Sedimentación y procesos de sedimentación

1. Introducción:

Las rocas sedimentarias son rocas que se forman por acumulación de sedimentos, los cuales son partículas de diversos tamaños que son transportadas por el agua, el hielo o el aire, y son sometidas a procesos físicos y químicos (diagénesis), que dan lugar a materiales consolidados. Las rocas sedimentarias pueden formarse a las orillas de los ríos, en el fondo de barrancos, valles, lagos, mares, y en las desembocaduras de los ríos. Se hallan dispuestas formando capas o estratos.

Existen procesos geológicos externos que actúan sobre las rocas preexistentes, estos agentes las meteorizan, transportan y depositan en diferentes lugares dependiendo del transporte (agua, viento, hielo).Las rocas sedimentarias pueden existir hasta una profundidad de diez kilómetros en la corteza terrestre. Estas rocas pueden presentarse sueltas o consolidadas, es decir, que han sido unidas a otras por procesos posteriores a la sedimentación, conocidos como diagénesis.

Las rocas sedimentarias cubren más del 75 % de la superficie terrestre, formando una cobertura sedimentaria que se encuentra sobre rocas ígneas y, en menor medida, en metamórficas. Sin embargo su volumen total es pequeño cuando se comparan sobre todo con las rocas ígneas, que no solo forman la mayor parte de la corteza, sino la totalidad del manto.

2. Sedimentología:

La sedimentología es una rama de la geología que se ocupa del estudio de los procesos de formación y transporte, así como de deposición del material acumulado en forma de sedimento en regiones de tierra o mar, y que generalmente se convierte en rocas sedimentarias.

A través de su investigación, tiene como propósito entender y reconstruir los fenómenos de sedimentación del pasado.

A diferencia de la estratigrafía, que se encarga de la descripción de las rocas esta interpreta sus procesos y entornos.

Uno de los principios en los que se basa se denomina Ley de superposición de estratos; la misma define que las capas sedimentarias se depositan a lo largo del tiempo, constituyendo una secuencia en la cual a mayor antigüedad, mayor será la distancia de la capa con respecto a la superficie. Este axioma es fundamental para muchas ciencias naturales que dependen de la geología y parte de la observación de la historia del Planeta.

La relación de nuestra especie con las rocas se remonta a la Edad de Piedra, cuando se comenzó a utilizarlas con fines económicos; sin embargo, el interés científico no se despertó hasta el final del siglo XIX, y fue bautizado con el nombre de sedimentología recién en la primera mitad del siglo XX.

Para la década del 60, la sedimentología había adquirido gran importancia, y en esa época se aprovechó para la explotación de hidrocarburos, aportando los datos necesarios para localizar las áreas más adecuadas para su acumulación (que se conocen con el nombre de reservorios).

Otro campo que se beneficia considerablemente de la sedimentología es la gestión del medio ambiente, ya que encuentra en sus observaciones la información fundamental para la toma de ciertas decisiones, tales como la construcción de puertos y muelles o las acciones para defender las costas de la erosión. Con respecto a este último punto, existen posturas que se oponen a la intervención del ser humano en los procesos naturales, considerándolas interferencias en la voluntad de la Tierra que alteran sus ciclos y pueden provocar catástrofes.

3. Concepto de sedimentación:

La sedimentación es el proceso por el cual el sedimento en movimiento se deposita. Un tipo común de sedimentación ocurre cuando el material sólido, transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo de un río, embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin. Toda corriente de agua, caracterizada por su caudal, tirante de agua, velocidad y forma de la sección tiene una capacidad de transportar material sólido en suspensión y otras moléculas en disolución. El cambio de alguna de estas características de la corriente puede hacer que el material transportado se deposite o precipite; o el material existente en el fondo o márgenes del cauce sea erosionado.

Puesto que la mayor parte de los procesos de sedimentación se producen bajo la acción de la gravedad, las áreas elevadas de la litosfera terrestre tienden a ser sujetas prevalentemente a fenómenos erosivos, mientras que las zonas deprimidas están sujetas prevalentemente a la sedimentación. Las depresiones de la litosfera en la que se acumulan sedimentos, son llamadas cuencas sedimentarias.

4. Concepto de Sedimento:

El sedimento es un material sólido acumulado sobre la superficie terrestre (litósfera) derivado de las acciones de fenómenos y procesos que actúan en la atmósfera, en la hidrosfera y en la biosfera (vientos, variaciones de temperatura, precipitaciones meteorológicas, circulación de aguas superficiales o subterráneas, desplazamiento de masas de agua en ambiente marino o lacustre, acciones de agentes químicos, acciones de organismos vivos).

Los sedimentos pueden permanecer estables durante largos períodos, millones de años, hasta consolidarse en rocas. También pueden ser movidos por fuerzas naturales como el viento o escurrimiento de agua, ya sea en superficie, inmediatamente después de las lluvias, o por curso de agua, ríos y arroyos, este movimiento de los sedimentos es conocida como erosión, erosión eólica, en el primer caso, o degradación del suelo y erosión fluvial en el segundo caso.

5. Procesos sedimentarios

5.1. Formación de los sedimentos

5.1.2. Intemperismo

Intemperismo o meteorización es la alteración de los materiales rocosos expuestos al aire, a la humedad y al efecto de la materia orgánica; puede ser intemperismo mecánico o de desintegración, y químico o de descomposición, pero ambos procesos, por regla general interactúan. Las variaciones de humedad y temperatura inciden en ambas formas de intemperismo toda vez que afectan la roca desde el punto de vista mecánico y que el agua y el calor favorecen las reacciones químicas que la alteran. Distintos factores ambientales físicos y químicos atacan a las rocas y las cuartean, disgregan y descomponen, y según el carácter de los factores que produzcan la meteorización se distinguen la meteorización física y la meteorización química.

A. Intemperismo mecánico

Es causada por procesos físicos, se desarrolla fundamentalmente en ambientes desérticos y periglaciares. Es que los climas desérticos tienen amplia diferencia térmica entre el día y la noche y la ausencia de vegetación permite que los rayos solares incidan directamente sobre las rocas, mientras en los ambientes periglaciares las temperaturas varían por encima y por debajo del punto de fusión del hielo, con una periodicidad diaria o estacional.

Los factores del intemperismo mecánico son:

Presencia de zonas (planos) de debilidad.

Todas las rocas tienen planos de debilidad como estratificación, diaclasas, foliación, fracturas, etc. Entre más cercanos se encuentren estos planos, más favorecerán la desintegración de las rocas

Termoclastía

Fenómeno de expansión y contracción térmica del material por variaciones de la temperatura. Si la variación es súbita afectará la superficie de la roca; si es lenta, interesará toda la masa. En el segundo caso aparecerían fisuras cuando el material heterogéneo, (minerales con diferentes coeficientes de contracción y dilatación), pueda generar respuestas diferentes en términos de esfuerzos. La insolación es más

eficiente en los desiertos pues la sequedad ambiental permite que durante el día el calor no se pierda en calentar la humedad de la atmósfera y durante la noche no exista reserva atmosférica de calor para que caiga la temperatura.

Ocurre en lugares con importantes variaciones de temperatura por la dilatación y contracción de las rocas que crea tensiones y las rocas pueden llegar a fracturarse. Cuando la meteorización es causada por la radiación solar, se denomina meteorización por insolación, mientras que si es creada por acción de fuego, se denomina choque térmico.

Gelivación o acción de las heladas.

Cuando el agua penetra en las fracturas de las rocas para luego congelarse, aumenta su volumen en un 9% y genera esfuerzos que fracturan el material. Con variaciones de la temperatura por arriba y abajo del punto de congelación y el nuevo abastecimiento de agua penetrando en el material a través de diaclasas y poros, el hielo, actuando en forma semejante a una cuña, hará progresar las disyunciones afectando sucesivamente el material.

Mecánicamente es más vulnerable la roca cerca de la superficie que en el interior y es más competente a esfuerzos de compresión que a esfuerzos de tensión y cizalladura

Exfoliación.

Es una forma de meteorización que conduce, no a la desintegración granular de la roca, sino a su descamación, pues se desprenden de la roca láminas o capas curvas. Se presentan dos productos de exfoliación:

Los domos de exfoliación por despresurización de un macizo rocoso, y los peñascos intemperados esferoidalmente, por exfoliación

La despresurización es un relajamiento mecánico de una masa rocosa cristalina sepultada que posteriormente por erosión, emerge. La pérdida de presión de confinamiento significa una caída de las fuerzas confinantes y como respuesta un incremento en el volumen de la masa ya descubierta, para que las fuerzas de distensión den el domo, como ejemplo el Pan de Azúcar en Río de Janeiro o el Peñol en Guatapé (Antioquia).

La exfoliación esferoidal, segunda forma, es el efecto mecánico del intemperismo químico que favorece la separación de capas sucesivas y delgadas de un bloque inicialmente cúbico que se transforma en esfera, por ejemplo el granito de bolas.

Acción de las raíces.

Las raíces que crecen en las grietas de las rocas generan esfuerzos de tracción. Se trata de un efecto de cuña asociado al engrosamiento de la raíz que se desarrolla y progresa, colaborando en la dislocación de los materiales rocosos.

Hidroclastismo

Las rocas están sometidas a ciclos de humedecimiento y secado, que producen efectos disruptivos. Esta acción desintegradora inducida por el agua crea una desintegración por descamación superficial y fracturación de la roca, comúnmente a lo largo de los planos de fisibilidad existentes.

En la exfoliación esferoidal, típica de intrusivos graníticos, el intemperismo es favorecido por las zonas fracturadas, grietas donde el agua penetra y adicionalmente con intemperismo químico, redondea las esquinas de los bordes angulosos, por lo que finalmente los fragmentos adquieren una característica forma redondeada distintiva de este tipo de rocas

Haloclastismo

Las sales de elevada solubilidad comunes en los desiertos y acumuladas a depresiones lacustres o sobre rocas y sedimentos; generalmente poseen tonalidades fluorescentes y blancas, y se precipitan en los espacios porosos de las rocas. La precipitación, acompañada de los cambios debidos a la actividad de procesos físicos y químicos de las propias sales, crea expansiones volumétricas que conducen a la desintegración de las rocas.

B) Intemperismo químico

Factores del intemperismo químico

Los factores del intemperismo químico son cinco, el intemperismo mecánico, la composición mineralógica original, la profundidad de los materiales y las variaciones de la temperatura y de la humedad.

El intemperismo mecánico.

Es el factor más importante de intemperismo químico, porque el proceso garantiza mayor área de exposición de los materiales.

La profundidad.

Porque los materiales de la superficie están más expuestos a las variaciones de temperatura y la humedad y por consiguiente al aire y la materia orgánica. En la superficie existen organismos vivos que favorecen la alteración de la roca.

La composición del mineral original.

Este es un factor que alude a la génesis y tipo de roca, a su textura. Por ejemplo, entre los metales el hierro se oxida más rápidamente y entre los silicatos, según Bowen, el cuarzo resiste más que los otros de la serie.

La temperatura y la humedad. Son dos factores climáticos que condicionan la velocidad e intensidad de las reacciones químicas; la humedad favorece la producción de ácido carbónico, además de proveer otros ácidos de reacción. Las rocas se degradan por ciclos de humedecimiento y secado antes que por una humedad y temperaturas fijas; la intensidad en la variación de ambos factores es el aspecto fundamental.

Formas del intemperismo químico

Estas formas dependen del agente y se denominan:

- Disolución.

Es la forma más sencilla de ataque químico y consiste en disociar moléculas de rocas por ácidos como el carbónico y el húmico. Rocas solubles son las calizas y las evaporitas.

Halita (Na Cl).El compuesto es eléctricamente neutro, pero sus átomos (Cl y Na) mantienen su carga respectiva, lo cual atrae la molécula de agua, polar, para ubicarse de manera que la carga + residual quede cerca de un átomo de cloro y que la carga – residual quede cerca de un sodio, lo cual altera las fuerzas de atracción existentes en el cristal de halita y libera los iones a la solución acuosa.Es de destacar, que la mayoría de los minerales son, a efectos prácticos, insolubles en agua pura; pero la presencia de pequeñas cantidades de ácido(H2CO3, ácidos orgánicos) incrementa de manera notable la capacidad corrosiva del agua.

- Hidratación.

Fragmentación de la roca como consecuencia del aumento de volumen producido por el agua de cristalización. Se explica porque algunos minerales pueden incorporar agua a su estructura cristalina, en proporción definida. Ej., yeso y anhidrita.

La agregación de agua a un mineral o roca se le llama hidratación esta ocurre comúnmente durante la hidrolisis la oxidación y la carbonatación el aumento de tamaño de las sustancias acompaña generalmente a la hidratación la presencia del agua en un mineral es indicada en la formula correspondiente por el grupo OH como en los minerales arcillosos y por el n H2O como en el ópalo y en yeso Este proceso es fácil de ver, por ejemplo, mezclando anhidrita con agua, lo que produce una reacción exotérmica (desprende calor) al transformarse en yeso (sulfato de calcio hidratado).La hidratación convierte a los silicatos inestables de aluminio de las rocas cristalinas en minerales arcillosos la reacción que se verifica durante la hidratación es como sigue

2KAlSI3O8+2H2O+CO2 Al2Si2O5(OH)4+4SiO2+K2CO3

Ortoclasa + agua + anhídrido carbónico caolinita + sílice + carbonato de potasio

2NaAlSi3O8+2H2O+CO2 Al2Si2O5(OH)4+4SiO2+Na2CO3

Albita + agua + anhídrido carbónico caolinita + sílice + carbonato de sodio

- Hidrólisis.

Consiste en la incorporación de iones de H+ y OH a la red estructural de los minerales. Supone separar una sal en ácido y base. Cuando el agua se descompone para que el ion OH reaccione con las rocas, en especial silicatos y sobre todo feldespatos, se obtienen arcillas. Las rocas ígneas tienen cationes metálicos Mg, Ca, Na, K, Fe y Al, que con el hidróxido (OH-) forman bicarbonatos y carbonatos solubles.

Es el fenómeno por el cual una sustancia reacciona con el agua. Usualmente, el H con el agua disociada substituye algún catión de la red cristalina, desestabiliza al destruir la disposición ordenada original y se va descomponiendo. En estado natural es frecuente que el agua contenga H + adicionales, lo cual acelera meteorización. Es el proceso principal de intemperización química de los silicatos, que conforman una parte de los silicatos, que conforman una parte importante de la corteza terrestre.

Hidrolisis de rocas piro clásticas alteradas a arcillas con un recubrimiento de limonitas

- Oxidación.

Aquí los componentes de las rocas reaccionan con el oxígeno que se halla disuelto en el agua. Ocurre frecuentemente en los compuestos de hierro donde es más visible por los colores rojizos

Como agente geológico el oxígeno es importante principalmente en la oxidación de algunos elementos secundarios de las rocas los procesos de oxidación combinados con la hidratación ordinaria se pueden simplificar describiendo la oxidación de la pirita y la marcasita

2FeS2+nH2O+5O2 Fe2O3 y/o Fe2O.n H2O+2H2SO4

Pirita + agua +oxigeno hematita +sulfato

- Carbonatación.

Fijación del CO2. Esta especie y el agua forman ácido carbónico. El H2CO3 reacciona a su vez con el carbonato cálcico para formar bicarbonato en los paisajes kársticos (propios de los yacimientos de mármoles, dolomías y calizas).

La combinación de los iones de carbónato, CO3--, o de bicarbonato,HCO3

-con un material geológico puede llamarse carbonatación

Se ven involucradas en casi toda actividad biológica y junto con la hidratación son las principales en el Intemperismo de las rocas las rocas portadoras de calcio y magnesio son comúnmente intemperadas por carbonatación

El agua se disuelve o se combina con el CO2 para formar los ácidos carbónicos

2H2O+2CO2 H2CO3+2H+ +CO3-

Si el agua carbonatada reacciona con la dolomita esta puede ser disuelta para formar bicarbonatos relativamente solubles

CaMg (CO3)2+2CO2+2H2O Ca (HCO3)2+Mg (HCO3)2

La acción del CO2 sobre los silicatos complejos e las rocas como lo minerales maficos y los feldespatos produce carbonatos de los metales alcalinos y alcalinotérreos que son solubles y fácilmente eliminados la mayoría de estos carbonatos son llevados en disolución hasta el mar

5.1.2. Erosión

La erosión es el desgaste o denudación de suelos y rocas que producen distintos procesos en la superficie de la Tierra. La erosión implica movimiento, transporte del material, en contraste con la alteración y disgregación de las rocas, fenómeno conocido como meteorización y es uno de los principales factores del ciclo geográfico. Entre los agentes erosivos están la circulación de agua o hielo, el viento, o los cambios térmicos. La erosión produce el relieve de los valles, gargantas, cañones, cavernas y mesas, y puede ser incrementada por actividades humanas, antrópicas.

Erosión hídrica

La erosión hídrica es el proceso de sustracción de masa sólida al suelo o a la roca de la superficie llevado a cabo por un flujo de agua que circula por la misma. Aproximadamente el 40% de la superficie agrícola mundial está seriamente degradada por erosión.

Erosión de las costasPor ejemplo, la formación de un acantilado o una rasa mareal.

Erosión fluvialLlevada a cabo por aguas superficiales en los continentes.

Erosión glaciarProducida por el movimiento de masas de hielo.

Erosión por cambios de fase.

Fractura de la roca producidas por congelación del agua en grietas, debido a su aumento de volumen.

Erosión eólica

La erosión eólica es el desgaste de las rocas o la remoción del suelo debido a la acción del viento. El viento es un agente de modelado del relieve que puede acarrear grandes cantidades de polvo a través del mundo, pero los granos de arena solo pueden ser transportados a distancias relativamente cortas. El cuarzo es el mineral más abundante en las partículas de arena; normalmente es resistente a la meteorización química, a la disolución y a la abrasión, es decir, que la erosión eólica es referente al viento con la arenilla que se encuentra en la tierra. La arena se encuentra distribuida por toda la superficie terrestre, pero particularmente en los desiertos, las costas, estuarios de ríos y espacios que han registrado glaciaciones. Parece que el agua pudo haber sido el agente original que ocasionó la concentración de las potentes masas de arena de los desiertos, el viento sería el agente de redistribución y la génesis de un amplio muestrario de formas sedimentarias. Muchos de los grandes depósitos, especialmente los llamados mares de arena, parecen ser el resultado de una importante actividad fluvial durante el Cuaternario.

O por la abrasión de partículas de aire que éste transporta.

El viento actúa sobre el relieve de acuerdo a las características climáticas del sitio:

En las zonas desérticas modela la superficie al perfilar las dunas o formar los desiertos de piedras, llamados erg, al arrastrar el material fino y dejar el grueso.

En las zonas húmedas y áridas se produce el transporte de materiales finos tal como el loess, originando relieves planos, ligeramente ondulados.

Donde el tipo de rocas los permite, tal como sucede con las tobas, formadas por cenizas volcánicas compactadas, el viento modela la forma de las mismas originando ventanas, figuras, etc.

Erosión gravitacional

Esta erosión se produce por la gravedad que la ladera tiene.

Transporte en pendientes de ladera. Transporte por gravedad de bloques o granos desgajados en laderas de montaña.

Factores que determinan las causas de la erosión

Relieve

Uno de los principales factores que determina la velocidad de los procesos de erosión es el relieve. Los procesos fluviales o gravitatorios actúan generalmente en presencia de una cierta pendiente topográfica.

Superficie erosionada

El material erosionado puede consistir en:

Roca madre (basamento o sustrato): roca no alterada, en la forma en que se formó por procesos geológicos. Puede tratarse de cualquier tipo de rocas (ígneas, metamórficas o sedimentarias).

Fragmentos de rocas producto de la meteorización mecánica (termoclastia, gelifracción, etc.) o formados por abrasión mecánica de la roca madre debida a la acción del viento, aguas o glaciares.

Suelos, en especial aquellos que han sido despojados de su cubierta vegetal por tala, sobrepastoreo o incendio.

DIAGENESIS Y LITIFICACION

Luego que la roca sea meteorizada es necesario el transporte de los sedimentos a una zona de acumulación, donde serán depositados y posteriormente convertidos en roca por procesos de diagénesis y litificación.

LITIFICACION

La litificación o petrificación son aquellos procesos por los cuales un sedimento depositado se convierte lentamente en una roca sedimentaria sólida. La litificación puede ser incompleta, puede ocurrir un poco después de la depositación o ser simultánea a ella; o bien puede producirse mucho tiempo después de la depositación.

DIAGENESIS

Es un término colectivo para todos los cambios químicos, físicos y biológicos que tienen lugar después de la deposición de los sedimentos así como durante y después de la litificación, La formación de las rocas sedimentarias a partir de los sedimentos, comporta la existencia de una serie de procesos que, en general, tienden a la reducción de la porosidad y al aumento de la compacidad de los materiales.

Factores que influyen en la diagénesis:

Tipo de roca sedimentaria (textura, composición, contenido orgánico),

Porosidad y permeabilidad, características de los cuerpos sedimentarios.

Ambiente sedimentario y clima.

Tipos de organismos y procesos biológicos.

Tiempo geológico de residencia.

Profundidad, temperatura y presión.

Propiedades de las aguas: pH, redox, sales disueltas.

 Etapas de los procesos diagenéticos

Diagénesis temprana: Ocurre a baja profundidad de sepultamiento (< 50m y puede alcanzar los 2 km de profundidad) durante pocos miles a cientos de miles de años, y en algunos casos se lleva a cabo por interacción de agua marina y procesos del fondo marino. Durante esta etapa se desarrollan los procesos iniciales de litificación y compactación.

Diagénesis tardía: durante estos los eventos posteriores son más lentos y de mayor duración.

Siguiendo a Fairbridge (1967) la diagénesis puede dividir en tres etapas:

Sindiagénesis o eogénesis: Comienza en el momento de la sedimentación y se caracteriza por la gran cantidad de agua intersticial atrapada y su lenta expulsión.

En la etapa inicial el sedimento tiene gran cantidad de materia orgánica que permite ser colonizado por comedores de fango y organismos perforantes que disturban la estratificación y ayudan a establecer las condiciones oxidantes. Contribuyen a una separación de los granos de cuarzo, a la disolución de granos de carbonato y a la alteración de los feldespatos y micas.

Corresponde al ambiente de Depositación y al período de soterramiento menos profundo; con exposición a la atmósfera.

Va desde condiciones secas y oxidantes a húmedas oxidantes y húmedas reductoras.

Anadiagénesis o mesogénesis: Es la etapa en que se cementa y compacta el sedimento y puede a veces relacionarse con un comportamiento tectónico particular de la cuenca.

Corresponde al ambiente de soterramiento de los sedimentos, superior a 2 km de profundidad. En este régimen se incrementan la temperatura superior a los 70º C. y la presión. Consecuentemente aumenta la capacidad de reacción de los sistemas y las velocidades de reacción.

En geosinclinales pueden acumularse grandes espesores dando enterramientos rápidos y llegando al metamorfismo antes de estabilizarse la diagénesis.

Las aguas mesogenéticas son salinas, neutras y alcalinas.

Epidiagénesis o telogénesis: Fase diagénetica de emersión que corresponde al ambiente diagenético generado durante la fase de ascenso tectónico y progresivo retorno de las masas sedimentarias a las condiciones superficiales. Se observa un decrecimiento en la presión y la temperatura.

Las rocas formadas como consecuencia de los procesos diagéneticos de naturaleza química y física, son a menudo elevadas por dislocaciones y transportadas hasta la superficie terrestre, por erosión de los niveles superiores. Se produce infiltración de aguas meteóricas ácidas y oxidantes.

PROCESOS DE LA DIAGÉNESIS:

a) Compactación

Conforme el sedimento se acumula a través del tiempo, el peso del material suprayacente (yace por encima de algo) comprime los sedimentos más profundos. Cuanto mayor es la profundidad a la que está enterrado el sedimento, más se compacta y más firme se vuelve. AI inducirse cada vez más la aproximación de los granos, hay una reducción considerable del espacio poroso (el espacio abierto entre las partículas). Por ejemplo, cuando las arcillas son enterradas debajo de varios miles de metros de material, el volumen de la arcilla puede reducirse hasta en un 40 por ciento. Conforme se reduce el espacio del poro, se expulsa gran parte del agua que estaba atrapada en los sedimentos. Dado que las arenas y otros sedimentos gruesos son solo ligeramente compresibles, la compactación, como proceso de litificación, es más significativa en las rocas sedimentarias de grano fino.

Compactación mecánica 

La compactación mecánica es dominante a profundidades de soterramiento entre 0,6 km y 1,5 km dependiendo del tipo de arenisca. Se produce en los primeros estadios del enterramiento y sus consecuencias fundamentales son: reordenación de los granos individuales, expulsión de agua, deformación de granos dúctiles (peloides, intraclastos, etc.) y rotura de los frágiles, y aplastamiento de aspectos sedimentológicos (burrows, porosidad fenestral, etc.).

Compactación química 

La compactación química es efectiva a profundidades del orden de los 4,5 km a 8 km donde la porosidad primaria puede ser reducida prácticamente a cero. Se produce a continuación de la compactación mecánica, durante el enterramiento profundo. Se origina como resultado de la presión concentrada en puntos de contacto entre: granos, cristales o grandes superficies (estratos), lo que incrementa la solubilidad de los carbonatos. La consecuencia es el desarrollo de contactos cóncavo-convexos y suturados entre granos, y la aparición de superficies estilolíticas a gran escala.

b) Cementación

Es el proceso más importante mediante el cual los sedimentos se convierten en rocas sedimentarias. Es un cambio diagenético químico que implica la precipitación de los minerales entre los granos sedimentarios individuales. Los materiales cementantes son transportados en solución por el agua que percola a través de los espacios abiertos entre las partículas. A lo largo del tiempo, el cemento precipita sobre los granos de sedimento, llena los espacios vacíos y une los clastos. De la misma manera que el espacio del poro se reduce durante la compactación, la adición de cemento al depósito sedimentario reduce también su porosidad.

La calcita o aragonita CaCO3, la sílice SiO2, la dolomita MgCa(CO3)2, la siderita FeCO3 y el óxido de hierro Fe2O3 son los cementos más comunes. Hay una manera relativamente sencilla de identificar el material cementante.

Cuando se trata de calcita, se producirá efervescencia con el ácido clorhídrico diluido.

La sílice es el cemento más duro y produce, por tanto, las rocas sedimentarias más duras.

Un color de naranja, a rojo oscuro en una roca sedimentaria significa que hay óxido de hierro.

La mayoría de las rocas sedimentarias se litifica por medio de la compactación y la cementación. Sin embargo, algunas se forman inicialmente como masas solidas de cristales intercrecidos, antes de empezar como acumulaciones de partículas independientes que más tarde se solidifican. Otras rocas sedimentarias cristalinas no empiezan de esta manera, sino que se transforman en masas de cristales intercrecidos algún tiempo después de que se haya depositado el sedimento.

Por ejemplo, con el tiempo y el enterramiento, los sedimentos sueltos que consisten en delicados restos esqueléticos calcáreos pueden recristalizar en una caliza cristalina relativamente densa. Dado que los cristales crecen hasta que rellenan todos los espacios disponibles, normalmente las rocas sedimentarias cristalinas carecen de porosidad. A menos que las rocas desarrollen más tarde diaclasas y fracturas, serán relativamente impermeables a fluidos como el agua y el petróleo.

c) Recristalización

El agua de los sedimentos no puede ser expulsada completamente por la compactación. Algo del agua congénita permanece como parte integral de los sedimentos asentados a profundidad, y es el medio en el cual tiene lugar muchos cambios químicos posteriores. Parte original de los sedimentos es tomado en disolución durante la diagénesis o durante el sepultamiento largo y profundo. Si el material disuelto es redepositado, puede considerarse como material recristalizado.

El proceso de recristalización puede cambiar el tamaño original del cristal, su forma su redondez y aun su orientación. La recristalización es más común entre los no clásticos que entre los clásticos.

La formación de nuevos cristales (neocristalización) y el crecimiento cristalino (recristalización), permiten el endurecimiento de los depósitos, por unión de cristales individuales

d) Autigénesis y metasomatismo

Autigenesis es el desarrollo de nuevos minerales o sobrecrecimientos dentro de un sedimento.

Después de la depositación, muchos minerales estables pueden cristalizar de nuevo en el medio ambiente diagenético de un sedimento y quedar así agregados al depósito original. Tales minerales son autigénicos (carbonatos y la sílice, feldespato, la clorita la illita, la sericita, yeso y la anhidrita) y al proceso se le llama autigénesis

El reemplazamiento de los minerales originales por varios minerales autigénicos sin cambio de volumen, es una forma de metasomatismo de baja temperatura. El proceso puede ocurrir temprano en el ambiente diagenéticos o en cualquier tiempo después del enterramiento del sedimento, y puede alterar marcadamente la composición y la textura de una roca sedimentaria.

Ejemplo:

La dolomitizacion:

Proceso a través del cual cristales de dolomita MgCa(CO3)2 reemplazan al carbonato de calcio Ca(CO3) y puede ocurrir inmediatamente después del depósito del sedimento o mucho más tarde, afectando a rocas calizas ya consolidadas.

Las propiedades ópticas de la calcita y dolomita son muy similares (incoloros, muy alta birrefringencia, lo que supone colores de interferencia blancos de alto orden con iridiscencias, buenas exfoliaciones, y frecuente maclado), por lo que no pueden ser distinguidos al microscopio.

Para ello se utilizan técnicas de tinción relativamente simples sobre la misma lámina delgada que permiten distinguir ambos minerales, y así clasificar la roca. Otra forma de conocer la composición de las rocas carbonatadas es añadir una solución acuosa de HCl diluida% si se produce efervescencia (se libera CO2), la roca es caliza ya que la calcita se disuelve en estas soluciones, al contrario que la dolomita.