Y CAPAS

Debido a que el sedimento se deposita en las zonas bajas, que a menudo se extienden por amplias zonas, eventos deposicionales sucesivas producen capas denominadas estratificación, que suele ser la característica más evidente de las rocas sedimentarias. La estratificación puede ser debido a diferencias en el color del material, las diferencias en el tamaño de grano, o diferencias en el contenido mineral o la composición química. Todas estas diferencias pueden estar relacionadas con las diferencias en el entorno presente durante los eventos deposicionales.


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Una serie de capas se conocen como estratos. Una secuencia de estratos que es suficientemente original para ser reconocidos a escala regional se denomina formación. Una formación es la unidad de mapeo geológico fundamental.

- Estratificación Rítmica: Alternando capas paralelas que tienen diferentes propiedades. A veces causado por los cambios estacionales en la deposición (varvas). es decir, depósitos lacustres donde sedimentos gruesos se depositan en los meses de verano y sedimento fino se deposita en el invierno, cuando se congela la superficie del lago.

- Estrato cruz: Juego de estratos que están inclinados uno respecto al otro. Los estratos están inclinadas en la dirección que el viento o el agua se mueven en el momento de la deposición. Los límites entre conjuntos de estratos representan generalmente una superficie de erosión. Muy común en los depósitos de playa, dunas de arena, y ríos se deposita estos sedimentos.

-

- Estratos Graduales: Como la velocidad de la corriente disminuye, primero las partículas más grandes o más densas se depositan seguido por partículas más pequeñas. Esto resulta en los estratos una disminución en el tamaño de grano de la parte inferior que en la parte superior del estrato. Sedimentos agregados como un pulso de agua turbia. Como disminuye el pulso, el agua pierde velocidad y los sedimentos se asientan. El material más grueso se instala primero, medio siguiente, y así sucesivamente. Múltiples secuencias de lecho clasificado llamados turbiditas.

- Sedimentos no ordenados: Sedimentos mostrando una mezcla de tamaños de grano resulta de las cosas tales como el desprendimiento de rocas, flujos de escombros, flujos de lodo y la deposición de fusión del hielo.

- Ondulitas: Agua que fluye sobre sedimentos sueltos crea formas de estratos por el sedimento que se mueve con el flujo.


Varvasedimento fino (invierno) sedimentos gruesos (verano)

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Las formas de los estratos están vinculadas a la velocidad del flujo y tamaño de los sedimentos. Las ondas son características de la deposición de aguas poco profundas, y también pueden ser causados por el viento que sopla sobre la superficie. Las dunas de arena son similares, pero a una escala más grande. Las ondas son comúnmente conservadas en las rocas sedimentarias.

Ondulaciones asimétricas indican la dirección del flujo, con la fuerte pendiente en la baja dirección de la corriente. Las ondas perseveradas en rocas antiguas también pueden ser indicadores de la dirección arriba/abajo en los sedimentos originales.

Ondulaciones simétricas se forman como resultado de la energía de onda de oscilación constante de ida y vuelta.

- Grietas de desecación: Son el resultado de la desecación de sedimento húmedo en la superficie de la Tierra. Las grietas se forman debido a la contracción de los sedimentos mientras se seca. Cuando está presente en la roca, que indican que la superficie se expone en la superficie de la tierra y luego enterrado rápidamente.

- Marcas individuales: Flautas son valles erosionados en el sedimento blando que puede llenarse de barro. Tanto las flautas y los modelos resultantes (denominados moldes flauta) pueden ser conservados en roca.

AMBIENTES SEDIMENTARIOS

Si nos fijamos en varios ambientes que actualmente se encuentran en la Tierra, podemos encontrar características en el sedimento que son únicos para cada entorno. Si nos encontramos con esas mismas características en las rocas sedimentarias, que nos permite interpretar el ambiente del pasado. Cada ambiente tiene su propio régimen de la energía y el transporte de sedimento, el transporte y las condiciones de deposición que se reflejan en el sedimento depositado. Ambientes sedimentarios se pueden dividir en los siguientes:

- Ambientes terrestres (no marinos: Glacial, Los abanicos aluviales, Dunas de arena.- Los ambientes marinos: Deltas, Playas costeras, Clastos superficiales marinos,

Carbonatos superficiales marinos. Ambiente marino profundo.

LAS TRANSGRESIONES Y REGRESIONES

A lo largo de la historia geológica del nivel del mar ha subido y bajado en hasta unos pocos cientos de metros en muchas ocasiones. Estos cambios son el resultado del clima o los


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cambios en la forma del fondo del mar y los cambios de la tierra como resultado de la tectónica.

Cuando el nivel del mar se eleva, la costa se desplaza tierra adentro. Esto se llama una transgresión. La arena de playa es enterrado por sedimentos marinos y el fondo del mar disminuye debido al peso del sedimento.

Durante una transgresión, la playa de arena forma una extensa capa, pero no todos tienen la misma edad. Cuando el nivel del mar cae, la costa hacia el mar migra. Esto se llama una regresión. La secuencia sedimentaria se repite entonces en un sentido vertical que el ambiente sedimentario migra hacia atrás y adelante.

DIAGÉNESIS

Es la litificación de sedimentos en rocas sedimentarias que se lleva a cabo después de que el sedimento se ha depositado y enterrado. Los procesos por los que el sedimento se vuelve litificado en una roca sedimentaria duro se llama diagénesis e incluye todos los procesos físicos, químicos y biológicos que actúan sobre el sedimento. El primer paso en la diagénesis es la compactación del sedimento y la pérdida de agua como resultado del peso del sedimento suprayacente. Compactación y enterramiento pueden causar la recristalización de los minerales. Fluidos que fluyen a través de la roca y los organismos pueden precipitar nuevos minerales en los espacios de los poros entre los granos para formar un cemento que contiene los sedimentos juntos. Cementos comunes incluyen cuarzo, calcita y hematita.

Diagénesis es también una respuesta al aumento de la temperatura y de la presión como sedimento es enterrado más profundo. Cuando la temperatura aumenta mucho más, entramos en el terreno ya de metamorfismo.


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